第十二章 简单机械
第一节 杠杆
(建议用时:25分钟)
基础与巩固
一、选择题
1.如图是古代战争中的“大炮”——抛石机,能将石头抛得很远.它实际上是一个( )
第1题图
A. 滑轮组 B. 省力杠杆 C. 等臂杠杆 D. 费力杠杆
2.小猴与小兔在分一个胡萝卜,它们想要平分,小猴找来一个小石块支起胡萝卜,使其水平平衡,然后沿竖直方向切开,如图所示.则切开的胡萝卜质量( )
第2题图
A. 左边的大 B. 右边的大 C. 两边一样大 D. 无法判定
3.如图是斜拉桥桥塔部分的示意图,它可以看作杠杆,为支点,桥面重看作阻力,拉索拉住桥面防止它下落.如果保持点不动,只将拉索的端移动到端,下列说法正确的是( )
第3题图
A. 减小了阻力 B. 增加了阻力臂
C. 增加了动力 D. 增加了动力臂
4.杆秤是中国传统的称量工具,凝聚着中国人民的智慧.如图所示,为杆秤提纽,,秤砣质量.不挂重物和秤砣时,手提提纽,杆秤可水平平衡.用它称鱼,当秤砣置于点时,杆秤再次水平平衡,此时测得,则鱼的质量为( )
第4题图
A. B. C. D.
二、填空题
5.如图所示为家庭电路常用的两种墙壁开关,其中_____较易损坏,按动这种开关时,相当于________较小,故按动需用的力较大.
第5题图
6.我国天舟六号货运飞船成功进入太空,并完成与中国空间站核心舱的后向对接.空间站上的机械臂在工作时类似于人的手臂(如图),属于_______杠杆.
第6题图
7.如图所示是一种切甘蔗用的铡刀示意图,甘蔗放在______(选填“”或“”)点更易被切断;在该点时,手沿方向所用的力_______(选填“大于”“等于”或“小于”)沿方向所用的力.
第7题图
8.练新方向[模型建构]如图甲是学校里常用的移动指示牌,当有大风吹过,指示牌侧视图如图乙所示,其中为指示牌的牌面,和为支架,且的长度可以调整.指示牌恰好未被吹倒时,它可看作一个以点为支点的杠杆,指示牌的重心位于点,此时,指示牌所受到的风力________(选填“大于”“小于”或“等于”)其指示牌自身的重力.当风力增大时(作用点和方向不变),可以增大______(选填“”“”或“”)的长度,使指示牌不易被风吹倒.
第8题图
9.[2024扬州改编]如图所示,小明坐在座椅上,伸小腿时,小腿绕膝关节上固定点转动,股四头肌群收缩提供动力.小腿从图示位置缓慢伸至水平位置,阻力臂的变化情况是_______,动力的变化情况是_______.
第9题图
三、作图题
10.如图所示,挂着重物,能够绕点转动的杠杆.要使杠杆保持在如图所示的位置静止不动,请在图中画出最小动力以及阻力的示意图.
第 10 题图
11.请在图中画出使车轮滚上台阶的最小动力并标出最小动力时所对应的力臂.
第 11 题图
拓展与提升
12.一个重的成年人和一个重的小孩都要过一道宽度为的水渠.成人从左岸到右岸,而小孩从右岸到左岸,两岸各有一块长度一样的坚实木板,他们想出了如图所示的方式过水渠,请分析在忽略木板自重和木板叠交距离的情况下,要使成年人和小孩都能平安过水渠,木板长度不能小于( )
第12题图
A. B. C. D.
13.[2024云南]实验小组通过探究杠杆的平衡条件,来解释桔槔的使用原理.
(1) 实验前,杠杆水平静止如图1甲所示,此时杠杆处于_______(选填“平衡”或“非平衡”)状态.将杠杆左下角物块取走后,不调节平衡螺母,杠杆_______(选填“仍能”或“不能”)保持水平位置静止.
第13题图
(2) 调节杠杆水平平衡,进行多次实验,数据记录如表:
次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 2 12.0 1 24.0
2 2 5.0 1 10.0
3 3 10.0 2 15.0
4 3 12.0 2 18.0
① 分析表中的数据,归纳出杠杆的平衡条件是_______________(用表格中的字母表示).多次实验的目的是______(选填字母).
A.寻找普遍规律
B.减小实验误差
② 如图1乙,此时在右侧钩码下端加挂一个钩码,杠杆会__________(选填“左端下沉”或“右端下沉”).
(3) 桔槔是我国古代的取水工具,如图2甲,在井边竖一根树杈,架上一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简化图如图2乙.若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件,可以_______(选填“增大”或“减小”)石块的质量或向_____(选填“左”或“右”)移动杠杆的支点.
(4) 图2丙为桔槔在水平位置平衡的模型图,处所吊水和水桶的总质量为,处为支点,杠杆的质量为,重心在处,处所挂石块的质量为,,,,请写出的表达式,______________(用字母、、、、表示).
第二节 滑轮 斜面 机械效率
(建议用时:25分钟)
基础与巩固
一、单项选择题
1.如图所示,三个理想滑轮拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动,所用拉力分别为、、,那么这三个力的大小关系是( )
第1题图
A. B.
C. D.
2.如图所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为的物体,拉力的大小为.若物体和地面之间的摩擦力大小为,则处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为( )
第2题图
A. , B. , C. , D. ,
3.如图所示,有一斜面长为、高为,现用力沿斜面将重力为的物体从底端匀速拉到顶端,斜面的机械效率为 .则下列关于斜面对物体的摩擦力的表达式中不正确的是( )
第3题图
A. B.
C. D.
4.[2024河南]如图,甲、乙两人用不同的装置,在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台,不计绳重及滑轮的摩擦.下列说法正确的是( )
第4题图
A. 甲做的有用功多 B. 乙做的总功多
C. 甲做总功的功率大 D. 乙所用装置的机械效率小
5.用如图所示的装置提升重为的物体,动滑轮重为.在卷扬机对绳子的拉力作用下,物体在内竖直匀速上升了,在此过程中,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
第5题图
A. 物体上升的速度为 B. 滑轮组的有用功为
C. 拉力的功率为 D. 滑轮组的机械效率为
二、填空题
6.高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷得直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触,如图为输电线的牵引装置,钢绳通过滑轮组挂多个相同的坠砣,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,若要使输电线端受到的拉力大小为,则坠砣受到的总重力为__________,若某段时间内输电线端向右移动了,则坠砣上升了_______.(不考虑钢绳的热胀冷缩)
第6题图
7.如图为某景区的盘山公路,汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速挡,这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大___________.一辆总重为的汽车经过某一长为的路段时,竖直高度上升了,如果汽车的牵引力恒为,此过程中盘山公路斜面的机械效率为_________.
第7题图
拓展与提升
8.[工程机械 起重机]某学校小蒲同学是一个爱思考问题的同学,他看到某小区正在建造的楼房地基上有起重机在不停地吊起地面上的建筑材料,于是他查阅了起重机资料,下面是其中某一款塔式起重机简易示意图(如图甲),小蒲知道了塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装(动滑轮重、绳重及摩擦不计,取).
第8题图
(1) 为保持平衡,起重臂的长度越长的塔式起重机,配备的平衡重的质量应越________(选填“大”或“小”).
(2) 图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图,滑轮是________(选填“动滑轮”或“定滑轮”),若钢丝绳能承受的最大拉力为,则能吊起货物的质量不能超过_________.
(3) 若将重为的货物由地面沿竖直方向匀速提升,再沿水平方向移动,则此过程克服重力做功__________,钢丝绳做功__________.
(4) 换用如图丙所示滑轮组,在需要考虑动滑轮重力的情形下,用拉力将重为的物体匀速在内提升了,若滑轮组的机械效率 为,则该过程中拉力所做功的功率为________.
第十二章 简单机械
第一节 杠杆
1.D 2.A 3.D 4.B 5.甲 动力臂 6.费力 7.a 大于 8.小于 CD
9.变大 变大
10.如答图所示
第10题答图
11.如答图所示
第11题答图
12.A 【解析】因成年人较重,所以只要成年人能安全过水渠,则小孩也能安全过水渠;小孩站在B'处让成年人先从木板上过水渠,当成年人到达水渠对岸后,站在B'处,然后再让小孩过水渠.把木板A'B'视为杠杆,O为支点,成年人对A'B'的压力视为阻力F2,小孩对木板的压力视为动力F1,当成年人在A'时,阻力(成年人对A'B'的压力)最大为F2=G成年人=500 N,F1=G小孩=250 N,木板长度为AB,由杠杆平衡条件可得F1(AB-L+AB)=F2(L-AB),即250 N×(2AB-L)=500 N×(L-AB),则AB=L,因此木板的长度不能小于L.故选A.
13.(1)平衡 仍能 (2)①F1l1=F2l2 A ②右端下沉 (3)增大 左 (4)
第二节 滑轮 斜面 机械效率
1.D 2.B 3.A 4.C 5.D 6.5 000 0.2 7.牵引力 40%
8.(1)大 (2)定滑轮 6×103 (3)3.6×105 3.6×105 (4)1 000
9/9