第十一章 简单机械
(时间:75分钟 满分:90分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,第1～7题只有一项符合题目要求,第8～10题有多项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.如图所示的生活用具中,使用时属于费力杠杆的是(C)
A.开瓶器 B.道钉撬 C.筷子 D.钢丝钳
2.如图所示,一杠杆在三个大小相同的力F作用下保持平衡,如果将力F均减小一半,则该杠杆将(C)
A.向左倾斜 B.向右倾斜
C.仍旧平衡 D.无法确定
3.均匀木条AOB,形状如图所示,已知AO=OB,在O点系一线悬挂起来,使AO段处于水平后放手,放手后(B)
A.木条保持静止状态 B.木条A端下降
C.木条B端下降 D.条件不足无法判断
4.用下列几种装置来提升相同的物体,其中最省力的装置是(忽略绳重、滑轮重和摩擦)(D)
5.如图所示,每个滑轮自重相等,不计绳重和摩擦,分别用甲、乙两个滑轮组匀速向上提升重物G1、G2时,甲、乙滑轮组绳端的拉力F恰好相等。已知G1=60 N、G2=36 N,则每个滑轮的重为(A)
A.12 N B.3 N
C.11 N D.22 N
6.如图所示,在大小为4 N的水平拉力F作用下,重为30 N的木块A和轻质动滑轮一起水平匀速移动了0.2 m,所用的时间是2 s,若不计滑轮与绳的摩擦,下列说法正确的是(D)
A.绳子自由端移动的距离为0.4 m
B.木块A与地面的摩擦力为8 N
C.木块所受重力做的功为6 J
D.拉力做功的功率大小为1.2 W
7.用如图所示的滑轮组匀速提升重为270 N的物体时,绳子自由端的拉力为100 N,物体在5 s内上升1 m,忽略绳重和摩擦,下列说法不正确的是(B)
A.绳子自由端移动的速度为0.6 m/s
B.滑轮组做的有用功为1 000 J
C.拉力F的功率为60 W
D.滑轮组的机械效率为90%
8.如图所示,称体重的杆秤可以看作以吊绳O点为支点的杠杆,调整秤砣的位置,使秤杆在水平位置平衡。下列说法正确的是(AD)
A.孩子的质量越大,秤砣离O点越远
B.秤砣的质量一定比孩子的质量大
C.若秤砣端的秤杆向上翘时读数,则测得的质量偏大
D.若秤砣因磨损质量变小,则测得的孩子的质量偏大
9.用如图所示的滑轮组提升重为100 N的物体,两个相同的滑轮的重力均为20 N,不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是(AB)
A.绳子自由端的拉力F为60 N
B.若物体上移0.5 m,则绳子自由端移动1 m
C.顶部与定滑轮相连的绳子拉力为140 N
D.若绳子自由端的速度为0.2 m/s,则物体移动的速度为0.4 m/s
10.如图(甲)所示,用拉力F竖直向上匀速提升重720 N的货物,货物移动的距离与时间的关系图像如图(乙)所示,动滑轮重80 N,不计绳重和摩擦,则下列说法不正确的是(AC)
A.绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
B.拉力F为400 N
C.拉力F的功率为360 W
D.动滑轮的机械效率为90%
二、填空题(本大题共6小题,11～15题每小题2分,16题4分,共
14分)
11.小明用食品夹夹取糕点,如图所示,食品夹属于 费力 (选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。要使手指捏食品夹的力小一些,手指捏食品夹的位置应离 B (选填“A”或“B”)点近一些。
12.如图所示,动滑轮实质是一个 省力 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;若拉力F=10 N,动滑轮重3 N,则重物A所受的重力为 17 N。(不计绳重及摩擦)
13.如图所示,用滑轮组匀速提升物体A时,弹簧测力计的示数为 5.4 N;当物体A升高1 m时,绳子自由端移动 3 m。
14.如图所示,斜面长3 m,高0.6 m。工人在6 s内将重600 N的物体从底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150 N。此过程中工人做的有用功为 360 J,斜面的机械效率为 80% 。
15.如图所示,用滑轮组拖动重物,已知拉力F为60 N,滑轮组的机械效率为50%,则重物所受的摩擦力为 90 N,若要增大机械效率则应 增大 (选填“增大”或“减小”)物重。
16.如图所示为小敏在运动会上竖直举着班牌匀速前进的简化示意图。前进时班牌遇到大小为20 N、水平向后的风的阻力,风的阻力等效作用在A点上,班牌上A、B两点距离为1.2 m,B、C两点距离为0.4 m,若将班牌视为杠杆,选 B (选填“B”或“C”)点作为支点,人的另一只手对班牌的水平作用力较小,这个力的方向是 水平向后 (选填“水平向前”或“水平向后”)的,大小为 60 N。为了用更小的力保持班牌平衡,可以将握住B点的手向 上 (选填“上”或
“下”)移。
三、作图题(本大题共1小题,共4分)
17.(1)如图(甲)所示,杠杆AOB保持静止,O为支点,请作出动力F1的力臂l1和阻力F2。
(2)如图(乙)所示,画出滑轮组提起重物最省力时绳子的绕法。
(甲)
答案:如图所示
答案:如图所示
四、实验探究题(本大题共4小题,第18题8分,第19题4分,第20题8分,第21题4分,共24分)
18.(8分)如图所示,小勇利用铁架台、带有均匀刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干(每个钩码质量相同)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
(1)如图(甲)所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向 左 (选填“左”或“右”)调节。
(2)将杠杆调成水平位置平衡后,如图(乙)所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂 2 个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡。
(3)小勇用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图(丙)所示的位置。在旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”),原因是 力臂变短 。
19.(4分)研究简单机械的特点:
(1)在研究使用定滑轮是否省力时,用如图(甲)所示装置匀速提升物体,需要测量的物理量是物体的重力和 拉力 。
(2)如图(乙)所示,分别用拉力F1、F2、F3匀速提升物体,则三个力的大小关系是 F1=F2=F3 。(忽略摩擦和绳重)
20.(8分)如图为测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重为6 N。
(1)实验时要竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计,由图可知拉力大小为 2.4 N。若钩码上升的高度为10 cm,则滑轮组的机械效率为 83.3% (精确到0.1%)。
(2)若增加钩码的个数(每个钩码等重),该滑轮组的机械效率将 增大 (选填“增大”或“减小”)。
21.(4分)小永猜想“使用动滑轮提升重物时,如果提升的物体重力比动滑轮的重力小,这时动滑轮就是费力的”。现有下列物品及器材:
5 N<重物M的重力G<9 N,动滑轮共有3个,如图所示。请你设计实验,检验小永的猜想是否正确。
动滑轮GA=4 N 动滑轮GB=10 N
动滑轮GC=14 N 轻质细绳
(1)为了完成该实验,还需要补充的实验器材有 弹簧测力计 。
(2)实验步骤
①根据实验的需要,完成实验装置的组装;
②将重物M挂在动滑轮B下, 用弹簧测力计匀速竖直向上拉,读出示数并记下示数F1 ;
③ 将重物M挂在动滑轮C下 ,重复步骤②记下示数F2。
(3)若 G五、综合题(本大题共2小题,每小题9分,共18分)
22.(9分)如图所示,物体G重为60 N。(不计摩擦)
(1)当物体G上升1 m时,绳子自由端移动的距离是多少
(2)如果不计动滑轮重,拉力F大小是多少
(3)如果动滑轮的重力为3 N,拉力F的大小又是多少
解析:(1)由图可知,n=3,绳子自由端移动的距离为s=nh=3×1 m=3 m。
(2)如果不计动滑轮重,根据F=G可知,拉力F为F=G=×60 N=20 N。
(3)如果动滑轮的重力为3 N,根据F=G总,拉力F的大小为
F′=×(60 N+3 N)=21 N。
答案:(1)3 m (2)20 N (3)21 N
23.(9分)装修时经常需要把重物从窗户或阳台吊到家里。如图所示,工人利用滑轮组把重为480 N物体匀速提升了3 m,所用时间为25 s,工人拉力F为300 N,忽略绳重和摩擦。求:
(1)拉力做功的功率。
(2)动滑轮的重力。
(3)滑轮组的机械效率。
解析:(1)由图可知,n=2,绳子自由端移动的距离s=nh=2×3 m=6 m,拉力做的功
W总=Fs=300 N×6 m=1 800 J,拉力做功的功率P===72 W。
(2)由F=可得,动滑轮的重力为G动=nF-G物=2×300 N-480 N=
120 N。
(3)滑轮组做的有用功为W有=G物h=480 N×3 m=1 440 J,
滑轮组的机械效率为η=×100%=×100%=80%。
答案:(1)72 W (2)120 N (3)80%第十一章 简单机械
(时间:75分钟 满分:90分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,第1～7题只有一项符合题目要求,第8～10题有多项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.如图所示的生活用具中,使用时属于费力杠杆的是( )
A.开瓶器 B.道钉撬 C.筷子 D.钢丝钳
2.如图所示,一杠杆在三个大小相同的力F作用下保持平衡,如果将力F均减小一半,则该杠杆将( )
A.向左倾斜 B.向右倾斜
C.仍旧平衡 D.无法确定
3.均匀木条AOB,形状如图所示,已知AO=OB,在O点系一线悬挂起来,使AO段处于水平后放手,放手后( )
A.木条保持静止状态 B.木条A端下降
C.木条B端下降 D.条件不足无法判断
4.用下列几种装置来提升相同的物体,其中最省力的装置是(忽略绳重、滑轮重和摩擦)( )
5.如图所示,每个滑轮自重相等,不计绳重和摩擦,分别用甲、乙两个滑轮组匀速向上提升重物G1、G2时,甲、乙滑轮组绳端的拉力F恰好相等。已知G1=60 N、G2=36 N,则每个滑轮的重为( )
A.12 N B.3 N
C.11 N D.22 N
6.如图所示,在大小为4 N的水平拉力F作用下,重为30 N的木块A和轻质动滑轮一起水平匀速移动了0.2 m,所用的时间是2 s,若不计滑轮与绳的摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为0.4 m
B.木块A与地面的摩擦力为8 N
C.木块所受重力做的功为6 J
D.拉力做功的功率大小为1.2 W
7.用如图所示的滑轮组匀速提升重为270 N的物体时,绳子自由端的拉力为100 N,物体在5 s内上升1 m,忽略绳重和摩擦,下列说法不正确的是( )
A.绳子自由端移动的速度为0.6 m/s
B.滑轮组做的有用功为1 000 J
C.拉力F的功率为60 W
D.滑轮组的机械效率为90%
8.如图所示,称体重的杆秤可以看作以吊绳O点为支点的杠杆,调整秤砣的位置,使秤杆在水平位置平衡。下列说法正确的是()
A.孩子的质量越大,秤砣离O点越远
B.秤砣的质量一定比孩子的质量大
C.若秤砣端的秤杆向上翘时读数,则测得的质量偏大
D.若秤砣因磨损质量变小,则测得的孩子的质量偏大
9.用如图所示的滑轮组提升重为100 N的物体,两个相同的滑轮的重力均为20 N,不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )
A.绳子自由端的拉力F为60 N
B.若物体上移0.5 m,则绳子自由端移动1 m
C.顶部与定滑轮相连的绳子拉力为140 N
D.若绳子自由端的速度为0.2 m/s,则物体移动的速度为0.4 m/s
10.如图(甲)所示,用拉力F竖直向上匀速提升重720 N的货物,货物移动的距离与时间的关系图像如图(乙)所示,动滑轮重80 N,不计绳重和摩擦,则下列说法不正确的是( )
A.绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
B.拉力F为400 N
C.拉力F的功率为360 W
D.动滑轮的机械效率为90%
二、填空题(本大题共6小题,11～15题每小题2分,16题4分,共
14分)
11.小明用食品夹夹取糕点,如图所示,食品夹属于 (选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。要使手指捏食品夹的力小一些,手指捏食品夹的位置应离 (选填“A”或“B”)点近一些。
12.如图所示,动滑轮实质是一个 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;若拉力F=10 N,动滑轮重3 N,则重物A所受的重力为 N。(不计绳重及摩擦)
13.如图所示,用滑轮组匀速提升物体A时,弹簧测力计的示数为 N;当物体A升高1 m时,绳子自由端移动 m。
14.如图所示,斜面长3 m,高0.6 m。工人在6 s内将重600 N的物体从底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150 N。此过程中工人做的有用功为 J,斜面的机械效率为 。
15.如图所示,用滑轮组拖动重物,已知拉力F为60 N,滑轮组的机械效率为50%,则重物所受的摩擦力为 N,若要增大机械效率则应 (选填“增大”或“减小”)物重。
16.如图所示为小敏在运动会上竖直举着班牌匀速前进的简化示意图。前进时班牌遇到大小为20 N、水平向后的风的阻力,风的阻力等效作用在A点上,班牌上A、B两点距离为1.2 m,B、C两点距离为0.4 m,若将班牌视为杠杆,选 (选填“B”或“C”)点作为支点,人的另一只手对班牌的水平作用力较小,这个力的方向是 (选填“水平向前”或“水平向后”)的,大小为 N。为了用更小的力保持班牌平衡,可以将握住B点的手向 (选填“上”或
“下”)移。
三、作图题(本大题共1小题,共4分)
17.(1)如图(甲)所示,杠杆AOB保持静止,O为支点,请作出动力F1的力臂l1和阻力F2。
(2)如图(乙)所示,画出滑轮组提起重物最省力时绳子的绕法。
(甲)
四、实验探究题(本大题共4小题,第18题8分,第19题4分,第20题8分,第21题4分,共24分)
18.(8分)如图所示,小勇利用铁架台、带有均匀刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干(每个钩码质量相同)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
(1)如图(甲)所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(2)将杠杆调成水平位置平衡后,如图(乙)所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡。
(3)小勇用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图(丙)所示的位置。在旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”“变小”或“不变”),原因是 。
19.(4分)研究简单机械的特点:
(1)在研究使用定滑轮是否省力时,用如图(甲)所示装置匀速提升物体,需要测量的物理量是物体的重力和 。
(2)如图(乙)所示,分别用拉力F1、F2、F3匀速提升物体,则三个力的大小关系是 。(忽略摩擦和绳重)
20.(8分)如图为测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重为6 N。
(1)实验时要竖直向上 拉动弹簧测力计,由图可知拉力大小为 N。若钩码上升的高度为10 cm,则滑轮组的机械效率为 (精确到0.1%)。
(2)若增加钩码的个数(每个钩码等重),该滑轮组的机械效率将 (选填“增大”或“减小”)。
21.(4分)小永猜想“使用动滑轮提升重物时,如果提升的物体重力比动滑轮的重力小,这时动滑轮就是费力的”。现有下列物品及器材:
5 N<重物M的重力G<9 N,动滑轮共有3个,如图所示。请你设计实验,检验小永的猜想是否正确。
动滑轮GA=4 N 动滑轮GB=10 N
动滑轮GC=14 N 轻质细绳
(1)为了完成该实验,还需要补充的实验器材有 。
(2)实验步骤
①根据实验的需要,完成实验装置的组装;
②将重物M挂在动滑轮B下, ;
③ ,重复步骤②记下示数F2。
(3)若 ,则小永的猜想正确。
五、综合题(本大题共2小题,每小题9分,共18分)
22.(9分)如图所示,物体G重为60 N。(不计摩擦)
(1)当物体G上升1 m时,绳子自由端移动的距离是多少
(2)如果不计动滑轮重,拉力F大小是多少
(3)如果动滑轮的重力为3 N,拉力F的大小又是多少
23.(9分)装修时经常需要把重物从窗户或阳台吊到家里。如图所示,工人利用滑轮组把重为480 N物体匀速提升了3 m,所用时间为25 s,工人拉力F为300 N,忽略绳重和摩擦。求:
(1)拉力做功的功率。
(2)动滑轮的重力。
(3)滑轮组的机械效率。
