2018年杭州一模简单机械题汇编
1、(2018西湖区一模?11)(3分)如图所示,小明分别用甲、乙两个滑轮组匀速提升重为G的物体,且物体上升速度相同。若不计绳重及摩擦,每个滑轮质量相同,对比两个滑轮组,以下说法正确的是( )
A、甲的拉力小于乙的拉力
B、甲、乙绳子自由端移动的速度相同
C、甲、乙的机械效率相等
D、拉力甲的功率大于拉力乙的功率
【解析】A、如图所示,甲中有两根绳子和动滑轮相连,乙中有三根绳子和动滑轮相连,故F甲=,F乙=,甲的拉力大于乙的拉力。故A选项错误。
B、根据滑轮组的特点,甲绳子自由端移动的速度=2V物,乙绳子自由端移动的速度=3V物 ,
故甲绳子自由端移动的速度小于乙绳子自由端移动的速度。故B选项错误。
根据能量守恒定律可得,拉力所做功全部转化为物体和动滑轮的重力势能,因为甲乙两图中物体和动滑轮的质量相同,故它们的有用功、额外功都相等,那么,它们的机械效率也相等。故C选项正确。
P=FV,故P甲=P乙。故D选项错误。
【答案】C
2、(2018西湖区一模?26)(6分)往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去。如图所示,工人用3m长的斜面,把1200N的重物提高1m,假设斜面很光滑,则需要施加的推力为 ,若实际用力为500N,斜面的机械效率为 ,物受到的摩擦力为 (g取10N/kg)。
【解析】(1)由题意得:假设斜面光滑,则推力所做的功全部转化为重物的重力势能,则有:FS=Gh,S=3m,G=1200N,h=1m。解得F=400N。
(2)
(3)f=500N-400N=100N
【答案】(1)400N(2)80%(3)100N
3、(2018十五中一模?31)(6分)有人说,同一机械的机械效率是不变的。小华设计了“探究滑轮组机械效率与所提升重物质量的关系”实验,来检验此说法是否正确。
(1)用笔画线代替绳子,在图甲中画出最省力的绳子绕法。
(2)如图乙所示,小华在实验中保持滑轮组不变,改变重物的质量,通过弹簧测力计匀速拉动绳子使重物缓缓上升,测得数据如下表(g取10N/kg):
序号 重物质 量/kg 重物上升 距离/cm 弹簧测力计 示数/N 绳端移动 距离/cm 机械 效率
1 0.1 10 1.1 20 45.5%
2 0.2 10 1.6 20
3 0.3 10 2.1 20 71.4%
第2次实验中的机械效率是 ;根据表中数据可以得到,滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而 。
【解析】(1)滑轮组绳子的绕法,有两种:一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,绕过下面的动滑轮,再绕过上面的定滑轮;二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过定滑轮,然后再绕过动滑轮.本题中,要求最省力,属于第二种。
①根据算出第二次实验的机械效率。
②根据表格中的数据得出滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而增大。
【答案】(1)
(2)62.5%;增大
4、(2018江干区一模?26)(6分)如图所示,斜面长s=1.5m,高h=0.3m。建筑工人将重G=500N的货物箱,用绳子从地面匀速拉到顶端时,沿斜面向上的拉力F=150N。忽略绳子重力。求:该过程拉力F做的功 J;该装置的机械效率 ;货物箱在斜面上受的摩擦力大小 N。
【解析】(1)W=Fs=150N×1.5m=225J
(2)
(3)根据能量守恒定律,拉力所做的功转化为物体的重力势能和摩擦力所做的功,
故Fs=Gh+fs,
【答案】(1)225J(2)66.7%(3)50N
5、(2018育才中学一模?25)(4分)如图所示,质量分布均匀的长方形木板AB的长度L=4m,中央支于支架O上,A、B端分别用细绳AD、BC系于天花板上,木板AB水平时,绳AD、BC刚好绷直,且AD绳竖直,BC绳与板AB成30?角,已知细绳承受的最大拉力均为360N.现有重为300N的小孩,从O点出发。
(1)如果沿OA方向向A端缓慢行走,当小孩行走到距离O点1.5m的E点时,AD绳上的拉力是___N。
(2)如果沿OB方向向B端缓慢行走,在保证细绳不被拉断的情况下,小孩向右行走的最大距离是___m。
【答案】(1)225(2)1.2m
6、(2018育才中学一模?35)(6分)如图所示,在水平地面上放着物体A,物体A与地面的接触面积为0.14m2,对地面的压强为3000Pa,用滑轮组匀速提升物体A时,滑轮组的机械效率是84%(不计绳重和摩擦,g=10N/kg),求:
(1)物体A的质量mA和动滑轮的质量m。
(2)用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升,在5s的时间内,人的拉力做的功是多少。
【答案】(1)42kg 8kg(2)500J
(2018采荷中学一模?17)(3分)利用四个相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,用同样的时间,把质量相等的重物G提升了相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,拉力做的功分别为W甲、W乙,拉力的功率分别为P甲、P乙,机械效率分别是η甲、η乙(忽略绳重与摩擦),下列关系式正确的是( )
A.?F甲B.?F甲>F乙? η甲>η乙
C.?W甲>W乙??P甲>P乙
D.?W甲=W乙? P甲=P乙
【答案】D
8、(2018采荷中学一模?25)(6分)小明家有个木衣架,他将书包挂在衣架的A处,衣架倒了下来。他分析了衣架倒下来的原因,并测量了以下的数据:木衣架质量3kg;圆底盘直径30cm;其他数据如图所示,衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心。分析木衣架会倒的原因时,可以把它看成 。通过分析,小明认为防止衣架倒下来可以采取以下措施:控制所挂书包的质量不允许超过 kg,或者适当 圆底盘直径。
【答案】杠杆;4.5;增大
9、(2018采荷中学一模?34)(6分)如图所示,用一电动机通过滑轮组提升重物。假设电动机的电源电压恒为220V,线圈电阻为10Ω,不考虑电动机各处摩檫。当电动机将400kg重物匀速提升10m的过程中,电动机电路中的电流为2A,电动机的轴对绳的拉力F=1600N。则:(1)滑轮组的机械效率为多少?
(2)电动机线圈电阻的发热功率是多少?
(3)试从能量转化的角度,求电动机的功率。
【答案】(1)83.3%
(2)40W
(3)90.9%
10、(2018下城、滨江、拱墅三区联考一模?17)(3分)如图所示,用10N的力F沿水平方向拉滑轮,可使重物A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N(不计滑轮、测力计、绳子的重量,滑轮的转轴光滑)。下列说法正确的是( )
A.物体A受到地面的摩擦力是2N
B.物体A受到B的摩擦力是2N
C.滑轮移动的速度是0.4m/s
D.水平拉力F的功率是2W
【答案】B
11、(2018下城、滨江、拱墅三区联考一模?33)(7分)一扇矩形窗户,重为60N(设重力作用在几何中心),高0.9米,宽0.4米,靠铰链A和B固定在窗户框架上,并可以绕AB形成的竖起轴线转动,其中AB=0.6m。
(1)在图中画出A处窗户所受铰链的水平作用力F的示意图;
(2)计算上述力的大小(要求在图中画出相关力的力臂)。
【解析】(1)由题意,窗户可以看成以B为支点的杠杆,由于窗户重力作用它要绕B点顺时针转动,所以A处窗户所受铰链的水平作用力F方向向左,由此画出其力的示意图如图所示:
(2)过支点B作力F的力臂,即线段AB;窗户重力的力臂,如图所示:由杠杆的平衡条件有:F×0.6=G×0.2
解得F=20N。
【答案】(1)见上图;(2)20N;力臂如图中所示。
12、(2018十三中一模?18)(3分)同一滑轮用如图所示甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体,已知滑轮重20N,绳重和滑轮的摩擦力不计,则( ?)。
A. 手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲<η乙
B. 手的拉力:F甲=F乙;机械效率:η甲=η乙
C. 手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲>η乙
D. 手的拉力:F甲【答案】C
13、(2018十三中一模?25)(4分)生活中我们经常使用简单机械。
(1)图甲是家用手摇晾衣架,A、B两滑轮中属于动滑轮的是????;若衣服和晾衣架的总重为120N,不计动滑轮重、绳重及摩擦,静止时绳的拉力F=????N。请你提出一种使用时提高手摇晾衣架机械效率的方法:?? ??。
(2)如图乙所示,已知撬棒AD=1m,CD=BC=0.15m,石头垂直作用在棒上的力是420N,若要撬动石头,则施加在撬棒A点的力至少是????N。
【答案】(1)B;30;增大提升的物重或减小晾衣架的重量 (2)63
14、(2018十三中一模?33)(4分)如图所示,杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升.如表是提升物体时采集到的信息:
物重G
(N) OA
(m) OB
(m) A端上升的髙度h/m B端下降的 竖直距离s/m
40 0.8 0.4 0.2 0.1
若不计杠杆自重和摩擦,则拉力F的大小;
(2)若实际拉力F为90N,求拉力做的总功及杠杆的机械效率(机械效率保留三位有效数字)。
【答案】(1)若不计杠杆自重和摩擦,拉力F的大小为80N;
(2)若实际拉力F为90N,拉力做的总功为9J,杠杆的机械效率88.9%。
(2018永兴中学一模?15)(3分)如图所示,物体A通过动滑轮在水平拉力F的作用下沿水平面以2米/秒的速度匀速运动,此时弹簧秤B的读数为7牛顿,如果动滑轮、绳子、弹簧秤的重力和摩擦均不考虑,那么物体A与水平面的摩擦力以及F的功率分别为( )
A、7牛,14瓦
B、14牛,14瓦
C、7牛,28瓦
D、14牛,28瓦
【答案】D
16、(2018永兴中学一模?26)(6分)往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去,如图所示,工人用3m长的斜面,把120kg的重物提高1m,假设斜面很光滑,则需要施加的推力为____,若实际用力为500N,斜面的机械效率为____,物受到的摩擦力为____(g取10N/kg)。
【答案】400;80%;100
17、(2018永兴中学一模?33)(8分)用如图所示的滑轮组提升重物,当作用在绳子自由端的拉力为100N时,能匀速提起重力为240N的物体。不计摩擦和绳重,求:
(1)动滑轮重为多少?
(2)若绕绳能承受的最大拉力为200N,则该滑轮组的最大机械效率为多大?
(3)设物体的重力为G,动滑轮的重力为G动,物体上升的高度为h,绳子自由端移动的距离为s,绳子的段数为n,忽略摩擦力和绳重,则滑轮组的机械效率就可以写成。请用所学的知识加以推证。
【答案】(1)60N(2)90%(3)略
18、(2018紫金港中学一模?14)(3分)如图所示,为一可绕O点转动的杠杆,在A端通过绳作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡,此时AB部分水平,保持重物静止不动,而使绳绕A点从图所示的位置沿图中的虚线CD转动,则(?)
A. 若沿FC转,F先变小后变大
B. 若沿FC转,F先变大后变小
C. 若沿FD转,F先变小后变大
D. 若沿FD转,F先变大后变小
【答案】A
19、(2018保俶塔实验学校一模?26)(6分)如图所示,物体A重80牛,物体B重60牛,物体A在拉力F的作用下向右做匀速直线运动。经过4秒钟,物体B下降了10厘米.(动滑轮重、绳重及滑轮与绳子间的摩擦不计)由此可知拉力F对A做的功为 焦;如果在A物体上向施加一个18N向左的水平拉力,则A物体受到摩擦力的大小为 N,A物体受摩擦力的方向为 。
【答案】6;2;水平向左
20、(2018保俶塔实验学校一模?35)(6分)如图所示,轻质杠杆OP长1m,能绕O点转动,P端用细绳悬于N点.现有一质量为1kg的物体A通过滑环挂在M点(滑环和绳子的质量可忽略),OM的长度为0.1m,由于杆OP与水平方向成30°角倾斜,滑环刚好能由M向P端匀速滑动,滑动速度为0.02m/s,细绳能承受的最大拉力为9N.(g取10N/kg)求:
(1)滑环从M点开始滑动,经过多长时间后细绳会断裂;
(2)从滑环自M点滑动到细绳PN断裂时,A所受重力做的功;
(3)上述过程中,A所受重力做功的功率。
【答案】(1)1N(2)40s(3)0.1W