浙教版九年级科学上册 3.4简单机械优化提高训练

简单机械优化提高
1、某人将一根木棒的一端抬起，另上端搁在地上。在抬起的过程中（棒竖直时除外），所用的力始终竖直向上，则用力的大小（
）
A．保持不变
B．逐渐增大
C．逐渐减小
D．先减小后增大
2、如图所示，杠杆可绕O点转动，力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直；在将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B的过程中，力F（
）
A．变大
B．变小
C．不变
D．先变大后变小
3、一根杠杆两端挂有等重的实心铜块和铁块,当它们都浸没在水中时,杠杆恰好平衡,现将铜块和铁块同时从水中取出,则杠杆将（
）
A．铜块端向下运动
B．铁块端向下运动
C．杠杆仍然平衡
D．条件不足,无法判断
4、如图所示，有一固定在墙壁上的可绕支点O转动杠杆，在杠杆上C点悬挂一装有水的敞口水杯，在A点施加竖直向上的拉力F使杠杆在水平位置保持平衡．则拔下水杯底部的塞子后，拉力F随时间t变化的图像是（
）
5、如图1所示，在杠杆OA上的B点悬挂一重物G，A端用细绳吊在小圆环E上，且细绳AE长等于圆弧CED的半径，此时杠杆恰好成水平状态，A点与圆弧CED的圆心重合，E环从C点沿顺时针方向逐渐滑到D点的整个过程中，吊绳对A端的作用力的大小??????
。（填变化情况）
6、如图所示，AO=40厘米，BO=20厘米，拉力F=3牛，并与水平方向成30°角。若在木棒B端悬挂体积为100厘米3的物体G，并将它浸没在水中，木棒恰好平衡，则物体的重力应为（
）
A．3牛
B．4牛
C．6牛
D．6.98牛
7、一架不准确的天平，主要原因是横梁左右两臂不等长。为了减少实验误差，先把物体放在左盘称得质量为m1，再把物体放在右盘称得质量为m2，该物体的真实质量为（
）
8、如图所示，某同学在做俯卧撑运动，可将他视为一个杠杆。他的中心在A点，重力为500N，那么他将身体撑起，双手对地面的压力至少为????????N。若他在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则他的功率至少为
???????W.
9、如图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应把杠杆两端的平衡螺母向　　　（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，达到水平平衡状态。
（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：　　　　　　　　　。他这样得出的结论是否合理？　　　　；为什么？　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是：
　　　　　　　　　　　
。
（4）实验时只有8个相同的钩码，杠杆上每格等距，如图甲，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？（请设计两种方案）
①.____________________???????
_?????
__；②_________________???????????
_______????。
（5）杠杆不处于水平位置能否平衡？甲乙意见不同。甲认为能平衡。于是他让每次杠杆倾斜时静止，做这个实验也得出了杠杆平衡条件。甲认为杠杆平衡不一定是水平的，这种说法对吗？???????????????（选填对或错），甲这种方案与乙让杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为哪个实验方案好，并说明理由：______实验方案好；理由是?????????????????????????????????。
10、在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）小明发现杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向______调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是______________。
（2）如图甲所示，在杠杆左边A处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边B处挂同样钩码____________个。
（3）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______________（变大／变小／不变），其原因是__________________________。
11、小李想测量食用油的密度ρ油，他手边的测量工具只有刻度尺。小李利用身边的器材设计出一个实验方案。找来一根均匀轻质直硬棒，用细线系在O点吊起，硬棒在水平位置平衡，将一密度未知的金属块B挂在硬棒左端C处，另外找一个重物A挂在硬棒右端，调节重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡，此时重物挂在硬棒上的位置为D，如图20所示。下面是小李测出ρ油
的部分实验步骤，请你按照小李的实验思路，将实验步骤补充完整。
（1）用刻度尺测出OD的长度Lo；
（2）将适量水倒入烧杯（水的密度为ρ水
为已知），金属块B没入水中且不碰烧杯，把重物A从D处移动到E处时(E点未标出)，硬棒再次在水平位置平衡，??????????????????，将金属块B取出并将水擦干；
（3）将适量油倒入另一烧杯，??????????????，将重物A从E处移动到F处时，硬棒再次在水平位置平衡，?????????????????，将金属块B取出，用抹布擦干；??
（4）利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算的表达式为：____________?。
12、（1）请在图中画出用此杠杆提升物体时的最小力的示意图（O为支点）。
（2）如图所示，O为杠杆OAB的支点，请画出物体受到的重力示意图和杠杆OAB所受拉力F的力臂．
（3）根据图示要求，画出滑轮组的绕法。
13、如图所示，要使轻质杠杆在图示位置平衡，作出人加在杠杆上的最小作用力及力臂。
14、如图是锅炉安全阀示意图、阀的横截面积S为4厘米2，OA∶AB=1∶2，若锅炉能承受的最大压强为5.4×105帕，在B处应挂多重的物体G？若锅炉能承受的最大压强减小，为保证锅炉的安全，应将重物向什么方向移动？　
15、如图杆秤是民间的一种测量工具。使用时将待测物体挂在秤钩A上，用手拎住秤纽B或C（相当于支点），秤砣D在秤杆E上移动，当秤杆水平平衡时就可以在秤杆上读出读数．
（1）在测量中，当被测物重量增加，要是杆秤平衡，秤砣D应该向________移动．若秤砣的质量为150g，秤杆的质量忽略不计，秤杆水平静止时，AC=5cm，CD=25cm，则被测物的质量为______kg．
（2）根据杠杆平衡的条件分析，使用杆秤时，当从秤纽C换到秤纽B时，最大测量值将变_????????__．
16、如图所示，质量为8t（含动滑轮等附属设备的质量）的一台起重机正将一箱箱设备吊装到施工台上，其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的．已知每箱设备重4000N，施工台距离地面的高度为3m，当起重机沿竖直方向匀速提升一箱设备时，动滑轮上每段钢绳的拉力是2500N．（忽略钢绳的重力和摩擦）
（1）求动滑轮的机械效率；
（2）起重机工作时汽车轮胎离开地面，若支架与地面接触的总面积为1.2m2，求此时起重机对地面的压强；
（3）如图所示起重臂OA长12m，与水平方向夹角为30°（如图所示），伸缩支撑臂为圆弧状，伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，作用点为B且OB=4m，求支撑臂给起重臂的支持力（忽略起重臂自重，直角三角形OAC中当=30°时，≈0.87）；
（4）为了节省时间，加快施工进度，起重机同时将两箱设备以0.2m/s的速度．匀速提升到施工台．求这种情况下，动滑轮上钢绳自由端拉力的功率．
17、如图所示，正方体合金块A的边长为0.2m，把它挂在以O为支点的轻质杠杆的M点处，在A的下方放置一个由同种材料制成的边长为0.1m的立方体B，物体B放置在水平地面上；OM：ON
=1：3。一个重为640N的人在杠杆的N点通过滑轮组(每个滑轮的自重均为20N)用力F1使杠杆在水平位置平衡，此时A对B的压强为=1.4×104Pa，人对水平地面的压强为=1.45×104Pa；若人用力F2=80N仍使杠杆在水平位置平衡，此时物体B对地面的压强为。已知人单独站在水平地面上，对地面的压强为1.6×104
Pa。（g取10N/kg）求：
(1)力F1的大小；
(2)合金块的密度；
(3)压强的大小
18、(8分)小明设计了一个测量物体质量的“托盘秤”，图甲是其原理示意图，其中托盘上放置物体，压力传感器R的电阻值会随所受压力大小发生变化，杠杆ABO可绕0点转动，电压表的量程为O～3V(可显示质量大小)。已知OB：BA=1：2，电阻R0=100?。压力传感器R表面能承受的最大压力为400N，该压力传感器能承受的最大压强为2×106
Pa，压力传感器R的电阻值随所受压力变化的图像如图18-乙所示。电源电压恒定不变，秤达到最大称量时，电压表的示数也达到最大值，托盘和杠杆组件的质量忽略不计。求：
（1）当托盘上没有放物体称量时R的大小；
（2）压杆与压力传感器的接触面积；
（3）托盘秤的最大称量；
（4）当托盘秤达到最大称量时R消耗的功率。
19、一绝缘细绳的一端与可绕O点转动的轻质杠杆的E端相连，另一端绕过滑轮D与C与滑动变阻器的滑片P相连；B为一可导电的轻质弹簧，如图所示接入电路中，一端通过绝缘绳固定在地面上，另一端与滑片P相连；一人站在地面上拉住与杠杆H端相连的细绳。已知电源电压为8V，灯泡标有“6V、3W”字样，人的质量为70kg，人与地面的接触面积为150cm2，。当开关S闭合、人对绳子拉力最小时，电流表的示数为，且滑片刚好位于滑动变阻器的a端；当人对绳子拉力最大时，电流表示数为，且，滑动变阻器的阻值与弹簧所受拉力的关系如下表所示：
?
0
2
4
6
8
10
12
14
……
?
0.5
50.5
100.5
150.5
200.5
250.5
300.5
350.5
……
若不计杠杆、弹簧、滑片、细绳的重力，不计摩擦，不计弹簧电阻。整套装置始终处于平衡状态，物体A始终不离开地面。灯泡电阻不变，且不会被烧坏。取g=10N/kg。则下列选项中错误的是
A．人的拉力最大时，滑动变阻器接入电路的阻值是12Ω
B．物体A的质量是60kg
C．人的拉力最大时，人对地面的压强是?
D．当灯泡正常发光时，物体A对地面的压力是400N
20、如图甲所示，正方体A边长0.2m，作为配重使用，杠杆OE：OF=2：3，某同学用这个装置和一个密闭容器D提取水中的圆柱体B，
圆柱体B的体积是密闭容器D的；旁边浮体C的体积是0.1m3，该同学站在浮体C上，总体积的浸入水中；该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端，手拉绳的功率P和密闭容器D匀速被提升的距离关系如图24乙所示；密闭容器D上升速度0.05m/s保持不变，密闭容器D被提出水后，圆柱体B从密闭容器D中取出放在浮体C的上面，同时手松开绳子时，浮体C露出水面的体积减少总体积的；在提升全过程中，配重A始终没有离开地面。两个定滑轮总重10
N.（绳的重力，滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计。g＝10N/kg），求：（7分）
（1）圆柱体B的重力；
（2）密闭容器D离开水面时，滑轮组提升重物B的机械效率；（百分号前面保留整数）；
（3）圆柱体B的密度；
（4）在提升全过程中配重A对地面的压强的最大变化量。
答案
1、【答案】
A
2、【答案】
A
3、【答案】
B
4、【答案】
C
5、【答案】
先变小后变大
6、【答案】
B
7、【答案】
D
8、【答案】
300?
60
9、【答案】
（1）左?（2）动力×动力臂=阻力×阻力臂?不合理?实验次数太少，不具有普遍性?（3）杠杆自重对实验有影响?（4）在C点挂4个钩码?在D点挂3个钩码??（5）对?乙?乙便于测量力臂
10、【答案】
（1）左??便于准确测量力臂?（2）3?（3）变大???在阻力与阻力臂一定时，动力臂变小，则动力变大
11、【答案】
（2）?用刻度尺测出OE的长度L1??????；
12、【答案】
答案如图下图所示
13、【答案】
14、【答案】
59N，向左
15、【答案】
右?
0.75??大
16、【答案】
（1）80%；（2）70000Pa；（3）13050N；（4）1800W．
17、【答案】
(1)60N(2)?(3)
7500pa
18、【答案】
（1）托盘上没放物时F="0"
N，从图17-乙可知
R="450"
Ω-----------1分
（2）S=
F/P=400/2×106=0.0002(m2)----------------2分
（3）当传感器受到最大压力F=400N时，秤达到最大称量。
由
OB:BA="1:2?"
得OA:OB=3:1
由杠杆平衡条件得：mg×OB=
F×OA
m=
F×OA/(g×OB)=400×3/(10×1)=120(kg)-------
2分
（4）从图17-乙可知F=400N时R="50"
Ω?
UO=3V
I=IO=UO/RO=3/100=0.03(A)
P=I2R=0.032×50="0.045(w)------"
2分
19、【答案】
C
20、【答案】
（1）200N（2）83%（3）（4）