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文档简介
1、杠杆和滑轮专项训练题一选择题(共20小题)1(2015枣庄)如图所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,下列判断正确的是()A杠杆仍能平衡B杠杆不能平衡,右端下沉C杠杆不能平衡,左端下沉D无法判断2(2015厦门)用细绳系住厚度不均匀的木板的O处,木板恰好处于静止状态,且上表面保持水平如图所示,两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动,要使木板在此过程始终保持平衡,必须满足的条件是()A两车的质量相等B两车的速度大小相等C质量较小的车速度较大D两车同时到达木板两端3(2015常州)如图所示,OAB为轻质杠杆,可绕支点O自由转动,在B端施加一个动力使杠杆
2、在水平位置平衡,该杠杆()A一定是省力杠杆B一定是费力杠杆C一定是等臂杠杆D以上情况都有可能4(2015孝感)如图所示是汽车起重机的示意图,当用它从水中吊起重物时,下列说法正确的是()A汽车轮胎有花纹是为了减少行驶过程中的摩擦力B此吊车运用了杠杆原理,此杠杆为费力杠杆C汽车固定后,吊起重物后与没有吊起重物相比,对地面的压强变小D将货物从水中匀速吊起时,出水过程中,拉力逐渐变小5(2015滨州)根据工作需要选择合适的工具是劳动者的基本技能要剪断铁丝等较硬的物体,下图中的4种剪刀应选择()ABCD6(2015丽水)汽车刹车原理图如图所示,连着刹车踏板的金属杆是一根能绕O点转动的杠杆,当驾驶员踩下刹
3、车踏板时,刹车油受到挤压从而推动活塞向左移,活塞挤压刹车卡钳夹紧刹车盘产生摩擦力使车辆减速,当行驶中的汽车刹车时,下列分析正确的是()A刹车盘的温度不会升高 B连着刹车踏板的金属杆是费力杠杆C刹车卡钳把刹车盘夹得越紧,摩擦力越大D脚踩刹车踏板时,刹车踏板对脚没有力的作用7(2015玉林)如图所示,重力为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一始终垂直于棒的拉力F,让棒缓慢转到图中虚线所示位置,在转动的过程中()A动力臂逐渐变大B阻力臂逐渐变大C动力F保持不变D动力F逐渐减小8(2015济南)为了探究杠杆的平衡条件,物理老师带来了一个自制杠AB,从其上找一点C用支架支起来,如图所示当小强依次在杠杆
4、上的A1、A2、A等各点施加一个向下的力时,发现越来越容易提起水桶根据这一实验现象大家提出的以下四个问题中,其中最有探究价值且易于探究的科学问题是()A水桶重和位置不变,杠杆平衡时,为什么施力点离支点越远就越省力?B水桶重和位置不变,杠杆平衡时,动力和动力臂之间存在着怎样的关系?C阻力和阻力臂不变,杠杆平衡时,动力和动力臂之间存在着怎样的关系?D杠杆平衡时,动力和动力臂、阻力和阻力臂之间存在着怎样的关系?9(2015深圳模拟)中国语言丰富多彩,其中蕴含着许多物理知识,下列对应的物理知识不正确的是()A四两拨千斤杠杆原理B落叶归根地球附近的物体总是受到重力作用C磨刀不误砍柴功减小受力面积可以增大
5、压强D站着不如躺着躺着对地面的压力比站立时小10(2015杭州模拟)在一次校运动会,小明骑一质量为m的独轮车,以速度v匀速通过一重为G、长为L的水平独木桥,独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑着,如图所示设独轮车骑上A端支柱处为初始时刻(t=0),下面哪一个图正确地表示了B端支柱所受压力FB与时间t的函数关系?(不考虑独木桥的形变)()ABCD11(2015黑河)用两个相同的滑轮组成的滑轮组固定在天花板上,如图所示,当匀速提升物体时,绳子自由端的拉力F=20N,物体移动的速度为0.1m/s,每个滑轮重10N,忽略绳重和摩擦,下列说法正确的是()A绳子自由端移动的速度为0.3m/s B物体的重力
6、为40NC该滑轮组的机械效率为66.67% D拉力F的功率为2W12(2015常德)如图所示,用滑轮组把重为200N的货物提到9m高的楼上,所用拉力为80N,则总功和滑轮组的机械效率分别是()A1400J 80%B1800J 80% C1800J 83.3%D2160J 83.3%13(2015泉州模拟)不计摩擦和绳重,用图所示的甲、乙两个相同的滑轮组,提升不同数量的同种钩码,则它们的机械效率()A甲乙B甲乙C甲=乙D无法比较14(2015槐荫区三模)如图所示,用质量相同的滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,两装置的机械效率分别为甲、乙不计绳重与摩擦
7、,且动滑轮重力G动小于物体重力G物,则下列关系正确的是()A甲装置的机械效率大于乙装置的机械效率B甲装置的机械效率等于乙装置的机械效率C甲图中的拉力等于乙图中的拉力D甲图中的拉力小于乙图中的拉力15(2015淄博二模)如图所示,用一个重为18N的动滑轮来提升物体,在实际工作中匀速竖直向上的拉力为30N,则动滑轮的机械效率()A一定等于30%B一定等于70%C一定小于70%D可能大于70%16(2015沛县校级模拟)如图所示,用动滑轮把一个物体匀速拉起,不计摩擦,则下列说法中正确的是()A拉起的物体质量越大,机械效率越髙B动滑轮的质量越大,机械效率越高C拉起物体的速度越大,机械效率越髙D物体被拉
8、起的越高,机械效率越高17(2015建邺区一模)如图所示,重为18N的物体在竖直向上且大小为10N的拉力F作用下,10s内匀速上升0.2m下列说法中正确的是()A绳子自由端移动的速度是0.02m/sB不计绳重和摩擦,则动滑轮重8NC该动滑轮的机械效率为90%D若提升物体的速度增大,则机械效率也会增大18(2015郑州二模)如图所示,某同学用F=16N的平行于斜面的拉力将重为20N的物体匀速拉上长5m、高3m的斜面,对此,下列说法中正确的是()A使用斜面可以省力、减少做功B拉物体的速度越快,斜面的机械效率越高C物体沿斜面匀速上升时动能转化为重力势能D该斜面的机械效率是75%19(2015孝南区校
9、级模拟)如图所示,斜面长s为1.2m,高h为0.3m,现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,若拉力F为5N,拉力的功率为3W,则有关计算错误的是()A斜面的机械效率为80% B拉力做的总功为4.8JC提升物体所做的有用功为4.8J D物体由斜面底端运动到顶端时间2s20(2015武汉模拟)如图,在水平拉力F的作用下,使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s,若物重为G,平面对物体的摩擦力为f下列说法不正确的是()A有用功的功率为fvB拉力做功的功率为3FvC装置的机械效率为D额外功为(3Ff)s二选择题(共5小题)21(2015云南)如图所示,小刚用200N的拉力在10s内把重
10、320N的物体匀速提升了3m,滑轮的机械效率是,拉力的功率是W22(2015河北)假期,小明坐客车去旅游当客车行驶到高速公路保持车距标识牌0m处时,恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁此时客车上速度计显示为80km/h当客车匀速行驶到标识牌100m处时,小汽车匀速行驶到了标识牌200m处,小汽车(选填“已经”或“没有”)超速;若此时小汽车的功率为80kW,它的牵引力为N以小汽车为参照物,客车是向(选填“前”或“后”)运动的(此时高速路段限定小汽车最高速度为120km/h)23(2015广州)小球在没有空气阻力的情况下,沿无摩擦轨道运动(1)如图1所示,小球从A点静止释放,小球到达C点时速度是否为零?
11、(2)将轨道BC段改为水平,如图2所示,小球仍从A点静止释放,小球经过M点时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能?以小球经过M点时为计时起点,大致画出小球在MN段运动的速度时间图线24(2015黄冈校级自主招生)如图A、B所示,平静的湖面上有两艘小船,绳的一端拴在甲船上,绕过乙船上的滑轮,站在船上或岸上的人用100N的力拉绳子的自由端如果A、B图中甲船在20s内向右匀速移动了10m,同时乙船向左移动了4m,则A、B图中人拉绳子的功率分别为W与W25(2015南开区一模)在探究滑轮组的机械效率实验中赵亮同学连成了如图所示的滑轮组,并分别测出了实验数据钩码重力G/N钩码上升的高度h/cm拉力
12、F/N绳端移动的距离s/cm2.410l30(1)根据以上表格中数据,实验过程中,此滑轮组的机械效率为(2)赵亮用此滑轮组匀速提起重为G的物体升高h,所用时间为t,拉力的大小为F,则F的功率P=(用本小题中已知字母表示)26(2015绩溪县模拟)如图所示,斜面长1m,高0.4m,用大小为5N沿斜面向上的拉力F,将重10N的铁块从底端匀速拉到顶端,斜面的机械效率为;若仅使倾角逐渐增大,沿斜面向上的拉力将逐渐(选填“增大”、“不变”或“减小”)四解答题(共3小题)27(2015遂宁)某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子a连接)匀速拉动放在同一水平面上的不同物体,物体受到的摩擦力从20
13、0N开始逐渐增加,直到组装滑轮组的绳子b被拉断,每次物体拉动的距离均为2m通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图象如图乙(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求:(1)动滑轮重力;(2)当滑轮组的机械效率为80%,物体以0.2m/s的速度匀速运动时,该滑轮组的有用功率;(3)一个重500N的同学利用该滑轮组,想独自用竖直向下的力拉断绳子b,请你通过计算分析他能否实现28(2015乳源县校级模拟)现有重800N的木箱A,小李同学想把它搬到高为6m、长为10m的斜面上,如图所示,他站在斜面上,沿斜面向上用600N的拉力使木箱A以0.2m/s的速度匀速从斜面底端到达斜面顶端求:(1)
14、小李同学拉木箱的做的功和功率是多大?(2)该斜面的机械效率是多少?2015年11月15日赵明的初中物理组卷参考答案与试题解析一选择题(共20小题)1(2015枣庄)如图所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,下列判断正确的是()A杠杆仍能平衡B杠杆不能平衡,右端下沉C杠杆不能平衡,左端下沉D无法判断【考点】杠杆的平衡条件菁优网版权所有【专题】简单机械【分析】根据杠杆原来处于平衡状态,利用图示杠杆的力臂关系,根据杠杆平衡条件得到物体AB的质量大小关系;根据条件的变化,分别表示出杠杆作用两边的力矩:力和力臂的乘积比较力矩的大小,即可确定杠杆是否平衡【解答】解:原
15、来杠杆在水平位置处于平衡状态,此时作用在杠杆上的力分别为物体A、B的重力,其对应的力臂分别为OC、OD,根据杠杆的平衡条件可得:mAgOC=mBgOD,由图示可知,OCOD所以mAmB,当向支点移动相同的距离L时,两边的力臂都减小L,此时左边为:mAg(OCL)=mAgOCmAgL,右边为:mBg(ODL)=mBgODmBgL,由于mAmB,所以mAgLmBgL;所以:mAgOCmAgLmBgODmBgL因此杠杆将向悬挂A物体的一端即左端倾斜故选C【点评】根据杠杆第一次处于平衡状态,利用杠杆的平衡条件,得到物体A、B的质量大小关系,然后根据现在的条件表示两者力矩,利用推导出物体的质量关系,结合
16、力臂的变化,得出两个力矩的大小关系,从而确定杠杆的偏转方向这是此题的解题思路2(2015厦门)用细绳系住厚度不均匀的木板的O处,木板恰好处于静止状态,且上表面保持水平如图所示,两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动,要使木板在此过程始终保持平衡,必须满足的条件是()A两车的质量相等B两车的速度大小相等C质量较小的车速度较大D两车同时到达木板两端【考点】杠杆的平衡条件菁优网版权所有【专题】简单机械【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答即可【解答】解:木板原来是平衡的,两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动,若保持木板平衡根据杠杆的平衡条件:G1L1=G2L2,即:m
17、1v1t=m2v2t,m1v1=m2v2,A、两车的质量相等,速度不同则不能平衡,故A错误;B、车的速度大小相等,质量不同不能平衡,故B错误;C、质量较小的车速度较大,故C正确;D、须满足与两端距支点距离相等才能平衡,故D错误故选C【点评】本题考查了速度、重力和杠杆平衡条件的应用,正确分析出杠杆上的五个要素是解题的关键所在3(2015常州)如图所示,OAB为轻质杠杆,可绕支点O自由转动,在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡,该杠杆()A一定是省力杠杆B一定是费力杠杆C一定是等臂杠杆D以上情况都有可能【考点】杠杆的分类菁优网版权所有【专题】简单机械【分析】使用杠杆时,如果动力臂大于阻力臂,为省
18、力杠杆;如果动力臂等于阻力臂,为等臂杠杆;如果动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;因为在B点用力的方向不确定,所以其省费力情况要根据用力的方向确定据此分析【解答】解:B点力的方向不同,力臂的大小则不同,不能确定动力臂与阻力臂的大小关系,所以此时杠杆可能省力,可能费力,可能既不省力也不费力故ABC不符合题意,D符合题意故选D【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件、杠杆的分类的了解与掌握,会画力臂帮助分析是本题的关键4(2015孝感)如图所示是汽车起重机的示意图,当用它从水中吊起重物时,下列说法正确的是()A汽车轮胎有花纹是为了减少行驶过程中的摩擦力B此吊车运用了杠杆原理,此杠杆为费力杠杆C汽车固定后,吊
19、起重物后与没有吊起重物相比,对地面的压强变小D将货物从水中匀速吊起时,出水过程中,拉力逐渐变小【考点】杠杆的分类;增大或减小摩擦的方法;压强大小比较菁优网版权所有【专题】重力、弹力、摩擦力;压强、液体的压强;简单机械【分析】(1)影响摩擦力大小的因素有:压力和接触面的粗糙程度增大摩擦的方法有:增大压力、增大接触面的粗糙程度;减小摩擦的方法有:减小压力、使接触面变光滑即减小接触面的粗糙程度、变滑动为滚动、加润滑油、使两接触面分开(2)根据动力臂和阻力臂的关系分析是省力杠杆、等臂杠杆、费力杠杆;(3)接触面积不变,货物增多,相当于增加了对地面的压力,根据公式p=可知对地面压强的变化;(4)分析货物
20、在出水过程中的受力,根据受力判断拉力的变化情况【解答】解:A、汽车轮胎上做有凹凸不平的花纹是通过增大接触面的粗糙程度的方法增大摩擦力,故A错误;B、吊臂在使用过程中动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但可以省距离,故B正确;C、当这辆汽车装载一些货物时,对地面的压力增大,接触面积不变,根据公式p=可知对地面压强变大,故C错误;D、货物在出水过程中受到竖直向下的重力和直向拉力、浮力,满足G=F+F浮,出水过程中浮力减小,重力不变,所以拉力变大,故D错误故选B【点评】此题考查了减小摩擦力的方法、增大摩擦力的方法、杠杠的分类、压强大小的判断、受力分析、浮力,是一道综合题生活处处有物理,我们要认真观察、
21、思考我们生活中的物理现象5(2015滨州)根据工作需要选择合适的工具是劳动者的基本技能要剪断铁丝等较硬的物体,下图中的4种剪刀应选择()ABCD【考点】杠杆的分类菁优网版权所有【专题】简单机械【分析】要剪开较硬的东西,应该选择省力杠杆,而省力杠杆的动力臂大于阻力臂【解答】解:A、B、C图中剪刀的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故都不符合题意;D、此剪刀的动力臂远大于阻力臂,是省力杠杆,符合题意;故选D【点评】解决此类题目的关键是熟悉常用工具的使用特点,并结合杠杆的分类方法选择合适的杠杆6(2015丽水)汽车刹车原理图如图所示,连着刹车踏板的金属杆是一根能绕O点转动的杠杆,当驾驶员踩下刹车踏板时,
22、刹车油受到挤压从而推动活塞向左移,活塞挤压刹车卡钳夹紧刹车盘产生摩擦力使车辆减速,当行驶中的汽车刹车时,下列分析正确的是()A刹车盘的温度不会升高B连着刹车踏板的金属杆是费力杠杆C刹车卡钳把刹车盘夹得越紧,摩擦力越大D脚踩刹车踏板时,刹车踏板对脚没有力的作用【考点】杠杆的分类;力作用的相互性;摩擦力大小的影响因素菁优网版权所有【专题】运动和力;重力、弹力、摩擦力;简单机械【分析】克服摩擦做功时,机械能转化为内能;动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆,动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆,动力臂等于阻力臂的杠杆是等臂杠杆;摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,压力越大,接触面越粗糙,摩擦力越大;力的
23、作用是相互的,施力物体在施力的同时也会受到受力物体的相反作用力【解答】解:A、刹车时,刹车卡钳夹紧刹车盘产生摩擦力使车辆减速,此过程中克服摩擦做功将机械能转化为内能,所以刹车盘的温度会升高,故A错误;B、由图,O点为支点,活塞对金属杆的力是阻力,脚对刹车踏板的力是动力,且动力臂大于阻力臂,所以这是一个省力杠杆,故B错误;C、刹车卡钳把刹车盘夹得越紧,压力越大,摩擦力越大,故C正确;D、力的作用是相互的,脚踩刹车踏板时,刹车踏板对脚也有力的作用,故D错误故选C【点评】本题考查了能量转化、杠杆类型的识别、摩擦力的影响因素和力的作用是相互的认识和理解,掌握这些基础知识是关键7(2015玉林)如图所示
24、,重力为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一始终垂直于棒的拉力F,让棒缓慢转到图中虚线所示位置,在转动的过程中()A动力臂逐渐变大B阻力臂逐渐变大C动力F保持不变D动力F逐渐减小【考点】杠杆的动态平衡分析菁优网版权所有【专题】简单机械【分析】先确定阻力臂、动力臂的变化,然后根据杠杆平衡的条件(动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂)分析动力的变化【解答】解:A、由图示可知,木棒是一个杠杆,力F是动力,力F始终垂直与木棒,则木棒的长度是动力臂,木棒长度保持不变,动力臂保持不变,故A错误;B、木棒的重力是阻力,阻力大小不变,木棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过角后,重力力臂(阻力臂)逐渐增大,故B正
25、确;C、已知:G、L保持不变,LG逐渐变大,由杠杆平衡条件:GLG=FL可知,动力F逐渐增大,故CD错误;故选B【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用,知道杠杆平衡的条件,会熟练应用杠杆平衡的条件分析问题解决问题是关键8(2015济南)为了探究杠杆的平衡条件,物理老师带来了一个自制杠AB,从其上找一点C用支架支起来,如图所示当小强依次在杠杆上的A1、A2、A等各点施加一个向下的力时,发现越来越容易提起水桶根据这一实验现象大家提出的以下四个问题中,其中最有探究价值且易于探究的科学问题是()A水桶重和位置不变,杠杆平衡时,为什么施力点离支点越远就越省力?B水桶重和位置不变,杠杆平衡时,动力和动力臂之
26、间存在着怎样的关系?C阻力和阻力臂不变,杠杆平衡时,动力和动力臂之间存在着怎样的关系?D杠杆平衡时,动力和动力臂、阻力和阻力臂之间存在着怎样的关系?【考点】探究杠杆的平衡条件实验菁优网版权所有【专题】探究型实验综合题【分析】根据杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂分析即可【解答】解:水桶重和位置不变,即阻力和阻力臂不变,当小强依次在杠杆上的A1、A2、A等各点施加一个向下的力时,力臂不断增大,发现越来越容易提起水桶,说明力越来越小,故此实验最有探究价值且易于探究的科学问题是阻力和阻力臂不变,杠杆平衡时,动力和动力臂之间存在着怎样的关系?故选C【点评】此类问题是考查对实验探
27、究中的提出问题环节的理解与掌握情况,提出问题是科学探究过程的首个重要环节,也是物理科学研究中重要的一个环节9(2015深圳模拟)中国语言丰富多彩,其中蕴含着许多物理知识,下列对应的物理知识不正确的是()A四两拨千斤杠杆原理B落叶归根地球附近的物体总是受到重力作用C磨刀不误砍柴功减小受力面积可以增大压强D站着不如躺着躺着对地面的压力比站立时小【考点】杠杆及其五要素;重力;增大压强的方法及其应用菁优网版权所有【专题】应用题【分析】解答此题需要先认真分析俗语中用到的物理知识,然后与所给的物理知识相对比【解答】解:A、当动力臂大于阻力臂时,杠杆是省力的,“四两拨千斤”正是应用了省力杠杆的原理,故A正确
28、,不符合题意;B、“落叶”由于受到竖直向下的重力作用,最终会落到地面上,故B正确,不符合题意;C、刀磨后变得锋利,是应用减小受力面积来增大压强的原理,故C正确,不符合题意;D、人无论站着还是躺着,对地面的压力都等于自身的重力,是不变的,但受力面积增大了,对地面的压强减小,所以人感觉舒服,故D错误,符合题意故选D【点评】该题考查了杠杆、重力、压强等多个知识点,要求学生能够从现象的形成来确定对应的物理知识10(2015杭州模拟)在一次校运动会,小明骑一质量为m的独轮车,以速度v匀速通过一重为G、长为L的水平独木桥,独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑着,如图所示设独轮车骑上A端支柱处为初始时刻(t
29、=0),下面哪一个图正确地表示了B端支柱所受压力FB与时间t的函数关系?(不考虑独木桥的形变)()ABCD【考点】杠杆的平衡分析法及其应用菁优网版权所有【专题】应用题;压轴题【分析】对独木桥进行受力分析:支柱对水平独木桥的支持力为FA、FB,水平独木桥受到重力为G,独轮车对独木桥的压力(大小等于独轮车重加上人重),若以A为支点,FB的力臂为L、G的力臂为L、压力的力臂为vt,根据杠杆平衡条件可得FB与t的关系式,而压力与支持力是一对相互作用力,大小相等,也就得出B端支柱所受压力FB与时间t的关系式,由此判断选择【解答】解: 重为G、长为L的水平独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑着,分别对水平
30、独木桥的支持力为FA、FB,水平独木桥受到重力为G,独轮车对独木桥的压力为F=(m+m人)g以A为支点,根据杠杆平衡条件:FBL=GL+(m+m人)gvt,FB=G+(m+m人)gvt,压力与支持力是一对相互作用力,FB=FB=G+(m+m人)gvt,由此可知B端支柱所受压力FB与时间t是一条一次函数的图象(不经过原点)故选B【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用,要学会与数学图象相结合来解决物理问题11(2015黑河)用两个相同的滑轮组成的滑轮组固定在天花板上,如图所示,当匀速提升物体时,绳子自由端的拉力F=20N,物体移动的速度为0.1m/s,每个滑轮重10N,忽略绳重和摩擦,下列说法正确的
31、是()A绳子自由端移动的速度为0.3m/sB物体的重力为40NC该滑轮组的机械效率为66.67%D拉力F的功率为2W【考点】滑轮(组)的机械效率;功率的计算菁优网版权所有【专题】应用题;功、功率、机械效率【分析】(1)由图可知,使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3,则s=3h,绳子自由端移动距离为物体上升速度的3倍;(2)忽略绳重和摩擦,知道拉力F和动滑轮重,利用F=(G物+G轮)求物重大小;(3)利用=计算滑轮组的机械效率;(4)利用P=Fv计算拉力的功率【解答】解:由图可知,n=3A、绳子自由端移动的速度v=3v=3×0.1m/s=0.3m/s,故A正确;B、忽略绳重和轴摩擦,F=
32、(G物+G动滑轮),即20N=(G物+10N),所以G物=50N,故B错误;C、滑轮组的机械效率:=83.3%,故C错误;D、拉力的功率:P=Fv=20N×0.3m/s=6W,故D错误故选A【点评】本题考查了学生对滑轮组特点的掌握和运用,本题关键:一是n的确定(直接从动滑轮上引出的绳子股数),二是忽略绳重和轴摩擦,拉力F=(G物+G动滑轮)三是正确利用P=Fv计算功率12(2015常德)如图所示,用滑轮组把重为200N的货物提到9m高的楼上,所用拉力为80N,则总功和滑轮组的机械效率分别是()A1400J 80%B1800J 80%C1800J 83.3%D2160J 83.3%【考
33、点】滑轮(组)的机械效率菁优网版权所有【专题】功、功率、机械效率【分析】已知物体重和升高的高度,根据公式W=Gh可求有用功,已知拉力和动滑轮上绳子的段数,根据公式W=FS可求总功,有用功与总功的比值就等于机械效率【解答】解:有用功W有用=Gh=200N×9m=1800J,动滑轮上有三段绳子,所以拉力移动的距离是物体升高高度的3倍,s=3h=3×9m=27m总功W总=Fs=80N×27m=2160J机械效率=×100%=×100%83.3%,ABC错误,D正确故选D【点评】本题考查有用功、总功、机械效率的计算,关键是公式的应用,难点是动滑轮上绳子
34、的段数的分析13(2015泉州模拟)不计摩擦和绳重,用图所示的甲、乙两个相同的滑轮组,提升不同数量的同种钩码,则它们的机械效率()A甲乙B甲乙C甲=乙D无法比较【考点】机械效率的大小比较菁优网版权所有【专题】应用题;功、功率、机械效率【分析】滑轮组(甲)和(乙)相同,将重物提升相同高度时,额外功相等,提升的物重越大,有用功越多,结合机械效率公式分析【解答】解:不计摩擦和绳重,因滑轮组(甲)和(乙)动滑轮重力相等,将不同重物提升相同的高度,由W额=G动h可知,所做额外功相等;又因甲组提升的钩码少,所做有用功小,由机械效率的公式:=可知:甲乙故选:B【点评】此题主要是测量滑轮组的机械效率,首先要掌
35、握滑轮组机械效率的概念考查了滑轮组的机械效率与被提升物体的重力及动滑轮重力之间的关系14(2015槐荫区三模)如图所示,用质量相同的滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,两装置的机械效率分别为甲、乙不计绳重与摩擦,且动滑轮重力G动小于物体重力G物,则下列关系正确的是()A甲装置的机械效率大于乙装置的机械效率B甲装置的机械效率等于乙装置的机械效率C甲图中的拉力等于乙图中的拉力D甲图中的拉力小于乙图中的拉力【考点】机械效率的大小比较菁优网版权所有【专题】功、功率、机械效率【分析】(1)有用功指的是为达到目的而做的功,本题中指的是克服物体重力做的功;(2)动
36、滑轮和定滑轮的使用特点:使用定滑轮不能省力,但能改变动力的方向;使用动滑轮不能改变动力的方向,但能省力(3)机械效率等于有用功和总功的比值,根据机械效率公式=分析两个滑轮机械效率的大小【解答】解:AB、因为甲和乙质量相同,匀速提升高度相同,根据W有=Gh=mgh可知有用功相同,由于要克服动滑轮重力的作用,所以使用动滑轮做的总功多,由=可知定滑轮的机械效率高,所以甲乙故A正确,B错误;CD、不计绳重与摩擦,由定滑轮的使用特点可知:F甲=G,而乙图中的滑轮是动滑轮,所以F乙=(G+G动),因动滑轮重量小于乙物体的物重G,故F甲F乙;故CD错误故选A【点评】本题考查了学生对定滑轮和动滑轮的掌握,解题
37、关键是知道使用动滑轮要克服动滑轮重力做功,在有用功相同的情况下,使用动滑轮所做的总功多15(2015淄博二模)如图所示,用一个重为18N的动滑轮来提升物体,在实际工作中匀速竖直向上的拉力为30N,则动滑轮的机械效率()A一定等于30%B一定等于70%C一定小于70%D可能大于70%【考点】滑轮(组)的机械效率菁优网版权所有【分析】用动滑轮提升物体时,绳子自由端的力做的功的总功,克服动滑轮的重、绳子重、摩擦做的功是额外功在不考虑绳重和摩擦时,计算动滑轮的机械效率要考虑绳重和摩擦时,总功不变,额外功增大,有用功减小,有用功在总功中的比例减小,机械效率降低【解答】解:物体升高h时,绳子自由端移动的距
38、离s=2h总功:W总=Fs=30N×2h额外功:W额=G轮h=18N×h有用功:W有=W总W额=30N×2h18N×h=42N×h机械效率:=70%考虑绳重和摩擦时,额外功增大,总功不变,有用功减小,有用功在总功中的比值减小,机械效率降低,机械效率一定小于70%故选C【点评】用动滑轮或滑轮组提升物体时,不考虑绳重和摩擦时,总功可以用绳子自由端的拉力和移动的距离来计算,也可以从动滑轮和物体升高的距离来计算在考虑绳重和摩擦时,总功只能从绳子自由端的拉力和移动的距离来计算16(2015沛县校级模拟)如图所示,用动滑轮把一个物体匀速拉起,不计摩擦,则下
39、列说法中正确的是()A拉起的物体质量越大,机械效率越髙B动滑轮的质量越大,机械效率越高C拉起物体的速度越大,机械效率越髙D物体被拉起的越高,机械效率越高【考点】滑轮(组)的机械效率菁优网版权所有【专题】应用题;功、功率、机械效率【分析】解决本题需掌握:滑轮组的机械效率公式为=×100%【解答】解:机械效率为=×100%,设物体升高了h,则W有=mgh,W总=(m+m动)g2h=(m+m动)gh;故:=×100%=×100%;所以当滑轮质量不变时,物体质量越大,效率越高;物体质量一定时,动滑轮质量越大,机械效率越小与速度、高度都是无关的故选:A【点评】滑轮
40、的机械效率取决于动滑轮的质量和物体的质量,如果动滑轮质量越小,物体质量越大,则效率越高17(2015建邺区一模)如图所示,重为18N的物体在竖直向上且大小为10N的拉力F作用下,10s内匀速上升0.2m下列说法中正确的是()A绳子自由端移动的速度是0.02m/sB不计绳重和摩擦,则动滑轮重8NC该动滑轮的机械效率为90%D若提升物体的速度增大,则机械效率也会增大【考点】滑轮(组)的机械效率菁优网版权所有【专题】功、功率、机械效率【分析】(1)由图示可知,承重绳子的有效股数n=2,已知运动时间,求出绳子自由端的路程,由速度公式可求出绳子自由端的速度;(2)根据F=(G+G动)求出动滑轮的重力;(
41、3)求出总功和有用功,然后根据机械效率=求出机械效率;(4)要提高滑轮组的机械效率可以,有用功一定时,减少额外功;额外功一定时,增大有用功【解答】解:由图示可知,动滑轮承重绳子的有效股数n=2,A、绳子自由端上升的高度s=nh=2×0.2m=0.4m,绳子自由端移动的速度是v=0.04m/s,故A错误;B、不计绳重和摩擦,则F=,则G滑轮=nFG=2×10N18N=2N,故B错误;C、拉力的功W总=Fs=10N×0.4m=4J,有用功W有=Gh=18N×0.2m=3.6J,动滑轮的效率=×100%=90%,故C正确;D、机械效率的高低与物体被提
42、升的速度无关,故D错误故选C【点评】由图示求出绳子的有效股数,熟练应用滑轮组公式、功的公式、效率公式即可正确解题18(2015郑州二模)如图所示,某同学用F=16N的平行于斜面的拉力将重为20N的物体匀速拉上长5m、高3m的斜面,对此,下列说法中正确的是()A使用斜面可以省力、减少做功B拉物体的速度越快,斜面的机械效率越高C物体沿斜面匀速上升时动能转化为重力势能D该斜面的机械效率是75%【考点】斜面的机械效率菁优网版权所有【专题】功、功率、机械效率【分析】(1)斜面属于省力机械,使用任何机械都不省功;(2)机械效率是有用功与总功的比值,与物体运动速度无关;(3)物体匀速上升时,动能不变,重力势
43、能增加,拉力做功的结果;(4)利用=求出机械效率【解答】解:A、斜面属于省力机械,使用任何机械都不省功,故A错误;B、机械效率是有用功与总功的比值,与物体运动速度无关,故B错误;C、物体匀速上升时,由于质量不变,则动能不变,高度升高,重力势能增加,增加的重力势能来自拉力做功的结果,故C错误;D、该斜面的机械效率为=75%,故D正确故选D【点评】此题主要考查学生对于斜面这种机械的理解和掌握,关键要清楚任何机械都不省功19(2015孝南区校级模拟)如图所示,斜面长s为1.2m,高h为0.3m,现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,若拉力F为5N,拉力的功率为3W,则有关计算错误的是()
44、A斜面的机械效率为80%B拉力做的总功为4.8JC提升物体所做的有用功为4.8JD物体由斜面底端运动到顶端时间2s【考点】斜面的机械效率;有用功和额外功;功率计算公式的应用菁优网版权所有【专题】功、功率、机械效率【分析】知道物体的重力和上升的高度,根据W=Gh求出有用功;知道斜面的长度和拉力的大小,根据W=Fs求出总功;利用=×100%求出斜面的机械效率,利用P=Fv求出物体沿斜面运动的速度,利用t=求出【解答】解:提升物体所做的有用功:W有=Gh=16N×0.3m=4.8J,故C正确;拉力做的总功:W总=Fs=5N×1.2m=6J,故B错误;斜面的机械效率:=&
45、#215;100%=×100%=80%,故A正确;由P=Fv可得,物体沿斜面运动的速度:v=0.6m/s,物体由斜面底端运动到顶端的时间:t=2s,故D正确故选B【点评】本题以斜面为背景考查了有用功、总功、机械效率的计算以及功率公式、速度公式的灵活运用,明确有用功和总功是关键20(2015武汉模拟)如图,在水平拉力F的作用下,使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s,若物重为G,平面对物体的摩擦力为f下列说法不正确的是()A有用功的功率为fvB拉力做功的功率为3FvC装置的机械效率为D额外功为(3Ff)s【考点】功率的计算;有用功和额外功;滑轮(组)的机械效率菁优网版权所有【专题
46、】功、功率、机械效率【分析】(1)根据二力平衡的条件可知,物体做匀速运动时所受拉力等于摩擦力;克服摩擦力做的功为有用功;(2)已知动滑轮上绳子的段数可求拉力F移动的距离,根据公式W=Fs可求拉力F做的总功,知道有用功,求出额外功;求出拉力端移动的速度,利用P=Fv求拉力做功的功率;(3)有用功和总功的比值就是滑轮组的机械效率【解答】解:A、该过程做的有用功的功率P=fv,故A正确;B、动滑轮上绳子的段数为3段,拉力F移动的速度为物体移动速度的3倍为3v,所以拉力做功的功率为P=F×3v=3Fv,故B正确;C、机械效率为=,故C错误;D、动滑轮上绳子的段数为3段,总功W总=F×
47、;3s=3Fs,拉力做的额外功W额=W总W有用=3Fsfs=(3Ff)s,故D正确故选:C【点评】本题考查有用功、总功和机械效率的计算,克服摩擦力做的功为有用功是本题的关键,难点是对动滑轮上绳子段数的判断二选择题(共5小题)21(2015云南)如图所示,小刚用200N的拉力在10s内把重320N的物体匀速提升了3m,滑轮的机械效率是80%,拉力的功率是120W【考点】滑轮(组)的机械效率;功率的计算菁优网版权所有【专题】功、功率、机械效率【分析】已知物重和提升高度,根据公式W=Gh可求有用功,已知动滑轮上绳子段数和拉力F,根据公式W=FS可求总功,机械效率=×100%可求机械效率;根
48、据P=可求拉力的功率【解答】解:有用功W有用=Gh=320N×3m=960J,总功W总=FS=F×2h=200N×2×3m=1200J,动滑轮的机械效率:=×100%=×100%=80%拉力的功率:P=120W故答案为:80%;120【点评】本题考查功和机械效率的计算,关键是公式的灵活运用以及公式的推导,学会举一反三的能力,根据所学公式推导出自己解题所需要的公式,这是本题的难点22(2015河北)假期,小明坐客车去旅游当客车行驶到高速公路保持车距标识牌0m处时,恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁此时客车上速度计显示为80km/h当客车匀速
49、行驶到标识牌100m处时,小汽车匀速行驶到了标识牌200m处,小汽车已经(选填“已经”或“没有”)超速;若此时小汽车的功率为80kW,它的牵引力为1800N以小汽车为参照物,客车是向后(选填“前”或“后”)运动的(此时高速路段限定小汽车最高速度为120km/h)【考点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用菁优网版权所有【专题】长度、时间、速度;功、功率、机械效率【分析】(1)利用速度公式求出小汽车的速度对比限速作出判断;(2)利用P=Fv求出小汽车的牵引力;以小汽车为参照物,客车向后运动【解答】解:由v=得:客车行驶时间为:t=h则小汽车的速度为:v=160km/h120km/h故小汽车超速了
50、;由P=Fv得:小汽车的牵引力为:F=1800N,以小汽车为参照物,客车向后运动故答案为:已经;1800;后【点评】此题主要考查学生对于速度、路程、时间的运算的掌握程度23(2015广州)小球在没有空气阻力的情况下,沿无摩擦轨道运动(1)如图1所示,小球从A点静止释放,小球到达C点时速度是否为零?是(2)将轨道BC段改为水平,如图2所示,小球仍从A点静止释放,小球经过M点时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能?等于以小球经过M点时为计时起点,大致画出小球在MN段运动的速度时间图线【考点】动能和势能的转化与守恒;力与运动的关系菁优网版权所有【专题】应用题;运动和力;机械能及其转化【分析】(
51、1)在不计阻力和摩擦的情况下,机械能是守恒的(2)据牛顿第一运动定律可知,一切物体在没有受到外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态;【解答】解:(1)小球从A点静止释放,由于不计空气阻力和摩擦,没有机械能的损失,所以小球到达C点时速度是0;(2)据题目可知,由于不计空气阻力和摩擦,机械能是守恒的,所以小球经过M点时的机械能是等于其在A点的机械能的;同时由于不计空气阻力和摩擦力,小球原来是运动的,所以小球在MN段做匀速直线运动,如下图:故答案为:(1)是;(2)等于;见上图【点评】读懂题意,并知道在不计空气阻力和摩擦的情况下,机械能是守恒的是解决该题的关键24(2015黄冈校级自主招生)如图A
52、、B所示,平静的湖面上有两艘小船,绳的一端拴在甲船上,绕过乙船上的滑轮,站在船上或岸上的人用100N的力拉绳子的自由端如果A、B图中甲船在20s内向右匀速移动了10m,同时乙船向左移动了4m,则A、B图中人拉绳子的功率分别为140W与90W【考点】功率的计算菁优网版权所有【专题】功、功率、机械效率【分析】正确的判断出绳子自由端移动的距离,然后结合公式W=Fs求解人拉绳做的功,利用功率公式率P=求解人拉绳的功率即可【解答】解:(1)甲船向右移动了10m,乙船向左移动了4m,以甲为参照物乙向左移动了10m+4m=14m,有两段绳子拉乙船,故绳子自由端总共移动s=14m×2=28m;故人拉
53、绳子的功率P=140W;(2)如果乙船不动,滑轮为定滑轮,甲船向右移动了10m,则绳子自由端会移动10m;如果甲船不动,乙船动,则滑轮为动滑轮,乙船向左移动了4m,则绳子自由端会移动8m;现在两船都动,故绳子自由端总共移动18m;故人拉绳子的功率P=90W故答案为:140;90【点评】此题是一道综合题目,能否正确的判断绳端移动距离是解决此题的关键25(2015南开区一模)在探究滑轮组的机械效率实验中赵亮同学连成了如图所示的滑轮组,并分别测出了实验数据钩码重力G/N钩码上升的高度h/cm拉力F/N绳端移动的距离s/cm2.410l30(1)根据以上表格中数据,实验过程中,此滑轮组的机械效率为80
54、%(2)赵亮用此滑轮组匀速提起重为G的物体升高h,所用时间为t,拉力的大小为F,则F的功率P=(用本小题中已知字母表示)【考点】滑轮(组)机械效率的测量实验菁优网版权所有【专题】测量型实验综合题【分析】(1)根据表中实验数据,根据功的计算公式求出有用功与总功,然后由效率公式求出滑轮组的效率(2)由功的计算公式求出拉力的功,然后由功率公式求出拉力的功率【解答】解:(1)有用功W有用=Gh=2.4N×0.1N=0.24J,拉力做的总功W总=Fs=1N×0.3m=0.3J,滑轮组的机械效率=×100%=×100%=80%;(2)由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数n=3,物体升高h,则绳子自由端移动的距离s=nh=3h,拉力做的功W=Fs=3Fh,拉力的功率P=故答案为:(1)80%;(2)【点评】本题
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