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初二物理下学期第十二章简单机械单元易错题难题测试题一、选择题1.一、选择题1.如图所示,轻质杠杆可绕0(0是杠杆的中点)转动,现在B端挂一重为G的物体,在人端竖直向下施加一个作用力F,使其在如图所示的位置平衡,则F一定大于GF一定等于GF一定小于G以上说法都不正确如图所示,重为12N的物体A放在足够长的水平桌面上,通过轻质细绳与滑轮相连,不计绳重与滑轮间的摩擦,动滑轮重为2N,重为6N的物体B通过滑轮拉动物体A向右做匀速直线运动的速度为0.2m/s,2min后,物体B着地,以下说法正确的是()物体A受到的摩擦力为3N1min内拉力对物体A做功为36J2min内B物体的重力做功为144J若用一个向左的拉力F使A向左匀速运动,则F=8N如图,在竖直向上的力F的作用下,重为10N物体A沿竖直方向匀速上升。已知重物上升速度为0.4m/s,不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重,则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为()4FW7775N0.8m/sB.20N0.8m/sC.5N0.2m/sD.20N0.2m/s如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg,所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍,滑轮组的机械效率为75%。若人以0.6m/s
的速度匀速前行,经100s的速度匀速前行,经100s将货物拉出仓库。人拉货物的过程中,分析正确的是()A.货物移动距离为20mB.工人的拉力为400NC.工人做的有用功为3.6104JD.工人拉力的功率为360W如图所示,重为60牛的物体甲放在水平桌面上,与重为6牛的物体乙用细绳相连,绳的重力和滑轮处的摩擦均忽略不计。当物体乙恰好能以0.2米/秒的速度匀速下落时,下列判断中不正确的是甲乙甲乙绳拉甲物体的力为6牛甲物体的速度为0.2米/秒5秒内绳的拉力对甲物体做的功为60焦绳的拉力做功的功率为1.2W如图所示,用甲、乙滑轮组在相同时间分别将A、B物体匀速提升相同高度,已知物体受到的重力ga>gb,滑轮组的机械效率nvn(忽略绳重和摩擦).下列判断正确的AB甲乙是()两滑轮组绳端移动的距离相等甲滑轮组的有用功比乙的少两滑轮组绳端移动的距离相等甲滑轮组的有用功比乙的少甲滑轮组的总功率比乙的小甲滑轮组的动滑轮比乙的重甲滑轮组的总功率比乙的小甲滑轮组的动滑轮比乙的重质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼.已知工人在1min内将货物匀速提高6m,作用在钢绳的拉力为400N,滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示(机械中摩擦和绳重均不计).下列说法正确的是
作用在钢绳上的拉力的功率为400W动滑轮的重力为200N人对绳子的最大拉力为1000N该滑轮组的最大机械效率为83.3%8.某同学自制了一架天平,由于制作粗糙,天平两侧长度不同.当将一物体放在天平的左盘时,右侧砝码的质量为mT,恰好平衡;当将该物体放在天平的右盘时,左侧砝码的质量为m2,天平才平衡.则该物体的质量应为:()1m-iini卬2A.,叫巾B.C.D.无法确定'2+如图所示,一根直硬棒被细绳系在0点吊起.A处挂一实心金属块甲,B处挂一石块乙时恰好能使硬棒在水平位置平衡.不计硬棒与悬挂的细绳质量,下列推断合理的是甲的质量和密度都比乙大0点绳子拉力一定等于甲、乙重力之和C•如果甲浸没在水中,硬棒会逆时针转动如果甲浸没在水中,要使硬棒水平平衡,可将乙向右移动如图所示,F]=4N,F2=3N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦).下列说法错误的是()F2的功率为0.6W弹簧测力计读数为9N物体A和地面之间有摩擦力
如果增大F2,物体A可能向左运动二、填空题11.如图所示的两种情况中,0B=4B,物体均重为G,两轻质杠杆均处于水平平衡状态,比较力F、F'的大小,满足关系式。12.—物体质量为10kg,小红用定滑轮将该物体在4s内匀速提升2m,所用拉力为120N,此过程中,小红做的有用功是,定滑轮的机械效率是,拉力做功的功率是°(g=10N/kg)一根粗细均匀的木料(圆柱形的),重是100N,放在水平地面上,现将它的一端微微抬起,所需的最小力是N。一工人利用如图所示的滑轮组提起重物,当被提起重物的重力是150N时,滑轮组的机械效率为60%。若忽略绳重、滑轮摩擦,则动滑轮重N。15.如图所示,用力行和F2分别匀速提起物体C时,滑轮可以看作等臂杠杆(选填"A"或"B”).若物体C重为50牛,滑轮重力不计,则力F2的大小为牛.16.高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷的直直的,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。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣质量为
25kg,不计滑轮和钢绳自重和摩擦,输电线A端受到的拉力大小为N。若某段时间内坠砣串下降了30cm,则输电线A端向左移动了cm°(g取10N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩)17.如图是用高枝剪修剪树枝的情景,仔细观察高枝剪头部的结构和使用情况,发现高枝剪头部有和滑轮组两类简单机械.当园林工用30N的力向下拉绳时,因拉绳而使图中A处受到的作用力大约增加N.18.如图所示,一轻质杠杆可绕0点转动,在杠杆A端挂一重为60牛的物体甲,在B端施加一个与水平成300角的力F,已知0A:AB=1:2。为使杠杆水平平衡,作用在B端的力F的大小为N.某同学骑自行车在水平路面行进,当自行车两个脚踏板转到位置时(填水平方向、竖直方向或与水平方向成45度角),用力最小,这是因为这个位置的最大.为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上,甲工人利用图甲的滑轮组施加300N拉力在30s的时间内完成任务,此过程中绳子自由端移动的距离为m,拉力的功率为W;乙工人搭建了图乙所示的斜面,斜面长12m、高6m,乙工人沿斜面方向施加400N的拉力匀速将重物也成功运送到楼顶,该过程中斜面的机械效率为,物体所受斜面的摩擦力为N.三、实验题小红用如图甲所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验(忽略绳重和摩擦)丙屮乙丙屮乙(1)实验中,应该在时(选填以下正确选项前的字母),读取测力计示数;A•竖直匀速拉动B•竖直加速拉动C•静止D•任意方向匀速拉动TOC\o"1-5"\h\z(2)若重物以0.lm/s的速度匀速上升,则弹簧测力计竖直向上移动的速度为m/s.(3)改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图乙所示的图象,分析可知:被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越.⑷分析图象中的A点可知,被提升物体所受的重力为N.(5)小红在上述实验的基础上多使用一个滑轮再次做了实验,如图丙所示.小红多使用一个滑轮,目的是.(选填以下选项前的字母)A•可以省力B.可以省功C.可以省距离D.可以改变拉力的方向(6)小红同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组提升相同的重物时,甲、丙滑轮组的机械效率(选填“相同”或“不相同”).某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下:1fAi1BC皐。用轻绳悬挂杠杆一端的D点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在占点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平;竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为g、h2。回答下列问题:⑴杠杆机械效率的表达式为n=.(用已知或测量的物理量符号表示)(2)本次实验中,若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是:⑶若只将钩码的悬挂点由A移至C,0、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将(选填“变大”、“变小”或“不变”).在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,小丽与同学们用同一滑轮组进行了三次实验(如下图所示),实验数据记录如下表.
甲乙丙次数钩码重/N钩码上升距离/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计上升距离/cm机械效100.83083.3%10甲乙丙次数钩码重/N钩码上升距离/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计上升距离/cm机械效100.83083.3%101.530103090.9%实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计.⑵表格中编号①处数据为编号②处数据为.⑶第3次实验时,钩码上升的速度为0.1m/s,则拉力的功率为W.分析数据可得结论:使用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越(选填“高”或“低”).若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计绳重及摩擦,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率(选填“变大”“变小”或“不变”),理由是24.在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时,同学们猜想可能与提升物体的重力、动
^一占胃@^一占胃@(1)从实验数据记录表中第组和第组数据可知,滑轮组机械效率高低与提升物体的重力有关。从实验数据记录表中第2组和第3组数据可知,滑轮组机械效率高低与有关。若要研究滑轮组机械效率高低与承重绳段数的关系,应参考实验数据记录表中第组和第组数据。25.为研究沿光滑斜面向上拉重物所需的拉力大小与哪些因素有关,某实验小组同学利用如图所示的装置进行实验。实验时多次改变斜面长度和高度,每一次用弹簧测力计拉动重为1牛的物体从斜面底端缓慢拉伸至顶端,实验数据记录在表一、表二和表三中。(1)分析比较实验序号的数据及相关条件,可得的初步结论是:沿光滑斜面缓慢提升同一重物时,当斜面高度相同时,拉力与斜面长度成反比;(2)分析比较实验序号1与4与8(或2与5)的数据及相关条件,可得的初步结论是:沿光滑斜面缓慢提升同一重物时,;进一步综合分析比较表一、表二、表三的数据及相关条件,并归纳得出结论。表次数h(米)L(米)F(牛)10.050.50000.1表二次数h(米)L(米)F(牛)40.100.5000.260.301.500.2表三次数h(米)L(米)F(牛)
80.200.500.490.300.750.4分析比较表一或表二或表三的数据及相关条件,可得:沿光滑斜面缓慢提升同一重物时,;分析比较表一和表二和表三的数据及相关条件,可得:沿光滑斜面缓慢提升同一重物时,。四、计算题26.如图甲所示装置中,物体甲重G=150N,滑轮重G=50N,人重G=650N.轻杆甲轮人AB可以绕0点转动,且OA:OB=5:9。不计轴摩擦和绳重,当轻杆AB在水平位置时,整个装置处于平衡状态,地面对物体乙的支持力为行=210皿求:⑴物体乙受到的重力G异乙(2)若用物体丙替换物体甲,并在物体乙的下方连接一个弹簧,如图乙所示,当轻杆AB在水平位置时,整个装置处于平衡状态,弹簧对物体乙的作用力为F2=780N.此时地面对人的支持力F3是多少。27.如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机,如果A处螺钉松脱,则支架会绕C点倾翻。已知AB长40cm,AC长30cm。室外机的重力为300N,正好处在AB中点。求A处螺钉的水平拉力为多少N(支架重力不计)若A处螺钉的水平拉力最大为400N,则在室外机位置不变的情况下,室外机重力不能超过多少?四川省凉山州木里县在3月30日发生一起森林火灾,森林消防队员和地方干部群众进行陆地扑火,同时还派出直升机进行扑火。如下图所示,在扑火现场,直升机正将一桶桶水吊装到100m的高空中,其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的,若每桶水均重
12000N,高度为100m。如果直升机沿竖直方向匀速提升一桶水时,动滑轮上每段钢绳的拉力为7500N,在忽略钢绳重、桶重和摩擦的情况下。直升机提升一桶水时,对一桶水做的有用功是多少?动滑轮在提升这桶水时的机械效率是多大?⑶在安全操作的前提下,为了尽快扑灭火灾,减少损失,直升机同时将两桶水以0.lm/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为多大?如图所示,利用质量为1.5t的汽车将矿井中的矿石以2m/s的速度匀速向上提升.已知汽车的最大功率为10kW,汽车轮胎与地面的阻力为车重的0.1倍,轮胎与水平地面总的接触面积为0.2m2,动滑轮质量为25kg,不计滑轮摩擦及绳重,g取10N/kg.求汽车对地面的压强,若提升1000kg矿石至地面用时30s,绳子对矿石做的功.保持提升矿石的速度不变,滑轮组的最大机械效率30.如图所示,拉力F=100N,物体重G=180N,物体被匀速提升的距离h=4m,不计绳重(2)当物体重G=180N时,该滑轮组的机械效率n.3)动滑轮重.当物体重增加到200N时,10s内物体被匀速提高,绳子移动距离为10m,拉力做功的功率.此时机械效率如何变化.参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题1.B解析:B【详解】由题意知,0是杠杆的中点,所以G的力臂与F的力臂相等;则由杠杆的平衡条件知:F一定等于G.故ACD错误,B正确.2.D解析:D【分析】本题考查了动滑轮绳子拉力公式、速度公式、做功公式以及二力平衡条件的应用等,涉及到的知识点较多,综合性强,有一定的难度。【详解】连接动滑轮绳子的股数n=2,不计绳重与滑轮间的摩擦,绳子的拉力11F'=—(G+G)=—x(6N+2N)=4NnB动2物体A向右做匀速直线运动时处于平衡状态,受到向左的摩擦力和向右绳子的拉力是一对平衡力,则物体A受到的摩擦力f二F'二4N故A项错误;s由v二一可得,imin内物体A移动距离tsvt^0.2m.;sx60s^l2mAA'拉力对A物体做的功W=FS=4Nx12m=48JA故B错误;2min内物体A移动距离s'vt'^0.2m;■sx120s^24mAA'B物体下降的距离11h=—s'=x24m=12mB2A2B物体的重力做功为W=Gh=6Nx12m=72JBBB故C错误;D.若用一个向左的拉力F使A向左匀速运动,此时A的压力和接触面的粗糙程度不变,受到的摩擦力不变仍为4N,以A为研究对象,A受到向左的拉力F、向右的绳子拉力F'和摩擦力f处于平衡状态,其合力为零,则有F=f+F'=4N+4N=8N故D正确。故选Do3.D解析:D【详解】由图可知,该滑轮是动滑轮,当重物A上升速度为0.4m/s时,滑轮上升速度是物体速度的一半,即0.2m/s;此时拉力为是物重的2倍,因此拉力为F=2G=2x10N=20N故D正确。故选Do4.B解析:B【详解】从图中可以看到,两条绳子托着动滑轮,人以0.6m/s的速度匀速前行,那么货物的速度是0.3m/s,经100s货物移动距离为s=vt=0.3m/sx100s=30m货物移动距离为30m,A错误;由题意可知,货物的重力G=mg=600kgx10N/kg=6000N其摩擦力f=0.1G=0.1x6000N=600N由于货物匀速前行,绳对货物的拉力F=f=600N滑轮组的机械效率为75%,可得到600N-s耳=x100%=75%F-2s解得F拉=400N,工人的拉力为400N,B正确;C•货物移动距离为30m,绳对货物的拉力为600N,则工人做的有用功为W=Fs=600Nx30m=1.8x104J有工人做的有用功为1.8x104J,C错误;D.由于人以0.6m/s的速度匀速前行,工人的拉力为400N,工人拉力的功率为P=Fv'=400Nx0.6m=240W拉
工人拉力的功率为240W,D错误。故选B。5.C解析:C【详解】A.图示滑轮为定滑轮,绳的重力和滑轮处的摩擦忽略不计,乙匀速下落,所以绳拉甲物体的力F=G=6N乙故A正确不符合题意;图示滑轮为定滑轮,甲、乙物体移动的速度相同,甲物体的速度v=v=0.2m/s,故B正甲乙确不符合题意;5s内甲物体移动的距离s=vt=0.2m/sx5s=1m甲绳的拉力对甲物体做的功W=Fs=6Nx1m=6J故C错误符合题意;绳的拉力对甲物体做功功率W6JP===1.2Wt5s故D正确不符合题意。D解析:D【详解】两个物体提升相同的高度h时,甲滑轮组动滑轮上有三段绳子,所以F甲自由端移动的甲距离为3h,乙滑轮组动滑轮上有两段绳子,所以F乙自由端移动的距离为2h,故A错误.乙根据公式W^Gh,由于两物体升高相同的高度,但是Ga>Gb,所以W有甲>W有乙,故有AB有甲有乙B错误;WWC.W有甲>W有乙,〃甲乙'结合"二W有知'W总甲>W总乙'时间又相等'由P=7知'总甲滑轮组的总功率比乙的大,故C错误;Wd.根据Wd.根据"二有W有>w有乙,所以W额甲有乙额甲1W,得一=1+额,
耳W
额有>W额乙,再根据W额额乙额因为n甲<n乙,WW所以刖〉护乙,又因为WWW有甲有甲有乙动甲>G动乙,故D正确。故选DoB解析:B【分析】由图可知,n=3,则绳端移动的距离s=nh,利用W=Fs求拉力做的功,再利用
P-求拉力的功率;由图乙可知,物重G=300N时,滑轮组的机械效率n=60%,利用WGhGhG耳=W有=~fs=F3h=3F求拉力;因机械中摩擦力及绳重忽略不计,拉力1F二-(G+G),据此求动滑轮重力;3动该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力等于工人的重力1利用F二-(G+G丿求提升的最大物重,滑轮组的最大机械效率3动(2)由图乙可知,物重G=300N(2)由图乙可知,物重G=300N时,滑轮组的机械效率n=60%,总【详解】(1)由图可知,n=3,则绳端移动的距离:s=nh=3x6m=18m,拉力做的功:Wtt=Fs=400Nx18m=7200J,总W7200Jt60s拉力的功率:P=—^==120W,故at60s因机械中摩擦力及绳重忽略不计,则F=1(G+G),3动所以,G=nF-G=3x500N-200N=300N,故B正确;动3该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力F=G=mg=60kgx10N/kg=600N,故c错;大人由F=;(G+G)可得,提升的最大物重:3动G=nF-G=3x600N-200N=1600N,大大动机械中摩擦和绳重均不计,则滑轮组的最大机械效率:错.故选B.8.A解析:A【解析】
详解】详解】天平在水平位置平衡,如图设天平的左半段是/2,右半段是4,把物体m放在不等臂天平的左盘,右盘放m1砝码,天平平衡,所以mgl2=m1gl1--①,把物体m放在不等臂天平的右盘,左盘放m2砝码,天平平衡,即m2=m1m2所以m=J”巴;故选A所以m所以m2gl2=mgl1--②mm=—1mm29.B解析:B【解析】根据杠杆的平衡条件知,OA>OB,所以Fa<Fb,而两个拉力等于物体的重,且重与质量成正比,所以甲的质量比乙小,没有体积关系,不能比较密度的大小,故A错误;图中杠杆保持静止,受力平衡,所以0点绳子向上的拉力一定等于甲、乙重力之和,故B正确;如果甲浸没在水中,受到浮力的作用,Fa会减小,硬棒会顺时针转动,故C错误;如果甲浸没在水中,受到浮力的作用,Fa会减小,LA不变,FB不变,根据杠杆平衡条件得,要使硬棒水平平衡,LB应减小,即可将乙向左移动,故D错误;故选B.10.D解析:D【解析】A、由图知,水平使用滑轮组,对于物体B来说,n=2,拉力端移动速度v二2v物二2xO.lm/s二0.2m/s,拉力做功功率P二Fv二3Nx0.2m/s二0.6W,故a正确;B、不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦,如图弹簧测力计端由三段绳子拉着,所以示数为:F=3F2-3x3N=9N,故b正确;C、物体A受到B向左的摩擦力为2x3N=6N,受到向右的拉力F1为4N,,物体A静止受力平衡,所以受到地面向右2N的摩擦力,即物体A与地面之间有摩擦力,故C正确;D、因为A、B间的压力和接触面粗糙都不变,所以增大F2,物体B会做加速运动,但A、B间摩擦力不变仍为6N,,即A仍然保持静止,故D错误.故选D.点睛:重点是平衡状态的判断,要牢记匀速运动时物体一定平衡,本题中物体A受到B的摩擦力,地面的摩擦力和拉力F?此三个力平衡.二、填空题11.【详解】在左图中,LOB是阻力臂,LOA是动力臂,因为LOB=LAB,所以又因为所以右图中,LOB是动力臂,LOA是阻力臂,因为,所以由①②可知。解析:4F=F【详解】在左图中,L°b是阻力臂,Loa是动力臂,因为Lob=LAB,所以L二1LOB2OA又因为FLoa=GLob所以1F二一G…①2右图中,L°b是动力臂,LOA是阻力臂,因为FL=GL所以OBOAOBOAF=2G…②由①②可知4F=F。12.200J83.3%60W【详解】所提升物体的重力为有用功为故有用功是200J。总功为则机械效率为
故机械效率为83.3%。拉力做功的解析:200J83.3%60W【详解】所提升物体的重力为有用功为故有用功是200J。总功为故机械效率为83.3%。拉力做功的功率为G二mg=10kgx故机械效率为83.3%。拉力做功的功率为G二mg=10kgxION/kg=100N卬有二Gs=100Nx2m=200JW丄二Fs=120Nx2m=240J总_W=200J—W=240J总沁83.3%240J~4T=60W即拉力F的功率为60W。13.50【详解】根据题意知,此时可以将木棒看做是一个以木棒没有离地端为支点的杠杆,阻力是木棒的重力,为100N,因为木棒是均匀的,所以动力臂等于木棒长L,阻力臂是木棒长的一半为,根据杠杆的平衡条件可解析:50【详解】根据题意知,此时可以将木棒看做是一个以木棒没有离地端为支点的杠杆,阻力是木棒的重力,为100N,因为木棒是均匀的,所以动力臂等于木棒长厶,阻力臂是木棒长的一半为1-L,根据杠杆的平衡条件可得所需要的力为FL100Nx-
F—22=2=50NLL故所需要的最小的力为50N。14.100【详解】因不计绳重和摩擦,由题意可知,效率则动滑轮的重力为故动滑轮的重力为100N。解析:100【详解】因不计绳重和摩擦,由题意可知,效率G耳二物=60%
G+G物动则动滑轮的重力为G150NG=7-G=-150N=100N动耳物60%故动滑轮的重力为100N。15.A25【详解】由图可知,A滑轮是定滑轮,所以滑轮A是等臂杠杆。滑轮B是动滑轮,省一半力,所以F2的大小为25N。解析:A25【详解】⑴由图可知,A滑轮是定滑轮,所以滑轮A是等臂杠杆。[2]滑轮B是动滑轮,省一半力,所以F2的大小为25N。16.15【解析】分析:(1)知道钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣质量为25kg,可以知道坠砣的总质量,再利用重力公式G=mg计算总重力;滑轮的轴固定不动的叫定滑轮,轴随物体一起运动的滑轮叫解析:15【解析】分析:(1)知道钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣质量为25kg,
可以知道坠砣的总质量,再利用重力公式亠匕计算总重力;滑轮的轴固定不动的叫定滑轮,轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮,据此判断;G相当于物重,F为A端受到的为拉力,根据图得出n=2,不计滑轮和钢绳自重和摩擦,可以得出F=2G;(2)根据公式—裁出输电线A端向左移动的距离;解答:(1)”飞’''<--m.rg=强Egx阴=DOW,解答:(1)”飞’''<出n=2,不计滑轮和钢绳自重和摩擦,可以得出A端受到的拉:..\'.;(2)某段时间内坠砣串下降了30cm,所以输电线A端向左移动的距离为
s30cm/1-15cm故答案为:(1).104(2).15【点睛】本题综合了重力知识、质量知识、滑轮组的知识来解决实际问题,其中判断绳子的股数是关键。17.杠杆60【解析】由图剪刀剪树枝符合杠杆的定义;拉动A处动滑轮,下端有定滑轮,拉绳子自由端时有三段绳子通过动滑轮,所以A处受到的作用力故答案为杠杆;90.【点睛】本题考查了解析:杠杆60【解析】由图剪刀剪树枝符合杠杆的定义;拉动A处动滑轮,下端有定滑轮,拉绳子自由端时有三段绳子通过动滑轮,所以A处受到的作用力F二3F二3x30N=90NA故答案为杠杆;90.【点睛】本题考查了对杠杆和滑轮组的认识和理解,关键是正确分析通过动滑轮绳子的段数.18.40N【解析】在B端施加一个与水平成300角的力F,则动力臂为OB的一半,0为支点,F为动力,物体的重力为阻力,12OB为动力臂,OA为阻力臂,根据杠杆的平衡条件:Fx12OB=GxOA,为使杠杆解析:40N【解析】在B端施加一个与水平成300角的力F,则动力臂为0B的一半,0为支点,F为动力,物体的重力为阻力,?0B为动力臂,0A为阻力臂,根据杠杆的平衡条件:FX?OB=GXOA,为使杠杆水平平衡,作用在B端的力:—x60n-40n•故答案为:40.19.水平方向动力臂【解析】自行车的两个脚踏板相当于双轴对称性杠杆,支点在两脚踏板的中心转轴点,当转到水平位置时,此时动力臂最大,在阻力和阻力臂不变的情况
下,此时动力最小.故答案为:车把有花纹解析:水平方向动力臂【解析】自行车的两个脚踏板相当于双轴对称性杠杆,支点在两脚踏板的中心转轴点,当转到水平位置时,此时动力臂最大,在阻力和阻力臂不变的情况下,此时动力最小.故答案为:车把有花纹是为增大摩擦(合理即可);水平方向;动力臂.20.18075%100【解析】解答:由题知,n=3,s=3h=3x6m=18m,W总=Fs=300Nxl8m=5400J;p===180W.人做的有用功:W有=Gh=600解析:18075%100【解析】解答:由题知,n=3,s=3h=3x6m=18m,W=Fs=300Nx18m=5400J;总W5400JP=-^==180W.人做的有用功:W=Gh=600Nx6m=3600J;人所做的总功:t30s有3600JW=Fs=400Nx12m=4800J;人做功的机械效率:n=3600JW=Fs=400Nx12m=4800J;人做功的机械效率:n=总4800J总Fs-Gh4800J-3600JW=W+WFs=Gh+fsf===100N.总有额s=75%;12m三、实验题21.A0.3低3D相同【详解】第一空.测机械效率的实验中:当匀速竖直向上拉动弹簧测力计时,受力平衡,拉力大小不变,弹簧测力计的示数稳定;第二空.由图像可知绳子股数n=3,则弹簧测力计竖直向上移动的速度为:v=3v=3x0.lm/s=0.3m/s;绳物第三空.由图乙可知当动滑轮重力增加时做的额外功增多,提升相同的重物时有用功不变,因此机械效率越低;第四空.由题意知:TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"WGhGhG\o"CurrentDocument"耳=―有===WW+WGh+GhG+G总有额动动=3N;nG0.75?IN=3N;(1-彳)(1-0.75)第五空.如图丙所示,增加的滑轮为定滑轮,定滑轮可以改变力的方向;第六空.使用滑轮组提起物体的过程中,额外功主要产生在提起物体的过程中同时将动滑轮也提起,即w额=6动力,动滑轮重相同提升相同的重物时,升高相同的高度,额外功相额动
W同,有用功相同,总功相同,由"=萨=总WW可知机械效率相同-WW可知机械效率相同-有额则机械效率的表达式Fh1%1°°%杠杆的自重变大2【详解】有用功为W=Gh,,总功W=Fh2,有1总2WGhn=w有xioo%=Fh1xioo%.总2有用功是提升钩码所做的功,额外功主要是克服杠杆重力做的功,影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例;提升的钩码重一定说明有用功一定,所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力.钩码的悬挂点在A点时,由杠杠的平衡条件得6・OA=F・OB;悬挂点移至C点时,由杠杠的平衡条件得G・0C=F・OB,经对比发现,由OA到OC力臂变大,所以拉力F也变大,杠杆提升的高度减小,额外功减小,因此杠杆的机械效率变大.匀速88.9%2.2o.66高不变见解析【详解】第一空.实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于拉力大小,且测力计示数稳定便于读数;第二空.第2次实验中滑轮组的机械效率为:WGh4N%°.1m耳=_^用X100%二X100%二-X100%沁88.9%;WFs1.5Nx°.3m;总第三空.由图丙知,测力计的分度值是0.2N,测力计的示数是2.2N;第四空.由第3次实验数据知,s=0.30m,h=0.1m,所以s=3h,所以拉力移动的速度为戶3X0.1m/s=0.3m/s;根据P=Fv得,拉力的功率为:P-Fv-2.2Nx°.3m/s=0.66W;第五空.分析数据可知,随着钩码重的增加,同一滑轮组的机械效率不断增加,故可得结论:使用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高;第六空.换一种绕绳方法,不计绳重及摩擦,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率不变;第七空.不计摩擦及绳重时,克服动滑轮重做的功是额外功,换一种绕绳方法时,物重和动滑轮重都不变,则有用功和总功的比不变,即根据WGhG"二W有W=G)h=訂物产知,滑轮组的机械效率不变.有用额外物动物动24.2动滑轮重力24【分析】探究滑轮组和物体的重力的关系,相同的滑轮组,不同的重力,分析选择哪两组数据;分析第2组和第3组数据,物体的重力相同,动滑轮的重力不同,可以得到滑轮组的机械效率与哪个因素有关;探究滑轮组机械效率和承重绳段数的关系,保持提升重物和使用的滑轮组相同,分析选择哪两组数据。【详解】(1)[1][2]研究滑轮组机械效率高低与提升物体的重力有关,要控制使用同样的滑轮组,只改变物体的重力,从实验数据记录表中第1组和第2组数据可知,滑轮组机械效率高低与提升物体的重力有关;(2)[3]从实验数据记录表中第2组和第3组数据可知,提升物体的重力相同,第3组动滑轮重力大,机械效率低,故得出滑轮组机械效率高低与动滑轮的重力有关;(3)[4][5]若要研究滑轮组机械效率高低与承重绳段数的关系,要控制提升重物和使用的滑轮组相同,选择实验数据记录表中第2组和第4组数据。【点睛】本题考查滑轮组的机械效率,需要知道使用同一滑轮组提升不同的重物时,重物越重,滑轮组的机械效率越大。25.4、7或3、5、8或6、9在斜面长度一定时,拉力F与高度h成正比斜面的高h与斜面的长度L之比相同,拉力F也相同斜面的高h与斜面的长度L之比越大,拉力F也越大【详解】[1]要研究沿光滑斜面提升同一重物时拉力与斜面长度的关系,需要控制斜面的高度相同,改变长度,实验2、4、7或3、5、8或6、9符合题意。[2]分析比较实验序号1与4与8(或2与5)的数据知,斜面的长度相同,高度不同,且高度变为原来的2倍,拉力F也变为原来的2倍,说明沿光滑斜面缓慢提升同一重物时,在斜面长度一定时,拉力F与高度h成正比。⑶[3]分析比较表一、表二或表三的数据及相关条件,可得:斜面的高h与斜面的长度L之比相同,拉力F也相同。⑷分析比较表一、表二和表三的数据及相关条件,可得斜面的高h与斜面的长度L之比越大,拉力F也越大。四、计算题26.(1)840N;(2)225N【分析】⑴人站在地面上,人对滑轮的拉力,等于甲对滑轮的拉力,杠杆B端受到甲的拉力、人的拉力、滑轮的拉力作用,根据杠杆平衡条件求出杠杆人端的受到的拉力。然后对乙进行受力分析,乙处于静止状态,受到平衡力的作用,求出乙物体的重力。(2)在物体乙的下方连接一个弹簧,乙处于静止状态,对乙进行受力分析,求出杠杆人端此时受到的力,根据杠杆平衡条件,求出丙的重力,人对滑轮的拉力等于丙的重力,求出绳子对人向上的拉力,求出地面对人的支持力。【详解】解:(1)甲图杠杆平衡时,杠杆两端受力如图1所示,根据杠杆平衡条件OBOB9F二F二x(G+2G)二一x(50N+2x150N)=630NAOABOA轮甲5物体乙受到杠杆的拉力处于静止状态,受力如图2所示,所以G=FkG=Fk+F=630N+210N=840NA1⑵加入弹簧后’物体乙受弹力行、拉力仁和重力G乙作用处于静止状态’受力如图3所示,F\=G+F,=840N+780N=1620N根据杠杆平衡条件A乙2根据杠杆平衡条件OA5F=F=X1620N=900NBOBA9物体丙替代物体甲后,杠杆B端受力如图4所示F'F'2G+GG二-CF'~G)=1x(900N-50N)=425N丙2B轮2此时人处于静止状态,受力分析如图5所示G+F_=G
丙3人即&=G-G=650N-425N=225N3人丙答:(1)物体乙受到的重力是840N;⑵此时地面对人的支持力是225N。【点睛】先分析杠杆B端的受力情况,然后根据杠杆平衡条件求出杠杆人端的力,再根据乙物体静止受到平衡力的作用,求出乙物体的重力。首先根据乙物体处于静止状态求出杠杆人的拉力,然后根据杠杆平衡条件求出杠杆B端的受力,最后分析人的受力情况,求出人受到的支持力。27.(1)200N(2)600N【分析】本题主要考察杠杆平衡条件的相关计算问题,要求将支点,动力与动力臂,阻力与阻力
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