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C.保持拉力方向不变,将弹簧测力计向右移
D.保持弹簧测力计悬挂点的位置不变,向右斜方向
8.按如图所示,是小丽在“研究杠杆平衡条件”的实验中,使杠杆在水平位置平衡.如果在杠杆两边的钩码下面各增加一个大小相等的钩码,则杠杆()
A.仍然平衡B.不平衡,左端下降
C.不平衡,右端下降D.无法确定
9.如图所示,规格完全相同的器材组成甲、乙两个滑轮组,分别提升重为G1和G2的两个物体,不考虑绳重及摩擦,比较它们的省力情况和机械效率()
A.若G1=G2,则F1<F2,机械效率一样
B.若G1=G2,则F1>F2,甲的机械效率高
C.若G1<G2,则F1>F2,甲、乙的机械效率相同
D.若G1<G2,则F1<F2,甲的机械效率高
10.如图所示,动滑轮重10N,不计绳重及滑轮和绳之间的摩擦,当动滑轮上挂重力为50N的物体A时,物体B在水平桌面上恰好能向左做匀速直线运动.则B受到的摩擦力()
A.方向水平向左,大小是20N
B.方向水平向右,大小是
N
C.方向水平向左,大小是
N
D.方向水平向右,大小是20N
11.AC硬棒质量忽略不计,在棒的B、C两点施加力F1、F2,F2的方向沿OO′线,棒在如图所示位置处于静止状态,则()
A.F1<F2B.F1=
F2
C.F1力臂小于s1D.F2方向沿OO′线向下
12.下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是
A.功率越大,做功越快
B.机械效率越大,做的有用功一定越多
C.有力作用在物体上,力一定对物体做了功
D.功率小,机械效率也一定低
13.小刚利用如图甲所示的滑轮组及相关器材进行实验,改变所挂物体重G,在绳自由端施加竖直向上的拉力F,使滑轮组匀速提拉重物升高相同的高度,拉力所做的总功为W,滑轮组的机械效率为η。
不计绳重及轮与轴的摩擦,图乙中关于物重G及对应的W和η的关系图像,其中正确的是
14.如图所示,将一轻质薄木板从中点支起,左右两侧各有一支蜡烛,长短不同,此时薄木板恰好在水平位置静止。
同时点燃两支蜡烛,若两支蜡烛燃烧速度相同,则过一会儿,薄木板()
A.仍在水平位置平衡B.不能平衡,右端下降
C.不能平衡,左端下降D.条件不足,无法判断
15.如图所示,是使用汽车打捞水下重物的示意图.在重物从水底拉到井口的过程中,汽车以恒定速度向右运动,忽略水的阻力和滑轮的摩擦。
四位同学画出了汽车功率P随时间t的变化图像,其中正确的是().
16.小明是兴化市的一名初二学生,下列估测不合理的是
A.小明游泳时受到的浮力约500N
B.小明将两个鸡蛋从地上举过头顶,对鸡蛋做功约1J
C.小明正常爬楼的功率约20W
D.小明食指指甲受到的大气压力约为10N
二、填空题(题型注释)
17.如图所示,重500N的人站在重300N的吊篮内和他一起在4s内匀速上升10m,若动滑轮重量为100N,不计绳重及摩擦,人拉绳子的力是N,人对吊篮的压力N.
18.刘佳的妈妈从超市买回一袋胡萝卜,刘佳捡了一个最大的用细线系好挂在弹簧测力计上(如图所示).胡萝卜重为N,如果在系线处将胡萝卜切成两段,则GAGB(选填“大于”、“小于”或“等于”)
19.如图用滑轮组拉着一木块P沿水平地面以0.5m/s的速度匀速向右运动,此时弹簧测力计的读数为4N,若每个滑轮重为1N,绳与滑轮组间的摩擦不计,则该滑轮组的机械效率为,在2s内拉力做功为J,木块P受到的摩擦力为N.
20.小明和小杰握住两根较光滑的木棍,小华将绳子的一端系在其中一根木棍上,然后如图所示依次将绳子绕过两根木棍,小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后,小华在图A处拉绳子的另一端,用很小的力便能拉动他们.
(1)两根木棍和绳子组成的机械相当于____.
(2)若小华所用的拉力为20N,则小明和小杰受到的拉力分别为____N、____N(摩擦忽略不计).
21.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,如发现杠杆左端偏高,则可将右端的平衡螺母向调节.
(2)实验中,用如图所示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平位置平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式.这主要是因为该种方式
A.一个人无法独立操作B.需要使用太多的钩码
C.力臂与杠杆不重合D.力和力臂数目过多
(3)在图中,不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置,保持左侧第格的钩码不动,将左侧另外两个钩码改挂到它的下方,杠杆仍可以水平平衡.
(4)某同学进行正确的实验操作后,得到的数据为F1=6N、l1=20cm、F2=4N和l2=30cm,该同学根据这些数据能否得出探究结论?
,理由是:
.
(5)使杠杆在倾斜一定角度的位置做实验,也能得出杠杆平衡条件.这种实验方案与杠杆在水平位置做实验的方案相比较,你认为哪种实验方案好并说明理由.方案好,理由是.
22.物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中,利用如图所示的滑轮组进行了4次测量,测得数据如下表所示.
次数
钩码所受的重力G/N
钩码提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
0.1
0.7
0.3
47.6%
2
0.2
0.6
3
1.1
60.6%
4
2.0
(1)实验中应竖直向上拉动弹簧测力计.
(2)第4次实验测得的机械效率为%.
(3)比较两次实验,小组同学发现:
同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关;
比较第3、4次实验数据可知,同一滑轮组,越大,机械效率越高.第4次拉力做的额外功与第3次相比(选填“增大”、“减小”或“不变”),由此可见机械效率提高的原因是.
(4)小芳对上述四个机械效率取平均值,并认为它是这个滑轮组准确的机械效率.这种做法对吗?
,请说出理由:
23.测滑轮组的机械效率,先用调节好的天平测动滑轮的质量,当右盘中砝码及游码位置如图1所示时,天平重新平衡.然后照图2那样安装好滑轮组,记下钩码及弹簧秤的位置.拉动弹簧秤使重为G的钩码升高,读出弹簧秤的示数F,用刻度尺分别测出钩码提升的高度h和弹簧秤移动的距离s,记录数据.
(1)动滑轮的质量m=g.Fs表示功.
(2)使钩码升高的过程中应向上拉动弹簧秤;
不考虑绳子的伸长,s=h.
(3)用式子η=
计算机械效率的条件是,它比用η=
计算出的结果(填:
“偏大”、“相同”或“偏小”).
(4)保持此装置不变,将提升的钩码增加为2G,滑轮组的机械效率将.(填:
“增大”、“不变”或“减小”)
24.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验,实验数据如表:
(1)根据表格中的数据,在图甲种画出滑轮组的绕绳方法.
(2)实验中,沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升,在测量绳端所受的拉力时,弹簧测力计应(选填“保持静止”或“匀速上升”)
(3)第三次试验时,测力计实数如图乙所示,此时绳端受到的拉力为N,滑轮组的机械效率为%
(4)根据表格中的数据分析可知:
①随着物重的增大,额外功(选填“变小”、“不变”或“变大”),原因是
②要提高同一滑轮组机械效率,可以采取的措施.
25.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验,让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止.
(1)要探究动能大小与物体质量的关系,应选用两图;
实验中应保证相同.为了达到这一目的,所采取的具体操作方法是.
(2)选用甲、丙两次实验可以得出的结论是.
(3)该实验是通过观察来比较铁球动能的大小,从而得出结论的.
(4)若水平面绝对光滑,铁球将做运动.
26.利用如图所示的装置探究动能的大小与什么因素有关.让钢球从固定的斜面上由静止滚下,打到水平面上的一个小木块上,能将木块撞出一段距离.小木块被撞后运动的距离越长,则表明钢球碰撞前的越大.
(1)将质量不同的钢球从同一高度滚下,观察并记录小木块被撞后前进的距离,此举的目的是研究动能和质量的关系;
让不同的钢球从同一高度滚下是为了;
(2)为了研究动能和速度的关系,应将质量的钢球在高度的地方由静止滚下.(选填“相同”、“不同”)
(3)本实验探究的过程中采用的研究方法主要有转换法和控制变量法;
(4)钢球在斜面轨道上向下滚动的过程中,能转化为能,小木块在水平面运动的过程中,小木块的能不断减少,小木块的能保持不变.
27.同学们所用的笔,有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧,如图甲所示。
小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏。
结果发现小军的笔弹得高一些。
小文分析:
笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关,那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢?
小文猜想:
①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关;
②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关.
(1)为了验证猜想②,小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块,在同一水平面上进行了如图乙所示的实验:
a.将小球置于弹簧A的右端,使弹簧被压缩的长度为2cm,放手后小球被弹出,并与一木块相碰,木块被推动了一段距离S1;
b.将另一个弹簧B压缩的程度稍大一些,把小球置于弹簧的右端,观察小球撞击木块后木块移动的距离S2;
(2)请你指出小文实验中存在的问题
(3)写出改进措施
28.小明为研究动能大小与哪些因素有关,设计了如图实验,让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞,斜面底端和水平面平滑相接,请结合实验回答下列问题:
(1)实验中通过____反映小球动能的大小;
实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下,当高度____(选填“越大”或“越小”)时,观察到弹簧被压缩得越短,说明小球动能大小与速度有关.
(2)为了研究动能大小是否和物体质量有关,应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度滚下,这样做的目的是_______.
(3)实验中小明发现小球压缩弹簧后被弹簧弹回到斜面上,为了研究小球被弹回到斜面上的高度与哪些因素有关,小明分别将玻璃板、木板和毛巾铺在接触面(含斜面和平面)上,进行实验,而保证小球质量和高度____(选填“相同”或“不同”),发现当小球在玻璃表面滚动时被弹回的高度最大,在毛巾表面滚动时被弹回的高度最小,因此小明认为小球被弹回的高度与接触面粗糙程度有关.
(4)小明在(3)实验所得结论基础上进行推理,接触面越光滑小球被弹回的越高,如果接触面光滑到没有摩擦,那么小球将()
A.沿着斜面匀速直线运动
B.不能上升到初始高度,最终静止在平面上
C.上升到初始高度后静止
D.能上升到初始高度,并在斜面和弹簧之间往复运动
(5)小明在(4)中用到一种科学方法,下面哪个定律或原理的得出用到了同一种方法()
A.阿基米德原理
B.杠杆原理
C.牛顿第一定律
29.为了监测水库中的水位,水务部门的工作人员设计了利用电子秤显示水库水位的装置.该装置由长方体A和B、轻质杠杆CD、电子秤等组成,且杠杆始终在水平位置平衡,并有OC:
OD=1:
2,如图所示.已知A的体积为VA=0.03m3,其重力GA=600N,B所受重力GB=160N;
当水位上涨到与A的上表面相平时,水面到水库底部的距离h=20m.不计绳子的重力与摩擦,求:
(1)水库中的水刚好浸没物体A时,水库底部受到水的压强是多大?
(2)A物体浸没在水后所受浮力的大小;
(3)水库中的水刚好浸没物体A时,电子秤受到B物体对它的压力是多大.
30.如图所示,是由斜面和一个滑轮组成图示装置,已知斜面的长度为5m,高为3m.细绳自由端的拉力是50N,将重为100N的物体在5s内从斜面的底部匀速拉到斜面顶端.在此过程中:
(1)拉力作用点移动的速度是多大?
(2)拉力所做的功及功率各是多大?
(3)装置的机械效率是多少?
31.如图所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图.已知井深10米,物体重G=5.4×
103N,汽车重G车=3×
104N,汽车匀速直线行驶拉绳子的力F=2×
103N,汽车受到的阻力为车重的0.1倍,求:
(1)将物体从井底匀速直线拉至井口的过程中,汽车拉绳子的了力做了多少功?
(2)滑轮组的机械效率为多少?
(3)若汽车匀速直线运动的速度为2.4m/s,汽车牵引力的功率为多少?
32.如图所示,工人站在水平地面,通过滑轮组打捞一块沉没在水池底部的实心金属物体A。
工人用力将物体A竖直缓慢拉起,在整个提升过程中,物体A始终以0.1m/s的速度匀速上升。
物体A没有露出水面之前滑轮组的机械效率为η1,工人对水平地面的压强为p1;
当物体A完全露出水面之后滑轮组的机械效率为η2,工人对水平地面的压强为p2。
若物体A重为320N,动滑轮重40N,工人双脚与地面的接触面积是400cm2,p1-p2=250Pa,绳重、水的阻力及滑轮轮与轴间的摩擦均可忽略不计,g取10N/kg,求:
(1)当物体A刚离开底部,受到水的浮力;
(2)金属A的密度;
(3)当物体A完全露出水面以后,人拉绳子的功率;
(4)η1与η2的比值。
33.如图是重庆一中初二科技小组设计的在岸边打捞水中文物的装置示意图,电动机固定在地面.O为杠杆BC的支点,CO:
OB=1:
2.配重E通过绳子竖直拉着杠杆C端,质量为280kg,每个滑轮重为100N;
均匀实心文物的密度为8×
103Kg/m3,质量为80kg.绳和杠杆的质量、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对文物A的阻力均忽略不计,文物A一直匀速上升.求:
(1)在文物还未露出水面时,求此时文物A所受到的浮力及电动机拉力F的大小;
(假定B端静止)
(2)在文物还未露出水面时,滑轮组的机械效率;
(3)当文物A在空中被匀速提起上升时,电动机拉力功率为5kW.求卷扬机拉动钢丝绳的速度?
参考答案
1.B
【解析】
试题分析:
根据题意,两个物体在大小为F的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离s,根据W=Fs可知,甲图中F做的功等于乙图中F做的功.
故选B.
2.D
由图通过动滑轮绳子段数:
甲中n=2,乙中n=3,
A、不计绳重及摩擦,F甲=
(G物+G动)=
×
(100N+10N)=55N,
F乙=
(100N+10N)≈36.7N,所以F甲大于F乙,故A错误;
B、η=
=
,提起物体和动滑轮重相同,所以机械效率相等,故B错误;
C、W总=W有+W额提起的物体重和动滑轮重相同,且物体提起高度相同,所以有用功和额外功都相同,所以总功即拉力做功相同,故C错误;
D、因为做功时间相等时,根据P=
,拉力做功相等,所以甲和乙做功的功率相等,故D正确.
故选D.
3.C
(1)由图可知,两滑轮组绳子的有效股数,n1=3,n2=4,
由η=
100%=
100%可得,两滑轮组机械效率分别为:
η1=
100%,η2=
100%,
因F1=F2,G1=G2,
所以,η1>η2,故BD错误;
(2)设G1、G2提升到相同的高度为h,则两滑轮组绳端移动的距离:
s1=n1h=3h,s2=n2h=4h,
拉力做的总功分别为:
W1=F1s1=F1×
3h,W2=F2s2=F2×
4h,
拉力的功率分别为:
P1=
,P2=
,
因F1=F2,t1=t2,
所以,P1<P2,故C正确,A错误.
故选C.
4.A
A、此图中,动力臂是阻力臂的3倍,所以动力F=
G;
B、此图是定滑轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即F=G;
C、此图是动滑轮,由动滑轮及其工作特点可知,省一半的力,即F=
D、此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子由2股,则F=
G.
由以上可知:
忽略杠杆和滑轮的自重及它们与轴之间的摩擦,当提起相同重物时,最省力的是A.
故选A.
5.D
(1)从A→B的过程中,金属小球的质量不变、高度减小、速度增大,所以重力势能减小,动能增大,在B点时动能最大、重力势能最小;
在此过程中重力势能转化为动能,机械能守恒;
(2)从B→C的过程中,金属小球的质量不变、高度增大、速度减小,重力势能增大,动能减小,在B点动能最小、重力势能最大,在此过程中动能转化为重力势能,机械能守恒.
(3)不计空气阻力,小球会在AC间来回摆动时,总机械能守恒,小球在A、C位置时,位置最高,速度为0,重力势能最大,动能最小;
在B位置时,位置最低,速度最快,重力势能最小,动能最大.
综合以上分析:
A、小球在最低点B时动能最大,若在此点绳子突然断开,小球由于受重力的作用,不处于平衡状态,不做匀速直线运动,故A错误;
B、不计空气阻力,小球由A点运动到B点的过程中,各处的机械能守恒,都相等,故B错误;
C、小球在C点时处于静止状态,但由于只受到重力作用,受力不平衡,故C错误;
D、小球由A运动到B的过程中,在重力作用下,高度下降,重力做功;
小球在拉力的方向上没有通过距离,所以细绳的拉力对小球不做功;
故D正确.
6.BD
(1)瘦子固定不动,胖子拉绳使G匀速上升,此时中间滑轮为动滑轮,上下两个滑轮为定滑轮,FA=2G,故A错;
(2)胖子固定不动,瘦子拉绳使G匀速上升,三个滑轮都是定滑轮,FB=G,所以FA>FB,故B正确;
根据滑轮组的特点,瘦子固定不动,胖子拉绳使G匀速上升h,拉力移动距离sA=
h,做的功为WA=FAsA=2G×
h=Gh;
胖子固定不动,瘦子拉绳使G匀速上升h,三个滑轮都是定滑轮,所以拉力移动距离sB=h,做的功为WB=FBsB=G×
h=Gh,故C错误,D正确.
故选BD.
7.ABC
A、减少钩码的个数时,阻力减小,阻力臂、动力臂都不变,由F1L1=F2L2可知,动力变小,弹簧测力计的示数变小.故A符合题意;
B、将钩码悬挂点的位置向右移时,阻力不变,阻力臂变小,动力臂不变,由F1L1=F2L2可知,动力变小,弹簧测力计的示数变小,故B符合题意;
C、保持拉力方向不变,将弹簧测力计向右移时,阻力、阻力臂都不变,动力臂变大,由F1L1=F2L2可知,动力变小,弹簧测力计的示数变小,故不符合题意;
D、保持弹簧测力计悬挂点的位置不变,使其向右倾斜时,阻力、阻力臂都不变,动力臂减小,由F1L1=F2L2可知,动力变大、弹簧测力计的示数变大,故D不符合题意.
故选ABC.
8.B
设杠杆每一格长度为L,一个钩码的重力为G,
原来:
2G×
6L=3G×
4L,杠杆平衡,
现在在杠杆两边的钩码下面各增加一个大小相等的钩码:
左边=3G×
6L,右边=4G×
4L,因为3G×
6L>4G×
4L,所以杠杆不再平衡,左端下降.
9.A
AB、由图可知,连接动滑轮绳子的股数:
n1=3,n2=2,
不计绳重和摩擦,拉力F1=
(G+G轮),拉力F2=
(G+G轮),
动滑轮重力G轮相同,如果物重G1=G2,则拉力F1<F2;
机械效率η=
物重相同、动滑轮重相同,机械效率相同,故A正确,B错误;
CD、由题知,滑轮组都是一定一动,动滑轮重力G轮相同,
(G1+G轮),拉力F2=
(G2+G轮),
动滑轮重力G轮相同,如果物重G1<G2,则拉力F1<F2;
不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率:
η=
当提升的物重增大时,滑轮组的机械效率将变大,即乙的机械效率高,故CD错误.
故选:
10.D
承担物重的绳子股数是3,绳子自由端的拉力:
F=
=20N;
物体B向左做匀速直线运动,拉力和摩擦力是一对平衡力,物体B所受摩擦力:
f=F=20N,方向水平向右.
11.C
由图知,F2的方向沿OO′线,其力臂最长,为s2;
而F1的方向竖直向下,所以其力臂l1是从A点到F1的垂线段,小于s1,更小于s2.故选项C正确;
由F1L1=F2L2知,L1<s2,所以F1一定大于F2.选项A错误;
此时有
,而不是
.选项B错误;
已知F1的方向是竖直向下的,为保持杠杆平衡,F2的方向应该沿O′O向上.选项D错误.
12.A
功率表示物体做功的快慢程度,所以功率越大,做功越快,故A正确;
机械效率越大,表示做的有用功在总功中所占的比例较大,但有用功不一定多,故B错;
有力作用在物体上,物体在力的方向上通过一段距离时才做功,故C错;
功率和机械效是两个完全不同的概念
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