上海延安初级中学功和机械能单元练习文档格式.docx
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A.F1<F2<F3<GB.F1>F2>F3>GC.F1=F2=F3=GD.F1>F2=F3=G
8.如图所示的是工人在平台上通过滑轮组向上拉起重物G的情景.已知重物G所受的重力为700N,当他沿水平方向用400N的力拉重物G时,重物G恰好做匀速直线运动.不计绳重及摩擦,下列说法正确的是
A.该滑轮组的动滑轮所受的重力为100N
B.若工人拉动绳子的速度为0.5m/s,则4s后,绳子的拉力所做的功为1400J
C.当工人用等大的力使绳子以不同速度匀速运动,且绳端运动相同的距离时,工人所做的功大小不同
D.若将重物G换为质量更大的物体,则在不改变其他条件的情况下,工人将更省力
9.小华分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组,分别在相同时间内将同一重物匀速提升了不同的高度h1和h2(h1<
h2),每个滑轮的重均相等,不计绳重及摩擦.针对这一现象,小明得出了以下4个结论:
①F1做的功等于F2做的功;
②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率;
③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力;
④F1做功的功率大于F2做功的功率,其中正确的结论有
A.1个B.2个C.3个D.4个
10.用同种材料制成的物体A和B,分别挂在杠杆的两端,且GA>GB,此时杠杆平衡,如图(a)所示,若将两物体全部浸入水中,如图(b)所示,杠杆将会()
A.A物体下移,B物体上移B.A物体上移,B物体下移C.仍将保持平衡D.无法判断
11.用图甲所示的滑轮组装置将放置在水平地面上,重为100N的物体提升一定高度.当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示.(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)下列计算结果不正确的是
A.1s~2s内,拉力F做的功是15JB.2s~3s内,拉力F的功率是24W
C.1s时,物体对地面的压力是30ND.动滑轮重50N
12.如图所示,物体A所受重力为GA,在水平向左的拉力F的作用下沿水平面向左做匀速直线运动.物体A所受的支持力为N,物体A与水平面间的摩擦力为f,绳子对物体A水平向右的拉力为F1.物体B所受重力为GB,绳子对物体B竖直向上的拉力为F2,忽略绳子质量及滑轮轴处摩擦,下列说法正确的是
A.F与f是一对平衡力B.F1、f之和与F大小相等
C.GB与F2是一对相互作用力D.GA与N是一对相互作用力
二、填空题
13.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,则斜面的机械效率为______,推重物时,重物受到的摩擦力为______。
14.如图甲所示,质量为60kg的小明坐在地上,最多能拉着质量为400kg的物体A在水平地面上做匀速直线运动,已知物体A所受阻力为物重的0.2倍,则小明对物体A的拉力是____N。
如图乙所示,当小明站立在地面上,利用滑轮组以尽可能大的力竖直向下拉绳子,恰好能将浸没在水中、密度为4×
103kg/m3的物体B缓慢拉离水面,物体B浸没在水中时受到的浮力为_____N(不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦,绳子能承受的拉力足够大)。
15.一根粗细均匀的木料(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。
16.如图所示的滑轮组,拉一重100N的物体M在水平地面上做匀速直线运动,如果拉力F=20N,绳子拉出了6m,则物体受到的摩擦力为_____N,物体前进了_____m,弹簧测力计的示数为_____N。
(不计滑轮重、绳重和摩擦)
17.国产165型单缸四冲程汽油机的汽缸直径为65毫米,活塞冲程长为55毫米,满负荷工作时,燃气平均压强为9.59×
105帕,飞轮转速为1500转/分,则该汽油机满负荷工作时的功率为_____瓦.(不计摩擦)
18.2010年4月14日,青海玉树发生7.1级地震,救援队利用各种器材展开抢险救灾工作.
(1)利用如图1所示的钢丝钳,救援队吧钢筋剪断,钢丝钳是杠杆.
(2)使用撬棒,救援队员吧滚落在公路上的石块撬起,如图2所示,若救援队在撬棒D点沿DM方向用来撬起石块1,撬棒的支点是点,若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1,撬棒的支点是点.沿方向撬起石块1更省力.
19.五一长假期间,小聪随母亲去老家农村,看到很多老乡使用如图a所示杆秤称量质量。
回家后,小聪用一根长30厘米的轻质细木棒作秤杆、用0.3千克的铁块作秤砣,在距木棒一端4厘米处系上提纽线,制作了一把简易杆秤如图b所示。
①将被测物挂上并调节秤砣至图c所示位置时杆秤水平平衡,则被测物的质量m物=_______________。
②这把简易杆秤的最大称量是________千克。
若小聪不小心将秤砣摔掉了一块,则该杆秤测量物体质量的值将比真实值________(选填“偏小”、“不变”或“偏大”)。
20.如图是小刚设计的一个通过简单机械自动拉开开关的装置示意图.该装置主要由滑轮组、配重C、D以及杠杆AB组成,配重C通过细绳与动滑轮相连,配重C、D分别通过支架固连在杠杆AB两端,支架与杠杆垂直.杠杆的B端放在水平台面上,杠杆可以绕支点O在竖直平面内逆时针转动,开关被拉开前,杠杆在水平位置平衡.已知动滑轮P的质量mP为0.2kg,OA:
OB=3:
1,配重D的质量mD为1.5kg,作用在D上的竖直向下的压力F为75N,刚好拉开开关所需的拉力T为6N.杠杆、支架和细绳的质量均忽略不计,滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计,g取10N/kg.求:
配重C的质量mC等于多少kg,开关刚好能被拉开?
三、实验题
21.如图所示,在做“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)如图甲所示杠杆静止,此时杠杆处于______(选填“平衡”或“不平衡”)状态;
为使杠杆在水平位置平衡,应把杠杆两端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节:
实验前调节杠杆在水平位置平衡的目是_________。
(2)实验中,如图乙所示,杠杆处于静止状态。
已知杠杆的刻度尺每格为5cm,钩码每个重0.5N,小红把数据记录在下表:
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力f2/n
阻力臂l2/cm
1.5
10
1
15
(3)小红根据以上实验数据马上得到杠杆的平衡条件
,你认为是否合理?
答:
______(选填“是"
或“否”)。
理由:
___________。
(4)小明用弹簧测力计在B点向下拉使杠杆平衡,如图丙所示。
现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置的过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
22.图是小明同学进行“探究杠杆的平衡条件”的实验情景,实验中所用的每个钩码重
,杠杆上每一格长
,部分实验数据已记录在下表中。
实验序号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
2
3
4
(1)实验开始前,应先调节杠杆两端的__,使杠杆在__位置平衡,这样做是为了在实验中便于测量__;
如发现杠杆左端偏高,则可将右端的平衡螺母向__调节。
(2)第二次实验中,保持钩码位置不动,把杠杆左边的钩码拿走1个,要让杠杆保持平衡,则应该将杠杆右边的钩码拿走__个。
(3)第三次实验中,小明把杠杆左边的钩码换成弹簧测力计,他的操作不规范,原因是他没有沿__方向拉弹簧测力计。
(4)在实验中,多次改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是__
.多次测量取平均值减小误差
.避免偶然性,使实验结论具有普遍性
(5)请用公式表述杠杆的平衡条件:
__。
23.对于杠杆的原理,我国古代也很注意研究,在古书《墨经》中就对杆秤作了科学的说明。
某物理小组探究如图所示的一杆秤,通过观察和测量知道:
杆秤上标有刻度,提纽在B点,秤钩在A点,O点为刻度的起点(为零刻度点,在B点左侧)。
用刻度尺量出OA=l1,OB=l2。
(1)秤钩不挂重物时,秤砣挂在O点时杆秤平衡,则重心C应在B点的__________侧(选填“左”、“右”或“不确定”)。
设该杆秤秤砣的质量为m,则杆秤自身重力(不含秤砣)和它的力臂的乘积是__________。
(2)物理小组利用空瓶(空瓶质量比秤砣质量小一些)、细线和原有秤砣测出原秤砣的质量。
方法是:
用细线系在空瓶上并置于__________点,慢慢往瓶中加沙子,如果杆秤恰能平衡,相当于新做了一个秤砣,再把它挂在秤钩上,移动原秤砣位置至杆秤平衡,秤杆上的读数即为原秤砣质量。
(3)物理小组通过查资料得到“如果杠杆受两个阻力,杠杆的平衡条件是:
F动l动=F阻l阻+F′阻l′阻,如图所示”。
则上一问中实际上只要有刻度尺利用科学推理也可测得秤砣质量,方法是:
设想有两个完全一样的原秤砣甲、乙,将甲置于A点,乙置于B点右侧某点,杆秤恰好平衡。
由杠杆的平衡条件可知,量出长度l1、l2后,只须从B点起向右量出长度__________,该位置杆秤上的读数即为秤砣的质量m。
24.在探究“杠杆平衡条件”实验中(每个钩码质量相等,杠杆上每小格等距)
(1)将杠杆的中点O挂在支架上后,调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡,目的是_____________;
(2)杠杆平衡后,小明同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上_____个钩码,使杠杆在水平位置平衡;
(3)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点使杠杆在水平位置保持平衡。
当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙),测力计示数将_____________(选填“一直变大”、“一直变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”);
(4)接着小明把支点选到B点,如图丙,在A点挂一个钩码,在C点挂3个钩码,杠杆也恰好水平静止,她觉得此时不满足杠杆平衡条件,造成这个问题的原因是_____________;
(5)完成以上实验后,小明利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率。
如图丁,实验时,竖直向上拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
实验中,将杠杆拉至图中虚线位置测力计的示数F=_____N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为_______%(结果精确到0.1%)。
如果把钩码由A移至B,两次实验A点竖直移动相同距离,拉力所做的有用功将____,此杠杆的机械效率将________(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
25.如图甲所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置.小名猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小悦猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关.表格是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据.
实验
次数
斜面的倾
斜程度
物块重
G/N
斜面高
度h/m
拉力
F/N
斜面长
度s/m
机械效
率η
较缓
0.2
5.5
36.4%
较陡
0.4
7.0
57.1%
最陡
0.6
8.5
70.6%
(1)实验时,沿斜面拉动木块时,为使测力计的示数稳定,应尽量使木块做____________运动.
(2)通过比较表格中“物块重”和“____________”两栏对应的数据,可知斜面是一种省力的简单机械.
(3)表格实验数据验证了__________(填“小名”或“小悦”)的猜想,结论是:
在其他条件一定时,斜面___________,机械效率越高.
(4)第一次实验中,物块所受斜面的摩擦力为___________N.
(5)请你进一步分析实验数据,并结合所学物理知识,解决下列关于斜面的物理问题.图乙中斜面1的长度小于斜面2的长度,木块从斜面顶端由静止释放后沿着斜面下滑,该过程中斜面对木块的支持力______(填“做功”或“不做功).木块到达斜面1、2底端时的速度分别为v1、v2,若斜面光滑,则v1______v2(填“大于”“小于”或“等于”);
若斜面粗糙程度相同,则v1______v2(填“大于”“小于”或“等于”).
26.探究杠杆的平衡条件
【提出问题】如图所示,是一种常见的杆秤.此时处于水平位置平衡.
发现一:
小明在左侧挂钩上增加物体,可观察到提纽左侧下沉.他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的来实现;
发现二;
接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡。
说明通过改变的长短也可以改变杠杆的平衡.
那么,杠杆在满足什么条件时才平衡呢?
【制定计划与设计实验】
实验前,轻质杠杆处于如图所示的状态,使用时,首先应将杠杆的平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节,使杠杆处于水平位置平衡,这样做的好处是
【实验结论】
如图所示,他们进行了三次实验,对实验数据进行分析,得出杠杆的平衡条件是,
【拓展应用】如图所示,是用手托起重物的示意图,图中前臂可以看作是一个杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),此杠杆的支点是图中的点,假如托起6N的重物,请你根据图21所示,估算出手臂要用的动力大约是N
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
1.D
解析:
D
【详解】
A.由图可知,当物体运动2s时,路程是10cm,物体上升速度为
故A错误;
B.动滑轮做的功
故B错误;
C.当物体运动2s时,路程是10cm,有用功为
总功为
机械效率为
故C错误;
D.根据图可知,当绳子运动2s时,路程是40cm,绳子的速度为
拉力F的功率为
故D正确。
故选D。
2.D
【分析】
把水泥板看做一个杠杆,抬起一端,则另一端为支点;
由于水泥板是一个厚度、密度都均匀的物体,所以,其重力的作用点在其中心上,此时动力F克服的是水泥板的重力,即此时的阻力臂等于动力臂的一半;
在此基础上,利用杠杆的平衡条件,即可确定F1与F2的大小关系。
两次抬起水泥板时的情况如图所示:
在上述两种情况下,动力克服的都是水泥板的重力,对于形状规则质地均匀的物体,其重心都在其几何中心上,所以两图中动力臂都是阻力臂的2倍;
依据
可得,
,
所以,前后两次所用的力相同,即
,故ABC都错误,D正确。
【点睛】
本题作为考查杠杆平衡条件应用的一道经典例题,很容易让学生在第一印象中选错,一定要仔细分析,重点记忆!
3.D
【解析】
A、物体A受到向左的拉力等于地面的摩擦力加上B的摩擦力,B对A的摩擦力等于弹簧测力计的示数,据此求地面受到的摩擦力;
B、滑轮为动滑轮,滑轮移动的速度等于物体移动速度的二分之一;
C、利用P=Fv求拉力做功功率;
D、利用速度公式求物体A在2s移动的距离,利用W=F左s求做功大小。
A、图中使用的是动滑轮,拉力F=2F左,物体A受到向左的拉力:
,而fB=F示=5N,
物体A受到向左的拉力等于地面的摩擦力f地加上B的摩擦力fB,即F左=f地+fB,
所以地面受到的摩擦力:
f地=F左-fB=12N-5N=7N,故A错;
B、滑轮移动的速度
,故B错;
C、拉力做功功率P=Fv轮=24N×
0.1m/s=2.4W,故C错;
D、拉力F移动距离s=vt=0.2m/s×
2s=0.4m,对A做功:
W=F左s=12N×
0.4m=4.8J,故D正确。
故选:
D。
4.A
A
(1)对滑块进行受力分析,根据光滑斜面可得,滑块不受摩擦力作用,因此滑块只受重力和支持力作用;
(2)近视眼成因:
眼球晶状体的曲度过大,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的前方造成近视眼。
近视矫正方法,需佩戴凹透镜。
(3)磁感线都是从北极出发回到南极;
(4)力臂的概念:
力臂是指从支点到力的作用线的距离。
A、滑块被固定在光滑斜面底端的压缩弹簧弹出后沿斜面向上运动,是因为滑块具有惯性,因为斜面光滑,所以不受摩擦力的作用,只受到竖直向下的重力和垂直于斜面向上的支持力作用,故A错误;
B、近视眼成因:
故B正确;
C、在磁体外部,磁感线的方向都是从N极出发回到S极,故C正确;
D、由图可知,杠杆的支点为C,吊桥所受拉力的力臂是从C到拉力作用线的垂线段,故D正确。
A。
5.B
B
A.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;
B.图中杠杆保持静止,受力平衡,所以O点绳子向上的拉力一定等于甲、乙重力之和,故B正确;
C.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;
D.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.
6.D
【解析】A选项,动滑轮越重,需要做的额外功越多,机械效率越低,故A错误。
B选项,改用质量小的定滑轮,不会提高滑轮组的机械效率,故B错误。
C选项,由公式
可知,机械效率的高低与物体被提升的高度无关,故C错误。
D选项,提高物体的质量,可以提高有用功,在额外功不变的情况下,可以提高滑轮组的机械效率,故D正确。
故本题答案为D。
7.C
C
试题分析:
利用杠杆平衡条件分析,当阻力和阻力臂不变时,如果动力臂不变,只改动用力方向,其动力不变,据此分析解答.
解:
设拉力的力臂为L,则由题意可知,当杠杆在水平位置平衡时:
G×
OD=F×
L
由此可得:
F=
因为G,OD不变,OD=L=r,故F=G,由于F1、F2、F3的力臂都为圆的半径,相等,故F1=F2=F3=G
【点评】此题主要考查学生对于杠杆平衡问题的分析能力,此题关键是力臂的确定.
8.A
A、不计绳重及摩擦,动滑轮组进行受力分析,
滑轮组的动滑轮所受的重力:
G动=2F-G物=2×
400N-700N=100N,故A正确;
B、绳子移动的距离,s=vt=0.5m/s×
4s=2m,
绳子的拉力所做的功:
W=Fs=400N×
2m=800J,故B错误;
C、工人所做的功,等于绳子的拉力与绳子移动距离的乘积,与绳子的不同速度无关,大小W=Fs,工人所做的功相同,故C错误;
D、不计绳重及摩擦,动滑轮组进行受力分析,
,当重物G换为质量更大的物体时,F将变大,更费力,故D错误.
故选A.
9.B
(1)不计绳重及摩擦,拉力做的功分别为:
因为h1<h2,
所以W1<W2,故①错;
(2)动滑轮重相同,提升的物体重相同,
不计绳重及摩擦,由
可知滑轮组的机械效率相同,故②正确;
(3)不计绳重及摩擦,
,n1=2,n2=3,
绳子受的拉力分别为:
所以F1>F2,使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力,故③正确;
(4)因为W1<W2,且做功时间相同,由
可知,P1<P2,故④错.
综上分析,②③说法都正确,正确的有两个.
10.C
杠杆两端分别挂上体积不同的两个金属块A.B时,杠杆在水平位置平衡.因为杠杆平衡,m=ρV,所以GA×
OA=GB×
OB,mAg×
OA=mBg×
OB,ρVAg×
OA=ρVBg×
OB,即:
VA×
OA=VB×
OB;
若将两球同时浸没在水中,则:
左端=(ρVAg−ρ水VAg)×
OA=ρVAg×
OA−ρ水VAg×
OA,右端=(ρVBg−ρ水VBg)×
OB=ρVBg×
OB−ρ水VBg×
OB,
又因为VA×
OB,所以ρ水VAg×
OA=ρ水VBg×
OB,即ρVAg×
OB,因此杠杆仍然平衡.
11.D
【解析】由图乙和图丁可知,1s-2s内,拉力F的大小为50N,货物升高的高度为0.1m,则拉力F通过的距离为0.3m,所以拉力做的功为W=Fs=50N×
0.3m=15J,故A正确;
由图乙和图丙可知,2s-3s内,拉力F的大小为40N,货物上升的速度为速度为0.2m/s,则可知拉力F的速度为0.6m/s,所以拉力的功率P=Fv=40N×
0.6m/s=24W,故B正确;
在2s-3s内货物是匀速上升的,此时的拉力大小为40N,则可求出动滑轮的重为120N-100N=20N,故D错;
由图乙可知,货物在1s时,拉力的大小为30N,则可得滑轮组对货物的拉力大小为30N×
3-20N=
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