机械与人章节练习.docx
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机械与人章节练习
第九章机械与人
第一节科学探究:
杠杆的平衡条件
第1课时
课前预习:
1、在力的作用下,能够绕转动的硬棒叫做杠杆,这个固定点叫。
2、的力叫动力,的力叫阻力,从支点到动力作用线的垂直距离叫做,从支点到阻力作用线的垂直距离叫做。
3、杠杆的平衡条件是:
。
动力臂L1是阻力臂L2的几倍,动力F1就是阻力F2的。
当堂练习:
1.已知作用在杠杆上的动力是2N,阻力是5N,阻力臂长为5cm,为使杠杆平衡,则动力臂长应为cm。
2、用杠杆去撬动一块石头,如果杠杆的动力臂长2m,阻力臂长40cm,那么只要用N的力就能撬起重500N的一块石头。
3、如图1,轻质均匀杠杆AO长为L,当物体M从O逐渐向右移动到达B点时,绳AC恰好被拉断,已知物重1000牛,AB=
L,则悬绳AC所能承受的拉力是_____牛.
4.图2是用扳手转动螺母的示意图(螺母的中心为支点O),请在图中画出动力的力臂。
5.如图3所示表示一吊杆,用动力F1将重物拉起来,在图上画出动力臂和阻
力臂。
6.如图4所示,杠杆AO在力F1、F2的作用下处于静止状态,L2是力F2的力臂,在图中画出力F2并画出力F1的力臂L1。
图4
图3
7、在探究“杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)若实验前,没有挂钩码时,杠杆静止在图5—1所示位置,应将右端的平衡螺母向__________适当调节,或将左端的平衡螺母向调节;由此可知杠杆两端螺母的作用是___________________。
(2)在实验时,使杠杆在____________位置平衡,其目的是__.
(3)实验中共有6个钩码,杠杆上每格距离相等,调节好杠杆后,在杠杆左边、离支点2格的A处挂有3个钩码,如图4—2所示,为使杠杆在水平位置平衡,请你在杠杆右边挂上钩码,你的方法是____________,并在图5—2画出其示意图。
(4)下图是小明同学三次实验的情景,实验时所用的每个钩码重0.5N,杠杆上每一格长5cm,部分实验数据已记录在下表中。
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1.5
10
1
2
1
20
10
3
1
20
1.5
10
①请将表格中的实验数据补充完整。
②小明的第3次实验存在错误,其错误数据是,实际值比记录值大还是小?
_____;
③通过此探究实验应该得出的结论:
。
(5)在以上实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了()
A.减小摩擦B.获取多组实验数据归纳出物理规律
C.使每组数据更准确D.多次测量取平均值减小误差
8、根据图6所示的信息,请计算要撬动石头应在撬棒上施加的是多大?
第2课时
课前预习:
1、省力杠杆:
动力臂阻力臂,动力阻力;这种杠杆,省力费。
2、费力杠杆:
动力臂阻力臂,动力阻力;这种杠杆,费力省。
3、等臂杠杆:
动力臂阻力臂,动力阻力;这种杠杆,既不省力也不费力。
当堂练习:
1.用来启动瓶盖的起子是杠杆,剪铁丝用的钢丝甜是杠杆,钓鱼用的鱼竿是杠杆,天平是杠杆。
(填省力,费力或等臂)
2.如下图1所示的简单机械,在使用中属于费力杠杆的是()
图1
3.如图2所示,人的前臂可视为杠杆,当曲肘将茶杯向上举起时,下列说法中正确的是( )
A.前臂是省力杠杆B.前臂是费力杠杆
C.前臂不是杠杆D.无法确定
4、小明在进行小制作时,需要剪一块白铁皮,最好是选用图3中剪刀的()
5.如图4所示,为使杠杆平衡,F1、F2、F3三次分别作用在A点,其中最小。
A
图4
6.图5是一辆行李的手推车,当前轮遇到障碍物A时,推车人向下压扶手,这时手推车可看作杠杆,支点在(填字母)。
当后轮遇到障碍物时,推车人向上提扶手,这时支点是点,与前轮遇到障碍物时相比,此时较力(选填“省”或“费”)。
7.如图6所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,在这个过程中动力F()
A.变大B.变小C.不变D.先变大后变小
8.某人分别用图7所示的甲、乙两种方法挑着同一个物体赶路,甲图中肩受到的压力乙图中肩受到的压力;甲图中手施加的动力乙图中手施加的动力(填“大于”、“小于”或“等于”)。
9.你仔细观察如图8所示的漫画,小猴和小兔分得萝卜重的是___。
理由是___
10、用图9中所示的道钉撬撬道钉,要使作用在A点的力最小,那么力F应沿哪个方向?
在图中画出力F及其力臂.
11、如图10的弯曲杠杆A端吊一重物G.要想在B端加一最小的力F,使AO保持水平平衡.试画出此力的方向和力臂.
12、在图11中,画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图(要求保留画图痕迹)。
课外拓展:
13、图12所示是一个指甲刀的示意图;它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成,用指甲刀剪指甲时,下面说法正确的是( )
A.三个杠杆都是省力杠杆;
B.三个杠杆都是费力杠杆;
C.ABC是省力杠杆,OBD、OED是费力杠杆;
D.ABC是费力杠杆,OBD、OED是省力杠杆。
14、如图所示的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,用手拎住秤钮B或C(相当于支点),秤砣D在秤杆E上移动,当杆秤水平平衡时就可以在秤杆上读出读数.
(1)从科学的角度来看,杆秤应该是一种测量物体质量
的工具.
(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,最大测量值将变大
.
(3)目前用电子秤取代杆秤,目的是防止不法商贩出售物品时采取将秤陀质量增大
(填“增大”、“减少”),“短斤缺两”获取暴利.
第二节滑轮及其应用
课前预习:
1、使用定滑轮不能,但能改变。
定滑轮实质上是杠杆;
2、使用动滑轮能省,但不能改变。
动滑轮实质上是个动力臂是阻力臂倍的杠杆;
3、使用滑轮组既可以省力,又可以改变动力的方向;使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的,即F=G/n。
4、奇动偶定原理:
使用滑轮组时,直接承担重物的绳子段数为n。
若n为偶数时,则绳子的固定端挂在滑轮上;若n为奇数时,则绳子的固定端挂在滑轮上。
在下图中按要求绕线。
G
F=1/2GF=1/3GF=1/5GF=1/4G
当堂练习:
1、在升旗仪式时,我们可以看到旗杆的顶端有一个滑轮,这个滑轮是__滑轮(“动”或“定”),它的作用是____________。
2、如图1,利用定滑轮匀速提升重物G,需要拉力F或
,F和
大小的关系是F
。
(填大于、小于、等于)。
3、一辆汽车不小心陷入了泥潭中,司机按图2所示的甲乙两种方式可将汽车从泥潭中拉出,其中省力的是图。
4、图3所示,动滑轮重为50N,绳重和摩擦忽略不计,人对绳子的拉力是260N,则物重是N;若重物上升的高度是0.2m,则绳子自由端下降m。
5、在水平桌面上放一个重300N的物体,物体与桌面的摩擦力为60N,如图4所示,若不考虑绳的重力和绳的摩擦,匀速移动物体时,水平拉力F=_____N。
图4图5
6.如图5所示,是使用动滑轮提起重力为G物体的两种方法,则拉力与物体重力的关系(滑轮重不计)则:
F1=____、F2=___。
7、如图6所示,当物体A在滑轮作用下沿水平面匀速运动时,弹簧测力计甲示数为30N,则测力计乙示数为N,A受到的摩擦力为____N(测力计及滑轮重不计)。
8、水平桌面上放一个200N的重物,现用如图7所示装置将物体匀速拉动,物体与桌面的摩擦力是48N,不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦,水平拉力F为______N。
若绳子自由端移动速度为0.6m/s,则物体移动速度为。
9、同学研究定滑轮的使用特点,他每次都匀速提起钩码,研究过程如图8所示,请仔细观察图中的操作和测量结果,然后归纳得出初步结论。
比较可知:
______________________________________。
10、如图9有一动滑轮提升重物,要求在图中标明支点O,画出F1F2的力臂L1L2。
11、如图10一所示表示上下各有一个滑轮;下面的滑轮要吊起重1200牛顿的物体,动力只有400牛,在图上画出绳子的绕法。
(忽略滑轮重和摩擦)
12.如图11所示,每个滑轮(不分大小)重为5N,要提升的重物重为120N,用来串绕滑轮组的绳子能承受的最大拉力是30N。
画出能安全提升重物的滑轮组的绕法。
13.如右图所示的装置处于平衡状态,不计弹簧秤的重及滑轮间的摩擦,甲物体重50牛,则弹簧秤的示数和乙的重分别是:
()
A.50牛、50牛B.50牛、25牛
C.100牛、50牛D.100牛、25牛
14、如图所示,表示用滑轮或滑轮组提起同一重物的几种方法,其中最省力的是(动滑轮重和摩擦忽略不计)( )
A.
B.
C.
D.
15、如右图所示,A、B、C三种情况的重物和接触面相同,下面结论正确的是()
16.如图所示的装置中,最省力的是()
17.电气化铁路的高压输电线,无论在严冬还是盛夏都要绷直,才能使高压线与列车的电极接触良好,这就必须对高压线施加恒定的拉力。
为此,工程师设计了如图10所示的恒拉力系统,其简化原理图如下图所示。
实际测量得到每个水泥块的体积为1.5×10-2m3,共悬挂20个水泥块。
已知水泥块的密度为2.6×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)请指出图中的动滑轮、定滑轮;
(2)每个水泥块的重力是多少?
(3)滑轮组对高压线的拉力是多大?
第三节做功了吗
课前预习:
1、机械功的定义:
一个力作用在物体上,使物体在上通过一段,这个力就对物体做了功。
2、力学里所说的功包含两个必要的因素:
一是;二是。
3、功的计算公式:
,式中F表示,S表示物体,W表示力对物体做的功。
功的国际单位是,用符号表示,1J=N·m
4、判断下面各说法的对错,对的画√,错的画×.
(1).只要有力作用在物体上,这个力就能做功.()
(2).举重运动员举着杠铃不动,举力做了功.( )
(3).人提着一重物沿水平方向匀速移动一段距离,提力对重物做了功.( )
(4).苹果从树上落下,重力对苹果做了功.( )
(5).小球在光滑平面上移动一段距离,桌子的支持力对小球做了功.( )
(6).只要有力同时还有距离,那么,这个力就能做功.()
(7).只要物体能通过一段距离,同时物体又受到力的作用,这个力就能做功.()
当堂练习:
1、箱子重100N,把它从地面匀速搬到10米楼上,做了功。
2、一个重78.4N的铅球,在水平的地面上滚动了5m,此时重力做的功为焦。
图1
3、把一重为100N的物体提升10m,需做功J。
4.在水平地面上,用50N的水平推力推动重100N的箱子,前进了10m(如图1所示),推箱子的朋友做功为:
()
A、50000JB、1500JC、5000JD、500J
5.李明同学把掉到地面上的物理课本捡起来,放回到桌面上。
根据你平时对物理课本的重力和桌面高度的观察与了解,估算李明同学捡回课本时手克服课本的重力所做的功约为()。
A.0.015JB.0.15JC.1.5JD.15J
6.一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱,使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离。
关于拉力所做的功,下列说法中正确的是:
()
A.在粗糙地面上做功较多B.在光滑地面上做功较多
C.两次做功一样多D.条件不够,无法比较两次做功的多少
7.奥运会举重冠军杨霞在比赛时,第一阶段把100多公斤的杠铃很快地举过头顶,第二阶段使杠铃在空中稳稳地停留了3秒钟,三名裁判都亮出了白灯,这次举重成功。
关于她举重时对杠铃做功的情况,下列说法中正确的是()
A.她在第一阶段内没有做功;B.她在第二阶段内没有做功;
C.她在两个阶段内一直都在做功;D.她在两个阶段内一直都没有做功。
8、如下图所示的四幅图是小新提包回家的情景,小新提包的力不做功的是( )
A.
将包提起来
B.
站在匀速行驶的车上
C.
乘电梯上楼
D.
步行上楼
9.质量相等的甲、乙两物体在空中匀速下落,且下落的高度相等。
已知甲下落的速度为1m/s,乙下落的速度为2m/s,则下落过程中重力对两物体所做功的判断正确的是:
()
A.对两物体做的功一样多;B.对甲做的功多;
C.对乙做的功多;D.无法判断。
10.水平路面上有一个重500N的小车,在100N的水平拉力作用下,匀速向前移动了5m,在这一过程中()
A.车受到的阻力是600NB.车受到的阻力是100N
C.拉力对车做功500JD.重力对车做功2500J
11.一个同学用120N的力,将一个重4N的足球踢到25m远处.对他踢球时做功的情况,下列说法正确的是()
A.做功300J;B.做功100J;
C.没有做功;D.做了功,但条件不足,无法计算做功的多少。
12、把一根横卧在地面上的长6m、质量为20kg的粗细均匀的铁管子竖直立起来,需要对它做功().(g=10N/kg)
A、1200JB、600JC、120JD、0
13.步枪子弹火药爆炸时产生的气体对弹头的平均推力为12000N,如果枪膛长60cm,气体将弹头推出枪膛做的功是___J。
14.小红用100N的水平力把重为500N的木箱沿水平地面拉动6m,小红做的功为______J;大刚把这只箱子扛到6m高的楼上,大刚做的功为_______J。
15.重100N的物体在40N水平拉力作用,由静止开始沿水平面运动5m,拉力做功___J,重力做功____J。
图2
16.如图2所示,某同学在作俯卧撑运动,可将他视为一个杠杆。
他的重心在A点,重力为500N,那么,他将身体撑起,地面对双手的支持力至少多少?
若他每次撑起的高度是40cm,则他每撑一次所做的功多少?
17.出租车在平直公路上匀速行驶,出租车的牵引力为3×103N,右为他乘车到达目的地时的车费发票。
求:
(1)出租车行驶的时间。
(2)出租车行驶的速度。
(3)出租车在这段时间内所做的功。
车费发票
车号 E.U—8888
日期 02-05-28
上车 10:
00
下车 10:
05
单价 2.00
里程 6.0km
金额 16.00
18、起重机用钢绳起吊重
N的货物,先沿竖直方向将重物匀速提高
,再沿水平方向将重物匀速移动
.起重机对重物做了多少功?
第四节做功的快慢
课前预习:
1、单位时间里完成的叫做功率,符号用表示,功率是用来表示物体的物理量;
2、计算功率的公式是:
,功率的国际单位是,用符号表示,1W=1J/S。
3、某机器做功的功率为80w,物理含义是。
当堂练习:
1.小强同学住在花园小区3号楼。
放学后,他从一楼上到五楼共用了20s。
若小强及书包总重为400N,每层楼的高度为3m,则他上楼的功率是___W。
2.关于功率,下列说法正确的是()
A做功多的机器,功率一定大B做功时间短的,功率一定大
C做相同的功,所用时间短的,功率一定大D以上说法都不对
3、甲、乙两人爬楼梯比赛,已知两人体重之比为3:
2,爬完相同龄楼高所用的时间之比为4:
3,则甲、乙两人爬楼梯的功率之比为 ( )
A.9:
8 B.8:
9 C.2:
1 D.1:
2
4.一位体重为500N的同学在跳绳测试中,1min跳180次,每次腾空的最大高度平均为4cm,则他在跳绳过程中,克服重力做功的平均功率是( )
A.60W B.3.6×103W C.6×103W D.3.6×103W
5.登楼比赛,看看谁的功率大。
为此活动中必须测量的物理量有:
,,。
6.图1所示:
为甲、乙二台功率一定机器做功时所得出的做的功与时间的关系图象,由图可知机器的功率更大,若甲、乙机器做相同的功,乙机器做功的时间更。
7.常人的心脏推动血液流动的功率约1.5W,那么在一天时间内心脏做功J,这些功可以把一个质量为60kg的人匀速举高m。
图2
8、小云想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动的功率.如图2,他用尺量出握拳时手臂的长度,并测出自己连续拉上去的次数和时间填入下表,请在空格处补上相应的数据.
臂长l/m
体重G/N
拉上去的次数
克服重力所做的功W/J
时间t/s
功率P/W
0.6
500
5
12
9、正值农忙季节,农田需要大量的灌溉用水,若水泵在0.5h内把360m3的水抽到5m高处(g取10N/kg),则水泵对水做功的功率至少为()
A.1.8×106JB.3.6×106WC.10kWD.3.6×107W
10、三辆汽车用同样大小的牵引力和速度行驶,甲沿上坡路,乙沿水平路,丙沿下坡路,则关于三辆车的功率的说法正确的是()
A、甲车的功率最大B、丙车的功率最大
C、三辆车的功率一样大D、条件不足,无法比较
11.耕地的拖拉机在1min40s内匀速前进了300m的路程,已知它的功率是24kW,问
(1)拖拉机做的功是多少?
(2)拖拉机受到的平均阻力是多大?
12.如图3所示,小刚用300N的力匀速竖直向上提升质量为50kg的重物,在10s内把物体提升了1m(不计绳重及摩擦).根据这些数据,请求出四个相关的物理量.
图3
第五节提高机械的效率(第1课时)
课前预习:
1.对完成工作任务无用而又必须做的功叫做___________,有用功和额外功之和叫做___________。
2.在物理学中将功与功的比值叫机械效率,其表达式为。
因为摩擦、机械自重不可避免,所以功总是存在的,因此,任何机械的机械效率总是100%。
提高机械效率的途径是减小________功。
3.板车上装有货物,一人拉着该板车将货物送到目的地,对货物所做的功叫__________功,对板车所做的功叫_________功,如果目的是送板车,则对板车所做的功叫___________功,对货物所做的功叫___________功。
4.一台起重机将3600N的货物提高4m,如果额外功是9600N,起重机做的有用功是_____________,总功是___________,机械效率是___________。
当堂练习:
1、①用水桶从井中提水;②如果该桶掉到井里,从井里捞桶,捞上的桶里带有少量的水。
则下列分析正确的是()
A.克服水的重力做的功在①中是有用功
B.克服桶的重力做的功在①中是额外功
C.克服水的重力做的功在②中是有用功
D.克服水的重力做的功两者都是有用功
2.如图1所示,物重40N,滑轮重10N,用力F匀速向上提起重物时,拉力F的大小为_________,滑轮组的机械效率是___________。
(绳重和摩擦不计)
3.分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举升相同高度,做的有用功( )
A.杠杆最多 B.斜面最多 C.滑轮组最多 D.一样多
4.下列说法中正确的是:
()
A、机器的功率越大,做的功越多;B、机器的功率越大,效率越高;
C、机器的效率越小,做的有用功在总功中占的百分比越小;
D、机器的功率越小,效率越低。
5.若把一个定滑轮改成动滑轮使用,除了可以省力外,还( )
A.可以省功 B.提高了机械效率 C.机械效率不变 D.降低了机械效率
6、小明由于找不到其它的机械.只好亲自动手将100N重的物体搬到3m高的楼上。
他对物体做的功是J,他做功的效率是。
7、站在地面上的人用滑轮组把重960N的货物由地面匀速提升到4m的高处,所用的时间是8s,人作用在绳子自由端的拉力为600N.(不计摩擦和绳重)
(1)依据题意在图中画出绳子的绕法;
(2)人所做的有用功、总功各为多少?
(3)求滑轮组的机械效率为多大?
8、斜面长为20m,高为2.4m,其机械效率为80%.某人将重为104N的物体从底端拉到顶端.求:
(1)人的拉力做的功
(2)人的拉力
第2课时实验:
测滑轮组的机械效率
课前预习:
实验器材:
刻度尺、(必要器材)
注意:
向上拉绳时要使弹簧测力计沿拉动
物理量:
物重G、物体上升的高度h、绳子自由端拉力F、绳子自由端移动的距离S
原理:
机械效率表达式
影响滑轮组机械效率的因素:
,,。
规律:
所提重物相同时,越轻,机械效率越高;
相同的装置,所提的重物,机械效率越高。
当堂练习:
滑轮组
组成
钩码重
G(N)
钩码升高
h(m)
弹簧秤示数
F(N)
绳子自由端移动
距离S(m)
机械效率
η
一个定滑轮
一个动滑轮
2.1
0.1
1.0
0.30
1、某同学选择如下器材准备做“测定滑轮组的机械效率”实验,并记录了如实验数据,请帮助完成下表:
2、各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同,要根据具体情况具体分析。
具体分析图3中三种做功情况(设滑轮规格相同),产生额外功最多的应是图。
若钩码(m=50g)在三种情况中均被提高1米,各种情况机械做的有用功均为,由此可判断出图的机械效率最大。
3、如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重6N.
(1)实验时要竖直向上拉动弹簧测力计,由图中可知拉力大小为 N,将弹簧测力计向上移动15cm,则钩码上升的高度为cm,该滑轮组的机械效率为 。
(2)取下2个钩码,再做实验,此时滑轮组的机械效率将 .(选填:
“增大”、“减小”或“不变”)
第3课时
1、如图每个滑轮的重为225N,重物G的重量为1275N,绳索重及摩擦均不计。
则:
(1)人在匀速提升重物时所用拉力为多大?
(2)重物被匀速提起1m的过程中,此时滑轮组的机械效率为多大?
2、一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组与将汽车从泥潭中拉出,如图所示。
若汽车重为8×104N,汽车受的阻力为车重的0。
03倍,滑轮组的机械效率为80%,问:
(1)该司机至少需用多大的力才能把汽车从泥潭中拉出?
(2)若拉动汽车时,汽车匀速前进的速度为0.1m/s,则司机做功的功率多大?
3、用如图所示的滑轮组提起重2000N的物体,求
(1)若不计动滑轮重、绳重及摩擦,要提起这个重物时,至少要用多大的力?
(2)若匀速提升这个物体时所用的拉力是800N,则滑轮组的机械效率是多大?
4、.斜面高为h,斜面长为4h,要把G=500N的物体从底端匀速推向顶端.
(1)如果斜面是光滑的,推力F为多大?
(2)如果斜面对重物的摩擦
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