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简单机械
简单机械
一、选择题(题型注释)
1.下列说法中正确的是( )
A.杠杆是一种省力的机械
B.杠杆的长度总等于动力臂与阻力臂之和
C.从支点到力的作用点之间的距离叫做力臂
D.杠杆可以是直的,也可以是弯的
2.杠杆平衡时,下列说法正确的是( )
A.阻力越大,动力一定越大
B.阻力臂越短,动力臂一定越长
C.当阻力和阻力臂的大小一定时,动力臂越长,动力一定越小
D.动力臂和阻力臂一定是相互垂直的
3.如图所示,活塞式抽水机手柄可以看作是绕O点转动的杠杆,它在动力F1和阻力F2的作用下,处于平衡状态,则( )
A.F1•OC=F2•OAB.F1•OD=F2•OB
C.F1•OE=F2•OAD.F1•OE=F2•OB
4.二个体积相等的实心铜球和铝球,挂于轻质杠杆两端,当支点O位于某处时,杠杆平衡,如图12-4-5所示。
现将两球慢慢浸没在水中后,要想使杠杆平衡,下述支点O的移动情况中正确的是( )
图13-4-5
A.向铜球侧移动
B.向铝球侧移动
C.不需要移动
D.无法判断
5.某工人将木头一头抬起,另一头支在地上,在匀速上抬的过程中,该人所用的力的方向始终竖直向上,那么力的大小将( )
A.逐渐减小
B.逐渐增大
C.保持不变
D.先减小后增大
6.如图13-4-4所示,等臂杠杆两端各挂一个质量相等的实心铁块和铝块(已知ρ铁>ρ铝),杠杆平衡,若将它们同时浸没在水中,杠杆将( )
图13-4-4
A..仍平衡
B.左端下沉
C.右端下沉
D.无法判定
7.利用两只滑轮和一根绳子,组成滑轮组将一重物水平拉动,滑轮组的装配有如图12-31所示甲、乙所示的两种情况,则()
A.甲种情况省力B.乙种情况省力
C.甲和乙省力情况一样D.条件不足,无法判断
8.如图12-30所示,通过定滑轮匀速提升重物G,向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3,则三个力大小关系是()
A.F1最大B.F2最大
C.F3最大D.一样大
9.某人到健身房进行健身活动。
用如12-29图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉功能。
使用时,
(1)绳A处固定不动,手在B处用力FB拉绳,使重物G匀速上升;
(2)绳B处固定不动,腿在A处用力FA拉绳,使重物G匀速上升。
下列说法正确的是()
A.FA>FBB.FA<FBC.FA=FBD.条件不足,无法确定
10.如图所示,用杠杆提升重物,设作用在A端的力F始终与杠杆垂直,则在将重物提到最高处的过程中,F的大小将()
A.逐渐变小 B.保持不变 C.先变小后变大 D.先变大后变小
11.如下图所示的几种杠杆类工具,在使用时属于省力杠杆的是( )
12.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,若不计绳重及摩擦,两装置都匀速提升同一重物,则下列说法正确的是()
A.F1=F2,滑轮组的机械效率相同
B.F1>F2,滑轮组的机械效率相同
C.F1>F2,乙滑轮组的机械效率高
D.F1<F2,乙滑轮组的机械效率高
13.某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)匀速提起相同的重物.不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.甲图省力,机械效率甲图大
B.甲图省力,机械效率一样大
C.乙图省力,机械效率一样大
D.乙图省力,机械效率乙图大
14.如图所示,用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体,若不计滑轮重、绳重及摩擦,其中最小的拉力是()
A.F1B.F2C.F3D.F4
15.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的重物匀速提升相同的高度.若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()
A.绳子受的拉力F1和F2大小相等,滑轮组的机械效率相同
B.绳子受的拉力F1和F2大小不相等,滑轮组的机械效率不同
C.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功相等
D.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功不相等
16.如图所示用滑轮组将重600N的物体在10秒内匀速提升了5m,如拉力为400N,则下列各计算结果正确的是()
A.拉力所做的功为6000J
B.机械所做的有用功为2000J
C.拉力的功率为600w
D.该滑轮组的机械效率为75%。
17.如右图所示,滑轮组提升重物时,重800N的物体在10s内匀速上升了lm.已知拉绳子的力F为500N,则提升重物的过程中()
A.绳子自由端被拉下3mB.做的有用功是800J
C.拉力F的功率是80WD.滑轮组的机械效率是60%
18.小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如图所示),分别将同一物体匀速提高到相同高度,滑轮组的机械效率分别为η1、η2。
(忽略绳重及摩擦)下列关系正确的是
A.F1> F2,η1= η2 B.F1> F2,η1> η2
C.F1< F2,η1= η2 D.F1< F2,η1> η2
19.斜面上有一个重为100N的箱子A,通过定滑轮与重60N的重物B相连,在3s内物体A沿斜面匀速向上滑动了1.5m,此重物B落地,箱子A又经过0.2s向前滑动了20cm停下来。
若斜面长5米,高1.5米,忽略绳重及滑轮的摩擦力。
则下列说法错误的是()
A、箱子与斜面间的滑动摩擦力是60牛;
B、在箱子滑动过程中重物B共对箱子做了90焦的功;
C、重物B对箱子A做功的功率是30瓦。
D、物体B机械能不守恒,斜面效率为50%。
六、计算题(题型注释)
20.如图所示,轻质杠杆AD用两根软绳悬挂于天花板上,两绳分别系在杠杆上的B、C两点。
已知杠杆的长度为0.8m,BC间的距离为0.2m,CD间的距离为0.2m。
用细绳将滑轮组固定在杠杆的A端,物体E(其质量可变)挂在动滑轮的挂钩上,每个滑轮重均为60N。
物体H通过细绳挂在杠杆的D端,其质量始终保持不变。
为使杠杆AD保持水平平衡,滑轮组所能提升重物E的最大质量m1与最小质量m2之比为4:
1。
杠杆、细绳的质量及一切摩擦均可忽略不计,取g=10N/kg。
求:
(1)滑轮组对杠杆A端的最大拉力FA1与最小拉力FA2之比;
(2)重物E的最大质量m1;
(3)滑轮组的最小机械效率。
(百分号前保留整数)
21.如图是工人提升物体的装置示意图,其中AB是一个不计重力、可以绕O点转动的杠杆,且AO:
OB=2:
5,杠杆B端系有重为1056N物体D,杠杆A端固定着滑轮组。
质量为60kg的工人站在水平地面上,他对地面的压强p0=1.2×104Pa。
当他利用该装置匀速提升重物M时,物体D受到的支持力为N1,工人对地面的压强p1=0.8×104Pa,此时滑轮组的机械效率η=90%;当工人利用该装置匀速提升重物N时,物体D受到的支持力为N2,工人竖直向下的拉力为F2;已知N1:
N2=5:
2,每个滑轮质量都相等,绳重及滑轮与轴的摩擦不计,g取10N/kg。
求:
(1)提升重物M时工人竖直向下的拉力F1。
(2)提升重物N以0.5m/s的速度匀速上升时工人拉力的功率P。
参考答案
1.D
【解析】杠杆有省力杠杆也有费力杠杆,A错;杠杆的动力臂与阻力臂是动力作用线与阻力作用线到支点的距离,其总长度不一定等于杠杆的长度,BC错。
杠杆可以是直的,也可以是弯的,D对。
思路分析:
杠杆有省力杠杆也有费力杠杆,杠杆的动力臂与阻力臂是动力作用线与阻力作用线到支点的距离,其总长度不一定等于杠杆的长度。
试题点评:
本试题考查的是学生杠杆的基本概念的了解。
2.C
【解析】从杠杆平衡条件知:
动力×动力臂=阻力×阻力臂,可以得出当阻力和阻力臂的乘积为一定值时,动力的大小与动力臂的长短成反比,欲使动力越小,动力臂必须越长。
思路分析:
从杠杆平衡条件知:
动力×动力臂=阻力×阻力臂,当阻力和阻力臂的大小一定时,动力臂越长,动力一定越小。
试题点评:
本试题考查的是学生运用杠杆平衡条件。
3.D。
【解析】活塞式抽水机的手柄使用时相当于一个杠杆,动力F1的力臂是OE,阻力F2的力臂是OB,故其平衡的条件是F1•OE=F2•OB;D是正确的。
考点:
杠杆的平衡条件。
4.A
【解析】由于两球密度不同,质量不同,杠杆平衡时l铝>l铜。
当都浸没在水中后,根据阿基米德原理,两球浮力相等,即相当于两边减少了相等的重力,但铜球一侧减少的“力×力臂”少,因此必须将支点向铜球一侧移动。
思路分析:
两球密度不同,质量不同,杠杆平衡时l铝>l铜。
当都浸没在水中后,根据阿基米德原理,两球浮力相等,即相当于两边减少了相等的重力,但铜球一侧减少的“力×力臂”少,因此必须将支点向铜球一侧移动。
试题点评:
本试题考查的是杠杆平衡条件。
此题较难。
5.C
【解析】此题考查的是,杠杆静止或匀速转动都属于平衡状态,因而可以根据杠杆平衡条件列出方程求解后进行比较。
(如下图所示)根据杠杆的平衡条件,当木头一头支地时杠杆平衡,有F×l1=G×l2
当匀速竖直上抬木头一端的过程中,杠杆仍平衡,有F′×l1′=G×l2′
根据相似三角形对应边成比例的定理:
所以
所以F′=F
因此在匀速竖直上抬的过程中,该人所用力的大小保持不变。
选项C正确。
思路分析:
当匀速竖直上抬木头一端的过程中,杠杆仍平衡动力臂和阻力臂的比值是不变的,所以该人所用力的大小保持不变。
试题点评:
此题考查的是,杠杆静止或匀速转动都属于平衡状态,因而可以根据杠杆平衡条件列出方程求解后进行比较。
6.B
【解析】球未浸没水中之前,杠杆平衡,由杠杆平衡条件得:
G铁l1=G铝l2,当两球同时浸没水中时,都要受到浮力。
因为两物体质量相同,且ρ铁>ρ铝,所以V铁<V铝,即铁块的体积小于铝块。
浸没水中后,铁块排开水的体积小于铝块,根据阿基米德原理:
F浮=ρ液gV排,可得F铁<F铝,即铁块所受浮力小于铝块所受浮力。
由此可得F铁l1<F铝l2(力和力臂乘积的改变量不等),即杠杆右端上升,左端下沉。
思路分析:
球未浸没水中之前,杠杆平衡,由杠杆平衡条件得:
G铁l1=G铝l2,当两球同时浸没水中时,都要受到浮力。
因为两物体质量相同,且ρ铁>ρ铝,所以V铁<V铝,即铁块的体积小于铝块。
浸没水中后,铁块排开水的体积小于铝块,根据阿基米德原理:
F浮=ρ液gV排,可得F铁<F铝,即铁块所受浮力小于铝块所受浮力。
由此可得F铁l1<F铝l2(力和力臂乘积的改变量不等),即杠杆右端上升,左端下沉。
试题点评:
本试题考查的是学生运用杠杆平衡条件和浮力的知识解决较难问题的能力。
7.B
【解析】图甲中承担物体摩擦力的绳子的段数是两端,所以拉力等于摩擦力的一半;图乙中承担物体摩擦力的绳子的段数是三端,所以拉力等于摩擦力的三分之一。
所以乙种情况省力。
选项B是正确的。
思路分析:
图甲中承担物体摩擦力的绳子的段数是两端,所以拉力等于摩擦力的一半;图乙中承担物体摩擦力的绳子的段数是三端,所以拉力等于摩擦力的三分之一。
乙种情况省力。
试题点评:
本试题考查的是学生对滑轮组知识的掌握。
8.D
【解析】定滑轮可以抽象为杠杆,支点是滑轮的轴心,阻力臂是滑轮的半径,通过定滑轮匀速提升重物G,向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3,这三个动力的力臂都是滑轮的半径,所以不省力。
选项D是正确的。
思路分析:
定滑轮不省力,不论拉力的方向如何,拉力的大小都等于物体的重力。
试题点评:
本试题考查的是学生对定滑轮知识的了解。
9.B
【解析】绳A处固定不动,手在B处用力FB拉绳,使重物G匀速上升;FB=2G,绳B处固定不动,腿在A处用力FA拉绳,使重物G匀速上
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