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-简单机械知识点总结(word)
一、简单机械选择题
1.如图所示,一根木棒在水平动力(拉力)F作用下以O点为轴,由竖直位置逆时针匀速转到水平位置过程中,若动力臂为L,动力与动力臂乘积为M,则
A.F增大,L增大,M增大 B.F增大,L减小,M减小
C.F增大,L减小,M增大 D.F减小,L增大,M增大
【答案】C
【解析】
【分析】
找某一瞬间:画出力臂,分析当转动时动力臂和阻力臂变化状况,根据杠杆平衡条件求解.
【详解】
如图,
l为动力臂,L为阻力臂,由杠杆平衡条件得:Fl=GL;以O点为轴,由竖直位置逆时针匀速转到水平位置过程中,l不停变小,L逐渐增大,G不变;由于杠杆匀速转动,处在动态平衡;在公式 Fl=GL 中,G不变,L增大,则GL、Fl都增大;又知:l不停变小,而Fl不停增大,因此F逐渐增大,综上可知:动力F增大,动力臂l减小,动力臂和动力乘积M=Fl增大;
故选C.
【点睛】
画力臂:
①画力作用线(用虚线正向或反方向延长);
②从支点作力作用线垂线得垂足;
③从支点到垂足距离就是力臂.
2.下列说法中对是
A.机械效率越高,机械做功一定越快
B.做功越多机械,机械效率一定越高
C.做功越快机械,功率一定越大
D.功率越大机械做功一定越多
【答案】C
【解析】
机械效率越高,表达有用功与总功比值越大,功率表达做功快慢,功率越大,机械做功一定越快.机械效率与功率没有关系,故A错误.
做功越多机械,有用功与总功比值不一定大,机械效率不一定高,故B错误.
功率是表达做功快慢物理量,做功越快机械,功率一定越大,故C对,符合题意为答案.
功等于功率与时间乘积,时间不确定,因此功率越大机械做功不一定越多,故D错误.
3.小勇体重600N,运用如图所示滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m.已知物体A重为800N,小勇作用在绳端拉力大小为500N,在此过程中,下列说法对是
A.水平地面对小勇支持力做功为6000J
B.小勇做有用功为3000J
C.小勇拉力功率为250W
D.此滑轮组机械效率为80%
【答案】D
【解析】
水平地面对小勇支持力与小勇运动方向是垂直,支持力不做功,故A错;小勇做有用功就是克服物体重力做功W有=Gh=800N×5m=4000J,故B错;小勇做总功为W总=Fs=500N×10m=5000J,拉力功率为P=W总/t=5000J/10s=500W,故C错;滑轮组机械效率为η=W有/W总=4000J/5000J=80%,故D对;应选D.
4.如图用同一滑轮,沿同一水平面拉同一物体做匀速直线运动,所用拉力分别为F1、F2、F3,下列关系中对是
A.F1>F2>F3
B.F1<F2<F3
C.F2>F1>F3
D.F2<F1<F3
【答案】D
【解析】
【详解】
第一种图中滑轮为定滑轮,由于定滑轮相称于一种等臂杠杆,不能省力,
因此根据二力平衡,此时拉力F1=f;
第二个图中滑轮为动滑轮,由于动滑轮可省二分之一力,
因此根据二力平衡,此时拉力F2=f;
第三个图中滑轮为动滑轮,由二力平衡可知此时拉力等于两股绳子向右拉力,即F3=2f;
由此可得F2< F1< F3.
故D对.
5.运用如图所示滑轮组提起一种重为N物体,绳子自由端拉力F=600N。10s内物体被匀速提高2m。不忽视绳重和机械部件间摩擦,则下列说法中对是
A.动滑轮总重为400N
B.绳子自由端移动速度为0.8m/s
C.拉力F做功为6000J
D.增长物体被提高高度可提高该滑轮组机械效率
【答案】B
【解析】
【详解】
A.由图懂得,承担物重绳子是四段,即n=4,若忽视绳重及摩擦,则拉力是:
,
由此可得动滑轮总重是:
,
由于是不忽视绳重和机械部件间摩擦,故A错误;
B.绳子自由端移动距离是:
s=4h=4×2m=8m,
绳子自由端移动速度是:
,
故B对;
C.拉力做功是:
W总 =Fs=600N×8m=4800J,
故C错误;
D.该滑轮组机械效率是:
,
即机械效率与高度无关,因此,增长物体被提高高度不也许提高该滑轮组机械效率,故D错误。
6.用如图所示滑轮组提起重G=320N物体,整个装置静止时,作用在绳自由端拉力F=200N,则动滑轮自身重力是(绳重及摩擦不计)
A.120N
B.80N
C.60N
D.无法计算
【答案】B
【解析】
【详解】
由图可知,n=2,由题知,G物=320N,F=200N,
∵不考虑绳重和摩擦,,
即:,
∴动滑轮重:G轮=80N.
7.如图所示,杠杆处在平衡状态且刻度均匀,各钩码质量相等,假如在杠杆两侧各减少一种钩码,杠杆会( )
A.左端下沉 B.右端下沉
C.杠杆仍然平衡 D.无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】
设一种钩码重为G,一格长度为L,本来:3G×4L=4G×3L,杠杆平衡;在杠杆两侧挂钩码处各减少一种质量相等钩码,目前:2G×4L<3G×3L,因此杠杆不再平衡,杠杆向顺时针方向转动,即右端下沉。故ACD错误,B对。
8.如图所示,杠杆处在平衡状态,假如将物体A和B同步向靠近支点方向移动相似距离,下列判断对是
A.杠杆仍能平衡
B.杠杆不能平衡,右端下沉
C.杠杆不能平衡,左端下沉
D.无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】
本来杠杆在水平位置处在平衡状态,此时作用在杠杆上力分别为物体A、B重力,其对应力臂分别为OC、OD,
根据杠杆平衡条件可得:mAgOC=mBgOD,由图示可知,OC>OD.因此mA<mB,
当向支点移动相似距离△L时,两边力臂都减小△L,此时左边为:mAg(OC﹣△L)=mAgOC﹣mAg△L,
右边为:mBg(OD﹣△L)=mBgOD﹣mBg△L,由于mA<mB,因此mAg△L<mBg△L;
因此:mAgOC﹣mAg△L>mBgOD﹣mBg△L.
因此杠杆将向悬挂A物体一端即左端倾斜.
故选C.
9.下列简单机械中既可以省力,同步又可以变化力方向是
A.定滑轮 B.动滑轮 C.斜面 D.滑轮组
【答案】D
【解析】
【分析】
不一样机械优缺陷都不一样样:动滑轮省力,但不能变化力方向;定滑轮可以变化方向,但不能省力;斜面只能变化力大小;滑轮组既可以变化力大小也可以变化力方向.
【详解】
A、定滑轮只能变化力方向,不能省力,不符合题意;
B、动滑轮可以省力,但不能变化力方向,不符合题意;
C、斜面可以省力,不能变化力方向,不符合题意;
D、滑轮组既可以省力,也可以变化力方向,符合题意;
故选D.
10.如图所示装置,重100 N物体A在水平面做匀速直线运动,作用在绳自由端拉力F是20 N,则下列判断对是(不计滑轮重和滑轮间摩擦)
A.作用在物体A上水平拉力是100 N
B.作用在物体A上水平拉力是20 N
C.物体A受到滑动摩擦力是80 N
D.物体A受到滑动摩擦力是40 N
【答案】D
【解析】
【详解】
AB.根据二力平衡条件进行分析,由于有两条绳子作用在动滑轮上,因此作用在物体A上水平拉力F=2×20 N=40 N;故AB错误;
CD.由于物体匀速运动,因此摩擦力等于作用在A上水平拉力,大小为40 N,故C错误,D对。
11.甲升降机比乙升降机机械效率高,它们分别把相似质量物体匀速提高相似高度.则()
A.乙升降机提高重物做有用功较多 B.甲升降机电动机做额外功较多
C.甲升降机电动机做总功较少 D.乙升降机电动机做总功较少
【答案】C
【解析】
【详解】
A.提高物体质量和高度相似阐明甲、乙升降机做有用功相等,故A错误;
BCD.既然甲机械效率高,则阐明甲做额外功少,总功也就少,故BD错误,C对.
12.如图所示,用一滑轮组在5s内将一重为200N物体向上匀速提起2m,不计动滑轮及绳自重,忽视摩擦。则
A.物体上升速度是2.5m/s B.拉力F大小为400N
C.拉力F功率为40W D.拉力F功率为80W
【答案】D
【解析】
【详解】
A.由得体速度:
故A项不符合题意;
B.图可知,绳子段数为,不计动滑轮及绳自重,忽视摩擦,则拉力:
故B项不符合题意;
CD.绳子自由端移动速度:
拉力F功率:
故C项不符合题意,D项符合题意。
13.如图所示装置中,物体A重100N,物体B重10N,在物体B作用下,物体A在水平面,上做匀速直线运动,假如在物体A上加一种水平向左拉力F,拉力功率为30W,使物体B匀速上升3m所用时间为(不计滑轮与轴之间摩擦,不计绳重)
A.1s B.2s C.3 s D.4s
【答案】B
【解析】分析:(1)物体A在物体B作用下向右做匀速直线运动,A受到摩擦力和挂钩拉力是一对平衡力,可求出摩擦力。
(2)拉动A向左运动,A受到水平向左拉力F和水平向右摩擦力、挂钩拉力三力平衡,可求出拉力。
(3)运用滑轮组距离关系,B移动距离是A移动距离3倍,求出A移动距离,则拉力所做功为,再运用求出做功时间。
解答:不计滑轮与轴之间摩擦、不计绳重和滑轮重,物体A在物体B作用下向右做匀速直线运动时,。拉动A向左运动时,A受到向右拉力不变,摩擦力方向向右,此时受力如图:
;,则,因此拉力F做功:,所用时间为。
故选:B。
【点睛】此题注意分析滑轮组绳子段数,确定所使用公式,做好受力分析是解题关键。
14.用图3甲、乙两种方式匀速提高重为100N物体,已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计.则
A.手拉力:F甲=F乙;机械效率:η甲=η乙
B.手拉力:F甲<F乙;机械效率:η甲<η乙
C.手拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲<η乙
D.手拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲>η乙
【答案】D
【解析】
【详解】
由图可知,甲滑轮是定滑轮,使用该滑轮不省力,因此拉力等于物体重力;乙滑轮是动滑轮,使用该滑轮可以省二分之一力,即拉力等于物体和滑轮总重力二分之一,则手拉力:F甲>F乙;两幅图中W有是克服物体重力做功是相似,但乙图中拉力做功要克服动滑轮重力做功,比甲图中做总功要多,因此结合机械效率公式可知,有用功相似时,总功越大,机械效率越小;
因此选D.
15.如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等,用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提高相似高度.若G1=G2,所用竖直向上拉力分别为F1和F2,拉力做功功率分别为P1和P2,两装置机械效率分别为η1和η2(忽视绳重和摩擦).则下列选项对是
A.F1>F2 η1<η2 P1<P2 B.F1>F2 η1=η2 P1=P2
C.F1<F2 η1<η2 P1<P2 D.F1<F2 η1>η2 P1>P2
【答案】B
【解析】
【详解】
甲滑轮组n是2,乙滑轮组n是3,乙更省力.由于两个滑轮组做有用功相似,额外功相似,它们机械效率也相似.在相似时间内做总功相似,它们功率也相似.故B对.
16.如图,O为拉杆式旅行箱轮轴,OA为拉杆.目前拉杆端点A处施加一竖直向上力F,使箱体从图示位置绕O点缓慢逆时针转至靠近竖直位置.则力F大小
A.一直变大 B.一直不变
C.一直变小 D.先变小后变大
【答案】B
【解析】
【详解】
由题意可知,箱体重力不变,也就是杠杆阻力大小不变,动力F竖直向上,重力G竖直向下,这两个力方向一直平行,根三角形相似性可知,动力臂与阻力阻比值是不变,根据杠杆平衡条件可知动力与阻力比值也是不变,由于阻力不变,因此动力F大小是一直不变,故应选B.
17.如图所示,规格完全相似滑轮,用相似绳子绕成甲、乙两个滑轮组,分别提起重为G1和G2两个物体,不计摩擦与绳重,比较它们省力状况和机械效率,下列说法对是
A.若G1=G2,则F1<F2,甲机械效率高 B.若G1=G2,则F1>F2,乙机械效率高
C.若G1<G2,则F1<F2,甲、乙机械效率相似 D.若G1<G2,则F1<F2,乙机械效率高
【答案】D
【解析】
【详解】
A. 由于滑轮组相似,并且不计摩擦则额外功相等,若G1=G2,则有用功也相似,因此机械效率相等,故A错误;B. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若G1=G2,则F1<F2,提高相似重物,其机械效率与绳子绕法无关,即机械效率相似;故B错误;C. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若G1<G2,则F1<F2,若G1<G2,则乙图有用功多,机械效率高,故C错误;D. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若<,则F1<F2;甲乙两图由于滑轮组相似,并且不计摩擦则额外功相等,若G1<G2,由W=Gh,可得,则乙图有用功多,机械效率高,故D对;故选D.
【点睛】
要判断甲、乙两图绳子段数来比较省力状况,由于滑轮组相似,并且不计摩擦则额外功相似通过比较有用功大小可比较机械效率高下.
18.如图所示滑轮组,用F=30N拉力,拉动水平地面上重为300N物体,使物体匀速前进了2m.物体和地面之间摩擦力为45N,在此过程中,下列说法对是
①拉力做功是120J ②绳子自由端移动距离是2m ③滑轮组机械效率是75%
④A点受到拉力为300N
A.①④ B.②③
C.①③ D.③④
【答案】C
【解析】
【详解】
①②.由图可知,n=2,则绳子自由端移动距离:
;故②错误;
拉力做功:
;故①对;
③.克服物体和地面之间摩擦力做功为有用功,则有用功:
W有=fs物=45N×2m=90J,
滑轮组机械效率:
故③对;
④.因物体在水平地面上做匀速运动,则此时A处绳子拉力与物体受到摩擦力是一对平衡力,因此,A点受到拉力:FA=f=45N;故④错误;
故ABD错误,C对。
19.C点为硬棒AD重心,硬棒可绕A点转动。在棒B点施加力F1,F1方向沿OO'线,棒在图所示位置处在静止状态。则
A.F1>G B.F1=
C.重力力臂等于S1 D.F1方向沿OO′线向下
【答案】A
【解析】
【详解】
AB.由图像可得,A点到F1距离为s2,若令A点到重力距离为s3,根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”可知
可以推出
由于
可得
故A选项对,符合题意,B选项错误,不符合题意;
C.重力力臂为支点A到重力距离,重力竖直向下,因此力臂为水平方向,故C选项错误,不符合题意;
D.F1与G在支点同侧,重力方向竖直向下,因此F1方向应当向上,故D选项错误,不符合题意。
20.在探究杠杆平衡条件时候,小明在均匀木板中间挖孔,孔中插一金属杆,固定在铁架台上,木板可以围绕中间自由转动.每个钩码质量为200g,A、B、C、D、E、F为质量不计挂钩,已知AB=BO=OC=CD,ABOCD连线与EDF连线垂直.目前B处挂两个钩码,D处挂一种钩码,木板在水平位置平衡(如图所示).下列做法能使木板仍在水平位置平衡是
A.在B、D两处各加挂一种钩码
B.在B处加挂1个钩码,D处加挂2个钩码
C.B处挂两个钩码不变,把D处一种钩码挂在F处
D.把B处两个钩码挂在A处,把D处一种钩码挂在C处
【答案】C
【解析】
【分析】
(1)符合杠杆平衡条件F1l1=F2l2,杠杆平衡,不符合杠杆平衡条件,力和力臂乘积大一端下沉.
(2)力臂是从支点到力作用线距离,把钩码挂在E处、F处杠杆水平平衡时,力臂均和钩码挂在D处力臂相等.
【详解】
设AB=BO=OC=CD=L,每个钩码重力为G.
A.在B、D两处各加挂一种钩码时,杠杆左侧力与力臂积为3G×L,右侧力与力臂积为2G×2L,因3G×L≠2G×2L,因此木板不会平衡,故A错误;
B.在B处加挂1个钩码、D处加挂2个钩码时,杠杆左侧力与力臂积为3G×L,右侧力与力臂积为3G×2L,因3G×L≠3G×2L,因此木板不会平衡,故B错误;
C.把D处一种钩码挂在E处或F处,杠杆右侧力臂不变,仍为OD长,杠杆左右两侧力与力臂乘积相等,因此木板会平衡,故C对.
D.把B处两个钩码挂在A处,把D处一种钩码挂在C处,杠杆左侧力与力臂积为2G×2L,右侧力与力臂积为G×L,因2G×2L≠G×L,因此木板不会平衡,故D错误;
故选C.
21.如图所示是工人在平台上通过滑轮组向上拉起重物G情景.已知重物G所受重力为700 N,当他沿水平方向用400 N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,下列说法对是
A.该滑轮组动滑轮所受重力为100 N
B.若工人拉动绳子速度为0.5 m/s,则4 s后,绳子拉力所做功为1 400 J
C.当工人用等大力使绳子以不一样速度匀速运动,且绳端运动相似距离时,工人所做功大小不一样
D.若将重物G换为质量更大物体,则在不变化其他条件状况下,工人将更省力
【答案】A
【解析】
A、不计绳重及摩擦,动滑轮组进行受力分析,,
滑轮组动滑轮所受重力:G动=2F-G物=2×400N-700N=100N,故A对;
B、绳子移动距离,s=vt=0.5m/s×4s=2m,
绳子拉力所做功:W=Fs=400N×2m=800J,故B错误;
C、工人所做功,等于绳子拉力与绳子移动距离乘积,与绳子不一样速度无关,大小W=Fs,工人所做功相似,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换为质量更大物体时,F将变大,更费力,故D错误.
故选A.
22.如图所示,某人用扁担担起两筐质量为m1、m2货物,当他肩处在O点时,扁担水平平衡,已知l1>l2,扁担和筐重力不计。若将两筐悬挂点向O点移近相似距离△l,则
A.扁担仍能水平平衡
B.扁担右端向下倾斜
C.要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,其质量为(m2-m1)
D.要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,其质量为(m2-m1)
【答案】D
【解析】
【详解】
AB.本来平衡时,m1gl1=m2gl2,
由图知,l1>l2,因此m1<m2,
设移动相似距离∆l,则左边:m1g(l1−△l)=m1gl1−m1g△l,
右边:m2g(l2−△l)=m2gl2−m2g△l,
由于m1<m2,因此m1△lg<m2△lg,
则m1(l1−△l)g>m2(l2−△l)g,则杠杆左端向下倾斜,故AB错误;
CD.由于m1(l1−△l)g>m2(l2−△l)g,故往右边加入货物后杠杆平衡,
即:m1(l1−△l)g=(m2+m)(l2−△l) g,
且m1gl1=m2gl2,
得m=(m2−m1),故C错误,D对。
23.用图所示装置提高重为350 N箱子,动滑轮重50N,不计绳重和一切摩擦,下列说法对是
A.该装置不仅省力,还省距离
B.箱子匀速上升时,人对绳子拉力为200 N
C.箱子上升速度等于绳子自由端伸长速度
D.此过程装置机械效率约为58.3%
【答案】B
【解析】
【详解】
A.由图知,该装置由两段绳子承重,可以省力,但费距离,故A错误;
B.n=2,不计绳重和一切摩擦且箱子匀速上升时,人对绳子拉力为:,故B对;
C.n=2,因此箱子上升速度等于绳子自由端伸长速度二分之一,故C错误;
D.不计绳重和一切摩擦时,此装置机械效率约为:,故D错误。
24.如图所示,体重为510N人,用滑轮组拉重500N物体A沿水平方向以0.02m/s速度匀速运动.运动中物体A受到地面摩擦阻力为200N.动滑轮重为20N(不计绳重和摩擦,地面上定滑轮与物体A相连绳子沿水平方向,地面上定滑轮与动滑轮相连绳子沿竖直方向,人对绳子拉力与对地面压力一直竖直向下且在同一直线上,).则下列计算成果中对是
A.人对地面压力为400N
B.绳子自由端受到拉力大小是100N
C.人对地面压力为250N
D.绳子自由端运动速度是0.06m/s
【答案】A
【解析】
【详解】
由图知,n=2,因此拉力;
因此人对地面压力;
绳子自由端运动速度;
【点睛】
本题中有用功应当是克服摩擦力做功,即拉力F满足.
25.下列杠杆中属于费力杠杆是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】
A、剪刀在使用过程中,动力臂不小于阻力臂,是省力杠杆,故A错误;
B、起子在使用过程中,动力臂不小于阻力臂,是省力杠杆,故B错误.
C、如图镊子在使用过程中,动力臂不不小于阻力臂,是费力杠杆,故C对;
D、钢丝钳在使用过程中,动力臂不小于阻力臂,是省力杠杆,故D错误;
故选B.
【点睛】
重点是杠杆分类,即动力臂不小于阻力臂时,为省力杠杆;动力臂不不小于阻力臂时,为费力杠杆,但省力杠杆费距离,费力杠杆省距离。
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