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人教版2023初中物理八年级物理下册第十二章简单机械必须掌握的典型题
1
单选题
1、将一重为1400N的建筑材料匀速运送到6m高的楼上,建筑工人用两个相同的滑轮(每个滑轮的重为100N)和一根足够长的绳子组成如图所示的滑轮组,将建筑材料拉到楼上,若站在地面上时,一个建筑工人可产生向下的平均拉力为350N,如果不计绳重和摩擦,下列说法中正确的是( )
A.需要2个建筑工人,机械效率为93.3%
B.需要2个建筑工人,机械效率为66.7%
C.需要3个建筑工人,机械效率为93.3%
D.需要3个建筑工人,机械效率为66.7%
答案:C
由图可知,有两段绳子承提物重,绳端的拉力
F=1nG+G动=12×1400N+100N=750N
站在地面上时,一个建筑工人可以产生向下的平均最大拉力为350N,所以需要工人的个数
n=FF0=750N350N≈2.1
所以需要建筑工人的个数为3人;滑轮组的机械效率
η=W有W总×100%=GhF×nh×100%=GnF×100%=1400N2×750N×100%≈93.3%
故C正确,ABD错误。
故选C。
2、如图所示,用两滑轮采用不同的绕绳方法,将同一重物匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦),下列说法中正确的是( )
A.F1>F2,F1移动距离多B.F1<F2,F2移动距离多
C.F1所做的额外功多D.两装置的机械效率相同
答案:D
AB.由图可知,左侧的滑轮组,n=2,则拉力为
F1=12G+G动
F1移动距离为
s1=2h
右侧的滑轮组,n=3,则拉力为
F2=13G+G动
F2移动距离
s2=3h
因此F1>F2,F2移动距离多,故AB错误;
C.不计绳重和摩擦,提动滑轮做的功为滑轮组的额外功,两个动滑轮相同,提升相同的高度,故两个滑轮组做的额外功相同,故C错误;
D.不计绳重和摩擦滑轮组的机械效率与所提物重和滑轮重有关,与绳子的绕法无关,在提升相同物体到相同的高度,所做的有用功与额外功相同,故两装置的机械效率相同,故D正确。
故选D。
3、如图所示,利用滑轮组将重力为40N的物体,在10s内匀速竖直提升2m,拉力F为30N,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
①物体移动的速度为0.2m/s;②所做的有用功为60J;③拉力F的功率为12W;④若提升物体的重力为80N,则此滑轮组的机械效率为80%
A.①③④正确B.①②④正确
C.②③④正确D.①②③正确
答案:A
①在10s内匀速竖直提升2m,物体移动的速度
v=st=2m10s=0.2m/s
故①正确;
②所做的有用功
W有=Gh=40N×2m=80J
故②错误;
③从图中可知n=2,绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4m
拉力做的总功
W总=Fs=30N×4m=120J
拉力的功率
P=W总t=120J10s=12W
故③正确;
④不计绳重及摩擦,作用在绳子自由端的拉力
F=G+G动n
可知动滑轮的重力
G动=2F-G=2×30N-40N=20N
不计绳重及摩擦,克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源。若提升物体的重力为80N,则此滑轮组的机械效率
η=W'有用W'总=G'hG'h+G动h=G'G'+G动=80N80N+20N×100%=80%
故④正确。
综上,A正确,BCD不正确。
故选A。
4、如图所示,在长为L轻质杆OB的中点A处,悬挂有重为G的物体M,在端点B施加方向始终跟杆垂直的拉力F,杆从虚线位置沿逆时针方向缓慢转至图示位置的过程中,拉力F的大小( )
A.不断增大B.不断减小
C.先增大后减小D.先减小后增大
答案:A
物体M的重为G不变,动力F的方向始终跟杆垂直(动力臂lOB不变),杆匀速转动(处于平衡状态),由杠杆平衡条件得到
FlOB=GlOC
杆从虚线位置沿逆时针方向缓慢转至图示位置的过程中,阻力臂lOC逐渐变大,则拉力F不断增大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5、下列工具正常使用时,能省力的是( )
A.瓶盖起子
B.托盘天平
C.筷子夹食品
D.理发剪刀
答案:A
A.瓶盖起子在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A符合题意;
B.托盘天平是一个等臂杠杆,既不省力也不费力,故B不符合题意;
C.筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C不符合题意;
D.理发剪刀在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
6、在我国古代,简单机械就有了许多巧妙的应用,护城河上安装的吊桥装置就是一个例子,如图所示。在拉起吊桥的过程中,吊桥可以看成一个( )
A.省力杠杆,支点是B点B.省力杠杆,支点是C点
C.费力杠杆,支点是B点D.费力杠杆,支点是C点
答案:B
在拉起吊桥的过程中,吊桥可以看成一个杠杆,它是绕C点转动的,故C点是支点。要判断是省力杠杆还是费力杠杆,就要比较动力臂和阻力臂的大小关系:省力杠杆,动力臂大于阻力臂;费力杠杆,动力臂小于阻力臂;等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。如图所示,可以看出动力F的力臂大于阻力G的力臂,也就是说动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7、如图所示,杠杆重20N,用此杠杆先后两次将挂在同一位置的重为G1=50N和G2=100N的重物匀速提升,分别使重物上升了h1=0.4m和h2=0.2m,则下列说法正确的是( )
A.第1次做的有用功多
B.第2次做的额外功多
C.第1次做的总功少
D.第2次机械效率大
答案:D
A.第一次做的有用功为
W有1=G1h1=50N×0.4m=20J
第二次做的有用功为
W有2=G2h2=100N×0.2m=20J
两次做功相等,故A错误;
B.第一次做的额外功
W额1=Gh1=20N×0.4m=8J
第二次做的额外功为
W额2=Gh2=20N×0.2m=4J
所以第二次做的额外功少,故B错误;
C.第一次做的总功为
W总1=W有1+W额1=20J+8J=28J
第二次做的总功为
W总2=W有2+W额2=20J+4J=24J
所以第一次做的总功多,故C错误;
D.第一次机械效率为
η1=W有1W总1×100%=20J28J×100%≈71%
第二次机械效率为
η2=W有2W总2×100%=20J24J×100%≈83%
所以第二次机械效率大,故D正确。
故选D。
8、如图所示,物体A、B的重分别为40N、20N,动滑轮重为10N,此时物体A在水平面上向右以2m/s做匀速直线运动,则下列说法正确的是(绳子和滑轮间的摩擦不计)( )
A.A物体所受摩擦力方向水平向左大小为10N
B.B物体下落速度为1m/s
C.若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,所需力的大小为15N
D.若用F=15N向左拉物体A,可以使物体A向左做加速直线运动
答案:B
A.由图知,动滑轮上有2段绳子承担物重,所以
FA=12×GB+G动=12×20N+10N=15N
由物体间力的作用是相互的规律可知,物体A受到的拉力为
FA'=FA=15N
此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动,则物体A受到的摩擦力为
f=FA'=15N
故A错误;
B.由v绳=2v动可知,B物体下落速度为
vB=v动=12v绳=12×2m/s=1m/s
故B正确;
CD.当物体A向左运动时,由于物体A对水平面的压力和接触面的粗糙程度均不变,则物体A受到的滑动摩擦力大小不变,方向水平向右。若要使物体A向左做匀速直线运动,则向左拉物体A的力
F=f+FA'=15N+15N=30N
则要使物体A向左做加速直线运动,由二力平衡的知识可知,向左拉物体A的力F拉>30N,故CD错误。
故选B。
9、用如图所示的滑轮组拉动重300N的箱子,以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动,箱子与地面间的摩擦力为自身重力的0.2倍,滑轮组的机械效率为75%,下列说法正确的是( )
A.拉力F为80NB.10s内绳子自由端移动2m
C.3s内物体重力做功180JD.拉力F的功率为16W
答案:D
A.物体所受摩擦力为
f=0.2G=0.2×300N=60N
由图可知,相当于两段绳子拉着物体,又由于物体匀速运动,绳子拉物体的拉力等于摩擦力,则有
η=W有W总=fs物Fs绳=fs物2Fs物=f2F
所以拉力为
F=f2η=60N2×75%=40N
故A错误;
B.绳端移动的距离为
s绳=ns物=2s物=2v物t=2×0.2m/s×10s=4m
故B错误;
C.重力方向竖直向下,在力的方向上,物体没有移动,故重力不做功,故C错误;
D.绳子端移动速度为
v绳=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s
拉力功率为
P=Fv绳=40N×0.4m/s=16W
故D正确。
故选D。
10、在测量滑轮组机械效率的活动中,装置如图所示,欲使所测机械效率提高,下列措施可行的是( )
A.转轴加润滑油B.增加提升高度C.增大提升速度D.减小物体质量
答案:A
A.转轴加润滑油,减小摩擦力,减小额外功,可以提升滑轮组的机械效率,故A符合题意;
B.有3段绳子分担动滑轮和物重,故滑轮组的机械效率为
η=W有W总×100%=GhFs×100%=GhF×3h×100%=G3F
与提升高度高度无关,故B不符合题意;
C.滑轮组的机械效率与速度无关,故C不符合题意;
D.若减小物体的质量,根据
η=W有W总×100%=G物hG物h+G动h×100%=G物G物+G动=11+G动G物
可知,滑轮组的机械效率将变小,故D不符合题意。
故选A。
11、《天工开物》是我国第一部关于农业和手工业全书,蕴含了大量的物理知识,下列是《天工开物》中的场景,错误的是( )
A、拉弓
B、独轮推车
C、制糖
D、桔槔
拉弓拉满了,说明力可以改变物体的形状
独轮推车,匀速推动,此时推力大于摩擦力
往桶里加水,水对桶底压强逐渐变大
用桔槔装水,运用了杠杆原理
A.AB.BC.CD.D
答案:B
A.用力拉弓,弓被拉弯,说明力可以改变物体的形状,故A正确,不符合题意;
B.因为独轮推车做匀速直线运动,车受到平衡力的作用,故推力等于车所受的摩擦力,故B错误,符合题意;
C.往桶里加水,水的深度增加,由p=ρgh可知,水对桶底压强逐渐变大,故C正确,不符合题意;
D.由图可知,桔槔有一个固定不动的点和一个可绕其固定点转动的硬棒组成,是杠杆的应用,利用了杠杆原理,故D正确,不符合题意。
故选B。
12、如图所示长为2m的斜面,小明同学用500N的沿斜面的推力将重为700N的物体缓慢推至斜面的顶端。则斜面对物体的摩擦阻力最接近于( )
A.100NB.150NC.200ND.500N
答案:B
由图可知,斜面的高度约为斜面长度的二分之一,斜面的长度s=2m,则斜面的高度约为h=1m,推力做的有用功
W有用=Gh=700N×1m=700J
推力做的总功
W总=Fs=500N×2m=1000J
所以克服摩擦做的额外功
W额=W总-W有用=1000J-700J=300J
斜面对物体的摩擦力
f=W额s=300J2m=150N
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
13、如图所示,用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,阻力臂l阻和动力F动的变化情况是( )
A.l阻不变,F动变大B.l阻不变,F动不变
C.l阻变大,F动变大D.l阻变大,F动不变
答案:C
由题意可知,在用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,剪刀与没有剪断的纸,接触位置在不断向前移动,支点是剪刀中间那个位置,那么纸对剪刀的作用力是阻力,这个力的力臂是阻力臂,从图中可以看到,阻力臂在不断变大,即l阻变大,这个阻力可以看作是大小不变,人手在剪刀上出的力是动力,对应的是动力臂,从图中可以看到,动力臂大小不变,这个缓慢剪断的过程中,可把剪刀看作处于平衡状态,根据杠杆的平衡条件,可得
F阻l阻=F动l动
F阻大小不变,l阻在变大,l动大小不变,则F动在变大。
故选C。
14、如图所示,木板A放在一水平面上,用16N的水平拉力F拉滑轮,使足够长的木板A以0.3m/s的速度在水平地面上匀速运动,物体B相对于地面静止,弹簧测力计示数为2N,若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦,则下列说法正确的是( )
A.木板A与地面的摩擦力为2N
B.滑轮向右移动的速度为0.3m/s
C.物块B受到的摩擦力为2N,方向水平向左
D.绳子拉木板的功率为2.4W
答案:D
A.因为不计滑轮重、绳重和滑轮摩擦,拉力F=16N,根据动滑轮的特点可知,每段绳子上的力为8N。又因为弹簧测力计的示数为2N,物体B相对于地面静止,所以物体B与木板A之间的摩擦力为2N。木板受到向右的绳子拉力等于地面的摩擦力加上B的摩擦力,所以地面对木板A的摩擦力是
fA=8N-2N=6N
故A错误;
B.木板A的移动速度为0.3m/s,动滑轮的移动速度等于拉力F的移动速度,等于木板移动速度的二分之一,大小为0.15m/s,故B错误;
C.物块B始终静止,由力的平衡条件可得,物块B受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数为2N,方向水平向右,故C错误;
D.绳子拉木板的功率是
P=F'v=8N×0.3m/s=2.4W
故D正确。
故选D。
15、如图所示,一块厚度、密度均匀的长方形玻璃板平放在水平地面上,分别用竖直向上的拉力F甲、F乙拉在长短不同的两端的中央位置,使该端抬离地面,下列说法正确的是( )
A.F甲>F乙,因为甲方法的动力臂短
B.F甲<F乙,因为乙方法的动力臂长
C.F甲>F乙,因为乙方法的阻力臂短
D.F甲=F乙,因为动力臂都是阻力臂的2倍
答案:D
两次抬起水泥板杠杆的示意图如下图所示:
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,所以阻力臂都等于动力臂的二分之一,根据杠杆的平衡条件
F=Gl阻l动=12G
所以前后两次所用的力相同,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
多选题
16、甲、乙两个滑轮组如图,将同一物体匀速提升相同高度,拉力为F甲和F乙;绳端移动的距离为s甲和s乙;拉力做的功为W甲和W乙;机械效率为η甲和η乙。每个滑轮重相同,不计绳重及轴摩擦。下列判断正确的是( )
A.F甲:F乙=2:3
B.s甲:s乙=2:3
C.W甲:W乙=1:1
D.η甲:η乙=1:1
答案:BCD
A.由题知,G物和G动相同,甲滑轮组承担物重绳子的段数n甲=2,乙滑轮组承担物重绳子的段数n乙=3,不计绳重及轴摩擦,所以
F甲F乙=12G物+G动13G物+G动=32
故A错误;
B.将同一物体匀速提升相同高度,绳端移动的距离
s甲s乙=n甲hn乙h=n甲n乙=23
故B正确;
C.两个滑轮组将同一物体匀速提升相同高度,克服物体重所做的有用功相同,不计绳重及轴摩擦,两个滑轮组都有一个动滑轮,克服动滑轮重所做额外功相同,所以两滑轮组绳端拉力所做的总功相同,即
W甲: W乙=1:1
故C正确;
D.两个滑轮组所做有用功和总功相同,由η=W有W总可知,两滑轮组的机械效率相等,即
η甲: η乙=1:1
故D正确。
故选BCD。
17、如图所示是“六桨客船”,节选自我国古代科技著作《天工开物》中的图片,下列说法正确的是( )
A.划水的船桨是一个费力杠杆
B.划水的船桨对水的作用力改变了客船的运动状态
C.客船上的乘客越多时,船受到的水的浮力越大
D.停止划桨后,客船还会继续前进一段距离,是因为受到惯性的作用
答案:AC
A.划水的船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是个费力杠杆,故A正确;
B.划水时船桨对水有向后的作用力,由于力的作用是相互的,水同时对船桨有向前的作用力,正是水对船桨向前的作用力使船的运动状态发生了改变,故B错误;
C.船漂浮在水面上,由漂浮条件可知浮力等于自身总重力,当客船上的乘客越多时,客船自身总重力增加,船受到的水的浮力越大,故C正确;
D.停止划桨后,客船还会继续前进一段距离,是因为具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故D错误。
故选AC。
18、用甲、乙两滑轮组,在相同的时间内,将重力均为G的两物体分别提升相同的高度。已知每个滑轮的质量均相同,不计绳重和摩擦,绳端拉力分别为F1、F2,拉力做功的功率为P1、P2,甲、乙两滑轮组的机械效率分别为η1、η2,下列比较正确的是( )
A.F1=F2B.F1>F2C.P1<P2D.η1=η2
答案:BD
AB.甲滑轮组上承担重量的绳子股数n1=2,乙滑轮组上承担重量的绳子股数n2=3,所以甲滑轮组上绳端拉力为
F1=G+G轮n1=G+G轮2
乙滑轮组上绳端拉力为
F2=G+G轮n2=G+G轮3
所以F1>F2,故A错误,B正确;
C.设甲乙滑轮组上物体上升的高度为h,则甲滑轮组上绳端移动的距离为s1=2h,乙滑轮组上绳端移动的距离为s2=3h,拉物体的时间为t,甲滑轮组上拉力做功的功率为
P1=W1t=F1s1t=G+G轮2×2ht=(G+G轮)ht
乙滑轮组上拉力做功的功率为
P2=W2t=F2s2t=G+G轮3×3ht=(G+G轮)ht
所以两个滑轮组上拉力做功的功率P1=P2,故C错误;
D.两个滑轮组做的有用功相等,都为
W有=Gh
两个滑轮组做的额外功相等,都为
W额=G轮h
两个滑轮组做的总功相等,都为
W总=W有+W额=Gh+G轮h
所以甲、乙两滑轮组的机械效率相等,即
η1=η2
故D正确。
故选BD。
19、周末,小明和爸爸在公园玩跷跷板的游戏,但是爸爸的体重几乎是小明体重的2倍,无法使用双人跷跷板进行游戏。聪明的小明把爸爸拉到四人跷跷板跟前,安排好座位后,就顺利的玩了起来。聪明的小明是怎样安排座位的呢( )
A.小明A位 爸爸C位B.小明B位 爸爸D位
C.小明C位 爸爸A位D.小明D位 爸爸B位
答案:AD
跷跷板其实就是一个杠杆,支点在中间的转轴处,跷跷板平衡时,小明对跷跷板的压力与对应力臂的乘积等于爸爸对跷跷板的压力与对应力臂的乘积;爸爸的体重几乎是小明体重的2倍,则爸爸对跷跷板的压力几乎是小明对跷跷板的压力的2倍,要使跷跷板平衡,根据杠杆的平衡条件
F1l1=F2l2
可知,小明的压力的力臂是爸爸的压力的力臂的2倍,即小明在A位,爸爸在C位,或小明在D位,爸爸在B位,故AD符合题意,BC不符合题意。
故选AD。
20、如图所示滑轮组,不计绳重和滑轮的摩擦,若用100N的力使重为500N的物体水平匀速移动30m用时1min,此时滑轮组的效率为80%,下列说法正确的是( )
A.拉力做的功是9000J
B.有用功的功率为250W
C.物体与地面的摩擦力大小是240N
D.动滑轮重为60N
答案:ACD
A.由图可知,通过动滑轮的绳子股数为n=3,则绳子自由端移动的距离为
s绳=ns物=3×30m=90m
拉力做的功,即总功为
W拉=W总=F拉s绳=100N×90m=9000J
故A正确;
B.因为滑轮组的效率为80%,根据η=W有W总可得,有用功为
W有=ηW总=9000J×80%=7200J
有用功的功率为
P=W有t=7200J60s=120W
故B错误;
C.滑轮组对物体所做的功,即为有用功,设绳子对物体的力为F绳物,则有
W有=F绳物s物
由于物体匀速移动,处于平衡状态,水平方向受到绳子对它的拉力F绳物和摩擦力f是一对平衡力,大小相等,故有
f=F绳物=W有s物=7200J30m=240N
故C正确;
D.不计绳重和滑轮的摩擦,由F拉=1nG动+F绳物可得,动滑轮的重力为
G动=nF拉-F绳物=3×100N-240N=60N
故D正确。
故选ACD。
21、如图,O为该行李箱(里面无物品)的轮轴,OA为可伸缩拉杆(重力可忽略)。小刚在拉杆端点A处施加一竖直向上的力F,在他使用行李箱时,下列说法正确的是( )
A.手柄A的位置做的比较宽大是为了减小压强
B.若只把拉杆OA看为杠杆,手对杠杆的力为动力,则箱体的重力为阻力
C.使箱体从图示位置绕O点缓慢逆时针转至接近竖直位置,此过程力中F大小不变
D.拖动行李箱时总是先拉出上方的拉杆,这样可以增大动力臂,从而达到省距离目的
答案:AC
A.手柄部分比较宽大是在压力一定时,增大受力面积减小压强,故A正确;
B.若只把拉杆OA看为杠杆,此时O为支点,手对杠杆的力为动力,箱体对杠杆的压力为阻力,故B错误;
C.使箱体从图中位置绕O点缓慢逆时针转至竖直位置时,箱子的重力不变,即阻力不变,而阻力臂减小,当力F的方向竖直向上时,动力臂和阻力臂如下图所示(其中l1=OB,l2=OC):
由△ODC∽△OAB可知
l2l1=OCOB=ODOA
l2l1不变,由
FF2=l2l1
可知,力F的大小不变,故C正确;
D.拖动行李箱时拉出行李箱上方的拉杆,行李箱的重以及重力的力臂不变,拉力的力臂变大,根据杠杆平衡条件可知拉力减小,即拉出行李箱上方的拉杆的目的是:增大动力臂,省力但费距离,故D错误。
故选AC。
22、建筑工地上,工人利用滑轮组将重400N的物体A在10s内匀速上升1m,已知绳子的自由端拉力F=250N,不计绳重和轮与轴的摩擦,在提升重物的过程中说法正确的是( )(g=10N/kg)
A.使用该滑轮组可以省力,但是不可以改变力的方向
B.动滑轮重为100N
C.拉力F的功率为75W
D.滑轮组的机械效率为80%
答案:BD
A.该滑轮组由动滑轮和定滑轮组成,动滑轮可以省力,定滑轮可以改变力的方向,故A错误;
B.绳子自由端的拉力为F=250N,故连接在动滑轮上的绳子每根的拉力均为250N。由于物体匀速上升,处于平衡状态,根据二力平衡原理可知,动滑轮与物体的重力等于连接在动滑轮上的绳子的拉力,共有两根绳子向上拉动滑轮,故G物+G轮=2F拉,则
G轮=2F拉-G物=2×250N-400N=100N
故B正确;
C.物体上升的速度
v物=st=1m10s=0.1m/s
有两根绳与动滑轮连接,则绳子自由端的移动速度为
v绳=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s
则拉力F的功率为
P=F拉v绳=250N×0.2m/s=50W
故C错误;
D.拉力做的总功为
W总=Pt=50W×10s=500J
物体克服重力做功为
W有=Gh=400N×1m=400J
滑轮组的机械效率为
η=W有W总=400J500J×100%=80%
故D正确。
故选BD。
23、如图是关于杠杆的作图,正确的是( )
A.作用在鱼竿上的阻力及其力臂B.施加在门把手上力F的力臂
C.作用在杠杆上动力F的力臂D.作用在杠杆上FA的力臂及杠杆平衡时作用在B端的最小力FB
答案:ABD
A.作用在鱼竿上的阻力是鱼线对鱼竿的拉力,作用点在鱼竿上,阻力的方向竖直向下,支点O到阻力作用线的距离l为阻力的力臂,故A正确;
B.图中O为支点,动力F的力臂是指从支点O到力F作用线的距离,故B正确;
C.图中O为支点,动力F的力臂是指从支点O到力F作用线的距离,而图中选取部分力的作用线作为力臂,故C错误;
D.图中O为支点,动力F的力臂是指从支点O到力F作用线的距离l;在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,动力臂越长,动力越小,图中动力作用在B端时,以OB为动力臂是最长的力臂,动力垂直于OB,方向向下,故D正确。
故选ABD。
24、小芳用如图所示的滑轮组,在5s内将重为90N的物体匀速提升1m,拉力F为40N,不计轮重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.滑轮组提升重物所做的有用功是40JB.该滑轮组的机械效率是75%
C.动滑轮的重力是50ND.拉力的功率是24W
答案:BD
A.滑轮组提升重物所做的有用功
W有用=Gh=90N×1m=90J
故A错误;
B.拉力所做的总功为
W总=Fs=40N×1m×3=120J
滑轮组的机械效率为
η=W有用W总×100%=90J120J×100%=75%
故B正确;
C.动滑轮的重力
G动=nF-G= 3×40N-90N=30N
故C错误;
D.拉力的功率
P=W总t=120J5s=24W
故D正确。
故选BD。
25、如图小豪家工厂正在装载一车货物,他帮忙将一箱货物从地上沿斜面匀速推上车厢,已知货物重180N,斜面长度s为2.4米,车厢高度h为0.6m,小豪施加的推力F为72N,小豪通过所学知识计算出了下列物理量,其中正确的是( )
A.货物在上升过程中所受的支持力做功为108J
B.此过程中小豪所做的总功为172.8J
C.整个过程中机械效率为62.5%
D.货物在斜面上受到的摩擦力大小为108N
答案:BC
A.货物在斜面上受到的支持力垂直斜面向上,货物在支持力的方向上没有移动距离,支持力不做功,即支持力做功为0,故A错误;
B.小豪所做的功是总功,大小为
W总=Fs=72N×2.4m=172.8J
故B正确;
C.克服物体重力做有用功,有用功大小为
W有=Gh=180N×0.6m=108J
整个过程中机械效率为
η=W有W总×100%=108J172.8J×100%=62.5%
故C正确;
D.此过程的额外功为
W额=W总-W有=172.8J-108J=64.8J
由W额=fs得摩擦力大小为
f=W额s=64.8J2.4m=27N
故D错误。
故选BC。
填空题
26、生活中我们经常使用简单机械。
(1)小华用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正,A的树干相当于______(选填“动滑轮”、“定滑轮”或“杠杆”),如图乙所示将石碾子滚上台阶,石碾子相当于______(选填“动滑轮”、“定滑轮”或“杠杆”);
(2)如图所示,一根撬棒AD=1m,CD=BC=0.2m,石头垂直作用在棒上的力是500N,若要撬动石头,则施加在撬棒A点的力至少是______N。
答案: 动滑轮 杠杆 100
(1)[1][2]动滑轮在使用时,滑轮随重物一起移动,图甲中的树木在用力时,都会移动,属于动滑轮;将石碾子滚上台阶,石碾子在与台阶的接触点处转动,因此可以把球形重物看成一个杠杆,这杠杆的支点是石碾子与台阶的接触点。
(2)[3]要使施加在撬棒A点的动力最小,应使动力臂l1最大;当以D为支点,在A点施加垂直AD向上的动力时,动力臂
l1=AD=1m
即动力臂为最大值,则动力为最小;此时阻力F2=500N,阻力臂
l2=CD=0.2m
根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得,施加在撬棒A点的力
F1=F2l2l1=500N×0.2m1m=100N
27、如图是自行车手闸示意图,手闸是一个简单机械,这种简单机械的名称是______,当图中手对车闸的作用力F=12N时,刹车拉线受到力的大小为______N。
答案: 杠杆 3
[1]如图所示,自行车手闸工作时绕一个固定的点转动,属于杠杆。
[2]如图所示,拉线受到力的力臂为3cm,手对车闸的作用力的力臂为12cm,根据杠杆平衡条件,可得
F1l1=Fl
变形可得
F=F1l1l=12N×3cm12cm=3N
28、拔罐法古称“角法”,马王堆汉墓出土的我国现存最古的医书《五十二病方》中就已记述:“牡痔居窍旁,大者如枣,小者如核者,方以小角角之”。其中“以小角角之”,即指用小罐吸拔。拔罐是利用了_________原理;随着医疗实践的发展,出现了如图所示的旋转式拔罐,使的拔罐更轻松容易,这是借鉴了______(填写某简单机械名称)省力的特点。
答案: 大气压 斜面
[1]拔罐是利用了大气压的原理,酒精在罐内燃烧消耗氧气,使得管内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下,罐子被紧压在身体上。
[2]如图所示的旋转式拔罐,外部的螺纹状,这是借鉴了斜面省力的特点。
29、如图所示,OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆,OA垂直于AB,且OA长度为40cm,AB长度为30cm,在OA中点C处挂一质量为1kg的物块,要求在端点B处施加一个最小的力F,使杠杆在图示位置平衡,则力F的力臂应是______cm,最小的力F是______N。
答案: 50 4
[1]连接OB,以这条线段作为该力的力臂时,力臂最长力最小,所以力F的力臂就是图中的OB,根据直角三角形的性质,直角边OA为40cm,AB为30cm,则斜边OB为50cm。
[2]物体的重力
G=mg=1kg×10Nkg=10N
根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知
G×OC=F×OB
即
10N×0.2m=F×0.5m
解得F=4N。
30、一根粗细均匀的木棒斜靠在竖直墙壁上,墙壁光滑,地面粗糙,木棒受到的重力为G,墙壁对木棒的弹力为F,如图所示。现让木棒的倾斜程度变小一些至虚线所示位置,木棒仍能静止斜靠在墙上、则与原来相比,F的变化情况为______(选填“变大”,“变小”或“不变”)
答案:变大
[1]与地面接触点为支点,设与墙壁接触点与地面的距离为h,与地面接触点与墙壁之间的距离为L,根据杠杆平衡条件有:
F×h=G×L2
解得
F=GL2h
现在让木棒倾斜度变小一些至虚线的位置,由于重力不变、L变大、h减小,故弹力F变大。
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