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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知识汇总大全
1
单选题
1、如图所示,小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体,A物体5s内移动了100cm,且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N,已知滑轮组的机械效率为80%,则下列说法错误的是( )
A.拉力F大小为4NB.绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C.拉力F做功的功率为3WD.拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J
答案:A
B.动滑轮上有三段绳子,则n=3,5s内绳子自由端移动的距离
s绳=ns物=3×100×10-2m=3m
绳子自由端移动的速度
v绳=s绳t=3m5s=0.6m/s
故B正确,不符合题意;
AC.物体克服摩擦力做的有用功
W有=fs物=12N×100×10-2m=12J
拉力做的总功
W总=W有η=12J80%=15J
拉力F大小
F=W总s绳=15J3m=5N
拉力F做功的功率
P=W总t=15J5s=3W
故A错误,符合题意;C正确,不符合题意。
D.拉力F在5s内对滑轮组做的额外功
W额=W总-W有=15J-12J=3J
故D正确,不符合题意。
故选A。
2、图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“春稻谷”的示意图。小华若要更省力,下列做法可行的是( )
A.支点不动,脚在杆上的位置前移
B.将支点靠近人,脚在杆上的位置不动
C.将支点靠近人,同时脚在杆上的位置前移
D.将支点远离人,同时脚在杆上的位置后移
答案:D
由题知,阻力F2大小不变,若要更省力,即减小F1,根据杠杆平衡条件F1l1= F2l2可知,可以增大l1或减小l2或同时增大l1和减小l2。
A.支点不动,脚在杆上的位置前移,减小了l1,l2不变,F1将增大,故A错误;
B.将支点靠近人,脚在杆上的位置不动 ,l1减小,同时l2增大,F1将增大,故B错误;
C.将支点靠近人,同时脚在杆上的位置前移 ,l1减小,l2增大,F1将增大,故C错误;
D.将支点远离人,同时脚在杆上的位置后移, 减小l2同时增大l1,F1将减小,故D正确。
故选D。
3、如图所示的生活用具中,使用时属于费力杠杆的是( )
A.羊角锤B.筷子
C.起瓶器D. 钢丝钳
答案:B
A.羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C.起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
4、如图所示,不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦,用三种不同的方式分别拉同一物体在水平地面上做匀速直线运动,所用拉力分别为F1、F2、F3,它们的大小关系正确的是( )
A.F2<F1<F3B. F1< F2 <F3C.F2< F3< F1D.F3<F2<F1
答案:A
不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦,假设物块与地面的摩擦力为f,左滑轮为定滑轮, F1处于绳端,所以
F1=f
中滑轮为动滑轮,F2处于绳端,则
F2=12f
右滑轮为动滑轮,滑轮、物体匀速运动,滑轮受到向左的力2f等于向右的拉力F3,即
F3=2f
所以F2<F1<F3,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5、某学校劳动教育课堂上,四位同学利用杠杆原理使用劳动工具的场景如图所示。其中属于使用费力杠杆的是( )
A.锄地时举起锄头
B.用羊角锤拔钉子
C.用园艺剪修剪树枝
D.用钢丝钳剪铁丝
答案:A
A.锄地时举起锄头的过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A符合题意;
B.用羊角锤拔钉子的过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B不符合题意;
C.用园艺剪修剪树枝的过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C不符合题意;
D.用钢丝钳剪铁丝的过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
6、如图所示,斜面长10m,高4m。用平行于斜面F=50N的拉力,将重100N的物体,从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.利用此装置既可以省力,也可以省功B.物体受到的摩擦力为50N
C.对物体所做的有用功为500JD.该斜面的机械效率为80%
答案:D
A.使用任何机械都不省功,所以利用此装置不能省功,故A错误;
BC.由题意知,将物体从斜面底端匀速拉到顶端所做的有用功
W有=Gh=100N×4m=400J
所做的总功
W总=Fs=50N×10m=500J
额外功
W额=W总-W有=500J-400J=100J
物体所受的摩擦力
f=W额s=100J10m=10N
故BC错误;
D.该斜面的机械效率
η=W有W总=400J500J×100%=80%
故D正确。
故选D。
7、某天,“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说:“看,我能提起很重的物体哦(如图)!"“物理”大师竖起大拇指说:“真厉害!其实,你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”以下对于这根杠杆在提起重物的过程中,分析合理的是( )
A.前臂杠杆的支点O在肘关节处B.肱二头肌给桡骨的力F1是阻力
C.重物给前臂的力F2是动力D.前臂是一根省力杠杆
答案:A
A.前臂将物体拿起时,肘关节处保持不动,肘关节处为前臂杠杆的支点O,故A符合题意;
B.肱二头肌给桡骨的力F1是将物体拿起的动力,故B不符合题意;
C.重物给前臂的力F2是阻碍前臂上升的阻力,故C不符合题意;
D.如图所示,动力F1是力臂是肘关节到肱二头肌拉力作用线的距离,距离较小,阻力F2的力臂是肘关节到重物对手压力作用线的距离,距离较大,根据杠杆平衡条件
F1L1=F2L2
L1<L2
则
F1>F2
是费力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
8、在建筑工地,用如图所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。当电动机用1000N的力拉钢丝绳,使建筑材料在10s内匀速上升1m的过程中,额外功为300J,g取10N/kg。则下列说法中正确的是( )
A.动滑轮重为300N
B.电动机对钢丝绳做功的功率为100W
C.滑轮组的机械效率为70%
D.建筑材料的质量为270kg
答案:D
A.由图知,n=3,额外功为300J,若忽略绳重和摩擦,动滑轮的重力
G动=W额h=300J1m=300N
但题目中缺少条件“忽略绳重和摩擦”,则动滑轮的重力不等于300N,故A错误;
B.绳子自由端移动的距离
s=3h=3×1m=3m
电动机对钢丝绳做功
W总=Fs=1000N×3m=3000J
电动机对钢丝绳做功的功率为
P=W总t=3000J10s=300W
C.滑轮组的机械效率为
η=W有W总=W总-W额W总=3000J-300J3000J=90%
D.建筑材料的重力
G=W有h=W总-W额h=3000J-300J1m=2700N
建筑材料的质量为
m=Gg=2700N10N/kg=270kg
故D正确。
故选D。
9、如图所示,用一个动滑轮把重100N的沙袋从地面匀速提到6m高的楼上,所用拉力60N(绳重和摩擦不计),下列说法正确的是( )
A.动滑轮重40N
B.绳子自由端通过的距离为12m
C.拉力做的有用功为720J
D.动滑轮的机械效率为8.3%
答案:B
A.由图知,n=2,因为不计绳重和摩擦时F=1nG+G动,所以动滑轮的重力
G动=2F-G=2×60N-100N=20N
故A错误;
B.绳子自由端移动的距离
s=nh=2×6m=12m
故B正确;
C.拉力做的有用功
W有用=Gh=100N×6m=600J
故C错误;
D.拉力做的总功
W总=Fs=60N×12m=720J
滑轮组的机械效率
η=W有用W总×100%=600J720J×100%≈83.3%
故D错误。
故选B。
10、甲装置中,空吊篮A重25N,B处绳子承受的拉力足够大,C处绳子承受的最大拉力为100N。小壮将A提升到高处,施加拉力F随时间变化关系如图乙,A上升速度随时间变化关系如图丙。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是( )
A.动滑轮所受的重力为15N
B.在1~2s内克服滑轮重做的额外功为30J
C.此装置最多能匀速运载160N重的货物
D.此装置运载货物最高机械效率为92.5%
答案:D
A.由图可知,在1~2s内吊篮匀速上升,此时拉力为20N,该滑轮组n=2,则忽略绳重、摩擦、空气阻力,动滑轮的重力
G动=nF1-GA=2×20N-25N=15N
故A正确,不符合题意;
B.在1~2s内克服滑轮重做的额外功
W额=G动h=G动vt=15N×2m/s×1s=30J
故B正确,不符合题意;
C.C处绳子承受的最大拉力为100N,当拉力最大时,运载货物的重力最大
G大=nF大-G动-GA=2×100N-15N-25N=160N
故C正确,不符合题意;
D.运载货物的重力最大时,机械效率最高,此装置运载货物最高机械效率
η=W有用W总×100%=G大h(G大+G吊篮+G动)h×100%=160N160N大+25N+15N×100%=80%
故D错误,符合题意。
故选D。
11、如图所示为一衣帽架,往该衣帽架上不同位置挂同一较重的背包,衣帽架最有可能会倾倒的是( )
A.B.C.D.
答案:D
由图可知,衣帽架横杆的重力及重力的力臂不变,重力与其力臂的乘积Gl1不变,包对杠杆的拉力不变,拉力的力臂越大,其乘积G'l2越大,就越容易倾倒,由图可知,D中拉力的力臂最大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
12、如图所示,工人利用滑轮组将质量为57kg的建筑材料匀速提升,绳子自由端移动的速度为0.4m/s,动滑轮的质量为3kg,忽略绳重和摩擦,则( )
A.经过10s建筑材料被提升4mB.工人对绳子的拉力为300N
C.经过10s工人做的有用功为2280JD.此过程中该滑轮组的机械效率为90%
答案:B
A.两根绳子分担动滑轮重,故建筑材料移动的速度为
v物=12v绳=12×0.4m/s=0.2m/s
经过10s建筑材料被提升
h=vt=0.2m/s×10s=2m
故A错误;
B.工人对绳子的拉力为
F=12G物+G动=12×(57kg×10N/kg+3kg×10N/kg)=300N
故B正确;
C.经过10s工人做的有用功为
W=Fs=300N×2×2m=1200J
故C错误;
D.此过程中该滑轮组的机械效率为
η=W有W总×100%=GhFs×100%=57kg×10N/kg×2m300N×2×2m=95%
故D错误。
故选B。
13、如图所示是一辆东风牌汽车,其发动机功率为160kW,运送5t的沙石,以5m/s的速度从坡底匀速到达坡顶,已知坡长300m,坡高150m。下列说法正确的是( )
A.汽车从斜坡底端到达坡顶的时间是6min
B.汽车做的有用功为9.6×106J
C.汽车上坡做的功为4.8×106J
D.汽车运送沙石的机械效率大约是78%
答案:D
A.由题意可知,根据公式v=st可得汽车从斜坡底端到达坡顶的时间为
t=sv=300m5m/s=60s=1min
故A错误;
B.由题意可知,汽车做的有用功为克服沙石的重力做功,即
W有用=Gh=mgh=5×103kg×10N/kg×150m=7.5×106J
故B错误;
C.由题意可知,汽车上坡做的功为
W总=Pt=1.6×105W×60s=9.6×106J
故C错误;
D.因为总功为9.6×106J,有用功为7.5×106J,所以汽车运送沙石的机械效率为
η=W有用W总×100%=7.5×106J9.6×106J×100%=78.125%
故D正确。
故选D。
14、如图,用相同的滑轮组将重分别为G1和G2的物体匀速提升相同高度,所用的拉力分别是F1和F2,机械效率分别是η1和η2。若G1>G2,不计绳重及摩擦,则( )
A.F1>F2,η1>η2B.F1<F2,η1<η2
C.F1<F2,η1>η2D.F1>F2,η1<η2
答案:A
同一滑轮组绳的有效股数n相同,动滑轮重相同,若不计绳重与摩擦的影响,由F=1n(G+G动)可知,提升物体的重力越大,所用的拉力越大,由G1>G2可知,两次所用的拉力的关系为F1>F2, 滑轮组的机械效率为
η=W有W总×100%=Gh(G+G动)h×100%=GG+G动×100%=11+G动G×100%
提升物体的重力越大,滑轮组的机械效率越大,所以,两次滑轮组机械效率的关系为η1>η2,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
15、如图,用40N的拉力,在10s内将重100N的物体匀速提升3m,则该滑轮组( )
A.绳端移动的距离为6mB.有用功为120J
C.拉力做功的功率为36WD.机械效率为80%
答案:C
A.将物体匀速提升3m,则绳端移动的距离为
s=nh=3×3m=9m
故A不符合题意;
B.有用功为
W有用=G物h=100N×3m=300J
故B不符合题意;
C.拉力做的功为总功,总功为
W总=Fs=40N×9m=360J
拉力做功的功率为
P=W总t=360J10s=36W
故C符合题意;
D.滑轮组的机械效率为
η=W有用W总×100%=300J360J×100%≈83.3%
故D不符合题意。
故选C。
多选题
16、提高机械效率,能够更充分地发挥机械设备的作用,“测量机械效率”的实验装置如图所示,实验中收集到三次实验数据如下表。实验中每个动滑轮重力相同,忽略摩擦及绳重,下列说法中正确的是( )
装置
钩码重
N
钩码上升的
高度/m
弹簧测力计
示数/N
绳子自由端移
动的距离/m
a
2
0.1
1.5
0.2
b
2
0.1
1.0
0.3
c
5
0.1
2.0
0.3
A.实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计
B.实验中动滑轮重为1N
C.由a、b实验,可知滑轮组的绳子段数越多,机械效率越大
D.根据实验数据可知:该滑轮组的机械效率η与所提升物体的重力G的关系图像如图乙所示
答案:ABD
A.实验时应竖直方向匀速拉动弹簧测力计,物体受力才平衡,弹簧测力计示数才能保持不变,故A正确;
B.由图a知第一次实验中绳子段数n=2,根据F=G+G动n得
G动=nF-G=2×1.5N-2N=1N
故B正确;
C.由图a知第一次实验中绳子段数n=2
ηa=W有用W总×100%=GhFs×100%=2N×0.1m1.5N×0.2m×100%=50%
由图b知第二次实验中绳子段数n=3
ηb=W有用W总×100%=GhFs×100%=2N×0.1m1.0N×0.3m×100%=50%
经过计算a、b实验机械效率一样大,故C错误;
D.忽略摩擦及绳重,根据
η=W有用W总=GhGh+G动h=GG+G动=11+G动G
得知物重越大,机械效率越大,所以图乙中η与G的关系是正确的的,故D正确。
故选ABD。
17、如图所示,把一个重400N的物体沿竖直方向向上在10s内匀速提升了2m,所用拉力F为140N,不计摩擦和绳重。则下列计算结果正确的是( )
A.动滑轮重20N
B.拉力F做功800J
C.拉力F做功的功率为84W
D.此滑轮组机械效率为80%
答案:AC
A.由图可知滑轮组有3段绳子承重,所以拉力大小为
F=G+G动3
则动滑轮重力为
G动=3F-G=3×140N-400N=20N
故A正确;
B.物体沿竖直方向向上在10s内匀速提升了2m,则拉力移动距离为
s=3×2m=6m
拉力F做功为
W总=Fs=140N×6m=840J
故B错误;
C.拉力F做功的功率为
P=Wt=840J10s=84W
故C正确;
D.拉力做的有用功为
W有=Gh=400N×2m=800J
则滑轮组机械效率为
η=W有W总=800J840J×100%=95.2%
故D错误。
故选AC。
18、如图所示,小郭用300N的拉力提升装有西瓜的吊篮,使吊篮在20s内匀速上升2m,滑轮组的机械效率为80%(不计吊篮重量、绳重及摩擦)。下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的速度为0.1m/s
B.拉力的功率为90W
C.动滑轮重为240N
D.向吊篮里增加西瓜,此滑轮组的机械效率将变大
答案:BD
A.由图可知,n=3,则绳端移动的距离
s=nh=3×2m=6m
绳自由端的移动速度
v=st=6m20s=0.3m/s
故A错误;
B.拉力做的总功
W总=Fs=300N×6m=1800J
拉力的功率
P=W总t=1800J20s=90W
故B正确;
C.不计吊篮重量、绳重及摩擦,克服动滑轮重力所做的功
W额=(1-η)W总=(1-80%)×1800J=360J
动滑轮重
G动=W额h=360J2m=180N
故C错误;
D.由
η=W有W总=GhGh+G动h=GG+G动
可知,向吊篮里增加西瓜,此滑轮组的机械效率将变大,故D正确。
故选BD。
19、如图所示,斜面高2m、长4m,小明用平行于斜面的拉力F,将重400N的物体从斜面底端匀速拉到顶端,已知拉力F=250N,对此过程,下列结果中正确的是( )
A.有用功为4000J
B.效率为80%
C.额外功为200J
D.摩擦力为250N
答案:BC
A.由题意可知物重G=400N,斜面高h=2m,故有用功
W有用=Gh=400N×2m=800J
故A错误;
B.已知拉力F=250N,斜面长s=4m,则拉力做的总功
W总=Fs=250N×4m=1000J
机械效率
η=W有用W总×100%=800J1000J×100%=80%
故B正确;
C.额外功
W额=W总-W有用=1000J-800J=200J
故C正确;
D.由W额=fs可得,摩擦力大小
f=W额s=200J4m=50N
故D错误。
故选BC。
20、如图所示,重为12N的物体A放在足够长的水平台面上,通过轻质细绳与滑轮相连,不计绳重与滑轮间的摩擦,动滑轮重为2N,重为6N的物体B通过滑轮拉动物体A向右做匀速直线运动,A的速度为0.2m/s,2min后,物体B着地,以下说法不正确的是( )
A.物体A受到的摩擦力为3N
B.1min内绳子对物体A做功为144J
C.2min内物体B的重力做功为288J
D.若此时用一个水平向左的拉力 F使A向左做匀速直线运动,则F=8N
答案:ABC
A.由图知,动滑轮上绳子的股数n=2,不计绳重与滑轮间的摩擦,则绳子的拉力:
F'=1n(GB+G动)=12×(6N+2N)=4N
物体A向右做匀速直线运动时处于平衡状态,受到向左的摩擦力和向右绳子的拉力是一对平衡力,则物体A受到的摩擦力
f=F′=4N
故A错误;
B.由速度公式可得,1min内物体A移动距离
s=vt=0.2m/s×60s=12m
则1min内绳子对物体A做功
WA=F′s=4N×12m=48J
故B错误;
C.2min内物体A移动距离
s'=vt'=0.2m/s×2×60s=24m
B物体下降的高度
h=12s'=12×24m=12m
B物体的重力做功为
WB=GBh=6N×12m=72J
故C错误;
D.若用一个向左的拉力F使 A向左匀速运动,此时A对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变,则A受到的摩擦力大小不变,仍为4N;此时A受到向左的拉力F、向右的绳子拉力F′和摩擦力f处于平衡状态,其合力为零,则拉力为
F=f+F'=4N+4N=8N
故D正确。
故选ABC。
21、为了将放置在水平地面上重为150N的物体提升到高处,小阳设计了如图甲所示的滑轮组。小阳用竖直向下的拉力F拉绳,拉力F随时间的变化关系图像如图乙所示,物体上升的高度h随时间t变化的关系图像如图丙所示。若物体与地面的接触面积为5×10-2m2,不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是( )
A.动滑轮受到的重力为50N
B.在0~1s内,物体对地面的压强为800Pa
C.在1~2s内,拉力F做的功为250J
D.在2~3s内,滑轮组的机械效率为83.3%
答案:BC
A.由丙图可知,物体在2~3s内做匀速直线运动,由乙图可知,此时绳子的拉力
F=80N
对滑轮组受力分析得
2F=G物+G动
所以动滑轮的重力为
G动=2F-G物=2×80N-150N=10N
故A错误;
B.由乙图可知,在0~1s内,绳子的拉力
F=60N
把滑轮和物体看作一个整体,受力分析得
2F+F支=G物+G动
根据力的作用是相互的原则,可得物体对地面的压力
F压=F支=G物+G动-2F=150N+10N-2×60N=40N
所以,物体对地面的压强为
p=FS=40N5×10-2m2=800Pa
故B正确;
C.由乙图可知,在1~2s内,绳子的拉力
F=100N
由丙图可知,物体上升高度
h=1.25m
连在动滑轮上的绳子股数
n=2
所以,绳子移动的距离为
s=nh=2×1.25m=2.5m
可得,拉力F做的功为
W=Fs=100N×2.5m=250J
故C正确;
D.由乙图可知,在2~3s内,绳子的拉力
F=80N
滑轮组的机械效率为
η=W有W总×100%=G物hFs×100%=G物nF×100%=150N2×80N×100%=93.75%
故D错误。
故选BC。
22、体重750N的工人用如图甲装置提升重物,每次运送量不定,动滑轮的机械效率随提升物体重力变化的关系如图乙所示。提升重物过程中绳子始终竖直,不计绳重与摩擦,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.动滑轮的重力是500N
B.用该装置匀速提起1100N的物体,人对地面压力为250N
C.若工人用300N拉力将重物匀速提升0.4m,拉力做功为120J
D.该装置的机械效率为68%时,提升重物的重力是850N
答案:BD
A.不计绳重与摩擦,滑轮组的机械效
η=W有用W总=W有用W有用+W额外=G物hG物h+G动h=G物G物+G动
由图乙可知,当物体重为600N时,滑轮组的机械效率为60%,即
60%=600N600N+G动
可求得G动=400N,故A错误;
B.该滑轮组有3段绳子承担物体和动滑轮重,匀速提起1100N的物体,人作用在绳子自由端的向下的拉力为
F=G物+G动3=1100N+400N3=500N
绳子对人向上的拉力为500N,因为地面地面对人的支持力与人对地面的压力是一对大小相等的相互作用力,则人对地面的压力为
F压=F支=G人-F=750N-500N=250N
故B正确;
C.将重物匀速提升0.4m,绳子自由端移动到额距离为
s=0.4m×3=1.2m
拉力做的功为
W=Fs=300N×1.2m=360J
故C错误;
D.因为
η=G物G物+G动
该装置的机械效率为68%时,有
68%=G物G物+400N
可求得G物=850N,故D正确。
故选BD。
23、下列简单机械中能够省力的是( )
A.独轮车B.镊子C.撬棍D.天平
答案:AC
AC.独轮车、撬棍在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故AC符合题意;
B.镊子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B不符合题意;
D.天平在使用时,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故D不符合题意。
故选AC。
24、如图是挖井时工人利用杠杆从井中提升砂土的示意图。杠杆AB可在竖直平面内绕固定点O转动,已知AO∶OB=3∶2,悬挂在A端的空桶重15N,若某次提升的砂土重为185N,人在B端施加竖直向下的拉力,使杠杆AB在水平位置平衡,不计摩擦、杠杆重和绳重,则下列说法正确的是( )
A.杠杆AB是省力杠杆B.利用杠杆AB可以省距离
C.A端挂空桶时工人的拉力大小为10ND.提升砂土时工人的拉力大小为300N
答案:BD
A.由AO∶OB=3∶2可知,此杠杆的动力臂小于阻力臂,则此杠杆为费力杠杆,故A错误;
B.由功的原理可知,使用任何机械都不能省功,费力的杠杆省距离,故B正确;
C.根据杠杆平衡条件可知
G空桶×AO=F1×OB
则提升空桶时工人的拉力
F1=G空桶×AOOB=15N×32=22.5N
故C错误;
D.根据杠杆平衡条件可知
G总×AO=F2×OB
则提升砂土时工人的拉力
F2=G总×AOOB=(15N+185N)×32=300N
故D正确。
故选BD。
25、如图,轻质杠杆OA中点通过细线悬挂一个重力为60N的物体,在A端施加一竖直向上的拉力F,杠杆在水平位置平衡,下列有关说法正确的是( )
A.此杠杆为省力杠杆
B.使杠杆逆时针转动的是拉力F
C.保持拉力F的方向不变,将杠杆从A位置缓慢提升到B位置,拉力F将减小
D.杠杆处于水平位置平衡时拉力F的大小为 30N
答案:ABD
A.杠杆在水平位置平衡,此时从图中可知,动力臂比阻力臂长,根据杠杆的分类可知此时是升力杠杆,故A正确;
B.由图题意可知,使杠杆逆时针转动的是拉力F,下面所挂的物体重力是阻力,故B正确;
C.当保持拉力F的方向不变,将杠杆从A位置缓慢提升到B位置,由于阻力大小没变,动力臂和阻力臂的比值也没有变,故拉力F大小也不变,故C错误;
D.杠杆处于水平位置平衡时,根据杠杆平衡条件
F×L=G×12L
所以拉力F的大小为 30N,故D正确。
故选ABD。
填空题
26、“由物及理,思维建模”。如图所示,这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置,该提升装置相当于______(填简单机械名称)模型;人们借助这种装置的主要目的是为______(选填“省力”、“省距离”或“省功”);若某同学所用的拉力为300N,不计摩擦和装置的自重,则摩托车的质量为______kg。(g取10N/kg)
答案: 定滑轮和动滑轮组成的滑轮组 省力 150
[1]提升物体时,上面的滚轴的轴固定不动,属于定滑轮;下面的滚轴和物体一起移动,属于动滑轮,所以把该装置看成由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。
[2]利用该装置既能省力,又能改变力的方向。
[3]不计摩擦和装置的自重,人对绳的拉力为
F=15G=300N
所以G=1500N,则摩托车的质量为
m=Gg=1500N10N/kg=150kg
27、如图所示,质量分布均匀的相同的两块砖平放在水平地面上,现分别用始终竖直向上的力F1和F2分别作用在ab和cd的中点,使它们缓慢的竖直起来,且砖不在地面上滑动,当砖的边ab、cd刚离开地面时F1________F2(选填“>”、“<”或“=”)。当两块砖抬高至竖直位置时,F1、F2做功的大小分别为W1、W2,则W1________W2(选填“>”、“<”或“=”)。
答案: = >
[1]左图以与地面接触的下边为支点转动,F1克服重力才能将砖抬起,由杠杆平衡条件得到
F1×cd=mg×cd2
F1=mg2
右图同理有
F2×ab=mg×ab2
F2=mg2
所以
F1=F2
[2]在ab或cd边不断抬高的过程中,动力臂始终等于阻力臂的2倍,所以动力臂与阻力臂的比值不变,砖的重力不变,由杠杆的平衡条件可知,在ab或cd不断抬高的过程中,动力的大小不变,即F1始终等于F2;由
cd>ab
可知,拉力F1移动的距离大,由W=Fh可得,两次拉力做功的关系为
W1>W2
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、如图甲所示,小明将空吊篮提升到高处,拉力F随时间t变化的图像如图乙所示,空吊篮上升的v﹣t图像如图丙所示,动滑轮重20N,在0~1s内空吊篮处于 ___________(选填“平衡”或“非平衡”)状态,空吊篮重为 ___________N(忽略绳重、摩擦和空气阻力);若绳子能承受的最大拉力为120N,则吊篮最多能装货物的质量为 ___________kg。(g取10N/kg)
答案: 非平衡 30 19
[1]由图丙可知,吊篮在0~1s处于加速运动状态,因此吊篮处于非平衡状态。
[2]由图丙可知,1~2s吊篮匀速运动,由图乙可知人的拉力F2=25N,此时吊篮处于平衡状态,由图甲可知,绳子承重段数为2,忽略绳重、摩擦和空气阻力,则有拉力
F2=1n(GA+G动)=12×(GA+20N)=25N
解得空吊篮的重力:GA=30N。
[3]忽略绳重、摩擦、空气阻力,提升重物时绳子最大拉力F最大=1n(G货物+GA+G动),则提升货物的最大重力
G货物=2F最大-GA-G动=2×120N-30N-20N=190N
吊篮最多能装货物的质量
m货物=G货物g=190N10N/kg=19kg
30、如图所示,自重不计的杠杆ABO能绕O点自由转动,B为杠杆的中点,在B处挂一重为100N的物体,若在杠杆末端A点施加一个力,使杠杆在水平位置平衡,则此杠杆______(选填“一定”或“不一定”)是省力杠杆;若在A点施加一个最小的力使杠杆在水平位置平衡,此力的大小是______N。
答案: 不一定 50
[1] A点力的方向不同,力臂的大小则不同,若动力臂大于阻力臂,则为省力杠杆;若动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;若动力臂等于阻力臂,既不省力,也不费力,所以此杠杆不一定省力。
[2]根据杠杆的平衡条件F1l1=F2 l2,因阻力(大小等于物体的重力)和阻力臂大小(OB)一定,若在A点施加一个最小的力,应使其动力臂最长,由图知最长力臂为OA,所以力应垂直于OA向上。因为OA是OB的2倍,即动力臂是阻力臂的2倍,根据杠杆的平衡条件,在A点施加的最小的力
F=12G=12×100N=50N
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