资源描述
课时训练(十一) 杠杆、滑轮、机械效率
(限时：32分钟)
|基础巩固|
一、选择题
1.[2019·襄阳] 下列杠杆中属于省力杠杆的是 ( )
A.定滑轮 B.筷子 C.钳子 D.钓鱼竿
2.[2019·温州] 晾晒三条相同的湿毛巾,下列做法最有可能让衣架保持水平的是 ( )
图K11-1
3.[2018·聊城]人体中的许多部位都具有杠杆的功能。图K11-2是人用手托住物体时手臂的示意图,当人手托5 kg的物体保持平衡时,肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定 ( )
图K11-2
A.大于5 kg B.大于49 N
C.小于49 N D.等于49 N
4.[2018·连云港]如图K11-3所示,O为杠杆的支点,杠杆右端挂有重为G的物体,杠杆在力F1的作用下在水平位置平衡。如果用力F2代替力F1使杠杆仍在水平位置保持平衡,下列关系中正确的是 ( )
图K11-3
A.F1<F2 B.F1>F2
C.F2<G D.F1=G
5.[2018·重庆]工人用如图K11-4所示的动滑轮,将重1000 N的物体在5 s内匀速竖直提升了1 m,人对绳自由端的拉力F为600 N,不计绳重和摩擦。以下结论正确的是( )
图K11-4
A.动滑轮的有用功为600 J
B.动滑轮的重力为400 N
C.滑轮的机械效率为83.3%
D.拉力F的功率为120 W
6.[2018·福建]如图K11-5所示,用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比,提升A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响,则提升A的过程 ( )
图K11-5
A.额外功较小 B.额外功较大
C.总功较小 D.总功较大
7.[2018·乐山]图K11-6甲中用力F1水平拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离。图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离,水平拉力为F2。使用动滑轮的过程中( )
图K11-6
A.总功为W总=F2s
B.有用功为W有=Gs
C.机械效率为η=Gs2F2s×100%
D.额外功为W额=2F2s-F1s
二、填空题
8.[2018·天门]如图K11-7所示,水平地面放一两端粗细不同的长杆AB,其重心为O,OA∶OB=2∶1,用竖直向上的力FA将长杆一端A微微抬离地面,FA为100 N,长杆AB所受重力为 N;用竖直向上的力FB将长杆的另一端B微微抬离地面,FB为 N。
图K11-7
9.[2019·岳阳] 如图K11-8,动滑轮实质上是一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆,用60 N的拉力将沙桶从地面提到10 m高的楼上,拉力做的功是 J。
图K11-8
10.[2019·娄底] 既可以省力,又可以改变用力方向的滑轮是 (选填“定滑轮”“动滑轮”或“滑轮组”);利用一个效率为90%的杠杆做100 J的总功,其中额外功是 J。
三、作图题
11.[2019·眉山] 如图K11-9所示,用一根硬棒撬动一个石块,棒的上端A是动力的作用点,若要用最小的力撬动石块,请标出杠杆的支点O,并画出最小动力F的示意图。
图K11-9
12.[2019·通辽] 请在图K11-10中画出：
(1)重物所受重力的示意图;
(2)拉力F的力臂l。
图K11-10
四、实验题
13.[2019·荆州]小华做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图K11-11甲所示,杠杆上相邻刻线间的距离相等。
图K11-11
(1)杠杆在如图甲所示的位置静止时 (选填“是”或“不是”)处于杠杆平衡状态的。
(2)为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节。
(3)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡后,在A点挂两个钩码,每个钩码重0.5 N,在B点竖直向下拉弹簧测力计,仍使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数应为 N。当弹簧测力计改为斜拉时,再次使杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验,其目的是 。
五、计算题
14.[2018·北京]图K11-12是用动滑轮提升货物A的示意图。在竖直向上的拉力F的作用下,使重450 N的货物A在50 s的时间里,匀速竖直上升了10 m。在这个过程中,拉力F做的功为5000 J。求：
图K11-12
(1)有用功W有。
(2)拉力F的功率P。
(3)动滑轮的机械效率η。
|能力提升|
15.[2019·荆门]如图K11-13用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度,不计绳重和摩擦的影响,提升A的过程滑轮组的机械效率较大,则下列判断正确的是 ( )
①A物体比B物体轻 ②提升A的拉力较大 ③提升A所做的额外功较少 ④提升A做的有用功较多
图K11-13
A.只有①③ B.只有②④
C.只有②③ D.只有①④
【参考答案】
1.C 2.B 3.B 4.B
5.C [解析]动滑轮的有用功W有=Gh=1000 N×1 m=1000 J,故A错误。不计绳重和摩擦,动滑轮的重力为G动=nF-G=2×600 N-1000 N=200 N,故B错误。绳端移动的距离s=nh=2×1 m=2 m,总功W=Fs=600 N×2 m=1200 J,η=W有W总×100%=1000 J1200 J×100%≈83.3%,故C正确。拉力F的功率为P=W总t=1200 J5 s=240 W,故D错误。
6.D
7.D [解析]使用动滑轮拉力端移动距离s'=2s,拉力做的总功W总=F2s'=F2×2s=2F2s,故A错误。使用动滑轮做的有用功,等于直接拉物体做的功,即W有=F1s,故B错误。机械效率η=W有W总×100%=F1s2F2s×100%,故C错误。额外功W额=W总-W有=2F2s-F1s,故D正确。
8.300 200
[解析]用竖直向上的力FA将长杆一端A微微抬离地面时,此时B是支点,长杆重心为O,
根据杠杆平衡条件得FA×AB=G×OB,
所以,长杆AB所受的重力G=FA×ABOB=FA×AO+OBOB=100 N×2+11=300 N。
用竖直向上的力FB将长杆的另一端B微微抬离地面时,此时A为支点,根据杠杆平衡条件得FB×AB=G×OA,所以,FB=G×OAAB=G×OAOA+OB=300 N×22+1=200 N。
9.省力 1200
10.滑轮组 10
11.如图所示
12.如图所示
13.(1)是 (2)右 (3)1.5 变大 (4)使实验结论更具有普遍性(或避免实验结论的偶然性)
14.解：(1)有用功W有=Gh=450 N×10 m=4500 J。
(2)拉力F的功率P=W总t=5000J50s=100 W。
(3)动滑轮的机械效率η=W有W总×100%=4500J5000J×100%=90%。
15.B [解析]不计绳重与摩擦的影响,滑轮组的机械效率：η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动,由此可知：同一个滑轮组,重物越重,机械效率越大;由于提升A的过程滑轮组的机械效率较大,所以A物体比B物体重,所以①错误。由F=12(G+G动)可知：提升A的拉力大,所以②正确。由于是同一个滑轮组,重物提升高度相同,所以额外功相等,所以③错误。A重力大,提升相同高度,故有用功大,所以④正确,故ACD错误,B正确。
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