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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全部重要知识点
1
单选题
1、如图,重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下,从斜面的底部移到顶部,设沿斜面移动的距离为s,高为h,拉力为F,物体受到的摩擦力为f。则斜面的机械效率为( )
A.GhfsB.GhFsC.Gh(F+f)sD.Gh(F-f)s
答案:B
有用功为
W有=Gh
总功为
W总=Fs
斜面的机械效率为
η=W有W总=GhFs
故选B。
2、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。
3、如图,一端细一端粗的直棒,直棒上AB两处各放相同的蜡烛,然后在O点支起来并使直棒在水平位置平衡,O恰为AB的中点,同时点燃这两支蜡烛,当两支蜡烛都燃烧掉一半之后,直棒将( )
A.A端上升B.仍然平衡C.B端上升D.无法判断
答案:B
根据图示可知,OA=OB,当燃烧相同的蜡烛后,由于左侧减少的力与力臂的乘积等于右侧减少的力与力臂的乘积,剩余蜡烛与相应力臂的乘积A端等于B端,因此两端仍然平衡,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4、如图所示,用镊子夹起小球,镊子属于( )
A.省力杠杆B.费力杠杆C.等臂杠杆D.无法判断
答案:B
由图可知,镊子在使用时,支点在其末端,阻力在顶端,动力作用在中间,动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5、把质量相等的A、B两物体挂在如图所示滑轮组下面,不计绳重、滑轮重和摩擦,放手后( )
A.A、B均静止B.无法确定A、B的运动情况
C.A上升D.A下降
答案:D
B所在的滑轮随重物一起移动,为动滑轮,动滑轮省一半的力,A所在的滑轮不随重物一起移动,为定滑轮,定滑轮不省力;A与B质量相等,则重力相等,不计绳子、滑轮的重力和摩擦,将B拉起只需A重力的一半即可,所以放手后A下降,B上升。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6、用如图所示的四种方式匀连提升同一物体(不计机械自重和摩擦),其中最费力的是( )
A.B.
C.D.
答案:A
设物体重力为G,不计机械自重和摩擦,则没有额外功。选项A中为动滑轮,拉力F1=2G;选项B中为定滑轮,拉力F2=G;选项C中滑轮组有效绳子段数n=3,则拉力F3= G3;选项D中有用功等于总功,斜面长为高的2倍,则
W有=W总
Gh=F4s
Gh=F4×2h
解得F4=G2。综上分析可知,F1最大、最费力。
故选A。
7、用如图所示的滑轮组在ls内将重为10N的物体沿竖直方向匀速提升0.2m,作用在绳子自由端的拉力F为4N,不计绳重和滑轮轴间的摩擦。在上述过程中,下列物理量计算结果正确的是( )
A.动滑轮的重量为1NB.总功功率为2W
C.额外功为0.4JD.滑轮组的机械效率为75%
答案:C
A.由公式
F=1n(G物+G动)
可得,动滑轮的重力为
G动=nF-G物=3×4N-10N=2N
故A错误;
B.拉力F移动的距离s为
s=nh=3×0.2m=0.6m
则总功功率为
P=W总t=Fst=4N×0.6m1s=2.4W
故B错误;
C.总功与有用功分别为
W总=Fs=4N×0.6m=2.4J
W有用=Gh=10N×0.2m=2J
则额外功为
W额=W总-W有用=2.4J-2J=0.4J
故C正确;
D.滑轮组的机械效率为
η=W有用W总×100%=2J2.4J×100%=83.3%
故D错误。
故选C。
8、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。
9、分别使用图中四种装置匀速提升同一重物,不计滑轮重、绳重和摩擦,最省力的是( )
A.B.
C.D.
答案:A
A.不计滑轮重、绳重和摩擦,承重绳子的段数n=3,则拉力
F1=G物3
B.不计滑轮重、绳重和摩擦,承重绳子的段数n=2,则拉力
F2=G物2
C.定滑轮相当于等臂杠杆,不计滑轮重、绳重和摩擦,则拉力
F3=G物
D.动滑轮相当于省力杠杆,不计滑轮重、绳重和摩擦,则拉力
F4=G物2
综上,四种装置匀速提升同一重物,则最省力的是A中的装置。
故选A。
10、如图为探究动滑轮工作时的特点实验,每个钩码所受的重力为2N,动滑轮所受的重力为1N,竖直向上拉弹簧测力计,使钩码匀速上升。则弹簧测力计的示数最符合实际的是( )
A.2.0NB.2.5NC.2.6ND.4.0N
答案:C
由题可知,重物由两根绳子承担,根据F拉=G物+G动n可知
F拉=G物+G动n=4N+1N2=2.5N
考虑到摩擦等因素,拉力略大于2.5N,故弹簧测力计示数大约是2.6N。故C符合题意。
故选C。
11、如图所示,正在使用的四种工具中,属于费力杠杆的是( )
A.瓶盖起子
B.托盘天平
C.羊角锤
D.筷子
答案:D
A.瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故B不符合题意;
C.羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D符合题意。
故选D。
12、码头上的工作人员,利用如图所示的杠杆将一桶淡水从地面转移到船上(杠杆始终保持水平)。挂在A端的的桶重100N,内部底面积为600cm2,桶内装有800N的水,水深1m。重600N的工作人员用绳子竖直拉住B端,工作人员的脚与地面的接触面积300cm2,OA:OB=1:3。下列计算结果错误的是( )(ρ水=1.0×103kgm3,g取10Nkg)
A.水对桶底的压强为1.0×104PaB.水对桶底的压力为600N
C.人对地面的压力为375ND.人对地面的压强为1.0×104Pa
答案:C
A.水对桶底的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1.0×104Pa
故A正确,不符合题意;
B.水对桶底的压力为
F=pS=1.0×104Pa×600×10-4m2=600N
故B正确,不符合题意;
C.根据杠杆平衡原理,可得人对绳子的拉力为
F拉=OAOB(G水+G桶)=13×900N=300N
所以人对地面的压力为
F压=G人-F拉=600N-300N=300N
故C错误,符合题意;
D.人对地面的压强为
p人=F压S人=300N300×10-4m2=1.0×104Pa
故D正确,不符合题意。
故选C。
13、小摩同学家里正在修建楼房,他通过调查了解到工人利用如图的装置,将重力为900N的物体匀速提升了6m,工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略绳重和机械之间的一切摩擦。下列说法中正确的是( )
①拉力F做功为2850J
②动滑轮的重力为50N
③拉力F做的额外功为600J
④如用该装置匀速提升重力为950N的物体,则该滑轮组的机械效率为95%。
A.①③B.②④C.①②D.③④
答案:B
①如图所示,一共有两段绳子分担动滑轮重,故绳子自由端移动的距离为
s绳=2h物=2×6m=12m
拉力F做功为
W总=Fs=475N×12m=5.7×103J
故①错误;
②动滑轮的重力为
G动=2F-G物=2×475N-900N=50N
故②正确;
③拉力F做的额外功为
W额=G动h=50N×6m=300J
故③错误;
④如用该装置匀速提升重力为950N的物体,则该滑轮组的机械效率为
η=W有W总×100%=G物hG物h+G动h×100%=G物G物+G动=950N950N+50N=95%
故④正确,故综上所述,②④正确,B正确。
故选B。
14、用一个动滑轮在8s内将一重为300N的物体匀速向上提起2m,拉力为200N。这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是( )
A.66.7%,50WB.66.7%,100WC.75%,50WD.75%,100W
答案:D
AB.一个动滑轮提升重物,一共有两段绳子分担物重,故n=2,这个动滑轮的机械效率
η=W有W总×100%=GhFs×100%=GhF×2h×100%=300N2×200N×100%=75%
故AB不符合题意;
CD.绳子移动的距离为
s绳=2h物=2×2m=4m
拉力的功率分别是
P=Wt=Fs绳t=200N×4m8=100W
故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
15、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。
多选题
16、用五个质量相同的滑轮和绳子组成如图所示的滑轮组,分别用拉力F1和F2将物体A匀速提升,甲滑轮组的机械效率为η1,乙滑轮组的机械效率为η2,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.F1小于F2B.两滑轮组所做的额外功相等
C.η1一定等于η2D.拉力的功率相等
答案:AC
A.由图可知,甲由3段绳子承担物重,不计绳重和摩擦,则拉力
F1=13G动+G物
由图可知,乙由2段绳子承担物重,不计绳重和摩擦,则拉力
F2=12G动+G物
所以F1小于F2,故A正确;
B.由题意可知,不计绳重及摩擦,则两滑轮组所做的额外功为克服动滑轮的重力所做的功,即
W额外=G动h
由于两滑轮组物体提升的高度h未知,所以无法比较两滑轮组所做的额外功大小,故B错误;
C.由机械效率的定义式推算可知
η=W有用W总=G物hFs=G物hG物+G动h=G物G物+G动
由于甲和乙的物重及动滑轮重相同,则两种情况下机械效率也相同,即η1一定等于η2,故C正确;
D.由题意可知,两滑轮组拉力的功率
P=Wt=Fst=Fv
由于两滑轮组绳端移动的速度v未知,所以无法比较两滑轮组拉力的功率大小,故D错误。
故选AC。
17、某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示,物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示,已知物体的质量为900g,所用动滑轮的质量为100g,绳子自由端的拉力F为2.8N。g取10N/kg。在0~2s的过程中,下列说法中正确的是( )
A.绳子自由端移动的速度为0.2m/sB.拉力F的功率为0.56W
C.有用功为90JD.滑轮组的机械效率为90%
答案:AB
A.绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示,绳子自由端移动的速度为
v=st=40cm2s=20cm/s=0.2m/s
故A正确;
B.拉力F的功率
P=Wt=Fst=Fv=2.8N×0.2m/s=0.56W
故B正确;
C.由图可知,在0~2s的过程中,物体升高高度
h=10cm=0.1m
拉力做的有用功
W有=Gh=mgh=0.9kg×10N/kg×0.1m=0.9J
故C错误;
D.由图线ab所示分析可得动滑轮绕绳子的段数
n=sh=40cm10cm=4
滑轮组的机械效率为
η=W有W总=GhFs=GnF=0.9kg×10N/kg4×2.8N×100%≈80.4%
故D错误。
故选AB。
18、如图所示,用滑轮组将重1200N的金属块打捞出水面不计绳重、摩擦和水对金属块的阻力,作用在绳子自由端拉力的功率始终保持1500W,金属块浸没在水中时匀速提起的速度为v1=1m/s,金属块的密度为ρ=6×103kg/m3,取g=10N/kg。下列说法正确的是( )
A.金属块露出水面之前,绳子自由端移动的速度为v=3m/s
B.金属块露出水面之前滑轮组的机械效率η=85.2%
C.滑轮组中动滑轮的重力为G动=500N
D.金属块全部拉出水面后作用在绳子自由端的拉力比金属块露出水面之前作用在绳子自由端的拉力大100N
答案:AC
A.如图所示,n=3,所以s=3h,金属块露出水面之前,绳子自由端移动的速度为
v=3v1=3m/s
故A正确;
B.金属块浸没在水中时匀速提起时绳子端的拉力为
F拉=Pv=1500W3m/s=500N
金属块浸没在水中时排开水的体积与物体体积相同,此时受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=ρ水g×G物gρ物=ρ水ρ物×G物=1.0×103kg/m36×103kg/m3×1200N=200N
金属块露出水面之前滑轮组的机械效率为
η=W有W总=F拉hFs=F拉3F=G物-F浮3F=1200N-200N3×500N≈66.7%
故B错误;
C.根据题意,可得动滑轮的重力为
G动=nF-G物-F浮=3×500N-1200N-200N=500N
故C正确;
D.金属块全部拉出水面后作用在绳子自由端的拉力为
F拉'=1nG物+G动=131200N+500N≈566.7N
拉出水前后的拉力差为
ΔF=F拉'-F拉=566.7N-500N=66.7N
故D错误。
故选AC。
19、图中的定滑轮重0.5N,物体A重6N。在2s的时间内,拉力F的作用点沿竖直方向匀速升高了1.2m,这个过程中,拉力F所做的额外功是0.36J。不计滑轮轴摩擦和绳重,以下分析正确的是( )
A.滑轮组的机械效率约为78%
B.天花板对定滑轮的拉力为4.1N
C.此装置绳端移动距离是原来的两倍时,滑轮组的机械效率变大
D.此装置竖直匀速提升比A更重的物体时,滑轮组的机械效率变大
答案:BD
A.由图可知,滑轮组由4段绳子承担物重,故
F=14G总
重物提升的距离
h=14s=14×1.2m=0.3m
在不计摩擦与绳重的情况下,额外功来自于动滑轮和托板的重,即
W额=G额h
则
G额=W额h=0.36J0.3m=1.2N
滑轮组的机械效率为
η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+W额=6N×0.3m6N×0.3m+0.36J≈83.3%
故A错误;
B.由图可知,定滑轮受到天花板的拉力F天,自身重力G定,和两条拉力为F的绳子作用,则定滑轮受到竖直向上的合力等于竖直向下的合力,即
F天=G定+2F=G定+2×14(G+G额)=0.5N+2×14×(6N+1.2N)=4.1N
故B正确;
C.由机械效率的推导公式可知
η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+W额=GG+W额h=GG+G额
由上述的推导公式可知,机械效率只与物体的重力G和G额有关,与物体上升的高度和绳子自由端移动的距离无关,此装置绳端移动距离是原来的两倍时,滑轮组的机械效率不变,故C错误;
D.由机械效率的推导公式可得
η=W有W总=W有W有+W额=GG+G额=11+G额G
此装置竖直匀速提升比A更重的物体时,即公式中的G变大,滑轮组的机械效率也变大,故D正确。
故选BD。
20、如图所示是某场馆建设中的装置,滑轮组悬挂在水平支架上,工人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使物体A在10s 内匀速上升了 2m,已知物体A重 200N,该工人重 500N,两个滑轮质量相等,此时滑轮组的机械效率为80%。关于该过程下列说法正确的是(不计滑轮组的绳重和摩擦)( )
A.每个动滑轮的重力为50NB.工人对水平地面压力为375N
C.人对绳子拉力的功率为100WD.滑轮组对支架的拉力为 425N
答案:ABD
A.由图可知滑轮组用2段绳子提起物体,不计绳重和摩擦,由滑轮组的机械效率η=GnF可得,拉力F的大小
F=Gηn=200N80%×2=125N
由公式F=1nG物+G动可得,动滑轮的重力
G动=nF-G物=2×125N-200N=50N
故A正确;
B.工人重力为500N,工人拉绳子的力为125N,则绳子拉工人的力也是125N,则工人对地面的压力
F压=G-F=500N-125N=375N
故B正确;
C.滑轮组用2段绳子承担物重,故绳子移动的距离
S=2h=2×2m=4m
拉力做的功
W=Fs=125N×4m=500J
拉力的功率
P=Wt=500J10s=50W
故C错误;
D.支架受到滑轮组的拉力
F支=nF+G定=3×125N+50N=425N
故D正确。
故选ABD。
21、用如图所示的滑轮组把一个重为30N的物体沿竖直方向匀速提升0.6m,拉力为12N,不计绳重与摩擦,下列说法正确的是( )
A.滑轮组机械效率是83.3%B.拉力做功为21.6J
C.动滑轮重是18ND.若增加物重,可以提高机械效率。
答案:ABD
AB.由图示知,滑轮组承重绳子为3根,提升物体所做的有用功
W有=Gh=30N×0.6m=18J
绳子端移动的距离
s=nh=3×0.6m=1.8m
拉力所做的总功
W总=Fs=12N×1.8m=21.6J
滑轮组的机械效率
η=W有W总=18J21.6J×100%=83.3%
故AB正确;
C.不计绳重与摩擦时,动滑轮的重力
G动=3F-G=3×12N-30N=6N
故C错误;
D.若增加物重,则所做的有用功增大,在不计绳重与摩擦时,所做的额外功不变,所以可以提高机械效率。故D正确。
故选ABD。
22、在抗洪抢险行动中,小军需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上,为了省力他采用5m的长木板搭了一个斜面(如图),搬运过程中他用沿斜面向上1200N的力,历时5min将重物匀速地推到车上。下列说法中正确的是( )(g=10N/kg)
A.小军做的功为6000JB.物体受到的摩擦力为1200N
C.小军做功的功率为1200WD.此简易斜面装置的机械效率为80%
答案:AD
A.他采用5m的长木板搭了一个斜面,他用沿斜面向上1200N的力,则小军做的功
W=Fs=1200N×5m=6000J
故A正确;
B.由D知有用功为4800J,则额外功等于1200J,物体受到的摩擦力
f=W额s=1200J5m=240N
故B错误;
C.由A知小军做的功为6000J,则小军做功的功率
P=Wt=6000J5×60s=20W
故C错误;
D.小军把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上,则有用功
W有=Gh=mgh=240kg×10N/kg×2m=4800J
此简易斜面装置的机械效率
η=W有W总=4800J6000J×100%=80%
故D正确。
故选AD。
23、如图所示,重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为3m
B.有用功为400J
C.拉力F的功率为3W
D.物体与地面间的滑动摩擦力为72N
答案:AD
A.由图示知,滑轮组承重绳子为3根。10s内,物体移动的距离
s物=vt=0.1m/s×10s=1m
绳子自由端移动的距离
s绳=3s物=3×1m=3m
故A正确;
B.滑轮组所做的总功
W总=Fs绳=30N×3m=90J
据η=W有W总 知,有用功
W有=ηW总=80%×90J=72J
故B错误;
C.拉力F的功率
P=W总t=90J10s=9W
故C错误;
D.图示为水平方向的滑轮组,克服滑动摩擦所做的功为有用功,所以物体与地面间的滑动摩擦力
f=W有s物=72J1m=72N
故D正确。
故选AD。
24、用如图所示的滑轮组竖直匀速提升重物,卷扬机用大小为F的拉力,在时间t内把重力为G的物体A匀速竖直提升了h,滑轮组的机械效率为η,不计绳重与摩擦,则( )
A.若物体A重力变为2G,则拉力也会变为2F
B.若匀速提升的高度h增大,机械效率仍为η
C.t时间内滑轮组做的额外功W额=Gh(1-η)η
D.若卷扬机的拉力F的功率为P,则动滑轮的重力G动=2Pth-G
答案:BC
A.若物体A的重力为2G时,由于滑轮重力不变,则拉力会小于2F,故A不符合题意;
B.机械效率与提升的高度无关,故若匀速提升的高度h增大,机械效率仍为η,故B符合题意;
C.由题意可知,由
W总=W有+W额=Ghη
可得t时间内滑轮组做的额外功
W额=W总-W有=Ghη-Gh=Gh(1-η)η
故C符合题意;
D.若卷扬机的拉力F的功率为P,则由
W总=Pt=(G+G动)h
则动滑轮的重力为
G动=Pth-G
故D不符合题意。
故选BC。
25、如图所示,用完全相同的四个滑轮组成甲、乙两个滑轮组,在各自的自由端分别施加F1和F2的拉力,在相同的时间内将相同的物块提升相同的高度(不计绳重和摩擦)。下列说法正确的是( )
A.拉力F1小于F2
B.甲、乙滑轮组的机械效率相等
C.甲、乙两滑轮组拉力所做的额外功相等
D.甲图中绳子自由端移动的速度大于乙图中绳子自由端移动的速度
答案:BC
A.不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦,拉力
F=1n(G物+G动)
从图中可知n1=2,n2=3,所以绳子自由端的拉力
F1=12(G物+G动),F2=13(G物+G动)
所以
F1>F2
故A错误;
BC.因为使用相同的滑轮,动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,不计绳重和摩擦
W额=G动h,W有用=G物h
所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,则总功相同;由η=W有用W总可知两滑轮组的机械效率相同,故BC正确;
D.在相同的时间内将相同的物块提升相同的高度,由v=st可得物块提升的速度v物相同,绳子自由端移动的速度
v1=2v物,v2=3v物
所以
v1<v2
故D错误。
故选BC。
填空题
26、如图所示,不计滑轮重及摩擦,物体A、B重均为20N,当用竖直向上的力F2匀速提升物体B时,此时力F2大小为___________N;若F1和F2所做的功相等,物体A、B移动的距离之比是___________。
答案: 10 1∶1
[1]由图可知,是使用动滑轮提升B物体,若不计滑轮重和摩擦,动滑轮能省一半的力,所以拉力的大小为
F2=12G=12×20N=10N
[2]使用任何机械都不省功,若不计滑轮重和摩擦,则拉力做功等于克服物体重力做的功,若F1和F2所做的功相等,即克服物体重力做的功相等,因物体A、B的重力G相同,则根据W=Gh可知,A、B移动的距离h相同,即A、B移动距离之比是1∶1。
27、如图所示为我国古代货物装船的场景。此时木棒属于______杠杆(选填“省力”“等臂”或“费力”),将重1000N的货物提升1.5m,杠杆对货物做功为______J。
答案: 省力 1500
[1]如图所示,动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,故是省力杠杆。
[2]杠杆对货物做功为
W=Gh=1000N×1.5m=1500J
28、在我国古代,简单机械就有了许多巧妙的应用。如图甲所示,护城河上安装的吊桥,在拉起吊桥过程中,滑轮C属于________(选填“定”或“动”)滑轮,吊桥可看作支点为________(选填“A”“B”或“C”)点的杠杆。如图乙所示,用滑轮拉着一重为50N的物体竖直向上匀速运动,利用该滑轮能省________(选填“力”或“功”)。若滑轮重10N,不计绳重及摩擦,拉力F为________N。
答案: 定 B 力 30
[1]在拉起吊桥过程中,滑轮组C的轴固定不动,为定滑轮,定滑轮的作用是改变力的方向,不能省力。
[2]由图可知,在拉起吊桥过程中,吊桥绕着B点转动,所以护城河上安装的吊桥的支点是B点。
[3]由图知,施加拉力F时,物体上升过程中滑轮也同时上升,所以此滑轮是一个动滑轮,由动滑轮的工作特点可知,使用动滑轮不能改变力的方向且费距离,但可以省力。
[4]已知物体重50N,滑轮重10N,动滑轮上承受重物的绳子股数
n=2
不计绳重及轮与轴间的摩擦,绳子自由端的拉力为
F=12(G物+G动)=12×(50N+10N)=30N
29、用独轮车搬运砖头,车箱和砖头所受的总重力G为1000N(车架所受重力忽略不计),工人用竖直向上的力F使独轮车缓慢抬起。有关数据如图所示,独轮车是_______(选填“省力”或“费力”)杠杆,力F的大小为_________N。为了更省力,可把车厢里的砖头尽量________(选填“靠近”或“远离”)工人。
答案: 省力 300 远离
[1]由图可得,以轮轴为支点,阻力臂为0.3m,动力臂为1m,动力臂大于阻力臂,故独轮车为省力杠杆。
[2]根据杠杆平衡原理
F1L1=F2L2
GL1=FL2
1000N×0.3m=F×1m
解得F=300N。
[3]想要省力可以增大动力臂或减小阻力臂,故应将砖块远离工人。
30、汽车在冰雪路面上行驶,轮子上安装防滑链,这是通过增大接触面________的方法来增大与路面的摩擦力。如图所示,汽车起重机通过液压装置推动吊臂时,吊臂属于________(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
答案: 粗糙程度 费力
[1]在冰雪路面上行驶时,汽车轮胎上装防滑链,是为了在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
[2]由图可见,吊臂OAB是杠杆,O是支点,动力作用在A点,阻力作用在B点,则动力臂小于阻力臂,故吊臂是费力杠杆。
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