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本章综合类
一、选择题
(2015黄石).简单机械与人类的生产活动息息相关,以下关于简单机械的说法中正确的是
A.指甲剪是省力机械
B.定滑轮是省力机械
C.滑轮组既省力又省距离
D.斜面的机械效率可以达到100%
答案:A
(2015齐齐哈尔).用两个相同的滑轮组成的滑轮组固定在天花板上,如图所示,当匀速提升物体时,绳子自由端的拉力F=20N,物体移动的速度为0.1m/s,每个滑轮重10N,忽略绳重和摩擦,下列说法正确的是
A.绳子自由端移动的速度为0.3m/s
B.物体的重力为40N
C.该滑轮组的机械效率为66.67%
D.拉力F的功率为2W
答案:A
(2015河北).(多选)用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,在绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力,将相同的物体匀速提升相同的高度。若不计绳重和摩擦,下列说法正确的是
A.F1大于F2
B.F1和F2做的功一定相等
C.甲、乙的机械效率不相等
D.绳子自由端移动的距离不相等,物体运动时间可能相等
答案:ABD
(2015葫芦岛).(多选)如图所示滑轮组,在50s内将重5000N货物匀速吊起10m高.绳的自由端受到的拉力大小是1500N,关于该滑轮组的说法正确的是(不计绳重及摩擦)
A.滑轮组的机械效率为83.3%
B.绳自由端移动的距离是50m
C.滑轮组所做有用功的功率是1000W
D.该装置中的动滑轮总重为1000N
答案:ACD
(2015营口).如图所示,A物体受到的重力是100N,在拉力F的作用下,能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动。已知拉力F=5N,滑轮组的机械效率为80%,则下列说法正确的是(多选)
A
F
A.拉力F的功率是1 W
B.2s内绳子自由端移动的距离是1.2 m
C.5s内拉力F所做功的大小是15 J
D.物体A受到水平地面的摩擦力大小是12N
答案:BCD
二、填空题
三、作图题
四、解答题
五、计算题
(2015襄阳).如图所示,用滑轮组匀速提起1200N的重物,拉力做功的功率为1500W,绳子的自由端向下拉的速度为3m/s,地面对人的支持力为N1,不计绳重和摩擦。
(1)滑轮组中有几股绳子承担重物?作用在绳自由端的拉力是多少?
(2)滑轮组的机械效率是多少?
(3)若用此滑轮组匀速提起2400N的重物时,地面对人的支持力为N2,作用在绳自由端的拉力是多少?若N1:N2=5:1时,人的重力是多少?
答案(1)有3股绳子承担重物(或n=3)
(2)
(3)
G动=nF1-G1=3×500N-1200N=300N
人拉绳子的力与绳子对人的拉力是相等的
N1=G人-F1=G人-500N ①
N2=G人-F2=G人-900N ②
N1:N2=5:1③
解①②③式可得G人=1000N
(2015青海).如图所示,小明用滑轮组将重为500N的物体在10s内匀速提升了1.5m.每个滑轮的重相等,均为20N,不计绳重及摩擦.求:
(1)小明受到地面的摩擦力.
(2)小明做功的功率.
(3)滑轮组的机械效率.
F1
F2
答案:(1)140N (2)84W (3)89.29%
(2015资阳).去年被批准为国家级新区的天府新区包括了资阳市的部分区域,其中简阳辖区内的三岔湖被誉为“西部百岛湖,天府新乐园”。为了配合天府新区的旅游开发建设,资阳旅游局拟购进一批旅游观光艇(如图),其部分技术参数如下表:
商品名称
XX观光艇
商品外观
7.5m×2.0m×0.9m
空船质量
900kg
发动机最大输出功率
45kW
最大载客人数
20人
最大航速
45km/h
取g=10N/kg,求:
(1)观光艇以最大航速行驶20min的路程s;
(2)若观光艇发动机以最大输出功率工作时螺旋桨推进器效率为75%,求以最大航速行驶时受到水的平均阻力f。
答案:(1)15km (2)2700N
(2015玉林).一辆汽车在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶了30min,汽车所受阻力为1000N.问:
(1)汽车发动机所做的功为多少焦耳?
(2)汽车发动机的功率是多少瓦特?
(3)如图所示,请你用物理知识解释,为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制?为什么在同样的道路上,对不同车型设定不一样的最高行驶速度?
答案:(1)3.6×107J (2)2×104W (3)机动车在质量不变时,速度越大,具有的动能越大.机动车在行驶速度相同时,质量越大,具有的动能越大.机动车动能越大,行驶时危险性越大,所以要对机动车进行限速.
(2015雅安).雅安4.20地震后灾后重建工作正在高效地进行,如图所示是某建筑工地上使用的塔式起重机.在一次操作过程中起重机将质量为500kg的建筑材料竖直提升了12m,用时15s,(g=10N/kg).求:
(1)所提建筑材料受到的重力;
(2)起重机提起建筑材料所做的功;
(3)提升过程中该起重机的电动机功率为8kW,那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多大?
答案:
(1)G=mg =500kg×10N/kg=5000N
(2)W=Fs=Gh=5000N×12m=6×104J
(3)W总=Pt=8×103W×15s=1.2×105J
η=W有/W总=6×104J/1.2×105J=50%
(2015宁波).后端挑着装满道具的 “百宝箱”,前端挑着由活动支架与花布组成的“戏台”,江西省非物质文化遗产传承人肖秋林就这样挑着担子四处游走,表演了40多年“一人一台戏”的布袋木偶戏。如图所示,假设“戏台”重100N,装了道具的“百宝箱”重200N,它们的悬挂点之间距离为l.5m,扁担视作重力不计的硬直棒。
(1)挑起担子时,“百宝箱”被提高了0.6m,这一过程中,需要克服“百宝箱”重力做多少功?
(2)假设肩膀与扁担的接触点为D,当手不对扁担施加力的作用时,要使扁担在水平位置平衡,前端悬挂点A与O点的距离多大?
(3)当前端的“戏台”卸下后,左手在A点施加力,同样能使扁担在水平位置平衡。若肖师傅是在站立时卸下“戏台”,则卸下“戏台”前后:
①扁担对肩膀压力___(填“变大”、“变小”或“不变”)。
②肖师傅对水平地面的压强如何变化?变化多大?(假设肖师傅的每只脚与地面的接触面积为200cm2)
B
B
A
答案:(1)120J (2)1.0m (3)①不变②因为压力减小,而受力面积不变,所以卸下戏台后肖师傅对水平地面的压强减小 2.5×103Pa
(2015荷泽).如图为我国拥有完全自主知识产权的一种越野车,其越野性能公认已经超越了“悍马”,坦克能去的地方它都能去,最大速度达100km/h。当越野车匀速爬上一高14m,长20m的陡坡时,机械效率为70%(g取10N/kg,汽车的质量按3650kg计算)。求:
(1)越野车受到的重力
(2)越野车以最大速度行驶50km所需的时间
(3)越野车爬坡时的牵引力
答案:(1)36500N(2)0.5h (3)36500N
(2015德阳).如图甲所示底面积为0.2m2,高0.2m的质量均匀的长方体物体A,放置在水平面上,对地面的压强为6×103Pa;一质量为80kg的工人站在水平地面上,用如图乙所示的滑轮组把A运到高处,工人用大小为F1的竖直拉力拉绳使A以10cm/s的速度匀速上升,这时地面对工人的支持力为N1,工人匀速拉绳的功率为P,滑轮组的机械效率为η1.若工人以相同的功率用大小为F2的竖直拉力拉绳使另一物体B以12.5m/s的速度匀速上升,这时地面对工人的支持力为N2,滑轮组的机械效率为η2.已知N1:N2=3:4,η1:η2=16:15.(g取10N/kg)求:
(1)物体A的密度.
(2)工人拉绳的的功率P.
(3)用滑轮组提升B时滑轮组的机械效率η2.
甲
乙
答案:(1)3×103kg/m3 (2)150W (3)75%
(2015河池).我国自行制造的履带式旋挖井机,用于建筑工地打井作业,它的结构示意图如图甲所示.整机由主机B、动力连杆C和支架E及钢丝绳H组成,附属设备由空心钻杆A和钻头D(大小可根据需要更换)组成.旋挖井机工作时,主机通过C将动力传给A,A带动D竖直往下旋挖,并将挖出的泥沙填充到A内;停止旋挖时,C与A完全分离,H的拉力可把A、D和泥沙提到地面.部分数据见乙表.(g=10N/kg)
甲
名 称
旋挖井机
整机质量
9×104kg
钻杆质量
5×103kg
钻头
直径
质量
40cm
100kg
80cm
200kg
120cm
300kg
乙
R=40cm
S=500cm2
丙
(1)假设旋挖井机用20s将0.5t的泥沙从井下先提高10m,接着又用5s将泥沙水平移动3m后卸到地面上,求此过程中,旋挖井机做的有用功和有用功率.
(2)把已卸掉泥沙的A和D固定好后竖直立放在井中,此时C与A完全分离且H处于松弛状态,固定在A上的D的横截面示意图如图丙所示,其中S为D与泥沙的接触面积(即图中的阴影部分),R为D的半径,求D对井底泥沙的压强.
(3)假设某时旋挖井机靠近A一侧的履带离开地面向上翘起,且只有M点着地,H处于松弛状态,A对C竖直向上的力为F,请你比较此状态下整机重力G(重心在O点)与力F的大小.
答案:(1)5×104J 2×103W(2)1.02×106Pa(3)F<G
(2015绵阳).我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007年成功打捞出水.为复原我国海上丝绸之路历史提供了极其珍贵的实物资料,采用沉井包裹沉船的整体打捞方式,在世界水下考古也是一大创新.某同学为了体验“南海一号”的打捞过程,特利用滑轮组从水下打捞一重物.
如图所示,用一个底面积S=0.05m2、高h=0.2m的长方体形状的重物模拟“南海一号”,该同学站在岸边拉动绳子自由端,使重物从水底开始向上运动,假定重物一直做竖直向上的匀速直线运动,并经历三个运动阶段:第一阶段,从重物在水底开始运动到重物的上表面面刚露出水面,绳对重物的拉力F1=140N,用时t1=40s;第二阶段,从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面,用时t2=4s;第三阶段,从重物下表面离开水面后在空中上升,已知动滑轮所受重力G0=60N,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/g,不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力,不考虑重物出水前后质量的变化.求:
①在第一阶段运动中,水对重物的浮力F浮为多大?
②在第一阶段运动中,绳对重物做功W1为多大?
③滑轮组在第一阶段运动中的机械效率η1和第三阶段运动中的机械效率η3分別为多大?
答案:①100N ②280J ③70% 80%
(2015佛山).如图所示,在C点作用方向始终与半径OC垂直、大小为F3的力缓慢转动轮轴时,细绳不断缠绕于轮轴之上,细绳通过滑轮组拉动A物体沿斜面匀速向上运动了2m,力的传感器显示对A物体的拉力F1为450N。(忽略轮轴摩擦)
(1)拉力F1做功是多少?
(2)若滑轮组的机械效率为75%,绳对滑轮组拉力F2是多少?
(3)若OB∶OC=1∶4,则F3的大小为多少?
F1
力的传感器
A
F3
F2
B
C
答案:(1)900J(2)300N(3)75N
7
(162套版)
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