1、第十二章简单机械单元复习一、单选题1. 关于杠杆,下列中正确的是()A. 力臂就是杠杆的支点到力的作用点的距离B. 杠杆的支点总在杠杆的中间C. 力臂可以在杆上,也可以不在杠杆上D. 杠杆只有静止时才能讨论其平衡问题2. 如图所示,OB是以O点为支点的杠杆,F是作用在杠杆B端的力图中线段AB与力F的作用线在一条直线上,且OAAB、ACOB则表示力F的力臂的线段为()A. OAB. OBC. ABD. AC3. 利用如图机械,提升同一重物G,(不计机械本身的重力和摩擦),所需拉力F最大的是()A. B. C. D. 4. 一根重100N的均匀直铁棒放在水平地面上,稍稍抬起一端所需最小的力是()A
2、. 50NB. 75NC. 25ND. 100N5. 关于简单机械,下列说法正确的是()A. 定滑轮不仅能改变力的大小,而且能改变力的方向B. 使用滑轮组不仅省力而且省距离C. 功率越大的机械,做功就越快D. 做功越多的机械,其机械效率就越高6. 如图所示的各种情况中,用同样大小的力F将重物匀速提升,若不计摩擦及绳与滑轮的重力,物重最大的是()A. B. C. D. 7. 如图所示,不计绳重和摩擦,沿三种不同的方向拉绳使物体匀速上升,所用的力分别是F1、F2、F3,则()A. F1最大B. F2最大C. F3最大D. 三个力一样大8. 在日常生活中,用10N的拉力不能提起重15N的物体的简单机
3、械是()A. 一个动滑轮B. 一个定滑轮C. 杠杆D. 斜面9. 用相同的定滑轮和动滑轮,组成甲、乙两个滑轮组,如图所示,用它们来提升同一重物,甲滑轮组将重物举高1m,乙滑轮组将重物举高2m,在不计绳重和摩擦的条件下,下列说法正确的是()A. 甲滑轮组拉力大,机械效率低B. 乙滑轮组省力,所以它的机械效率高C. 乙滑轮组将重物举得高所以它的机械效率高D. 乙滑轮组做的有用功多,但甲、乙机械效率相等10. 建筑工人用如图所示的滑轮组,将重800N的重物匀速提高5m,拉力所做的功为4800J,则该滑轮组的机械效率是()A. 67%B. 73%C. 83%D. 100%二、多选题11. 图中定滑轮重
4、2N,动滑轮重1N物体A在拉力F=4N的作用下,1s内沿竖直方向匀速升高了0.2m不计绳重和轴摩擦,则以下计算结果正确的是()A. 绳子自由端移动速度为0.4m/sB. 滑轮组的机械效率为87.5%C. 天花板对滑轮组的拉力为10ND. 滑轮组对物体A做功的功率为1.6W12. 如图所示,小王通过滑轮组向高处提升重210N的物体,动滑轮重10N,定滑轮重15N,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦8s内物体匀速上升4m,则该8s内()A. 小王做的有用功为840JB. 小王做的额外功为100JC. 小王做功的功率为110WD. 小王对绳子的拉力为70N13. 如图所示,用三种方法拉动同一物体在相同的水
5、平地面上做匀速直线运动,使物体以相等速度移动相同的距离所用拉力分别是F1、F2、F3,这三个力的作用点移动距离分别是s1、s2、s3,移动速度分别为v1、v2、v3,不计滑轮摩擦,则()A. F1:F2:F3=2:4:1B. F1:F2:F3=2:1:4C. s1:s2:s3=2:4:1D. v1:v2:v3=2:4:114. 如图所示,是生产或生活中经常使用的工具,属于省力杠杆的是()A. 瓶盖起子B. 钳子C. 镊子D. 推独轮车15. 动力和阻力分别作用在杠杆支点的两侧,杠杆平衡时,动力和阻力()A. 大小可能相等B. 各自力臂的长度一定相等C. 方向可能相同D. 与各自力臂的乘积一定相
6、等三、填空题16. 如图所示,一轻质杠杆可绕O点转动,在杠杆的A点挂一重为60N的物体甲,在B端施加一个力F,已知OA:AB=1:2,为使杠杆水平平衡,作用在B端的力为_ N;保持拉力F始终与杠杆垂直,将杠杆缓慢提升一段距离,在提升过程中,拉力F将_ (选填“变大、不变或变小”)17. 某同学利用如图所示的装置测定滑轮组的机械效率他用F=10N的拉力将重17N的重物匀速提升0.2m,在这一过程中,他做的总功为_J,其中有用功为_J,测出的滑轮组的机械效率为_18. 如图所示,图甲不计滑轮重与摩擦,匀速提升重30N的物体,弹簧测力计的示数F= _ N,图乙杠杆水平平衡,则A、B两物体对杠杆的拉力
7、大小关系是FA= _ FB19. 如图所示,滑轮_ 是定滑轮(选填“A”或“B”);若物体所受重力均为50N,不计摩擦和滑轮重,分别用力F1、F2匀速将物体提起2m,力F1所做的功_ (选填“大于”、“等于”或“小于”)力F2所做的功四、实验探究题20. 利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件” (1)实验前,杠杆如图甲所示,可将杠杆两端的平衡螺母向_ (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是可以直接从杠杆上读出_ (2)杠杆平衡后,如图乙所示,在杠杆B点挂3个相同的钩码,可在杠杆的D点挂_ 个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡(3)保持B点钩码数量和力臂不变,
8、杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂l1和动力F1的数据,绘制了l1-F1的关系图象,如图丙所示请根据图象推算,当l1为0.6m时,F1为_ N五、作图题21. 如图所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,请在图中画出杠杆OA的动力臂L1和其受到的阻力F222. 如图所示,画出使杠杆平衡的最小力的示意图(要求保留作图痕迹)23. 请用笔画线代替绳子,画出图中工人用滑轮组提升重物G的最省力的绕法六、计算题24. 如图所示,有一斜面长L为10m,高h为6m,现用F为360N的力沿斜面把重物G为500N的物体从底端匀速拉到顶端物体受到斜面的摩擦力用f表示,求:(1)斜面机械效率(2)推导物体受到斜面摩擦力f
9、的表达式25. 如图所示,某工人重600N,站在水平面上,用100N的拉力向下匀速拉动绳子,提起一浸没在水中体积为1.210-2m3,重360N的物体(物体始终浸没在水中,且忽略水对物体的阻力,水=1103kg/m3,g=10N/kg)求:(1)已知工人双脚与地面的总接触面积是310-2m2,工人没有拉动绳子时对地面的压强;(2)物体浸没在水中时受到的浮力;(3)提起物体时滑轮组的机械效率(4)工人最多能够提起多重的同种物体?26. 如图所示,物体A是正方体金属块,边长是20cm,在拉力F的作用下物体A恰好做匀速直线运动已知,每个滑轮重20N,金属块的密度金=5103kg/m3,物体A运动时受
10、到地面的阻力是物体重的0.3倍,在2s内被拖动5m,不计绳重及绳与滑轮、轮与轴之间的摩擦(g=10N/kg)试求:(1)物体A对地面的压强;(2)拉力F做功的功率;(3)该滑轮组的机械效率(计算结果保留1位小数)【答案】1. C2. A3. B4. A5. C6. C7. D8. B9. D10. C11. AB12. AC13. BCD14. ABD15. ACD16. 20;变小17. 4;3.4;85%18. 10;219. A;等于20. 右;力臂的大小;4;0.521. 解:由图F为动力,过支点O做动力F的垂线段,即为动力臂L1重物对杠杆的竖直向下的拉力为阻力,作用点在杠杆上,方向竖
11、直向下。如图所示:22. 解:根据此杠杆的形状,从O点到此杠杆的最右端距离最大,这是最长的力臂所以力作用在杠杆的最右端,根据力臂的概念确定力的方向故答案为:23. 解:因为是人站在地面上用滑轮组提升重物,所以由2段绳子承担物重,是最省力的绕绳方法如图所示:24. 解:(1)斜面的有用功为W有=Gh=500N6m=3000J,斜面的总功为W总=FL=360N10m=3600J,斜面的机械效率为=100%83.3%;(2)额外功为W额=W总-W有,根据W=Fs可得,摩擦力为f=F-答:(1)斜面的机械效率为83.3%;(2)摩擦力f=F-25. 解:(1)工人对地面的压力F压=G=600N,S=3
12、10-2m2,对地面的压强:p=2104Pa;(2)物体浸没水中排开水的体积:V排=V=1.210-2m3,物体浸没在水中时受到的浮力:F浮=水V排g=1103kg/m31.210-2m310N/kg=120N;(3)提起物体时,滑轮组受到的拉力:F拉=G物-F浮=360N-120N=240N,由图可知:绳子的股数n=3,则提起物体时滑轮组的机械效率:=100%=100%=100%=100%=100%=80%(4)根据=可知动滑轮的重力为G动=-F拉=-240N=60N;由于工人重600N,则最大拉力F最大=G=600N,根据F=可知:滑轮组受到的最大拉力F拉最大=nF最大-G动=3600N-
13、60N=1740N;水中的同种物体的密度为物=3103kg/m3;由于水中的同种物体受力情况为:F拉最大=G最大-F浮最大,即:F拉最大=G最大-水V排最大g,所以,F拉最大=G最大-水g,则G最大=2610N答:(1)工人没有拉动绳子时对地面的压强为2104Pa;(2)物体浸没在水中时受到的浮力为120N;(3)提起物体时滑轮组的机械效率为80%;(4)工人最多能够提起2610N重的同种物体26. 解:(1)金属块的体积为:V=(20cm)3=8000cm3=810-3m3 由=得金属块的质量为:m=V=5103kg/m3810-3m3=40kg;金属块的重力为:G=mg=40kg10N/kg=400N;金属块对地面的压强为:p=1104Pa;(2)物体受到的摩擦力为:f=0.3G=0.3400N=120N;则拉力为:F=(G动+f)=(20N+120N)=70N;拉力的总功为:W=F1s=7010m=700J;拉力的功率为:P=350W;(3)有用功为:W有=F2sA=120N5m=600J;机械效率为:=85.7%答:(1)物体A对地面的压强为1104Pa;(2)拉力F做功的功率为350W;(3)该滑轮组的机械效率为85.7%9
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