人教版初二物理下学期 功和机械能单元达标综合模拟测评检测试卷
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一、选择题
1.已知ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3,如图所示,A端挂的实心铁块,B端挂的实心铝块,两金属块均浸没在水中,等臂杠杆平衡,若将两个盛水杯撤去,则()
A.A端向下,B端向上B.A端向上,B端向下C.A端向下,B端向下D.A端向上,B端向上
2.如图所示,AB为一轻质杠杆,O为支点,OB=60cm,OA=20cm 两端分别悬挂实心铝球和实心铜球,杠杆在水平位置平衡,若将两球同时浸没在水中,(铝的密度为
2.7×103kg/m3,铜的密度为8.9×103kg/m3)则()
A.杠杆仍能保持平衡B.铝球一端下降
C.铜球一端下降D.条件不足,无法判断
3.下列说法正确的是()
A.受平衡力作用的物体,因为受力平衡,合力为零,所以机械能一定不变
B.木块沿斜面匀速下落的过程中,重力势能转化为动能
C.用食品夹夹取蛋糕时,食品夹属于费力杠杆
D.擦地板时,增加拖布对地板的压力是为了增大压强
4.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800N的力拉钢丝绳,使建筑材料在10s内匀速上升1m的过程中,滑轮组的机械效率为90%,g取
10N/kg。
则下列说法中正确的是()
A.建筑材料的质量为2160kg
B.电动机对钢丝绳做的功为1600J
C.钢丝绳自由端移动的速度为0.1m/s
D.电动机对钢丝绳做功的功率为240W
5.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450g,所用动滑轮的质量为50g,绳子自由端的拉力F为3.2N.g取10N/kg。
在0~2s的过程中,下列说法中正确的是()
A.物体上升的速度为0.1m/s B.机械提升动滑轮做的功0.2J
C.滑轮组的机械效率为90% D.拉力F的功率为0.64W
6.如图,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),提升A时滑轮组的机械效率大。
下列说法中正确的是()
①A物体比B物体轻;②提升A的拉力大;
③提升A做的额外功多;④提升A做的有用功多
A.只有②④B.只有①③C.只有②③D.只有①④
7.如图所示,在水平地面上,用力F拉动重500N的木箱,使它在3s内匀速直线运动了3m,受到的摩擦力为200N。
不计滑轮重及绳与滑轮间摩擦,下列说法正确的是()
A.拉力F的大小为250N B.拉力F做的功为600J
C.拉力F做功的功率为100W D.绳端移动的速度为1m/s
8.关于功、功率、机械效率的说法中,正确的是
A.功率大的机械,机械效率一定高B.机械做功时,做的有用功越多,机械效率越大
C.机械做功时,工作时间越短,功率一定越大D.利用机械做功时可以省力或省距离,但不能省功
9.如图所示杠杆,力F方向始终竖直向上,当此杠杆在动力F作用下,将一个由细绳系的物体由图中位置逆时针匀速转动到水平位置时,则
A.F大小始终不变B.F先变大后变小
C.F先变小后变大D.无法判断F大小的变化
10.通过测量滑轮组机械效率的实验,可得出下列各措施中能提高机械效率的是( ) A.增加动滑轮,减小拉力 B.改用质量小的定滑轮
C.减少提升高度,减少做功 D.增加提升重物重力,增大有用功
二、填空题
11.如图所示,在测定杠杆机械效率的实验中,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置,在此过程中,测力计上升的高度s为0.2m.物块重G为1.5N,物块上升的高度h为0.3m,杠杆的机械效率为75%,则测力计的示数
F=______N,使用该杠杆做额外功的一个原因是______。
12.如图所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为200N的物体,拉力F的大小为20N,物体和地面之间的摩擦力大小为30N,物体运动的速度为0.5m/s,运动时间为10s。
拉力F做功的功率为___________W ,滑轮组的机械效率为____________,10s内所做的额外功为_________J。
13.小张用如图所示的杠杆把重物从A位置绕O点无摩擦缓慢地提升到B位置.在提升重物的过程中,动力F的方向始终垂直于杠杆,F大小的变化情况是_____,该杠杆是_____(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆.
14.如图所示,用10N的水平拉力F拉滑轮,使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动,弹簧测力计的示数为3N.若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦,则绳子拉物体A的功率为________W,物体A与地面之间的摩擦力为________N。
15.如图所示,不计绳子、滑轮的重力及它们之间的摩擦,当用大小为10N的拉力F拉重50N的物体时,物体恰好以v=2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动,此时物体受到水平面的摩擦力为________N,拉力F的功率为________W;将拉力F增大为20N时,物体受到水平面的摩擦力将________(选填“增大”、“减小”或“保持不变”)。
16.如图所示,一轻质杠杆可绕O点转动,在杠杆A端挂一重为60牛的物体甲,在B端施加一个与水平成300角的力F,已知OA∶AB=1∶2。
为使杠杆水平平衡,作用在B端的力F 的大小为_________N.
17.如图所示,甲物体重6N,乙物体重10N,弹簧测力计重力及摩擦均不计.则当甲、乙两物体静止时,弹簧测力计的读数为______N,地面对乙物体的支持力是________N.
18.如图,一个轻质杠杆可绕O点转动,甲、乙两物体分别用细线悬挂在杠杆的A、B两端,杠杆在水平位置平衡。
甲物体重10 N,则乙物体重_____N。
如果将支点O向A端移动,____端将下沉(选填“A”或“B”)
19.为了将重为600N 的物体运送到6m 高的楼顶上,甲工人利用图甲的滑轮组施加300N 拉力在30s 的时间内完成任务,此过程中绳子自由端移动的距离为 ________ m ,拉力的功率为 ________ W ;乙工人搭建了图乙所示的斜面,斜面长12m 、高6m ,乙工人沿斜面方向施加400N 的拉力匀速将重物也成功运送到楼顶,该过程中斜面的机械效率为 ________ ,物体所受斜面的摩擦力为 ________ N .
20.小明同学利用身边的简易器材制作了一个捕鼠器,如图所示长1.0m 重1.5N 的均匀木板放在水平桌面上,木板左端离桌面沿0.4m ,上面挂一诱铒,若一重0.5N 的老鼠偷吃食物,沿木板向左端爬去,当老鼠爬过离桌沿________米时,木板会失去平衡,而使它落入桌子下面的水桶中。
该捕鼠器是利用________原理制成的。
三、实验题
21.图是小明同学进行“探究杠杆的平衡条件”的实验情景,实验中所用的每个钩码重
0.5N ,杠杆上每一格长1cm ,部分实验数据已记录在下表中。
实验序号 动力/N F 动力臂1/cm L 阻力2/N F 阻力臂2/cm L 1 1.5 2 1 3 2
1
4
2
2
314 1.52
(1)实验开始前,应先调节杠杆两端的__,使杠杆在__位置平衡,这样做是为了在实验中便于测量__;如发现杠杆左端偏高,则可将右端的平衡螺母向__调节。
(2)第二次实验中,保持钩码位置不动,把杠杆左边的钩码拿走1个,要让杠杆保持平衡,则应该将杠杆右边的钩码拿走__个。
(3)第三次实验中,小明把杠杆左边的钩码换成弹簧测力计,他的操作不规范,原因是他没有沿__方向拉弹簧测力计。
(4)在实验中,多次改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是__
A.多次测量取平均值减小误差
B.避免偶然性,使实验结论具有普遍性
(5)请用公式表述杠杆的平衡条件:__。
22.小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
(1)为排除杠杆自重对实验的影响,实验前把杠杆中心支在支架上,杠杆静止在图甲所示位置,此时应将杠杆右端的螺母向________调节(填“左”、“右”),使杠杆在水平位置达到平衡。
这样做的目的是___________。
(2)实验时,小明在杠杆左侧A位置(左边位置第四格)先挂了3个钩码,如图乙,则在右侧B位置(右边位置第三格)应挂________个相同规格的钩码,杠杆可以重新在水平位置平衡。
(3)如图丙,小明在A位置挂一个弹簧测力计,在B位置挂了2个钩码。
现将弹簧测力计从C位置移到D位置,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计示数
________(选填“变大”、“变小”或“不变”),原因是_____________。
23.如图所示,是“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1) 实验前,杠杆右端偏高,应将两端的螺母向________调节,使杠杆在_______位置平衡;
(2) 杠杆平衡后,在左侧挂两个钩码,每个钩码重1N,在右端竖直向下拉着弹簧测力计,使杠杆在水平位置重新平衡,如图所示。
此时弹簧测力计的示数F=_____________N(弹簧
测力计自重不计);
(3) 当弹簧测力计处于图中的虚线位置时,若使杠杆在水平位置平衡且弹簧测力计的示数仍等于F,应将钩码向_________(填“左”或“右”)移动适当的距离;
(4) 小华想到若铁架台不是在水平桌面上,而是在略微倾斜的桌面上是否影响实验呢?经小组分析不在水平桌面上_______ (填“影响”或“不影响”)实验过程。
24.在探究”杠杆平衡条件”的实验中:
(1)先把杠杆的中点支在支架上,停在图甲的位置,此时杠杆处于______(填“平衡”或“不平衡”)状态。
为了消除杠杆______对实验的影响,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
然后在支点两侧挂钩码,移动钩码位置,让杠杆再一次在水平位置平衡,其目的是______;
(2)探究过程中,在杠杆左端某固定位置挂一个重力G=2.5N的物体,在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F,保证杠杆处于平衡状态。
根据多次测量的力和力臂,画出F
和1
L
的图象如图乙(注意看清两个坐标的含义),由图可求出物体对杠杆拉力的力臂
______m。
25.小李在测定某滑轮组的机械效率时,得到下表中的两组数据.
序号物重G/N提升重物高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η160.1 2.50.460%
2160.150.480%
(1)该实验采用的实验装置图应为图中的________(填“甲”或“乙”).
(2)比较两组实验数据可初步得出:使用同一滑轮组提升物体,物体所受的重力越大,滑
轮组的机械效率越________(选填“高”或“低”).
四、计算题
26.建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为500N的建材从地面匀速送到10m高处,所用拉力为300N,时间为10s。
不计摩擦和绳重。
求:
(1)工人做功的功率;
(2)此过程中该装置的机械效率;
(3)如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物,需要用多大的拉力?
27.用如图所示的滑轮组。
小明站在地面上把一件重为400N的材料在30s内匀速提升到12m的楼上,此过程中滑轮组的机械效率为80%。
(不计绳重及摩擦)求:
(1)在此过程中小明所做的有用功是多少?
(2)则拉力功率为多大?
(3)提升500N重物时,机械效率是多少?
28.如图所示,工人用滑轮组提升货物,每个滑轮所受的重力均为50N.
(1)用滑轮组让重为750N的货物以0.2m/s的速度竖直上升10s,求工人做的有用功.(2)若绳子能够承受的最大拉力为500N,货物提升过程中绳子所受的重力和摩擦力对应的额外功始终占总功的10%,求滑轮组的最大机械效率.
29.如图所示,在水平地面上放着物体A,已知A的重量为300N,动滑轮的重力为
100N,某人的重力为600N,现正用绳子将A物体拉到2m高的台子上。
不计绳重和摩擦,g=10N/kg,求:
(1)拉力做的功是多少?
(2)该滑轮组的机械效率是多少?
(3)考虑到人的体重,他利用该滑轮组所能拉动的物体的重力不能超过多少牛?
30.小峰利用滑轮组将一个正方体金属块A从某溶液池内匀速提出液面,当金属块A浸没在液面下,上表面距液面的距离为h时开始计时,如图甲,计时后调整滑轮组绳端竖直向上拉力F的大小使金属块A始终以大小不变的速度匀速上升,提升过程中拉力F与金属块A向上运动时间关系如图乙。
已知金属块A被提出液面后,滑轮组的机械效率为80%,
h=0.25m,(假设溶液池足够大,金属块被提出液面前后液面高度不变,不计绳重及摩擦,)。
求:
(1)金属块A的重力;
(2)动滑轮的总重;
(3)正方体A的体积;
(4)溶液的密度。
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一、选择题
1.B
解析:B
【分析】
【详解】
铁块和铝块浸没在水中时,杠杆平衡,根据杠杆平衡条件得
(G铁-F浮铁)l=(G铝-F浮铝)l
所以
ρ铁gV铁-ρ水gV铁=ρ铝gV铝-ρ水gV铝
即
(ρ铁-ρ水)gV 铁=(ρ铝-ρ水)gV 铝
333333332.710kg/m 1.010kg/m 1.7
7.910kg/m 1.010kg/m 6.9
V V ρρρρ-⨯-⨯===-⨯-⨯铝水铁铝铁水 解得
V 铁=
1.7
6.9
V 铝 当将两个盛水杯去掉,杠杆右端
G 铁l =ρ铁gV 铁l =ρ铁g ⋅
1.76.9V 铝l =7.9×103kg/m 3×g ⋅1.7
6.9
V 铝l =1.95×103kg/m 3⋅gV 铝l 杠杆左端
G 铝l =ρ铝gV 铝l =2.7×103kg/m 3⋅gV 铝l
所以
G 铝l >G 铁l
挂铝块的B 端下沉,挂铁块的A 端上翘。
故ACD 不符合题意,B 符合题意。
故选B 。
【点睛】
2.B
解析:B 【详解】
如图,杠杆处于平衡状态,根据杠杆平衡条件得
G OA G OB ⨯=⨯铝铜
即
gV OA gV OB ρρ⨯=⨯铝铝铜铜
则
3333
8.910kg/m 60cm 892.710kg/m 20cm 9
OB V V OA ρρ⨯⨯⨯===⨯⨯⨯铜铝铜铝
当两球同时浸没在水中,杠杆两端力乘以力臂,左端
G F OA gV gV OA gV OA ρρρρ-⨯=-⨯=-⨯铝浮铝铝铝水铝铝水铝()()()----①
右端
G F OB gV gV OB gV OB ρρρρ-⨯=-⨯=-⨯铜浮铜铜铜水铜铜水铜()()()----②
由①②得
3333(2.7g/cm -1g/cm )8920cm
=0.71((8.9g/cm -1g/cm )(96)0)cm
V OA V OB ρρρρ-⨯⨯⨯≈<-⨯⨯⨯铝水铝铜水铜
即左端力与力臂的乘积小于右端力与力臂的乘积,所以杠杆的右端(铜球端)下沉。
故ACD 不符合题意,B 不符合题意。
故选B 。
3.C
解析:C 【分析】
(1)(2)动能大小的影响因素:质量、速度。
质量越大,速度越大,动能越大;势能大小的影响因素:质量和高度。
质量越大,高度越高,势能越大;机械能是动能与势能之和; (3)省力杠杆,动力臂大于阻力臂,省力但费距离;费力杠杆,动力臂小于阻力臂,费力但省距离;等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省距离也不省力;
(4)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
【详解】
A .物体在平衡力作用下,保持静止或匀速直线运动;当物体静止时,动能、重力势能和机械能都不变;当物体做匀速直线运动时,动能不变,但物体可能水平运动,也可能不是水平运动;物体水平方向做匀速直线运动时,动能不变,重力势能不变,机械能不变;物体不是水平方向,而做匀速上升、或匀速下降时,动能不变,重力势能要改变,机械能改变;所以一个物体受到平衡力的作用,动能一定不变,势能可能改变,机械能可能改变,故A 错误;
B .木块沿斜面匀速下落的过程中,质量不变,速度不变,动能不变,高度减小,重力势能减小,不是重力势能转化为动能,故B 错误;
C .用食品夹夹取蛋糕时,食品夹的动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故C 正确;
D .擦地板时,增加拖布对地板的压力是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力。
故D 错误。
故选C 。
4.D
解析:D 【详解】
ABC .图中动滑轮上绳子的有效段数为3,建筑材料匀速上升1m ,钢丝绳移动的距离
331m 3m s h ==⨯=
钢丝绳自由端的移动的速度
3m 10s
0.3m/s t v s =
== C 错误;
电动机用800N 的力拉钢丝绳,电动机对钢丝绳做的功即总功
800N 3m 2400J W Fs ==⨯=总
B 错误; 滑轮组的机械效率
100%W mgh
W W η=
=
⨯有总
总
则建筑材料的质量
2400J 90%
216kg 10N/kg 1m
W m gh η⨯=
==⨯总 A 错误;
D .电动机对钢丝绳做功的功率
2400J 240W 10s
W P t ===总
D 正确。
故选D 。
5.D
解析:D 【详解】
A .由图可知,当物体运动2s 时,路程是10cm ,物体上升速度为
0.1m 0.05m/s s
10cm 2s 2s v t ====
物物 故A 错误; B .动滑轮做的功
0.05kg 10N/kg 0.1m 0.05J W G s m gs ===⨯⨯=动动物动物
故B 错误;
C .当物体运动2s 时,路程是10cm ,有用功为
0.45kg 10N/kg 0.1m 0.45J W G s m gs ===⨯⨯=有物物物物
总功为
3.2N 0.4m 1.28J W Fs ==⨯=绳总
机械效率为
0.45J 100%100%35.2%1.28J
W W η=
⨯=⨯≈有总 故C 错误;
D .根据图可知,当绳子运动2s 时,路程是40cm ,绳子的速度为
s
40cm s 2s 0.4m
0.2m/2s v t ==
==绳绳 拉力F 的功率为
3.2N 0.2m/s 0.64W P Fv ==⨯=绳
故D 正确。
故选D 。
6.A
解析:A 【详解】
由题知,提起两物体所用的滑轮组相同,将物体提升相同的高度,不计绳重和摩擦,克服
动滑轮重力所做的功是额外功,由W 额=G 动h 知,提升A 和B 所做额外功相同,不计绳重与摩擦的影响,滑轮组的机械效率
W W W W W η=
=
+有有总
有额
额外功相同,提升A 物体时滑轮组的机械效率较大,所以提升A 物体所做的有用功较大,由于提升物体高度一样,所以A 物体较重,提升A 物体用的拉力较大,故BCD 错误,A 正确。
故选A 。
7.B
解析:B 【详解】
A .阻碍木箱运动的力为摩擦阻力,大小为200N ;有两段绳子与动滑轮接触,所以绳子自由端拉力的大小为
200N
100N 2
F =
= A 选项错误,不符合题意
B .物体运动了3m ,两段绳子与动滑轮接触,绳子自由端移动的距离为
23m 6m s =⨯=
拉力做的功为
100N 6m 600J W Fs ==⨯=
B 选项正确,符合题意
C .拉力做功的功率为
600J 200W 3s
W P t =
== C 选项错误,不符合题意 D .绳子自由端移动的速度为
6m 2m/s 3s
s v t =
== D 选项错误,不符合题意 故选B 。
8.D
解析:D 【解析】 【分析】
(1)使用机械时,有用功与总功的比值叫机械效率; (2)物体在单位时间完成的功叫功率; (3)由功的原理可知使用任何机械都不省功。
【详解】
A 、功率越大,表示机械做功越快,单位时间内做的功越多,但机械效率不一定就高,故A 错误;
B 、从 100%W
W η
=⨯有用总
可知,有用功多,机械效率的大小还要看总功的大小。
故B 错
误;
C 、从W
P t
=
可知,工作时间短,功率的大小还要看做功的多少,故C 错误; D 、利用机械做功时可以省力或省距离,但不能省功,故D 正确。
故选:D 。
9.A
解析:A 【解析】
如图,当杠杆匀速转动到水平位置时,
因为动力、阻力作用点不变, 所以
OA OC
OB OD
L L L L =不变; 又因为阻力(物重G 不变),由OB OA L F L G =得:
OA OB
L G
F L =. 所以当杠杆匀速转动到水平位置时,动力F 的大小不变. 所以A 选项是正确的.
【点睛】画出动力臂和阻力臂,杠杆的动力臂与阻力臂的大小关系不变,而阻力臂不变,由杠杆的平衡条件可以知道动力不变.
10.D
解析:D
【解析】A 选项,动滑轮越重,需要做的额外功越多,机械效率越低,故A 错误。
B 选项,改用质量小的定滑轮,不会提高滑轮组的机械效率,故B 错误。
C 选项,由公式ηW Gh Gh G
W FS Fnh nF
==
==
有总
可知,机械效率的高低与物体被提升的高度无关,故C 错误。
D 选项,提高物体的质量,可以提高有用功,在额外功不变的情况下,可以提高滑轮组的机械效率,故D 正确。
故本题答案为D 。
二、填空题
11.由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功 【分析】
本题考查机械效率的应用。
【详解】
[1]杠杆在使用过程中,所做的有用功 W 有=Gh=1.5N×0.3m=0.45J 根据得
解析:由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功 【分析】
本题考查机械效率的应用。
【详解】
[1]杠杆在使用过程中,所做的有用功
W 有=Gh =1.5N ×0.3m=0.45J
根据W W η=
有
总
得 0.45J
=
=
0.6J 75%
W W η
=有
总 而W 总=Fs ,所以
0.6J
=3N 0.2m
W F s =
=总 [2]杠杆本身有重力、支点与杠杆之间有摩擦,使用杠杆过程需克服这些做功,于是便出现了额外功。
12.75% 50 【解析】 【详解】
第一空.由图像可知,此滑轮组绳子股数n=2,因此绳子自由端移动的速度为:
v 绳=2v 物=2×0.5m/s=1m/s 拉力F 做功的功率为: P=Fv=2
解析:75% 50 【解析】 【详解】
第一空.由图像可知,此滑轮组绳子股数n =2,因此绳子自由端移动的速度为:
v绳=2v物=2×0.5m/s=1m/s
拉力F做功的功率为:
P=Fv=20N×1m/s=20W;
第二空.因为物体做匀速运动,所以水平方向上拉力F A等于摩擦力为30N,物块移动的距离为:
s物=v物t=0.5m/s×10s=5m
拉力F移动的距离为:
s绳=2s物=2×5m=10m
滑轮组的机械效率为
30N?5m
×100%=75%
20N?10m
A
W
s
s
F
W F
η===
物
有
总绳
;
第三空.10s内所做的额外功为:
W额=W总-W有=200J-150J=50J。
13.先变大、后变小省力
【分析】
力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直,即动力臂不变;由位置A拉到位置B,阻力不变,阻力力臂先变大,到水平位置最大,后变小,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L
解析:先变大、后变小省力
【分析】
力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直,即动力臂不变;由位置A拉到位置B,阻力不变,阻力力臂先变大,到水平位置最大,后变小,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析动力变化情况.
【详解】
图中杠杆,当拉力与杠杆垂直时,动力臂长度为杠杆的长度,阻力臂为支点O到重力作用线的距离,动力臂长度大于阻力臂长度,所以是省力杠杆;
将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B,动力臂不变,阻力不变,阻(重力)力臂先变大,水平位置最大,后变小,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析,动力先变大、后变小.
14.2
【解析】
【分析】
(1)由图可知,拉着动滑轮移动时,绳子的拉力为F的一半,由可求得绳子拉物体A的功率;
(2)由图可知,B物体静止处于平衡状态,受到的水平向右的摩擦力和水平向左的拉力是
解析:2
【解析】
【分析】
(1)由图可知,拉着动滑轮移动时,绳子的拉力为F 的一半,由P Fv =可求得绳子拉物体A 的功率;
(2)由图可知,B 物体静止处于平衡状态,受到的水平向右的摩擦力和水平向左的拉力是一对平衡力,二力大小相等,B 受到的摩擦力与A 受到B 摩擦力是一对相互作用力,据此求出B 给A 的水平向左的摩擦力,对物体A 受力分析,根据力的平衡条件求出地面与A 间的摩擦力; 【详解】
(1)由图可知,滑轮为动滑轮,绳子的拉力为F 的一半,即
11
10N 5N 22
F F '=
=⨯=, 则绳子拉物体A 的功率:
5N 0.2m/s 1W W F s P F v t t
'=
=='=⨯=; (2)由图和题意可知,B 物体静止处于平衡状态,受到的水平向右的摩擦力和水平向左的拉力是一对平衡力,二力大小相等,由弹簧测力计示数可知,B 受到水平向右的摩擦力为f B =3N ;因B 受到的摩擦力与A 受到B 摩擦力是一对相互作用力,所以,B 给A 的水平向左的摩擦力;3N BA B f f ==;
因物体A 匀速运动,且A 受到水平向右绳子的拉力和水平向左B 给A 的摩擦力、地面对A 向左的摩擦力,由力的平衡条件可得BA A f f F 地+=,则物体A 与地面之间的摩擦力
5N 3N 2N A BA f F f =-=-=地。
15.40 不变 【分析】
使用动滑轮可以省一半力; 物体匀速运动,受平衡力,平衡力大小相等,判断出摩擦力根据绳子段数判断出绳子的速度; 根据算出拉力F 的功率;影响摩擦力的因素:压力和接触面
解析:40 不变 【分析】
使用动滑轮可以省一半力; 物体匀速运动,受平衡力,平衡力大小相等,判断出摩擦力根据绳子段数判断出绳子的速度; 根据W Fs
P Fv t t
===算出拉力F 的功率;影响摩擦力的因素:压力和接触面的粗糙程度。
【详解】
[1]因为使用动滑轮可以省一半力,所以拉物体的力为
2210N 20N F F '==⨯=
物体做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力和摩擦力一对平衡力,大小相等,则
20N f F ='=
[2]由图知有2段绳子拉着物体,则有
==⨯=
v v
222m/s4m/s
绳物
则拉力F的功率为
==⨯
10N4m/s=40W
p Fv
绳
[3]将拉力F增大为20N时,物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度都不变,所以受到水平面的摩擦力不变。
【点睛】
本题考查了动滑轮的使用、平衡条件的应用、功率的计算、影响摩擦力的因素等知识,要牢记影响滑动摩擦力的两个因素,当两个因素都不变时,摩擦力的大小不变,与其它因素无关。
16.40N
【解析】在B端施加一个与水平成300角的力F,则动力臂为OB的一半,O为支点,F为动力,物体的重力为阻力,12OB为动力臂,OA为阻力臂,根据杠杆的平衡条件:F×12OB=G×OA,为使杠杆
解析:40N
【解析】在B端施加一个与水平成300角的力F,则动力臂为OB的一半,O为支点,F为动力,物体的重力为阻力,OB为动力臂,OA为阻力臂,根据杠杆的平衡条件:
F×OB=G×OA,为使杠杆水平平衡,作用在B端的力:
.故答案为:40.
17.4
【解析】
(1)甲由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个向右的6N的拉力,弹簧测力计处于静止状态,水平方向上受到的就是一对平衡力,所以乙也对弹簧测力计施加了一个6N的拉力,弹簧测力计的示数
解析:4
【解析】
(1)甲由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个向右的6N的拉力,弹簧测力计处于静止状态,水平方向上受到的就是一对平衡力,所以乙也对弹簧测力计施加了一个6N的拉力,弹簧测力计的示数等于这个力,等于6N;(2)乙受到竖直向上的拉力、竖直向上的支持力和竖直向下的重力,这三个力是平衡力,所以支持力等于重力和拉力的差值等于10N-
6N=4N.
故答案为6;4.
18.B
【详解】
[1]∵F2=10N,L2=0.4m,L1=0.2m;
∴由杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2得
[2]如果将支点O向A端移动,则F1L1>F2L2,所以B端将下沉。
解析:B
【详解】
[1]∵F2=10N,L2=0.4m,L1=0.2m;
∴由杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2得
22 1
110N0.4m
20N
0.2m
F L F
L ⨯
===
[2]如果将支点O向A端移动,则F1L1>F2L2,所以B端将下沉。
19.180 75% 100
【解析】
解答:由题知,n=3,s=3h=3×6m=18m,W总=Fs=300N×18m=5400J;P===180W.人做的有用功:W有=Gh=600
解析:180 75% 100
【解析】
解答:由题知,n=3,s=3h=3×6m=18m,W总=Fs=300N×18m=5400J;
P=W
t
总=
5400
30
J
s
=180W.人做的有用功:W有=Gh=600N×6m=3600J;人所做的总功:
W总=Fs=400N×12m=4800J;人做功的机械效率:η=W
W
有
总
=
3600
4800
J
J
=75%;
W总=W有+W额 Fs=Gh+fs f=Fs Gh
s
-
=
48003600
12
J J
m
-
=100N.
20.3 杠杆
【详解】
[1][2]均匀木板的支点在水平桌面的最左端,而木板的重心在木板的中间,所以根据杠杆平衡原理得
0.5N×L=1.5N×0.1m
解得L=0.3m。
该捕鼠器是利用杠
解析:3 杠杆
【详解】
[1][2]均匀木板的支点在水平桌面的最左端,而木板的重心在木板的中间,所以根据杠杆平衡原理得
0.5N×L=1.5N×0.1m
解得L=0.3m。
该捕鼠器是利用杠杆原理制成的。