中考物理二轮复习物理第十二章 简单机械的专项培优易错试卷练习题附解析
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一、选择题
1.如图,保持F的方向竖直向上不变,将杆由A位置匀速转动到B位置,在这个过程中F 将()
A.先变大后变小B.始终变大C.始终变小D.始终不变
2.用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系,改变G物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G物关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是()
A.此滑轮组动滑轮的重力为 2N
B.当G物=6N 时,机械效率约为η=66.7%
C.同一滑轮组η随G物的增大而增大,最终将超过 100%
D.G物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组机械效率将改变
3.如图所示,斜面高为1m,长为4m,用沿斜面向上大小为75N的拉力F,将重为200N 的木箱由斜面底端以0.2m/s的速度匀速拉到顶端,下列判断正确的是()
A.重力做功的大小为800J B.斜面对木箱的摩擦力大小为25N
C.拉力做功的功率为125W D.斜面的机械效率为75%
4.端午节是我国的传统节日,很多地方举行了赛龙舟活动,极大丰富了人们的文化生活,关于赛龙舟活动,以下分析不正确的是()
A.运动员划水的船桨是费力杠杆
B.龙舟漂浮在水面上,说明龙舟受到的浮力大于重力
C.运动员向后划水,龙舟向前运动,说明力的作用是相互的
D.划船时,水既是受力物体同时也是施力物体
5.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
6.如图所示,杠杆始终处于水平平衡状态,改变弹簧测力计拉力F的方向,使其从
①→②→③,此过程中()
A.①位置力臂最长B.③位置力臂最长
C.弹簧测力计示数先变大后变小D.弹簧测力计示数先变小后变大
7.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
8.如图所示,不计滑轮自重及绳子与滑轮之间的摩擦,三个弹簧测力计拉力F A、F B、F c三者的关系正确的是
A.F A:F B:F c=3:2:1 B.F A:F B:F c=1:2:3
C.F A:F B:F c=6:3:2 D.F A:F B:F c=2:3:6
9.如图所示的是工人在平台上通过滑轮组向上拉起重物G的情景.已知重物G所受的重力为700 N,当他沿水平方向用400 N的力拉重物G时,重物G恰好做匀速直线运动.不计绳重及摩擦,下列说法正确的是
A.该滑轮组的动滑轮所受的重力为100 N
B.若工人拉动绳子的速度为0.5 m/s,则4 s后,绳子的拉力所做的功为1 400 J
C.当工人用等大的力使绳子以不同速度匀速运动,且绳端运动相同的距离时,工人所做的功大小不同
D.若将重物G换为质量更大的物体,则在不改变其他条件的情况下,工人将更省力10.分别用如图所示的两个滑轮组,将同一物体提升到相同高度.若物体受到的重力为100N,动滑轮的重力为20N.在把物体匀速提升1m的过程中,(不计绳重和摩擦)下列说法正确的是
A.甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100J
B.甲滑轮组所做的有用功为200J ,乙滑轮组所做的有用功为300J
C.甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D.甲、乙两滑轮组的机械效率不相等
二、填空题
11.如图所示,小超同学用滑轮组匀速提升重200N的物体,若每个滑轮均重10N,绳重和摩擦忽略不计,则他对绳子的拉力是_____N。
如果小超同学体重500N,拉动过程中绳始终未断裂,他用此滑轮组能提升的最大物重为_____N。
12.如图所示,用力F1和F2分别匀速提起物体C时,滑轮_______可以看作等臂杠杆(选填“A"或“B”).若物体C重为50牛,滑轮重力不计,则力F2的大小为___________牛.
13.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。
14.如图所示,一块高 40cm,宽 30cm,厚 10cm,质量为 1.5kg 的砖,竖直立在水平地面上,若要照图示方向推倒它,推力至少要做___________J 的功;若把砖推倒,最小的推力为___________N。
15.如图为吊装工具示意图,物体M为重5000N的配重,杠杆AB的支点为
O,OA:OB=1:2,每个滑轮重100N.当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时,工人对地面的压力为_____N,物体M对地面的压力为_____N.(杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计)
16.某同学骑自行车在水平路面行进,当自行车两个脚踏板转到___________位置时(填水平方向、竖直方向或与水平方向成45度角),用力最小,这是因为这个位置的________最大.
17.2010年4月14日,青海玉树发生7.1级地震,救援队利用各种器材展开抢险救灾工作.
(1)利用如图1所示的钢丝钳,救援队吧钢筋剪断,钢丝钳是杠杆.
(2)使用撬棒,救援队员吧滚落在公路上的石块撬起,如图2所示,若救援队在撬棒D点沿DM方向用来撬起石块1,撬棒的支点是点,若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1,撬棒的支点是点.沿方向撬起石块1更省力.
18.如图所示,不计重力的杠杆OB可绕O点转动,重为10N的重物P悬挂在杠杆的中点A处,拉力F1与杠杆成30°角,杠杆在水平位置保持平衡,根据杠杆的平衡可求出拉力的大小F1=________ N;若仅增大拉力F1与杠杆间的夹角,其它条件保持不变,则拉力F的大小变化规律是________ .
19.杠杆AB可绕支点O自由转动,将金属块用细绳悬挂在杠杆A端,把石块用细绳悬挂在杠杆B端时,杠杆恰好在水平位置平衡,如图所示.若将石块浸没在水中,为使杠杆在水平位置平衡,需在杠杆A端施加一个竖直向上的拉力F,其大小为石块所受重力的
8 9.已知
OA
OB
=
3
8
,则石块的密度为______kg/m3.
20.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右匀速直线运动。
已知拉力F=5N,滑轮组的机械效率为80%,拉力F的功率是______;物体A受到水平地面的摩擦力是______N。
三、实验题
21.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。
22.小华探究杠杆平衡条件时,使用的每个钩码的质量均为100g,杠杆上相邻刻线间的距离相等。
请按要求完成下列问题:
(1)将杠杆安装在支架上,发现杠杆右端下沉,此时应将杠杆右侧的平衡螺母向______调(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡。
(2)将杠杆调节水平平衡后,在杠杆上的B点悬挂了3个钩码,如图所示。
为使杠杆保持水平平衡状态,应该在A点悬挂 ________个钩码。
(3)若撤掉杠杆A点的钩码,为使杠杆在水平位置平衡,应该用弹簧测力计在杠杆______(选填“A”或“C”)处竖直向上拉,当杠杆水平平衡时,弹簧测力计的示数为
_______N。
(g取10N/kg)
23.图甲是某型号的抽水马桶水箱进水控制装置的示意图,浮子是有上底无下底的圆柱形容器,中间有圆柱形的孔(图乙是浮子的放大示意图),壁的厚度忽略不计,浮子通过圆孔套在直杆上,并与调节螺母紧密相连,手动上下移动调节螺母,可以使浮子的位置随之上下移动,轻质细杆AB可绕O点旋转,A端与直杆底端相连,B端装有塞子当水箱的进水孔进水,水面接触到浮子下端后,浮子内的空⽓开始被封闭压缩,随着水位继续上升,浮子上升带动直杆向上运动,当水位上升到一定高度,AB杆处于水平位置时,塞子压住进水孔,进水孔停止进水。
(1)为测出浮子上底面的面积,现有刻度尺、量筒和水,请完成实验:
①将浮子倒置后,用刻度尺测出浮子内的深度h;
②将浮子装满水,用_______________________;
③浮子上底面的面积表达式:S上=_________(用所测量物理量的符号表示)。
(2)若浮子上升的过程中内部被封闭的空气不泄露,用上述方法测得的浮子上底面的面积为10cm2,外界大气压为1.0×105Pa,浮子、直杆、细杆AB、塞子的重力及所受浮力均不计,忽略所有摩擦,当进水孔停⽓进水时,浮子内的⽓体压强为外界大气压强的1.2倍,
OA=6cm,OB=4cm,塞子受到水的压力为___________N。
(3)科学研究表明,⽓定质量的⽓体,在温度不变时,其压强与体积成反比,当进水孔的水压过大时,塞子被冲开,水箱内的水位超过⽓定⽓度,会使水溢出,若通过移动调节螺母的方法保证⽓桶正常使用,应如何移动调节螺母:__________。
24.某同学用定滑轮和弹簧秤完成了以下几个实验:
(1)如图A所示,甲物体重3N,乙物体重10N,用绳绕过定滑轮相连(不计绳重与摩擦).乙静止于水平地面上,则a绳对甲的拉力为______N.
(2)在分析b绳对乙的拉力时,小明认为是3N,小慧认为是7N.
a.小明做了以下实验:用弹簧测力计测出某物体的重力(如图B);然后将绳子靠着定滑轮(不计绳重与摩擦),如图C所示,弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时,其示数保持不变.由此可见,定滑轮只改变了力的____,不改变力的_____(均选填“大小”或“方
向”).所以,小明认为图A中b绳对乙的拉力为3N.
b.图A中b绳对乙的拉力和乙对b绳的拉力是一对相互作用力.为了探究这两个力的大小关系,再做如图D的实验:将弹簧测力计丙与丁相互对拉,它们的示数相等.
于是可以得出,b绳对乙的拉力______乙对b绳的拉力(选填“等于”或“不等于”).由此可知,图A中b绳对乙的拉力为______N.
25.为研究沿光滑斜面向上拉重物所需的拉力大小与哪些因素有关,某实验小组同学利用如图所示的装置进行实验。
实验时多次改变斜面长度和高度,每一次用弹簧测力计拉动重为1牛的物体从斜面底端缓慢拉伸至顶端,实验数据记录在表一、表二和表三中。
(1)分析比较实验序号_____的数据及相关条件,可得的初步结论是:沿光滑斜面缓慢提升同一重物时,当斜面高度相同时,拉力与斜面长度成反比;
(2)分析比较实验序号1与4与8(或2与5)的数据及相关条件,可得的初步结论是:沿光滑斜面缓慢提升同一重物时,_____;
(3)进一步综合分析比较表一、表二、表三的数据及相关条件,并归纳得出结论。
表一
时,_____;
(b)分析比较表一和表二和表三的数据及相关条件,可得:沿光滑斜面缓慢提升同一重物时,_____。
四、计算题
26.电梯为居民出入带来很大的便利,小明家住6楼,每层楼高3m,放学后,乘电梯回家:
(1)电梯在20s内将小明送到家,在此过程中,电梯上升的平均速度是多少?
(2)已知小明的体重为500N,电梯对小明做功的功率为多少?
(3)如图是一种电梯的结构示意图。
A为电梯厢,B为动滑轮,绕过滑轮的钢丝绳一端固定在楼房顶层,另一端通过电动机提供拉力,C为配重。
在电动机拉力作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。
某次运行中,电梯将总质量为180k g的小明一家人送回家时,电动机拉力F为6000N。
(不计钢丝绳、滑轮重及摩擦)在此过程中,电梯的机械效率是多少?
27.用如图所示的滑轮组提升重物,摩擦不计,当物重G=1800N、拉力F为500N时,可使物体匀速上升。
求:
(1)当拉绳的速度为多大时,可使重物以0.65m/s的速度匀速上升;
(2)当被提起的重物G=2400N时,拉力F为多大时可以使物体匀速上升。
28.如图所示小明站在高台上通过滑轮组竖直向上匀速提升物体,假设在拉绳子的过程中,小明对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上,不计绳重和摩擦。
已知小明的质量为50kg,物体的质量为54kg,上升的高度为2m,动滑轮的质量为6kg,小明双脚与地面的总接触面积是500cm2,(g=10N/kg)求:
(1)滑轮对物体所做的有用功是多少?
(2)当提升物体时,滑轮组的机械效率为多少?
(3)小明对高台的压强是多少?
29.水的沸点与水面上方气体的压强有关,气体压强越大水的沸点越高。
下面给出了水面上方气体的压强与沸点的关系。
技术员利用这一关系,设计了如下图所示的锅炉水温控制装置。
图中OC为一可绕O点旋转的杠杆(质量不计),在横杆上的B点下方连接着阀门S(阀门自身重力不计),阀门的底面积为6cm2,OB长度为20cm,横杆上A点处挂着重物G,OA长度为60cm。
对水加热时,随着水温的升高,水面上方气体压强增大。
当压强增大到一定程度时,阀门S被顶开,使锅炉内气体压强减小,水开始沸腾。
当重物G挂在不同位置时,锅炉内水面上方气体压强可达到的最大值不同,从而控制锅炉内的水的最高温度。
压强(帕) 1.0×105 1.4×105 2.0×105 2.7×105
沸点(℃)100110120130
(1)当锅炉内水的温度达到120℃沸腾时,锅炉内气体的压强是多少?
(2)当大气压为1.0×105Pa时,将G挂在A位置,锅炉内水沸腾时的温度为120℃,求此时阀门底部受到的气体向上的压力和上部受到的大气压力的差值是多少?(计算时可认为阀门上、下底面积相等)
(3)当外界大气压强为1.0×105Pa时,要使锅炉内水的温度达到110℃时沸腾,应将G挂在离O点多远处?
30.一个水平放置的直杠杆,动力和阻力位于支点两侧,该杠杆的动力臂l1为0.3m,动力F1为200N,阻力F2为50N,求:
(1)杠杆平衡时的阻力臂l2.
(2)若保持杠杆水平位置平衡,且保持动力作用点和阻力作用点位置不变,动力和阻力各增加100N ,则要使杆杆重新在水平位置平衡,通过计算说明杠杆的支点向哪个方向移动多远?
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一、选择题 1.D 解析:D 【详解】
如图,杠杆在A 位置,因为杠杆平衡,所以
F ×OA =
G ×OC
所以
OC
F G OA
=
杠杆在B 位置,OA '为动力臂,OC '为阻力臂,阻力不变为G ,因为杠杆平衡, 所以
F OA
G OC '⨯'=⨯'
所以
OC F G OA '
'=
'
如图,又因为
OC D OA B ''∽
所以
::OC OA OD OB ''=
因为
::OD OB OC OA =
所以
::OC OA OC OA ''=
所以
OC OC
F G G F OA OA
''=
==' 由此可知当杠杆从A 位置匀速提到B 位置的过程中,力F 的大小不变。
故ABC 不符合题意,D 符合题意。
故选D 。
2.B
解析:B 【分析】
(1)结合图中信息,根据
'W Gh G
W Gh G h G G η==++=
有总动动
求得动滑轮的重力。
(2)当G 物=6N 时,根据'
W Gh G
W Gh G h G G η==++=
有总动动
求得机械效率。
(3)使用机械时,人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功;对完成任务没有用,但又不得不做的功叫额外功;有用功与额外功之和叫总功。
有用功与总功的比值叫机械效率。
(4)G 物不变,改变图甲中的绕绳方式,改为2段绳子承担,分别将同一物体匀速提高到相同高度,做的有用功相同;由题知,忽略绳重及摩擦,所做的额外功为提升动滑轮做的功,由W 额=G h 可知额外功相同,又因为总功等于有用功加上额外功,所以总功相同,所以可以得出两图的机械效率相同。
【详解】
A .由图象可知,当G =12N 时,η=80%,不计绳重和摩擦,则
'
W Gh G W Gh G h G G η==++=有总动动
即
12N
80%12N G =
+动
解得
G 动=3N
故A 错误;
B .当G 物=6N 时,此时的机械效率
'6N
100%66.7%6N 3N
W Gh G W Gh G h G G η===⨯≈+++=
有总动动 故B 正确。
C .由图象可知,同一滑轮组η 随 G 物的增大而增大,由题知,不计绳重和摩擦;使用滑轮组时,克服物重的同时,不可避免地要克服动滑轮重做额外功,所以总功一定大于有用功;由公式W W η=
有
总
知,机械效率一定小于1,即同一滑轮组机械效率η随G 物的增大而增大,但最终不能超过100%,故C 错误;
D .G 物不变,改变图甲中的绕绳方式,如下图所示,
因为此图与题中甲图将同一物体匀速提高相同的高度,所以所做的有用功相同,忽略绳重及摩擦时,额外功:W 额=G 动h ,则额外功W 额相同,又因为W 总=W 有+W 额,所以总功相同,由W W η=
有
总
知,两装置的机械效率相同,即 η1=η2
所以,G 物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组机械效率不变,故D 错误。
故选B 。
3.B
解析:B 【详解】
A .由题意可知,重力做功的大小是
G 200N 1m 200J W Gh ==⨯=
A 错误;
B .由题意可知,摩擦力所做的功是额外功,总功大小是
75N 4m 300J W Fs ==⨯=总
由上述可知,有用功大小是
G 200J W W ==有用
那么额外功大小是
-300J -200J 100J W W W ===额总有用
可知斜面对木箱的摩擦力大小是
100J
25N 4m
W f s
=
=
=额 B 正确;
C .木箱是匀速运动的,根据P Fv =可知,拉力做功的功率是
75N 0.2m/s 15W P Fv ==⨯=
C 错误;
D .由上述可知,斜面的机械效率是
200J
100%100%66.7%300J
W W η=
⨯=
⨯≈有用总
D 错误。
故选B 。
4.B
解析:B 【详解】
A .杠杆是可以让某一固定点转动的硬棒,划水的船桨符合杠杆的特点,所以划水的船桨是杠杆,又划水时省了距离,故必定费力,即船桨是费力杠杆,故A 正确,不符合题意;
B .龙舟漂浮在水面上时,处于平衡状态,龙舟所受的浮力等于重力,故B 错误,符合题意;
C .运动员向后划水,给了水一个向后的作用力,同时也受到水向前的反作用力,龙舟前进,说明物体间力的作用是相互的,故C 正确,不符合题意;
D .划船时,船桨给了水一个向后的作用力,此时水为船桨的受力物体,同时船桨也受到水向前的反作用力,此时水为船桨的施力物体,所以水既是受力物体同时也是施力物体,故D 正确,不符合题意。
故选B 。
5.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 。
6.D
解析:D 【详解】
AB .力臂是支点到力的作用点的线段,由图可知当弹簧测力计在②位置时力臂最大,故AB 不符合题意;
CD .从①→②→③时动力臂先变大后变小,由图可知阻力等于钩码重力不变,在水平位置平衡所以阻力臂也不变,根据杠杆平衡的条件可知,弹簧测力计给杠杆的拉力先变小后变大,故C 不符合题意,D 符合题意。
故选D 。
7.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 。
8.B
解析:B 【分析】
根据动滑轮的使用特点,判断力的大小.
【详解】
根据每段绳子承担的力的情况,分析三个弹簧测力计拉力F A、F B、F c三者的关系,如下图:
设每段绳子承担F的力,F C承担3段绳子的拉力,F C=3F;F B承担2段绳子的拉力;
F B=2F;F A承担一段绳子的拉力,F A=F.
故F A:F B:F C=F:2F:3F=1:2:3,故B正确,ACD错误.
故选B.
【点睛】
本题考查动滑轮的使用情况,是一道基础题.
9.A
解析:A
【解析】
A、不计绳重及摩擦,动滑轮组进行受力分析,
1
2
F G G
=+
物动
(),
滑轮组的动滑轮所受的重力:G动=2F-G物=2×400N-700N=100N,故A正确;
B、绳子移动的距离,s=vt=0.5m/s×4s=2m,
绳子的拉力所做的功:W=Fs=400N×2m=800J,故B错误;
C、工人所做的功,等于绳子的拉力与绳子移动距离的乘积,与绳子的不同速度无关,大小W=Fs,工人所做的功相同,故C错误;
D、不计绳重及摩擦,动滑轮组进行受力分析,
1
2
F G G
=+
物动
(),当重物G换为质量更
大的物体时,F将变大,更费力,故D错误.
故选A.
10.A
解析:A
【详解】
(1)甲乙两滑轮组所提的重物相同、上升的高度相同,根据W=Gh可知两滑轮组所做的有用功相同,则
W有=Gh=100N×1m=100J,故A正确、B不正确.
(2)由图可知滑轮组绳子的有效股数n甲=2,n乙=3,
∵动滑轮的个数和重力以及物体的重力相同,
∴根据
1
F G G
n
=+
物动
()可知,两滑轮组绳子自由端的拉力不相等,故C不正确,
(3)不计绳重和摩擦时,滑轮组的额外功是由克服动滑轮重力所做的功, 根据W =Gh 可知,动滑轮重和上升高度相同时,两者的额外功相等, 即W 额=G 动h =20N×1m=20J,
∵W 总=W 有+W 额,∴两滑轮组的总功相同,即W 总=100J+20J=120J ,
根据W W η=有
总可知,两滑轮组的机械效率相等,均为100J 83.3%120J
W W η=
=≈有总,故D 错误. 故选A .
二、填空题
11.990 【详解】
[1]承担物重的绳子段数为n=2,他对绳子的拉力
[2]小超同学能对绳子施加的最大拉力等于他的体重500N ,所以最大物重为
解析:990 【详解】
[1]承担物重的绳子段数为n =2,他对绳子的拉力
+200N+10N
=105N 2
G G F n ==动
[2]小超同学能对绳子施加的最大拉力等于他的体重500N ,所以最大物重为
max max 2500N-10N=990N G nF G =-=⨯动
12.A 25 【详解】
[1]由图可知,A 滑轮是定滑轮,所以滑轮A 是等臂杠杆。
[2]滑轮B 是动滑轮,省一半力,所以F2的大小为25N 。
解析:A 25 【详解】
[1]由图可知,A 滑轮是定滑轮,所以滑轮A 是等臂杠杆。
[2]滑轮B 是动滑轮,省一半力,所以F 2的大小为25N 。
13.75% 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。
14.75 4.5
【详解】
如图:
[1]砖的重力
在B端施加F方向的最小力能使长方块木块翻转,根据杠杆平衡条件得,
则
所以把此正方体翻转的最小推力为F=4.5N。
[2]力
解析:75 4.5
【详解】
如图:
[1]砖的重力
1.5kg 10N/kg 15N G mg ==⨯=
在B 端施加F 方向的最小力能使长方块木块翻转,根据杠杆平衡条件得,
OC G OB F ⨯=⨯ 11
30cm 15cm 22
OC AO ==⨯=
()()
22
2240cm +30cm =50cm OB AB AO =+=
则
15cm 15N 50cm F ⨯=⨯
所以把此正方体翻转的最小推力为F =4.5N 。
[2]力臂
()()
22
2215cm +20cm OM OC CM '=+=
长方块升高
25cm-20cm=5cm h OM CM ='-=
用此种方法使木块竖起时,至少把正方体的重心从M 点升高到M′点,克服重力做功:
15N 0.05m 0.75J W Gh ==⨯=
答:推力最小为4.5N ;要使它翻转过来,至少要做0.75J 的功。
【点睛】
本题主要考查了杠杆的最小力的问题和功的计算,本题确定最长力臂和升高的距离是关键。
15.4500 【详解】
重为700N 的工人用300N 的力竖直向下匀速拉动绳子时,由于力的作用是相互的,所以人会受到300N 的向上的拉力,所以此时工人对地面的压力为: ;
从A 点看,通过滑轮组,有
解析:4500
【详解】
重为700N 的工人用300N 的力竖直向下匀速拉动绳子时,由于力的作用是相互的,所以人会受到300N 的向上的拉力,所以此时工人对地面的压力为:
700N 300N=400N F G F =-=-人压;
从A 点看,通过滑轮组,有三段绳子向下拉着滑轮,再加上一个滑轮的重,故A 点受到的拉力为:
3=3300N+100N=1000N A F F G =+⨯定滑轮
根据杠杆平衡条件得:
B A F OB F OA ⨯=⨯,代入得:21000N B F OA OA ⨯=⨯
解得:500N B F =
因为力的作用相互,绳子对M 向上的拉力也为500N ,所以M 对地面的压力为:
M B 5000N 500N=4500N M F G F =-=-压.
点睛:重点是滑轮组的工作特点,以及杠杆平衡条件的应用,难点是求A 点的拉力时,要理解下方的滑轮由绳子拉着,所以下方滑轮的重计算在绳子的拉力中,故A 点拉力为绳子的拉力加一个滑轮的重.
16.水平方向 动力臂
【解析】自行车的两个脚踏板相当于双轴对称性杠杆,支点在两脚踏板的中心转轴点,当转到水平位置时,此时动力臂最大,在阻力和阻力臂不变的情况下,此时动力最小. 故答案为:车把有花纹
解析: 水平方向 动力臂
【解析】自行车的两个脚踏板相当于双轴对称性杠杆,支点在两脚踏板的中心转轴点,当转到水平位置时,此时动力臂最大,在阻力和阻力臂不变的情况下,此时动力最小. 故答案为:车把有花纹是为增大摩擦(合理即可);水平方向;动力臂.
17.省力;A ;C ;DM 【解析】
试题分析:(1)钢丝钳的动力臂大于阻力臂,利用它可以很轻易的剪短钢丝,是省力杠杆;
(2)读图可知,当沿DM 方向用力撬石块1时,杠杆围绕A 点转动,因此A 为这时的支点;同
解析:省力;A ;C ;DM 【解析】
试题分析:(1)钢丝钳的动力臂大于阻力臂,利用它可以很轻易的剪短钢丝,是省力杠杆;
(2)读图可知,当沿DM 方向用力撬石块1时,杠杆围绕A 点转动,因此A 为这时的支点;同样,当沿DN 方向用力撬石块1时,杠杆围绕C 点转动,因此C 为此时的支点;当以。