【物理】简单机械知识点总结和题型总结
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【物理】简单机械知识点总结和题型总结
一、简单机械选择题
1.如图所示,一根木棒在水平动力(拉力)F的作用下以O点为轴,由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中,若动力臂为L,动力与动力臂的乘积为M,则
A.F增大,L增大,M增大B.F增大,L减小,M减小
C.F增大,L减小,M增大D.F减小,L增大,M增大
【答案】C
【解析】
【分析】
找某一瞬间:画出力臂,分析当转动时动力臂和阻力臂的变化情况,根据杠杆平衡条件求解.
【详解】
如图,
l为动力臂,L为阻力臂,由杠杆的平衡条件得:F l=GL;以O点为轴,由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中,l不断变小,L逐渐增大,G不变;由于杠杆匀速转动,处于动态平衡;在公式 F l=GL 中,G不变,L增大,则GL、F l都增大;又知:l不断变小,而F l 不断增大,所以F逐渐增大,综上可知:动力F增大,动力臂l减小,动力臂和动力的乘积M=F l增大;
故选C.
【点睛】
画力臂:
①画力的作用线(用虚线正向或反方向延长);
②从支点作力的作用线的垂线得垂足;
③从支点到垂足的距离就是力臂.
2.如图所示,小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面,用甲滑轮所做的总功为W1,机械效率为η1;用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为η2,若不计绳重与摩擦,则
A .W 1 = W 2 η1 = η2
B .W 1 = W 2 η1 < η2
C .W 1 < W 2 η1 > η2
D .W 1 > W 2 η1 < η2
【答案】C 【解析】 【分析】
由图可知甲是定滑轮,乙是动滑轮,利用乙滑轮做的额外功多,由“小明分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面”可知两种情况的有用功,再根据总功等于有用功加上额外功,可以比较出两种情况的总功大小.然后利用100%W W 有总
η=⨯即可比较出二者机
械效率的大小. 【详解】
因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面,所以两种情况的有用功相同;根据W W η=
有
总
可知:当有用功一定时,利用机械时做的额外功越少,则总功越少,机械效率越高.而乙滑轮是动滑轮,所以利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低.即1212W W ηη<,>. 【点睛】
本题考查功的计算和机械效率的大小比较这一知识点,比较简单,主要是学生明确哪些是有用功,额外功,总功,然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小.
3.为探究杠杆平衡条件,老师演示时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究(如图 ),这样做的目的是( )
A .便于直接读出拉力的大小
B .便于同学们观察实验
C .便于正确理解力臂
D .便于测量力臂的大小
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
从支点到力的作用线的距离叫力臂,在杠杆两侧挂钩码,由于重力的方向是竖直向下的,力臂在杠杆上可以直接读出,当用弹簧测力计倾斜时,拉力不再与杠杆垂直,这样力臂会发生变化,相应变短,由杠杆的平衡条件知道,力会相应增大,才能使杠杆仍保持平衡,所以这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识,故C正确.
4.如图所示,利用动滑轮提升一个重为G的物块,不计绳重和摩擦,其机械效率为60%.要使此动滑轮的机械效率达到90%,则需要提升重力为G的物块的个数为()
A.3 个B.4 个C.5 个D.6 个
【答案】D
【解析】
【详解】
不计绳重和摩擦,,,要使,则.
5.工人师傅利用如图所示的两种方式,将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升0.5m。F1、F2始终沿竖直方向;图甲中OB=2OA,图乙中动滑轮重为60N,重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦,则下列说法正确的是
A.甲乙两种方式都省一半的力
B.甲方式F1由150N逐渐变大
C.乙方式的有用功是180J
D.乙方式F2的功率为3.6W
【答案】D
【解析】
【分析】
(1)根据杠杆的特点和动滑轮的特点分析甲乙两种方式的省力情况;
(2)根据动力臂和阻力臂的关系分析甲方式F1的变化;
(3)根据W 有用=Gh 可求乙方式的有用功; (4)根据公式P=Fv 求出乙方式F 2的功率。 【详解】
A 、甲图,F 1为动力,已知OB=2OA ,即动力臂为阻力臂的2倍,由于不计摩擦、杠杆自重,由杠杆平衡条件可知,动力为阻力的一半,即F 1=150N ;由图乙可知,n=3,不计绳重和摩擦,则211
()(30060)12033
F G G N N N =
+=⨯+=动,故A 错误; B 、甲图中,重力即阻力的方向是竖直向下的,动力的方向也是竖直向下的,在提升重物的过程中,动力臂和阻力臂的比值不变,故动力F 1为150N 不变,故B 错误; C 、不计绳重和摩擦,乙方式的有用功为:W 有用=Gh=300N×0.5m150J ,故C 错误; D 、乙方式中F 2=120N ,绳子的自由端的速度为v 绳=0.01m/s×3=0.03m/s ,则乙方式F 2的功率为:221200.03/ 3.6F s W P F v N m s W t t
====⨯=绳绳,故D 正确。 故选D 。
6.在生产和生活中经常使用各种机械,在使用机械时,下列说法中正确的是 A .可以省力或省距离,但不能省功 B .可以省力,同时也可以省功 C .可以省距离,同时也可以省功 D .只有在费力情况时才能省功 【答案】A 【解析】 【详解】
使用机械可以省力、省距离或改变力的方向,但都不能省功,故A 选项正确; 使用任何机械都不能省功,故B 、C 、D 选项错误;
7.用图中装置匀速提升重为100N 的物体,手的拉力为60N ,滑轮的机械效率为( )
A .16.7%
B .20%
C .83.3%
D .100%
【答案】C 【解析】 【详解】
由图可知,提升重物时滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动,则该滑轮为动滑轮; ∴拉力移动的距离s=2h , η=
=
=
=
=
≈83.3%.