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文檔簡介
1、.第十二章簡單機(jī)械A(chǔ)組根底題組一、填空題1.2019天津利用圖甲中的撬棒撬石塊時,撬棒相當(dāng)于選填“省力或“費力杠桿;利用圖乙中的滑輪組勻速提升900 N的重物時,假設(shè)忽略滑輪自重、繩重及摩擦,人對繩的最小拉力為N。 甲乙2.2019山東棗莊如下圖,用一樣的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置,分別用FA、FB勻速提升重力為GA、GB的A、B兩物體,不計繩重和摩擦。假設(shè)GA>GB,那么甲乙;假設(shè)FA=FB,那么GAGB。選填“>“<或“= 3.2019河南南陽內(nèi)鄉(xiāng)二模輕質(zhì)木桿AB可以繞O點轉(zhuǎn)動,OAOB=31,A端細(xì)線下掛300 N的重物靜止在程度地面上,假設(shè)使木桿保持
2、程度位置,且重物對程度地面的壓力為零,在B點要用 N的力豎直向下拉。此木桿為選填“省力“費力或“等臂杠桿。假設(shè)豎直向下的力F的作用點向右挪動,那么F變。 二、選擇題4.2019山東濰坊如下圖,杠桿處于平衡狀態(tài)。假如杠桿兩側(cè)的鉤碼各減少一個,杠桿將BA.左端下降B.右端下降C.仍然平衡D.無法判斷5.2019江蘇連云港如下圖,O為杠桿的支點,杠桿右端掛有重為G的物體,杠桿在力F1的作用下在程度位置平衡。假如用力F2代替力F1使杠桿仍在程度位置保持平衡,以下關(guān)系中正確的選項是BA.F1<F2B.F1>F2C.F2<GD.F1=G6.2019重慶B部分農(nóng)戶在新建住房時,常
3、利用如下圖的簡易滑輪提升建材。在一次提升建材的過程中,建筑工人用400 N的拉力,將重600 N的建材在10 s內(nèi)勻速進(jìn)步3 m。那么以下判斷正確的選項是CA.滑輪所做的有用功為1 200 JB.滑輪受到的重力為100 NC.該滑輪的機(jī)械效率=75%D.繩子自由端挪動的速度大小為0.3 m/s7.2019四川廣安如下圖,斜面長3 m,高0.6 m,建筑工人用繩子在6 s內(nèi)將重500 N的物體從其底端沿斜面向上勻速拉到頂端,拉力是150 N忽略繩子的重力。那么以下說法正確的選項是AA.斜面上的摩擦力是50 NB.拉力的功率是50 WC.拉力所做的功是300 JD.斜面的機(jī)械效率是80%8.201
4、9湖北十堰如下圖,滑輪組將重50 N的物體A以0.2 m/s的速度沿程度地面勻速向前拉動了1 m,拉力F大小為10 N,滑輪組的機(jī)械效率為80%,以下說法中正確的選項是DA.拉力F做功的功率為2 WB.2 s內(nèi)繩子自由端挪動的間隔 為0.4 mC.滑輪組做的有用功為50 JD.物體A受到程度地面的摩擦力為16 N三、作圖題9.2019河南安陽一模某劇組為拍攝需要,設(shè)計了如下圖的裝置來改變照明燈的高度。輕質(zhì)杠桿ABO可繞O點轉(zhuǎn)動,在圖中畫出杠桿ABO所受阻力F2的示意圖和動力臂l1。10.2019湖北咸寧過去農(nóng)村用的舂米工具是一個杠桿,如下圖是它的構(gòu)造示意圖。O為固定轉(zhuǎn)軸,在A端連接著石球,腳踏
5、B端可以使石球升高,抬起腳,石球會落下打擊稻谷。請在圖中畫出動力F1的力臂和石球所受重力G的示意圖。四、實驗探究題11.2019河南安陽二模用如下圖的裝置做“探究杠桿的平衡條件實驗。1實驗前,將杠桿中點置于支架上,當(dāng)杠桿靜止時,發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉,假如杠桿右側(cè)的平衡螺母已調(diào)至最左端,杠桿右端仍下沉,此時應(yīng)將杠桿左側(cè)的平衡螺母向調(diào)節(jié)選填“左或“右。 2如圖甲所示,杠桿調(diào)節(jié)平衡后,小紅在杠桿上A點處掛4個鉤碼,在B點處掛6個鉤碼杠桿恰好在原位置平衡。于是小紅便得出了杠桿的平衡條件。他這樣得出的結(jié)論選填“合理或“不合理,因為。 3如圖乙所示,用彈簧測力計在B點豎直向下拉,當(dāng)彈簧測力
6、計逐漸向右傾斜時,使杠桿仍然在程度位置平衡,那么彈簧測力計的示數(shù)將選填“變大“變小或“不變,其原因是。 4實驗完畢后,小紅提出了新的探究問題:“假設(shè)支點不在杠桿的中點時,杠桿的平衡條件是否仍然成立?于是小組同學(xué)利用如圖丙所示裝置進(jìn)展探究,發(fā)如今杠桿左端的不同位置,用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態(tài)時,測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符,其原因是。 12.下面是小明和小紅的“測量滑輪組的機(jī)械效率實驗報告。實驗名稱:測量滑輪組的機(jī)械效率實驗步驟:1觀察彈簧測力計的量程、零刻度線和。 2如圖1所示,測量物體G所受的重力為。 3如圖2所示,實驗過程中,拉
7、動彈簧測力計并讀出拉力F的數(shù)值,用測出物體G上升的高度h和彈簧測力計挪動的間隔 s,將數(shù)據(jù)填入表格。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),可以知道他們選用的滑輪組是選填“甲或“乙 4僅改變重物G上升的高度,重復(fù)上面的實驗,記錄并計算實驗數(shù)據(jù)。實驗記錄:實驗次數(shù)物體重力G/N物體上升高度h/cm拉力F/N彈簧測力計移動的間隔 s/cm機(jī)械效率15.001.8015.0085.2%28.001.7724.0086.6%310.001.7530.0087.6%實驗結(jié)論:滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的高度有關(guān)。實驗討論與交流:小明和小紅的實驗結(jié)論:選填“科學(xué)或“不科學(xué),請說明你的理由 。 小
8、明認(rèn)為提升的物重會影響該滑輪組的機(jī)械效率,建議進(jìn)一步探究:改變,重復(fù)實驗3步驟,計算出機(jī)械效率進(jìn)展比較分析。 五、綜合應(yīng)用題13.2019浙江湖州在拓展課上,小泉同學(xué)模擬某建筑工地上拉開工件的情景,設(shè)置了如下圖的滑輪組。他用該滑輪組在4秒內(nèi)將一個重為100牛的物體,沿著程度地面勻速拉動了2米。人的拉力為18牛,物體挪動時受到地面的摩擦力為物重的0.35,不計繩重及機(jī)械的摩擦。求:1人的拉力所做的功。2人的拉力做功的功率。3動滑輪受到的重力。B組提升題組1.2019河南安陽二模如下圖,工人師傅利用斜面將箱子從地面勻速挪動至汽車上。斜面的長度為3 m,高度為1 m,箱子重600 N,沿斜
9、面的推力為250 N。在此過程中,箱子與斜面間的摩擦力大小為N,使用斜面可以省選填“力或“間隔 。 2.2019河南開封順河區(qū)校級二模如圖是甲、乙兩人分別用兩裝置在一樣的時間內(nèi)將質(zhì)量相等的重物勻速提升一樣的高度,空氣阻力、摩擦和繩子的質(zhì)量均不計,每個滑輪重小于物重,那么:兩人拉繩子的力F甲F乙,甲、乙兩人做功的效率關(guān)系甲乙均選填“大于“小于或“等于。 3.2019河南商丘柘城三模雙選工人師傅利用如圖甲、乙所示的兩種方式將重均為300 N的貨物從圖示位置向上緩慢提升一段間隔 。F1、F2始終沿豎直方向;圖甲中OB=2OA,圖乙中動滑輪重為60 N,重物上升速度為0.01 m/
10、s。不計杠桿重、繩重和摩擦,那么以下說法正確的選項是BCA.甲乙兩種方式都省一半的力B.甲方式F1為150 N保持不變C.乙方式機(jī)械效率約為83.3%D.乙方式F2的功率為3 W4.2019河南安陽一模某人到健身房進(jìn)展健身活動。用如下圖的牽引裝置來鍛煉腿部和手部肌肉功能輪重和繩重忽略不計。使用時:1繩A處固定不動,手在B處用力FB拉繩,使重物G勻速上升;2繩B處固定不動,腿在A處用力FA拉繩,使重物G勻速上升。以下說法正確的選項是BA.FA>FBB.FA<FBC.FA=FBD.條件缺乏,無法確定5.2019浙江衢州如下圖是汽車起重機(jī),其中A、B組成滑輪組構(gòu)造如示意圖,C桿伸縮可改變
11、吊臂的長短,D桿伸縮可改變吊臂與程度面的角度,O為吊臂的轉(zhuǎn)動軸,裝在E里的電動機(jī)牽引鋼絲繩,利用滑輪組提升重物,H為在車身外側(cè)增加的支柱,F為吊臂頂端受到豎直向下的力。以下有關(guān)汽車起重機(jī)的表達(dá)中錯誤的選項是AA.滑輪組中A滑輪用于改變力的方向B.當(dāng)C桿伸長時吊臂對D桿的壓力將變大C.當(dāng)D桿伸長時力F的力臂將變小D.H的作用是工作時以防翻車和防止輪胎受到的壓力過大6.2019河南南陽唐河三模如下圖是小明最喜歡的用于鍛煉臂力的健身拉力器構(gòu)造示意圖。假如小明每次向下拉動拉桿時,拉力F為250 N,并在0.4 s內(nèi)使質(zhì)量m=20 kg,底面積S=100 cm2的配重塊勻速升高h(yuǎn)=40 cm后放手,讓其
12、自由落下。不計拉桿和繩的重力,g取10 N/kg。請解答以下問題:1拉力器中滑輪是選填“動或“定滑輪,它的作用是;配重塊勻速上升的過程中動能選填“增大“減小或“不變。 2提拉前靜止在地面上的配重塊對地面的壓強(qiáng)是多大?3小明拉動拉力器做功的功率?4在小明鍛煉過程中拉力器的機(jī)械效率?答案精解精析A組根底題組一、填空題1.答案省力300解析在撬動石塊時,手用力為動力,石塊對杠桿施加阻力,動力臂大于阻力臂,故為省力杠桿;由題圖可知n=3,故F=13G物=13×900 N=300 N。2.答案><解析1不計繩重和摩擦,抑制物體重力做的功為有用功,抑制物體重力和動滑輪重力做
13、的功為總功,那么滑輪組的機(jī)械效率=W有W總×100%=Gh(G+G動)h×100%=GG+G動×100%=11+G動G×100%,因動滑輪的質(zhì)量相等物體的重力G越大,1+G動G越小,11+G動G越大,所以GA>GB時,甲>乙。2由題圖可知,n甲=2,n乙=3,由F=1nG+G動可得,提升物體的重力G=nF-G動,那么FA=FB時,提升物體的重力關(guān)系為GA<GB。3.答案900費力小解析由題知,OAOB=31,那么OA=3OB,重物對地面的壓力為零時,杠桿A端受到的阻力等于物重G,由杠桿平衡條件可得F×OB=G×OA,
14、那么F=G×OAOB=G×3OBOB=3G=3×300 N=900 N;由于動力大于阻力,所以是費力杠桿;假設(shè)豎直向下的力F的作用點向右挪動,此時阻力、阻力臂不變,動力臂增大,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,動力F變小。二、選擇題4.答案B設(shè)每個鉤碼的重力為G,每個小格的長度為L,根據(jù)杠桿平衡條件,假設(shè)兩側(cè)各去掉一個鉤碼,那么左側(cè)=G×3L,右側(cè)=2G×2L,因為G×3L<2G×2L,所以右端下降。應(yīng)選B。5.答案B設(shè)動力臂為L2,杠桿長為L即阻力臂為L,由圖可知,F2與杠桿垂直,因此其力臂為最長的動力臂,由杠桿平衡條件可知F
15、2為最小的動力,那么F1>F2,故A錯誤,B正確;用力F2使杠桿在程度位置保持平衡時,由杠桿平衡條件可得F2·L2=G·L,由圖知L2<L,所以F2>G,故C錯誤;因為F1>F2,F2>G,所以F1>F2>G,故D錯誤。應(yīng)選B。6.答案C滑輪所做的有用功W有用=Gh=600 N×3 m=1 800 J,故A錯誤;不計摩擦和繩重時,動滑輪的重力G動=2F-G物=2×400 N-600 N=200 N,故B錯誤;繩端挪動間隔 s=2h=2×3 m=6 m,W總=Fs=400 N×6 m=2 400
16、 J,該滑輪的機(jī)械效率=W有W總=1 800J2 400J=75%,故C正確;繩子自由端挪動的間隔 s=2h=2×3 m=6 m,那么繩子自由端挪動的速度大小為v=st=6m10s=0.6 m/s,故D錯誤。應(yīng)選C。7.答案A拉力F做的功W總=Fs=150 N×3 m=450 J;有用功W有用=Gh=500 N×0.6 m=300 J,額外功W額=W總-W有用=450 J-300 J=150 J,由W額=fs可得,物體在斜面上受到的摩擦力f=W額s=150J3m=50 N,故A正確、C錯誤。拉力的功率P=W總t=450J6s=75 W,故B錯。斜面的機(jī)械效率=W有
17、用W總=300J450J×100%66.7%,故D錯。應(yīng)選A。8.答案D拉力做的功W總=F×2s=10 N×2×1 m=20 J,由v=st可得t=sv=1m0.2m/s=5 s;拉力的功率P=Wt=20J5s=4 W,故A錯誤。2 s內(nèi)物體挪動的間隔 sA=vA×t=0.2 m/s×2 s=0.4 m,繩子自由端挪動的間隔 sF=2×0.4 m=0.8 m,故B錯誤。拉力做的功W總=F×2s=10 N×2×1 m=20 J,由公式=W有用W總得,W有用=W總×=20 J×8
18、0%=16 J,故C錯誤?;喗M作用在動滑輪上的繩子的股數(shù)n=2,根據(jù)=W有用W總=fsF×ns=fnF得,80%=f2×10N,f=16 N,故D正確。三、作圖題9.答案如下圖解析過A點作豎直向下的力即阻力F2;過支點O作垂直于動力作用線的垂線段即動力臂l1。10.答案如下圖解析石球的重心在球心,過重心沿豎直向下的方向畫一條帶箭頭的線段,在線段的末端標(biāo)上箭頭和符號G,即石球所受重力的示意圖;從支點O向力F的作用線作垂線,支點到垂足的間隔 就是F的力臂L。四、實驗探究題11.答案1左2不合理沒有測量多組實驗數(shù)據(jù),結(jié)論具有偶爾性3變大拉力力臂變短4杠桿自重的影響解析1杠桿右端
19、下沉,應(yīng)將左側(cè)的平衡螺母向左端調(diào)節(jié)。2杠桿的平衡條件是:動力×動力臂=阻力×阻力臂或F1L1=F2L2;只測量一組實驗數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)具有偶爾性,不具備普遍性。3圖乙中,彈簧測力計豎直向上拉杠桿,假設(shè)彈簧測力計逐漸向右傾斜拉杠桿,拉力的力臂減小,阻力和阻力臂不變,根據(jù)杠桿平衡條件可知,拉力變大,彈簧測力計示數(shù)變大。4圖丙中,杠桿的重心不在支點上,杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了影響,導(dǎo)致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數(shù)據(jù)偏大。12.答案1分度值24.6 N3刻度尺乙4不科學(xué);根據(jù)=G3F×100%,滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的高度無關(guān)提升物體的重力解析1觀察彈簧測力
20、計的量程、零刻度線和分度值。2如圖1所示,測力計分度值為0.2 N,測量物體G所受的重力為4.6 N。3如圖2所示,實驗過程中,拉動彈簧測力計并讀出拉力F的數(shù)值,用刻度尺測出物體G上升的高度h和彈簧測力計挪動的間隔 s;根據(jù)繩子自由端挪動的間隔 與物體升高高度的關(guān)系s=nh,繩子的有效段數(shù)n=sh=15.00cm5.00cm=24.00cm8.00cm=30.00cm10.00cm=3,可以知道他們選用的滑輪組是乙。4滑輪組的機(jī)械效率=W有W總=GhFs=GhF×3h=G3F,故滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的高度無關(guān),小明和小紅的實驗結(jié)論不科學(xué)。小明認(rèn)為提升的物重會影響該滑輪組的機(jī)械
21、效率,建議進(jìn)一步探究:改變提升物體的重力,重復(fù)實驗3步驟,計算出機(jī)械效率進(jìn)展比較分析。五、綜合應(yīng)用題13.答案172 J218 W31 N解析1由圖知,n=2,那么繩端挪動的間隔 s繩=ns物=2×2 m=4 m,人的拉力所做的功W=Fs繩=18 N×4 m=72 J2拉力F做功的功率P=Wt=72J4s=18 W3因為物體挪動時受到地面的摩擦力為物重的0.35所以物體受到的摩擦力f=0.35G=0.35×100 N=35 N因物體勻速挪動時處于平衡狀態(tài),物體受到的拉力F拉和摩擦力f是一對平衡力所以滑輪組對物體的拉力F拉=f=35 N不計繩重及機(jī)械的摩擦,由F=1
22、nG動+F拉可得,動滑輪的重力G動=nF-F拉=2×18 N-35 N=1 NB組提升題組1.答案50力解析斜面是一種省力的機(jī)械,不計摩擦力時,沿斜面向上的推力大小F=GHL=600N×1 m3 m=200 N,實際用力為250 N,那么箱子受到的摩擦力f=250 N-200 N=50 N。2.答案大于大于解析由題知,質(zhì)量相等的重物,重物重力一樣設(shè)其大小為G。對于圖1,因為兩個都是定滑輪,空氣阻力、摩擦、滑輪和繩子的質(zhì)量均不計,所以F甲=G;假如考慮滑輪質(zhì)量,空氣阻力、摩擦、繩子的質(zhì)量均不計,該裝置的額外功為0,甲=100%。對于圖2,因為是一個定滑輪、一個動滑輪組成的滑輪
23、組,n=2,空氣阻力、摩擦、滑輪和繩子的質(zhì)量均不計,所以F乙=12G+G輪,又因為每個滑輪重小于物重,所以F乙小于G;假如考慮滑輪質(zhì)量,空氣阻力、摩擦、繩子的質(zhì)量均不計,該裝置的額外功大于0,乙小于100%。由以上分析可知,F甲大于F乙,甲大于乙。3.答案BC甲圖,F1為動力,OB=2OA,即動力臂為阻力臂的2倍,由于不計摩擦、杠桿自重,由杠桿平衡條件可知,動力為阻力的一半,即F1=150 N;由圖乙可知,n=3,不計繩重和摩擦,那么F2=13G+G動=13300 N+60 N=120 N,故A錯誤。甲圖中,重力即阻力的方向是豎直向下的,動力的方向也是豎直向下的,在提升重物的過程中,動力臂和阻力臂的比值不變,故動力F1為150 N保持不變,故B正確。不計繩重和摩擦,乙方式的機(jī)械效率為=W有W總=W有W有+W額=GhGh+G動h=GG+G動=300N300N+60N×
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