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文檔簡介
第=page11頁,共=sectionpages11頁2023-2024學(xué)年江蘇省蘇州市昆山四校九年級(上)第一次月考物理試卷一、單選題:本大題共12小題,共24分。1.如圖是深圳某住宅小區(qū)門口欄桿的示意圖,當在A處施加一個動力時,可將欄桿逆時針拉起來,如圖四個選項中的杠桿與它類型一致的是(
)A.釣魚竿 B.核桃夾
C.天平 D.開瓶器2.下列有關(guān)機械做功、功率、機械效率的說法,正確的是(
)A.效率越高的機械,功率越大 B.做功越多的機械,功率越大
C.做有用功越多的機械,效率越高 D.功率越大的機械,做功越快3.如圖所示是扔實心球的四個過程,其中手對實心球做功的過程是(
)
A.②和③ B.①和④ C.①和③ D.②和④4.開明中學(xué)大課間舉行2分鐘跳繩活動,同學(xué)們每天堅持練習(xí),試估測一位同學(xué)每一次跳繩時克服重力做的功為(
)A.3J B.30J C.300J D.3000J5.用如圖所示的四種簡單機械,將同一重物從低處勻速提升到高處,在不計機械自重及摩擦的情況下,最省力的是(
)A. B.
C. D.6.如圖所示,用完全相同的四個滑輪和兩根相同的細繩組成甲、乙兩個滑輪組,在各自的自由端均施加大小相等的拉力F,將A、B兩個不同的物塊勻速提升相同的高度不計繩重和摩擦,已知A、B兩物塊重分別為、,動滑輪重為,下列說法正確的是(
)A.甲、乙兩滑輪組的機械效率相等
B.物塊A的重力大于物塊B的重力
C.若,則甲、乙滑輪組一定都是省力機械
D.甲滑輪組的機械效率為
7.如圖,一塊厚度、密度均勻的長方形水泥板放在水平地面上,用一豎直向上的力,將其抬起時所用的力如圖所示,抬至豎直位置所做的功分別為、,則(
)A., B.,
C., D.,8.如圖所示,是《天工開物》中記載的我國傳統(tǒng)提水工具“桔槔”,用繩子系住一根直的硬棒的O點作為支點,A端掛有重為40N的石塊,B端掛有重為20N的空桶,OA長為,OB長為。使用時,人向下拉繩放下空桶,裝滿重為100N的水后向上拉繩緩慢將桶提起,硬棒質(zhì)量忽略不計。下列說法中正確的是(
)A.向下拉繩放下空桶時桔槔為省力杠桿
B.向下拉繩放下空桶時拉力為20N
C.向上拉繩提起裝滿水的桶時桔槔為費力杠桿
D.向上拉繩提起裝滿水的桶時拉力為40N
9.科普活動中,老師為同學(xué)們表演了一個“自動爬坡“實驗,驚艷了全場。該實驗如下:將一個用輕質(zhì)泡沫做成的圓環(huán),輕輕放在一個斜坡上,結(jié)果發(fā)現(xiàn)圓環(huán)不但沒有滾下,反而加速滾上了斜坡。揭秘后才發(fā)現(xiàn),這是一個內(nèi)部鑲嵌了一個小鐵塊的圓環(huán)。在圓環(huán)加速滾上斜坡的過程中,下列說法正確的是(
)
A.圓環(huán)的動能增大,重力勢能減小
B.圓環(huán)的動能增大,重力勢能增大
C.圓環(huán)受到的摩擦力沿斜面向下
D.圓環(huán)受到的支持力是由泡沫發(fā)生彈性形變產(chǎn)生的10.使用如圖所示的滑輪組,沿水平方向勻速拉動質(zhì)量為300kg的物體,彈簧測力計的示數(shù)為200N,物體在10s內(nèi)移動1m。物體所受的摩擦力為物重的倍。不計繩重和滑輪組內(nèi)的摩擦,下列說法正確的是(
)A.滑輪組的機械效率為 B.動滑輪重為100N
C.繩子自由端拉力的功率為20W D.增大物重機械效率不變11.在粗糙程度均勻的水平地面上的運動物體,受到方向不變的水平拉力F的作用,其和圖象分別如圖甲和圖乙所示。下列的分析正確的是(
)A.物體受到的摩擦力為9N B.內(nèi)拉力的功率逐漸變小
C.內(nèi)拉力做功為9J D.第10s拉力的功率為6W12.桿秤作為華夏國粹,它制作輕巧、使用便利,如圖所示,是小陽同學(xué)制作的桿秤的示意圖,使用時將貨物掛在秤鉤上,用手提起B(yǎng)或相當于支點處的秤紐,移動秤砣在秤桿上的位置,當秤桿水平平衡時,可讀出貨物的質(zhì)量。秤砣最遠可移至D點,此秤最大稱量是10kg。秤桿、秤鉤和秤紐的質(zhì)量忽略不計,AB、BC、BD的長度如圖所示。下列說法不正確的是(
)A.秤砣的質(zhì)量是
B.提起B(yǎng)秤紐,可以達到最大稱量
C.距離C點,有兩個刻度,分別為1kg和
D.如果秤砣磨損,用該秤稱量貨物質(zhì)量偏小二、填空題:本大題共10小題,共27分。13.如圖甲所示是剪高處樹枝的剪刀,將其套在竹竿上,拉動繩子一端就可以剪下高處的樹枝。這個剪刀上的滑輪是______選填“定滑輪”或“動滑輪”,它起到______的作用;
14.如圖所示,一根質(zhì)量分布均勻的木棒,能繞O處轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動不計摩擦。現(xiàn)有拉力始終水平方向、拉力始終與桿垂直和拉力始終豎直向上,分別作用在木棒最下端,使木棒由A處緩慢地抬升到B處,在此過程中,拉力______選填“”、“”或“”的大小保持不變;抬升木棒的過程中,三拉力所做的功______選填“大”、“大”、“大”或“一樣大”15.如圖所示,斜面長5m,高1m,工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的木箱勻速推到車上,推力對木箱做的功是______J,斜面的機械效率是______.木箱所受摩擦力大小為______16.有甲、乙、丙三個物體在做不同的運動:甲在空中下落不計空氣阻力,乙沿斜面勻速下滑,丙在水平面上做曲線運動且速度大小保持不變,那么在這三個物體中,機械能總量不變的是______,動能不變而勢能減少的是______.17.如圖,同一小球在同一高度以相同速度向三個不同方向拋出不計空氣阻力和摩擦,設(shè)小球剛落地時的速度分別為、、,則、、的大小關(guān)系為______。
18.重450N的箱子,在20N水平推力的作用下,沿水平路面做勻速直線運動,地面對箱子的支持力大小為______N,箱子受到的阻力大小為______N。如果用如圖所示的滑輪組勻速提升該箱子,拉力,滑輪組的機械效率為______。箱子以的速度勻速上升的過程中,拉力的功率為______W。
19.如圖所示,重100N的物體A在水平拉力F的作用下以的速度勻速運動10s,彈簧測力計的示數(shù)為20N,滑輪組的機械效率為。則拉力F所做的功是______J,拉力F的功率是______W,物體A受到的摩擦力是______N。不計繩重和滑輪重
20.建筑工地上,工人利用杠桿提起重物。如圖所示,杠桿AOB在豎直拉力的作用下恰好在水平位置平衡。已知OA::1,物體的重力為1600N,與地面的接觸面積為,此時物體對水平地面的壓強為。若工人的重力為700N,則工人對地面的壓力為______N,工人最多能拉起______N的重物杠桿與繩的自重、轉(zhuǎn)軸上的摩擦均不計。21.“蹦極”是一種富有刺激性的勇敢者的運動項目。如圖所示,一端系住人的腰部、另一端系于跳臺的是一根彈性橡皮繩。當人下落至圖中Q點時,橡皮繩剛好被拉直,那么,在人越過Q點繼續(xù)向下的過程中,人的動能將______,重力勢能將______,橡皮繩的彈性勢能將______。填“變大”、“變小”“先變大后變小”、“先變小后變大”或“不變”
22.10月16日,為世界脊柱日如圖人的脊柱起著支撐頭部的作用,頸部肌肉連接頸部和頭部,并控制著頭部的運動。長時間低頭會對頸椎和頸部肌肉造成損傷,人低頭時頭部的脊椎可以看作一個杠桿。分析問題:
人在低頭過程中,頭部的重力的力臂______選填增大或減小頸部肌肉群對后顱向下的拉力______填增大或減小若將拉力看作動力,這是一個______杠桿,頭部向下彎曲度增大頸椎所受的______增大;
結(jié)合以上分析,給出一條保護頸椎健康的合理建議______,三、作圖題:本大題共3小題,共6分。23.圖甲是小明自行車的手閘,其中ABO可視為一種杠桿,簡化示意圖如圖乙,O為支點,為阻力,請在圖乙中畫出作用在A點的最小動力及其力臂。24.利用圖中的滑輪組,用200N向下的拉力將重為800N的物體勻速提升到高處,請畫出滑輪組中繩的繞法。
25.如圖所示,AC為杠桿,O為支點,在B點處掛一個重物,請畫出杠桿在如圖所示位置平衡時,受到的最小動力及其動力臂。
四、實驗探究題:本大題共3小題,共26分。26.在探究“杠桿平衡條件”的實驗中:
實驗前,杠桿在如圖甲所示的位置靜止,此時杠桿______選填“是”或“不是”平衡狀態(tài);此時我們常把杠桿的平衡螺母向______調(diào),直至在水平位置平衡;
如圖乙所示,在A點掛2個重均為的鉤碼,在B點用彈簧測力計豎直向下拉杠桿,使其在水平位置平衡,彈簧測力計的示數(shù)為______;
如圖丙,保持A點所掛鉤碼的數(shù)量和位置不變,將彈簧測力計繞B點從a位置緩慢轉(zhuǎn)到b位置,杠桿始終保持水平平衡,在此過程中拉力F______選填“變大”、“變小”或“不變”;
豎直向下拉彈簧測力計,使杠桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度,如圖丁所示,此過程中,彈簧測力計的示數(shù)______選填“變大”、“變小”或“不變”;
下列三個因素中,不會影響探究結(jié)果的是______。
A.鐵架臺沒有放在水平桌面上
B.彈簧測力計的彈簧和刻度盤之間摩擦較大
C.實驗所用的鉤碼生銹
小明用如圖戊所示的裝置研究“杠桿的機械效率”實驗時,將重為G的鉤碼掛在鐵質(zhì)杠桿上A點,彈簧測力計作用于C點,現(xiàn)豎直向上勻速拉動彈簧測力計,杠桿的機械效率;若僅將彈簧測力計改掛到B點,仍將鉤碼豎直向上勻速提升h的高度,杠桿的機械效率為,則______“>”“<”“=”。27.某小組在“測滑輪組機械效率的實驗”中得到的數(shù)據(jù)如表所示,實驗裝置如圖所示:
實驗次數(shù)鉤碼重鉤碼上升高度繩端拉力繩端移動距離機械效率14243848實驗中應(yīng)沿豎直方向______緩慢拉動彈簧測力計,某同學(xué)在該實驗中加速向上提升重物,所測滑輪組的機械效率會______選填“偏大”、“偏小”或“不變”。
分析表中數(shù)據(jù)可知:第2次實驗是用______圖做的;第3次實驗是用______圖做的。
通過比較______填實驗次數(shù)的序號兩次實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論:使用同一滑輪組提升同一重物時,滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)______;比較2、3兩次實驗得出結(jié)論:同一滑輪組,______越大,滑輪組的機械效率______。實驗中使用了不同的滑輪組,還多次改變提升的物重來測量滑輪組的機械效率,目的是為了______。填字母
A.減小摩擦
B.多次測量取平均值減小誤差
C.獲得多組數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律
用同一滑輪組勻速提升重力不同的物體,該滑輪組的機械效率與所提升物體的重力G的關(guān)系圖像正確的是______不計繩重和摩擦。
表格中第4次實驗空格中數(shù)值:繩端移動距離______m;通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論;不同滑輪組提升相同重物時,動滑輪越重,滑輪組的機械效率越______填“高”或“低”;
若每個滑輪的質(zhì)量為100g,第三次實驗中克服摩擦做的額外功為______不計繩重。28.
五、計算題:本大題共2小題,共12分。29.一輛在水平路面上沿直線勻速行駛的貨車,貨車含駕駛員空載時重為,行駛時所受的阻力為車總重的倍。求:
貨車空載行駛時所受的阻力;
貨車空載時以的速度勻速行駛,10s內(nèi)貨車牽引力做的功;
當貨車裝載重的貨物,以80kW的額定功率勻速行駛時,貨車行駛的速度。30.隨著疫情防控形勢的好轉(zhuǎn),人民群眾的生產(chǎn)生活秩序逐步恢復(fù)正常,各地的基礎(chǔ)設(shè)施項目正在熱火朝天的開工建設(shè)。如圖所示,某建筑工地上,工人通過固定在斜面頂端的滑輪組把工件勻速拉上斜面。已知斜面高,長,工人施加的拉力,工件的質(zhì)量,工件沿斜面上升的速度;若不計工件和滑輪組長度,忽略繩和動滑輪重量及繩與滑輪間、滑輪與輪軸間的摩擦,g取。求:拉力F做功的功率P;整個裝置的機械效率;工件所受斜面的摩擦力f。六、綜合題:本大題共1小題,共5分。31.明代宋應(yīng)星在《天工開物》中記載的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)汲水裝置——轆轤,沿用至今。如圖甲是一種轆轤,由具有共同轉(zhuǎn)動軸的大輪和小輪組成。提水時,用力使大輪轉(zhuǎn)動,小輪隨之轉(zhuǎn)動并纏繞井繩,提起水桶。
如圖甲所示轆轤可視為不等臂杠桿,為方便提水,它是按照______選填“省力”或“費力”杠桿來設(shè)計的。用轆轤提水的某時刻示意圖如圖乙所示,它的支點是“A”“B”或“C”中的______點。
設(shè)大輪與小輪的半徑比為3:1,水桶受到的總重力為90N。使周長為3m的大輪轉(zhuǎn)動一圈,水桶勻速上升,井繩對水桶做功______J;若要使轆轤靜止在圖乙所示位置,作用在C點最小的力應(yīng)為______N。不計井繩的粗細和自重
圖丙所示水龍頭開關(guān)的設(shè)計也應(yīng)用了同樣的原理,為了更省力,開關(guān)應(yīng)選用______選填“①”或“②”。
答案和解析1.【答案】A
【解析】解:由圖可知杠桿繞A點右側(cè)的軸轉(zhuǎn)動,則A點的動力臂遠小于杠桿重力的阻力臂,所以杠桿是一個費力杠桿。
核桃夾、開瓶器在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿;天平在使用過程中,動力臂等于阻力臂,是等臂杠桿。
釣魚竿在使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,故A符合題意。BCD不合題意。
故選:A。
本題主要考查兩個方面的知識:力臂的定義:從支點到力的作用線的距離叫做力臂。杠桿的分類方法:動力臂大于阻力臂的杠桿為省力杠桿;動力臂小于阻力臂的杠桿為費力杠桿;動力臂等于阻力臂的杠桿為等臂杠桿。
本題的解題關(guān)鍵是首先明確杠桿的支點在點A右側(cè)的軸上,再進一步判斷出動力臂小于阻力臂。2.【答案】D
【解析】A、機械做功快慢與機械效率沒有關(guān)系。故A錯誤;
B、由可以看出,功率大小決定于做功多少和所用時間。做功較多,時間不確定,功率大小不能確定。故B錯誤;
C、機械效率是有用功與總功的比值,有用功較多,總功不確定,機械效率不能確定。故C錯誤;
D、功率描述的是物體做功的快慢,所以功率越大的物體,做功越快。故D正確。
故選:D。
功率是單位時間內(nèi)做的功,表示的是做功的快慢;
機械效率是指有用功與總功的比值,機械效率高說明有用功與總功的比值大。
本題考查了我們對機械效率、功率的理解和應(yīng)用,使用機械時省力情況、功率大小、效率高低沒有必然聯(lián)系。3.【答案】C
【解析】解:
①將地上的球撿起來,有力作用在球上,球在力的方向上通過了一定的距離,故有力做功,故①符合題意。
②將球舉起停在空中不動,有力,但球沒有在力的方向上移動距離,故沒有做功,故②不符合題意;
③揮動球,有力作用在球上,球在與手接觸的一段時間內(nèi)通過了一定的距離,故有力做功,故③符合題意;
④球飛出去,球由于慣性向前運動,沒有對球施加力,沒有對球做功,故④不符合題意。
可見,手對球做功的過程有①③。
故選:C。
做功的兩個必要條件是:一是物體受到力的作用;二是物體在這個力的方向上通過一定的距離,據(jù)此分析解答。
該題考查了做功的必要條件,注意三種不做功的情況:一是有力沒距離;二是有距離沒力;三是有力有距離,但力的方向與通過距離相互垂直。4.【答案】B
【解析】解:一名中學(xué)生的質(zhì)量,跳繩高度約為,則每一次跳繩時克服重力做的功為:
。故B正確,ACD錯誤。
故選:B。
估計中學(xué)生的質(zhì)量和跳繩重心每次上升的高度,再利用求每一次跳繩時克服重力做的功。
本題考查做功公式和重力公式的靈活運用,正確理解題意是解題的關(guān)鍵。5.【答案】B
【解析】解:A、動滑輪可以省一半力,;
B、不計機械自重及摩擦的情況下,根據(jù)斜面的長度和高度可知:,;
C、根據(jù)題圖可知:此時杠桿的動力臂是阻力臂的倍,所以;
D、使用定滑輪不省力,即。
綜上可知:最省力的是斜面,故B符合題意,ACD不符合題意。
故選:B。
動滑輪在理想情況下可以省一半力。
斜面長是斜面高的多少倍,所用的拉力就是物重的多少分之一。
根據(jù)杠桿的平衡條件進行分析。
使用定滑輪不省力。
本題主要考查了常見的簡單機械的省力狀況,屬于基礎(chǔ)性題目;會利用杠桿原理進行分析。6.【答案】D
【解析】解:A、不計繩重和摩擦,滑輪組的機械效率,由題意可知,,則甲、乙兩個滑輪組的機械效率不相等,故A錯誤;
B、由圖可知,兩滑輪組繩子的有效股數(shù)、,
不計繩重和摩擦,由可得,提升物體的重力:,,
則,故B錯誤;
C、因為,所以,
若,則,即,則甲滑輪組費力;
若,則,所以,則乙滑輪組省力,故C錯誤;
D、甲滑輪組的機械效率,故D正確。
故選:D。
不計繩重和摩擦,克服物體重力做的功為有用功,克服物體重力和動滑輪重力做的功為總功,則滑輪組的機械效率,比較兩物體的重力可得出兩滑輪組機械效率關(guān)系;
根據(jù)圖示滑輪組可知繩子的有效股數(shù),不計繩重和摩擦,根據(jù)比較提升物體的重力關(guān)系;
若,根據(jù)可知繩端拉力、與、的關(guān)系,從而判斷滑輪組是省力還是費力;
根據(jù)求出甲滑輪組的機械效率。
本題考查了滑輪組機械效率公式和滑輪組繩子拉力公式的應(yīng)用,利用好不計繩重和摩擦?xí)r是解題的關(guān)鍵。7.【答案】C
【解析】解:①把水泥板看做一個杠桿,抬起一端,則另一端為支點;
兩次抬起水泥板時的情況如圖所示:
第一次將水泥板抬起的過程中,水泥板受到豎直向上的力和豎直向下的重力作用,水泥板的重心在其幾何中心處,則的力臂是重力力臂的2倍,根據(jù)杠桿的平衡條件可得;
同理,第二次將水泥板抬起的過程中,的力臂是重力力臂的2倍,根據(jù)杠桿的平衡條件可得;
由此可知:。
②甲、乙兩種情況均將水泥板拉至豎直位置,由圖可知,即第一次水泥板重心上升的高度較小,因拉力對水泥板做的功等于克服水泥板重力做的功,則根據(jù)可知。
故選:C。
把水泥板看做一個杠桿,抬起一端,則另一端為支點;質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體的重心在其幾何中心處;動力為向上的拉力,阻力為水泥板的重力,結(jié)合圖示找出動力臂和阻力臂的關(guān)系,根據(jù)杠桿的平衡條件求得、的大小進行比較。
拉力對水泥板做的功等于克服水泥板重力做的功,先比較兩過程中水泥板重心上升的高度,再根據(jù)可比較拉力做功的大小關(guān)系。
本題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用和功的大小比較;在比較兩個力所做功的大小時,可以將拉力做的功轉(zhuǎn)化為克服水泥板重力做的功。8.【答案】D
【解析】解:A、向下拉繩放下空桶時,B端的力為動力,A端的力為阻力,動力臂小于阻力臂,屬于費力杠桿,故A錯誤;
BD、根據(jù)杠桿的平衡條件,杠桿平衡時B端的拉力,
放下空桶時,向下拉繩子的力,
裝滿水時,桶和水的總重力,
向上拉繩提起裝滿水的桶時拉力為,
故B錯誤,D正確;
C、向上拉繩提起裝滿水的桶時,在A端的力為動力,B端的力為阻力,動力臂大于阻力臂,屬于省力杠桿,故C錯誤;
故選:D。
向下拉繩放下空桶時,B端的力為動力,A端的力為阻力,動力臂小于阻力臂;向上拉繩提起裝滿水的桶時,在A端的力為動力,B端的力為阻力,動力臂大于阻力臂,根據(jù)杠桿的平衡條件,判斷使用時屬于哪種杠桿;
根據(jù)杠桿的平衡條件,結(jié)合題意,計算杠桿平衡時B端的力,放下空桶時,向下的拉力加上桶的重力等于B端的力;
向上拉繩提起裝滿水的桶時,B端的力加上拉力等于桶和水的總重力。
本題考查了杠桿的分類和平衡條件的應(yīng)用,知道放下空桶時,向下的拉力加上桶的重力等于B端的力,向上拉繩提起裝滿水的桶時,B端的力加上拉力等于桶和水的總重力,是判斷BD的關(guān)鍵。9.【答案】A
【解析】解:
AB、圓環(huán)加速滾上斜坡的過程中,速度變大,質(zhì)量不變,動能變大,雖然高度變大,但動能是由重力勢能轉(zhuǎn)化而來的,所以重力勢能變小,故A正確,B錯誤;
C、圓環(huán)加速滾滾動的過程中,給斜面一個向下的摩擦力,由于物體間力的作用是相互的,斜面會給圓環(huán)一個沿斜面向上的摩擦力,故C錯誤;
D、圓環(huán)受到的支持力是由斜面發(fā)生彈性形變產(chǎn)生的,故D錯誤。
故選:A。
動能的大小與質(zhì)量、速度有關(guān),重力勢能的大小與質(zhì)量、高度有關(guān);
根據(jù)力的相互性分析摩擦力的方向;
物體發(fā)生彈性形變,會產(chǎn)生彈力。
本題考查了動能和勢能的變化、彈力、摩擦力的方向,難度不大。10.【答案】B
【解析】解:
由圖知,,則繩子自由端移動的距離:;
不計繩重和滑輪組內(nèi)的摩擦,力的作用是相互的,繩的拉力F等于彈簧測力計的示數(shù)為200N;
10s內(nèi)拉力做的總功:,
拉力做功的功率:
,故C錯誤;
物體的重力為:
,
物體所受的摩擦力為:
,
有用功為:
,
滑輪組的機械效率為:
,故A錯誤;
由于不計繩重和滑輪組的摩擦,根據(jù)得動滑輪的重力為:
,故B正確;
由于不計繩重和滑輪組的摩擦,當物體的重力增加時,對水平面的壓力增加,摩擦力增加,根據(jù)滑輪組的機械效率知,增大物體的重力可以增大滑輪組的機械效率,故D錯誤。
故選:B。
由圖知,,根據(jù)算出繩子自由端移動的距離,根據(jù)算出10s內(nèi)拉力做的總功,由算出拉力做功的功率;
根據(jù)算出物體的重力,根據(jù)物物體所受的摩擦力為物重的倍算出體所受的摩擦力,由算出有用功,最后由算出滑輪組的機械效率;
不計繩重和滑輪組的摩擦,根據(jù)算出動滑輪的重力;
由于不計繩重和滑輪組的摩擦,當物體的重力增加時,對水平面的壓力增加,摩擦力增加,根據(jù)滑輪組的機械效率,判斷出增大物體的重力對滑輪組機械效率的影響。
本題為力學(xué)綜合題,考查了使用滑輪組有用功、總功、機械效率的計算以及的應(yīng)用,有一定的難度。11.【答案】D
【解析】解:
A、由圖乙知,時物體做勻速直線運動,物體受到的拉力和摩擦力是一對平衡力,由圖甲知,此時物體受到的拉力,所以,
由圖乙知,物體加速運動,物體對水平地面的壓力和接觸面的粗糙程度不度,所以物體受到的摩擦力大小與時的摩擦力大小相等,等于6N,故A錯誤;
B、由圖乙知,時物體處于靜止狀態(tài)速度為,由知,此過程中拉力功率為0;
物體加速運動,拉力為,由可知,功率逐漸變大。所以內(nèi)拉力的功率先不變,后增大,故B錯誤;
C、時物體處于靜止狀態(tài),由知,此過程拉力不做功,故C錯誤;
D、由圖象知,第10s物體的速度,拉力,拉力的功率,故D正確。
故選:D。
由圖乙知,時物體的運動狀態(tài),由圖甲,結(jié)合二力平衡知識可知物體受到的摩擦力,由圖乙知,物體的運動狀態(tài),根據(jù)滑動摩擦力的影響因素可判斷時物體受到的摩擦力;
根據(jù)公式,結(jié)合圖示分析內(nèi)拉力的功率的變化;
由物體的運動狀態(tài),根據(jù)可知拉力是否做功;
由圖象知,第10s物體的速度和物體受到的拉力,根據(jù)和計算拉力的功率。
本題考查對圖像的認識、二力平衡的應(yīng)用、滑動摩擦力的影響因素的理解、功率和功率的計算,難度適中。12.【答案】D
【解析】解:根據(jù)杠桿的平衡條件可知:當提著B處秤紐、秤砣在D點時,A點所掛物體重為,
當提著C處秤紐、秤砣在D點時,A點所掛物體重為,
因、,則,即提B處秤紐時,此秤的稱量最大,故B正確;
當提著B處秤紐、秤砣掛在D點、A點秤鉤掛著質(zhì)量為10kg的物體時,秤桿可以在水平位置平衡,根據(jù)杠桿平衡條件可得,
由可得,
則,故A正確;
當提起B(yǎng)處秤紐時,阻力臂為,動力臂,
根據(jù)杠桿的平衡條件可列式:。
由可得,
則,
當提起C處秤紐時,阻力臂為,動力臂,
根據(jù)杠桿的平衡條件可列式:。
由可得,
則,故C正確;
如果秤砣磨損,根據(jù)杠桿平衡條件可知動力臂變大,所以用該秤稱量貨物質(zhì)量偏大,故D錯誤。
故選:D。
我們可以把桿秤抽象為杠桿,則為支點,A點為阻力作用點,阻力臂為;秤砣對桿秤的力為動力,當桿秤在水平位置平衡時,動力臂為到懸掛秤砣的最遠位置D點的距離;
根據(jù)量程結(jié)合杠桿的平衡條件計算秤砣的質(zhì)量;
根據(jù)杠桿平衡條件計算不同支點時距離C點的刻度;
如果秤砣磨損,根據(jù)杠桿平衡條件可知動力臂變大,據(jù)此判斷用該秤稱量貨物質(zhì)量的變化。
本題考查杠桿平衡條件的靈活運用,將桿秤抽象為杠桿是解題的關(guān)鍵。這種將具體事物抽象為物理模型的方法稱之為模型法,是解答物理試題中常見的方法之一。13.【答案】動滑輪
省力
【解析】解:由圖知,剪刀上的滑輪阻力作用在軸上,動力作用在輪上,屬于動滑輪,起到了省力的作用。
故答案為:動滑輪;省力。
定滑輪:就是固定在一個位置上,不隨物體一起運動,不能省力但可以改變力的方向;動滑輪是指軸和物體一塊運動的滑輪,它能夠省一半力,但費距離。
本題通過生活中的實例,考查了動滑輪的特點,難度不大。14.【答案】
一樣大
【解析】解:分析杠桿的五要素,如下所示:
與杠桿垂直,動力臂大小等于OA,保持不變,杠桿的G不變,在上升的過程中,阻力臂變大,根據(jù)杠桿的平衡條件,逐漸變大;
設(shè)杠桿與豎直方向的夾角為,的力臂:,重力的力臂:;
根據(jù)杠桿的平衡條件:,,因變大時,也變大;
始終沿即沿豎直方向,由圖可知,動力臂始終是阻力臂的2倍,根據(jù)杠桿的平衡條件,始終等于;
由功的原理,使用任何機械不省功,且不計摩擦,三次拉力抬升木棒的過程中所做的功都等于克服木棒重力所做的功,因木棒的重力不變、上升的高度相同,則三次克服木棒重力做的功相等,所以三次拉力做的功都相等;
故答案為:;一樣大。
根究杠桿的五要素,分析力臂的變化情況,根據(jù)杠桿的平衡條件確定動力的變化;由功的原理分析做功的大小。
本題考查杠桿平衡條件的運用和功的原理,關(guān)鍵是作出杠桿的五要素,找到變化量和不變的量。難度較大。15.【答案】2000;;80
【解析】解:
推力對木箱做的功:
;
推力對木箱做的有用功:
,
斜面的機械效率:
;
克服木箱摩擦力所做的額外功:
,
木箱所受摩擦力大?。?/p>
故答案為:2000;;
知道推力的大小和斜面的長度,根據(jù)求出推力對木箱做的功,又知道物體的重和斜面的高,根據(jù)求出有用功,利用求出斜面的機械效率;總功減去有用功即為克服摩擦力所做的額外功,根據(jù)求出木箱所受摩擦力大?。?/p>
本題考查了功和機械效率、摩擦力大小的計算,明確有用功和總功以及額外功是關(guān)鍵.16.【答案】甲、丙;乙
【解析】【分析】
動能大小的影響因素是質(zhì)量和速度,質(zhì)量越大、速度越大,物體的動能就越大;重力勢能的影響因素是質(zhì)量和高度,質(zhì)量越大,位置越高,物體的重力勢能越大;彈性勢能的影響因素是發(fā)生彈性形變的大小和彈性強弱,物體發(fā)生的彈性形變越大,彈性勢能越大;而機械能是動能和勢能的總和。
判斷動能和勢能的變化,一定要先確定各自的影響因素是否發(fā)生變化、如何變化,從而判斷能量的變化。
【解答】
甲在空中下落,不計空氣阻力的情況下,甲的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,但機械能守恒,總量不變;
乙沿斜面勻速下滑,質(zhì)量不變,速度不變,所以動能不變,但高度降低,重力勢能減小,所以機械能總量減小;
丙在水平面勻速運動,質(zhì)量不變,速度不變,高度也不變,所以動能和重力勢能大小都沒變化,機械能總量不變。
故答案是:甲、丙;乙。17.【答案】
【解析】解:小球從拋出到落地,發(fā)生了重力勢能和動能的轉(zhuǎn)化;在不計空氣阻力和摩擦的條件下,轉(zhuǎn)化過程中,機械能守恒,即機械能的總和不變。小球拋出時的機械能與小球落地時的機械能相等;而小球落地時的勢能為零,故機械能大小就是動能大小,即動能相等所以速度相同,。
故答案為:
抓住題目中的條件--不計空氣阻力和摩擦,勢能和動能轉(zhuǎn)化時,機械能守恒;小球拋出和落地時的機械能相等,也就是落地時的動能相等,然后判斷出速度相等。
本題考查了勢能與動能間轉(zhuǎn)化時的規(guī)律,特別要注意題目的條件,才能判斷機械能是否守恒。18.【答案】
【解析】解:箱子在大小為20N的水平推力作用下,沿水平路面做勻速直線運動,箱子在水平方向上受到推力和阻力作用,這兩個力是平衡力,大小相等,所以箱子受到的阻力大小等于推力大小即為20N;
箱子在豎直方向上受到重力和地面對箱子的支持力作用,這兩個力是平衡力,大小相等,所以地面對箱子的支持力大小等于重力大小即為450N;
由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù),令箱子被提升的高度為h,則拉力端移動距離,拉力端移動的速度等于箱子上升速度的2倍,
滑輪組的機械效率。
根據(jù)可求拉力做功功率。
故答案為:450;20;;50。
勻速直線運動的物體受到平衡力作用,根據(jù)平衡力條件求出地面對箱子的支持力大小和箱子受到的阻力大小;
由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù),令箱子被提升的高度為h,則拉力端移動距離;利用求拉力做的功總功,利用求克服重力做的有用功,滑輪組的機械效率。
再利用可求拉力做功功率。
本題考查了二力平衡條件的運用、滑輪組的機械效率的計算以及功率的計算,難度一般。19.【答案】40432
【解析】解:
由圖知,,則繩子自由端移動的距離:,
彈簧測力計的示數(shù)為20N,拉力就是20N,
拉力做功為:,
拉力做功的功率:
;
因為,
所以物體與地面間的滑動摩擦力:
。
故答案為:40;4;32。
知道物體移動速度和時間,利用求物體移動距離,由題知,,拉力端移動的距離等于物體移動距離的2倍;利用求拉力做的總功,再利用功率公式求拉力做功的功率;
知道機械效率和拉力大小,利用求摩擦力f。
本題主要考查學(xué)生對:滑輪組的工作特點的了解和掌握以及對功、功率計算公式的理解,是一道中檔題。20.【答案】5002100
【解析】解:由可得,重物對水平地面的壓力:
,
因重物對地面的壓力等于自身的重力減去細線的拉力,
所以,杠桿B端細線的拉力:
,
由杠桿的平衡條件可得:,
解得:,
工人對地面的壓力:
,
當人對地面的壓力為0時,杠桿A端受到繩子最大的拉力大小即等于工人的重力大小,根據(jù)杠桿平衡條件,
求出B端受到的最大拉力:
,
對物體豎直方向上受力分析可知此時物體處于平衡狀態(tài),則物體的最大重力為。
故答案為:500;2100。
知道物體對地面的壓強和物體與地面的接觸面積其大小等于受力面積,根據(jù)求出物體對水平地面的壓力,物體對地面的壓力等于自身的重力減去細線的拉力,據(jù)此求出細線的拉力,然后根據(jù)杠桿的平衡條件求出杠桿A端受到細線的拉力大小,再根據(jù)相互作用力的關(guān)系得出工人受到細線的拉力,結(jié)合力的平衡條件求出此時人對地面的壓力;
當人對地面的壓力為0時,杠桿A端受到繩子最大的拉力大小即等于人的重力大小,根據(jù)杠桿平衡條件求出B端受到的拉力即為物體對B端產(chǎn)生的最大拉力,此拉力為物體的最大重力。
本題考查了壓強公式的計算和杠桿平衡條件的應(yīng)用,難度一般。21.【答案】先變大后變小
變小
變大
【解析】解:①人在下落的過程中,所處高度始終是減小的,所以在人越過Q點繼續(xù)向下的過程中,人的重力勢能一直減小。
②人在最高點到Q點的過程中,質(zhì)量不變,速度越來越大。在人越過Q點繼續(xù)向下的過程中,受到繩的拉力,拉力由小變大。開始時小于重力仍加速運動,當拉力大于重力后,才減速運動。所以他的動能在前一段時間增加,后一段時間減小,是先變大后變小。
③在人越過Q點繼續(xù)向下的過程中,橡皮繩變長,具有的彈性勢能變大。
故答案為:先變大后變??;變小;變大。
①影響重力勢能大小的影響因素:質(zhì)量和高度,質(zhì)量不變時,高度越小,重力勢能越小。
②影響動能的因素有:質(zhì)量和速度,人的質(zhì)量在下落過程中不會改變,因此只需考慮速度的變化情況,這就要從人的受力分析入手解答。
當人越過Q點后,繩子伸長,產(chǎn)生的彈力由小到大,當繩子的拉力與人的自重大小關(guān)系不同時,產(chǎn)生的合力方向會有所不同,從而直接影響到運動狀態(tài)和速度的大小變化,因此需分段來討論。
③影響彈性勢能的因素是彈性形變的大小,彈性形變越大、彈性勢能越大。
此題難度較大,關(guān)鍵是對人的受力分析,同時要結(jié)合力的合成以及力與運動的關(guān)系等知識,是一道力學(xué)綜合題。22.【答案】增大
增大
費力
壓力
不要長時間低頭
【解析】解:頭部模型相當于簡單機械中的杠桿;根據(jù)杠桿平衡條件,重力的方向豎直向下,當?shù)皖^角度變大時,重力的力臂變大,不變,故拉力F變大;若將拉力看作動力,動力臂小于阻力臂,這是一個費力杠桿;頭部向下彎曲角度增大,拉力變大,相當于支點的頸椎所受的壓力增大。
為了保護頸椎健康,不要長時間低頭或適當抬高手機屏幕,減小低頭角度或低頭看書久了應(yīng)適當抬頭,以緩解頸椎承受的壓力。
故答案為:增大;增大;費力;壓力;不要長時間低頭。
頭部模型相當于簡單機械中的杠桿;根據(jù)杠桿平衡條件分析;
不要長時間低頭看手機。
本題結(jié)合實際,考查杠桿的平衡條件的運用,有一定的教育意義,是一道不錯試題。23.【答案】
【解析】由杠桿平衡條件可知,在阻力跟阻力臂的乘積一定時,動力臂越長,動力越小;圖中支點在O點,因此OA作為動力臂最長;動力的方向應(yīng)該向下,過點A垂直于OA向下作出最小動力的示意圖,如圖所示:
杠桿平衡條件:動力動力臂=阻力阻力臂,在阻力跟阻力臂的乘積一定時,動力臂越長,動力越小。
本題的解題關(guān)鍵是通過杠桿的平衡條件得出:在阻力跟阻力臂的乘積一定時,動力臂越長,動力越小的結(jié)論。24.【答案】
【解析】解:此滑輪組承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)為:
同時用力方向向下。
根據(jù)“奇動偶定”繞線,答案為:
要解決此題,需要掌握滑輪組的省力特點:滑輪組由幾段繩子承擔(dān)物重,提起繩子的力就是物重的幾分之一。
首先根據(jù)拉力和物重確定繩子的段數(shù),后確定繩子的繞法。
此題主要考查了滑輪組繞法,先確定與動滑輪連接的繩子的股數(shù),然后根據(jù)“奇動偶定”繞線。25.【答案】解:在阻力、阻力臂不變的情況下下,根據(jù)杠桿平衡條件可知,當力的力臂最長時,最小,即當垂直于杠桿且作用在A點時力最小,的方向斜向上,所以最小動力并標出動力臂的示意圖,如圖所示:
【解析】若在杠桿上A端施加最小的力,使杠桿在圖示位置平衡,該力的方向應(yīng)該垂直杠桿向上,使動力臂最長,在阻力和阻力臂一定時,動力臂最長時、最省力,據(jù)此畫出動力方向。
本題考查了學(xué)生對杠桿平衡條件的掌握和運用,根據(jù)阻力和阻力臂一定時,動力臂最長時最省力找出動力臂是本題的關(guān)鍵。26.【答案】是
右
變大
不變
【解析】解:掛鉤碼前杠桿處于靜止,此時杠桿能達到平衡狀態(tài);杠桿的左端低,往右邊上翹,因此要想使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié),這樣做的主要目的是方便測量力臂;
由圖根據(jù)杠桿平衡條件可知,代入數(shù)據(jù)可得解得:;
根據(jù)杠桿的平衡條件分析,將測力計繞B點從a位置轉(zhuǎn)動到b位置過程中,鉤碼的重力不變,其阻力臂OA不變,即阻力與阻力臂的乘積不變,而動力臂在從a到b的過程逐漸減小,動力F逐漸增大;
力臂等于支點到力的作用線的距離,豎直向下拉彈簧測力計,使杠桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度,如圖d所示,此過程中,彈簧測力計拉力的力臂變小,鉤碼對杠桿拉力的力臂也變小,但是根據(jù)三角形的相似性,動力臂和阻力臂的比值是不變的,所以拉力大小不變;
、實驗前需要調(diào)整杠桿平衡,故鐵架臺沒有放在水平桌面上對杠桿的平衡無影響,故A符合題意;
B、彈簧測力計的彈簧和刻度盤之間摩擦較大,對實驗有影響,故B不符合題意;
C、所用的鉤碼上銹,單個鉤碼的重力不完全相等,則多個鉤碼總重力無法確定,對實驗結(jié)果有影響,對測量結(jié)果造成誤差,故C不符合題意。
故選A;
原來彈簧測力計作用于C點,豎直向上勻速拉動彈簧測力計時,測得杠桿的機械效率;將彈簧測力計移動到B點時,仍將鉤碼豎直向上勻速提升相同的高度,根據(jù)可知有用功不變;
因杠桿的偏轉(zhuǎn)角度不變,則杠桿重心上升的高度不變,根據(jù)可知,克服杠桿重和摩擦所做額外功不變;由于有用功和額外功都不變,所以總功也不變,根據(jù)可知杠桿的機械效率不變,即。
故答案為:是;右;;變大;不變;;。
靜止時處于平衡狀態(tài);若要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)該將平衡螺母向杠桿上翹的一端移動;杠桿水平位置平衡,這樣做的主要目的是方便測量力臂;
根據(jù)杠桿的平衡條件求出拉力的大??;根據(jù)杠桿自身重力對杠桿平衡的影響分析彈簧測力計的示數(shù)變化;
在測力計轉(zhuǎn)動過程中,鉤碼的重力不變,其力臂OA不變,根據(jù)杠桿的平衡條件分析拉力F與其力臂的乘積變化情況;
圖d使杠桿由水平位置緩慢轉(zhuǎn)動到圖中位置,按照相似三角形比例關(guān)系找出各自的力臂比例關(guān)系,根據(jù)杠桿平衡條件即可求判斷F的大小變化;
從各因素對動力、阻力的影響角度進行分析解答;
該實驗中克服鉤碼重力做的功為有用功,克服杠桿重力做的功為額外功,總功等于有用功與額外功之和;通過分析有用功、額外功和總功的變化得出機械效率的變化。
本題考查了探究杠桿平衡條件的實驗過程,包含對杠桿平衡條件的理解、實際操作、實驗方法、數(shù)據(jù)分析等,考查較為全面,是我們應(yīng)該掌握的重點實驗;
還考查杠桿機械效率的測量,把握有用功、額外功和總功的計算方法,明確兩次實驗中杠桿重心上升的高度不變是關(guān)鍵。27.【答案】勻速
變小
乙
丙
1、2無關(guān)
物重
高
低
【解析】解:實驗中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計,使物體勻速升高,此時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),測力計示數(shù)才等于拉力大?。?/p>
某同學(xué)在該實驗中加速向上提升重物,提升物體的力變大,總功變大,而有用功不變,故滑輪組的機械效率變?。?/p>
第2次實驗,,,可知由3段繩子承擔(dān)物重,而被提升的物重為4N,一個鉤碼,所以是用乙滑輪組做的實驗;
第3次實驗,,,可知由3段繩子承擔(dān)物重,而被提升的物重為8N,則用了2個鉤碼做實驗,所以是用丙滑輪組做的實驗;
比較1、2兩次的實驗數(shù)據(jù),同一滑輪組,繩子段數(shù)不同,機械效率相同,可得出結(jié)論:使用同一滑輪組提升重物時,滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)無關(guān);
比較第2、3次的實驗數(shù)據(jù),同一滑輪組提升不同重物,物重不同,機械效率不同,可得出結(jié)論:同一滑輪組,物重越大,滑輪組的機械效率越高;
多次改變提升的物重測量滑輪組的機械效率,是為了進行多次測量,獲得多組數(shù)據(jù),總結(jié)實驗規(guī)律,使實驗結(jié)論具有普遍性;
故選:C;
使用滑輪組,設(shè)提升物重的高度為h,
做的有用功,,
不計繩重和摩擦,,
總功,
滑輪組的機械效率:
,
同一滑輪組動滑輪重一定,由此可知,提起重物越重,其機械效率越高,且機械效率始終小于;
A圖象表示,隨G增大而增大,隨G的增加,逐漸接近,故A正確;
B圖象表示,隨G增大而減小,隨G的增加,會超過,故B錯誤;
C圖象表示,與G成正比,故C錯誤;
D圖象表示,與G成反比,故D錯誤。
故選:A;
由圖丁可知繩子的有效段數(shù)為4,繩端移動距離:;
比較第3、4次的實驗數(shù)據(jù),不同滑輪組提升相同重物,動滑輪重不同,機械效率不同,可得出結(jié)論:不同滑輪組提升相同重物時,動滑輪越重,滑輪組的機械效率越低;
由表中數(shù)據(jù)可知,第三次實驗中,有用功:,
總功:,
動滑輪的重力:,
則克服動滑輪重力做的功:,
不計繩重,由和可得,克服摩擦做的額外功:。
故答案為:勻速;變?。灰?;丙;、2;無關(guān);物重;高;C;;;低;。
實驗中應(yīng)沿豎直方向勻速緩慢拉動彈簧測力計,此
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