文档内容
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【巩固练习】
一、选择
1.当你用手掌托住一只铁球并绕腕关节向上转动时,手就是一个杠杆、球压在掌心上的力是阻力,腕关节
是支点,通过前臂中的伸、屈肌的伸、缩产生动力,使托住球的手向上转动(如图) 。那么,人体上的这
个杠杆应该是( )
A.省力杠杆 B.省距离杠杆 C.既省力又省距离的杠杆 D.既不省力也不省距离的杠杆
2.汶川大地震中,巨大的石头挡住了救援车辆的通路,救援人员用撬棍将石头撬开.如果在撬棍a端分别
沿如图所示三个方向用力,其中最省力的是( )
A.沿F 方向 B.沿F 方向 C.沿F 方向 D.三个方向所用力一样大
1 2 3
3. 如图,杠杆在水平位置平衡,若在杠杆两端各取掉相同质量的物体,则:( )
A.杠杆左端下降;把支点向左移动,可使杠杆平衡 B.杠杆左端下降;把支点向右移动,可使杠杆平衡
C.杠杆右端下降;把支点向左移动,可使杠杆平衡 D.杠杆右端下降;把支点向右移动,可使杠杆平衡
4.用下图所示的简单机械,使重量同为G的物体都处于静止状态,其中用力最大的是(均不计摩擦)( )
5.如图所示,甲、乙两滑轮组,它们吊起的重物都是G,滑轮重量及摩擦不计,当重物匀速上升时,两滑轮
组绳端拉力分别为F甲、F乙,那么F甲:F乙是( )宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
A. 1:1 B. 2:3 C. 3:2 D. 1:3
6.(2015秋•淮阴区月考)如图所示,在使用相同的钩码进行“探究杠杆的平衡条件”的实验中,要使调
好的杠杆在水平位置平衡,应在B处悬挂的钩码的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.6个
7.下列说法中,正确的是( )
A.机械的功率越大,做的功越多 B.抽水机的功率越大,抽的水越多
C.机械的功率越小,效率越低 D.机械的功率越小,做功越慢
8. 一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比(
)
A.有用功减少,总功减少 B.有用功增加,总功增加
C.有用功不变,总功不变 D.有用功不变,总功减少
9.如图所示,小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼,用甲滑轮所做的总功为W,机械
1
效率为η;用乙滑轮所做的总功为W,机械效率为η 。若不计绳重与摩擦,则( )
1 2 2
A.W=W,η=η B.W=W,η<η
1 2 1 2 1 2 1 2
C.W<W,η>η D.W>W,η<η
1 2 1 2 1 2 1 2
10.利用如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端.已知斜面的长是5m,高是2m,拉
力为F=50N,则该装置的机械效率为( )
A.40% B.50% C.80% D.100%宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
二、填空
11.杠杆工作时都会绕一个固定点转动,这个固定点叫做杠杆的________,使杠杆转动的力叫做________,
阻碍杠杆转动的力叫做________。从支点到力的作用线的________叫力臂。
12.(2016•平南县一模)杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用,有时人们使用动力臂比阻力臂长的杠
杆是为了________;有时却要使用费力杠杆,那又是为了________.下列工具中①天平、②扳手、③镊子、
④羊角锤、⑤裁衣剪刀、⑥瓶盖起子、⑦筷子、⑧钓鱼杆等都是简单机械,其中属于省力杠杆的是________。
(填序号)
13.如图所示,某人将重为150N的物体匀速提起,在2s内绳的自由端移动了6m,则重物上升的速度为
m/s,若拉绳的力为60N,则动滑轮重为 N。(不计绳重和摩擦)
14.小明通过仔细观察,发现简单机械在生活中有很多实际应用,如:指甲钳、剪刀、钥匙等。将如图所示
的钥匙插入锁孔转动开锁时,钥匙就相当于一个 (选填“杠杆”、“滑轮”或“轮轴”),属
于 (选填“省力”或“费力”)机械。
15.如图所示,用平行于斜面的拉力F,将重为2N的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。若不考虑物体与斜
面间的摩擦,则拉力F为 N;若斜面的机械效率为80%,则此时拉力F为 N。宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
16.如图所示,小刚站在高台上通过滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。假设在拉绳子的过程
中,小刚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。已知小刚的质量为50Kg,物
体A的质量为54Kg,物体B的质量为84Kg,动滑轮的质量为6Kg。当提升物体A时,滑轮组的机械效率为
,此时小刚对高台的压力是 N;当提升物体B时,小刚拉力做功的功率为180W,则物体B上升的速度
为 m/s。( g取10N/Kg)
三、实验探究
17.物理实验小组的同学,利用如图所示的装置,在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件。
(1)如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动,
将杠杆调在水平位置的目的是为了方便测量 。
( 2 )实验中测得的数据如表所示,表格中漏填的数据为 N 。
测量序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
① 1 20 2 10
② 2 15 1.5 20
③ 3 5 15
(3)有的同学按现有方案得出如下结论:“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的
距离”,这个结论与杠杆平衡条件不符,原因是实验过程中 (填字母)。
A.没有改变力的大小 B.没有改变力的方向
C.没有改变力的作用点 D.实验次数较少,结论具有偶然性
18.(2016春•杨浦区期中)某同学研究动滑轮的使用特点,他每次都匀速提起钩码,研究过程如图所示,
请仔细观察图中的操作和测量结果(不计滑轮的重力和摩擦),然后归纳得出初步结论。宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
(1)比较A图和B图可知: ,
(2)比较B图和C图可知: 。
四、计算
19.水平地面上有一个重为5000N的箱子,现用起重机把箱子吊到3m高的位置,所用时间为10s,起重臂
下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的,如图所示,钢丝绳上的拉力为3000N。求:
(1)起重机起吊该箱子的机械效率是多少?
(2)钢丝绳上拉力的功率是多少?
20.如图所示,现将一重G=8100N的实心铝块在水中匀速上提h=2m(未露出水面),已知每个滑轮重
1
G=900N,不计绳重和各种摩擦,不计水的阻力。已知铝的密度ρ =2.7×103kg/m3,水的密度ρ
2 铝 水
=1.0×103kg/m3,g取10N/kg.求:
(1)滑轮组的机械效率多大?
(2)若绳端拉力的功率为P=540W,则铝块上升的速度为多大?
【答案与解析】
一、选择
1.【答案】B
【解析】手是一个杠杆时,如图所示:支点O在腕关节处;球压在掌心上的力是阻力F,方向竖直向下;过
2
支点作阻力F 的垂线得到的线段即为阻力臂L;前臂中的屈肌收缩产生的动力F,方向水平向右;过支
2 2 1
点作动力F 的垂线得到的线段即为动力臂L;由图可知:阻力臂很明显大于动力臂。所以是费力杠杆,费
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力杠杆的特点是:省距离。
2.【答案】B
【解析】如图,分别作出三个力的力臂,发现F 的力臂l 最长,所以F 就是最小的力。故选B。
2 2 2
3.【答案】D
【解析】原来水平平衡:
去掉相同质量的物体后,杠杆左边: ;杠杆右边 ;
因为 所以 ,
则: ,所以杠杆右端下降;把支点向右移动,可使杠杆平衡。
4.【答案】B
【解析】选项A和B中各是一个杠杆,其中A图中的杠杆的动方臂大于阻力臂,是一个省力杠杆,故F<
1
G;而B图中的杠杆是一个费力杠杆,故F>G;选项C中是一个定滑轮,定滑轮不省力,故F=G;选项D中
2 3
是一个动滑轮,可以省一半的力,故F<G。综上所述,F 最大。
4 2
5.【答案】B
【解析】根据滑轮组省力知识,依题: 。
6.【答案】D
【解析】设每个钩码的重力是G,杠杆每格的长度是L,由图示可知,动力F =4G,动力臂L =3L,阻力臂
动 动
L =2L,由杠杆平衡条件得:F ×L =F ×L ,即4G×3L=F ×2L,解得F =6G,则在B处应挂6个钩码,
阻 动 动 阻 阻 阻 阻
故选D。
7.【答案】D
【解析】功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;功率大做功不一定多,所以AB错误,D项正确;
机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功,故功率和机械效率是两个不同也
没有直接联系的物理量,C错。
8.【答案】D
9.【答案】C宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
【解析】因为小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼,所以两种情况的有用功相同;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。又因乙滑轮是动滑轮,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W<W,η>η,所以C选项正确。
1 2 1 2
10.【答案】A
【解析】有用功 ;
总功: ;
机械效率: 。
二、填空
11.【答案】支点;动力;阻力;距离
12.【答案】省力;省距离;②④⑥
【解析】人们使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了省力;有时却要使用费力杠杆,那又是为了省距离;
①天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;②扳手、④羊角锤、⑥瓶盖起子在使用过程中,动
力臂大于阻力臂,是省力杠杆;③镊子、⑤裁衣剪刀、⑦筷子、⑧钓鱼杆在使用过程中,动力臂小于阻力臂,
是费力杠杆,故答案为:省力;省距离;②④⑥。
13.【答案】1;30
【解析】(1)由图知,n=3,则 ,重物升高: ,
重物上升的速度: 。
(2)因为: ,所以动滑轮重: 。
14.【答案】轮轴;省力
【解析】钥匙在使用时绕中心轴转动,所以属于轮轴,轮轴是杠杆的一种变形;其轮半径和轴半径分别
为动力臂和阻力臂,因为动力臂大于阻力臂,所以轮轴是一种省力杠杆。
15.【答案】(1)1(2)1.25
【解析】(1)如果直接把物体提升0.2m,需要做功: ,
使用斜面做的功: ;
不考虑摩擦有用功等于总功,即: ,则拉力: 。
(2)直接把物体提升0.2m所做的功为有用功: ,
机械效率: ,得总功 ;
则拉力: 。宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
16.【答案】90%;700;0.2
【解析】(1)已知: , ,g=10N/Kg,
物体A的重力为: ,
动滑轮的重力为: ,
从图可知,该滑轮组有 3 段绳子吊着物体,所以提升物体 A 时小刚对绳子的拉力为:
,
则提升物体A时,滑轮组的机械效率为: 。
(2)此时小刚受竖直向上的支持力和竖直向下的重力和拉力,则小刚对高台的压力等于他的体重加上绳
子对他的拉力,而 ,则小刚的重力为: ,
所以小刚对高台的压力为: 。
(3))物体B的重力为: ,
则提升物体B时小刚对绳子的拉力为: ,
而拉力做功的功率为 ,
拉力上升的速度为: ,
则物体B上升的速度为: 。
三、实验探究
17.【答案】(1)右;力臂;(2)1;(3)B
【解析】(1)杠杆重心左移应将平衡螺母向右调节,直至重心移到支点处;由于力臂是支点到力的作用
线的垂直距离,调节杠杆在水平位置平衡时,可以方便的读出力臂;
(2)第三组的阻力为 ;
(3)“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”,是在杠杆在水平位置平衡
且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的,也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向。故
选项A、C、D错误,选项B正确。
18.【答案】(1)使用动滑轮省一半力;(2)使用动滑轮费一倍距离。
【解析】A图是显示直接用手提起两个钩码用的力,测力计指针指在0.4n处,B图是显示使用动滑轮提
起两个钩码用的力,测力计指针指在0.2N处,所以说明使用动滑轮可以省一半力;B图和C图对比,可知
物体被提升了0.1m,而人手提高的0.2m,这说明使用动滑轮费一倍的距离,故答案为:(1)使用动滑轮省
一半力;(2)使用动滑轮费一倍距离。
四、计算宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
19.【答案与解析】(1)有用功: ,
总功: ,
起重机起吊该箱子的机械效率:
(2)钢丝绳上拉力的功率:
答:(1)起重机起吊该箱子的机械效率约为83.3%;(2)钢丝绳上拉力的功率是1800W。
20.【答案与解析】(1)铝块重的质量: ,
铝块的体积: ;
在水中铝块受到的浮力: ;
滑轮组对铝块的拉力: ;
使用滑轮组做的有用功: ,
不计绳重和各种摩擦,使用滑轮组做的额外功: ;
;
滑轮组的机械效率: ;
(2)根据公式: ,可得做功时间: ;
铝块上升的速度: 。
答:(1)滑轮组的机械效率85%;(2)铝块上升的速度为0.09m/s。