1、 第十一章简单机械和功第十一章简单机械和功 一、一、 选择题选择题(每小题 3 分,共 30 分) 1. 如图所示的常见器具都应用了杠杆,其中属于省力杠杆的是( ) A. 托盘天平 B. 独轮车 C. 筷子 D. 船桨 2. 如图所示,工人用动滑轮匀速提升重物,这样做 ( ) A. 省力,不改变施力的方向 B. 不省力,改变施力的方向 C. 既省力,也改变施力的方向 D. 既不省力,也不改变施力的方向 3. 下列实例中,力对物体没有做功的是( ) A. 小明用力推石头但石头不动 B. 小欣背着书包上楼 C. 小林沿着斜面向上拉动物体 D. 叉车向上举起货物 4. 为了比较两名同学上楼时的功率,
2、使用的器材不能达到目的的是( ) A. 皮尺、体重计 B. 皮尺、秒表 C. 体重计、皮尺、秒表 D. 体重计、秒表 5. 下列说法正确的是( ) A. 机械效率越高,机械做功一定越多 B. 做功越多的机械,机械效率一定越高 C. 功率越大的机械,做功一定越快 D. 做功越快的机械,机械效率一定越高 6. 小明对四名同学的做功情况各测量了一次,把四名同学做功W和所用时间t在坐标系中描点,得到了图中甲、乙、丙、丁四个点,这四名同学中做功功率最大的是( ) A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 7. 如图所示,小明用桶把一些沙子运上三楼.在此过程中 ( ) A. 小明克服自身重力所做的功是总功
3、B. 小明克服沙子重力所做的功是有用功 C. 小明克服沙子重力所做的功是额外功 D. 小明克服桶的重力所做的功是有用功 8. 如图所示,滑轮组的每个滑轮质量相同,用它们将重为 G1、G2的货物提升相同的高度(不计绳重和摩擦),下列说法正确的是( ) A. 用同一滑轮组提起不同重物时,其机械效率不变 B. 若 G1=G2,则甲、乙滑轮组所做的额外功相等 C. 若 G1=G2,则拉力 F1与 F2所做的总功相等 D. 若 G1=G2,则甲的机械效率大于乙的机械效率 9. 初三的小明同学正在做“引体向上”.他先两手握住单杠,两脚离地,两臂及身体自然下垂.然后缓缓曲肘,将身体向上拉起,直到下巴超过横杠
4、.在这个过程中,小明做的功最接近 ( ) A. 100J B. 250J C. 350J D. 400J 10. (2020南通一模)用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件.保持左侧的钩码个数和位置不变,使右侧弹簧测力计的作用点 A 固定,改变测力计与水平方向的夹角,则选项中关于动力 F 随夹角、动力臂 l 变化的关系图像中,可能正确的是( ) 二、二、 填空题填空题(每空 2 分,共 24 分) 11. 如图甲所示为用手捏开夹子的情形,捏开夹子是 (省力/费力)的;如图乙所示,可说明 ;如图丙所示,点燃蜡烛跷跷板的两端,发现跷跷板不停地往返摆动,原理是 . 12. 如图所示为一轻质硬棒,AB=B
5、C=CD,在 A 点悬挂重物 G,硬棒在 F1作用下水平平衡,则硬棒的支点可能在杠杆上的 (A/B/C/D)点,当 G=150 N 时,F1的大小为 N;若将重物拿走,在 A 点施加一个与 F1平行且大小等于 150 N 的力 F2(图中虚线所示),使杠杆水平平衡,则 F1大小为 N. 13. 质量为 3kg 的清洁机器人在水平地面上匀速运动时,所受水平推力与速度的关系如图乙所示,g 取 10N/kg.当该机器人在水平地面上以 0.6m/s 的速度匀速运动时,水平推力的功率是 W.该机器人以 0.5m/s 的速度在水平地面上匀速运动 10s 的过程中,所受阻力大小为 N,推力所做的功为_ J.
6、 14. 如图所示,斜面长 s=10m,高 h=4m,用沿斜面方向的拉力 F,将一个重为 100N 的物体由斜面底端 A 匀速拉到顶端 B,运动过程中物体克服摩擦力做了 100J 的功,则运动过程中克服物体的重力做的功为 J;斜面的机械效率为 ;拉力 F 的大小为 N. 三、三、 解答题解答题(共 46 分) 15. (6 分)按照题目要求作图. (1) 如图甲所示,画出作用在“开瓶起子”上动力 F1的力臂和阻力 F2的示意图. (2) 如图乙所示,在杠杆 AOB 的 A 端挂一重物 G,要使杠杆在如图所示的位置平衡,请画出在杠杆上施加的最小动力 F1及阻力 F2的示意图. (3) 在图丙中画
7、出利用滑轮组将汽车拖走时最省力的绕绳方法. 16. (12 分)小飞用如图甲所示的装置来探究杠杆的平衡条件,设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力 F1和阻力 F2,l1和 l2分别表示动力臂和阻力臂.他的实验思路是改变 F2、l1和 l2,测得杠杆平衡时所需的拉力 F1,来寻找 F1、F2、l1和 l2四个物理量之间的关系.已知实验前已调节杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的量程为 05N,杠杆上每一格长 10cm. 实验次序实验次序 阻力阻力 F2/N 阻力臂阻力臂 l2/cm 动力臂动力臂 l1/cm 动力动力 F1/N 1 4 33 30 2 4 18 30 2.4 3 4 7.5 30
8、 1.0 (1) 为便于测量力臂,弹簧测力计应沿 方向拉杠杆,并使之在_ 位置平衡. (2) 小飞首先保持 F2和 l1不变而改变 l2,所获得的实验数据如表所示,第 1 次实验中弹簧测力计示数的放大图如图乙所示,则 F1= N,此时杠杆的类型与 (筷子/老虎钳)相同. (3) 为获得多组数据,小飞继续进行(2)中实验,则为能顺利完成实验,在改变阻力臂 l2时,l2应不超过 cm;完成上述实验后,小飞接下来还应进行的实验有: 保持 不变而改变 F2; 保持 F2和 l2不变而改变 l1. 17. (10 分)(2020岳阳)“测滑轮组的机械效率”的实验数据如表所示: 实验实验 次序次序 物重物
9、重 G/N 物体上升物体上升 高度高度 h/m 拉力拉力 F/N 绳子自由端绳子自由端 移动距离移动距离 s/m 机械机械 效率效率 1 4 0.1 2.0 0.3 66.7% 2 5 0.1 0.3 69.4% 3 6 0.1 2.6 0.3 (1) 实验时,应沿竖直向上 拉动弹簧测力计,使钩码上升;在测量绳端所受的拉力时,弹簧测力计应 (保持静止/匀速上升). (2) 第 2 次实验中弹簧测力计的示数如图所示,为 N. (3) 第 3 次实验中滑轮组的机械效率约为 .(精确到 0.1%) (4) 若用这个滑轮组提升 7 N 的重物,则它的机械效率可能是 (填字母). A. 60% B. 7
10、0% C. 80% 18. (8 分)如图所示,用轻质薄木板 AB 做成杠杆,O 为支点,OA=OB=2m,地面上一质量为 3kg、棱长为 0.1m 的实心正方体物块 M 用一不可伸长的细线系于 OB 的中点 C,此时 AB 静止于水平位置,细线刚好被拉直.现将重为 10N 的小物块 P 放在 O 点的正上方的板上,对 P 施加 F=2N 的水平向左推力,使 P 沿 OA 向左做匀速直线运动.则:(g 取 10N/kg) (1) 若细线能承受的最大拉力为 14N,小物块 P 可从 O 点开始往左运动多远? (2) 小物块 P 往左运动到最远时,推力 F 做了多少功? 19. (10 分) (2
11、021苏州常熟模拟)工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重 700N 的货物,绳子自由端被竖直向上拉起 6m,所做的额外功为 600J,不计绳重和摩擦. (1) 求拉力所做的有用功. (2) 求滑轮组的机械效率. (3) 当另一重物被提起相同高度时,滑轮组的机械效率 增加了 10%,求此时被提升重物的重力. 参考答案参考答案 题号题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案答案 B A A B C A B D B D 11. 省力 滑轮组可以省力 杠杆的平衡条件(或杠杆原理) 12. D 900 450 13. 180 150 750 14. 400 80% 50 15. 16.（1）竖直
12、 水平 （2） 4.4 筷子 （3）37.5 l1和 l2 17. （1）匀速缓慢 匀速上升 （2）2.4 （3）76.9% （4） C 18. (1) 小物块 P 在水平方向上向左做匀速直线运动,设小物块 P 可以从 O 点开始往左运动最远的距离为 l2,小物块 P 对杠杆的 压力 F2=GP=10N,小物块 P 往左运动到最远时,右端的拉力最大, 为 F1=14N,l1=12OB=1m,由杠杆平衡条件得 F1l1=F2l2,则 l2=F1l1F2=14N1m10N=1.4m (2) 推力 F 做的功 W=Fs=Fl2=2N1.4m=2.8J 19. (1) 物体上升的高度 h=sn=6m3=2m,拉力所做的有用功 W有=Gh=700N2m=1400J (2) 滑轮组拉力做的总功 W总=W有用+W额外=1400J+600J=2000J,滑轮组的机械效率 =W有用W总100%=1400J2000J100%=70% (3) 不计绳重和摩擦,由 W额外=G动h 可得,动滑轮的重力 G动=W额外h=600J2m=300N,此时滑轮组的机械效率 =+10%=70%+10%=80%,则 =W有用W总100%=Gh(G+G动)h 100%=GG+G动100%=GG+300N100%=80%,解得 G=1200N