1、简单机械专题一、选择题1.（2019 鸡西，13）关于下列说法正确的是（ ）A“酒香不怕巷子深”，说明物质的分子在不停地做无规则运动B晶体熔化过程，内能增加，温度升高C物体做的功越多，物体的功率就越大D用同一滑轮组提升不同的重物，提升物体越重，滑轮组的机械效率越高【答案】AD。2.（2019 北部湾，15）如图所示，杠杆在拉力 F 的作用下水平平衡。现将弹簧测力计绕 c点从 a 位置转动到 b 位置的过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力 F 的变化情况是（ ）A一直变大 B一直变小 C一直不变 D先变大后变小【答案】A3.（2019 年郴州，14）利用如图所示的滑轮组匀速提升 200N 的重物
2、，动滑轮重为 10N（不计绳重与摩擦），则拉力 F 的大小为（ ）A70N B100N C105N D110N【答案】C。4.（2019 年郴州，18）材料相同的甲、乙两个物体分别挂在杠杆 A、B 两端，O 为支点（OAOB），如图所示，杠杆处于平衡状态。如果将甲、乙物体（不溶于水）浸没于水中，杠杆将会（ ）AA 端下沉 BB 端下沉 C仍保持平衡 D无法确定【答案】C。5.(2019 北京，5)如图所示的用具中，在使用时属于费力杠杆的是（ ）【答案】A。6.(2019 北京，20)某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线 a 所示，物体上升的高度随时间变化的
3、关系如图中图线 b 所示。已知物体的质量为 450g，所用动滑轮的质量为 50g，绳子自由端的拉力 F 为 1.3N，g 取 10N/kg。在02s 的过程中，下列说法中正确的是（ ）A绳子自由端移动的速度为 5.0cm/sB拉力 F 的功率为 0.26WC有用功为 0.45JD滑轮组的机械效率为 90%【答案】BC。7.（2019 福建，12）工人用如图的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比 G 物 ：G 滑轮 9：1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为（ ）A10% B45% C80% D90%【答案】D。二、填空题1.（2019 鸡西，21）如图所示，在刻度均匀的轻
4、质杠杆的 A 点悬挂一个重为 4N 的物体，在 B 点施加一个竖直向下的作用力 F，使杠杆在水平位置保持平衡，则 F N；若保持物体悬挂的位置不变，改变力 F 的方向（如图虚线所示），杠杆仍在水平位置保持平衡，则力 F 将 （填“不变”、“变大”或“变小”）。【答案】3；变大。2.（2019 鸡西，27）如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为 500N 的物体 A，使它匀速前进 2m，地面对它的摩擦力为 150N，小聪施加的拉力 F100N（忽略绳重和滑轮重），则滑轮组做的有用功为 J，滑轮组的机械效率为 。【答案】300；75%。3.（2019 鸡西，34）根据如图赛艇比赛的场景提出两个力
5、学方面的问题，并解答。示例：问题：比赛过程中，运动员用力划桨后，赛艇为什么会加速运动？解答：力可以改变物体的运动状态。问题 1： ？解答： 。问题 2： ？解答： 。【答案】（1）船桨在使用过程中是省力杠杆，还是费力杠杆？费力杠杆；（2）赛艇静止在水面时，受力平衡吗？受力平衡。（答案不唯一，合理即可）4.（2019 北部湾，22）如图所示，利用电动机通过滑轮组（虚线框内的滑轮组未画出）依次拉动物体 A、B。图中效率为 60%的电动机拉绳子的功率为 30W 且保持不变，不计绳重与摩擦，动滑轮的重力为 6N，拉动 A 向右做匀速直线运动时，A 所受阻力为 24N，电动机拉绳的力为 F1，此过程中，
6、A 所受的拉力与阻力的大小_（选填“相等”或“不相等”），电动机工作 3s 消耗的电能为_J。拉动 B 向右做匀速直线运动时，B 所受阻力为 18N，电动机拉绳的力为 F2，F 2比 F1小 2N，此时电动机拉绳的力 F2为_N。【答案】相等 150 65.（2019 安顺，13）如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架 ABC 放置空调室外机，已知 AB 长 40cm，BC 长 50cm。室外机的质量为 30kg，室外机的重力作用线正好通过 AB 中点，则 A 处钉受到的水平拉力 F 为 N（支某重力不计）为了安全，从力学的角度分析，室外机的位置应尽量 （选填“靠近”或“远离”）墙壁。【答
7、案】200；靠近。6.(2019 北京，26)如图所示，杠杆水平平衡。杠杆可在竖直平面内绕固定点 O 自由转动，其上相邻刻线间的距离相等。若在杠杆上 A 点挂 2 个重均为 0.5N 的钩码，在 B 点挂 4 个重均为 0.5N 的钩码，杠杆 （选填“能”或“不能”）保持水平平衡。【答案】不能。7.（2019 福建，18）如图是我国古代劳动人民在工地上运送巨木的情景。架在支架上的横杆属于 杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）；支架下面垫有面积较大的石块，是为了 对地面的压强（选填“增大”或“减小”）。【答案】省力；减小。8.（2019 无锡，22）小红利用杠杆制成一种多功能杆秤，使用前，杠杆
8、左端低，右端高，她将平衡螺母向 调节，直至杠杆处于水平平衡，她取来质量均为 100g 的实心纯金属块 a 和 b、合金块 c（由 a、b 的材料组成）。她将 a 挂在 A 处，且浸没于水中，在 B 处挂上 100g 钩码，杠杆恰好处于水平平衡，如图所示，测得 OA50cm，OB40cm，则 a 的密度为 g/cm3接下来，她分别将 b、c 挂于 A 处并浸没于水中，当将钩码分别移至C、D 处时，杠杆均水平平衡，测得 OC30cm，OD34cm，则合金块 c 中所含金属 a 和金属b 的质量之比为 。（ 水 1.010 3kg/m3）【答案】右；5；2：3。3、实验题1.（2019 安顺，15）
9、小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”，使用了如图所示的实验装置。实验前，小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为 1.0N，每个钩码的重力为 0.5N，实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数（见下表）（1）分析实验数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，使用该滑轮组 （选填“省力”或“不省力”）（2）在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数 F 与被提升钩码重力 G 以及动滑轮重力 G0的关系为 （3）小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况，用另一组滑轮组将重为 50N 的物块从位
10、置 A 匀速直线拉到位置 B，请在图中画出最省力的绕线方法：物块移动的距离为 cm；若此时绳自由端所用拉力为 10N，物块受到的摩擦力为 18N，该滑轮组的机械效率为 。【答案】（1）不省力；（2）F ；（3）如上图所示；3.10；60%。2.（2019 安顺，20）如图甲是一种测定油箱内油量的装置，其中 R 是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴 O 转动，另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时，油面下降，浮子随液面落下，带着油面的一定高度，把电流表刻度盘改为相应的油量体积数，就可以直接读出油箱中的油量，其中浮子应用了 条件。如果把量程足够大的电压表改装成油量表
11、，要求油量增加时，电压表的读数也增加，电压表应接在甲图中 两端（按图中所标示字母填写）。小军在以上设计的启发下，设计了一种测量体重的装置（如乙图所示），当没有测体重时，滑片 P 在图中绝缘体处，绝缘体使电路 （选填“切断”或“接通”），电路中 R1的作用是 ，在称量过程中，弹簧（在弹性限度内）的弹性势能随称量物体的重力增大而 （填“增大”、“减小”或“不变”）。【答案】漂浮；c 和 b；切断；保护电路；增大。4、计算题1.（2019 年郴州，29）一辆重为 2104N 的电动汽车，以恒定功率 50kW 在平直的公路上匀速行驶 3km，用时 3min。已知汽车在行驶中所受阻力为车重的 0.1 倍
12、，汽车轮胎与地面接触的总面积为 0.5m2求：（1）汽车对地面的压强；（2）汽车的牵引力所做的功；（3）汽车发动机的机械效率（计算结果保留一位小数）。解：（1）因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，汽车对地面的压强：p 410 4Pa；（2）因电动汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，汽车的牵引力：FF 阻 0.1G0.1210 4N210 3N，则汽车的牵引力所做的功：W 机械 Fs210 3N3103m610 6J；（3）由 P 可得，电动汽车消耗的电能：W 电 Pt5010 3W360s910 6J，汽车发动机的机械效率： 100% 100%66.7%。
13、答：（1）汽车对地面的压强为 4104Pa；（2）汽车的牵引力所做的功为 6106J；（3）汽车发动机的机械效率为 66.7%。2.（2019 山西，24）汽车超载是当前发生交通事故的重要原因之一。全国各地设置了许多超载监测站加强监管。如图所示，一辆两轴货车正在水平地面上设置的某种电子地磅秤上称重。先让货车前轮单独开上电子地磅秤，其读数为 8t；前轮驶离电子地磅秤，再让后轮单独开上电子地磅秤，其读数为 9t。国家规定两轴货车限载车货总重 18t，请你通过计算分析该货车是否超载。解：以汽车前轮为支点建立杠杆模型，示意图如图甲，根据杠杆平衡条件得：F 后 LGL 1以汽车后轮为支点建立杠杆模型，示
14、意图如图乙，根据杠杆平衡条件得：F 前 LGL 2由两式可得：GF 前 +F 后 （810 3kg+9103kg）10N/kg1810 3kg10N/kg，所以，该货车不超载。答：该货车不超载。1. 3.（2019 攀枝花，32）如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9104N 的货物 A 沿斜面向上匀速运动。货物 A 的速度为 v=2m/s，经过 t=10s，货物 A竖直升高 h=10m。已知汽车对绳的拉力 F 的功率 P=120kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：（1）t 时间内汽车对绳的拉力所做的功；（2）汽车对绳的拉力大小；（3）斜面的机械效率。【答案】（1）t 时间内汽
15、车对绳的拉力所做的功为 1.2106J；（2）汽车对绳的拉力大小为 20000N；（3）斜面的机械效率为 75%。4.（2019 无锡，26）在更换家用轿车的轮胎时，剪式千斤顶是一种常用工具。图甲是某型号剪式千斤顶的结构示意图。使用时，将底部支撑台置于水平地面，保持千斤顶竖直，将顶升置于汽车车身下，用手摇动扳手使扳手绕 O 点不断旋转，带动丝杆转动，通过丝杆水平拉动左端铰链，使支架向内收缩，顶升升高，从而将汽车车身顶起。丝杆上刻有梯形扣，图乙是梯形的实物图。（1）该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的。在顶起车身的过程中，丝杆上的梯形扣属于下列哪一种简单机械？ 。A滑轮 B滑轮组 C杠杆
16、 D斜面（2）现使用该剪式千斤顶更换轮胎，顶起汽车车身后，若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终为 10000N，且等于顶升对车身的支持力，千斤顶自身重量忽略不计。若底部支撑台与地面接触面积为 0.04m2，顶起汽车车身后手不再用力，则千斤顶对地面产生的压强是多大？顶起汽车车身后，为了方便更换轮胎，需要继续摇动扳手，使顶升继续升高一段距离。若人摇动扳手使顶升在 1min 内升高 12cm，用千斤顶顶起车身时的机械效率为 80%，则人做功的功率是多大？解：（1）丝杆上的梯形扣是变形的斜面，可以达到省力的目的，故选 D；（2）千斤顶自身重量忽略不计，千斤顶对地面的压力 F10000N，则千斤顶对地面产生的压强：p 2.510 5Pa；人摇动扳手使顶升在 1min 内升高 12cm，则千斤顶对车做的功：W 有 F 支 h10000N0.12m1200J，由 100%可得，人做的总功：W 总 1500J，人做功的功率：P 25W。答：（1）D；（2）千斤顶对地面产生的压强是 2.5105Pa；人做功的功率是 25W。