初中物理第十二章 简单机械综合与测试精品单元测试课时训练
展开八年级物理下册第十二单元《简单机械》单元测试卷
一、单选题(本大题共17小题,共51分)
1. 关于功率,下列说法正确的是( )
A. 功率表示做功的快慢程度 B. 机械效率越大,机械的功率就越大
C. 机器的功率越大,所做的功就越多 D. 使用省力的机械,可以提高机械做功的功率
2. 用图示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θ,动力臂L也随之改变,所作出的“F-θ”图象和“F-L”图象中,正确的是( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,物体A重120N,在重力为GB的物体B的作用下在水平桌面上做匀速直线运动,A与桌面之间的摩擦力为f.如果在A上加一个水平向左大小为180N的拉力F(注:图中未画出),物体B匀速上升(不计摩擦、绳重及滑轮重),则下列选项正确的是
A. GB=30N B. GB=90N C. f=90N D. f=180N
4. 如图所示,在粗糙水平地面上,用10N的力F沿水平方向拉滑轮(不计滑轮重力),木板B静止,木块A在粗糙木板B上水平向左做匀速直线运动,5s内木块A移动了0.5m,滑轮组的机械效率为80%.下列说法正确的是( )
A. 木块A受到的摩擦力为5N B. 地面对木板B的摩擦力为4N
C. 拉力F的功率为0.5W D. 5s内绳子拉力对木板B做的功为2J
5. 如图所示为建筑工地上常用的吊装工具,物体M为重5000 N的配重,杠杆AB的支点为O,已知OA:OB=1:2,滑轮下面挂有建筑材料P,每个滑轮重100 N,工人体重为700 N,杠杄与绳的自重、滑轮组摩擦均不计,当工人用300 N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时( )
A. 工人对地面的压力为400 N
B. 建筑材料P重为600 N
C. 建筑材料P上升的速度为3m/s
D. 物体M对地面的压力为4400 N
6. 一均匀木板AB,B端固定在墙壁的转轴上,木板可在竖直内转动,木板下垫了块C,恰好使木板水平放置,如图所示,现在水平力F将C由A向B匀速推动过程中,推力F将( )
A. 大小不变 B. 逐渐增大
C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
7. 如图所示,把轻杆的一端固定在O点,可围绕O点自由转动,在杆的中点挂一重物G,在杆的另一端施一个始终与杠杆垂直的力F,当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时,F大小的变化情况是( )
A. 变大 B. 变小 C. 先变小后变大 D. 先变大后变小
8. 物理课上刘老师将规格完全相同的滑轮,用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组,如图所示,分别提起重为G1、G2两个物体,比较它们省力情况和机械效率(不计绳重和摩擦),下面四位同学作了四种猜测,你认为正确的是
A. 甲同学说若G1=G2,则F1
B. 乙同学说若G1=G2,则F1>F2,η甲<η乙
C. 丙同学说若G1
9. 如图所示,AB为一轻质杠杆,O为支点,OB=60 cm,OA=20 cm两端分别悬挂实心铝球和实心铜球,杠杆在水平位置平衡,若将两球同时浸没在水中,(铝的密度为2.7×103kg/m3;铜的密度为8.9×103kg/m3)则
A. 杠杆仍能保持平衡 B. 铜球一端下降
C. 铝球一端下降 D. 条件不足,无法判断
10. 如图所示,用轻质杠杆提升物体,O点为杠杆的支点,某物体在水平位置处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 当物体悬挂在A点时,动力作用在C点,该杠杆一定是省力杠杆
B. 当物体悬挂在B点时,动力作用在C点,该杠杆一定是省力杠杆
C. 当物体悬挂在C点时,动力作用在A点一定比作用在B点要费力
D. 当物体悬挂在C点时,无论动力作用在A点还是B点,该杠杆一定是费力杠杆
11. 使用苍蝇拍时,以迅雷不及掩耳之势,轻易拍到苍蝇,如图,这是利用了杠杆的哪个特点( )
A. 以手肘为支点的省力杠杆 B. 以手肘为支点的费力杠杆
C. 以手掌为支点的省力杠杆 D. 以手掌为支点的费力杠杆
12. 某同学站在高h=6m、长L=10m的斜面顶端,用平行于斜面向上的拉力F=600N,将重G=800N的木箱从斜而底端匀速拉上斜而顶端用时50s,如图所示。下列说法错误的是( )
A. 拉力所做的有用功是3600J
B. 拉力所做总功的功率为120W
C. 斜面的机槭效率为80%
D. 木箱A在斜面上受到摩擦力的大小为120N
13. 如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是( )
A. B. C. D.
14. 为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,设置了图甲所示的滑轮组装置.当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,物体的速度ν和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示(不计绳重和绳与轮之间的摩擦).下列计算结果正确的是( )
A. 0∼1s内,地面对物体的支持力是10N B. 1∼2s内,拉力F做的功是187.5J
C. 2∼3s内,拉力F的功率是100 W D. 2∼3s内,滑轮组的机械效率是62.5%
15. 如图所示,有一斜面长为s、高为h,现用力F沿斜面将重力为G的物体从底端匀速拉到顶端,斜面的机械效率为η。则下列关于斜面对物体的摩擦力f的表达式中不正确的是( )
A. f=Ghsη B. f=Fs−Ghs C. f=F(1−η) D. f=Gh(1−η)sη
16. 如图所示,每只砝码质量相等,这时杠杆处于平衡状态,当发生下列哪一种变化时杠杆仍能保持平衡? ()
A. 两端各加一只同规格的砝码 B. G1、G2都向O点移动2cm
C. G1向O点移动L1/3,G2向O点移动L2/3D. G1向O点移动2cm,G2向O点移动1cm
17. 重为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一水平拉力F,让棒缓慢转到图中虚线所示位置.在转动的过程中:( )
A. 动力臂逐渐变大 B. 阻力臂逐渐变小
C. 动力F逐渐变大 D. 动力F逐渐减小
二、填空题(本大题共4小题,共12分)
18. 用如图甲所示的装置将实心物体A从深井中吊出来,拉力的功率随时间的变化如图乙所示,已知动滑轮的重力为60 N,物体匀速上升的速度始终为1 m/s。则物体被完全拉出水面后,拉力的功率为_________W;物体浸没在水中时受到的浮力为___________N;物体浸没在水中被吊起时滑轮组的机械效率为_________。(不计绳重、摩擦及阻力)
19. 如图所示,一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上,OA=20 cm,G1是边长为5 cm的正方体,G2重为20 N。当OB=10 cm时,绳子的拉力为________N,此时G1对地面的压力为50 N。现将G2向右移动________cm后,可使G1对地面的压力恰好为零。
20. 如图所示轻质杠杆AB可绕O点转动,OA:OB=1:3,A端用细线悬挂一质量为7.9kg的空心铁球。当铁球二分之一体积浸入水中在B端施加13N竖直向下的拉力F时,杠杆恰好在水平位置平衡。则杠杆的A端受到的拉力为______ N,铁球空心部分的体积为______ m3;若撤去B端拉力F,铁球将______ (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),此运动过程中小球底部受到水的压强______ (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,ρ铁=7.9×103kg/m3)
21. 如图所示,在粗糙的地面上有一个盛满油的圆柱桶,高80厘米,底部直径为60厘米,总重为1500牛,想使底部B点稍离地面,在C点需加一个________牛竖直向上的拉力;或在C点加一个________牛水平向左的推力;使B点稍离地面的最小力为________牛.
三、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
22. 如图所示为生活中使用的“开瓶起子”,请在图中画出作用在“开瓶起子”上动力F1的力臂和阻力F2的示意图。
23. 如图所示,水桶在一个最小外力作用下处于静止状态,作出它此时最小力的示意图。
四、实验探究题(本大题共3小题,共19分)
24. 小明同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想,斜面的机械效率跟:A斜面的倾斜程度有关;B.斜面的粗糙程度有关;C.物体受的重力有关。小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确,设计方案并进行了探究,下表反映了他的探究过程。(参看图7,表中①、③两次实验所用斜面是相同的,设物体在斜面上做匀速直线运动)
实验
次数
斜面
斜面粗糙程度
物重G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长
s/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率 η(%)
①
37°
粗糙
2
0.6
1.7
1
1.2
1.7
②
37°
较光滑
2
0.6
1.4
1
1.2
86
③
45°
粗糙
2
0.7
1.8
1
1.4
1.8
78
(1)请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据。
(2)通过对比实验①、②数据,可验证猜想______ (填写字母)。
(3)通过对比实验①、③数据,可以得出的探究结论是:当斜面的粗糙程度一定时,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率的值越______。
(4)若要验证猜想C,应控制斜面的倾斜程度和______不改变。
25. 在“探究滑轮组的机械效率”时,小明利用两组滑轮组进行了 5 次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测定前 4 组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮得第 5 组数据,测得数据如下表:
实验次数
动滑轮
重 G 动/N
物重
G/N
钩码上升高度 h/cm
动力
F/N
动力作用点移动距离 s/cm
滑轮组的机械效率 η/%
1
0.5
1
10
1.05
20
47.6
2
0.5
1
10
0.7
30
47.6
3
0.5
2
10
1.1
30
60.6
4
0.5
4
10
2
30
66.7
5
1
4
10
1.6
50
(1)请根据第 1 次测量数据,在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法。
(2)进行第 2 次测量时,拉力做的总功为______J;进行第 5 次测量时,滑轮组的机械效率为______(保留三位有效数字)。
(3)以前,小明认为“同一个机械,它的机械效率是一个定值”,通过分析实验数据,可知他从前的观点是______的(选填“正确”或“错误”)。
(4)有的同学认为:“机械越省力,它的机械效率越高”,你可以用小明收集数据中的第______两组数据(选填实验序号)对比分析来判断这句话是错误的。
(5)根据表格中的数据分析可知:在同一滑轮组中,绕线方式及物体上升的高度都不变时,仅增大物重,机械的额外功______(选填“变小”、“不变”或“变大”),机械效率将会______(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
26. 小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验:
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时发现杠杆停在如图甲所示的位置。小明将左端的平衡螺母向右调,小红认为也可以将右端的平衡螺母向______调(选填“右”或“左”),使杠杆在水平位置平衡。
(2)接着,小明在A处挂3个钩码,在右端挂2个钩码,并移动钩码到B处,杠杆又在水平位置平衡(如图乙).小明使杠杆在水平位置平衡的目的是______。
(3)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡。如果在杠杆两侧各去掉一个钩码,则杠杆______(选填“仍然平衡”、“左端下降”或“右端下降”)。
(4)最后,小明取下挂在右侧的钩码,并用弹簧测力计在C处竖直向上拉,仍使杠杆在水平位置平衡(如图丙所示).当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,保持杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”),其原因是______。
(5)有同学根据自己的实验数据,得到如下结论: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。这个结论与杠杆的平衡条件不符,原因是实验过程中没有______(选填序号:①改变力的大小②改变力的方向③改变力的作用点④多次进行实验)
(6)小明对原来装置进行改装如图丁,小明两次将钩码分别挂在A点和C点,使钩码上升同样的高度,那么机械效率______(A/C/一样)的高。
五、计算题(本大题共2小题,共14分)
27. 质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图丙,机械中摩擦力及绳重忽略不计。若工人在1min内将货物A匀速向上提高了3m,作用在钢绳上的拉力为400N,(g=10N/kg)求:
(1)拉力的功率;(2)拉力的有用功;
(3)若用这根绳子和这些滑轮组成图乙所示滑轮组,利用它从水中提起一个重1200N、底面积为20cm2长方体货物B,当物体浸入水中某处静止时(如图乙),工人的拉力为500N,求此时B的下表面受到水的压强。
28. 如图所示,一轻质均匀杠杆AB,O为支点,OA=OB=4m,A端用一不可伸长的细线系于地面,C点位于OB的中点。边长为0.1m的实心正方体物块M用一不可伸长的细线系于C点。此时AB静止于水平位置,C点的细线拉力恰为零,M对地面压强为3×103Pa.(两端细线质量忽略,g取10N/kg)求:
(1)物块M的质量;
(2)将一个重为40N的铁块P放在C点正上方,并用力F水平向左推动,使P沿OA向左做匀速直线运动,连接物块M的细线能承受的最大拉力为25N。
求:①铁块P向左运动过程中,物块M对地面的最小压强;
②若铁块P受到的摩擦力为其重力的0.1倍,在从C点开始向左匀速运动的过程中,推力F最多做的功。
【答案】
1. A 2. C 3. C 4. C 5. A 6. B 7. D
8. D 9. B 10. D 11. B 12. A 13. D 14. B
15. A 16. C 17. C
18. 420;120;80%
19. 10;50
20. 39 0.007 下沉 变大
21. 750;562.5;450。
22. 解:(1)首先在F1的方向上作出力F1的作用线,然后从支点O向F1的作用线作垂线,垂线段的长度即为动力臂L1。
(2)F1使起子沿逆时针转动,而瓶盖对起子的力阻碍了起子的转动,所以阻力F2的方向竖直向下,如下图所示:
23. (1)
;
(2)
24. B 大 粗糙程度
25. 0.21 50.0% 错误 4、5 变大 变大
26. 右 便于测量力臂 左端下降 变大 拉力的力臂变小 ② C
27. 解:(1)由甲图可知,滑轮组绳子的有效股数n甲=3,则绳子自由端移动的距离:
s甲=n甲h=3×3m=9m,
拉力做的功:
W总=F甲s甲=400N×9m=3600J,
拉力的功率:
P=W总t=3600J60s=60W;
(2)由图丙可知,物重G=300N时,滑轮组的机械效率η=60%,
因机械中摩擦力及绳重忽略不计,克服物重做的功为有用功,克服动滑轮重力和物重做的功为总功,
所以,滑轮组的机械效率:
η=W有′W总′×100%=Gh′(G+G动)h′×100%=GG+G动×100%=300N300N+G动=60%,
解得:G动=200N;
将货物A匀速向上提高3m时,克服动滑轮重力所做的额外功:
W额=G动h=200N×3m=600J,
拉力的有用功:
W有=W总−W额=3600J−600J=3000J;
(3)若用这根绳子和这些滑轮组成图乙所示滑轮组,当物体浸入水中某处静止时,
把图乙中动滑轮和物体B看做整体,受到竖直向上两股绳子的拉力、B受到的浮力和竖直向下总重力作用处于平衡状态,
由整体受到的合力为零可得:2F乙+F浮=GB+G动,
则B受到的浮力:
F浮=GB+G动−2F乙=1200N+200N−2×500N=400N,
由F浮=F向上−F向下可得,此时B的下表面受到水的压力:
F向上=F浮+F向下=F浮=400N,
此时B的下表面受到水的压强:
p=F向上SB=400N20×10−4m2=2×105Pa。
答:(1)拉力的功率为60W;
(2)拉力的有用功为3000J;
(3)此时B的下表面受到水的压强为2×105Pa。
28. 解:(1)根据p=FS可得物块M的对地面的压力:
F=pS=3×103Pa×(0.1m)2=30N,
根据题意可得物块M的重力G=F=30N,
物块M的质量:
m=Gg=30N10N/kg=3kg;
(2)①当细线最大拉力为25N时,物块M受到地面的支持力F支=G−F拉=30N−25N=5N,
物块M对地面的压力F压与地面对它的支持力F支是一对相互作用力,大小相等,即F压=F支=5N,
所以,此时的最小压强:
p小=F压S=5N0.1m×0.1m=500Pa;
②根据杠杆平衡条件可得:F拉OC=G铁OP,
则OP=F拉OCG铁=25N×2m40N=1.25m,
所以,推动铁块P走的距离s=OC+OP=2m+1.25m=3.25m,
铁块P在从C点开始向左匀速运动的过程中,推力与摩擦力是一对平衡力,F=f=0.1G铁=0.1×40N=4N,
推力做功:
W=Fs=4N×3.25m=13J。
答:(1)物块M的质量为3kg;
(2)①铁块P向左运动过程中,物块M对地面的最小压强为500Pa;
②若铁块P受到的摩擦力为其重力的0.1倍,在从C点开始向左匀速运动的过程中,推力F最多做的功为13J。
【解析】
1. 解:A、功率表示做功的快慢程度,做功越快功率越大,故A正确;
B、功率大小与机械效率无关,故B错误;
C、由公式P=Wt可得,W=Pt,所以做功的多少不仅与功率有关还与时间有关,故C错误;
D、功率与做功的大小和做功的时间有关,但与是否使用省力的机械无关,故D错误;
故选:A。
(1)物体单位时间内所做的功叫功率;
(2)功率的计算公式是P=Wt,由公式可知,功率的大小与做功多少和做功所需时间的长短有关,与其它因素无关。
(3)功率表示物体做功快慢的物理量;机械效率是W有用与W总的比值,是个百分数,二者间没有必然联系。
正确理解功率的影响因素是解决此类功率问题的关键。
2. 【分析】
此题考查杠杆平衡条件的应用,会结合图像分析是解决此题的关键。
杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂;由杠杆平衡条件可知,当阻力、阻力臂一定时,动力大小与动力臂成反比;所以动力臂最大时动力最小。
【解答】
A.由实验装置图可知:当夹角θ等于90o时,动力臂最大,动力最小;当拉力F的方向由水平向右到竖直向下位置再到水平向左,即θ从0o到90o到0o,F对应的动力臂是先变大再变小,则动力F是先变小后变大,故A错误;
B.当角θ等于90o时,动力臂最大,动力最小但不为零,故B错误;
CD.根据杠杆的平衡条件FL=F2L2可得:F=F2L2L,由于F2、L2不变,则F和L成反比,故C正确,D错误。
故选C。
3. 【分析】
本题从题目中给出的“如果在A上加一个水平向左大小为180N的拉力F,物体B匀速上升”这一条件入手,从中可得出拉力就等于摩擦力,再看图中重物有几根绳子承担,即可得出;题目中的“物体A重120N”这一条件无用。
此题主要考查二力平衡条件及其应用与滑轮组的知识点,关于滑轮组,如果我们对水平放置的滑轮不很熟悉,可将其旋转一定角度后,变为我们所熟悉的竖直放置的形式即可,再有题目中的“物体A重120N”这一条件对解题起了干扰作用,容易出错,因此,同学们一定要认真审题。
【解答】
分析滑轮组的特点可以得出,左侧滑轮为动滑轮,右侧滑轮为定滑轮,绳子的段数为2段;物体A在B的作用下匀速运动,则物体A受的摩擦力f=2GB,如果在A上再加一个向左的180N的力,物体A影响摩擦力的两个要素都没改变,所以摩擦力还是f,只是方向从向左变成了向右,于是可以得出180N=f+2GB,因为f=2GB,所以180N=4GB,所以GB=45N,f=90N。
故选C。
4. 解:对A、B水平方向受力分析,如下图所示:
因为物体做匀速直线运动,根据图示可知,F′=fB对A------①
F′=f地对B+fA对B--------②
由于力的作用是相互的,所以fB对A=fA对B--------③
综合上述分析可知,f地对B=0,即A做匀速直线运动,B相对于地面处于静止状态,故B错误;
由图示可知,自由端移动的距离s与物体A移动的距离s′的关系为:s=12s′,
由η=W有W总×100%=fs′Fs×100%可得:fB对A=η×Fss′=80%×10N×12 s′s′=4N,故A错误;
由于B始终处于静止状态,因此5s内绳子拉力对木板B做的功为0,故D错误;
F移动的速度:v=st=12 ×0.5m5s=0.05m/s,
拉力的功率:P=Fv=10N×0.05m/s=0.5W,故C正确。
故选:C。
先对A、B水平方向受力分析,然后根据物体做匀速直线运动状态时受平衡力可知F′与摩擦力的关系,然后根据η=W有W总×100%=fs′Fs×100%求出摩擦力的大小,再根据W=Fs求出拉力做的功,最后根据v=st和P=Fv求出拉力的功率。
此题考查了动滑轮的特殊使用(动力作用在轴上),以及二力平衡条件的应用,解决此题的关键是分别对A、B进行受力分析,得出对A的拉力和水平拉力F的大小关系以及拉力F端移动速度。
5. 【分析】
本题是综合性很强的题目,考查了物体受力的分析、使用滑轮组拉力的计算,其中对物体受力分析是难点。
(1)首先对工人进行受力分析,受竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力,人对绳子的拉力,即绳子对人的拉力,又知道人的重力,从而可以计算出地面对人的支持力,即工人对地面的压力。
(2)由图可知n=2,且滑轮组摩擦均不计,由可求得建筑材料P重;
(3)物重由2段绳子承担,建筑材料P上升的速度,
(4)分析A点受到的力和杠杆的平衡条件分析出B点的拉力,对M受力分析得出地面对物体的支持力即物体M对地面的压力。
【解答】
A.当工人用300 N的力竖直向下拉绳子时,因力的作用是相互的,则绳子对工人会施加竖直向上的拉力,其大小也为300 N,
此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力,
由力的平衡条件可得:,
则,
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,所以工人对地面的压力:,故A正确;
B.由图可知n=2,且滑轮组摩擦均不计,
由F=12(G+G动)可得,建筑材料P重;
,故B错误;
C.物重由2段绳子承担,建筑材料P上升的速度v=12v绳=12×1m/s=0.5m/s,故C错误;
D.定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力,
由力的平衡条件可得:;
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力,大小相等,即FA=FA′=1000N;
根据杠杆的平衡条件:,且OA:OB=1:2,
所以,FB=FA×OAOB=1000N×OA2OA=500N;
因为物体间力的作用是相互的,
所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力,即;
物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力,
则物体M受到的支持力为:,
因为物体间力的作用是相互的,所以物体M对地面的压力:,故D错误。
故选A。
6. 【分析】
此题考查了平衡力知识以及物体状态与受力情况的联系;结合物体状态可推断出物体受到平衡力作用,然后找出平衡力中的具体的力即可。
以杆为研究对象,杆受重力G和C对它的支持力FN,由杠杆平衡条件知G⋅12l=FN⋅L;(杆长为l,FN的力臂为L)在C逐渐向右推移的过程中,根据支持力对轴B的力臂l逐渐减小,可知FN逐渐增大;由此可知,C和木板间、C和地面间的摩擦力逐渐增大,然后再由力的平衡条件知,水平推力F的变化。
【解答】
杆受重力G和C对它的支持力FN,由杠杆平衡条件知G⋅12l=FN⋅L,在C逐渐向右推移的过程中,支持力FN对轴B的力臂L逐渐减小,则FN逐渐增大;由此可知,C和木板间、C和地面间的摩擦力逐渐增大,由平衡条件知,水平推力F也逐渐增大;
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7. 【分析】
本题是动态平衡问题,考查了学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用.能否正确分析重力的阻力臂与动力臂的大小关系是本题的解题关键。
从支点向力的作用线作垂线,垂线段的长度即力臂.根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析,力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直,即动力臂不变,然后分析阻力与阻力臂的关系,并得出正确结果。
【解答】
由于力F始终与直杠杆是垂直的,故动力臂不变;
将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时,阻力为物体的重力,阻力不变,由图知阻力臂逐渐变大,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,所以动力F变大,如图所示:
;
当杠杆从水平位置拉到最终位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力臂变小,所以动力F变小,
所以,整个过程中F先变大后变小。故ABC错误,D正确。
故选D。
8. 【分析】
本题考查滑轮组中相关量的计算和滑轮组机械效率的比较,此类题目判断绳子段数n是关键,而且要分析有用功、额外功是否相同,只要抓住这几点解答此类题目很容易。
要判断甲、乙两图的绳子段数来比较省力情况,由于滑轮组相同、绕法不同,并且不计摩擦,则额外功相同,通过比较有用功的大小可比较机械效率的高低。
【解答】
AB.由题知,滑轮组都是一定一动,动滑轮重力G轮相同,不计绳重和摩擦,拉力F1=13(G+G轮),拉力F2=12(G+G轮),如果物重G1=G2,则拉力F1
CD.因为拉力F1=13(G1+G轮),拉力F2=12(G2+G轮),如果物重G1
9. 【分析】
判断杠杆是否平衡,杠杆平衡条件是本题的关键,首先由杠杆平衡条件推知铝块和铜块的体积关系,然后根据铝块和铜块的体积关系、密度关系,杠杆两端力与力臂的乘积是否相等,力和力臂的乘积大的一端是下沉的。
AB两端分别悬挂实心铝球和实心铜球,杠杆在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件与求出铜球和G=mg=ρgV求出体积关系;
当两球同时浸没在水中,杠杆受到的拉力F=G−F浮,根据阿基米德原理:F浮=ρ液gV排求出计算出两球浸没在水中后两端力和力臂的乘积,根据乘积的大小,判断杠杆的状态。
【解答】
如图,杠杆处于平衡状态,根据杠杆平衡条件得,
G铝×OA=G铜×OB,
ρ铝gV铝×OA=ρ铜gV铜×OB,
V铝:V铜=ρ铜×OBρ铝×OA=8.9×103kg/m3×60cm2.7×103kg/m3×20cm=899;
当两球同时浸没在水中,
杠杆左端力乘以力臂:
左端=(G铝−F浮铝)×OA=(ρ铝gV铝−ρ水gV铝)×OA=(ρ铝−ρ水)gV铝×OA,----①
右端=(G铜−F浮铜)×OB=(ρ铜gV铜−ρ水gV铜)×OB=(ρ铜−ρ水)gV铜×OB,----②
①②得:
ρ铝−ρ水V铝×OAρ铜−ρ水V铜×OB=2.7g/cm3−1g/cm3×89×20cm8.9g/cm3−1g/cm3×9×60cm≈0.7<1;
即左端力与力臂的乘积小于右端力与力臂的乘积,所以杠杆的右端(铜球端)下沉,故ACD错误,B正确。
故选B。
10. 解:A、当重物悬挂在A点,动力作用在C点时,若如图1所示,动力的力臂OD小于阻力的力臂OA,该杠杆是费力杠杆,故A错误;
B、当物体悬挂在B点时,动力作用在C点,若如图2所示,动力的力臂OE小于阻力的力臂OB,该杠杆是费力杠杆,故B错误;
C、当物体悬挂在C点时,若如图3所示,动力臂OF小于动力臂OA,所以动力作用在A点一定比作用在B点要省力,故C错误;
D、当物体悬挂在C点时,如图3所示,无论动力作用在A点还是B点,动力的力臂都小于阻力的力臂,该杠杆一定是费力杠杆,故D正确。
故选:D。
根据杠杆的平衡条件,F动L动=F阻L阻,当L动>L阻,为省力杠杆;当L动
11. 【分析】
本题考查了生活中的物品和物理知识的联系,体现了物理来源于生活,服务于生活的宗旨,平时要养成多观察多思考的习惯,生活中处处有物理,每一件工具和物品都蕴含着丰富的物理知识。
杠杆的分类和特点,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂,省力但费距离;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂,费力但省距离;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省距离也不省力。
【解答】
苍蝇拍在使用过程中,以手肘为支点,阻力臂大于动力臂,故是费力杠杆,但能省距离,故B正确,ACD错误。
故选B。
12. 【分析】
熟练运用功、功率、机械效率的计算公式,明确额外功是用来克服斜面上的摩擦做功是解答此题的关键。
(1)根据功的计算公式W=Fs可求出拉力做的功,即总功;再根据W=Gh求出有用功;然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率η。
(2)运用功率的计算公式P=Wt,代入数值后可求功率P。
(3)根据总功与有用功的差得出额外功,再根据W额=fs,变形后可求摩擦力f。
【解答】
解:A、此过程所做的有用功:W有=Gh=800N×6m=4800J;故A错误;
B、拉力所做的总功:W总=Fs=600N×10m=6000J;
拉力所做总功的功率:P=W总t=6000J50s=120W;故B正确;
C、斜面的机械效率:η=W有W总×100%=4800J6000J×100%=80%;故C正确;
D、所做的额外功:W额=W总−W有=6000J−4800J=1200J;
由W额=fs可得,摩擦力:f=W额s=1200J10m=120N;故D正确。
故选A。
13. 【分析】
此题主要是考查各种简单机械省力情况及省力的原理。其中用到了滑轮组功中有关力的运算,和杠杆平衡原理的运算,属于基础知识。
由图示斜面计算出拉力;由图示滑轮组,确定滑轮组的种类,根据滑轮组有几段绳子承担,拉力就是物体重力的几分之几;由图示杠杆求出动力臂与阻力臂的关系,然后由杠杆平衡条件求出拉力F 4;最后比较各力大小,确定哪个拉力最小。
注意不计机械自重和摩擦,即在理想状况下.
【解答】
A.图示是一个斜面,拉力F=12G;
B.由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数n=3,拉力F=G3;
C.这是动滑轮的特殊使用方法,物体挂在动滑轮一侧绳子上,拉动滑轮的轮轴,此时拉力F=2G;
D.由图可知L 4:L G=(1m+3m):1m=4:1,由杠杆平衡条件可得:F 4×L 4=G×L G,拉力F4=GLGL4=G4;
因此最小拉力是F4。
故选D。
14. 解:
(1)由图可知,n=3,由乙图可知,2s~3s内,物体做匀速直线运动,由图甲可知,2s~3s内,物体受到的拉力为F3=40N,
不计绳重和绳与轮之间的摩擦,F3=13(G+G动)=40N,
即F3=13(100N+G动)=40N,
解得,G动=20N,
由图甲可知,在0~1s内,拉力F1=30N。
取动滑轮和重物为研究对象,受到向下的重力G和G动,向上的支持力F支,及三根绳子向上的拉力F′作用,处于静止状态;
故地面对重物的支持力
F支=G+G动−F′=G+G动−3F1=100N+20N−3×30N=30N;故A错误;
(2)由图可知在2~3s内,重物做匀速运动,v3=2.50m/s,
所以拉力F的作用点下降的速度v3′=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s,
拉力做功功率(总功率):
P总=F3v3′=40N×7.5m/s=300W,故C错误;
滑轮组的机械效率:
η=W有用W总×100%=GhF3×3h×100%=100N40N×3×100%≈83.33%,故D错误;
(3)在1~2s内,拉力F2=50N,重物上升高度h2=1.25m
拉力F的作用点下降的距离s2=3h2=3×1.25m=3.75m,
拉力做的功:
W=F2s2=50N×3.75m=187.5J;故B正确。
故选:B。
由滑轮组的结构可以看出,承担物重的绳子股数n=3,则拉力F移动的距离s=3h。
(1)由F−t图象得出在2~3s内的拉力F,F=1n(G+G动)求出动滑轮的重力,取动滑轮和重物为研究对象,受到向下的重力G和G动,向上的支持力F支,及三根绳子向上的拉力F′作用,处于静止状态,据此根据力的合成求出支持力;
(2)由v−t图象得出重物上升的速度,求出拉力F的作用点下降的速度,利用P=Wt=Fst=Fv求拉力做功功率,知道拉力F和物重G大小,以及s与h的关系,利用效率求滑轮组的机械效率。
(3)由F−t图象得出在1~2s内的拉力F2,由h−t图象得出重物上升的高度,求出拉力F的作用点下降的距离,利用W=Fs求此时拉力做功。
本题是一道力学综合题,涉及到功、功率、机械效率、压强的计算,能从题目提供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键。
15. 解:有用功:W有=Gh,W总=Fs,额外功:W额=fs,
由W额=fs,得:f=W额s=W总−W有s=Fs−Ghs,故B表达式正确;
因为η=W有W总,W总=W有+W额,所以W额=W总(1−η),即fs=Fs(1−η),则有f=F(1−η),故C表达式正确;
总功(拉力做的功):W总=W有+W额=Gh+fs,
斜面的机械效率:η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+fs,
整理可得物体与斜面间的摩擦力:f=Gh(1−η)sη,故D表达式正确。
故选:A。
斜面上做的有用功为:W有=Gh,总功为:W总=Fs,额外功为:W额=fs;斜面的机械效率为:η=W有W总,还可以表示为η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+fs,据此可推出摩擦力的表达式。
此题考查的是斜面机械效率与摩擦力的计算,关键是根据总功、有用功和额外功之间的关系来求解。
16. 【分析】
本题考查了杠杆平衡条件的应用,假设杠杆两边力臂大小和一个砝码大小,判断杠杆是否平衡很方便。
根据杠杆平衡条件判断杠杆是否平衡或杠杆的哪端下沉的方法:F1l1=F2l2,杠杆平衡。F1l1≠F2l2,力和力臂的乘积大的一端下沉。
【解答】
由图知,设一个砝码的质量为m,因为杠杆平衡,所以2mg×L1=mg×L2,可得L1=12L2,设L1=9cm,则L2=18cm,
A.两端各加一只同规格的砝码,3mg×9cm<2mg×18cm,杠杆的右端下沉,故A不符合题意;
B.G1、G2都向O点移动2cm,2mg×7cm<1mg×16cm,杠杆的右端下沉,故B不符合题意;
C.G1向O点移动13L1=3cm,G2向O点移动13L2=6cm,2mg×6cm=1mg×12cm,杠杆仍平衡,故C符合题意;
D.G1向O点移动2cm,G2向O点移动1cm,2mg×7cm<1mg×17cm,杠杆的右端下沉,故D不符合题意。
故选C。
17. 解:
(1)杠杆在转动的过程中符合杠杆平衡的条件,即阻力为硬棒的重力,大小不变,硬棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过θ角后,重力力臂(阻力臂)逐渐增大,故B错;
(2)当硬棒在竖直位置时,F的力臂是杠杆的长度,且力臂最长,当杠杆转过θ后,力与杠杆不再垂直,所以动力臂变小,故A错;
根据杠杆平衡的条件可得,阻力与阻力臂的乘积增大,而动力臂减小,所以动力逐渐增大,故D错误,C正确。
故选:C。
先确定阻力臂、动力臂的变化,然后根据杠杆平衡的条件(动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂)分析动力的变化。
知道杠杆平衡的条件,会熟练应用杠杆平衡的条件分析问题解决问题是关键。
18. 【分析】
本题考查了功率公式、滑轮组拉力公式、滑轮组机械效率公式的综合应用,明确有用功和总功是关键,有一定的难度。
(1)根据图乙可知道物体被完全被拉出水面后的功率;
(2)由图乙可知圆柱体A在水中拉力F的功率,由P=Fv得绳子自由端的拉力,不计绳重、摩擦及阻力,拉力F=12(GA−F浮+G轮),据此求浮力大小;
(3)利用η=W有用W总=(GA−F浮)h(GA−F浮+G轮)h求物体浸没水的机械效率。
【解答】
(1)如图乙所示,当物体完全被拉出水面后,拉力的功率为420W;
(2)由图乙可知,圆柱体A浸没在水中拉力F的功率P=300W,
由P=Fv得,绳子自由端的拉力:
F=Pv=300W2m/s=150N,
不计绳重、摩擦及阻力,拉力F=12(GA−F浮+G轮)
150N=12(360N−F浮+60N)
解得:F浮=120N;
(3)物体浸没水的机械效率:
η=W有用W总=(GA−F浮)h(GA−F浮+G轮)h=GA−F浮GA+G轮−F浮=360N−120N360N+60N−120N×100%=80%。
19. 【分析】
本题考查杠杆平衡条件,根据杠杆平衡原理F1L1=F2L2进行计算。
(1)已知OA、OC和G2,由杠杆平衡条件求出G2在C点时,杠杆在A点受到的拉力;
(2)由杠杆平衡条件求出G1对地面压力为零时G2到支点的距离。
【解答】
(1)G2在C点时,由杠杆平衡条件得:FA×OA=G2×OC,即:FA×20cm=20N×10cm,解得:FA=10N;
(2)当G1对地面的压力为0时,杠杆在A点的受到的拉力FA′=G1=60N,设G2位于D点,由杠杆平衡条件得:FA′×OA=G2×OD,即:60N×20cm=20N×OD,解得:OD=60cm,物体G2的路程:s=OD−OC=60cm−10cm=50cm。
故答案为:10;50。
20. 解:由题意可知,根据杠杆的平衡原理可得到FA×OA=FB×OB;则杠杆的A端受到的拉力为:FA=FB×OBOA=13N×3=39N;
由ρ=mV可知,铁球实心部分的体积:V实心=mρ铁=7.9kg7.9×103kg/m3=0.001m3,:
对铁球受力分析,它受到重力、浮力、细线的拉力而平衡,可得到:F浮=G−FA=mg−FA=7.9kg×10N/kg−39N=40N;
根据F浮=ρ水gV排可得:
球的总体积为:V=2V排=2×F浮ρ水g=2×40N1.0×103kg/m3×10N/kg=0.008m3;
铁球空心部分的体积为V′=V−V实心=0.008m3−0.001m3=0.007m3;
若撤去B端拉力F,铁球将下沉,液体的压强随深度的增加而增大,所以运动过程中小球底部受到水的压强的变大。
故答案为:39;0.007;下沉;变大。
根据杠杆的平衡条件求出A端受到的拉力;
已知铁球的质量和密度,根据密度公式可求出铁球实心部分的体积;对铁球进行受力分析可知,铁球受到细线的拉力、重力和浮力作用,因此杠杆A端受到竖直向下的拉力等于G−F浮,根据杠杆平衡的条件可求出浮力;
根据阿基米德原理求出排开水的体积,从而得出球的体积,球的体积减去实心部分的体积即为空心部分的体积;
若撤去B端拉力F,铁球将下沉,根据液体压强的特点分析运动过程中小球底部受到水的压强的变化。
本题考查了学生对密度公式、阿基米德原理公式和杠杆平衡条件、液体压强特点的掌握和运用,关键是分析出作用在杠杆A端的力,难度比较大。
21. 【分析】
本题考查杠杆平衡条件的应用,关键是动力臂、阻力臂的判断,知道支点到力的作用线的垂直距离为力臂。
要在点C需加的拉力或推力,则确定杠杆中的支点和动力作用点的位置;利用几何关系求出力臂,再利用杠杆平衡条件求出拉力的大小。
【解答】
若想使桶的底部B点稍离地面,必须以A点为支点;
在点C加一个竖直向上拉力时,则AB为动力臂,此时阻力为圆柱桶的重力则阻力臂为12AB,如图所示:
所以,阻力为F2=G=1500N,动力臂L1=AB=60cm,阻力臂L2= 12AB= 12×60cm=30cm,
根据杠杆平衡条件得:F1L1=F2L2,
所以,拉力F1= F2L2 L1 = 1500N×30cm60cm=750N;
在点C加一个水平向左的推力时,则AD为动力臂,此时阻力为圆柱桶的重力则阻力臂为12AB,如图所示:
所以,阻力为F2=G=1500N,动力臂L1′=AD=80cm,阻力臂L2= 12AB= 12×60cm=30cm,
根据杠杆平衡条件得:F′L1′=F2L2,
所以,推力F′= F2L2 L1′ = 1500N×30cm80cm=562.5N;
使B点稍离地面的最小力,应是作用在C点,且垂直于AC,此时力臂最大,L1′′=AC=100cm;阻力F2=G=1500N,L2= 12AB= 12×60cm=30cm,
根据杠杆平衡条件得:F′′L1′′=F2L2,
F′′=F2L2L1′′=1500N×30cm100cm=450N。
故答案为:750;562.5;450。
22. (1)知道力臂是从支点到力的作用线的距离,由支点向力的作用线引垂线,垂线段的长度即为力臂;
(2)掌握动力和阻力的概念,在此题中盖对起子的力即为阻力。
本题主要考查了力臂的画法,关键是正确理解掌握力臂的概念,找到支点和力的作用线。
23. (1)
【分析】
本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出:在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小的结论。
题干告诉了“在一个最小外力作用下处于静止状态”,那么肯定有一个“最小力”,这就要从杠杆的平衡条件入手分析;以水桶右下端为支点,若用最小力保持水桶的状态,力臂需最大,即水桶左上端与右下端的连线;由此可做出这个力。
【解答】
要使施加的力最小,那么此时力的力臂最长,即以水桶右下端为支点,以水桶左上端和右下端的连线为最长力臂;那么过水桶左上端,作垂直于此连线的力即为所施加的最小力。如图所示:
(2)
【分析】
本题考查力的示意图,注意此题中斜面为光滑的,因此摩擦力为零;那么滑块离开弹簧后仅受重力和斜面的支持力;此题还考查了力的示意图的画法,一找点,二画线,三标箭头和力的大小。重力的方向和支持力的方向也是此题的考查内容。学生应该掌握这些,解决此题就不难了。
【解答】
在光滑斜面上,滑块只受重力和支持力作用;过重心做垂直斜面向上的力,即斜面对滑块的支持力,在末端标注箭头和F;过重心做竖直向下的力,即滑块受到的重力,标G,如图所示:
。
24. 解:(1)在实验①中,斜面的机械效率为η=W有W总=1.2J1.7J=70.6%;
在实验②中,W总=Fs=1.4N×1m=1.4J;
(2)观察表格可知:斜面的倾斜程度相同(都是37°),斜面的粗糙程度不同,斜面的机械效率也不同;根据控制变量法的思想,可看出实验①②是在研究斜面机械效率与粗糙长度的关系。
(3)对照实验①③可看出,当斜面的倾斜程度增大时(由37°增大到45°),斜面的机械效率在增大;故的结论斜面的倾斜程度越大,机械效率越大;
(4)根据此实验的研究方法--控制变量法,在验证猜想C时,应控制斜面的倾斜程度和粗糙程度不变,只改变物体的重力。
故答案为:(1)70.6、1.4;(2)B;(3)大;(4)粗糙程度。
应用机械效率的计算公式和功的计算公式,可求出实验①的机械效率和实验②的总功;综合分析表格中的数据后,可看出实验的研究方向以及实验的结论;根据实验采用的方法--控制变量法可得到研究猜想C的实验方法。
此题考查了研究斜面机械效率的相关知识,还考查物理实验常采用的研究方法--控制变量法;结合表格提供的数据,再结合机械效率的计算方法,可完成此题。
25. 解:(1)根据绳子自由端移动的距离与物体升高的高度的关系:s=nh,由表中第 1 次测量数据可知,绳子的有效段数:n=sh=20cm10cm=2,(同理,第5次实验绳子的有效段数为5,用的是乙装置做的实验)如下所示:
(2)进行第2次测量时,拉力做的总功为:
W总2=F2s2=0.7N×0.3m=0.21J;
进行第5次测量时,滑轮组的机械效率为:
η=W有W总=4N×0.1m1.6N×0.5m=50.0%;
(3)因用一个动滑轮和一个定滑轮测定前4组数据,比较表中2、3、4数据可知,提升物体的重力越大,机械效率越大,故小明认为“同一个机械,它的机械效率是一个定值”的观点是错误的;
(4)用甲图组成的滑轮组测定前4组数据,第5次实验绳子的效段数为5,用的是乙装置做的实验,
由实验4、5数据知,乙比甲更省力,但乙的机械效率却比甲低,故可以用小明收集数据中的第4、5两组数据对比分析来判断这句话是错误的。
(5)根据表格中的3、4数据分析可知:
W额外3=W总3−W有3=F3s3−G3h3=1.1N×0.3m−2N×0.1m=0.13J;
W额外4=W总4−W有4=F4s4−G4h4=2N×0.3m−4×0.1m=0.2J;故机械的额外功变大;
由表中数据知,机械效率将会变大。
故答案为:(1)如上所示;(2)0.21;50.0%;(3)错误;(4)4、5;(5)变大,变大。
(1)根据绳子自由端移动的距离与物体升高的高度的关系:s=nh,确定绳子的有效段数连接;
(2)根据W=Fs由表中数据求总功,由表中数据根据η=W有W总×100%求机械效率;
(3)根据控制变量法,用同一装置,改变提升物体的重力,比较表中2、3、4数据得出结论;
(4)机械效率表示机械性能的高低,与是否省力无关,从表中数据找出反例即可判断这句话是错误的;
(5)由表格中数据分别求出3、4实验做的额外功比较大小,分析表中机械效率大小分出结论。
本题探究滑轮组的机械效率,考查滑轮组的连接及数据分析和控制变量法的运用及影响机械效率的因素。
26. 解:(1)杠杆左端下沉,应将杠杆重心向右移,所以应将两端的平衡螺母(左端和右端的均可)向右调节;
(2)实验时杠杆在水平位置平衡,力臂正好在杠杆上,故其目的是为了便于测量力臂;
(3)设一个钩码的重力G,一格的长度为L,则当杠杆两侧的钩码各取下一个后,
左边=2G×2L=4GL>右边=G×3L=3GL;
故杠杆不再水平平衡,左侧会下降。
(4)当拉力F向右倾斜时,要保持杠杆仍在水平位置平衡,则拉力F将变大,这是因为,当拉力倾斜时,拉力F力臂变小,所以力才会变大。
(5)“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②正确。
(6)丙与丁相比,丁要克服更多的额外功,所以丁机械效率更低,丙的机械效率更高;
钩码在A点,要提高相同的高度,弹簧测力计上升的高度更大,克服杠杆的重力做功更多,机械效率更低,所以在C点时机械效率更高。
故答案为:(1)右;(2)便于测量力臂;(3)左端下降;(4)变大; 拉力的力臂变小;(5)②;(6)C。
(1)杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,调节平衡螺母应使杠杆重心右移;
(2)为了便于测量力臂,应杠杆在水平位置平衡;使杠杆在水平位置平衡,此时力与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来。杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1×l1=F2×l2);
(3)用杠杆平衡条件可对两侧的力的力臂的乘积进行分析,最后做出判断。
(4)当拉力倾斜时,会造成力臂变小,相应的力会变大,这样才能继续平衡。
(5)从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂;从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂。
(6)通过比较额外功的大小比较机械效率高低。
此题是探究杠杆平衡条件的实验,从杠杆的调平、实验的操作、数据的分析、结论的得出等方面进行了考查,是我们必须全面掌握的。
27. (1)根据甲图得出滑轮组绳子的有效股数,根据s=nh求出绳子自由端移动的距离,利用W=Fs求出拉力做的功,利用P=Wt求出拉力的功率;
(2)根据图丙可知物重的重力为300N时滑轮组的机械效率为60%,机械中摩擦力及绳重忽略不计,克服物重做的功为有用功,克服动滑轮重力和物重做的功为总功,根据η=W有W总×100%=Gh(G+G动)h×100%=GG+G动×100%表示出滑轮组的机械效率即可求出动滑轮的重力;将货物A匀速向上提高3m时,根据W额=G动h求出克服动滑轮重力所做的额外功,总功减去额外功即为拉力的有用功;
(3)若用这根绳子和这些滑轮组成图乙所示滑轮组,当物体浸入水中某处静止时,把图乙中动滑轮和物体B看做整体,受到竖直向上两股绳子的拉力、B受到的浮力和竖直向下总重力作用处于平衡状态,根据整体受到的合力为零得出等式即可求出B受到的浮力,根据浮力产生的原因F浮=F向上−F向下求出此时B的下表面受到水的压力,利用p=FS求出此时B的下表面受到水的压强。
本题考查了做功公式和功率公式、滑轮组机械效率公式、浮力产生原因、固体压强公式的综合应用等,明确有用功、总功、额外功之间的关系和最后一问正确选取研究对象并求出物体B受到的浮力是关键。
28. (1)已知物块M的边长,可求受力面积,又知物块M的对地面压强,利用p=FS计算物块M的对地面的压力,物块M的对地面的压力等于其重力,利用G=mg求解其质量;
(2)①利用力的平衡求出当细线最大拉力为25N时,物块M受到地面的支持力,然后利用相互作用力求出此时物块M对地面的压力,再利用p=FS计算物块M的对地面的最小压强;
②根据杠杆平衡条件求出OP的长,进而可求得推动铁块P走的距离,根据摩擦力与重力的关系、二力平衡得出推力大小,利用W=Fs求解推力F最多做的功。
此题考查重力、压强和功的计算,涉及到杠杆平衡条件的应用、力的合成、力的平衡、相互作用力等知识点,是一道力学综合题,关键是各种公式的灵活运用,有一定的拔高难度。
第十二单元 简单机械【中考演练】-2023年中考物理一轮大单元复习过过过(人教版): 这是一份第十二单元 简单机械【中考演练】-2023年中考物理一轮大单元复习过过过(人教版),文件包含第十二单元简单机械中考演练解析版-2023年中考物理一轮大单元复习过过过人教版docx、第十二单元简单机械中考演练原卷版-2023年中考物理一轮大单元复习过过过人教版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共27页, 欢迎下载使用。
初中物理人教版八年级下册第十二章 简单机械综合与测试单元测试练习题: 这是一份初中物理人教版八年级下册第十二章 简单机械综合与测试单元测试练习题,共18页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
初中第十二章 简单机械综合与测试单元测试一课一练: 这是一份初中第十二章 简单机械综合与测试单元测试一课一练,共26页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。