2020-2021学年第十一章 简单机械和功综合与测试练习

这是一份2020-2021学年第十一章 简单机械和功综合与测试练习，共11页。试卷主要包含了选择题，填空与作图题，实验与探究题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示的简单机械在使用中属于费力杠杆的是( )
2．关于做功，下列说法正确的是（ ）
A．运动员举着杠铃不动时，人对杠铃的支持力做了功
B．扛着一桶纯净水上楼时，人对水桶的支持力做了功
C．拉着拉杆箱在水平地面上行走时，地面对拉杆箱的支持力做了功
D．篮球离开手后继续在空中飞行的过程中，运动员对篮球做了功
3．如下图的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是（ ）
A． W1＝W2＜W3 B．W1＝W2＝W3 C．W2＜W1＝W3D．W1＜W2＜W3
4.2019年4月24日,我国运动员邓薇在浙江宁波举行的2019年亚洲举重锦标赛暨2020年东京奥运会资格赛女子64公斤级比赛中,打破三项世界纪录.其中在挺举比赛中她成功举起了142 kg的杠铃(如图3所示),在挺举过程中她对杠铃做功最接近于( )
A.500 JB.1000 JC.1500 JD.2500 J
5.[如图4所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,拉力在这个过程中( )
A.变大B.变小
C.不变D.先变大后变小
6、工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。F1、F2始终沿竖直方向；图甲中 OB=2OA，图乙中动滑轮重为 60N，重物上升速度为0.01m/s，不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．甲乙两种方式都省一半的力B．甲方式F1由150N逐渐变大
C．乙方式机械效率约为83.3%D．乙方式F2的功率为3W
7、如图装置，滑轮自重20N，其下端挂重280N的物体M，杠杆可绕水平轴无摩擦地转动，绳和杠杆都是轻质的，杠杆上标度的间距相等，要使杠杆在水平位置平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F大小是（ ）
A. 150N B. 200NC. 300N D. 400N
8.如图所示,用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块,若撬棒C点受到石块的压力是1800 N,且AB=1.8 m,BD=0.6 m,CD=0.4 m,则要撬动该石块,所用的最小的力应不小于( )
A.600 NB.400 N
C.200 ND.150 N
/9．如图所示的生活实例中，下列判断中（ ）
①甲图小车在推力的作用下前进了一段距离推力做了功；
②乙图人提着滑板在水平路面上前行，人提滑板的力做了功；
③丙图物体在绳子拉力作用下升高，拉力做了功；
④丁图用尽全力搬石头搬而未起，人对石头的作用力不做功。
A．只有①③正确B．只有②③正确
C．只有①③④正确D．只有②③④正确
二、填空与作图题
10 [简单机械与机械功的知识与人体很多的活动联系紧密.
(1)人在行走过程中,重心高度会发生变化.某人身高1.70 m,体重为600 N,在水平地面上行走时重心高度变化约为2 cm,试估算该人每走一步克服重力做的功W= .
(2)如图所示,人通过曲臂使手臂转动来拿起重物,此时人的手臂相当于简单机械中的 .
11、如图所示，用80N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动，A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的3倍，若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦，则B与地面间的摩擦力为__________N。
12、小雨使用如图所示的滑轮组提升重物，提升重物时滑轮组的机械效率为80%.当匀速提升体积为、密度为的重物时，他对地面的压强为，已知每只鞋底与地面的接触面积为，则小雨的体重______.
13 如图所示为一拉杆旅行箱的示意图.将其视为杠杆,O为支点,B为重心,BC为竖直方向,A为拉杆端点,已知箱重为250 N,OA为120 cm,OC为24 cm.
图12
(1)图中在A点沿图示方向施加动力F,箱子静止,则动力F的力臂为 cm,F大小为 N.
(2)使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为 N.
(3)生活中,常把箱内较重物品靠近O点摆放,这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将 (选填“变大”“变小”或“不变”).
14 如图甲所示,质量为3 kg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.在150 N的水平推力作用下,该机器人在水平地面上匀速直线运动10 s的过程中,所受阻力大小为 N,推力所做功为 J;当该机器人在水平地面上以0.6 m/s的速度匀速直线运动时水平推力的功率是 W.(g取10 N/kg)
三、实验与探究题
15 如图所示，小明利用铁架台、带有刻度的杠杆，细线、弹簪测力计。若干钓码（每个钩码重均为 0.5N）等实验器材，探究杠杆的平衡条件。
（1）实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，则此时杠杆处于________（选填“平衡”或“不平衡”）状态；要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向________调节，这样做的日的是消除杠杆自重对实验的影响；
（2）将杠杆调整好后，如图乙所示，在A 点挂3个钩码，则应在B点挂________个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡；
（3）如图丙所示，小明用弹簧测力计替代钩码，在 B点竖直向下拉，然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐______（选填“变大”或“变小”），原因是_______；
（4）在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是_______（填序号）。
A．使测量数据更准确
B．多次测量取平均值减小误差
C．避免偶然性，使实验结论具有普遍性
16 .利用杠杆开展相关实验探究:
(1)安装好杠杆,将其放到水平位置后松手,发现杠杆沿顺时针方向转动,如图16甲所示.则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡.
(2)如图乙所示,在A点挂3个重力均为0.5 N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为 N.
(3)始终竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示.此过程中,拉力的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”).
(4)如图所示,小明用杠杆OA提升重物,重物悬挂在A处,O为支点,重20 N的物体被提升0.5 m,则此杠杆属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆,若将拉力位置移到C处,仍将该物体提升0.5 m,与原来相比机械效率 (选填“变小”“不变”或“变大”).
17 .如图,在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验中,小明用同一个滑轮做了四次实验,前两次按图乙进行,后两次按图丙进行,并将测得的数据记录在表格中.(每次实验前均先通过图甲方法测出钩码的重力)
(1)分析第1、2次的实验数据,可以得出结论:使用定滑轮 (选填“能”或“不能”)省距离;用图乙进行实验时,若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动,拉力的大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”).
(2)用图丙进行实验时,最好 匀速拉动绳子自由端;分析第3、4次的实验数据时发现,拉力的大小总比钩码重力的一半要大,这主要是因为 .
(3)在本实验中进行了多次实验,目的是 .
A.从多次实验中选取最准确的数据
B.多次测量取平均值,减小误差
C.从特殊现象中得到普遍规律
D.利用控制变量法
18.某小组在“测滑轮组机械效率”的实验中用如图19所示实验装置甲、乙、丙、丁依次得到表中1、2、3、4四组数据.(注:各滑轮完全相同)
(1)实验中,测机械效率的原理是η= ,实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计.
(2)表中第3次实验的机械效率η= .
(3)通过比较 (填实验次数的序号)两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子有效段数无关.
(4)通过比较 (填实验次数的序号)两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高.
(5)通过比较3、4两次实验数据可得出结论:
.
19.小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上,联想到物理课上学到的知识,提出了以下两个问题:
①斜面越缓越省力,是不是机械效率也越高呢?
②对于同一个滑轮组,提升的物体越重,机械效率越高;对于同一个斜面,是不是所推的物体越重,机械效率越高呢?
为了解决以上问题,小亮与几名同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究,记录的部分实验数据如下表:
(1)在实验操作过程中,应沿斜面向上 拉动物块;实验时要使木板和木块构成的斜面的倾角变大,应该把木板下面的木块向 (选填“左”或“右”)移动.
(2)通过对比实验①②的数据,得出的结论是:斜面越缓越省力,机械效率越 .
(3)通过对比实验 (选填实验次数)的数据,得出的结论是:对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力 .
四、综合题
20、快乐周三科技兴趣小组活动中，小泉同学为了探究“向水中释放潜水装置的有关规律”，他建立了如图甲所示的理想模型，由复合材料制成的圆柱体A悬挂在动滑轮下面，一根绳子通过某种绕法（未画出）将定滑轮、动滑轮组成滑轮组，绳子的一端握在小泉手中。通过缓慢释放绳子，使物体A先在空中下降，然后逐渐进入水中。实验时，物体A下表面向下移动的距离为x，小泉手拉绳子的力F与x的关系如图乙所示，已知圆柱体A的密度ρA=3×103kg/m3，底面积S=0.06m2，高H=1m；小泉同学的质量为50kg。若不计动滑轮自重，不计绳重和滑轮组各处摩擦。
（1）求A物体的重力G；
（2）通过计算猜想滑轮组中的绳子的绕法在图甲中画出一种绕法（滑轮不一定都用上）；
（3）计算出图乙中Fx的数值；
（4）兴趣小组辅导员刘老师问，以上计算不计动滑轮自重，不计绳重和滑轮组各处摩擦。若只考虑动滑轮总重，不计绳重和摩擦，算得图乙中Fx的数值是450N，推算当物体A浸入水中0.5m深时，对绳子的拉力F。
答案
1.D 2.C 3.A 4.D 5.D
6.B 7.A 8.C 9.D 10.A
11.(1)12 J (2)杠杆 12.9×106 2000 3000
13.2700 75% 300
5000 125 80%
15.(1)60 100 (2)50 (3)变小
16.150 750 180
17.(1)如图所示
(2)如图所示
18.(1)左 (2)2 (3)不变 (4)费力 不变
19.(1)不能 不变
(2)沿着竖直方向 动滑轮自身受到重力
(3)C
20.(1)W有用W总×100% 匀速 (2)86% (3)1、2 (4)2、3
(5)使用不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越轻,滑轮组的机械效率越高
21.(1)匀速 左 (2)低 (3)②③ 无关
22.(1)该车充满电后,若以最大速度行驶,由v=st可得,能行驶的最长时间:t=sv=24km16km/h=1.5 h.
(2)平衡车的行驶功率:P=Wt=Fst=Fv=100 N×16000m3600s≈444.4 W.
23.(1)乙 甲
(2)①将建材运送到坡顶所用的时间:
t=sv=36m1.2m/s=30 s.
②采取乙方法,连接动滑轮的绳子段数n=2,则钢丝绳自由端移动的距离为
s'=2s=2×36 m=72 m;
钢丝绳自由端移动的速度:
v'=2v=2×1.2 m/s=2.4 m/s,
拉力的功率:P=Fv'=650 N×2.4 m/s=1560 W.
③对建材所做的有用功:
W有用=Gh=3000 N×10 m=3×104 J,
拉力所做的总功:W总=Pt=1560 W×30 s=4.68×104 J.
机械效率:η=W有用W总×100%=3×104 J4.68×104 J×100%≈64.1%.
(3)要想提高机械效率可以在保持机械不变的条件下,增大提升物体的重力或在提升的重物不变时减小额外功.所以,为提高该装置的机械效率,在许可范围内每次可多运送一些建材(或减轻动滑轮的自重,或使接触面更光滑一些).
实验序号
钩码重
G/N
钩码上升的
高度h/cm
拉力
F/N
绳子自由端移
动的距离s/cm
1
1.0
20.0
1.0
20.0
2
2.0
20.0
2.0
20.0
3
1.0
20.0
0.7
40.0
4
2.0
20.0
1.2
40.0
实验
次数
钩码重
力G/N
钩码上升
高度h/m
绳端拉
力F/N
绳端移动
距离s/m
机械效
率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
4
8
0.1
2.5
0.4
80%
实验
次数
斜面
倾角
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有用/J
总功
W总/J
机械效率
η
①
45°
1
0.7
0.9
1
0.7
0.9
77.8%
②
30°
1
0.5
0.7
1
0.5
0.7
71.4%
③
30°
2
0.5
1.4
1
1
1.4
71.4%