黑龙江省大庆市喇中初中物理 考题精选复习39 力和机械.docx

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黑龙江省大庆市喇中初中物理考题精选复习39力和机械

力和机械

1、如图用甲乙两种方法匀速提升重为100N的物体，滑轮自重20N，不计绳重和摩擦，关于F

F

的关系说法中正确的是（    ）

A．F

=F

   B.F

＜F

   C.F

=2F

   D.F

＞F

答案D

分析：

用甲种方法定滑轮提升物体时，物体受拉力F甲和重力G物的作用，由于不计绳重和摩擦且物体匀速上升，所以二力平衡，即F甲=G物=100N。

用乙种方法，动滑轮提升物体时，若不计绳重和摩擦，动滑轮受到两段绳子向上相等的拉力，即2F乙；物体向下的拉力，即物体的重力G物，还有动滑轮的重力G动，几个力平衡，即2F乙=G物+G动=100N+20N=120N,F乙=60N,所以答案选D.

2、在测“滑轮组机械效率”的实验中，小明同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A（如图甲所示），然后用大小为50N的拉力匀速竖直向上提升总重为90N的钩码．当钩码上升的高度为10cm时，小明同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为20cm（如图乙所示）．（不计摩擦与绳重）求：

（1）（3分）有用功．

（2）（3分）滑轮组的机械效率．

（3）（1分）如果小明减少钩码的个数，滑轮组的机械效率会     ．（选填“增大”、“减小”或“不变”）

答案试题分析：

（1）W有=Gh=90N×0.1m=9J.

（2）η=W有/W总=Gh/Fs=9J/（50N×0.3m）=60%。

（3）减小有用功，有用功在总功的比率变小机械效率变小。

3、工人用如图所示装置从6m深的井中匀速吊起一个重量是800N的物体，所用拉力为500N，2min后物体由井底升至井口，求：

（1）物体由井底升至井口工人所做的有用功；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）物体上升过程中工人做功的功率。

答案

（1）4800J

（2）80% （3）50W

4、如图所示，A装置是       滑轮（定/动）.若用20N的拉力将旗帜匀速提升15m，则拉力所做的功为_________J.

答案试题分析：

滑轮分为定滑轮和动滑轮，在使用过程中位置不改变的是定滑轮，位置发生改变的是动滑轮。

定滑轮可以改变力的方向，不能省力，实质是一个等臂杠杆；动滑轮可以省力但费距离，实质是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆。

功的计算是用力的大小与力的方向上移动距离的乘积，本题中拉力做功就利用拉力乘以拉力移动距离，因为本题中的滑轮是定滑轮，拉力移动距离与旗帜上升距离相等。

5、如图，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G，平面对物体的摩擦力为f。

下列说法正确的是（）

A．有用功的功率为fv

B．拉力做功的功率为3Fv

C．装置的机械效率为

D．额外功为（3F－f）s

答案在该装置中，有用的功就是克服摩擦力所做的功，故有用功的功率为fv，故A是正确的；拉力的功率就是用拉力F与拉力运动的速度的乘积，而物体的速度为v，由图可知，动滑轮被三股绳子拉着，故拉力的速度为3v，故拉力的功率是F×3v=3Fv，B也是正确的；装置的机械效率为η=

，故C不对；额外功W额=W总－W有=F×3s－f×s=（3F－f）s，故D也是正确的。

6、如

图所示，旗杆顶上安装定滑轮（图甲）的好处________________，塔吊中使用的滑轮组（图乙）好处____________  ，乙图中用104N的拉力F将重为1．8×104N的重物匀速竖直提升10m，历时20s，则滑轮

组的机械效率是__________，拉力F的功率为________W。

答案改变力的方向__ _省力__  __60％__  _1.5×104___

7、如

图甲所示是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐受到的总重力为20N。

某次操作中，将重423N的泥土以0.4m/s的速度匀速提起，在此过程中工人的拉力F所做的功随时间变化的图像如图乙所示。

细绳的质量忽略不计，g取10N/kg。

求：

（1）拉

力F

做功的功率

（2）利用该装置提升泥土的机械效率；

（3）在提起泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功。

答案

8、如图，小球从O处滚下来，经过A、C最后停在B处，小球在C处时所受到的力有（空气阻力忽略不计）（）

A．1个           B．2个        C．3个           D．4个

答案C

分析：

小球在水平面上运动是由于惯性，在向前的方向上没有受到牵引力。

所以小球从O处滚下来，经过A、C最后停在B处，小球在C处时所受到的力有重力、支持力和摩擦力。

故选C。

9、如图是简易电动门式起重机的结构示意图，MN为长4m、质量可以不计的横梁，行走装置可以把提起的重物在横梁上左右移动，提升电动机通过钢丝绳和滑轮组提起重物，滑轮组的结构如图所示。

已知动滑轮的重力为1×103N，g取10N／kg，钢丝绳重和滑轮组的轮、轴间摩擦不计。

当起重机提起0.3t的重物以0.2m/s的速度匀速竖直向上运动时：

（1）求滑轮组的机械效率。

（2）求电动机拉动钢丝绳的功率。

（3）若行走装置、提升电动机和定滑轮三者的总重是2.2×103N，行走装置使提起的重物沿横梁从中点A移到某点B时，N点受到的向上的支持力增加了1.55×103N，则该点B离M点的距离是多少？

答案

（1）提起的物体的重力G＝mg＝0.3×103kg×10N/kg＝3×103N

滑轮组的机械效率η＝G物/（G物＋G动）＝3×103N/（3×103N＋1×103N）＝75%

（2）起重机对物体做功的功率P物＝Gv物＝3×103N×0.2m/s＝600W 

    电动机拉动钢丝绳的功率P拉＝P物/η＝600W/75%＝800W 

  【或：

钢丝绳的拉力F＝（G物＋G动）/3＝4/3×103N

   电动机拉动钢丝绳的功率P拉＝Fv绳＝4/3×103N×3×0.2m/s＝800W】

（3）以M为支点，由杠杆的平衡条件有

  （G总＋G物＋G动）（BM－AM）＝（FB－FA）NM                          

  则：

（2.2×103N＋3×103N＋1×103N）（BM－2m）＝1.55×103N×4m

   解得：

BM＝3m 

10、一氢气球下系一小重物,重物只在重力和绳的拉力作用下做匀速直线运动，不计空气阻力和风力的影响，重物匀速运动的方向如图中箭头所示的虚线方向，图中气球和重物G在运动中所处的位置正确的是

（    ）

答案A

11、小明健身用的拉力器结构如图9所示。

他用250N的拉力向下拉动拉杆，使20kg的配重块在2s内匀速升高40cm．不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg．则

（）

A.该拉力器是一个省力杠杆

B.拉力的功率是100W    

C.拉力器的机械效率为80%

D.此过程中机械能的总量保持不变

答案Ｃ

12、如图展示了一些你熟悉的物理实验．请你根据要求填空

（1）图A表明：

________________________，在滚摆上下往复运动的过程中，你将会看到它上升的高度逐渐降低，产生此现象的原因是：

（2）图B表明__________________________。

（3）图C实验中，使卡片能跳起来的做法是____________________。

答案

（1）动能和重力势能可以相互转化 受到空气的摩擦阻力，机械能减少

（2）使用滑轮组能省力（使用滑轮组所绕绳子股数越多越省力）  （3）用手将卡片压平在桌面上，迅速松开手  

13、人在踮脚时主要靠腓肠肌收缩，如图所示．

（1）请在图上画出动力的示意图  

（2）若某人的重力为500N，MO=2NO，则双脚同时踮起时，每只脚的腓肠作用力是                         N．

答案

（1）踮脚时主要靠腓肠肌收缩，即动力由腓肠肌收缩产生，

方向沿腓肠肌收缩的方向，竖直向上，动力的示意图如图所示；

故答案为：

动力的示意图如图所以．

（2）双脚同时踮起时，每只脚上承担的重力为G′=

=

=250N；

踮一下脚尖时，脚绕O点转动，则O为支点，动力臂为MO，阻力臂为NO，

由杠杆的平衡条件：

动力×动力臂=阻力×阻力臂，对每只脚来说：

F×MO=G′×NO，即：

F×2NO=250N×NO，解得：

F=125N．

故答案为：

（1）如图所示；125

14、建筑工人用如图23所示的滑轮组，将边长为0.3m、密度为2.8×103kg/m3的正方体大理石块从地面匀速提升到五楼地面，每层楼高3米，

动

滑轮重20N，不计绳重和摩擦．g=10N/kg．求：

（1）大理石块放在水平地面上时，对

地面的压强是多少Pa？

（2）人对大理石块做的有用功是多少J？

（3）工人对绳子的拉力是多少N？

答案

（1）∵

∴大理石的质量m=ρV=2.8×103/m3×（0.3m）3=75.6kg，

大理石对水平地面的压力F=G=mg=75.6kg×10N/kg=756N，

大理石对地面的压强

-----------（2分）

（2）人对大理石做的有用功是：

W=Gh=756N×12m=9072J；-----------------（2分）

（3）由图示滑轮组可知，承重绳子的股数n=2，

拉力大小：

-----------（2分）

15、图15乙所示是一种起重机的简图，为了保证起重机起重时不会翻倒，在起重机右边配有一个重物m0；已知OA=12m，OB=4m．用它把质量为2×103kg，底面积为0.5m2的货物G匀速提起．求：

（1）起吊前，当货物静止在水平地面时，它对地面的压强是多少？

（2）若起重机自重不计，吊起货物为使起重机不翻倒，右边的配重m0至少为多少千克？

（3）如果起重机吊臂前端是由如图甲所示的滑轮组组成，动滑轮总重100kg，绳重和摩擦不计．如果拉力的功率为6kW，则把2×103kg的货物匀速提高10m，拉力F的大小是多少？

需要多少时间？

答案解：

（1）货物对地面的压力：

F压=G=mg

=2×103kg×10N/kg=2×104N　　　　　

货物对地面的压强：

P=F／s　　　　

 =2×104N／0.5m2=4×104Pa．

（2）由杠杆平衡条件可得：

OA×mg=OB×m0g，

所以m0=（OA×m）/OB=（12m×2×103kg）／4m =6×103kg；              

（3）由图可知滑轮组绳子的有效股数为3，绳端移动的距离：

s=nh=3×10m=30m                 

拉力：

F=1/n（G物＋G动）

=1/3×（2×103kg＋

100kg）×10N/kg=7000N                    

拉力做的功：

W

=Fs=7000N×30m=2.1×105J           

做功时间：

t=W／P=2.1×105J／6000W=35s　　　　　　　　　　

16、如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图，绳子的尾端绕在一个固定在墙

壁的旋轮上，

（1）假设衣服和晾衣架（含动滑轮）的总重是80N，则静止时绳子拉力是     N。

若旋轮摇手的半径是其轴半径的4倍，则手要用      N的力才能摇动旋轮摇手。

（2）要使上述衣架横梁上升1m，则绕进旋轮上的绳子长度是     m，手所做的功是    J。

（不计摇手的重力及各种摩擦）

答案 20，5，4，80  

17、螺旋千斤顶是一种常用的起重装置（如图所示），用手柄转动螺杆时，螺杆顶端的重物就随螺杆一起上升。

若螺杆的直径为D，螺距为h，手柄末端到转轴的距离为l，要举起质量为M的重物时，至少要给手柄顶端多大的力？

指出本题中为了省力应用了哪几种简单机械。

答案转动一周时，手柄末端通过的距离为s=2πl 

（1）

垂直给手柄的力为F时所做的功为W1=Fs=F·2πl   

（2）

转动一周时重物升高h，克服重物所受重力做的功为W2=Mgh  （3）

根据功的原理有W1=W2即F·2πl=Mgh  （4）

为了省力应用了斜面和轮轴两种简单机械。

18、图9是一种电梯结构的示意图，电梯厢在电梯井中沿竖直通道上下运行。

钢链的两端分别固定在电梯井顶部的A点和B点，同时钢链绕过重15000N电梯厢下的滑轮而托起整个厢体E，又跨过电梯井顶部由电动机驱动带有齿轮的轮轴C，在C和B之间吊起与动滑轮相连的配重D。

电梯载重量为10人（1人的质量按60kg计算，取g=10N／kg，忽略摩擦及钢链的质量）。

请回答：

（1）配重的功能是什么?

在已知电梯厢重和载重量的情况下，配重的质量最好是多大?

（2）当电梯满载匀速上升时，A、B两点受到的拉力各是多大?

答案1）省力，电动机用较小的力即可拉动电电梯厢。

由滑轮知识可知，配重的质量m=G./g=

=2100kg

（2）FA=FB=10500N

19、电气化铁路在和公路交叉时，输电线常用图示的方式悬挂在钢缆上。

钢缆的A端固定在电秆上，B端通过滑轮组联结在电杆C上。

电车通过拾电器向上托起输电线，从而获得驱动电车的能量。

1．配重D是N个混凝土圆盘，每个盘的质量是m。

按图示的配置，钢缆AB所受的拉力F大约是多少？

2．如果只考虑B端的牢固性。

本来可以把它直接固定在电杆C上，也可以用一个很硬的大弹簧来联结B和C。

实际上却用滑轮组来联结，这样做的优点是什么？

答案1．以动滑轮为研究对象，可求钢缆AB所受的拉力F=3Nmg。

2．机车运行时，拾电器会把输电线向上托起。

如果使用两端固定的钢缆，悬线会因此松弛，输电线将左右摇摆，有可能脱离拾电器而造成事故。

使用滑轮组可以保证输电线高度变化时，钢丝始终保持紧张状态。

如果用弹簧代替滑轮组，情况好于两端固定的钢缆，但钢缆的紧张程度仍随弹簧长度有较大的变化，而且不易确定钢缆的最佳长度。

20、倒链（又称神仙葫芦）是一种简单的起重用具，它由滑轮组组成（如图9所示），A、B为同轴并一起转动的定滑轮，半径分别为R1和R2，R1稍大于R2；C为动滑轮，其半径为r。

它们之间用铁链按图中所示的方式联结起来。

当用力F拉一侧铁链使定滑轮转动时，套在A上的铁链使挂在C上的重物上升，与此同时，套在B上的铁链被放下，使重物下降（图中虚线箭头表示铁链运动方向）。

转动一周时，其总效果使重物上升的距离为多少？

若重物所受重力为G，则使重物缓慢匀速上升时，拉力F的大小至少应为多少？

答案重物上升距离h=（h1－h2）／2=π（R1－R2）

21、如图所示，一轻质杠杆ABC是跟三个滑轮相连的机械装置，O是支点，物体P重20牛，浸没在密度为0.8×103千克/米3的煤油里，已知AB=BC=CO=30厘米，砝码G1=4牛，G2=10牛，若杠杆处于平衡状态，求物体P的体积。

答案

22、如图所示是迫击炮供弹车．钢缆绳以大小为100N的拉力F用10s使炮弹匀速升高2m，若炮弹重为150N，求：

（1）拉力F的功率；

（2）滑轮组的机械效率．

答案 解：

（1）由图可知，n=2，

绳端移动的距离：

s=nh=2×2m=4m，

拉力做的功：

W总=Fs=100N×4m=400J，

拉力的功率：

P=

=

=40W；

（2）有用功：

W有=Gh=150N×2m=300J，

滑轮组的机械效率：

η=

×100%=

×100%=75%．

答：

（1）拉力F的功率为40W；

（2）滑轮组的机械效率为75%．

23、一名工人用如图所示的滑轮组提起450N的重物，绳自由端的拉力F为200N，

重物在5s内匀速上升了1m，不计绳子与滑轮间摩擦，则

（1）滑轮组所做的有用功是多少？

（2）拉力做功的大小？

拉力的功率是多少？

（3）动滑轮的重。

答案

（1）450J

（2）600J120W

（3）150N

24、为了粉刷教室，需要将一

桶涂料运到五楼。

工人师傅可以采用的方法有：

①用人直接搬运上去；②用定滑轮提上去；③用动滑轮提上去。

在这几种方法中（  ）

A．最省力的是②          B．最省力的是③

C．做有用功最多的是①       D．机械效率最高的是③

答案B

25、如图所示，甲同学站在地面上用定滑轮把地面上的物体匀速向上运送到某一高度处。

乙同学站在某一高处用动滑轮把该物体也从地面上匀速向上运送到同样的高度处。

不计绳和滑轮之间的摩擦，绳子的重力和动滑轮的重力均不计。

就甲和乙这一运送物体的过程中，下列分析正确的是  （ ）

A．甲和乙做功相同

B．甲和乙做功的功率相同

C．甲比乙做的功多

D．甲比乙做功的功率大

答案主要考查定滑轮及其工作特点、动滑轮及其工作特点、功率的计算等知识。

解法一：

匀速提升同一物体到同一高度处，两种情况下做的有用功相同，大小都为W有用＝Gh，因不计绳子质量和摩擦，所以W＝W有用＝Gh，故A正确，C错。

因功率是由功和做功时间共同决定的，而题干中没有做功时间，无法判断功率的大小，B与D错。

解法二：

据题意知，由于定滑轮不省力，甲做的功W甲＝F甲s＝Gh；动滑轮省一半力，但移动的距离为2h，则乙做的功W乙＝F乙s＝

G×2h＝Gh，即甲和乙做功相同。

A正确，C错。

因功率是由功和做功时间共同决定的，而题干中没有做功时间，无法判断功率的大小，B与D错。

解法三：

据题意和功的原理知，甲和乙运送这一物体做的功与徒手运送这一物体做的功相同，两者应相等，A正确，C错。

因功率是由功和做功时间共同决定的，而题干中没有做功时间，无法判断功率的大小，B与D错。

答案为A。

26、某同学用如图所示的装置匀速提升重力为200牛的物体，滑轮重力和摩擦不计，若物体在2秒内匀速上升0.6米，求：

①拉力做的功W；

②拉力的功率P．

答案 ①由图可知，使用的是动滑轮，不计滑轮本身重力和一切摩擦，则拉力做的功和对重物所做的功相等，可利用功的公式W=Gh计算出拉力做的功W．

②知道做功时间，利用功率公式P=

计算出拉力的功率．

解答：

解：

①∵不计滑轮本身重力和一切摩擦，

而G=200N，h=0.6m，

∴拉力做的功为：

W=Gh=200N×0.6m=120J．                        

②∵t=2s，

∴拉力的功率为：

P=

=

=60W．

答：

①拉力做的功W为120J．

②拉力的功率P为60W．

27、

（1）如图甲所示，玻璃瓶中装入适量带色的水，从玻璃管吹入少量空气，使管中水面高于瓶口。

将此装置由一楼拿到十楼，发现玻璃管中的液柱_______，说明大气压随高度的增加而_______；

（2）如图乙

所示，把玻璃瓶中装满带色的水，双手迅速用力捏玻璃瓶，发现玻璃管中的液柱上升，说明力可以_________；

（3）如果把乙图中玻璃瓶转移到温度较高的环境中，发现玻璃管中的液柱也能上升，此现象说明液体

具有______的性质，根据这个性质制成了温度计。

答案上升  减少  改变物体形状  热胀冷缩

28、如图，一卡车车厢距地面1.5m高，小明把一块长3m的钢板AB搭在车厢底板上构成一个斜面。

他通过这个斜面用600N的力把一个大木箱由B处推倒A处，已知木箱重1000N。

（1）小明把木箱从B推到A用了30s的时间，求木箱的运动速度。

（2）小明推木箱做了多少功？

（3）小明推木箱做功的功率？

（4）这个过程中，斜面的机械效率是多少？

（结果保留一位小数）

答案 

（1）v=s/t=0.1m/s 

（2）w=Fs=1800J 

（3）P=W/t=60W  （4）η=w有/W总=83.3%

29、如图所示，某工人重600N，站在水平面上，用100N的拉力向下匀速拉动绳子，提起一浸没在水中体积为1.2×10﹣2m3，重360N的物体．（物体始终浸没在水中，且忽略水对物体的阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg）求：

（1）已知工人双脚与地面的总接触面积是3×10﹣2m2，工人没有拉动绳子时对地面的压强；

（2）物体浸没在水中时受到的浮力；

（3）提起物体时滑轮组的机械效率．

答案

（1）工人对地面的压力：

F压=G=600N，S=3×10﹣2m2，

对地面的压强：

p=

=

=2×104Pa；

（2）物体浸没水中排开水的体积：

V排=V=1.2×10﹣2m3，

物体浸没在水中时受到的浮力：

F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×1.2×10﹣2m3×10N/kg=120N；

（3）提起物体时，滑轮组受到的拉力：

F拉=G物﹣F浮=360N﹣120N=240N，

提起物体时滑轮组的机械效率：

η=

×100%=

×100%=

×100%=

×100%=

×100%=80%．

答：

（1）工人没有拉动绳子时对地面的压强为2×104Pa；

（2）物体浸没在水中时受到的浮力为120N；

（3）提起物体时滑轮组的机械效率为80%．

30、如图9所示是某高压蒸气压力控制装置的示意图。

当阀门S（底面祝为2cm2）受到的蒸气压力超过其安全值时，阀门就会被顶起释放一些蒸气来降低压力，该装置相当于一个杠杆。

杠杆的平衡条件是___________________；若OA=0.2m，AB=0.6m．物体C重25N，那么杠杆平衡时杆上的A点所受的支持力为___________N（忽略杆重）；当锅炉内气压为4×l05Pa时，蒸气对阀门下表面

的压力是___________N．

答案动力X动力臂=阻力X阻力臂   100 80