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D.手沿F1方向用力比沿F2方向更省力

    

5.在探究“杠杆平衡条件”实验中,杠杆在力F作用下水平平衡,如图所示,现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F与其力臂的乘积变化情况是(C)

A.一直变小         B.一直变大

C.一直不变D.先变小后变大

6.在不计摩擦和绳子质量的情况下,分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组(两个定滑轮和两个动滑轮)匀速提升同一物体到同一高度处,其机械效率分别为η定、η动、η组,则下列选项中正确的是(A)

A.η组<

η动<

η定B.η定<

η组

C.η动<

η定<

η组D.η定<

η组<

η动

7.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(D)

A.10%B.45%

C.80%D.90%

      

8.如图所示,物体A、B的重分别为20N、10N,滑轮和绳子的重忽略不计,此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动,若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,则(B)

A.F=20NB.F=10N

C.F=5ND.F=30N

9.小李同学利用如图所示的滑轮组匀速提升重物。

第一次提升的重物A的重力为GA,加在绳子自由端的拉力为F1,重物上升的速度为v1,运动时间为t1;

第二次提升的重物B的重力为GB,加在绳子自由端的拉力为F2,重物上升的速度为v2,运动时间为t2。

已知F1∶GA=5∶8,GB∶GA=3∶2,v1∶v2=2∶1,t1∶t2=2∶3。

动滑轮的重力不能忽略,不计绳重与摩擦的影响。

下列对两个过程的分析中,正确的是(C)

A.拉力之比为F1∶F2=7∶8

B.拉力的功率之比为P1∶P2=4∶3

C.机械效率之比η1∶η2=14∶15

D.额外功之比W1∶W2=2∶3

10.如图所示,在大小为150N的拉力F作用下,物体A在水平桌面上以0.2m/s的速度向右匀速运动了2m,已知A的重力为2000N,桌面对A的摩擦力为360N,则下列说法正确的是(C)

A.有用功为4000J

B.拉力做的功为720J

C.滑轮组的机械效率为80%

D.滑轮组的机械效率为75%

二、填空题(每空1分,共19分)

11.如图所示是工人经常使用的铁锹,如果把铁锹当作费力杠杆,则支点是__C__点,动力作用点是__B__点。

   

12.如图是三种类型剪刀的示意图,请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会选择__C__(选填“A”“B”或“C”)剪刀,这样选择的目的是为了省__力__(选填“力”或“距离”)。

13.如图所示,杠杆水平放置且自重忽略不计,O是支点,左侧挂一重物,动力F1大小为3N,整个装置处于静止状态,则物体的重力为__6__N。

此时杠杆属于__省力__(选填“省力”或“费力”)杠杆。

14.如图所示的实验装置,甲物体重16N,乙物体重12N,整个装置静止。

如果不计弹簧测力计自重,则弹簧测力计的示数是__12__N,绳子上承受的拉力为__12__N,甲物体对地面的压力是__4__N。

15.小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码匀速提升相同的高度,如图所示。

他两次提升钩码所用的拉力分别为F甲和F乙,则F甲__<__F乙;

所做的有用功分别为W甲和W乙,机械效率分别为η甲和η乙,则W甲__<__W乙,η甲__<__η乙。

(均选填“>”“=”或“<”)

  

16.如图所示,用20N的力F拉着重为100N的物体,使其沿水平面以2m/s的速度匀速运动了5s,若每个滑轮重10N,忽略绳重和滑轮轴的摩擦,则拉力的功率为__80__W,滑轮组的机械效率为__75%__。

17.小明在探究利用杠杆做功的实践活动中,所用的杠杆是一根质量均匀、重为5N的硬棒,他将棒的一端固定,把重为15N的物体挂在棒的中点,然后用手缓慢竖直向上提起棒的另一端,如图所示,若把物体提升了10cm,则小明作用在杠杆上的拉力是__10__N,此过程中杠杆的机械效率是__75%__。

18.如图斜面长6m、高1.5m,工人用沿斜面向上500N的力,以1.5m/s的速度把160kg的箱子匀速推到车上,则推力的功率是__750__W,该斜面机械效率是__80%__,箱子受到的摩擦力为__100__N。

(g取10N/kg)

三、作图题(每小题3分,共6分)

19.如图所示,用一根硬棒搬动一个石块,棒的上端A是动力的作用点,若要用最小的力搬动石块,请标出杠杆的支点O,并画出最小动力F的示意图。

    解:

20.一个工人站在地面上,使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶,要求绳子的自由端要向下拉,请你用笔画线代替绳子,画出滑轮组最省力的绕绳方法。

     解:

四、实验探究题(共20分)

21.(10分)小华做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图,杠杆上相邻刻线间的距离相等。

(1)杠杆在如图甲的位置静止时__是__(选填“是”或“不是”)处于杠杆平衡状态的。

(2)为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向__右__(选填“左”或“右”)端调节。

(3)如图乙,杠杆在水平位置平衡后,在A点挂两个钩码,每个钩码重0.5N,在B点竖直向下拉弹簧测力计,仍使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数应为__1.5__N。

当弹簧测力计改为斜拉时,再次使杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将__变大__(选填“变大”“变小”或“不变”)。

(4)小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验,其目的是__使实验结论更具普遍性(避免实验结论的偶然性)__。

22.(10分)小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,利用如图所示的滑轮组进行了4次测量,测得数据如下表所示:

次数

钩码所受的

重力G/N

钩码提升的

高度h/m

拉力

F/N

绳端移动的

距离s/m

机械效

率η

1

1.0

0.1

0.8

0.4

31.25%

2

0.2

3

2.0

1.2

41.67%

4

3.0

1.5

(1)根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s=__0.4__m,机械效率η=__50%__。

(2)通过比较1、3和4三次实验数据得出:

同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率__越高__。

(3)在忽略摩擦力和绳重的前提下,通过第1次数据可算出动滑轮的重力为__2.2__N。

(4)由实验可知,以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是__C__。

A.动滑轮的重力

B.绳子与滑轮之间的摩擦

C.物体上升的高度

五、综合应用题(共25分)

23.(12分)如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图,某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s,工人拉力F的功率为90W,物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J,不计绳重。

求:

(1)工人拉绳子的速度。

(2)滑轮组的机械效率。

(3)滑轮组中的动滑轮的重力。

解:

(1)由图可知,n=3,绳端移动的速度v绳=nv物=3×

0.1m/s=0.3m/s 

(2)根据P===Fv可得,工人的拉力F===300N,滑轮组的机械效率η=×

100%=×

100%=90%

(3)重物上升的高度h=vt=0.1m/s×

10s=1m,拉力做的有用功W有用=Gh=810N×

1m=810J,拉力做的总功W总=Fs=Fnh=300N×

1m=900J,提升动滑轮做的额外功W动=W总-W有用-Wf=900J-810J-60J=30J,由W动=G动h可得,动滑轮的重力G动===30N

24.(13分)如图,杠杆在水平位置平衡,物体M1重为500N,OA∶OB=2∶3,每个滑轮重为20N,滑轮组的机械效率为80%,在拉力F的作用下,物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。

(杠杆与绳的自重、摩擦均不计)求:

(1)物体M2的重力。

(2)拉力F的功率。

(3)物体M1对水平面的压力。

(1)因杠杆与绳的自重、摩擦均不计,故克服动滑轮重力做的功为额外功,则滑轮组的机械效率η===,即80%=,解得物体M2的重力G=80N 

(2)由图知,绳子的有效段数为2,绳的自重、摩擦均不计,则作用在绳子自由端的拉力F===50N;

物体M2以0.5m/s速度匀速上升了h,绳子自由端移动的距离s=2h,由v=可得绳子自由端的速度v绳=2v=2×

0.5m/s=1m/s;

拉力F的功率P===Fv绳=50N×

1m/s=50W (3)由力的平衡条件可得,B端对定滑轮向上的拉力F′B=3F+G定=3×

50N+20N=170N,根据力的作用是相互的,则定滑轮对杠杆B端的拉力FB=FB′=170N,根据杠杆的平衡条件可得FA×

OA=FB×

OB,故绳子对杠杆A端的拉力FA=×

FB=×

170N=255N,则绳子对M1向上的拉力FA′=FA=255N,根据力的平衡,地面对M1的支持力F支=G1-FA′=500N-255N=245N;

由力的相互性可知,物体M1对水平面的压力F压=F支=245N

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