中考物理考点突破湖南专用14简单机械机械效率课时训练2解析版Word格式.docx

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D.增大“重”时,应换用更小的“权”

5.[2018·

黄石]为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如图K14-5所示的两种方式拉升重物。

下面关于探究的做法和认识正确的是（　　）

图K14-5

A.用动滑轮提升重物上升h高度,弹簧测力计也上升h高度

B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少

C.减小动滑轮质量可以提高动滑轮机械效率

D.若用定滑轮

提升重物,当拉力竖直向下时最省力

6.如图K14-6所示,小华用250N的力将重400N的物体匀速提升2m,共用10s,在此过程中忽略绳重和摩擦,下列说法正确的是（　　）

图K14-6

A

.绳子自由端下降了6m

B.动滑轮重是10N

C.滑轮组的机械效率为80%

D.提升的重物变为500N时,此滑轮组的机械效率将变小

7.[2018·

滨州改编]如图K14-7所示,重40

0N的物体在30N的水平拉力F的作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中,下列说法不正确的是（　　）

图K14-7

A.绳子自由端移动的距离为3m

B.有用功为400J

C.拉力F的功率为9W

D.物体与地面间的滑动摩擦力为72N

8.[2018·

广安]如图K14-8所示,斜面长3m、高0.6m,建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150N（忽略绳子的重力）,则下列说法正确的是（　　）

图K14-8

A.斜面上的摩擦力是50N

B.拉力的功率是50W

C.拉力所做的功是300J

D.斜面的机械效率是80%

9.[2018·

包头]关于下列四种情况说法正确的是（　　）

图K14-9

A.图K14-9甲中,物体在2~7s内的平均速度为2m/s

B.图乙中,a、b两种物质的密度之比为1∶4

C.图丙中,物块M向左做匀速直线运动,该装置的机械效率为75%

D.图丁中,杠杆在水平位置平衡,OA∶AB=1∶2,则F∶G=1∶2

二、填空题

10.如图K14-10所示,小强同学用动滑轮将重400N的物体匀速提升2m,已知动滑轮的机械效率是80%,则小强同学做的有用功是　

　　　J,绳子末端的拉力是　　　　N。

　图K14-10

11.如图K14-11所示的是滑轮组,每个滑轮的重为10N（绳重、摩擦不计）,用此滑轮组匀速提起重为490N的重物A,人的拉力F大小为　　N;

此滑轮组的机械效率为　　　　%。

图K14-11

12.如图K14-12所示,用40N的力向下拉绳子,使物体在5s内匀速上升0.3m,滑轮组的机械效率为80%,则物体的重力为　　　　N,拉力的功率为　　　　W,动滑轮的重力为　　　N。

（不计摩擦和绳重） 

图K14-12

三、作图题

13.[2018·

衡阳]如图K14-13所示,一根木棒以O点为支点撬动石块,画出作用在A点最小动力F1,并画出阻力F2的力臂l2。

图K14-13

14.如图K14-14所示,O是杠杆的支点,请画出作用在A点让杠杆保持平衡的最小力F的示意图并标出其力臂l。

图K14-14

四、实验探究题

15.[2018·

长沙]在认识到杠杆转动跟力、力臂有关后,某实验小组通过实验进一步探究杠杆的平衡条件,以下是他们的部分实验过程:

（1）首先,将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在　　　　位置平衡,以方便直接读出力臂。

（2）接下来,他们使杠杆在如图K14-15位置静止,多次实验,记录数据如表格所示（每个钩码的重力为1N,杠杆质量、刻度分布均匀）;

小玲认为杠杆的平衡条件应为F1=F2,l1=l2;

而小军则认为实验还需要进一步改进。

你认为小玲总结的杠杆的平衡条件是　　　　（选填“正确的”或“错误的”）。

图K14-15

实验序号

F1/N

l1/cm

F2/N

l2/cm

1

2

3

4

（3）如果小军在杠杆的左端A点处再加挂2个钩码（即左端共4个钩码）,接下来,他应该将右侧的两个钩码向右移动　　　　格,杠杆才会在原位置再次平衡。

16.[2018·

鞍山]斜面是在生活和生产中常见的简单机械,也是物理实验中常用的实验器材。

（1）使用斜面提升物体可以省力。

如图K14-16甲所示,将重力为5N的木块放在长1m、高0.2m的斜面上,沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计,记下弹簧测力计的示数为1.6N,则该斜面的机械效率η=　　　　%;

木块在斜面上运动时受到的滑动摩擦力为　　　　N。

继续探究,可以得出斜面越陡,省力越　　　　（选填“多”或“少”）,机械效率越　　　　（选填“高”或“低”）。

图K14-16

（2）用斜面探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验,如图乙所示,使一个小球从斜面上不同高度由静止开始滚下,撞击水平面上的小木块,通过观察　　　　　　　　　　　比较小球动能的大小,可以探究物体的动能跟　　　　这一

因素的关系。

四、计算题

17.[2018·

广东]如图K14-17是建筑工地上的起重机示意图,起重机的电动机功率为3×

103W,当它把质量为1t的重物匀速提起24m时,用时100s。

（g取10N/kg）

（1）在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少?

机械效率是多少?

（2）若起重机AB长为20m,吊起重物时B端的配重质量为4t,为使起重机不翻倒,则OB长为多少?

（不计摩擦和起重机自重）

图K14-17

能力培优

18.[2018·

温州]如图K14-18为吸盘式挂杆,将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气,挂杆就能被固定在瓷砖上。

挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动,若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计,设挂钩与吸盘A的距离为l,则吸盘B受到的摩擦力F的大小与l的关系图像为（　　）

图K14-18

图K14-19

19.图K14-20为一健身器材模型,杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,OA∶OB=1∶4,质量为60kg的小明站在水平放置的体重计上,通过该杠杆提起吊篮中的重物,吊篮重80N,当边长为20cm的正方体重物甲刚被提起时,体重计示数为43kg;

当边长为40cm的正方体重物乙刚被提起时,体重计示数为18kg,杠杆始终在水平位置保持平衡,AB两端绳子拉力保持竖直。

不计绳重、杠杆自重和摩擦,g取10N/kg。

则重物甲与重物乙的密度之比为（　　）

图K14-20

A.1∶3B.2∶3

C.3∶2D.3∶1

20.[2017·

株洲改编]如图K14-21所示,一张重90N的笔记本电脑桌放在水平地面上,桌面上不放任何物品时,工字型底座右侧两个滚轮对地面的压力共50N,则左侧两个滚轮对地面的压力共　　　N。

若底座的长度为63cm,则桌子中间支柱到底座右侧的水平距离为　　　cm。

图K14-21

21.[2018·

衡阳]如图K14-22所示,用滑轮组提起一个重为7N的物体,在拉力F=4N的作用下,10s内物体沿竖直方向匀速升高了2m,不计绳重和摩擦,可知拉力F的功率为　　　　W,此滑轮组的机械效率为　　　　。

图K14-22

22.[2018·

泸州]如图K14-23甲所示的滑轮组装置,不计绳重和摩擦,绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。

用该滑轮组提升放置在水平地面上重力G=80N的重物到高处。

用竖直向下的拉力拉绳的自由端,拉力F随时间t变化的图像如图乙所示,重物上升的速度v随时间t变化的图像如图丙所示。

已知在2~4s内重物上升的竖直高度为2m,求:

（1）在4~6s内,重物克服重力做功的功率。

（2）在2~4s内,绳自由端下降的平均速度。

（3）在0~2s内,重物对地面的压力大小。

图K14-23

23.图K14-24是小华利用杠杆提升浸没在水中的物体B的示意图。

杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动,OC∶OD=1∶2,物体A为配重,其质量为200g,烧杯的底面积为75cm2,物体B的质量是320g,体积是40cm3。

当物体B浸没在水中时,水对杯底的压强为p1。

当用力拉物体A,将物体B从容器底提出水面一部分以后,杠杆恰好在水平位置平衡

此时,竖直向下拉物体A的力为F,水对杯底的压强为p2。

若p1与p2之差为40Pa,则:

（g取10N/kg）

（1）物体B浸没在水中时受到的浮力多大?

（2）水对烧杯底部的压力差多大?

（3）拉力F是多少?

（杠杆的质量、悬挂物体A和物体B的细绳的质量均忽略不计）

图K14-24

参考答案

1.B

2.C　[解析]由图可知,O为杠杆的支点,动力F始终与OA垂直,杠杆长即为

动力臂。

将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B,动力臂不变,重物对杠杆的拉力为阻力,大小等于重物的重力,其力臂在杠杆由位置A到位置B过程中逐渐变小,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知拉力F一直变小,故选C。

3.A　4.C　5.C

6.C　[解析]由图可知,滑轮的承重绳n=2,物体上升2m,绳端应该下降2h=2×

2m=4m,故A错误;

因2F=G物+G动,故G动=2F-G物=2×

250N-400N=100N,故B错误;

W总=G总h=（400N+100N）×

2m=1000J,W有=G物h=400N×

2m=800J,则η===80%,故C正确;

由以上分析可知重物越重,滑轮组的机械效率越高,故D错误。

7.B　[解析]由图可知,摩擦力由3段绳子承担,即n=3。

物体10s内移动的距离s1

=vt=0.1m/s×

10s=1m,则绳子自由端移动的距离为s2=ns1=3×

1m=3m;

拉力F做的功为总功其大小为W总=Fs2=30N×

30m=90J,则此过程中有用功为W有=W总η=90

J×

80%=72J;

拉力F的功率为P===9W;

物体与地面间的滑动摩擦力f===72N。

故选B。

8.A　9.C

10.800　250

11.250　98

12.96　7.2　24

13.如图所示

14.如图所示

15.

（1）水平　

（2）错误的　（3）3

[解析]（3）若A点挂4个钩码,即力变为原来的2倍,右端挂2个钩码不变,则力臂应为原来的2倍,即应将右侧的两

个钩码向右移动3格,杠杆才会在原位置再次平衡。

16.

（1）62.5　0.6　少　高

（2）小木块移动的距离　速度

[解析]

（1）木块

在斜面上运动时,拉力做的总功为W总=Fs=1.6N×

1m=1.6J,有用功为W有=Gh=5N×

0.2m=1J,则斜面的机械效率η===62.5%,额外功为W额=W总-W有=1.6J-1J=0.6J,滑动摩擦力为f===0.6N。

继续探究,可得结论:

斜面越陡,省力越少,机械效率越高。

17.解:

（1）起重机做的功

W有=Gh=mgh=103kg×

10N/kg×

24m=2.4×

105J,

功率P===2400W,

机械效率η====80%。

（2）根据杠杆平衡条件,有FA·

OA=FB·

OB,

即mAg·

OA=mBg·

OB①,

OA+OB=AB=20m②,

①②联立,代入数

据解得,OB=4m。

18.D　19.D

20.40　28

[解析]桌子重90N,由左右两侧各两个滚轮支持,右侧两个滚轮对地面的压力为50N,则对桌子的支持力为50N,可知左侧两个滚轮对桌子的支持力为90N-50N=40N,对地面的压力共40N;

由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得50N·

l1=40N·

l2①,且l2+l2=63cm②,联立①②可得l1=28cm。

21.1.6　87.5%

22.解:

（1）由图丙可知,在4~6s内,重物匀速上升,速度为2m/s,

重物克服重力做功的功率P==Gv=80N×

2m/s=160W。

（2）由图甲可知,该滑轮组n=2,2~4s内重物做加速直线运动,重物上升的平均速度v'

===1m/s,绳自由端下降的平均速度v拉=nv'

=2×

1m/s=2m/s。

（3）4~6s内重物匀速上升,处于平衡状态,则动滑轮重力G动=nF-G=2×

50N-80N=20N,0~2s内,重物静止,此时滑轮组绳子自由端的拉力为30N,即F拉=（G动+F绳）,物体上方的绳子对物体的拉力F绳=nF拉-G动=2×

30N-20N=40N,

重物静止,受力平衡,则地面对重物的支持力F支=G-F绳=80N-40N=40N,

重物对地面的压力和地面对重物的支持力是一对相互作用力,大小相等,则重物对地面的压力也是40N。

23.解:

（1）由阿基米德原理可知,物体B浸没在水中时的浮力F浮=ρ水V排g=1×

103kg/m3×

40×

10-6m3×

10N/kg=0.4N。

（2）前后两次水对烧杯底的压强差Δp=40Pa,

则前后两次水对烧杯底的压力差ΔF=Δp×

S=40Pa×

75×

10-4m2=0.3N。

（3）物体A的重力为GA=mAg=200×

10-3kg×

10N/kg=2N,

物体B的重力为GB=mBg=320×

10N/kg=3.2N;

当用竖直向下的力F拉物体A,将物体B提出水面一部分后,杠杆在水平位置平衡时,物体B受到的浮力减小;

因为容器中水的重力不变,容器底受到压力的变化是由浮力变化引起的,故浮力减小值为ΔF浮=ΔF

=0.3N;

物体受到的浮力减小,则杠杆右端受到拉力增大量为ΔF'

=ΔF浮=0.3N,

此时杠杆

恰好在水平位置平衡,由杠杆的平衡条件可得

（GA+F）×

OC=（GB-F浮+ΔF'

）×

OD,

即（2N+F）×

OC=（3.2N-0.4N+0.3N）×

OD①,

已知OC∶OD=1∶2②,

联立①②解得F=4.2N。