简单机械和功1 doc.docx
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简单机械和功1doc
简单机械和功1
一、选择题
1．下列简单机械中，属于省力杠杆的是（ ）
A．
B．
理发剪筷子
C．
D．
羊角锤钓鱼竿
2．以下说法正确的是（ ）
A．做功的物体都受力的作用
B．在光滑水平面上做匀速直线运动的物体都做功
C．作用力越大，力做功越多
D．力对做变速直线运动的物体要做功
3.如图是研究杠杆平衡条件的实验装置，要使标杆在水平位置平衡，B处应挂与A处同样大小的钩码个数为（ ）
A．6个B．4个C．3个D．2个
4.用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动，若推力对物体做了60J的功，则在推力做功的过程中（ ）
A．物体一定运动了1m
B．物体一定运动了6m
C．物体一定受了10N的摩擦力
D．物体一定受了60N的摩擦力
5．斜面是一种简单机械，生活中经常用到它，工人师傅小波和小新分别用如图甲、乙所示的两种方法，将同样的物体搬上车，下列说法正确的是（ ）
A．甲方法不可以省力，但能省功
B．甲方法可以省力，也能省功
C．乙方法可以省力，但不能省功
D．乙方法可以省力，也能省功
6．两台机器同时做功，甲机器做的功是乙机器做的功的
，甲做功所用的时间与乙做功所用时间的比值是4：
3，则甲、乙两台机器的功率之比是（ ）
A．2：
1B．1：
2C．8：
9D．9：
8
7．在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了（ ）
A．减小摩擦
B．使每组数据更准确
C．多次测量取平均值，减小误差
D．获得多组数据，归纳出物理规律
8.在不计绳重和摩擦的情况下，利用图所示的甲、乙两装置（每个滑轮相同），分别用力把同一物体匀速提升相同的高度。
若用η甲、η乙表示甲、乙两装置的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（ ）
A．η甲＝η乙，W甲＝W乙B．η甲＞η乙，W甲＞W乙
C．η甲＜η乙，W甲＜W乙D．η甲＞η乙，W甲＜W乙
9．如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m．已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（ ）
A．做的有用功是800JB．拉力F的功率是80W
C．绳子自由端被拉下3mD．滑轮组的机械效率是60%
10．同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低因素”时提出了下列假设：
①滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关
②滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关
③滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关
④滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。
然后一位同学设计了如图所示的两个滑轮组，
进行对比实验来验证提出的假设，则该实验验证的假设是（ ）
A．①B．②C．③D．④
二、填空题
11．某同学通过仔细观察发现生活中有很多简单机械，如：
夹取砝码的镊子是一个 杠杆（选填“省力”或“费力”），当把钥匙插入锁孔开锁时，钥匙就相当于 （填“轮轴”“滑轮”或“斜面”），它是一个 （填“省力”或“费力”）的机械．
12．如图所示，一根粗细均匀的杠杆，等距标注了刻度，可绕A端转动，当在B处施加30N竖直向上的拉力F时，杠杆刚好平衡，则杠杆自重为 N．
13．如图所示的动滑轮，把重10N的物体匀速向上拉起，弹簧测力计的示数是6N，则拉力F= N，若不计摩擦，动滑轮重是 N．若用此滑轮提起20N的物体，拉力F是 N．（不计绳重和摩擦）
14.小华同学用100N的水平推力，推放在水平地面上重500N的物体，使其作匀速直线运动．若该物体在10s内移动5m，则在此过程中重力做功 J，小华做的功是 J，它的速度为 m/s，功率是 W；小王同学用了20s的时间由一楼登上了6m高的三楼教室，克服自身重力做了3000J的功，则他的体重是 N，登楼的功率是 W．
15．如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小F=8N，拉力移动的距离为0.25m．拉力所做的功为 J，有用功为 J，杠杆的机械效率为 %．
16.如图所示，用滑轮组匀速提升物体A时，测力计的示数为 5.4 N，如果不计滑轮重、绳重和摩擦，物体A的重力为 16.2 N．若动滑轮重3N，用此装置提升质量3kg的重物，则拉力为 11 N．（g取10N/kg）
17.如图所示，用一动滑轮拉一物体A以0.5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动，物体A重为20N，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力为2.5N，则在2s内拉力做的功是 J，滑轮的机械效率是 （不计滑轮重力）．
18.如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为 N，测力计上升的高度s为0.2m．物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，则杠杆的机械效率为 %，使用该杠杆做额外功的一个原因是 ．
三、作图题
19．如图甲所示的钢丝钳，其中A是剪钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴（支点），图乙为单侧钳柄及相连部分示意图．请在图乙中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂L1和阻力F2．
20.通过图滑轮组向上提升重物，请画出最省力的绕绳方法．
四、实验探究题
21.在“探究杠杆的平衡条件”实验中．
（1）实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了 ．如发现杠杆左端偏高，则可将右端的平衡螺母向 调节，此后在整个实验过程中，能否再旋动两端的平衡螺母？
．
（2）实验中，用图所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平位置平衡（杠杆上每格等距），但老师却往往提醒大家不要采用这种方式．这主要是因为该种方式
A．一个人无法独立操作B．需要使用太多的钩码
C．力臂与杠杆不重合D．力和力臂数目过多
（3）在图中，不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置，保持左侧第 格的钩码不动，将左侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆仍可以水平平衡．
22.在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？
小华提出了以下的猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关．
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关．
小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如下表：
实验
次数
斜面倾角θ
物块重量
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
斜面的机械效率
1
30°
5.0
0.6
4.2
1.2
3.0
5.0
2
30°
3.0
0.6
2.5
1.2
1.8
60%
3
45°
3.0
0.8
2.8
1.2
2.4
3.4
71%
（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上 拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向 移动（填“左”或“右”）．
（2）根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为 %，第②次实验中总功为 J．
（3）通过对比实验①、②数据，可验证小华的猜想 （填写字母）；通过对比实验②、③数据，可以得出的探究结论是：
．
（4）此实验主要用到的研究方法是 ．
（5）除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与 （写出一个）有关．
五、解答题
23.重为100N的物体A，放在水平地面上，在20N水平拉力F作用下，以0.2m/s的速度做匀速直线运动．求：
（1）拉力在5s内对物体A所做的功；
（2）拉力F的功率．
24.在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的滑轮组．某次将总重G为4000N的砖块匀速吊运到高为10m的楼上，用时40s，卷扬机提供的拉力F为2500N．求在此过程中：
（1）有用功；
（2）拉力F的功和功率；
（3）滑轮组的机械效率．
25．如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重800N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间滑动摩擦力为120N．则滑轮组的机械效率为多少？
若物体的速度为0.2m/s，拉力做功1min，拉力的功率又是多少？
参考答案
1.C【解析】A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
B、理发剪在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆．
故选C．
2.A【解析】A、说法正确，做功的物体一定受力的作用；
B、说法错误，若在光滑水平面上做匀速直线运动的物体对外没有力的作用，则不做功；
C、说法错误，若在力的方向没有通过距离，则没有做功；
D、说法错误，若物体在力的作用下，作了变速运动后，又回到了原处，则没有做功．
故选A．
3.A【解析】设每个钩码的重力是G，
杠杆每格的长度是L，
由图示可知，动力F动=4G，
动力臂L动=3L，阻力臂L阻=2L，
由杠杆平衡条件得：
F动×L动=F阻×L阻，
即4G×3L=F阻×2L，
∴F阻=6G，
则在B处应挂6个钩码．
故选：
A．
4.B【解析】
m，又因为物体的运动状态不确定，所以无法求得摩擦力，故选B．
5．C6．B7．D
8.A
9.A【解析】A、W有用=Gh=800N×1m=800J，故A正确；
B、W总=Fs=500N×2m=1000J，P=
=
=100W，故B错；
C、由图知，n=2，s=2h=2×1m=2m，故C错；
D、滑轮组的机械效η=
=
=80%，故D错．
故选A．
10.B
11.费力；轮轴；省力【解析】
（1）镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
（2）钥匙插入锁孔开锁时，钥匙与锁孔组成一个轮轴，钥匙柄相当于轮，锁孔相当于轴，由于动力作用在轮上，轮半径就是动力臂，动力臂大于阻力臂所以可以省力．
12.50【解析】由题意知，杠杆受自身重力和F的作用，重力作用在杠杆的中点，方向竖直向下，设每个小格的长度为L，根据杠杆的平衡条件：
G•LG=F•LF
代入数据得：
G×3L=30N×5L
解得G=50N
13.6；2；11【解析】
（1）绳子可以大小不变的传递拉力，故拉力F=6N；
（2）动滑轮绳子的有效股数n=2，
∵不计摩擦和绳重时，F=（G物+G动），
∴动滑轮重G动=nF﹣G物=2×6N﹣10N=2N．
若用此滑轮提起20N的物体时，根据F=（G物+G动）=（20N+2N）=11N．
14.0；500；0.5；50；500；150【解析】
（1）物体在水平地面上移动5m，没有在重力的方向上移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J；
小华做的功：
W=Fs=100N×5m=500J；
物体的速度：
v==
=0.5m/s；
小华的功率：
P==
=50W．
（2）由W=Gh可得，他的体重：
G=
=
=500N；
登楼功率：
P′=
=
=150W．
15.2；1.8；90【解析】（有用功为W有=Gh=18N×0.1m=1.8J；
拉力所做的功为W总=Fs=8N×0.25m=2J，
杠杆的机械效率为η=
×100%=
×100%=90%．
16.【解析】5.4；16.2；11
（1）弹簧测力计的分度值为0.2N，所以弹簧测力计的示数为5.4N，
物体A的重力：
GA=nF=3×5.4N=16.2N；
（2）物体的重G物=m物g=3kg×10N/kg=30N，
拉力F拉=（G物+G动）=×（3N+30N）=11N．
17.5，80%【解析】物体2s移动的距离：
s=vt=0.5m/s×2s=1m，
∵使用的是动滑轮，
∴拉力移动的距离：
s′=2s=2×1m=2m，
拉力做功：
W=Fs′=2.5N×2m=5J，
∵物体受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，
∴f=0.2G=0.2×20N=4N，
滑轮的机械效率：
η=
=
=
=80%．
18.2.5；90；由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）等做功【解析】
（1）弹簧测力计的分度值是0.1N，读数是：
2.5N；
（2）W有用=Gh=1.5N×0.3m=0.45J；
W总=FS=2.5N×0.2m=0.5J；
η=
×100%=
×100%=90%
（3）因为杠杆自身有重力，提升物体的同时也要提升杠杆，即克服杠杆自重做功，就有了额外功；
19.如图所示
20.如图所示
21.
（1）消除杠杆自身重力对实验的影响，便于测量力臂；左；不能；
（2）D；（3）2．
【解析】
（1）实验中，使杠杆在水平位置平衡的目的有两个：
一是避免杠杆重力对杠杆平衡的影响；二是便于测量力臂．
杠杆左端高，说明重心偏右，为了使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向左调节．
平衡螺母只有在调平这一环节使用，在后面的实验过程中不能移动．
（2）当杠杆上挂多组钩码时，力和力臂增加，虽然也能得出正确的结论，但是使实验复杂化，给实验带来难度；
如图操作，杠杆平衡后，右边有一个力与力臂的乘积，而左边有三个力与力臂的乘积，共有四个力与力臂的乘积，数目过多，计算不便，
采用这种方式是不妥当的，主要是因为杠杆的力和力臂数目过多，故选D．
（3）不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置，将左侧另外两个钩码改挂到第三个钩码的下方，即左侧的力是三个钩码，
根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可得，2G×3格=3G×n格，n=2；即保持左侧第2格的钩码不动．
22.
（1）匀速、左；
（2）60、3.0；
（3）A、在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高（或大）；或在其它条件相同时，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关．
（4）控制变量法
（5）斜面的粗糙程度、木板的长度、拉木块速度、木板的面积等．
【解析】
（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上匀速拉动木块，使示数更稳定，便宜于读数；斜面的倾角靠长木板下面的木块左右移动来改变，木块向左移动倾角变大，木块向右移动倾角变小．
（2）第①次实验斜面的机械效率η=
×100%=
×100%=60%；第二次实验中总功为W总=FS=2.5N×1.2m=3.0J．
（3）对比实验①、②数据，控制的是斜面的倾斜程度（斜面倾角），改变的是物体的重力，因此是研究斜面机械效率与物体重力的关系，验证的是猜想A；
对比实验②、③数据，结合控制变量法实验的一般结论形式，可以得出的结论是在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高（或大）．
（4）毫无疑问这是控制变量法思想的典型运用．
（5）影响斜面机械效率的因素很多，例如斜面粗糙程度、木板的长度、拉木块速度、木板的面积等．
23.解：
（1）5s内物体通过的距离s=vt=0.2m/s×5s=1m；
则拉力的功W=Fs=20N×1m=20J；
（2）拉力的功率P==
=4W；
答：
（1）拉力在5s内对物体A所做的功为20J；
（2）拉力的功率为4W．
24.解：
（1）拉力F所做的有用功：
W有=Gh=4000N×10m=4×104J．
（2）拉力F移动的距离：
s=2h=2×10m=20m．
拉力F所做的总功：
W总=Fs=2500N×20m=5×104J．
拉力F做功的功率：
P=
=
=1250W．
（3）滑轮组的机械效率：
η=
×100%
=
×100%=80%．
答：
（1）力F所做的有用功是4×104J；
（2）拉力F做的功和功率分别是5×104J、1250W；
（3）滑轮组的机械效率是80%．
25.解：
（1）如图，滑轮组有三段绳子承担摩擦力，η=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%=80%．
（2）滑轮组有三段绳子承担摩擦力，物体移动速度v′=0.2m/s，拉力移动速度v=nv'=3×0.2m/s=0.6m/s，
P==
=Fv=50N×0.6m/s=30W．
答：
滑轮组的机械效率为80%；拉力的功率又是30W．
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