北京第六十三中学功和机械能单元综合练习.docx

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北京第六十三中学功和机械能单元综合练习

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一、选择题

1．如图所示，利用动滑轮将重力为100N的物体在5s内匀速竖直提升，拉力F为60N，绳子自由端移动的距离为2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）

A．物体移动的速度为0.4m/s

B．所做的有用功为200J

C．动滑轮的机械效率为60%

D．拉力F的功率为24W

2．如图所示，形状规则、密度均匀的木板AB放在水平桌面上，OA=2OB．当B端挂30N的重物G时，木板A端刚刚开始翘起，木板重为

A．10NB．15NC．30ND．60N

3．如图，拉力F将重120N的物体沿水平方向移动1m，用时1s。

运动时，物体与地面之间的摩擦力为30N，此时滑轮组的机械效率为80%。

下列说法正确的是（）

A．拉力F＝10NB．克服动滑轮重力做额外功7.5J

C．动滑轮重7.5ND．拉力的功率是37.5W

4．如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。

已知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75％。

若人以0.6m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库。

人拉货物的过程中，分析正确的是（　　）

A．货物移动距离为20mB．工人的拉力为400N

C．工人做的有用功为

D．工人拉力的功率为360W

5．如图所示，轻质均匀杠杆分别挂有重物GA和GB（GA>GB）,杠杆水平位置平衡，当两端各再加重力相同的物体后，杠杆

A．仍能保持平衡

B．不能平衡，左端下沉

C．不能平衡，右端下沉

D．不能确定哪端下沉

6．如图所示，某人用扁担担起两筐质量为m1、m2的货物，当他的肩处于O点时，扁担水平平衡，已知l1＞l2，扁担和筐的重力不计．若将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离△l，则

A．扁担仍能水平平衡

B．扁担右端向下倾斜

C．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m2-m1）

D．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m2-m1）

​

7．如图所示，用24N的水平拉力F拉滑轮，可以使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动．物体B重10N，弹簧测力计的示数为5N且不变．若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列说法中正确是

A．地面受到的摩擦力为12N

B．滑轮移动的速度为0.4m/s

C．水平拉力F的功率为4.8W

D．在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J

8．如图所示，边长为a、密度均匀的正方体物块静止于河岸边，在BB′边上施加一个力F使其绕DD′边转动掉落于河水中，它漂浮时露出水面的高度为h，水的密度为ρ，则下列说法中不正确的是

A．物块的密度为

B．物块的重力为（a﹣h）ρga

C．物块漂浮在水面时底面受水的压强为ρg（a﹣h）

D．为了使物块掉落于河水中，力F至少是

9．如图所示杠杆，力F方向始终竖直向上，当此杠杆在动力F作用下，将一个由细绳系的物体由图中位置逆时针匀速转动到水平位置时，则

A．F大小始终不变B．F先变大后变小

C．F先变小后变大D．无法判断F大小的变化

10．如图所示，在水平拉力F的作用下重100N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计B的示数为10N，则拉力F的大小及物体A与水平桌面的摩擦力大小分别为（）

A．200N，10NB．200N，20N

C．20N，10ND．20N，20N

11．如图为一健身器材模型，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．当棱长为20cm的正方体重物甲刚被提起时，体重计示数为43kg；当棱长为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，A、B两端绳子拉力保持竖直．不计绳重、杠杆自重及摩擦，g取10N/kg，则重物甲与重物乙的密度之比为（）

A．1∶3B．2∶3C．3∶2D．3∶1

12．轻质硬杆AB长50cm。

用长短不同的线把边长为10cm的立方体甲和体积是1dm3的球乙分别拴在杆的两端。

在距A点20cm处的O点支起AB时，甲静止在桌面上，乙悬空，杆AB处于水平平衡。

将乙浸没在水中后，杆AB仍平衡，如图所示。

下列说法中正确的是（取g＝10N/kg）（　　）

A．杆A端受力增加了15N

B．杆A端受力减小了10N

C．甲对水平桌面的压强增加了1500Pa

D．甲对水平桌面的压强减小了1500Pa

二、填空题

13．往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示。

工人用3m长的斜面，把1200N的重物提高1m。

假设斜面很光滑，则需要施加的推力为______；若实际用力为500N，则斜面的机械效率为______，推重物时，重物受到的摩擦力为______。

14．一物体质量为10kg，小红用定滑轮将该物体在4s内匀速提升2m，所用拉力为120N，此过程中，小红做的有用功是_______，定滑轮的机械效率是________，拉力做功的功率是_______。

（g=10N/kg）

15．为将放置在水平地面上、重为90N的重物提升到高处．小桂同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置．当小桂所用的拉力F随时间t变化的图象如图（乙）所示，重物的速度v随时间t变化的图象如图（丙）所示．不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向．物体离开地面匀速上升时，小桂的拉力F＝____N；若重物与地面的接触面积S＝500cm2，在0～1s内，重物对地面的压强为________Pa．

16．小张用如图所示的杠杆把重物从A位置绕O点无摩擦缓慢地提升到B位置．在提升重物的过程中，动力F的方向始终垂直于杠杆，F大小的变化情况是_____，该杠杆是_____（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆．

17．如图所示的装置中，重600N的人用力拉绳，使装置处于静止。

装置中的滑轮A重500N，滑轮B重200N，底板C重100N。

不计轴摩擦及绳重，人对底板C的压力为________N。

18．如图，一个轻质杠杆可绕O点转动，甲、乙两物体分别用细线悬挂在杠杆的A、B两端，杠杆在水平位置平衡。

甲物体重10N，则乙物体重_____N。

如果将支点O向A端移动，____端将下沉（选填“A”或“B”）

19．为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上，甲工人利用图甲的滑轮组施加300N拉力在30s的时间内完成任务，此过程中绳子自由端移动的距离为　 ________　m，拉力的功率为　 ________　W；乙工人搭建了图乙所示的斜面，斜面长12m、高6m，乙工人沿斜面方向施加400N的拉力匀速将重物也成功运送到楼顶，该过程中斜面的机械效率为　 ________　，物体所受斜面的摩擦力为　 ________　N．

20．如图所示，在不计摩擦和杠杆重力的情况下，杠杆OA的中点悬挂一重G=100N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则F=________N．保持F的方向不变，在将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F将________（选填“变大”、“不变”或“变小”），如果物体上升2m，拉力做的功为________J．

三、实验题

21．小红用如图甲所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验（忽略绳重和摩擦）．

（1）实验中，应该在___________时（选填以下正确选项前的字母），读取测力计示数；

A．竖直匀速拉动B．竖直加速拉动C．静止D．任意方向匀速拉动

（2）若重物以0.lm/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向上移动的速度为_______m/s．

（3）改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图象，分析可知：

被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越___________．

（4）分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为_________N．

（5）小红在上述实验的基础上多使用一个滑轮再次做了实验，如图丙所示．小红多使用一个滑轮，目的是_____．（选填以下选项前的字母）

A．可以省力B．可以省功C．可以省距离D．可以改变拉力的方向

（6）小红同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组提升相同的重物时，甲、丙滑轮组的机械效率________________（选填“相同”或“不相同”）．

22．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，测得数据如表所示：

次数

钩码所受的重力

钩码提升的高度

拉力

绳端移动的距离

机械效率

1

1.0

0.1

0.8

0.4

2

1.0

0.2

0.8

0.8

3

2.0

0.1

1.2

0.4

4

3.0

0.1

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

__m，机械效率

__。

（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__。

（3）以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是__

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

D．被提升的物体的重力

23．同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：

滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关；滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。

一位同学设计了如图所示的四个滑轮组，并将所滑实验数据填入下表：

实验次数

动滑轮重/N

物重/N

拉力/N

绳子的股数n

机械效率η

1

1

2

1

2

1

4

1.67

3

2

4

2

4

1

4

2.5

（1）实验时，应______、_______拉动弹簧测力计，使钩码上升，并由弹簧测力计读出绳子自由端的______的大小；同时用______测出钩码升高的高度；

（2）在表中填上四次实验的绳子的股数n和机械效率；

（____）

（3）根据实验_____和_____（填①、②、③、④）可知，滑轮组机械效率高低与被提物重有关；

（4）根据实验②和③可知，滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越_____;

（5）通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越______；

（6）要研究滑轮组机械率高低是否与物体提升高度有关，应该选用______（填“同一”或“不同”）滑轮组，提升_____（填“相同”或“不同”）的高度去研究。

24．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小明同学用两个完全相同的滑轮先后组成了如图甲、乙、丙所示的三个滑轮组并用这三个滑轮组各进行了一次实验，实验数据如下表。

（1）将表格中的数据①②补充完整．①_____；②_____。

（2）已知实验次数3中的数据是通过滑轮组丙实验得到的。

分析表中的实验数据可知：

实验次数2中的数据是通过滑轮组_____实验得到的。

（3）分析实验次数2和3的数据可初步得出：

使用同一滑轮组时，提升的物体_____，滑轮组的机械效率越高。

25．某同学用定滑轮和弹簧秤完成了以下几个实验：

（1）如图A所示，甲物体重3N，乙物体重10N，用绳绕过定滑轮相连（不计绳重与摩擦）．乙静止于水平地面上，则a绳对甲的拉力为______N．

（2）在分析b绳对乙的拉力时，小明认为是3N，小慧认为是7N．

a.小明做了以下实验：

用弹簧测力计测出某物体的重力（如图B）；然后将绳子靠着定滑轮（不计绳重与摩擦），如图C所示，弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时，其示数保持不变．由此可见，定滑轮只改变了力的____，不改变力的_____（均选填“大小”或“方向”）．所以，小明认为图A中b绳对乙的拉力为3N．

b.图A中b绳对乙的拉力和乙对b绳的拉力是一对相互作用力．为了探究这两个力的大小关系，再做如图D的实验：

将弹簧测力计丙与丁相互对拉，它们的示数相等．

于是可以得出，b绳对乙的拉力______乙对b绳的拉力（选填“等于”或“不等于”）．由此可知，图A中b绳对乙的拉力为______N．

26．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：

（1）根据表格中的数据，在图甲中画出滑轮的绕绳方法_________．

（2）实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升．在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应____________（填“保持静止”或“匀速上升”）．

（3）第三次实验时，弹簧测力计示数如图乙所示，此时绳端受到的拉力为________N，滑轮组的机械效率为________%．

（4）根据表格中的数据分析可知：

①随着物重的增大，额外功________（填“变小”“不变”或“变大”），原因是____________________．

②要提高同一滑轮组的机械效率，可以采取__________________的措施．

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题

1．D

解析：

D

【详解】

动滑轮上绳子的有效股数n=2，由

可得，物体上升的高度：

，则物体移动的速度：

，故A错误；所做的有用功：

=100N×1m=100J，故B错误；拉力做的总功：

=60N×2m=120J，动滑轮的机械效率：

，故C错误；拉力F的功率：

，故D正确．

2．D

解析：

D

【详解】

由于形状规则、密度均匀的木板AB的中点为重心，O为支点，如图：

因为OA=2OB，则木板重力G′的力臂为L1=

；

重物G的力臂L2=OB，根据杠杆平衡条件得：

G′×L1=G×L2

所以G′=60N

【点睛】

因为形状规则、密度均匀，所以重心所在位置即是阻力的作用点，且结合题意可知，O点是支点．

3．D

解析：

D

【详解】

A．由图知，滑轮组由3段绳子拉着动滑轮，即n=3，该滑轮组的机械效率

则绳子自由端的拉力

故A错误；

B．滑轮组对物体做的有用功

滑轮组做的总功

额外功为

由于绳有重力，绳与滑轮之间有摩擦力，故此额外功包括对动滑轮做的功和克服绳重及绳与滑轮之间的摩擦做功的总和，故克服动滑轮重力做的额外功应小于7.5J，故B错误；

C．由B知对动滑轮重力做的额外功小于7.5J，动滑轮上升的高度为1m，根据

知，动滑轮重小于7.5N，故C错误；

D．拉力做的总功为37.5J，用时1s，由

得拉力的功率为

故D正确。

故选D。

4．B

解析：

B

【详解】

A．从图中可以看到，两条绳子托着动滑轮，人以0.6m/s的速度匀速前行，那么货物的速度是0.3m/s，经100s货物移动距离为

货物移动距离为30m，A错误；

B．由题意可知，货物的重力

其摩擦力

由于货物匀速前行，绳对货物的拉力

滑轮组的机械效率为75％，可得到

解得

，工人的拉力为400N，B正确；

C．货物移动距离为30m，绳对货物的拉力为600N，则工人做的有用功为

工人做的有用功为

，C错误；

D．由于人以0.6m/s的速度匀速前行，工人的拉力为400N，工人拉力的功率为

工人拉力的功率为240W，D错误。

故选B。

5．C

解析：

C

【详解】

杠杆原来在水平位置处于平衡状态,此时作用在杠杆上的力分别为GA和GB,其对应的力臂分别为lA和lB，如图所示：

根据杠杆平衡条件可得：

GAlA=GBlB；

已知GA>GB所以lA

（GA+G）⋅lA=GAlA+GlA

右边力和力臂的乘积：

（GB+G）⋅lB=GBlB+GlB

由于lA

所以：

GAlA+GlA

即右边力和力臂的乘积较大，所以杠杆不能平衡，向右端下沉。

故选C。

6．D

解析：

D

【详解】

AB．原来平衡时，m1gl1=m2gl2，

由图知，l1＞l2，所以m1＜m2，

设移动相同的距离∆l，则左边：

m1g（l1−△l）=m1gl1−m1g△l，

右边：

m2g（l2−△l）=m2gl2−m2g△l，

因为m1＜m2，所以m1△lg＜m2△lg，

则m1（l1−△l）g＞m2（l2−△l）g，则杠杆的左端向下倾斜，故AB错误；

CD．因为m1（l1−△l）g＞m2（l2−△l）g，故往右边加入货物后杠杆平衡，

即：

m1（l1−△l）g=（m2+m）（l2−△l）g，

且m1gl1=m2gl2，

得m=（m2−m1）

，故C错误，D正确．

7．D

解析：

D

【解析】

【分析】

A、物体A受到向左的拉力等于地面的摩擦力加上B的摩擦力，B对A的摩擦力等于弹簧测力计的示数，据此求地面受到的摩擦力；

B、滑轮为动滑轮，滑轮移动的速度等于物体移动速度的二分之一；

C、利用P=Fv求拉力做功功率；

D、利用速度公式求物体A在2s移动的距离，利用W=F左s求做功大小。

【详解】

A、图中使用的是动滑轮，拉力F=2F左，物体A受到向左的拉力：

，而fB=F示=5N，

物体A受到向左的拉力等于地面的摩擦力f地加上B的摩擦力fB，即F左=f地+fB，

所以地面受到的摩擦力：

f地=F左-fB=12N-5N=7N，故A错；

B、滑轮移动的速度

，故B错；

C、拉力做功功率P=Fv轮=24N×0.1m/s=2.4W，故C错；

D、拉力F移动距离s=vt=0.2m/s×2s=0.4m，对A做功：

W=F左s=12N×0.4m=4.8J，故D正确。

故选：

D。

8．B

解析：

B

【解析】

【分析】

物体在水中漂浮，浮力等于自身重力，根据此关系式可求物体的密度；

根据A中求得的组成物块材料的密度，将其代入G=mg=ρ物gV=ρ物ga3，即可得出结论；

由图可分析出物块底面所处的深度，再根据公式p=ρgh可求出其底面的压强；

由图可知，阻力为重力，阻力的力臂为边长的一半，动力的力臂最大为

，根据杠杆的平衡条件可求动力的大小。

【详解】

A、因为物块漂浮，所以F浮=ρgV排=ρga2（a-h），G=mg=ρ物gV=ρ物ga3，又知F浮=G，即F浮=ρgV排=ρga2（a-h）=ρ物gV=ρ物ga3，解得

，故A正确，不符合题意；

B、物块所受的重力

，故B错误，符合题意；

C、物块漂浮时底面所处的深度为a-h，则物块底面所受水的压强p=ρg（a-h），故C正确，不符合题意；

D、物体重力为G=mg=ρ物Vg=ρ物a3g，根据杠杆平衡条件FL1=GL2，所以

，故D正确，不符合题意。

故选B。

9．A

解析：

A

【解析】

如图,当杠杆匀速转动到水平位置时,

因为动力、阻力作用点不变,

所以

不变;

又因为阻力（物重G不变）,由

得:

.

所以当杠杆匀速转动到水平位置时,动力F的大小不变.

所以A选项是正确的.

【点睛】画出动力臂和阻力臂,杠杆的动力臂与阻力臂的大小关系不变,而阻力臂不变,由杠杆的平衡条件可以知道动力不变．

10．C

解析：

C

【解析】如图所示，弹簧测力计B示数为10N，通过滑轮拉动物体A相当于定滑轮，A受到拉力也为10N；A做匀速直线运动，所以物体A与水平桌面的摩擦力与A受到拉力是一对平衡力，摩擦力大小为10N；

向右的拉力F与向左的两段绳子的拉力平衡，所以拉力为：

点睛：

重点是滑轮受力情况的分析，对于单个滑轮来说，使用时处于平衡状态，绕绳子一侧的两段绳子的两个力的和等于另一侧的拉力。

11．D

解析：

D

【解析】

当边长为20cm的正方体重物甲刚被提起时，杠杆左边受到的力F1=G篮+G甲=80N+ρ甲V甲g；体重计对人的支持力F支=F压=43kg×10N/kg=430N；杠杆对人的拉力F2=G人-F支=60kg×10N/kg-43kg×10N/kg=170N；

根据杠杆平衡条件得：

F1×OA=F2×OB，

因为OA：

OB=1：

4，甲的体积V甲=（0.2m）2=0.008m3，乙的体积V乙=（0.4m）2=0.064m3，

所以（80N+ρ甲V甲g）×1=170N×4，

（80N+ρ甲×0.008m3×10N/kg）×1=170N×4；

则ρ甲=7.5×103kg/m3；

当边长为40cm的正方体重物甲刚被提起时，杠杆左边受到的力F3=G篮+G乙=80N+ρ乙V乙g；体重计对人的支持力F支=F压=18kg×10N/kg=180N；杠杆对人的拉力F4=G人-F支=60kg×10N/kg-18kg×10N/kg=420N；

根据杠杆平衡条件得：

F3×OA=F4×OB，

因为OA：

OB=1：

4，甲的体积V甲=（0.2m）2=0.008m3，乙的体积V乙=（0.4m）2=0.064m3，

所以（80N+ρ乙V乙g）×1=420N×4，

（80N+ρ乙×0.064m3×10N/kg）×1=420N×4；

则ρ乙=2.5×103kg/m3；

所以ρ甲：

ρ乙=7.5×103kg/m3：

2.5×103kg/m3=3：

1．

故选D．

【点睛】本题考查了重力公式、密度公式、杠杆平衡条件的应用，求出杠杆右端受到的拉力是关键．

12．C

解析：

C

【详解】

乙球受到的浮力

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N

杠杆左端减小的力乘以力臂等于杠杆右端减小的力乘以力臂，所以

F浮×OB=F×OA

所以

10N×（25cm﹣10cm）=F×10cm

所以F=15N。

杠杆左端受到甲的拉力减小了15N，甲对桌面的压力增大15N，

所以甲对水平桌面的压强增大了，增大的值为

故选C。

二、填空题

13．400N80%100N

【详解】

[1]斜面很光滑，则额外功为0，沿斜面推力做的功等于直接提升对物体做的功，所以此时推力做的功

W＝Fs＝Gh＝1200N×1m＝1200J

解析：

400N80%100N

【详解】

[1]斜面很光滑，则额外功为0，沿斜面推力做的功等于直接提升对物体做的功，所以此时推力做的功

W＝Fs＝Gh＝1200N×1m＝1200J

施加的推力

[2]实际存在摩擦力，推力做的总功

W总＝F′s＝500N×3m＝1500J

有用功

W有用＝W＝1200J

斜面的机械效率

[3]额外功为

W额＝W总﹣W有＝1500J﹣1200J＝300J

由W额＝fs得摩擦力

14．200J83.3％60W

【详解】

[1]所提升物体的重力为

有用功为

故有用功是200J。

[2]总功为

则机械效率为

故机械效率为83.3%。

[3]拉力做功的

解析：

200J83.3％60W

【详解】

[1]所提升物体的重力为

有用功为

故有用功是200J。

[2]总功为

则机械效率为

故机械效率为83.3%。

[3]拉力做功的功率为

即拉力F的功率为60W。

15．600

【解析】

【详解】

第一空．由图丙可知在2∼3s内，重物做匀速运动，由图乙可知，此时拉力F=40N；

第二空．从动滑轮上直接引出的绳子股数n=3，

从丙图可知，物体在2∼3s内做匀速

解析：