13力和机械.docx
《13力和机械.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《13力和机械.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
13力和机械
力和机械2011-1-3
命题人：
学号________.姓名________.
第Ⅰ卷（选择题，本卷共5小题。
）
一、选择题（在每小题列出的四个选项中,请将你认为正确的代号填在卷Ⅱ的答题栏中）
1.
图6所示，一个重为100牛的物体放在水平面上，当物体在水平方向受向右的拉力F1、向左的拉力F2及摩擦力f的作用时，物体处于静止状态。
若Fl＝10牛，F2＝4牛，则
A.f＝6牛，方向向左
B.Fl与f合力的大小是4牛，方向向右
C.F2与f合力的大小是2牛，方向向左
D.在物体上叠放—个重100牛的物体，拉力不变，物体仍静止时，f将增大
2.
在广场上游玩时，小明将一充有氢气的气球系于一辆玩具小汽车上，并将玩具小汽车放置在光滑的水平地面上.无风时细绳处于竖直方向，如图所示.当一阵风沿水平方向吹向气球时，以下说法正确的是
A.小汽车可能被拉离地面
B.氢气球仍处于静止状态
C.小汽车一定沿地面滑动
D.小汽车仍处于静止状态
3.
如图7所示，小东利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。
当提升物体A时，滑轮组的机械效率为75%，小东对绳子的拉力为F1；当提升物体B时，滑轮组的机械效率为62.5%，小东对绳子的拉力为F2。
已知小东的质量为65kg，物体A的质量为90kg。
假设在拉绳子的过程中，小东对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，不计绳重和摩擦。
g取10N/kg。
则下列说法正确的是
A.F1=500N
B.GB=600N
C.G动=200N
D.匀速提升物体A时小东对地面的压力是50N
4.如图所示，竖直放置的弹簧下端固定在地面上有一物体在弹簧的上方落下，和弹簧接触后
A.立即停止运动
B.立即开始做减速运动
C.可能做匀速运动
D.当弹力大小等于物体重力大小时物体速度最大
5.密度均匀的一随尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的
，当B端挂5N的重物时，直尺的A端刚刚开始翘起，如图8所示，则此直尺受到的重力是
A.2.5NB.5NC.10ND.无法确定
请将卷Ⅰ中你认为正确的代号填在下面答题栏中）
1
2
3
4
5
二、简答题（每空1分，共14小题。
）
6.测滑轮组的机械效率，先用调节好的天平测动滑轮的质量，当右盘中砝码及游码位置如图15所示时，天平重新平衡。
然后照图16那样安装好滑轮组，记下钩码及弹簧秤的位置。
拉动弹簧秤使重为G的钩码升高，读出弹簧秤的示数F，用刻度尺分别测出钩码提升的高度h和弹簧秤移动的距离S，记录数据。
（1）动滑轮的质量m＝__________克。
FS表示__________功。
（2）使钩码升高的过程中应向上__________拉动弹簧秤；不考虑绳子的伸长，S＝__________h。
（3）用式子η＝
计算机械效率的条件是__________，它比用η＝
计算出的结果__________（填：
“偏大”、“相同”或“偏小”）。
（4）保持此装置不变，将提升的钩码增加为2G，滑轮组的机械效率将__________。
（填：
“增大”、“不变”或“减小”）（7分）
图15图16
7.图所示是探究杆杠平衡条件的实验装置。
（1）两端螺母的作用是什么？
；
若杠杆在使用前发现左端低右端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向调节；也可将杠杆左端的平衡螺母向调节。
此后，在整个实验过程中，是否还要再旋动两侧的平衡螺母？
。
（2）他得到的两组数据如表中所示：
这两组数据中，实验序号为的一组数据肯定有错误。
经检查，发现是测量动力臂时读数错了；测量值是。
（“变大”或“变小”）
8.雨后在泥路上行走，是挑着重物走路滑得厉害还是空手走路滑得厉害？
请从物理角度分析其原因
9.
如图4所示，某人用此装置用4N的拉力匀速地将一个物
体在水平方向移动了1m，用时5s，物体重20N，则绳子自由端
移动的速度为___________m/s，移动的距离为__________m，此图4
物体受到的摩擦力为_____________N，地面受到物体施加的压力为_______________.（不计滑轮自重和滑轮轴及滑轮与绳之间摩擦）
10.
如图所示的是研究杠杆平衡条件的实验装置，弹簧测力计的示数是＿N,请在图中画出拉力F2的力臂
11.
如图7所示，物体A重20N，滑轮重1N，弹簧秤示数为25N，则物体B重_________N，物体A对地面的压力是__________N。
12.《假如没有重力》、《假如没有摩擦》，在你的身边将会发生许多不可思议的事情，你想象过吗？
请任选一题目，大胆想象，写一篇几十字的幻想小文章。
13.图甲是一种利用杠杆原理制成的供搬运重物上楼用的爬楼车，O、
两处为轴连接.请你根据爬楼车的使用过程（图乙），分析说明爬楼车是费力杠杆还是省力杠杆。
14.
在验证杠杆平衡条件时，某实验小组得到了如图12所示的杠杆平衡状态。
已知每个钩码的质量均相等：
（1）热钩码所挂位置不动，将左边的约码是掉
一个，为使杠杆仍然保持平衡，右边的约码该
拿掉__________个；
（2）由此，总结出杠杆的平衡条件为：
__________________________________。
图12
15.下面向种情况中，如图26所示，重物G均处于静止状态，请填写F与G的关系（以下各图均忽略摩擦）。
16.
如图34，OA是简易起重机的吊臂，它是一根杠杆，可以绕O点上下移动，请在图中画出F1和F2的力臂。
17.
在图35中，ABO是一个重力不计的杠杆（O为支点），AC是一根重力不计的绳子，G是重物，试在图中画出杠杆ABO所受各力的力臂。
18.阅读：
生活经验一定可靠吗？
在2000多年以前的古希腊，有一个很有名的哲学家——亚里士多德，他根据生活经验得出结论：
“重的物体比轻的物体下落快。
”这一结论在当时以及后来很长的时间里一直统治人们的思想，没有人怀疑过，直到伽利略的出现。
伽利略通过自己亲身和反复实验，发现这一结论是错误的，为了让人们确信这一结论是错误的，他在意大利著名的比萨斜塔上做了一个让人难忘的实验：
他让一大一小两个实心铁球同时从斜塔上落下，人们惊奇地发现两球几乎是同时着地的。
看着人们迷惑不解的眼神，伽利略作了解释：
人们平时看到的纸片比铁球落得慢，是因为空气阻力作用的结果。
如果在真空中，没有空气的阻力，羽毛和铁球下落是一样快的。
伽利略还有一段精彩的推理：
如果重的物体落得快，轻的物体落得慢，那么将重的物体与轻的物体捆在一起，在重的物体带动下轻的物体加快下落，而轻的物体拉动重的物体减慢下落，因而捆在一起的两物体下落的快慢应介于重.轻两物体单独下落的快慢之间。
换一种角度思考，两个物体捆在一起应比任何一个物体都重，它下落应比任何一个都快。
两个结果相互矛盾。
回答：
①伽利略为什么会推理出两个相互矛盾的结果？
②如果中国宇航员登上月球，在月球上做羽毛和铁球同时从同一高度下落的实验，你猜想会有什么结果？
③伽利略怀疑前人的结论是有充分理由和依据的，这个理由和依据是什么？
19.在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中。
（1）在水平桌面上，用弹簧测力计水平向左拉动木块，使其作匀速直线运动，弹簧测力计示数如图16所示。
根据____________知识可知，木块所受的滑动摩擦力为_______N．
（2）小华将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。
他由此得出：
滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。
你认为他的探究过程中存在的问题是__________________________________________。
三、实验探究题（共12小题。
）
20.
如图15所示杠杆，铁球重20N，力F作用在杠杆的B端使杠杆水下平衡，则力F=_____N；画出铁球重力G的图示和力F的力臂L。
21.某校初三（7）班物理实验兴趣小组的同学在探究“影响物体重力大小的因素”实验中，进行了如下的实验探究：
（10分）
第一组：
探究物体重力的大小跟物体形状的关系，他们用橡皮泥为实验对象，用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验，实验数据如表一所示。
表一
被测物体
形状
重力
橡皮泥
正方形
4.8N
圆形
4.2N
三角形
3.6N
分析实验数据,第一组的同学得出实验结论:
物体重力的大小与物体的形状有关。
他们的结论正确吗？
请你对此实验过程及实验结论作出评价。
（2分）
评价：
。
第二组：
探究物体的重力的大小跟物体的质量的关系，他们找来了三个质量不同的木块甲、铁块乙、橡皮泥丙。
请你帮他们设计这次探究的全过程，完成如下工作：
（1）猜想：
物体的重力与物体的质量成。
（2）在实验过程中，需要的测量工具有和；
（3）写出探究过程的主要步骤：
（2分）
（4）请你设计记录数据的表格。
（2分）
（5）结论：
。
22.给你一支削好的铅笔，请按表格要求完成三个不同的力学实验。
序号
探究内容
探究方法
现象
例
物体受到重力作用
将铅笔举起后松手
铅笔会落向地面
1
2
3
23.在“探究改变滑动摩擦力大小的方法”实验中，小明同学选用了一块带钩的长方体木块（重为G、各个表面粗糙程度一样）、质量相等的几个钩码、弹簧测力计一只.请补全下列步骤中的相应内容：
（1）小明把长方体木块平放在水平桌面上，为了测出滑动摩擦力的大小，他用弹簧测力计水平▲拉动木块运动，记下此时弹簧测力计的示数为F1，则滑动摩擦力的大小等于▲；
（2）接着，他在木块上先后增加二个和四个钩码，重复步骤
（1），分别读出对应的弹簧测力计示数为F2和F3，发现F3>F2>Fl，这说明▲；
（3）取下钩码，他又把该木块侧放在水平桌面上，按步骤
（1）的方法再次读出弹簧测力计的示数，他这样操作是为了研究▲.
24.小陈同学所在的物理兴趣小组，利用所学知识设计了一个简易电子拉力计，图22是其原理图.该装置中电流表的示数可以显示拉力的大小。
他们最初选用的主要器材及其规格是：
A.电池组（能够提供6V恒定不变的电压）
B.电流表（最程为0~0.6A）
C.定值电阻R0（电阻为l0Ω）
D.硬电阻丝R（长度为lcm.总电阻为50Ω，电阻随长度均匀变化；滑片P与R接触良好且摩擦不计）
E.硬质弹簧（导电性能良好，电阻不计；能承受的最大拉力是150N，当拉力小于150N时，其伸长量△l与所受拉力F的关系图线见图23）
（1）该拉力计能够测量出的最大拉力是________N.
（2）为了增大拉力的测量范围，小陈他们又找来了如图24所示的一个定滑轮、一个滑轮组和一个杠杆，另有绕线若干。
①小陈他们已安好定滑轮，请你再选用图24中的滑轮组或杠杆在图25的虚线框中进行适当的连接，并画出拉环的位置，使测力计拉力的铡量范围变为原来的三倍（若需要文字说明，请写在图25下方的空白处）。
⑦在你新设计的拉力计中，电流表表盘上0.3A处应标________N。
25.
（1）请在图8中画出小球重力的示意图。
（2）如图9所示，小磁针在通电螺线管旁静止。
请在图上标出磁感线的方向和小磁针的N极。
（3）请在图10中画出动力F1的力臂l1。
26.如图13是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。
他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示
钩码重G/N
钩码升高高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离S/m
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
请你分析：
（1）比较测力计示数的大小，可知：
使用动滑轮的好处是；
（2）比较测力计拉力的方向，可知：
使用定滑轮的好处是；
（3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：
使用动滑轮；
（4）在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择；
（5）进一步分析实验数据，你还发现什么规律?
（说明分析或计算什么，得到什么结论。
写出一个即可）
27.如图14所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
铜块和木块的大小和形状完全相同，实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动。
（1）比较（甲）、（乙）两图，可得到的结论是
。
（2）图（乙）、（丙）中铜块和木块叠在一起的目的是使相同。
（3）图（甲）中弹簧测力计的读数是N。
若物体不是做匀速运动，而是做加速直线运动，弹簧测力计读数摩擦力；若物体做减速直线运动，弹簧测力计读数摩擦力（填“大于”、“等于”或“小于”）。
（4）实验时，小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零，然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动，则测出的摩擦力实际摩擦力（填“大于”、“等于”或“小于”）。
（5）实际操作时，手拉着弹簧测力计做匀速直线运动是比较难做到的，因而测力计的读数不一定等于摩擦力的大小。
请你提出一个改进的方法，确保测力计的读数等于摩擦力的大小。
你的做法（画图或文字说明）：
。
28.小明同学结“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想，斜面的机械效率跟：
A.斜面的倾斜程度有关；B.斜面的粗糙程度有关；C.斜面的长有关；D.物体受的重力有关.小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计方案并进行了探究，下表反映了他的探究过程.（参看图7，表中①③两次实验所用斜面是相同的，设物体在斜面上做匀速直线运动）
（1）请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据.
（2）通过对比实验①、②数据，可验证猜想（填写字母）
（3）通过对比实验①、③数据，可以得出的探究结论是：
当斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率的值越.
（4）若要验证猜想D，应控制斜面的倾斜程度和不改变.
29.摩擦是一种常见的现象，在运动和生活中起着重要的作用，下面我们用实验来探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”。
实验室提供了下列器材：
A．弹簧测力计；
B．带钩的长方体木块（各个表面粗糙程度均相同）；C．表面平整的长木板；
D．带钩的正方体木块（各个表面粗糙程度均相同）；E．几条毛巾；
F．质量为50g的钩码（共10个）；G．几支园铅笔。
（1）要测摩擦力的大小，应用弹簧测力计水平拉木块做运动，这时拉力与摩擦力。
（2）下表是某同学研究滑动摩擦力得到的数据：
实验次数
接触面
压力
弹簧测力计示数
1
木板面
4N
0.5N
2
木板面
6N
0.75N
3
毛巾面
4N
1.5N
请分析表中数据回答下列问题：
①比较第1、2次实验，可得出的结论是：
；
②比较第1、3次实验，可得出的结论是：
。
（3）因为物体间的接触面积有大小，那么滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有没有关系呢？
请选用上面器材进行实验探究。
你选用的实验器材是：
（选填上面的字母，要求器材最少）。
通过实验探究可知：
在压力相等、接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与接触面积的大小关（选填“有”或“无”）。
30.小明在探究“杠杆的平衡条件”时：
（1）为了便于测量力臂，他先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在_______位置平衡；
（2）下表是小明的实验记录，在这两组数据中，他发现实验序号为_______的一组数据是
错误的。
经检查，结果是测量阻力臂时读错了，阻力臂的实际值应为_______m；通过探究，小明得到杠杆的平衡条件是。
实验序号
动力F1／N
动力臂L1／m
阻力F2／N
阻力臂L2／m
1
2
0．3
l
0．4
2
1
0．4
2
0．2
31.如图12所示，压缩弹簧，弹簧可以将小球弹起。
弹簧将小球弹起的高度与哪些因素有关呢？
（以下所有弹簧被压缩后都未超过其弹性限度）。
（1）小明利用一根弹簧、一个小球和刻度尺进行了三次实验，得出的三组不同数据如表二所示：
表二
次数
1
2
3
弹簧被压缩的长度（cm）
△l1
△l2
△l3
小球被弹起的高度（cm）
h1
h2
h3
图12
由表二可得出的初步结论是：
。
（2）小红猜想：
弹簧将小球弹起的高度可能与被压缩弹簧的材料有关。
她设计的探究方案如下：
①将A、B两根外形完全相同，材料不同的弹簧分别置于水平桌面上；
②将小球置于弹簧A的上端，按下小球，使弹簧被压缩的长度为5cm，松手后小球被弹起，记下小球弹起的高度H1；
③再将同一小球置于弹簧B的上
端，按下小球，使弹簧被压缩的长度为6cm，松手后小球被弹起，记下小球弹起的高度H2；
④比较H1、H2的大小，就可初步得出弹簧将小球弹起的高度是否与被压缩弹簧的材料有关了。
小红探究方案中存在的一个问题是：
。
（3）影响弹簧将小球弹起的高度的因素可能还有（说出一个影响因素即可）；弹簧在生产和生活中有着广泛有应用，请你举出一例
。
四、计算题（共4小题。
）
32.
螺旋常和杠杆连接在一起使用，达到省力的目的.那么螺旋是如何省力的呢?
下面以举重螺旋（千斤顶）为例进行分析.右图为举重螺旋的结构示意图，设螺距为h，螺旋手柄末端到螺旋轴线的距离为L，当螺旋旋转一周时，重物被升高一个螺距.若这个螺旋的机械效率为
，用它将重力为G的物体举起，需要作用在手柄上的动力F为多少?
33.为了锻炼身体，小莉设计了一个电子拉力计，试图用电压表的示数表示出拉力的大小，原理如图13（甲）所示。
其中，电源电压U=12V；电压表的量程为3V；R0=10Ω；R1是一根均匀电阻线（电阻值与长度成正比），总长为10cm，总电阻为50Ω；弹簧右端固定金属片P，并连接拉环，P与R1的左端拉触，当拉环受到拉力作用时，弹簧伸长并带动P在R1上滑动，弹簧伸长的长度△L与所受拉力F的关系如图13（乙）所示，弹簧能承受足够大拉力，其电阻值不计。
（1）该电子拉力计能测量的最大拉力是多少？
（2）为了使电子拉力计能测量的最大拉力达到600N，在保持其它元件不变的情况下，R0应改用多大阻值的电阻？
34.
图23是小刚设计的一个通过简单机械自动拉开开关的装置示意图。
该装置主要由滑轮组、配重C、D以及杠杆AB组成，配重C通过细绳与动滑轮相连，配重C、D分别通过支架固连在杠杆AB两端，支架与杠杆垂直。
杠杆的B端放在水平台面上，杠杆可以绕支点Ｏ在竖直平面内逆时针转动，开关被拉开前，杠杆在水平位置平衡。
已知动滑轮P的质量mP为0.2kg，OA:
OB＝3:
1，配重D的质量mD为1.5kg,作用在D上的竖直向下的压力F为75N，刚好拉开开关所需的拉力T为6Ｎ。
杠杆、支架和细绳的质量均忽略不计，滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，ｇ取10N/kg。
求：
配重C的质量mC等于多少千克，开关刚好能被拉开？
35.
火车道口处设置人工控制的栏杆，图25是栏杆的示意图。
密度和粗细均匀的栏杆全长6m，质量为40kg。
栏杆的重心位于P点，栏杆可绕O点在竖直平面内无摩擦转动。
栏杆的H端通过滑轮组来提升栏杆，其中A、B、D、E、都是定滑轮，C是动滑轮,T为固定在水平地面上的挂钩。
当火车通过岔道口后,管理人员用力F1竖直向下拉绳子,栏杆恰好在水平位置平衡。
管理人员为了减轻自己的工作强度，他在H端下方的绳子上加挂了一个质量为10kg的重物，用力F2以0.2m/s的速度匀速拉动绳子使栏杆逆时针转动45°角时车辆放行。
此时管理人员将绳端固定在挂钩T上。
已知：
F1∶F2＝17∶15；OH=1m,忽略细绳与滑轮的摩擦。
g取10N/kg。
求：
⑴动滑轮C的重力；
⑵F1的大小；
⑶F2的功率；
⑷管理人员用力F2工作时滑轮组的效率（结果保留一位小数）
参考答案（仅供参考）
1
2
3
4
5
AB
C
D
D
C
6.
（1）19.8，总（各1分）
（2）匀速，3（各1分）
（3）不计摩擦及绳重，偏大（各1分）
（4）增大（1分）
7.⑴调节横梁水平；右；右；不要⑵1；偏大
8.要点：
空手走路滑得厉害。
摩擦力与压力大小有关，在接触面粗糙程度相同时，压力越大，摩擦力就越大；雨后在泥路上行走，当挑着重物走路时，人与地面的压力大，摩擦力就大，从而不易打滑，当空手走路时，人与地面的压力较小，摩擦力就小，从而易打滑。
9.0.42820N
10.3.2 图略
11.12；8
12.略
13.由
（1）到
（2）爬楼车以O（B）点为支点，O点到重力C作用线的距离小于它到动力F，作用线的距离，即阻力臂小于动力臂，是省力杠杆，同理，由
（2）到（3）爬楼车以A点为支点，A点到重力C作用线的距离仍然小于它到动力F2作用线的距离，也是省力杠杆.所以整个过程爬楼车都是省力杠杆.
14.
（1）（3分）2个
（2）（3分）动力×动力臂=阻力×阻力臂
15.
16.
如图44所示
17.
如图45所示.
18.要点：
①因为推理的出发点是错误的②同时着地③自己亲身和反复的实验，加上自己正确的理论推导
19.
（1）（二力）平衡（力） 2.8
（2）压力减小（只要合理就给分）
20.
20；F的力臂；G的图示
21.不正确没有保证橡皮泥的多少不变
正比
天平弹簧秤
（1）用天平分别称出它们的质量
（2）用弹簧秤分别称出它们的重力
物体
质量（Kg）
重力（N）
木块甲
铁块乙
橡皮泥丙
22.可以进行以下实验操作：
力的作用是相互的；重力方向竖直向下；力可以改变物体的运动状态；力可以改变物体的形状，惯性实验等。
23.
（1）匀速F1
（2）在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大（3）滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关
24.
（1）（2分）100
（2）（4分）
①见答图5（2分）说明：
若连接的是杠杆，需要标出C的准确位置或作说明，否则只能得1分。
若连接的是滑轮组，其它连接合理的，也给分。
②240（2分）
25.
（1）画对重力示意图的的作用点和方向各给1分，共2分；
（2）画对磁感线方向和N极各给1分，共2分；
（3）画对力臂给2分。
26.
（1）能省力
（2）可以改变力的方向（3）费距离（移动更多距离）
（4）由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组
（5）例如：
①计算动滑轮和定滑轮提起重物所做的功，发现使用动滑轮和定滑轮都不能省功；②计算动滑轮（定滑轮）的机械效率，发现使用动滑轮（定滑轮）的机械效率小于l。
（能说出其中一个给2分。
只说明结论，不说出分析计算什么数据的只给1分）
27.
（1）接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大（2分）
（2）压力大小（2分）
（3）2.2（2分），大于（1分），小于（1分）
（4）小于（2分）
（5）做法如图所示，或用电动机牵引测力计做匀速直线运动（2分，其他方法正确的同样给分）。
28.
（1）①70．6②1．4
（2）B（3）高（4）粗糙程度
29.
（1）匀速直线平
升级会员 