B.F1>F2>F3C.F2>F1=F3
D.F1=F2=F3
2.盘山公路是在高山上修建的公路,弯弯曲曲,如图所示。要研究汽车在它上面运动时的做功和受力情况,物理学中把它抽象为一种模型,此模型是( )
A.杠杆
B.斜面
C.定滑轮
D.动滑轮
3.以下是同学们对机械效率的一些理解,其中正确的是( )
A.越省力的机械,其机械效率一定越高 B.机械效率越高,机械做功一定越快 C.功率越大的机械做功一定越多
D.做有用功越多的机械,机械效率不一定越高
4.如图所示,用完全相同的四个滑轮和两根细绳组成甲、乙两个滑轮组,在各自的自由端分别施加F1和F2的拉力,在相同时间内将相同的重物竖直匀速提升相同的高度(不计绳重、轮重和一切摩擦)。下列说法正确的是( )
A.拉力F1小于拉力F2
B.甲绳子自由端移动速度小于乙绳的 C.甲、乙两滑轮组均属于费力的机械
D.甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离相等 二、填空题
5.在我国古代,简单机械就有了许多巧妙的应用。如图甲所示,护城河上安装的吊桥,在拉起吊桥过程中,滑轮C属于________(选填“定”或“动”)滑轮,吊桥可看作支点为________(选填“A”“B”或“C”)点的杠杆。如图乙所示,用滑轮拉着一重为50N的物体竖直向上匀速运动,利用该滑轮能省________(选填“力”或“功”)。若滑轮重10N,不计绳重及摩擦,拉力F为________N。
6.如图是放在桌面上的一种吸盘式水果削皮器。手摇的部位相当于一种简单的机械______(选填“斜面”或“轮轴”);削皮刀片做得很锋利是为了______压强。
7.如图所示,工人沿斜面用30N的推力把一箱重为60N的货物从斜面底端缓慢匀速推进车厢,斜面高1.2m,机械效率为60%,则此斜面的长度为______m。
8.在建筑工地上,小明同学利用如图所示的装置,用25N的拉力使重为300N的物体A沿着水平地面匀速运动,A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍,不计绳重及滑轮组的摩擦,则动滑轮所受重力______N,该装置的机械效率为______,若增加物体A的重力,仍使物体A匀速运动,则该装置的机械效率将______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
三、实验题
9.如图是小海同学“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______;
10.小金用如图所示的装置研究某斜面的机械效率与木块重力大小之间的关系,实验时控制木块与斜面的粗糙程度都相同,部分实验数据如下表:
实验 次数 斜面倾 角 木块重 G/N 有用功 W有//J 机械 效率η 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 总功W总/J 1 30° 1.0 0.5 0.7 1.0 0.5 0.7 71.4% 2 30° 2.0 0.5 1.4 1.0 1.0 ① 1.4 3 30° 3.0 0.5 2.1 1.0 1.5 2.1 71.4% (1)表中空格①的值是______;
(2)小明分析实验数据得出的初步结论是:在斜面倾角和木块与斜面的粗糙程度不变时,斜面机械效率与木块重力大小无关。对此,你对小明有何建议?______;
(3)为提高测量的准确度,在用弹簧秤测拉力时,需要注意的事项是______(写一条即可)。 四、计算题
11.工人用如图所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定,滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计。若某一次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m,所用的拉力为300N,求:
(1)动滑轮的重力; (2)钢绳自由端移动的距离;
(3)当所运送建材的重为1100N时,工人作用在绳子上的拉力。
12.水平地面上放置重为300N、边长为0.2m正方体物块,如图甲所示。现用斜面将物块由底端匀速拉到顶端,如图乙所示。已知平行于斜面的拉力F为180N,物体移动的距离为5m,升高2m,用时5s。g取10N/kg。求: (1)物块对水平地面的压强; (2)拉力的功率; (3)斜面的机械效率。
五、综合题
13.小芳探索人体内的杠杆,发现脖子里有一根杠杆,将脑袋往后仰时,颈关节相当于杠杆的支点,如图是她画的简化图,帮助人把脑袋往后仰的输出力、脖子后面的肌肉提供的输入力如图所示。
(1)请在如图中画出输入力的力臂;( )
(2)小明认为:杠杆在小芳画的输入力和输出力的作用下,该杠杆不能平衡。若要平衡,输出力必须如图所示那样换为杠杆受到的阻力。你觉得________(选填“小芳”或“小明”)的杠杆在如图所示两个力作用下能平衡;
(3)在上述正确的杠杆平衡图中,根据公式________,可判断输入力________输出力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
拔高检测(限时30min)
一、单选题
1.甲装置中,空吊篮A重25N,B处绳子承受的拉力足够大,C处绳子承受的最大拉力为100N。小壮将A提升到高处,施加拉力F随时间变化关系如图乙,A上升速度随时间变化关系如图丙。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是( )
A.动滑轮所受的重力为15N
B.在1~2s内克服滑轮重做的额外功为30J C.此装置最多能匀速运载160N重的货物 D.此装置运载货物最高机械效率为92.5%
2.如图所示,物体在沿斜面向上的拉力作用下,从斜面底端匀速拉到斜面顶端,已知斜面高为h,斜面长为s,且s=3h,物体所受重力为G,斜面的机械效率为50%,若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示,则( )
A.F=
2GG f=
63B.F=
2G2G f=
33C.F=
2GG f=
33D.F=
GG f=
623.如图所示是使用不同机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力F最大的是( )
A. B. C. D.
4.如图所示,斜面长 10 m,高 4 m,用沿斜面方向的推力 F,将一个质量为 50 kg 的货物由斜面底端匀速推到顶端,运动过程中摩擦力做功 500 J,下列说法正确的是( )
A.机械效率为 75% C.摩擦力为 50 N 二、填空题
5.如图中所小,框内是由n个相同的滑轮安装成的滑轮组,利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,不计绳重和摩擦,则滑轮组中动滑轮重______N,拉力的功率为______W,该滑轮组的机械效率为______%。
B.F=300 N
D.推力做的总功为 3000 J
6.斜面是一种简单机械,它在生活中的应用非常广泛。如图所示,将一箱重为600N的货物从2.4m长的固定斜面匀速拉到高为1.2m的货车上,所用拉力F=400N,则该物体受到斜面的摩擦力是________N。
7.建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G=900N,不计绳重和摩擦,当绳子自由端的拉力F=400N时,可将重物匀速提升2m。在此过程中,拉力F做功_______J,滑轮组的机械效率为_______;若将该滑轮组的机械效率提高5%,需要用此滑轮组提升_______N的重物。
8.质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼。已知工人在1min内将货匀速提高6m,作用在钢绳的力为400N,滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示(机械中摩擦和绳重均不计)作用在钢绳上的拉力的功率为__________W,动滑轮的重力为_________N,提起货物的最大重力为_________N。
三、实验题
9.同学们为了探究“使用动滑轮的省、费力情况”,装置如图甲所示。实验过程中,晓彤多次改变所挂钩码的个数,分别记下每次所挂钩码的重力及对应的弹簧测力计示数,并将所测得数据填写在表格中:
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 所挂钩码重G/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 弹簧测力计示数F/N 0.8 1.0 1.3 1.5 1.8 2.0 2.3 2.5 动滑轮重G0/N 1.0 (1)晓彤使用动滑轮提升钩码的过程中的注意事项是______;
(2)用同一动滑轮匀速提升同一重物,若采用如图乙、丙所示的两种提升方法,则F1______F2;(选填“>”、“<”或“=”)
(3)分析实验数据,在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下,可以得出弹簧测力计的示数F与钩码的重力G以及动滑轮的重力G0的关系式为______;
(4)在分析数据时,晓彤画出了G0、G、F与实验次数的图像,请你根据图像写出晓彤探究的结论。( )
10.疯狂物理实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,装置如图19所示。
实验次数物理量 1 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4 绳端移动距离s/m 机械效率 0.3 0.4 74.1% 62.5%
(1)实验中应沿竖直方向缓慢__________拉动弹簧测力计,使钩码上升;
(2)小组同学用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为:绳端移动距离s__________m,机械效率__________%;
(3)如采用图丙装置,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丁的图像,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__________(选填“越高”、“不变”或“越低”);分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力为__________N(忽略绳重和摩擦)。
(4)若每个滑轮的质量为100g,则第二次实验中克服摩擦做的额外功为__________J。(不计绳重)
(5)如图丙所示,将滑轮组换一种绕绳方法,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率变小,试着分析原因__________。
(6)物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA,用于比较不同机械的省力程度。现用图甲所示滑轮组匀速提升重物,不计绳重和摩擦。则下列描述滑轮组的机械效率与机械效益MA、机械效益MA与物体重力G的关系图线中,可能正确的是__________。
A. B. C. D.
(7)某同学在实验中损坏了弹簧测力计,无法测量钩码重力为8N时的机械效率,他认为
可以利用现有的实验数据计算出动滑轮的重力,再利用G物就可以计算出钩码重
G物G动力为8N时的机械效率,他的想法是__________的(选填“正确”或“错误”)。 四、计算题
11.如图,用滑轮组将重为100N的重物匀速提升2m时,绳端的拉力为40N,动滑轮的质量为1kg,g取10N/kg。计算: (1)提升重物做的有用功; (2)滑轮组的机械效率; (3)克服摩擦和绳重所做的功。
12.小喻用如图所示的均匀杠杆OB将重为15N的货物匀速提升0.1m。经测量AB=2m,OA=0.4m,小喻所用拉力F=4N,且方向始终竖直向上。求: (1)小喻做的有用功是多少?
(2)小喻所用的杠杆的机械效率是多少?
(3)若杠杆的重心处于OB的中点,忽略转轴O处的摩擦,杠杆的自重是多少?
五、综合题
13.关于人身上的杠杆
人身上有206块骨头,其中有许多起着杠杆作用,当然这些起杠杆作用的骨头不可能自动
地绕支点转动,必须受到动力的作用,这种动力来自附着在它上面的肌肉.
人前臂的动作最容易看清是个杠杆了,它的支点在肘关节.当肱二头肌收缩、肱三头肌松弛时,前臂向上转,引起曲肘动作(如图甲所示);而当肱三头肌收缩、肱;头肌松弛时,前臂向下转,引起伸肘动作.
如图乙是跑动时腿部肌肉示意图,当右腿向前跨步时,是右腿的髂腰肌收缩、臀大肌松弛,使右大腿抬起;股四头肌松弛,股二头肌收缩,使右膝弯曲,这时候,左腿由于它的髂腰肌松弛,臀大肌收缩,股四头肌收缩,股二头肌松弛,而伸直. 图丙是人踮脚时肌肉的示意图,踮脚时主要靠腓肠肌收缩.
(1)画出人的前臂在图甲时的杠杆示意图来,标出支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂.( )
(2)人的前臂在曲肘时是省力杠杆还是费力杠杆____?这种结构有什么好处____? (3)人踮着脚时也可以看作是杠杆,这时,脚可以看作是省力杠杆还是费力杠杆呢____? (4)除了文章中介绍的人身上的杠杆外,你还能举出人体上一个杠杆的例子吗____?请试试看.