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文檔簡介
1、九年級物理簡單機械和功強化練習(xí)一選擇題(共20小題)1如圖所示,可繞o點轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿,在d點掛一個重為g的物體m,用一把彈簧測力計依次在a,b,c三點沿圓o相切的方向用力拉,都使杠桿在水平位置平衡,讀出三次的示數(shù)分別為f1、f2、f3,它們的大小關(guān)系是()af1f2f3gbf1f2f3gcf1=f2=f3=gdf1f2=f3=g2如圖所示,粗細(xì)均勻的直尺ab,將點o支起,在b端放一支蠟燭,在ao的點c放兩支與b端完全相同的蠟燭,如果將三支蠟燭同時點燃,它們的燃燒速度相同那在在蠟燭的燃燒過程,直尺ab將()a蠟燭燃燒過程a將逐漸上升b始終保持平衡c不能保持平衡,待兩邊蠟燭燃燒完了以后,才能恢復(fù)
2、平衡d蠟燭燃燒過程b端將逐漸上升3如圖所示杠桿上分別站著大人和小孩(g大人g小孩)且在水平位置平衡,杠桿自重不計如果兩人同時以大小相等的速度向支點移動則杠桿將()a仍能平衡b不能平衡,大人那端下沉c不能平衡,小孩那端下沉d條件不夠,無法判斷4 f的方向始終豎直向上,在勻速提升重物g的過程()af大小不變bf逐漸變大cf逐漸變小df先逐漸變小后逐漸變大5如圖所示,均勻細(xì)桿oa長為l,可以繞o點在豎直平面內(nèi)自由移動,在o點正上方距離同樣是l的p處固定一定滑輪,細(xì)繩通過定滑輪與細(xì)桿的另一端a相連,并將細(xì)桿a端繞o點從水平位置緩慢勻速向上拉起已知繩上拉力為f1,當(dāng)拉至細(xì)桿與水平面夾角為30°
3、時,繩上拉力為f2,在此過程(不考慮繩重及摩擦),下列判斷正確的是()a拉力f的大小保持不變b細(xì)桿重力的力臂逐漸減小cf1與f2兩力之比為1:df1與f2兩力之比為:16某商店有一不等臂天平(砝碼準(zhǔn)確),一顧客要買2kg白糖,營業(yè)員先在左盤放一包白糖右盤加1kg砝碼,待天平平衡后;接著又在右盤放一包白糖左盤加1kg砝碼,待天平平衡后然后把兩包白糖交給顧客則兩包白糖的總質(zhì)量()a等于2kgb小于2kgc大于2kgd無法知道7古代護(hù)城河上安裝的吊橋可以看成一個以o為支點的杠桿,如圖所示一個人通過定滑輪用力將吊橋由圖示位置緩慢拉至豎直位置,若用l表示繩對橋板的拉力f的力臂,則關(guān)于此過程l的變化以及乘
4、積fl的變化情況,下列說法正確的是()al始終在增加,fl始終在增加bl始終在增加,fl始終在減小cl先增加后減小,fl始終在減小dl先減小后增加,fl先減小后增加8如圖,重力不計的一木板ac可繞o點無摩擦轉(zhuǎn)動,木板ac長9m,在a端掛一邊長為50cm的正方體p,一臺電動車由b點向c點運動當(dāng)車在起點b時,p對地面的壓強為4500pa,且oa=2m,ob=15m若車的質(zhì)量為50kg,g取10n/kg,則()a若車由b點以03m/s的速度向右運動且保持木板靜止,車最多可以運動20sb木板保持靜止情況下,車由b點向右最多可以運動7mc若車由b點向右運動25m,p對地面的壓強為2000pad物體p重1
5、200n9小明利用如圖所示裝置沿水平方向勻速拉動一個重300n的物體,物體受到的摩擦力是120n,如果該裝置的效率為80%,則作用在繩端的拉力f的大小是()a50nb60nc80nd120n10如圖所示,在水平拉力f的作用下,物體a勻速向右滑動時,彈簧秤示數(shù)為10n,不計滑輪重及滑輪與繩之間摩擦,則水平拉力f和物體a與水平面之間的摩擦力f的大小分別是()af=20n,f=20nbf=10n,f=20ncf=20n,f=10ndf=10n,f=10n11如圖所示,用三種方法拉動同一物體在相同的水平地面上做勻速直線運動,使物體以相等速度移動相同的距離所用拉力分別是f1、f2、f3,這三個力的作用點
6、移動距離分別是s1、s2、s3,移動速度分別為v1、v2、v3,不計滑輪摩擦,則()af1:f2:f3=2:1:4 s1:s2:s3=2:1:4bf1:f2:f3=2:1:4 s1:s2:s3=2:4:1cf1:f2:f3=2:4:1 v1:v2:v3=2:1:4df1:f2:f3=2:1:4 v1:v2:v3=2:4:112如圖所示,通過動滑輪勻速提起重物g時,向三個方向拉動的力分別為f1、f2、f3,則這三個力大小關(guān)系是()af1最大bf2最大cf3最大d一樣大13如圖所示,工人用動滑輪把重物勻速提升到一定高度,重物的重力為g物,動滑輪的重力為g動,此裝置的機械效率為,不計繩重和摩擦則下列
7、表達(dá)式不能表示工人所用拉力的大小是()abcd14如圖所示,物體重為g,(滑輪重及摩擦均不計)欲將重物提起,拉力f為()abcd15如圖所示,吊籃的重力為400n,動滑輪總重力為50n,定滑輪總重力為40n,人的重力為600n,不計繩重與摩擦,人在吊籃里拉著繩子不動時需用力()a218nb220nc210nd236n 16如圖是某運動員在水平地面上做俯臥撐時的情景,她的重心在a點,體重為500n,設(shè)地面對兩個手掌的支持力為f,在運動員身體撐起的過程()a支持力f一定不做功b支持力f一定做功c支持力f=500nd支持力f500n17 2012年的體育考試已經(jīng)開始,小黃同學(xué)選擇擲實心球作為自己的考
8、試項目,在考試過程他用50n的力把重為20n實心球扔到10米遠(yuǎn)的地方,球又在地上滾了5米停下,請問整個過程小黃對實心球做的功為多少焦耳?()a500jb750jc0jd條件不足,無法計算18分析比較圖各圖所示的情景,下列說法正確的是()a圖甲,分別沿左右兩光滑斜面將同一物體從低端勻速拉到頂端,力f1、f2做的功一樣多b圖乙,分別將同一物體提升相同高度,力f1做功少c圖丙,用同樣大小的力使a、b水平移動相同的距離,力f1做功少d圖丁,用力使a、b水平勻速移動相同的距離,力f1做的功多19如圖所示,小宇同學(xué)用一個距離手3m高的定滑輪拉住100n的物體,他手拉繩子從滑輪正下方沿水平方向移動4m,如圖
9、所示,若不計繩重和摩擦,他至少做了多少功?()a200jb300jc400jd500j20用兩個相同的滑輪組成的滑輪組固定在天花板上,如圖所示,當(dāng)勻速提升物體時,繩子自由端的拉力f=20n,物體移動的速度為01m/s,每個滑輪重10n,忽略繩重和摩擦,下列說法正確的是()a繩子自由端移動的速度為03m/sb物體的重力為40nc該滑輪組的機械效率為6667%d拉力f的功率為2w二填空題(共2小題)21如圖所示,將一個重為10n的木塊沿傾角為30°斜面勻速向上拉至頂端,拉力為8n,斜面高5m,拉力做功為_ j,木塊所受的摩擦力為_n22如圖,質(zhì)量分布均勻的長方體磚,平放在水平地面上,第一
10、次用豎直向上的力f1只作用于ab的點,第二次用豎直向上的力f2作用于bc的點,都使它們在豎直方向上慢慢向上移動h(habbc),則在上述過程f1所做的功_ f2所做的功(/=)若該磚質(zhì)量為08kg、體積為1dm3,將其投入足量的水,靜止后該磚所受浮力為_n三計算題(共2小題)23如圖所示,將邊長為10cm的正方體合金塊,用細(xì)繩掛在輕質(zhì)杠桿的a點處,在b點施加力f1=30n時,杠桿在水平位置平衡,合金塊對水平地面的壓強恰好為0撤去f1,在b點施加力f2時,合金塊對地面的壓強為12×103pa(ob=3oa,g取10n/kg)(1)畫出f2的力臂(2)求合金塊的質(zhì)量(3)求f2的大小24
11、一根2m長的粗細(xì)不均勻的,若支點在距細(xì)端15m處木棒恰好平衡,若在距粗端15m支持它,則要在細(xì)端加100n的力求:(1)木棒重心的位置距粗端多少?(2)木棒重多少?四解答題(共6小題)25如圖所示,工人用滑輪組吊起質(zhì)量為40kg的箱子,工人施加的拉力為250n,箱子10s內(nèi)被勻速豎直提升了 2m,不計繩重和摩擦,取g=10n/kg求:(1)箱子受到的重力;(2)動滑輪的重力;(3)工人所施加拉力的速度26如圖,小女孩質(zhì)量50kg,腳與地的接觸面積為400cm2,ab=ob,小女孩將邊長為01m,密度為8×103kg/m3的正方體在20s內(nèi)勻速提高了02m,(不計杠桿重、滑輪重和摩擦,
12、g取10牛/千克)求:(1)小女孩所用拉力是多少?(2)繩子自由端移動的距離是多少?(3)小女孩拉動繩子的過程,對地面的壓強是多少?27一根金屬棒ab置于水平地面上,今通過彈簧測力計豎直地將棒的右端b緩慢拉起,如圖甲所示,在此過程,彈簧測力計對棒所做的功w與b端離開地面的高度x的關(guān)系如圖乙所示,請根據(jù)圖象解答下列問題(1)該金屬棒的長度l=_m;(2)在b端拉起的過程,當(dāng)x1=06m時,測力計的示數(shù)為f1=_n;當(dāng)x2=16m時,測力計的示數(shù)f2=_n(3)求金屬棒的重心到a端的距離d28現(xiàn)有30包大米其總質(zhì)量為150kg,小明想盡快將它們搬上10m高處的庫房如圖為小明可以提供的用于搬動物體的
13、功率與被搬運物體質(zhì)量之間的關(guān)系圖象由圖可知他可以提供的最大功率為_w;他1分鐘最多可做_焦的功;為了盡可能快地將大米搬上庫房,他每次應(yīng)搬_包若每次下樓時間是上樓時間的一半,則他最快完成搬運任務(wù)并返回原地所用的時間_s(g=10n/kg)29某工人用如圖所示的裝置把一重為1200n的箱子從斜面底端勻速拉到頂端用時10秒,已知斜面長6m、高2m,此裝置的機械效率為80%(滑輪重、繩重、滑輪與繩之間的摩擦均不計)求:(1)拉力f;(2)拉力f做功的功率;(3)箱子和斜面間的摩擦力30如圖所示,小機車通過滑輪組提升重物,機車的最大輸出功率為10k 重物重3500n,動滑輪重500n機車所受摩擦阻力不計
14、,繩重及滑輪轉(zhuǎn)動時摩擦忽略不計(1)滑輪組的機械效率是多少?(2)若要求重物以1m/s勻速提升,則機車能提升重物的最大重量為多少?參考答案與解析一選擇題(共20小題)1(2015漳州)如圖所示,可繞o點轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿,在d點掛一個重為g的物體m,用一把彈簧測力計依次在a,b,c三點沿圓o相切的方向用力拉,都使杠桿在水平位置平衡,讀出三次的示數(shù)分別為f1、f2、f3,它們的大小關(guān)系是()af1f2f3gbf1f2f3gcf1=f2=f3=gdf1f2=f3=g【分析】利用杠桿平衡條件分析,當(dāng)阻力和阻力臂不變時,如果動力臂不變,只改動用力方向,其動力不變,據(jù)此分析解答【解答】解:設(shè)拉力的力臂為l,
15、則由題意可知,當(dāng)杠桿在水平位置平衡時:g×od=f×l由此可得:f=因為g,od不變,od=l=r,故f=g,由于f1、f2、f3的力臂都為圓的半徑,相等,故f1=f2=f3=g故選:c【點評】此題主要考查學(xué)生對于杠桿平衡問題的分析能力,此題關(guān)鍵是力臂的確定2(2016棗莊校級自主招生)如圖所示,粗細(xì)均勻的直尺ab,將點o支起,在b端放一支蠟燭,在ao的點c放兩支與b端完全相同的蠟燭,如果將三支蠟燭同時點燃,它們的燃燒速度相同那在在蠟燭的燃燒過程,直尺ab將()a蠟燭燃燒過程a將逐漸上升b始終保持平衡c不能保持平衡,待兩邊蠟燭燃燒完了以后,才能恢復(fù)平衡d蠟燭燃燒過程b端將逐
16、漸上升【分析】在本題由于蠟燭對直尺的重力作用,故而構(gòu)成了一個杠桿:蠟燭對直尺的作用力等于蠟燭的重力,由于杠桿是在水平方向平衡,故而力臂的長度則等于蠟燭距離o點的距離,然后結(jié)合杠桿平衡的條件可以求解【解答】解:設(shè)一只蠟燭的質(zhì)量為m,直尺長度為l,2m×l=m×l,直尺在水平位置平衡;三支蠟燭同時點燃,并且燃燒速度相同,三支蠟燭因燃燒減少的質(zhì)量m相同,2(mm)×l=(mm)×l,在燃燒過程直尺仍能平衡故選b【點評】本題考查了杠桿的平衡條件的應(yīng)用,注意到燃燒的速度相等反應(yīng)出的蠟燭的質(zhì)量減少的速度以及能得出燃燒過程直尺兩邊力和力臂的乘積都相等是本題的關(guān)鍵3(2
17、016蘇州模擬)如圖所示杠桿上分別站著大人和小孩(g大人g小孩)且在水平位置平衡,杠桿自重不計如果兩人同時以大小相等的速度向支點移動則杠桿將()a仍能平衡b不能平衡,大人那端下沉c不能平衡,小孩那端下沉d條件不夠,無法判斷【分析】本題重點在于分析移動兩人相對于支點的力臂變化,通過比較可以得出杠桿的移動方向【解答】解:開始時杠桿在水平位置平衡,大人的力臂小于小孩的力臂;當(dāng)運動時,兩人速度相同,則在相同時間內(nèi)移動的距離相同,大人的力矩減少的快,則大人力臂會小于小孩力臂,根據(jù)杠桿平衡的條件可以判斷出杠桿向小孩那端下沉故選c【點評】本解法通過比較力臂的減少量求出運動后的力臂,解答起更容易一些,做題時一
18、定不能形成思維定勢,只想著比較后的力臂4(2015新泰市校級模擬)f的方向始終豎直向上,在勻速提升重物g的過程()af大小不變bf逐漸變大cf逐漸變小df先逐漸變小后逐漸變大【分析】畫出動力臂和阻力臂,根據(jù)三角形的相似關(guān)系找出它們之間的關(guān)系,利用杠桿平衡原理分析得出答案【解答】解:如圖,動力臂為lob,阻力臂為lod,ocdoab,lob:lod=loa:loc=2:1,勻速提升重物,杠桿勻速轉(zhuǎn)動,杠桿平衡,flob=glod,即:拉力f為物重的,大小不變故選a【點評】本題考查了學(xué)生對杠桿平衡條件的掌握和運用,能找出動力臂和阻力臂的大小關(guān)系是本題的突破點5(2014包頭)如圖所示,均勻細(xì)桿oa
19、長為l,可以繞o點在豎直平面內(nèi)自由移動,在o點正上方距離同樣是l的p處固定一定滑輪,細(xì)繩通過定滑輪與細(xì)桿的另一端a相連,并將細(xì)桿a端繞o點從水平位置緩慢勻速向上拉起已知繩上拉力為f1,當(dāng)拉至細(xì)桿與水平面夾角為30°時,繩上拉力為f2,在此過程(不考慮繩重及摩擦),下列判斷正確的是()a拉力f的大小保持不變b細(xì)桿重力的力臂逐漸減小cf1與f2兩力之比為1:df1與f2兩力之比為:1【分析】找出杠桿即將離開水平位置和把吊橋拉起到與水平面的夾角為30°時的動力臂和阻力臂,然后結(jié)合利用杠桿的平衡條件分別求出f1、f2的大小【解答】解:(1)細(xì)桿處于水平位置時,如右上圖,pao和pc
20、o都為等腰直角三角形,oc=pc,po=oa=l,ob=l;(pc)2+(oc)2=(po)2,oc=l,杠桿平衡,f1×oc=g×ob,f1=g,(2)當(dāng)拉至細(xì)桿與水平面夾角為30°時,繩上拉力為f2,由于poa=90°30°=60°,oa=op=l,如右下圖,則pao為等邊三角形,ap=oa=l,ac=l,(ac)2+(oc)2=(oa)2,即(l)2+(oc)2=l2,oc=l,在bob,bob=30°,bb=ob=×l=l,(ob)2+(bb)2=(ob)2,ob=l,obob,細(xì)桿重力的力臂逐漸減小,故b
21、正確;杠桿平衡,f2×oc=g×ob,f2=g,f1f2,故a錯誤;則f1:f2=g:g=:1,故c錯誤,d正確故選:bd【點評】本題考查考了杠桿平衡條件的應(yīng)用,分析題意畫出兩種情況下的杠桿示意圖是本題的關(guān)鍵,數(shù)學(xué)是基礎(chǔ)!6(2016棗莊校級自主招生)某商店有一不等臂天平(砝碼準(zhǔn)確),一顧客要買2kg白糖,營業(yè)員先在左盤放一包白糖右盤加1kg砝碼,待天平平衡后;接著又在右盤放一包白糖左盤加1kg砝碼,待天平平衡后然后把兩包白糖交給顧客則兩包白糖的總質(zhì)量()a等于2kgb小于2kgc大于2kgd無法知道【分析】此題要根據(jù)天平的有關(guān)知識解答,即在此題天平的臂長不等,這是此題的關(guān)
22、鍵行分析【解答】解:由于天平的兩臂不相等,故可設(shè)天平左臂長為a,右臂長為b(不妨設(shè)ab),先稱得的白糖的實際質(zhì)量為m1,后稱得的白糖的實際質(zhì)量為m2由杠桿的平衡原理:am1=b×1,bm2=a×1,解得m2=,m1=則m2+m1=+因為(m1+m2)2=+2=0又因為ab,所以(m1+m2)20,即m1+m22這樣可知稱出的白糖質(zhì)量大于2kg故選c【點評】此題學(xué)生要利用物理知識求解,所以學(xué)生平時在學(xué)習(xí)時要各科融匯貫通,同時體現(xiàn)了物理與數(shù)學(xué)的聯(lián)系7(2005海淀區(qū))古代護(hù)城河上安裝的吊橋可以看成一個以o為支點的杠桿,如圖所示一個人通過定滑輪用力將吊橋由圖示位置緩慢拉至豎直位置
23、,若用l表示繩對橋板的拉力f的力臂,則關(guān)于此過程l的變化以及乘積fl的變化情況,下列說法正確的是()al始終在增加,fl始終在增加bl始終在增加,fl始終在減小cl先增加后減小,fl始終在減小dl先減小后增加,fl先減小后增加【分析】知道支點后,找出動力臂和阻力臂,由圖可知,吊橋升起過程,重力(阻力)不變,阻力臂一直減小,而動力臂先大后小,根據(jù)杠桿的平衡條件分析解答【解答】解:當(dāng)?shù)鯓虮坏跗鸬倪^程,如圖虛線位置(1)所示,吊橋重力的力臂l在減小,重力不變,則gl在減??;一開始動力臂小于橋長,當(dāng)橋與繩垂直時,動力臂最大,隨后動力臂又變小,即拉力的力臂線變大后變小,根據(jù)杠桿的平衡條件:fl=gl可知
24、,fl在減小故選c【點評】對于動態(tài)變化的杠桿問題(如本題),可以取變化過程的幾個特殊狀態(tài)進(jìn)行分析比較,從而得出結(jié)論8(2015通州區(qū)一模)如圖,重力不計的一木板ac可繞o點無摩擦轉(zhuǎn)動,木板ac長9m,在a端掛一邊長為50cm的正方體p,一臺電動車由b點向c點運動當(dāng)車在起點b時,p對地面的壓強為4500pa,且oa=2m,ob=15m若車的質(zhì)量為50kg,g取10n/kg,則()a若車由b點以03m/s的速度向右運動且保持木板靜止,車最多可以運動20sb木板保持靜止情況下,車由b點向右最多可以運動7mc若車由b點向右運動25m,p對地面的壓強為2000pad物體p重1200n【分析】首先利用g=
25、mg求出物體p的重力,物體p對木板的壓力與物體p的重力相等;根據(jù)杠桿平衡條件求出當(dāng)車在起點b時物體p對a點的拉力;利用f=ps求出物體p對地面的壓力,由于物體p處于靜止,根據(jù)合力為零求出物體p的重力;車由b點向右移動的最大距離時,要木板保持靜止情況下,即此時物體p對a點的拉力與物體p的重力相等,利用杠桿平衡條件求出向右移動的最大距離;利用t=求出車此時可以運動的時間;若車由b點向右運動25m,先利用杠桿平衡條件求出a點受到的拉力,再合力為零求出物體p對地面的壓力,利用p=求壓強【解答】解:由于木板處于水平平衡狀態(tài),則車對木板的壓力f1=g車=m車g=50kg×10n/kg=500n;
26、當(dāng)車在起點b時,由杠桿平衡條件f1l1=f2l2得:fa×oa=f車×ob,物體p對a點的拉力fa=375n;由于物體p對地面的壓強為4500pa,受力面積為s=50cm×50cm=2500cm2=025m2;根據(jù)p=得:壓力為f=ps=4500pa×025m2=1125n;由于壓力f=gfa,則物體p的重力為g=f+fa=1125n+375n=1500n,故d錯誤;若車由b點向右運動25m,則ob=15m+25m=4m,由杠桿平衡條件f1l1=f2l2得:fa×oa=f車×ob,物體p對a點的拉力fa=1000n;則此時的壓力f=g
27、fa=1500n1000n=500n,壓強p=2000pa,故c正確;車由b點向右移動的最大位置b時,木板仍保持靜止情況下,即此時物體p對a點的拉力與物體p的重力相等;由杠桿平衡條件f1l1=f2l2得:gp×oa=f車×ob,則ob=6m,則車由b點向右最多可以運動的距離為s=obob=6m15m=45m;故b錯誤;當(dāng)若車由b點以03m/s的速度向右運動且保持木板靜止,由v=得:車的運動時間為t=15s,故a錯誤故選c【點評】本題考查學(xué)生對杠桿平衡條件和壓強公式的理解和運用;應(yīng)用杠桿平衡條件與壓強公式即可正確解題9(2016新泰市模擬)小明利用如圖所示裝置沿水平方向勻速拉
28、動一個重300n的物體,物體受到的摩擦力是12on,如果該裝置的效率為80%,則作用在繩端的拉力f的大小是()a50nb60nc80nd120n【分析】當(dāng)滑輪組水平使用時,克服摩擦力做的功為有用功,拉力做的功為總功;已知裝置的機械效率、摩擦力和作用在動滑輪上繩子的段數(shù),根據(jù)=的變形公式即可求出作用在繩端的拉力【解答】解:根據(jù)圖示可知,作用在動滑輪上繩子的段數(shù)為3;由=可得,作用在繩端的拉力:f=50n故選a【點評】本題考查拉力的計算,關(guān)鍵知道克服摩擦力做的功為有用功,拉力做的功為總功,同時會對滑輪組機械效率的公式進(jìn)行靈活變形10(2012淄博模擬)如圖所示,在水平拉力f的作用下,物體a勻速向右
29、滑動時,彈簧秤示數(shù)為10n,不計滑輪重及滑輪與繩之間摩擦,則水平拉力f和物體a與水平面之間的摩擦力f的大小分別是()af=20n,f=20nbf=10n,f=20ncf=20n,f=10ndf=10n,f=10n【分析】本題為動滑輪的使用,繩子兩端的力的和等于軸的力,再由二力平衡的條件分析【解答】解:圖實質(zhì)是一個動滑輪,繩子兩端的力相等,都為10n,軸上的力f等于繩子兩端的力的和為20n;物體勻速運動,則繩子對物體的拉力和地面對物體的摩擦力是一對平衡力,大小相等故選c【點評】本題考查了動滑輪的特點和二力平衡的條件的應(yīng)用注意不要機械地應(yīng)用動滑輪省一半力11(2012烏蘭察布)如圖所示,用三種方法
30、拉動同一物體在相同的水平地面上做勻速直線運動,使物體以相等速度移動相同的距離所用拉力分別是f1、f2、f3,這三個力的作用點移動距離分別是s1、s2、s3,移動速度分別為v1、v2、v3,不計滑輪摩擦,則()af1:f2:f3=2:1:4 s1:s2:s3=2:1:4bf1:f2:f3=2:1:4 s1:s2:s3=2:4:1cf1:f2:f3=2:4:1 v1:v2:v3=2:1:4df1:f2:f3=2:1:4 v1:v2:v3=2:4:1【分析】(1)物體在水平方向上做勻速直線運動,根據(jù)二力平衡的條件可知物體所受的拉力等于物體受到的摩擦力,然后根據(jù)定滑輪和動滑輪的工作特點,分別求出f1、
31、f2、f3,即可比較其大小(2)根據(jù)動滑輪和定滑輪的特點判斷出速度和距離的關(guān)系【解答】解:由圖可見,本題三個滑輪都是克服摩擦力做功,假設(shè)物體與水平面的摩擦力f,物體移動的速度為v0,運動的時間為t,則對這三個圖分析可得:(1)甲圖:滑輪為定滑輪,因為定滑輪相當(dāng)于一個等臂杠桿,不能省力,所以根據(jù)二力平衡,此時拉力f1=f;拉力的作用點移動的速度v1=v0,作用點移動的距離s1=v0t(2)乙圖:滑輪為動滑輪,因為動滑輪相當(dāng)于一個動力臂是阻力臂2倍的杠桿,省一半的力,所以根據(jù)二力平衡,此時拉力f2=f;但是費2倍的距離,拉力的作用點移動的速度v2=2v0,作用點移動的距離s2=2v0t(3)丙圖:
32、滑輪為動滑輪,拉力的作用點在動滑輪的軸上,因此是個費力杠桿,費2倍的力,省2倍的距離,因此f3=2f,拉力的作用點移動的速度v3=v0,作用點移動的距離s3=v0t綜上分析可知:f1:f2:f3=f:f:2f=2:1:4;v1:v2:v3=v0:2v0:v0=2:4:1;s1:s2:s3=v0t:2v0t:v0t=2:4:1故選bd【點評】此題考查的知識點是滑輪組繩子拉力的計算以及拉力作用點移動的速度和距離,解答此題的關(guān)鍵是首先分清定滑輪和動滑輪,然后再根據(jù)其工作特點作出判斷12(2015春江夏區(qū)期末)如圖所示,通過動滑輪勻速提起重物g時,向三個方向拉動的力分別為f1、f2、f3,則這三個力大
33、小關(guān)系是()af1最大bf2最大cf3最大d一樣大【分析】找出支點,分析三個力的力臂的大小后,由杠桿平衡條件分析【解答】解:固定繩子的一端與動滑輪接觸的地方為支點,各力臂如下:可知,f1的力臂為直徑,力臂最大,f2的力臂較大,f3的力臂最小,由杠桿平衡條件知,當(dāng)阻力與阻力的力臂的乘積一定時,動力臂越大,動力越小故三個力的關(guān)系為:f1f2f3故選c【點評】本題考查了動滑輪的特點,由題可知,在使用動滑輪時,只有當(dāng)豎直向上拉繩子時,拉力才是物重的一半13(2013武昌區(qū)校級模擬)如圖所示,工人用動滑輪把重物勻速提升到一定高度,重物的重力為g物,動滑輪的重力為g動,此裝置的機械效率為,不計繩重和摩擦則
34、下列表達(dá)式不能表示工人所用拉力的大小是()abcd【分析】由圖知使用動滑輪時承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2,設(shè)物體升高的高度h,可求繩子自由端通過的距離s,拉力f的大小有多種解法:不計繩重和摩擦,拉力的大小f=(g物+g動);提升重物做的功為有用功w=gh,拉力做的功為總功w=fs,機械效率等于有用功與總功的比值,根據(jù)機械效率公式可求拉力的大?。磺蟪隽擞杏霉?,知道動滑輪的重和提升的高度,可以求出額外功,進(jìn)而求出總功(總功等于有用功加上額外功),再根據(jù)w=fs求拉力大小【解答】解:不計摩擦和繩重,由兩股繩子承擔(dān)物體和動滑輪的總重,f=(g物+g動),故a正確,不符合題意;設(shè)物體升高的高度h,可求繩子自
35、由端通過的距離s=2h,提升重物做的功為有用功:w有=g物h,=,拉力做的功為總功:w總=,又w總=fs,拉力的大小:f=,故b正確,不符合題意;使用動滑輪做的額外功:w額=g動h,s=2h,w有=w總w額=fsg動h,=,拉力的大?。篺=,故c正確,不符合題意;根據(jù)c結(jié)果反推導(dǎo),發(fā)現(xiàn)=,不符合機械效率的定義,故d錯,符合題意故選d【點評】本題提供了使用滑輪組時三種計算拉力大小的方法,注意條件:不計繩重和摩擦14(2012春金堂縣校級期末)如圖所示,物體重為g,(滑輪重及摩擦均不計)欲將重物提起,拉力f為()abcd【分析】動滑輪省一半的力,是因為動滑輪有兩段繩子在拉重物,所以用的拉力就是重力
36、的二分之一故先對上面動滑輪分析得出作用在該滑輪下的作用力,然后同理對下面動滑輪進(jìn)行受力分析即可求出拉力f的大小【解答】解:滑輪重及摩擦均不計,先對上面動滑輪進(jìn)行分析可得,若繩子自由端的拉力是f,則吊著上面動滑輪的另一端繩子的拉力也是f,故該動滑輪下面的繩子上的拉力就是2f,故吊著下面動滑輪的另一段繩子的拉力也是2f,由于下面的貨物總為g,所以2f+2f=g,由此可知f=故選b【點評】關(guān)于滑輪組拉力的計算,首先要選分析對象,然后根據(jù)滑輪組的特點進(jìn)行計算即可15(2009蚌山區(qū)校級自主招生)如圖所示,吊籃的重力為400n,動滑輪總重力為50n,定滑輪總重力為40n,人的重力為600n,不計繩重與摩
37、擦,人在吊籃里拉著繩子不動時需用力()a218nb220nc210nd236n【分析】此題可用整體法進(jìn)行分析,把動滑輪、人和吊籃作為一個整體,當(dāng)?shù)趸@不動時,整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),那么5段繩子所承受的拉力正好是人、動滑輪和吊籃的重力和可據(jù)此求解【解答】解:將人、吊籃、動滑輪看作一個整體,由于他們處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡則人的拉力f=(400n+50n+600n)=210n故選c【點評】解答該題須采用整體思想,把動滑輪、人和吊籃作為一個整體進(jìn)行分析,這是解答此題的關(guān)鍵16(2014婁底)如圖是某運動員在水平地面上做俯臥撐時的情景,她的重心在a點,體重為500n,設(shè)地面對兩個手掌的支持力為f,在運動員
38、身體撐起的過程()a支持力f一定不做功b支持力f一定做功c支持力f=500nd支持力f500n【分析】(1)做功的條件是,作用在物體上有力,沿力的方向有一段位移;(2)當(dāng)動力臂大于阻力臂時,此時是省力杠桿,即動力小于阻力;【解答】解:分析該題能看出,當(dāng)運動員身體撐起的過程,手的位置始終不變,故支持力一定不做功;同時在上述過程,人的腳與地面的接觸點是支點,重力相當(dāng)于阻力,支持力相當(dāng)于動力,故此時的動力臂大于阻力臂,故此時動力應(yīng)該小于阻力,即支持力小于重力,即支持力f500n;故選a【點評】知道做功的條件,并能結(jié)合杠桿的平衡條件分析判斷是解決該題的關(guān)鍵17(2015潮陽區(qū)模擬)2012年的體育考試
39、已經(jīng)開始,小黃同學(xué)選擇擲實心球作為自己的考試項目,在考試過程他用50n的力把重為20n實心球扔到10米遠(yuǎn)的地方,球又在地上滾了5米停下,請問整個過程小黃對實心球做的功為多少焦耳?()a500jb750jc0jd條件不足,無法計算【分析】根據(jù)做功的兩個條件:物體受到力,并且在該力的方向通過距離進(jìn)行判斷【解答】解:在球扔出后到10米遠(yuǎn)的地方和在地上滾了5米停下時,球有移動的距離,但他不對實心球施加力的作用,故這兩個過程不做功;他用50n的力扔出20n實心球時,有力的作用,力的方向也有移動的距離,但運動的距離不知,故整個過程小黃對實心球做的功無法計算故選d【點評】本題考查功的計算公式的應(yīng)用,關(guān)鍵是知
40、道影響做功的因素是有力作用在物體上和物體在力的方向上移動距離,二者缺一不可18(2014雁塔區(qū)校級模擬)分析比較圖各圖所示的情景,下列說法正確的是()a圖甲,分別沿左右兩光滑斜面將同一物體從低端勻速拉到頂端,力f1、f2做的功一樣多b圖乙,分別將同一物體提升相同高度,力f1做功少c圖丙,用同樣大小的力使a、b水平移動相同的距離,力f1做功少d圖丁,用力使a、b水平勻速移動相同的距離,力f1做的功多【分析】(1)物體在光滑的斜面上運動時,不受摩擦力作用,沒有摩擦力做功,不論沿哪個斜面勻速拉質(zhì)量相同的物體,由于斜面的高度相同,拉力做的功用提升物體做功w=fs=gh,據(jù)此判斷出兩拉力f1和f2所做功
41、的大小關(guān)系(2)兩種方法提起物體,在提起的過程,不計摩擦和繩重,所做的功都等于克服物體的重力所做的功,即w有用=gh,由于提起的是同一個物體,且提起的高度相同,所以所做的功相等(3)物理,功的大小等于力與在力的方向上通過的距離的乘積;即w=fs(4)摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān),壓力和接觸面的粗糙程度相同,則摩擦力相同,物體處于平衡狀態(tài)時受平衡力的作用,然后據(jù)此判斷拉力的大小,根據(jù)w=fs即可判斷功的大小【解答】解:a、斜面光滑,沿斜面拉動物體時,物體不受摩擦力作用,不需要克服摩擦力做功,沒有額外功;所以把同一物體沿不同的斜面分別拉到相同的高度h,拉力做的功w=fs=gh,由于g與
42、h都相同,可知拉力f1、f2做功相同,故a正確b、由圖乙知,不計摩擦和繩重,將同一物體勻速提升相同的高度,由w=gh可知所做的功相同;故b錯誤c、圖丙,用同樣大小的力使a、b水平移動相同的距離,由w=fs可知;所做的功都相等;故c錯誤d、圖丁,由于壓力和接觸面的粗糙程度相同物體受到的摩擦力相同,a、b水平勻速移動,則f1=f2=f,由于移動相同的距離,由w=fs可知;所做的功都相等;故d錯誤故選a【點評】本題考查了物體做功大小的判斷,關(guān)鍵是知道摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān),接觸面光滑,摩擦力為零,使用光滑斜面不用做額外功19(2011廣元)如圖所示,小宇同學(xué)用一個距離手3m高的定滑
43、輪拉住100n的物體,他手拉繩子從滑輪正下方沿水平方向移動4m,如圖所示,若不計繩重和摩擦,他至少做了多少功?()a200jb300jc400jd500j【分析】首先確定滑輪為定滑輪,不省力,拉力等于重力,然后通過勾股定理算出拉力移動的距離,利用功的公式計算就可【解答】解:滑輪為定滑輪,不省力,若不計繩重和摩擦,他至少做的功w總=w有用=gh;利用勾股定理計算繩子現(xiàn)在的長度l=m=5m,所以物體被提高的高度為h=5m3m=2m,w=gh=100n×2m=200j故選a【點評】通過這道題,我們要注意學(xué)科之間的聯(lián)系,特別是數(shù)理化之間的知識聯(lián)系20(2015黑河)用兩個相同的滑輪組成的滑輪
44、組固定在天花板上,如圖所示,當(dāng)勻速提升物體時,繩子自由端的拉力f=20n,物體移動的速度為01m/s,每個滑輪重10n,忽略繩重和摩擦,下列說法正確的是()a繩子自由端移動的速度為03m/sb物體的重力為40nc該滑輪組的機械效率為6667%d拉力f的功率為2w【分析】(1)由圖可知,使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3,則s=3h,繩子自由端移動距離為物體上升速度的3倍;(2)忽略繩重和摩擦,知道拉力f和動滑輪重,利用f=(g物+g輪)求物重大小;(3)利用=計算滑輪組的機械效率;(4)利用p=fv計算拉力的功率【解答】解:由圖可知,n=3a、繩子自由端移動的速度v=3v=3×01m
45、/s=03m/s,故a正確;b、忽略繩重和軸摩擦,f=(g物+g動滑輪),即20n=(g物+10n),所以g物=50n,故b錯誤;c、滑輪組的機械效率:=833%,故c錯誤;d、拉力的功率:p=fv=20n×03m/s=6w,故d錯誤故選a【點評】本題考查了學(xué)生對滑輪組特點的掌握和運用,本題關(guān)鍵:一是n的確定(直接從動滑輪上引出的繩子股數(shù)),二是忽略繩重和軸摩擦,拉力f=(g物+g動滑輪)三是正確利用p=fv計算功率二填空題(共2小題)21(2013牡丹江)如圖所示,將一個重為10n的木塊沿傾角為30°斜面勻速向上拉至頂端,拉力為8n,斜面高5m,拉力做功為80 j,木塊所
46、受的摩擦力為3n【分析】知道斜面的傾角為30°和斜面的高度,利用直角三角形的角邊關(guān)系,可以計算出斜面的長度,又知道拉力的大小,可利用公式w總=fs計算出拉力做的總功知道物體的重力和斜面的高度,可利用公式w有用=gh計算出有用功,而有用功加上額外功(克服摩擦做功)等于總功,據(jù)此求出額外功,再利用公式w額外=fs的公式變形計算出摩擦力大小【解答】解:斜面的傾角為30°,斜面高為h=5m,斜面的長度為:s=2h=2×5m=10m,而f=8n,拉力做的總功為:w總=fs=8n×10m=80jg=10n,h=5m,做的有用功為:w有用=gh=10n×5m
47、=50j,則額外功為:w額外=w總w有用=80j50j=30j,而w額外=fs,則摩擦力的大小為:f=3n故答案為:80,3【點評】本題考查有用功、總功、額外功的計算,關(guān)鍵是公式和公式變形的應(yīng)用,知道額外功等于克服摩擦阻力做的功,解題的關(guān)鍵在于明確總功應(yīng)等于有用功與額外功之和,注意ff,這是本題的易錯點22(2015春江陰市期)如圖,質(zhì)量分布均勻的長方體磚,平放在水平地面上,第一次用豎直向上的力f1只作用于ab的點,第二次用豎直向上的力f2作用于bc的點,都使它們在豎直方向上慢慢向上移動h(habbc),則在上述過程f1所做的功= f2所做的功(/=)若該磚質(zhì)量為08kg、體積為1dm3,將其
48、投入足量的水,靜止后該磚所受浮力為784n【分析】(1)磚不滑動時可認(rèn)為磚是以觸地點為支點形成的一種轉(zhuǎn)動,因微微抬起所以可以看做為轉(zhuǎn)動的動態(tài)平衡;在逐漸抬起的過程,動力始終向上;動力臂大小不變;物體的重力和阻力臂也保持不變,從而可知動力的大小變化(2)根據(jù)公式w=fs可以比較出兩個力做功的多少(3)先根據(jù)密度公式求出磚的密度,然后與水的密度比較確定磚在水的狀態(tài),最后根據(jù)漂浮時浮力等于重力求出浮力的大小【解答】解:(1)第一次以與地面接觸的下邊為支點轉(zhuǎn)動,f1克服重力才能將磚抬起,即f1×cb=mg×cb;f1=mg;第二次同理有:f2×ab=mg×ab,
49、f2=mg,所以f1=f2;拉力f1做的功w1=f1h;拉力f2做的功w2=f2h;因為f1=f2,所以w1=w2(2)磚的密度:=08×103kg/m3水,所以磚放在水處于漂浮狀態(tài),故f浮=g=08kg×98n/kg=784n故答案為:=;784【點評】此題主要考查的是杠桿平衡條件的運用、功的計算公式、密度和浮力計算公式的熟練應(yīng)用,學(xué)會運用公式進(jìn)行做功多少的比較,需要同學(xué)們仔細(xì)分析三計算題(共2小題)23(2016紅安縣模擬)如圖所示,將邊長為10cm的正方體合金塊,用細(xì)繩掛在輕質(zhì)杠桿的a點處,在b點施加力f1=30n時,杠桿在水平位置平衡,合金塊對水平地面的壓強恰好為0
50、撤去f1,在b點施加力f2時,合金塊對地面的壓強為12×103pa(ob=3oa,g取10n/kg)(1)畫出f2的力臂(2)求合金塊的質(zhì)量(3)求f2的大小【分析】(1)力臂的畫法:首先根據(jù)杠桿的示意圖,確定杠桿的支點確定力的作用點和力的方向,畫出力的作用線從支點向力的作用線作垂線,支點到垂足的距離就是力臂(2)根據(jù)杠桿平衡條件:f1l1=f2l2,求出a點對杠桿的拉力,即為合金塊的重力,再利用g=mg求解質(zhì)量;(3)根據(jù)直角三角形30°角對應(yīng)的直角邊等于斜邊的一半(即杠桿ob長度的一半);分析物體合金塊所受的力,畫出示意圖,合金塊受重力、繩子向上的拉力及地面對它的支持力
51、,在這幾個力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài);根據(jù)合金塊對地面的壓強,可求出其對地面的壓力,則等于地面對物體的支持力,從而根據(jù)示意圖列出各力之間的關(guān)系,代入數(shù)據(jù)便可求出拉力的大?。辉俑鶕?jù)杠桿平衡條件:f1l1=f2l2,將已知數(shù)據(jù)代入,便可求出f2的大小【解答】解:(1)延長力f2的作用線,然后過支點o向力的作用線引垂線段oc,即為其力臂l2,如圖所示:(2)在b點施加力f1=30n時,杠桿在水平位置平衡,合金塊對水平地面的壓強恰好為0對合金塊進(jìn)行受力分析可知,此時合金塊受到豎直向下的重力和細(xì)繩對它豎直向上的拉力,并且這兩個力是一對平衡力;根據(jù)杠桿平衡條件f1l1=f2l2可得:goa=f1ob,即goa
52、=30n3oa,解得g=90n,合金塊的質(zhì)量:m=9kg;(3)從圖可以看出,ocb為直角三角形,而直角三角形30°角所對的直角邊等于斜邊的一半,故拉力f2的力臂l2=ob,撤去f1,在b點施加f2時,合金塊對地面的壓強為12×103pa,對合金塊進(jìn)行受力分析可知,此時合金塊受重力、繩子向上的拉力及地面對它的支持力,如圖所示:則fa+fn=g;合金塊對地面的壓力:f=ps=12×103pa×01m×01m=12n;壓力與地面對合金塊的支持力是一對相互作用力,大小相等,則fn=f=12n;所以,fa=gfn=90n12n=78n,根據(jù)杠桿平衡條件
53、可得f2l2=faoa,即f2ob=78nob,解得f2=52n答:(1)見解答圖(2)合金塊的質(zhì)量為9kg(3)f2的大小為52n【點評】此題考查了對物體的受力分析、力臂的畫法、力的合成,同時考查了有關(guān)壓強公式的應(yīng)用及杠桿平衡條件的應(yīng)用,是一道綜合性題目同時還要求具備一定的數(shù)學(xué)能力,對學(xué)生說有一定的拔高難度,屬于難題24一根2m長的粗細(xì)不均勻的,若支點在距細(xì)端15m處木棒恰好平衡,若在距粗端15m支持它,則要在細(xì)端加100n的力求:(1)木棒重心的位置距粗端多少?(2)木棒重多少?【分析】根據(jù)條件找到重心位置,當(dāng)支點在c(距木棒粗端15m)時,找出力臂,根據(jù)杠桿平衡條件求解【解答】解:(1)
54、由于支點在距木棒細(xì)端15m處恰好平衡,根據(jù)二力平衡的特點可知:木棒重心在o點上方,距木棒粗端lob=2m15m=05m;(2)如圖,當(dāng)支點在c時,lcb=15m,lca=2m15m=05m,lco=lcblob=15m05m=1m,根據(jù)杠桿平衡條件得:flac=gloc,則g=50n;答:(1)木棒重心的位置距粗端05m;(2)木棒重50n【點評】找重心方法一:在某點將杠桿支起時,若杠桿平衡,則杠桿的重心在支點的上方當(dāng)杠桿水平平衡時,lac和loc就是力臂四解答題(共6小題)25(2011秋臨汾期)如圖所示,工人用滑輪組吊起質(zhì)量為40kg的箱子,工人施加的拉力為250n,箱子10s內(nèi)被勻速豎直提升了 2m,不計繩重和摩擦,取g=10n/kg求:(1)箱子受到的重力;(2)動滑輪的重力;(3)工人所施加拉力的速度【分析】(1)根據(jù)公式g=mg可求箱子的重力(2)已知滑輪組是有兩股繩子承擔(dān),根據(jù)f=(g+g動)可求動滑輪的重力(3)已知拉力和動滑輪上繩子的段數(shù),根據(jù)公式s=nh可求拉力作用點移動的距離,利用v=可求拉力的速度【解答】解:(1)箱子受到的重力g=mg=40kg×10n/kg=40
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