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文檔簡介

初二物理簡單機械練習題

一.選擇題(共25小題)

1.某商店有一不等臂天平(祛碼準確),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祛碼,待天平

平衡后;接著又在右盤放一包白糖左盤加1kg循碼,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

量()

A.等于2KgB.小于2KgC.大于2KgD.無法知道

2.甲物體靜止在水平地面上時,對地面的壓強為6Xl()5pa.現將甲物體用細繩掛在輕質杠桿的A端,杠桿的B端懸

掛乙物體,如圖所示,當杠桿在水平位置平衡時,甲物體對地面的壓強為2Xl()5pa,已知:乙物體的質量為2kg,

AO:AB=I:4,g10N/kgo要使甲物體恰好被細繩拉離地面,則下列判斷中正確的是()

A0R

△=

A.甲物體的底面積應小于2X|()7m2B.甲物體對地面的壓力只需減少ION

C.杠桿B端所掛物體的質量至少增加2kgD.可以移動支點0的位置,使OA:0B=2:9

3.用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率,鉤碼總重G為1.0N,鉤碼上升高度h為。測力計移動距離s為

0.3m,實驗時,豎直向上勻速拉動彈簧測力計,使掛在較長杠桿A點卜面的鉤碼緩緩上升,實驗中,將杠桿拉至圖

中虛線位置,測力計的示數F為0.5N.若杠桿的本身的重力不計,則下列說法正確的是()

A.拉力對杠桿做的額外功為0.1JB.勻速豎直拉動過程中彈簧測力計示數先變小后變大

C.若將鉤碼從A點移到B點,用同樣的方式將鉤碼提升0.1m,則機械效率降低

D.若將鉤碼從A點移到R點,用同樣的方式將鉤碼提升0.1m,則機械效率升高

4.如圖所示,甲、乙兩個物體的體積相等,甲的質量是乙質量的2倍,現杠桿處于水平平衡狀態(tài)。若將甲、乙二物體

同時浸沒在水中,則杠桿將()

0由10:3

A.左端下沉B,右端下沉C.仍然保持水平狀態(tài)D.無法確定

5.用水平力Fi拉動如圖所示裝置,使木板A在粗糙水平面上向右勻速運動,物塊B在木板A上表面相對地面靜止,

)

連接R與豎直墻曳之間的水平繩的拉力大小為F2.不計滑輪重和維重.滑輪軸光滑.則F1與F2的大小關系是(

A.FI=F2B.F2VF1V2F2C.FI=2F2D.FI>2F2

6.如圖,輕質杠桿OA中點通過細線懸掛一個重力為60N的物體,在A端施加一豎直向上的力F,杠桿在水平位置平

衡,下列有關說法正確的是()

A.使杠桿順時針轉動的力是物體的重力B.此杠桿為費力杠桿

C.杠桿處于水平位置平衡時拉力F的大小為30N

D.保持F的方向豎直向上不變,將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過程中,力F將增大

7.如圖所示,某人用扁擔擔起兩篋質量為mi、m2的貨物,當他的肩處于O點時,扁擔水平平衡,已知LI>L2,扁擔

4------------1\---------??—h—?

A/:oA:AJ

和管的重力不計。若將兩位的懸掛點向O點移近相同的距離AL,則()?W18^

A.扁擔仍能水平平衡B.扁擔右端向卜傾斜

C.要使扁擔恢復水平平衡需再往某側筐中加入貨物,其質量為(也-mi)△?

L2-AL

D.要使扁擔恢復水平平衡需再往某側筐中加入貨物,其質量為(:n2?mi)AL

Ll-L2

8.在如圖所示的滑輪組裝置中,所掛重物的重力G=50N,當施加在繩子自由端的拉力為F=30N時,重物恰好勻速

上升,繩重及一切摩擦均可忽略不計。由此可知()

A.該裝置的機械效率為60%B.該裝置的機械效率為55.6%

C.該裝置中動滑輪重為5ND.該裝置中動滑輪重為10N

9.某實蛤小絹利用圖示裝置研究杠桿的機械效率.保持O點位置不變,呼音向上抖動彈簧測力計便重為G的鉤碼緩

慢勻速上升,在此過程中彈簧測力計的讀數為F,利用刻度尺分別測出C、B兩點上升的高度為hi、h2.則下列說

法錯誤的是()

A.杠桿機械效率的表達式為粵B.若提升的鉤碼重一定,則影響杠桿機械效率的主要因素是杠桿的自重

Fh2

C.若只將鉤碼的懸掛點由A移至C,0、B位置不變,仍將鉤碼提升相同的高度,則杠桿的機械效率將變大

D.若彈簧測力計始終豎直向上拉,則測力計示數不斷變化

10.如圖5所示,用完全相同的四個滑輪和兩根細繩組成甲、乙兩個滑輪組,在各自的自由端分別施加F1和F2的拉

力,在相同時間內將相同的重物豎直勻速提升相同的高度(不計繩重、輪重和一切摩擦)。下列說法正確的是()

甲乙

A.拉力Fi小于拉力F2B.甲繩子自由端移動速度小于乙繩的

C.甲、乙兩滑輪組均屬于費力的機械D.甲、乙兩滑輪組繩子自由端移動的距離相等

11.如圖所示,不計滑輪重與摩擦,物體A質量為2千克,物體B質量為5千克,體積為IO?立方厘米。先用手握住

A,待放手后()

A.物體B將沉到杯底B.物體B將停留在水面下任何地方

C.物體B將離開水面上升D.物體B最后浮在水面上

12.如圖所示,密度均勻的細桿AB與輕桿BC用光滑校鏈較在B端,A、C兩端也用光滑校鏈校于墻上,AB=BC,

16.如圖是卜股力量健身器示意圖,杠桿AB可繞。點在修育平面內轉動,AB=3BO.配重的重力為120牛,重力為

50()牛的健身者通過細繩在B點施加豎直向下的拉力為Fi時,杠桿在水平位置平衡,配重對地面的壓力為85牛,

在B點施加豎直向下的拉力為F2時,杠桿仍在水平位置平衡,配重對地面的壓力為60牛。已知Fi:F2=2:3,杠

桿AB和細繩的質量及所有摩擦均忽略不計,下列說法正確的是()

A.配重對地面的壓力為50牛時,健身者在B點施加豎直向下的拉力為160牛

B.配重對地面的壓力為90牛時,健身者在B點施加豎直向下的拉力為120牛

C.健身者在B點施加400牛豎直向下的拉力時,配重對地面的壓力為35牛

D.甌重剛好被勻速拉起時,健身者在B點施加豎直向下的拉力為540牛

17.如圖所示,實心物體A漂浮在水面上,現利用電動機通過滑輪組拉動A,使A向下運動(運動過程中始終未碰到

定滑輪)。己知A的體積為OZU?,密度為0.4X|()3kg/m3.動滑輪重為300N,電動機工作時拉繩子的功率為1.5X

I()3w且保持不變,不計繩重、摩擦和水的阻力,g=10N/kg,p水=1.0Xl()3kg/m3,下列說法中大正確的是()

一電動機

Ti二

-

A.物體向下運動的最小速度3m/sB.物體A浸沒在水中時受到的浮力為2X1()3N

C.物體A向下運動過程中,電動機拉著繩子的力先變大,后不變

D.物體A向下運動過程中,滑輪組機械效率的最大值為80%

18.如圖所示,質量不計的不等臂杠桿兩端分別掛上實心鐵球A,B時,恰好能使杠桿在水平位置平衡。若將A和B

同時浸沒在水中,則杠桿的狀態(tài)是()

A..右端下沉B.左端下沉C..仍然平衡D..不能判定

19.小明用如圖所示的裝置探究杠桿的機械效率,他將兩個鉤碼懸掛在B點,在A點用彈簧測力計保持豎直方向拉動

杠桿,使其繞O點緩慢轉動.帶動鉤碼上升一定的高度h(不計摩擦)()

TCBgL

AK鐵

(J=3

A.在杠桿轉動過程中,彈簧測力計的示數會變小

R.僅將拉力的作用點從A點移到C點,杠桿的機械效率不變

C.僅增加鉤碼的個數,拉力所做的額外功增大D.僅將鉤碼的懸掛點從B點移到C點,拉力做的總功變大

20.如圖所示,一重物懸掛在輕質杠桿的中點處,在杠桿的最右端施加一個始終豎直向上的F,使杠桿在水平位置保

持平衡,下列說法正確的是()

A.若將重物向左移動,保持杠桿水平平衡,則F將變大B,將杠桿沿順時針方向緩慢轉動,F將不變

C.將杠桿沿逆時針方向緩慢轉動,F將變大

D.若將重物和F的作用點向左移動相等的距離,且保持F大小不變,杠桿仍能在原位置平衡

21.一直杠桿(自重不計),已知動力作用點和支點在杠桿的兩端,阻力作用在杠桿的中點,則該杠桿()

A.一定是省力的B.一定是費力的C.可能既不省力也不費力D.一定既不省力也不費力

22.如圖是運動員利用器械進行訓練的示意圖,其中橫桿AB可繞固定點O在豎直平面內轉動,OA:OB=4:5,系

在橫桿A端的細繩通過滑輪懸掛著物體M.運動員小強站在水平地面上時對地面的壓強為i.lX104Pa,當他用力舉

起橫桿B端恰好使AB在水平位置平衡時,他對橫桿B端豎直向上的作用力Fi為300N,此時他對水平地面的壓強

為1.6Xl()4pa.若在物體M下面再加物體N,小強需用更大的力舉起橫桿B端,當AB在水平位置再次平衡時,他

對橫桿B端豎直向.上的作用力為F2.他對水平地面的壓強為3.3Xl()4pa,此時細繩對橫桿A端的拉力為F3,根據

上述條件,下列計算結果不正確的是(橫桿AB與繩的質量均忽略不計)

()

A.物體M的質量為37.5kgB.F2的大小為750NC.小強的質量為66kgD.F3的大小為1650N

23.如件所示的杠桿,正處于水平平衡,若將杠桿左邊的的碼向右移動?段距離L,為使杠桿恢復:平衡,應將右邊鉤

碼()

A.向右移動LB.向左移動LC.向右移動大于L的距離D.向左移動大于L的距離

24.電氣化鐵路的輸電線常用圖所示的方式懸掛在鋼纜上。鋼纜的A端固定在電桿上,B端連接在滑輪組上?;喗M

由a、b、c三個滑輪構成,配重P由多個混凝土圓盤懸掛在一起組成,配重的總重為G,若不計摩擦和滑輪的重量,

則以下說法中正確的是()

&b

A.a為動滑輪,B端鋼纜受到滑輪組的拉力大小約為3G

B.a為動滑輪,B端鋼纜受到滑輪組的拉力大小約為S

3

C.a、c為動滑輪,B端鋼纜受到滑輪組的拉力大小約為3G

D.a、c為動滑輪,B端鋼纜受到滑輪組的拉力大小約為色

3

25.如圖所示,利用兩種方式把吊籃中的人升高,拉動繩子所用的力F1和F2相同,人與吊籃的總重Gi和G2的關系

是(不計繩子重和摩擦)()

A.GI>G2B.GI=G2C.GI<G2D.無法確定

二.填空題(共5小題)

26.如圖所示裝置,物體B重為100N,它在水中勻速下沉時,通過滑輪組拉著重200N的物體A在水平面上勻速運動,

當用一個水平向左的力臼拉物體A,使物體B在水中勻速上升(物體B未露出水面)時,當物體B完全露出水面

后,用另一個水平向左的力F2拉物體A,在4s內使物體B勻速上升0.4m,已知:物體B的密度pe=5p水,兩次

拉力Fi:F2=9:10.若不計繩重、滑輪組裝置的摩擦及水中的阻力,gMX10N/kg.則水平面對物體A的滑動摩擦

力的大小為No

27.如圖所示,質量為M,半徑為R的均勻圓形薄板可以繞光滑的水平軸A在豎直平面內轉動,AB是它的直徑,O

是它的圓心,重力加速度為go現在薄板上挖去一個直徑為R的圓,則圓板的重心將從0點向左移動R的

距離,在B點作用一個垂直于AB的力F使薄板平衡,此時AB恰處于水平位置,則F=

28.如圖所示,一重為750N,密度為5Xl()3kg/m3的金屬塊A沉在水中的斜面上,在沿斜面向上的拉力F作用下,物

塊A以0.2m/s的速度沿斜面勻速上升,斜面的傾角a—30°,此時斜面的效率為75%,若不口水的阻力,則物塊A

受到的摩擦力為。

29.對于杠桿的原理,我國古代也很注意研究,在古書《墨經》中就對杠桿作出了科學的說明。某物理小組探究如圖1

所示的一桿秤,通過觀察和測量知道:桿秤上標有刻度,提鈕在B點,秤鉤在A點,0點為刻度的起點(為零刻度

點,在B點左側).用刻度尺量出OA=h,OB=12O

(I)秤鉤不掛重物時,秤花掛在0點時桿科平衡,則重心C應在B點的側(選填“左”、“右”或“不確

定”).設該桿秤科蛇的質量為m,貝J桿秤自身重力(不含秤泥)和它的力臂的乘積是。

(2)物理小組利用空瓶(空瓶質量比秤泥質量小?些)、細線測原有秤泥的質量。方法是:用細線系在空瓶上并置

于點,慢慢往瓶中加沙子,如果桿秤恰能平衡,相當于新做了一個秤坨,再把它掛在秤鉤上,移動原秤坨

位置至杠桿平衡,秤桿上的讀數即為原秤在質量。

(3)物理小組通過查資料得到''如果杠桿受兩個阻力,杠桿的平衡條件是:F動1動=F4用+F/1才,如圖2所

示”。則上一問中實際上只有刻度尺利用科學推理也可以測得秤石它質量?方法是:設想有兩個完令一樣的原秤碎甲、

乙將甲置于A點,乙置于B點右側某點,杠桿恰好平衡。由杠桿的平衡條件可知,量出長度11、12后,只須從B點

起向右量出長度,該位置桿秤上的讀數即為秤坨的質量m°

30.小明在測量滑輪組機械效率的實驗中,所用裝置如圖所示,實驗中每個鉤碼重

2N,測得的數據如下表:

物理量鉤碼總重鉤碼上升的高度測力計示數測力計移動距離機械效

G/Nh/mF/Ns/m率n

實驗次

140.11.80.3

260.12.40.383%

340.11.40.557%

440.21.41.057%

(1)在實驗中,測繩端拉力F時,應盡量豎直向上拉動彈簧測力計且在拉動過程中讀數。

(2)第1次實驗測得的機械效率為。(結果保留兩位有效數字)

(3)分析表中數據可知:第2次實驗是用圖做的;第4次實驗是用圖做的。(選填“a”、"b”或"c”)

(4)分析第1、2次實驗數據可知:使用同一滑輪組,可以提高滑輪組的機械效率;分析第1、3次實驗數

據可知:使用不同的滑輪組,提升相同的重物,動滑輪個數越多(即動滑輪總重越重),滑輪組的機械效率。

(5)分析第3、4次實驗數據可知,滑輪組的機械效率與物體被提升的高度。

abc

三.作圖題(共5小題)

31.如圖所示,用滑輪組提升物體,請畫出最省力的繩子繞法。

%

32.如圖所示,在B端施加一個最小的力FB,使杠桿平衡,請畫出此力,并畫出FA的力臂。

B

33.如圖所示,曲棒ABC可繞A點轉動。請畫出曲棒ABC保持平衡時所需的最小動力及力憎。

34.如圖所示,輕質杠桿的A點掛?重物G,繩受的拉力為F2,0為杠桿的支點。請在杠桿的端點B處畫出使杠桿保

持靜止的最小的力F1的示意圖,并作出F2的力臂12。

35.按規(guī)范作圖:

(1)如圖(1)是一種常見的活塞式抽水機示意圖,在圖中畫出手柄所受動力Fi的力臂及阻力。

(2)如圖(2)所示一個站在地面上的工人利用滑輪組將重物G提起來,請畫出滑輪組的繞線。

(3)請在圖(3)中畫出用羊角錘起釘時所用的最小力F.(要求保留作圖痕跡)

(1)(2)(3)

四.計算題(共5小題)

36.如圖是工人將重160N的物體勻速放下的過程,已知物體下降的距離為3m,用時3s,工人的拉力為50N,工人質

量為50kg。(物體未浸入水中,且不計繩重及摩擦)

(1)求工人放繩的速度。

(2)求滑輪組的效率中

(3)如果物體完全浸沒水中后滑輪的機械效率為甲,已知中:叱=4:3(物體在水中仍勻速下降,動滑輪不會浸

入水中口不計繩重及摩擦,g=10N/kg)o求當物體完仝浸沒水中后,工人對地面的壓力。

37.如圖所示,A為直立固定的柱形水管,底部活塞B與水管內壁接觸良好且無摩擦,在水管中裝適量的水,水不會

流出?;钊ㄟ^豎直硬桿與輕質杠砰OCD的C點相連,O為杠桿的固定轉軸,滑輪組(非金屬材料)繩子的自由

端與杠桿的D端相連,滑輪組下端掛著?個磁體E,E的正下方水平面上也放著一個同樣的磁體F(極性已標出)。

當水管中水深為40cm時,杠桿恰好在水平位置平衡。已知OC:CD=1:2,活塞B與水的接觸面枳為30cm活

塞與硬桿總重為3N,每個磁體重為1IN,不計動滑輪、繩重及摩擦。(g=ION/kg,p^=1.0Xl()3kg/m3)求:

(1)水管中水對活塞B的壓強。

(2)繩子自由端對杠桿D端的拉力。

(3)磁體F對水平面的壓力。

A

7胤77777

38.如圖所示,某人用滑輪組勻速提升重為720N的物體的過程中,他對水平地面的樂強為SXIO3^.已知滑輪組的

機械效率是75%,他雙腳與水平地面的接觸面積是4X10-2m2,求:

(1)他對繩子的拉力;

(2)此人所受的重力。

39.如圖甲是建造大橋時所用的起吊裝置示意圖,使用電動機和滑輪處(圖中未畫出)將實心長方體A從江底沿豎直

方向勻速吊起,圖乙是鋼纜繩對A的拉力F1隨時間t變化的圖象。A完全離開水面后,電動機對繩的拉力F大小為

6.25X103N,滑輪組的機械效率為80%,A上升的速度始終為O.lm/s。(不計鋼纜繩與滑輪間的摩擦及繩重,不考慮

風浪、水流燈因素的影響),求:

(1)長方體A的重力;

(2)長方體A未露出水面時受到的浮力;

(3)長方體A靜止在江底時上表面受到的水的壓強;

(4)長方體A未露出水面時滑輪組的機械效率。

40.某課外科技小組的同學對自動沖水裝置進行了研究(如圖所示)。該裝置主要由水箱、浮球B、蓋板C和一個可以

繞O點自由轉動的硬桿OB構成,AC為連接硬桿與蓋板的細繩。隨著水位的上升,蓋板C所受的壓力和浮球B所

受的浮力均逐漸增加,當浮球B剛好浸沒到水中時,硬桿OB處于水平狀態(tài),蓋板C恰好被打開,水箱中的水通過

排水管排出。經測量浮球B的體積為1X10蓋板的橫截面積為6Xl()-3m2,O點到浮球球心的距離為O點到

A點距離的3倍。不計硬桿、蓋板以及浮球所受的重力以及蓋板的厚度。求:(g=l()N/kg)

(1)水箱內所能注入水的最大深度:

(2)在你以上的計算中忽略了硬桿、蓋板以及浮球的重力,如果考慮它們的重力,你認為設計時應采取哪些措拖

可保證自動沖水裝置正常工作?(寫出一種措施即可)

I進水管

忑三三三三三三三三三三三三三

^11111

排水管

參考答案與試題解析

一.選擇題(共25小題)

1.【分析】此題要根據天平的有關知識來解答,即在此題中天平的臂長不等,這是此題的關鍵。行分析工

【解答】解:

由于天平的兩臂不相等,故可設天平左臂長為a,右臂長為b(不妨設a>b),

設第一包白糖的實際質量為mi,第二包白糖的實際質量為m2,

先在左盤放一包白糖右盤加1kg破碼,天平平衡,

由杠桿的平衡條件可得:ami=bXI-------①,

接著又在右盤放一包白糖左盤加1kg祛碼,天平平衡,

則由杠桿的平衡條件可得:a(mi+1)=b(m2+l)------------②,

聯(lián)立①②解得mi=2,m2=?,

ab

則兩包白糖的總質量為m2+mi=3+Z,

ba

因為(mi+m2)-2=—+---2=」',二,)—2()

baab

又因為aKb,所以(nIi+m2)-2>0,即mi+m2>2,

這樣可知稱出的兩包白糖的總質量大于2kgo

故選:Co

2.【分析】根據杠桿平衡條件求出細繩對A端的拉力,即等于甲減小的對地面的壓力,再根據壓強公式計算出甲物體

的重力;根據杠桿的平衡條件判斷各選項。

【解答】解:乙物體的重力G乙nm^gnZkgXlON/kgnZON;

根據杠桿平衡條件FA1OA=G乙IOB,

細繩對A端的拉力:FA=GD—=20NX±l=60N,

B1OA1

繩子拉力處處相等,細繩對甲的拉力也為60N,甲對地面的壓力4F減少了60N,

△F=Fi-F2=piS-p2S,

數據代入:60N=6X105PaS-2X105PaS,

解得:S=1.5X10-4m2,

542

則甲的重力G?=Fi=piS=6X10PaX1.5X10-m=90N;

甲物體恰好被細繩拉禽地面時,甲對地面的壓力為0,A端受到的拉力等于甲的重力:

A、增大或減小受力面積只能改變壓強,不能改變物體甲對壓力,故不符合題意:

B、甲對地面的壓力為F甲=6甲-△F=90N-60N=30N,甲物體恰好被細繩拉離地面,壓力還要減小30N,故不

符合題意;

C、根據杠桿平衡條件:G甲1OA=G£1OB,G^=£^12A=90NX1=3()N,杠桿B端所掛物體的質量至少增加△

1OB3

1門=竺二=迎畢此=lkg,故不符合題意:

gWN/kg

/

D、根據杠桿平衡條件:G甲i:=G乙1:,則平=幺=迎=2,符合題意。

°,0B11G甲90N9

0B

故選:Do

3.【分析】(1)先找出鉤碼G和彈簧測力計拉力F的力臂,根據相似三角形得出豎直向上勻速拉動彈簧測力計時兩者

的力臂之比是否發(fā)生變化,根據杠桿的平衡條件得出等式,然后分析判斷彈簧測力計示數的變化,根據W=Fs求出

拉力做的總功,根據W—Gh求出拉力做的應用,總功減去額外功即為拉力對?杠桿做的額外功;

(2)將鉤碼的懸掛點從A點移至B點,鉤碼還升高相同的高度,杠桿上旋的角度減小,克服桿與O點的摩擦力做

功減小,有用功不變,額外功減小,總功減小,機械效率增大。

【解答】解:(1)由圖可知,OC為鉤碼G的力臂,OD為彈簧測力計拉力的力臂,

由△OCAs^ODE可得:生=怨,

OD0E

由杠桿的平衡條件可得:GXOC=FXOD,

則工=竺=怨,

GOD0E

由空和G不變可知,F不變,即勻速豎直拉動過程中彈簧測力計示數不變,故B錯誤;

0E

拉力做的總功:

W.dL=Fs=O.5NXO.3m=O.15J,

拉力做的有用功:

W^=Gh=1.0NX0.1m=0.1J,

拉力對杠桿做的額外功:

W削尸W總-W有=0.15J-O.1J=().OEJ,故A錯誤;

(2)若將鉤碼從A點移到B點,用同樣的方式將鉤碼提升0.1m時,有用功不變,

此時杠桿上旋的角度減小,杠桿升高的距離變小,克服桿與O點的摩擦力做功變小,則額外功變小,

由n=——--X100%可知,機械效率升高,故c錯誤、D正確。

W有川額

故選:Do

4.【分析】(1)知道甲乙兩物體質量關系可得重力關系,根據杠桿的平衡條件,可得兩邊力臂大小關系;

(2)甲、乙兩個物體體積相同,都浸沒水中后,受到的浮力相同,力與力臂的乘積都減小,減小值小的那端杠桿

將下降。

【解答】解?:

(1)VG=mg,m甲=2m乙,

G甲=2G乙,

由杠桿平衡條件可知,G甲L甲=6乙1乙,

??L甲一L乙,

2

(2)???甲、乙兩個物體體積相同,

???排開水的體積相同,

???兩物體受到水的浮力相同,

可知甲減小的浮力與力臂的乘積小,所以杠桿不再平衡,甲所在一側將下降,即左端下降。

故選:Ao

5.【分析】在平衡力的作用下,物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。對動滑輪、物塊B和木板A進行受力分析,明確

各自受哪些力,方向如何,確定大小關系。

【解答】解:由圖知,

(1)動滑輪在水平方向上受到三個力的作用:水平向右的拉力Fi,墻壁對它水平向左的拉力F墻,木板A對它水

平向左的拉力F木板,

由于木板向右勻速運動,所以F]=F#:+F木板,

由于同一根繩子各處的拉力相等,所以F木板=2Fi,

2

由于力的作用是相互的,所以動滑輪對木板A的拉力為F動=F木板=2Fi------------------①;

2

(2)物塊B在水平方向上受到兩個力的作用:繩子對它向左的拉力F2,木板A對它向右的摩擦力fA對B;由于物

塊R保持靜止,所以F2=fA對B:

木板A在水平方向上受到三個力的作用:動滑輪對木板向右的拉力F動,物體B對木板向左的摩擦力對A,地面

對木板向左的摩擦力f地曲,

由于木板向右勻速運動,所以F動=£8對A+f電而-----------②

由于力的作用是相互的,所以fBxtA=fA對B=F2------------------------------------③

由②③可得F“j=F2+f地曲,

即1F1=F2+f地面,

2

也就是Fi=2F2+2f地面,

所以FI>2F2。

故選:D。

6.【分析】(I)使杠桿順時針轉動的力是物體對杠桿的拉力;

(2)在A位置如圖,OA、0C為動力F和阻力G的力臂,知道C是0A的中點,也就知道兩力臂的大小關系,知

道阻力G的大小,利用杠桿的平衡條件求動力F的大小,判斷出杠桿的種類;

(3)在B位置,畫出動力和阻力的作用線,找出動力臂的阻力臂,利用三角形的相似關系,確定動力臂和阻力臂

的大小關系,再利用杠桿平衡條件分析拉力F的大小變化情況。

【解答】解:(1)由圖知,使杠桿順時針轉動的力是物體對杠桿的拉力,故A錯誤;

(2)杠桿在A位置(如下圖),LOA=2LOC?

\tF

:p$

因為杠桿平衡,所以FLOA=GLOC,

則拉力F=竺"=』G=2X60N=30N,故C正確;

LOA22

因為拉力F<G,

所以此杠桿為省力杠桿,故B錯誤;

(3)如下圖所示:

杠桿在B位置,0A'為動力臂,OC'為阻力臂,阻力不變?yōu)镚,

因為Ds/\OA'B,

所以OC':OA'=OD:OB=1:2,

因為杠桿平衡,所以F'LOA'=GLoc',

GXL'

則F,=--------—=AG=AX60N=30N;

LOA22

由此可知,當杠桿從A位置勻速提到B位置的過程中,力F的大小不變,故D錯誤。

故選:C.

7.【分析】根據杠桿原來平衡,設移動的距離為L,再比較Fi(li-l)和F2(12-1)即可作出判斷,

【解答】解:(1)原來平衡時,migli=m2gl2,

由圖知,li>12,所以

設移動相同的距離L,則左邊:mig(11-Al)=migli-migAl,

右邊:m2g(12~△1)=ni2gl2-nugAh

因為miVmz,所以mi2klgVm24Lg,mi(li-Al)g>m?(h-△1)g,則杠桿的左端向下傾以。故AB錯誤:

(2)因為mi(li-Al)g>m2(i2-Al)g,

故往右邊加入貨物后杠桿平衡,即mi(li-Al)g=(m2+m)g(h-△1)?且migh=m2g12,

解得m=(m2-mi)—,故C正確,D錯誤。

故選:Co

8.【分析】由滑輪組的結構知道承擔物重的繩子股數2,則繩子自由端移動的距離s=nh;重物勻速上升,根據W=

Gh、W=Fs分別求有用功和總功,再根據機械效率公式求出滑輪組的機械效率,根據總功等于有用功和額外功之和

求出額外功,因繩重及一切摩擦忽略不計,根據W=Gh求出動滑輪的重。

【解答】解:拉重物做的有用功為:W有用=Gh=50h;

繩子末端的拉力做的總功為:W總=Fs=Fnh=30NX2h=6()h;

滑輪組的機械效率為:

電=50h

*83.3%;

W總60h

對滑輪做的額外功:W8<=W.a-WOJ=60h-50h=10h;

???繩重及一切摩擦均忽略不計

:.G動=%■=皿1=]ON。

hh

故選:Do

9.【分析】(1)使用杠桿提升重物時,有用功等于克服鉤碼重力做的功,總功等于彈簧測力計的拉力做的功,機械效

率等于有用功和總功的比值;

(2)機械效率是有用功和總功的比值,它反映了有用功在總功中所占比例的大小,也反映了額外功所占比例的大

小,影響機械效率的因素從有用功和額外功兩方面考慮;

(3)將鉤碼的懸掛點從A點移至C點,有用功一定,分析額外功的變化,從而可知總功變化和機械效率的變化;

(4)彈簧測力計計始終豎直向上拉,阻力不變,分析動力臂和阻力臂的比值變化情況,從而判斷動力的變化。

【解答】解.:

A、有用功是提升鉤碼所做的功,鉤碼上升高度為hi,則W^=Ghi,

測力計拉力做的功為總功,拉力端上升高度為112,則W咫=Fh2,

W有Ghi

所以,杠桿機械效率的表達式為n=一2=—U故A正確;

W總Fh2

B、有用功是提升鉤碼所做的功,額外功主要是克服杠桿重力做的功,機械效率等于有用功與總功的比值;提升的

鉤碼重一定,在鉤碼上升高度一定時,有用功一定,所以影響杠桿機械效率的主要因素是杠桿自身的重力,故B正

確;

C、懸掛點由A移至C點時,如果仍使鉤碼提升相同的高度,則有用功相同;鉤碼從A點到C點,鉤碼還升高相同

的高度,則杠桿旋轉的角度減小,杠桿提升的高度h減小,由W^=G|「h可知,額外功減小,則總功減小,所以杠

桿的機械效率變大,故C正確;

D、若彈簧測力計始終豎直向上拉,動力臂與阻力臂的比值不變(等于強),阻力(即鉤碼和杠桿的總重力)不變,

0C

由杠桿平衡條件可知,拉力不變,即測力計示數不變,故D錯誤。

故選:D。

10.【分析】(1)由圖可知,兩滑輪組的繩子的有效股數n,不計繩重及摩擦,拉力F=1(G+G動)比較兩滑輪組拉

n

力的大小關系;

(2)由圖可知,兩滑輪組的繩子的有效股數n,繩子自由端移動的速度等于物體升高速度的倍,據此比較甲、乙繩

子白由端移動的速度關系:

(3)使用動滑輪能夠省力,動滑輪為省力杠桿;

(4)由滑輪組的結構知道承擔物重的繩子股數n,則繩子自由端移動的距離-s=nh;

【解答】解:A、不計繩重及摩擦,因為拉力F=?1(G物+G動),m=2,n2=3,

n

所以繩端的拉力:Fi=2(G溝+G動),F2=2(G物+G動),所以FI>F2,故A錯誤;

23

B、由圖知,n甲=2,n乙=3,甲滑輪組繩子自由端移動的速度v甲=2v物,乙滑輪組繩子自由端移動的速度v乙=3v

物,所以甲繩子自由端移動速度小于乙繩的自由端移動的速度,故B正確;

C、使用動滑輪能夠省力,為省力杠桿,故C錯誤;

D、因為繩子自由端移動的距離s=nh,ni=2,n2=3,提升物體的高度h相同,所以si=2h,S2=3h,則siWs2,

故D錯誤;

故選:B.,

II.【分析】利用G=mg求出物體的重力,根據滑輪組的使用特點求出動滑輪對物體B的拉力,利用阿基米德原理求

出物體B的浮力;

然后對物體B受力分析,求出B受到的合力的方向,根據這個合力的方向可知運動情況。

【解答】解:GA=mAg=2kgXIONA<g=2ON,GB=mBg=5kgX10N/kg=50N;

由圖可知n=2,不計滑輪重與摩擦,則GA=2FB,

2

,FB=2GA=2X20N=40N,

333

???物體B浸沒在水中,V4#=V=10-cm=lX10m

???受到的浮力為:F浮=p^gV推=1X103kg/m3X10N/kgX1X10_3m3=ION。

則物體B豎直向上的合力為F=FB+F浮=4ON+ION=5ON;

,F=GB,

???物體B將懸浮,即可以停留在水面下任何地方。

故選:Bo

12.【分析】BC為輕桿,質量忽略不計,

(1)如左圖,以A為支點,畫出并求出動力臂和阻力臂,知道阻力G,利用杠桿平衡條件求Fi的大小;

(2)如右圖,以A為支點,畫出并求出動力臂和阻力臂,知道阻力G,利用杠桿平衡條件求F2的大小;

最后求出Fi:F2O

【解答】解:

(1)如右圖,以A為支點,AD為動力臂,AD=ABXcos37°=0.8AB;

AE為阻力臂,AE=>lABXsin37°=0.3AB;

2

???杠桿AB平衡,

/.F|XAD=GXAE,

即:FiX0.8AB=GX0.3AB,

??.Fi=%

8

(2)如右圖,ZBAN=Z0=37°,以A為支點,AN為動力臂,AN=ABXcos37°=0.8AB;

AM為阻力臂,AM=AAB;

2

??,杠桿AB平衡,

AF2XAN=GXAM,

即:F2X0.8AB=GX0.5AB,

???F2=$G;

8

::

AFI:F2=3G$G=35O

88

,計算出拉力的大??;

s

(2)由圖甲知通過動滑輪繩子段數n,由5=隔、W=Fs可以計算出繩子自由端的拉力,在不計繩子的重、摩擦時

計算出動滑輪的重力:

(3)根據公式亞行=(G-F?。﹉計算拉力F對所提升物體M做的有用功。由圖乙可知此時拉力做的功,即總功,

再據機械效率的計算公式計算即可;

(4)物體從剛露出水面到完全露出水面的過程中,排開水的體積變小,利用阿基米德原理分析受到的浮力變化;

滑輪受到的精力等于重力減夫浮力,可得滑輪受到的櫛力變化,進一步分析抖力的功率變化,以及抖力做的有用功、

額外功變化,利用效率公式分析機械效率變化。

【解答】解:

A、由\,=巨得,物體運動的時間:

t

t=-g.=.1Qm=20s,

v0.5m/s

根據圖乙可知,此過程中繩子自由端拉力F做的總功是8000J,

由圖知,滑輪組由2段繩子承擔物重,所以s=2h=2X10m=20m,

由W^=Fs得,拉力F=%>=上一=為則J-=400N,故A正確;

s2h物2X10m

B、因為勻速提升物體,對滑輪組受力分析可得:F=1(F^+GrfJ),

2

則動滑輪的重力:G功=2F-F繩=2X40()N-73()N=70N,故B正確;

C、物體M的重力:Gt?j=mg=76kgX10N/kg=760N;

由于物體未露出水面,完全浸沒在水中,所以V”=V物,

33

則物體受到的浮力:F浮=p水gVJ(i=p水gV物=1XIOkg/mX10N/kgX3X3m3=30N,

當物體在水里勻速上升時受三個力的作用,物體的重力、浮力和動滑輪下方繩子的拉力,處于三力平衡,即F繩+F

;%=G物,

則F^=G沏-Fj?=760N-30N=730N;故C正確:

D、動滑輪卜方繩子的拉力所做的功為的用功,

則有用功:W行用=F絳Xh物=73ONXl()m=73(X)J,

滑輪組提升重物的機械效率:n=-^X100%=7300JX100%=91.25%;故D錯誤。

V總8000.T

故選:D。

14.【分析】(1)由圖可知,兩滑輪組的繩子的有效股數n,不計繩重及摩擦,拉力F=1(G+G動)比較兩滑輪組拉

n

力的大小關系;

(2)由圖可知,兩滑輪組的繩子的有效股數n,繩子自由端移動的速度等于物體升高速度的倍,據此比較甲、乙繩

子自由端

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