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北京市部分区2020-2021学年八年级下学期期末物理试题选编简单机械练习题(含答案)
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这是一份北京市部分区2020-2021学年八年级下学期期末物理试题选编简单机械练习题(含答案),共37页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,计算题,作图题,综合题,实验题等内容,欢迎下载使用。
2021北京重点区初二(下)期末物理汇编
简单机械章节综合
一、单选题
1.(2021·北京海淀·八年级期末)如图所示的四种用具在正常使用过程中,属于费力杠杆的是( )
A.天平
B. 镊子
C. 核桃钳
D. 羊角锤
2.(2021·北京朝阳·八年级期末)如图所示,A点所受的四次力分别为F1、F2、F3、F4,能使杠杆平衡且用力最小的是( )
A.沿竖直方向的力F1 B.沿垂直于杠OA杆方向的力F2
C.沿水平方向的力F3 D.沿杠杆OA方向的力F4
3.(2021·北京东城·八年级期末)如图所示,下列四种工具在正常使用时,属于省力杠杆的是( )
A.钳子 B.镊子
C.天平 D.筷子
4.(2021·北京海淀·八年级期末)关于功,功率和机械效率,下列说法中正确的是( )
A.功率大的机械做功一定多
B.功率大的机械做功一定快
C.机械做功少,机械效率一定低
D.做有用功多的机械,机械效率一定高
5.(2021·北京西城·八年级期末)如图所示的用具中,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A.瓶盖起子 B.核桃夹
C.托盘天平 D.食品夹子
6.(2021·北京东城·八年级期末)如图所示,用轻质杠杆提升物体,O点为杠杆的支点,杠杆在水平位置处于静止状态,下列说法中正确的是( )
A.当物体悬挂在A点时,动力作用在C点,该杠杆一定是省力杠杆
B.当物体悬挂在B点时,动力作用在C点,动力的方向可以竖直向下
C.当物体悬挂在C点时,动力作用在A点一定比作用在B点要费力
D.当物体悬挂在C点时,无论动力作用在A点还是B点该杠杆一定是费力杠杆
7.(2021·北京朝阳·八年级期末)利用图所示的滑轮组匀速提升一个重为2N的物体,绳子自由端的拉力F,2s内绳子自由端移动了0.6m。在这个过程中,下列说法中正确的是( )
A.动滑轮受到的重力就是0.4N B.物体上升的速度为0.3m/s
C.该滑轮组的额外功为0.12J D.该滑轮组的机械效率为55.6%
8.(2021·北京朝阳·八年级期末)如图所示的工具在正常使用时,属于省力杠杆的是( )
A.筷子 B.羊角锤
C.天平 D.镊子
9.(2021·北京西城·八年级期末)如图所示,工人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%,工人对地面的压力为F1;当提升物体B时,工人对地面的压力为F2。已知工人的质量为65kg,物体A的质量为90kg,物体B的质量为50kg。不计绳重和摩擦。则下列选项正确的是( )
A.压力F1为60N B.F1与F2之比为1∶5
C.动滑轮质量为200kg D.提升B时,滑轮组的机械效率为70%
10.(2021·北京东城·八年级期末)用同一滑轮组分别把和的重物匀速提高,如果两次额外功相等,则( )
A.两次所做的总功一定相等
B.两次所做的有用功一定相等
C.两次的机械效率一定不相等
D.两次拉绳子的力一定相等
二、多选题
11.(2021·北京海淀·八年级期末)秤是中国古老的衡量工具,它的原理和制作工艺映射出中国古代人民的聪明才智。如图所示为双提纽的杆秤,下列说法中正确的是( )
A.若在秤砣上吸附一块磁铁,将使该秤的测量值大于物体的真实质量
B.若在秤砣上吸附一块磁铁,将使该秤的测量值小于物体的真实质量
C.使用B提纽时的最大测量值比使用A提纽时的最大测量值小
D.使用B提纽时的最大测量值比使用A提纽时的最大测量值大
12.(2021·北京海淀·八年级期末)用如图所示的滑轮组提升重物时(忽略绳重及摩擦),下列做法能提高滑轮组机械效率的有( )
A.增加物体被提升的高度
B.减轻动滑轮的重力
C.改变绳子的绕法,减少承担重物的绳子的段数
D.增加物体的重力
三、填空题
13.(2021·北京海淀·八年级期末)如图所示,点为杠杆的支点(转轴),为作用在A端的力。图中的虚线OA沿杆的方向、沿力的方向、与垂直,其中表示力对支点的力臂的是______(选“OA”“”或“”)
14.(2021·北京朝阳·八年级期末)(1)如图所示,弹簧测力计的示数为______N;
(2)如图所示,O点为拉杆车的支点,拉力F作用在拉杆车上的A点,AB与F在同一直线上,OB⊥AB。图中的线段______(选填“OA”“OB”或“AB”)表示拉力F对支点O的力臂L。
四、计算题
15.(2021·北京海淀·八年级期末)小明用如图所示滑轮组把重的物体匀速提高,所用时间为9s。
(1)若不计滑轮重、绳重及轮与轴间的摩擦,求人对绳的拉力大小;
(2)求小明提升该物体的过程中,所做有用功的功率大小;
(3)若动滑轮所受重力为,不计绳重及轴与轴间物摩擦,求此过程中滑轮组的机械效率。
16.(2021·北京东城·八年级期末)如图甲所示的装置,A是重的空吊篮,绳子B和C能承受的最大拉力分别为和。质量为的小张同学将A提升到高处,施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示,A上升的速度v随时间t变化关系如图丙所示。小张同学与地面的接触面积为,忽略绳重及摩擦g取。求:
(1)内拉力F的功率;
(2)动滑轮所受的重力;
(3)内人对地面的压强;
(4)用此装置匀速提升重物时的最大机械效率。
17.(2021·北京朝阳·八年级期末)在工厂常用桥式起重机搬运大型工件,如左图所示,卷扬机和滑轮组安装在小车上,小车放置在水平主梁的轨道中,可以左右移动;主梁安装在钢轨上,可以前后移动。卷扬机提供动力,通过滑轮组将大型工件提升并实现转移。图中,卷扬机竖直向上拉绳子自由端,使工件M以0.2m/s的速度匀速上升,提升工件M匀速上升的过程中滑轮组的机械效率为90%。已知工件M受到的重力为5400N,该卷扬机受到的重力为1200N,不计滑轮组的绳重、轮与轴的摩擦。求:
(1)卷扬机对绳子自由端的拉力;
(2)卷扬机对小车的压力;
(3)卷扬机对滑轮组做功的功率。
五、作图题
18.(2021·北京海淀·八年级期末)用滑轮组提升重物,画出最省力的绕绳方法.
( )
六、综合题
19.(2021·北京东城·八年级期末)请阅读《中国古代农具桔》。
中国古代农具—桔槔
枯槔俗称“吊杆”、“称杆”,是一种原始的汲水工具。枯槔的结构,相当于一个普通的杠杆。如图所示其上端的横长杆相当于硬棒,横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来,当于支点,横杆的一端用绳子与汲器(提水的容器)相连,另一端绑上或悬挂一块重石头。
当不提水时,横长杆的绑重石的一端位置较低,横长杆的汲器一端位置较高;当要提水时,人用力向下拉绳子使汲器下降到水面以下并让水流入汲器,与此同时另一端石头的位置则上升,当汲器装满水后,人缓缓放开绳子,通过另一端石头下降,就可将汲器提升。人这样汲水过程的主要用力方向是向下,因而给人以轻松的感觉,大大减少了人们提水的疲劳程度。这种提水工具,是中国古代社会的一种主要灌溉机械。
(1)杠杆在生活及生产中无处不在,有的能省力有的能省距离。人用力向下拉绳子时,桔槔的结构相当于一个___________(选填“省力”或“费力”)杠杆。
(2)当汲器在露出水面之前上升的过程中,它受到的浮力将___________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)当装满水的汲器在空中匀速上升时,它的机械能将___________(选填“增加”“不变”或“减小”)。
(4)有同学说桔槔另一端绑上的大石头越重越好,你认为正确吗?你的理由是___________。
20.(2021·北京朝阳·八年级期末)请根据下述材料,回答下列问题:
奔向火星
“天何所沓?十二焉分?日月安属?列星安陈?”爱国诗人屈原以长诗《天问》发出对天地、自然及人世间一切事物现象的疑问,表现了诗人追求真理的探索精神。“天问一号”探测器带着先人千年的梦想于2020年7月23日踏上飞向火星的旅途,2021年5月15日成功着陆火星表面。我国成为首个通过一次发射,完成“环绕、着陆、巡视探测”任务的国家。
在太阳系中,地球和火星围绕太阳周而复始地做椭圆运动,如下左图所示。探测器如何从地球到达火星呢?从一个天体的引力范围到另一个天体的引力范围的轨道叫做转移轨道,理论上探测器可以沿任意路径从地球到达火星,但是有一条飞行路径效率最高,途中只需两次引擎推进,更节省燃料。
由于地球和火星的公转轨道接近于圆,且它们的公转速度变化不大,为了比较简明地说明这条路径,我们假设地球和火星围绕太阳逆时针做匀速圆周运动(速度大小不变、轨迹为圆的曲线运动),如图所示。地球的公转周期约为365天,火星的公转周期约为687天。当地球与火星夹角为44°时,载有“天问一号”探测器的航天器在上右图中A处点火,摆脱地球的束缚进入转移轨道,在太阳引力作用下,奔向火星轨道,到达上右图中B处时与火星相遇,实现轨道转移。这条路径被称为“霍曼转移轨道”。
实际上,对于以28km/s高速靠近火星的探测器来说,要想被火星引力捕获,必须在火星引力范围内实施精准、自主、可靠地制动控制,使探测器成为环绕火星飞行的一颗卫星。如果探测器没有被火星捕获,我们就需要等待探测器与火星在779天后的再次相遇。
(1)“天问一号”探测器从地球到火星,有一条效率最高,更节省燃料的飞行路径,叫做______。
(2)在本文中,为了便于研究问题,我们把地球和火星复杂的变速椭圆运动,简化为匀速圆周运动。这种抓住事物本质,忽略次要因素,突出主要因素的研究方法在物理学习中会经常使用。下列事例中使用到这种研究方法的是______
A.平直轨道上行驶的列车,速度变化很小时,可视为做匀速直线运动
B.物体受到拉力的大小可以通过弹簧在弹性限度内的伸长多少来衡量
C.地球吸引物体的每一部分,可以视为作用在一个点上,称之为重心
D.不计绳重、滑轮重,忽略轮与轴间摩擦的滑轮组,称为理想滑轮组
(3)由文中内容,请你推测:“天问一号”探测器从地球轨道转移到火星轨道大约经历______天(保留整数)。
21.(2021·北京西城·八年级期末)(1)如图所示,物体A静止在斜面上,请画出A所受重力G的示意图; ______
(2)如图所示,O点为杠杆的支点,拉力F作用在杠杆B点。请画出拉力F对支点O的力臂L;______
(3)请组装如图所示滑轮组,达成通过向下拉绳子用滑轮组来提升重物; ______
(4)如图所示,弹簧测力计的示数为 ______N。
七、实验题
22.(2021·北京海淀·八年级期末)小红同学做“探究杠杆的平衡条件”的实验。所使用的杠杆上相邻两刻度线间的距离都相等,使用的钩码质量也都相等。组装好实验器材后发现杠杆的状态如图所示。
(1)若要使杠杆在水平位置平衡,需把杠杆右端的平衡螺母向______端调节;(选填“左”或“右”)
(2)使杠杆在水平位置平衡后,在杠杆上的位置处挂3个钩码。为了使杠杆在水平位置重新平衡,应该在位置处挂______个钩码。
23.(2021·北京海淀·八年级期末)某小组做“测滑轮组机械效率”的实验装置如图所示,下表为实验过程中的部分数据记录情况。
实验序号
钩码重
钩码上升
的高度
绳自由端
拉力
绳自由端移动的距离
机械效率
1
2
10
0.9
30
74.1%
2
4
10
1.6
30
83.3%
3
6
10
2.2
30
①
4
6
10
1.8
②
83.3%
(1)上表中第1、2、3次实验是用甲图所示装置完成的,第4次实验是用乙图所示装置完成的。请填写表中的两个数据:①填______%(结果保留一位小数),②填______。
(2)分析比较1、2、3组数据发现,使用同一滑轮组提升的重物所受的重力越大,滑轮组的机械效率______。(选填“越高”、“越低”或“不变”)
24.(2021·北京东城·八年级期末)如图所示为测量某滑轮组机械效率的实验装置。
实验序号
钩码
重
钩码上升
高度
绳端拉力
绳端移动
距离
机械效率
1
4
0.1
1.8
0.3
74%
2
8
0.1
3.1
0.3
86%
3
8
0.1
2.5
0.4
(1)实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,并用刻度尺测出物体上升的高度。分析表中数据可知,实验2是用图___________做的实验;
(2)实验3中的机械效率=___________;通过比较___________(填实验序号)两次实验数据得出结论:滑轮组的机械效率与提升的物重有关;
(3)通过比较2、3两次实验数据可得出结论:___________;
(4)小明在实验中匀速拉动弹簧测力计时读取数据,小东在实验中保持弹簧测力计静止时读取数据,则小明测出的拉力___________(选填“大于”“小于”或“等于”)小东测出的拉力。
25.(2021·北京东城·八年级期末)在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向___________调节(选填“左”或“右”),直到杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂___________个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆___________(选填“顺时针”或“逆时针”)转动;
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,用弹簧测力计在C点向上拉杠杆,使杠杆保持在水平位置,当测力计从当前位置旋转到虚线位置时,其示数大小将___________。(选填“不变”“变大”或“变小”)
26.(2021·北京朝阳·八年级期末)在测量滑轮组的机械效率时,小阳找来两个质量不等的滑轮A和B(mAmB)、钩码、铁架台(带有可固定滑轮的横梁)、细绳,如图所示,还有弹簧测力计、刻度尺等。
(1)测量绳端拉力时,弹簧测力计需要竖直向上______拉动绳端。
(2)请将下表中不全的数据补充完整。
钩码重
G/N
提升高度
h/m
拉力
F/N
绳端移动的距离
s/m
机械效率
2
0.1
0.8
______
______
(3)实验中若只将滑轮A和B的位置对调一下,则滑轮组的机械效率将______。
27.(2021·北京朝阳·八年级期末)为了探究杠杆的平衡条件,小阳准备了铁架台、杠杆、钩码、弹簧测力计等器材,其中杠杆上相邻刻线间的距离均为2cm,每个钩码的质量均为50g。
l/cm
4
6
8
10
12
16
F/N
3.0
2.0
1.5
1.2
1.0
0.8
(1)如左图所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______侧调节;
(2)在某次研究动力F跟动力臂l关系的实验中,小阳在杠杆右侧的A处固定悬挂三个钩码,如右图所示。在杠杆上不断改变动力的作用位置,或在杠杆的适当位置悬挂合适数量的钩码,或在杠杆的______侧用弹簧测力计竖直向上施力,使杠杆均在水平位置平衡,实验数据如下表;
(3)请将表格中的数据在下图中描绘出来,并绘制出本次实验中F随l变化的图线______;
(4)本次实验中,当动力臂l2cm,该杠杆水平平衡时,动力F______N。
28.(2021·北京西城·八年级期末)小萱利用图所示的实验装置,做“探究杠杆的平衡条件”实验。杠杆上相邻刻线间的距离相等,实验使用的钩码每个质量均为50g。
(1)将杠杆安装在支架上,若杠杆左端下沉,则应将杠杆左侧的平衡螺母向______调(选填:“左”或“右”),直至杠杆在水平位置平衡;
(2)调整杠杆水平平衡后,在杠杆的A点挂2个钩码,为使杠杆保持水平平衡,应在杠杆B点挂______个钩码;
(3)若在杠杆A点挂3个钩码,用弹簧测力计在杠杆的C点竖直向上拉杠杆,弹簧测力计示数为______N时,能使杠杆水平平衡;(g取10N/kg)
(4)小萱在实验中,保持阻力、阻力臂不变,在杠杆水平平衡时,测出每一组动力臂L1和动力F1的数据,并利用实验数据绘制了F1与L1的关系图像,如图所示。请根据图像推算,当L1为0.05m时,F1为______N。
29.(2021·北京西城·八年级期末)在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N,测得的实验数据如下表:
次数
钩码总重
G/N
钩码上升的高度 h/m
绳端的拉力
F/N
绳端移动距离
s/m
机械效率
η
1
4
0.1
1.8
0.3
74%
2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.4
1.0
57%
(1)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组,______可提高滑轮组的机械效率。
(2)分析第1、3次实验数据可知:滑轮组的机械效率与______有关。
(3)分析______两次实验数据可知:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
2021北京重点区初二(下)期末物理汇编
简单机械章节综合参考答案
1.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.天平在使用时左右两边力臂相等,是等臂杠杆,故A不符合题意;
B.镊子使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C.核桃钳使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.羊角锤使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
2.B
【解析】
【分析】
【详解】
根据杠杆平衡条件,力臂越长力越小,最长力臂为OA,所以最小力为垂直于杠OA杆方向的力F2,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A符合题意;
B.镊子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B不符合题意;
C.天平在使用时,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,不省力也不费力,故C不符合题意;
D.筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
4.B
【解析】
【详解】
AB.功率是描述做功快慢的物理量,功率大的机械做功快,但不一定做功多,故A错误,B正确;
C.机械效率是指有用功占总功的比值,机械做功少,机械效率不一定低,故C错误;
D.做有用功多的机械,其有用功占总功的比值不一定高,所以机械效率不一定高,故D错误。
故选B。
5.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.瓶盖起子在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A错误;
B.核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B错误;
C.托盘天平在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C错误;
D.食品夹子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D正确。
故选D。
6.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.当物体悬挂在A点,动力作用在C点时,若如图1所示
动力的力臂OD小于阻力的力臂OA,该杠杆是费力杠杆,故A错误;
B.当物体悬挂在B点时,动力作用在C点,物体对杠杆的拉力竖直向下,使杠杆顺时针转动,若动力的方向也竖直向下,则杠杆不能静止,故B错误;
C.当物体悬挂在C点时,若如图2所示,动力臂OF小于动力臂OA,所以动力作用在A点一定比作用在B点要省力,故C错误;
D.当物体悬挂在C点时,如图2所示,无论动力作用在A点还是B点,动力的力臂都小于阻力的力臂,该杠杆一定是费力杠杆,故D正确。
故选D。
7.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.没有说是否忽略摩擦,所以无法计算动滑轮自重,故A错误;
B.有两股绳,物体上升距离
物体上升的速度为
故B错误;
C.有用功
W有=Gh=2N×0.3m=0.6J
总功
W总=Fs=1.2N×0.6m=0.72J
额外功
W额= W总- W有=0.72J-0.6J=0.12J
故C正确;
D.该滑轮组的机械效率为
故D错误。
故选C。
8.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.筷子的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;
B.羊角锤的动力臂大于阻力臂,故是省力杠杆,故B符合题意;
C.天平是等臂杠杆,故C不符合题意;
D.镊子的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
9.B
【解析】
【分析】
【详解】
C.物体A、B的重力分别是
GA=mAg=90kg×10N/kg=900N
GB=mBg=50kg×10N/kg=500N
工人对A做的有用功
W有用=GAh
不计绳重和摩擦
解得G动=300N,由 知道,动滑轮质量为
故C错误;
D.提升B时,滑轮组的机械效率
故D错误;
AB.由知道,拉A、B时,工人的拉力分别是
匀速提升物体A、B时工人对地面的压力分别是
F1=G人-FA=mAg-FA=650N -600N=50N
F2=G人-FB=mBg-FB=650N -400N=250N
则F1与F2之比为
故A错误,B正确。
故选B。
10.C
【解析】
【分析】
【详解】
AB.本实验中,做的有用功为克服物体重力做的功,同一滑轮组分别把和的重物匀速提高,根据得
两次做的有用功一定不相等;已知两次额外功相等,故两次所做的总功一定不相等,故AB不符合题意;
C.已知两次实验中额外功相等,两次做的有用功不相等,而滑轮组的机械效率为
可知,两次的机械效率一定不相等,故C符合题意;
D.两次实验中提升物体的高度相同,根据,作用在绳子自由端的力
因做的总功一定不相等,物体提升的高度相同,绳子的有效段数相同,两次拉绳子的力一定不相等,故D不符合题意。
故选C。
11.BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB.在秤砣上吸附一块磁铁相当于改变了秤砣的重力,重力变大,力臂变小,从秤砣读取的数变小,将使测量值小于物体的真实质量,故A错误,B正确;
CD.用B提纽时,改变了支点位置,相当于物体的力臂变大,该秤的最大秤量值比用A提纽时的最大秤量值小,故C正确,D错误。
故选BC。
12.BD
【解析】
【详解】
试题分析:提高滑轮组机械效率的途径有在额外功不变时,增大有用功;在有用功不变时,减少额外功;或同时减少额外功并增大有用功,减轻动滑轮的重力可以减少额外功,增加物体的重力可增加有用功,故应选BD.
【考点定位】机械效率
13.OB
【解析】
【分析】
【详解】
力臂是从支点到力的作用线的距离,由支点向力的作用线做垂线,垂线段的长度即为力臂,所以是OB。
14. 1.4 OB
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,则指针的位置即弹簧测力计的示数为1.4N。
(2)[2]力臂是支点到力的作用线的垂直距离,所以表示拉力F对支点O的力臂L的是线段OB。
15.(1)300N;(2)100W;(3)96%
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)不计滑轮重、绳重及轮与轴间的摩擦,人对绳的拉力大小
(2)小明提升该物体的过程中,所做有用功
所做有用功的功率
(3)若动滑轮所受重力为,不计绳重及轴与轴间物摩擦,滑轮组的机械效率
答:(1)若不计滑轮重、绳重及轮与轴间的摩擦,人对绳的拉力大小是300N;
(2)所做有用功的功率大小是100W;
(3)若动滑轮所受重力为,不计绳重及轴与轴间物摩擦,此过程中滑轮组的机械效率是96%。
16.(1)40W;(2)4N;(3);(4)84%
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)由图知,n=2,在1~2s内(第2s内)A被匀速提升,物体A上升的速度是2.5m/s,由图乙可知拉力F拉2=8N,第内拉力F的功率
(2)忽略绳重及摩擦,动滑轮所受的重力
(3)人的重力
G人=m人g=45kg×10N/kg=450N
0~1s内拉力是10N,第内人对地面的压强
(4)当C绳拉力为时,所拉物体最大重力
用此装置匀速提升重物时的最大机械效率
答:(1)内拉力F的功率是40W;
(2)动滑轮所受的重力是4N;
(3)内人对地面的压强是;
(4)用此装置匀速提升重物时的最大机械效率是84%。
17.(1)1500N;(2)2700N;(3)1200W
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)由图可知,滑轮组的动滑轮绕4段绳,滑轮组的机械效率
卷扬机对绳子自由端的拉力
(2)对卷扬机受力分析
卷扬机对小车的压力
(3)绳子自由端的速度
卷扬机对滑轮组做功的功率
答:(1)卷扬机对绳子自由端的拉力是1500N;
(2)卷扬机对小车的压力是2700N;
(3)卷扬机对滑轮组做功的功率是1200W。
18.
【解析】
【分析】
滑轮组最省力问题:最省力时绳子段数n与滑轮个数n'的关系是:n=n'+1;若n为偶数,绳子固定端在定滑轮上;若n为奇数,绳子固定端在动滑轮上;即:“奇动偶定”.
【详解】
滑轮组绳子的绕法,有两种:一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,绕过下面的动滑轮,再绕过上面的定滑轮;二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过定滑轮,然后再绕过动滑轮.提升动滑轮绳子条数越多,越省力,故选第二种方法.如图所示:
19. 省力 不变 增加 见解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]人用力向下拉绳子时,此杠杆动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
(2)[2]当汲器在露出水面之前上升的过程中,排开的水的体积不变,所浸液体的密度也不变,所以它受到的浮力不变。
(3)[3]当装满水的汲器在空中匀速上升时,其质量不变,速度不变,所以动能不变;但高度变大,所以重力势能变大,故它的机械能增加。
(4)[4]不正确。根据杠杆平衡条件可知,当人要汲水时,桔槔另一端绑上的大石头越重,人向下的拉力越大。
20. 霍曼转移轨道 AD 260
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由题文可知,路径为“霍曼转移轨道”。
(2)[2]A.平直轨道上行驶的列车,速度变化很小时,可以看成速度不变,可视为做匀速直线运动,故A符合题意;
B.物体受到拉力的大小可以通过弹簧在弹性限度内的伸长多少来衡量使用了数学公式,不是抓住事物本质,忽略次要因素,故B不符合题意;
C.重心是模型法的使用,故C不符合题意;
D.不计绳重、滑轮重,忽略轮与轴间摩擦,抓住事物本质,忽略次要因素,故D符合题意。
故选AD。
(3)[3]此过程火星公转角度为136°,天数为
21. 1.4
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]物体A受到的重力方向竖直向下,作用点画在物体A的重心上,如图所示:
(2)[2]O点为杠杆的支点,从O点作垂直于F作用线的垂线段即为F对支点O的力臂l,如图所示:
(3)[3]由于向下拉绳子提升重物,所以手拉绳子的端开始,先绕过定滑轮,然后再依次绕过动滑轮和定滑轮的框架钩,如图所示:
(4)[4]如图所示,弹簧测力计上,最大示数是5N,所以其量程为0~5N;1N之间有5个小格,一个小格代表0.2N,即弹簧测力计的分度值为02N ,所以弹簧测力计的示数为1.4N。
22. 右 2
【解析】
【详解】
(1)[1]图中杠杆左低右高,因此平衡螺母应向右调,使杠杆在水平位置保持平衡。
(2)[2]假设一个钩码的重力为G,杠杆每一个格的长度为L,由杠杆平衡条件可知,在B处挂3个钩码时,则
nG×3L=3G×2L
可得n=2,即为了使杠杆在水平位置重新平衡,应该在位置 A 处挂2个钩码。
23. 90.9% 40 越高
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]机械效率为
[2]绳自由端移动的距离
(2)[3]纵向比较可知,物重增加,机械效率变大,所以使用同一滑轮组提升的重物所受的重力越大,滑轮组的机械效率越高。
24. 乙 80% 1、2 使用不同的滑轮组提升相同的重物,动滑轮越重滑轮组的机械效率越低 大于
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,用刻度尺测出物体上升的高度h,分析表中数据,实验2中绳子的有效段数
物体的重力为8N,故实验2是用图乙做的实验。
(2)[2]实验序号3中的机械效率
[3]根据 知,实验1中的绳子的有效段数为3,故1、2实验是用同一滑轮组做的实验,故通过比较1、2两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
(3)[4]实验2、3中提升物体的重力相同,但3实验中动滑轮重力较2大,故通过比较2、3两次实验数据可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物,动滑轮越重滑轮组的机械效率越低。
(4)[5]实验中只有沿竖直方向匀速拉动物体上升,系统处于平衡状态,受到的拉力才等于测力计示数,若静止时读数,则没有测量出机械之间的摩擦力,所以小明弹簧测力计的读数大于小东弹簧测力计的读数。
25. 右 6 顺时针 变大
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]调节杠杆在水平位置平衡,杠杆右端偏高,左端的平衡螺母应向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[2][3]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件得
FALA=FBLB
即
4G×3L=FB×2L
解得
FB=6G
故应在B点挂6个钩码;
若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格,则左侧
4G×4L=16GL
右侧
6G×3L=18GL
因为
16GL<18GL
则杠杆不能平衡,将顺时针转动。
(3)[4]由图丙知若不在B点挂钩码,用弹簧测力计在C点向上拉杠杆,使杠杆保持在水平位置,当测力计从当前位置旋转到虚线位置时,此时动力臂变小,因阻力与阻力臂的乘积不变,动力将变大,即弹簧测力计示数变大。
26. 匀速 0.3 83.3% 减小
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] 测量绳端拉力时,弹簧测力计需要竖直向上匀速拉动绳子,让物体匀速上升,处于平衡态。
(2)[2][3]由于直接与动滑轮相连的绳子只有3段,故绳子自由端移动的距离为物体移动距离的三倍,而物体移动的距离为0.1m,那么绳子移动的距离为0.3m;机械效率
故该滑轮组的机械效率为83.3%。
(3)[4] 实验中若只将滑轮A和B的位置对调一下,动滑轮变重了,克服动滑轮做的功变多了,即额外功比较多,有用功占比比较小,故机械效率将减小。
27. 左 右 6
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] 如左图所示,右边偏重,故需要将平衡螺母向左调。
(2)[2]由于钩码在右边,方向是向下的,现在用弹簧测力计,方向需要竖直向上,故只能在右边,杠杆才能保持平衡,故选杠杆的右边。
(3)[3]如图描点连线,尽可能让多的点都在线上,故如下图所示:
。
(4)[4]从图中可以的得出,动力臂与动力的乘积为
故当动力臂l2cm,动力为
故当动力臂l2cm,动力为6N。
28. 右 5 2.5 6
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]杠杆左端下沉,右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,由杠杆平衡条件知道,
2G×5L=nG×2L
解得n=5,即应在杠杆B点挂5个钩码。
(3)[3]由杠杆平衡条件知道,
3G×5L=F×3L
解得
即弹簧测力计示数为2.5N时,能使杠杆水平平衡。
(4)[4]由图像知道,当F1=3N时,L1=0.1m;由于题中的阻力和阻力臂不变,根据知道,利用图像中任意一组数据都能得出,
F2L2=F1L1=0.1m×3N=0.3N•m
所以,若当L1为0.05m时,则
29. 增大物重 动滑轮重力 3和4
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]使用同一个滑轮组,物重变重,机械效率变高,故结论是使用同一滑轮组,提高物重可以提高机械效率。
(2)[2]1,3实验对比,物重相同,动滑轮的数目不同,滑轮组的机械效率不同,故滑轮组的机械效率与动滑轮重有关。
(3)[3]探究机械效率与高度的关系,即高度是变量,高度不同,物重相同,动滑轮数目相同,故选择3、4组实验。
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