(物理)物理简单机械题20套(带答案)及解析
(物理)物理简单机械题20套(带答案)及解析一、简单机械选择题1.如图所示,用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮,使挂在下面重为G的物体缓缓上升,动滑轮的重力不可忽略.现改变物体的重力G,则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】动滑轮的重力不可忽略,则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功,从摩擦角度考虑,随着物体重力的增加,滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大;同时,物重增大,有用功逐渐增大,有用功占总功的比值在增大,所以机械效率逐渐增大,但由于摩擦也在增大,故机械效率η与物体重力G的关系并不成正比,且机械效率逐渐趋近于100%,故B正确符合题意,故选B.2.下列几种方法中,可以提高机械效率的是A.有用功一定,增大额外功B.额外功一定,增大有用功C.有用功一定,增大总功D.总功一定,增大额外功【答案】B【解析】【详解】A.机械效率是有用功和总功的比值,总功等于有用功和额外功之和,所以有用功一定,增大额外功时,总功增大,因此有用功与总功的比值减小,故A不符合题意;B.额外功不变,增大有用功,总功变大,因此有用功与总功的比值将增大,故B符合题意;C.有用功不变,总功增大,则有用功与总功的比值减小,故C不符合题意;D.因为总功等于有用功和额外功之和,所以总功一定,增大额外功,有用功将减小,则有用功与总功的比值减小,故D不符合题意.3.如图所示,工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中,做了300J的有用功,100J的额外功,则该动滑轮的机械效率为()A.75% B.66.7% C.33.3% D.25%【答案】A【解析】试题分析:由题意可知,人所做的总功为W总=W有+W额=300J+100J=400J,故动滑轮的机械效率为η=W有/W总=300J/400J=75%,故应选A。
【考点定位】机械效率4.用如图所示滑轮组提起重G=320N的物体,整个装置静止时,作用在绳自由端的拉力F=200N,则动滑轮自身重力是(绳重及摩擦不计)A.120NB.80NC.60ND.无法计算【答案】B【解析】【详解】由图可知,n=2,由题知,G物=320N,F=200N,∵不考虑绳重和摩擦,,即:,∴动滑轮重:G轮=80N.5.如图为工人用力撬起石头的情景,小亮在图中画出了四个作用于硬棒上的力,其中能正确表示工人左手施力且最省力的是()A.F1B.F2C.F3D.F4【答案】C【解析】解答:因为由图可知,四个力中F3的力臂最长,所以根据杆杆平衡条件可知,最省力的是沿F3方向.故选C.6.在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处,如图所示,沿斜面向上的拉力为40N,斜面长2m、高1m.(g取10N/kg).下列说法正确的是()A.物体沿斜面匀速上升时,拉力大小等于摩擦力B.做的有用功是5JC.此斜面的机械效率为62.5%D.物体受到的摩擦力大小为10N【答案】C【解析】A. 沿斜面向上拉物体时,物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用,故A错误;B. 所做的有用功:W有用=Gh=mgh=5kg×10N/kg×1m=50J,故B错误;C. 拉力F对物体做的总功:W总=Fs=40N×2m=80J;斜面的机械效率为:η=WW有用总×100%=50J80J×100%=62.5%,故C正确;D. 克服摩擦力所做的额外功:W额=W总−W有=80J−50J=30J,由W额=fs可得,物体受到的摩擦力:f=sW额=30J2m=15N,故D错误.故选C.点睛:(1)对物体进行受力分析,受重力、支持力、摩擦力和拉力;(2)已知物体的重力和提升的高度(斜面高),根据公式W=Gh可求重力做功,即提升物体所做的有用功;(3)求出了有用功和总功,可利用公式η=WW有用总计算出机械效率;(4)总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功,根据W额=fs求出物体所受斜面的摩擦力.7.如图所示,用下列装置提升同一重物,若不计滑轮自重及摩擦,则最省力的是A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】A.此图是动滑轮,由动滑轮及其工作特点可知,省一半的力,即F=12 G;B.此图是定滑轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即F=G;C.此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子由3股,则F=13 G;D.此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子由2股,则F=12 G.由以上可知:在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是C,C符合题意.8.利用如图所示的滑轮,在粗糙水平面上匀速拉动物体,下列叙述正确的是()A.重力做的功是有用功B.拉力F1做的功是额外功C.绳子自由端的拉力F做的功是总功D.该滑轮的机械效率可能等于100%【答案】C【解析】A、由图知,是水平使用动滑轮拉动物体,克服物体受到的摩擦力做的功为有用功,故A错;B、由图知,是水平使用动滑轮拉动物体,克服物体受到的摩擦力做的功,即拉力F1做的功为有用功,克服绳与动滑轮之间的摩擦、克服动滑轮和绳重而做的功为额外功,故B 错;C、绳子自由端的拉力F做的功包括有用功、额外功,为总功,故C正确;D、在拉动物体的过程中要克服绳与动滑轮之间的摩擦、要克服动滑轮和绳重而做一定的额外功,使得有用功小于总功,该滑轮的机械效率总小于100%,故D错.故选C.9.下列说法中正确的是A.机械效率越高,机械做功一定越快B.做功越多的机械,机械效率一定越高C.做功越快的机械,功率一定越大D.功率越大的机械做功一定越多【答案】C【解析】机械效率越高,表示有用功与总功的比值越大,功率表示做功快慢,功率越大,机械做功一定越快.机械效率与功率没有关系,故A错误.做功越多的机械,有用功与总功的比值不一定大,机械效率不一定高,故B错误.功率是表示做功快慢的物理量,做功越快的机械,功率一定越大,故C正确,符合题意为答案.功等于功率与时间的乘积,时间不确定,所以功率越大的机械做功不一定越多,故D错误.10.一均匀木板AB,B端固定在墙壁的转轴上,木板可在竖直面内转动,木板下垫有长方形木块C,恰好使木块水平放置,如图所示,现有水平力F由A向B缓慢匀速推动,在推动过程中,推力F将A.逐渐增大B.逐渐减小C.大小不变D.先增加后减小【答案】A【解析】【详解】以杆为研究对象,杆受重力G和C对它的支持力F支,重力的力臂为l G,支持力的力臂为l ,根据杠杆平衡条件可得:F支l支=Gl G,水平力F由A向B缓慢匀速推动木块,F支的力支臂在减小,重力G及其力臂l G均不变,根据杠杆平衡条件可知,在整个过程中支持力在逐渐增大;由于支持力逐渐变大,且力的作用是相互的,所以可知杆对物体C的压力也逐渐变大,根据影响摩擦力大小的因素可知,C和木板间、C和地面间的摩擦力逐渐增大,木块C匀速运动,受到推力和摩擦力是平衡力,推力大小等于摩擦力大小,由力的平衡条件可知,水平推力F也逐渐增大,故A符合题意,BCD不符合题意。
11.在探究杠杆平衡条件的时候,小明在均匀木板中间挖孔,孔中插一金属杆,固定在铁架台上,木板可以围绕中间自由转动.每个钩码的质量为200g,A、B、C、D、E、F为质量不计的挂钩,己知AB=BO=OC=CD,ABOCD的连线与EDF的连线垂直.现在B处挂两个钩码,D处挂一个钩码,木板在水平位置平衡(如图所示).下列做法能使木板仍在水平位置平衡的是A.在B、D两处各加挂一个钩码B.在B处加挂1个钩码,D处加挂2个钩码C.B处挂两个钩码不变,把D处的一个钩码挂在F处D.把B处两个钩码挂在A处,把D处的一个钩码挂在C处【答案】C【解析】【分析】(1)符合杠杆平衡条件F1l1=F2l2,杠杆平衡,不符合杠杆平衡条件,力和力臂乘积大的一端下沉.(2)力臂是从支点到力的作用线的距离,把钩码挂在E处、F处杠杆水平平衡时,力臂均和钩码挂在D处的力臂相等.【详解】设AB=BO=OC=CD=L,每个钩码的重力为G.A.在B、D两处各加挂一个钩码时,杠杆左侧力与力臂的积为3G×L,右侧力与力臂的积为2G×2L,因3G×L≠2G×2L,所以木板不会平衡,故A错误;B.在B处加挂1个钩码、D处加挂2个钩码时,杠杆左侧力与力臂的积为3G×L,右侧力与力臂的积为3G×2L,因3G×L≠3G×2L,所以木板不会平衡,故B错误;C.把D处的一个钩码挂在E处或F处,杠杆右侧的力臂不变,仍为OD长,杠杆左右两侧力与力臂的乘积相等,所以木板会平衡,故C正确.D.把B处两个钩码挂在A处,把D处的一个钩码挂在C处,杠杆左侧力与力臂的积为2G×2L,右侧力与力臂的积为G×L,因2G×2L≠G×L,所以木板不会平衡,故D错误;故选C.12.皮划艇是我国奥运优势项目之一,如图所示,比赛中运动员一手撑住浆柄的末端(视为支点),另一手用力划浆.下列说法正确的是()A.为省力,可将用力划浆的手靠近支点B.为省力,可将用力划浆的手远离支点C.为省距离,可将用力划浆的手远离支点D.将用力划浆的手靠近支点,既能省力又能省距离【答案】B【解析】【分析】结合图片和生活经验,判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.【详解】运动员一手撑住浆柄的末端(视为支点),另一手用力划浆.根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆.AB.为省力,可将用力划浆的手远离支点,故A错误,B正确;CD.为省距离,可将用力划浆的手靠近支点,但费距离,故CD错误;13.如图所示,滑轮组的每个滑轮质量相同,用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度(不计绳重和摩擦),下列说法正确的是A.用同一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变B.若G1=G2,则甲的机械效率大于乙的机械效率C.若G1=G2,则拉力F1与F2所做的总功相等D.若G1=G2,则甲、乙滑轮组所做的额外功相等【答案】B【解析】【分析】(1)同一滑轮组提起重物不同时,所做的额外功相同,有用功不同,根据机械效率为有用功和总功的比值判断滑轮组机械效率是否变化;(2)滑轮组所做的总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功,根据W=Gh比较两者所做总功之间的关系;(3)滑轮组所做的有用功为克服物体重力所做的功,根据W=Gh比较两者的大小,再根据机械效率为有用功和总功的比值比较两者机械效率之间的关系;(4)根据W=Gh比较有用功的大小.【详解】A.用同一个滑轮组提起不同的重物时,额外功不变,但有用功不同,有用功和总功的比值不同,则滑轮组的机械效率不同,故A错误;BC.若G1=G2,且货物被提升的高度相同,根据W有=G物h可知,两滑轮组所做的有用功相等;不计绳重和摩擦,拉力所做的总功为克服物体重力和动滑轮重力所做的功,因甲滑轮组只有1个动滑轮(即动滑轮重更小),所以由W总=(G物+G动)h可知,甲滑轮组做的总功小于乙滑轮组做的总功,由WWη=有总可知,甲滑轮组的机械效率高,故B正确,C错误;D.两物体被提升的高度相同,动滑轮的重力不同,根据W=G动h可知,甲、乙滑轮组所做的额外功不相等,故D错误.故选B.【点睛】涉及机械效率的问题时,关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪,特别要清楚额外功是对谁做的功,使用滑轮或滑轮组时,额外功为提高滑轮做的功、克服摩擦及绳子重做的功.14.如图,用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提升了2m,动滑轮重为100N(不计绳重和摩擦),下列说法正确的是A.绳子自由端拉力的功率是70WB.滑轮组的机械效率是85.7%C.提升重物的过程中所做的额外功是400JD.提升的重物变成400N时,滑轮组的机械效率将变大【答案】B【解析】【详解】A.根据图示可知,n=2,不计绳重和摩擦,拉力:F=12(G+G轮)=12(600N+100N)=350N,拉力端移动距离:s=2h=2×2m=4m,总功:W总=Fs=350N×4m=1400J,拉力的功率:P=Wt总=1400J10s=140W;故A错;B.有用功:W有用=Gh=600N×2m=1200J,滑轮组的机械效率:η=WW有总=1200J1400J≈85.7%,故B正确;C.提升重物的过程中所做的额外功:W额=W总﹣W有用=1400J﹣1200J=200J,故C错;D.当提升重物的重力减小为400N,做的有用功就变小,而额外功几乎不变,有用功和总功的比值变小,故滑轮组的机械效率变小,故D错;15.如图甲所示,长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动,一拉力﹣﹣位移传感器竖直作用在杆上,并能使杆始终保持水平平衡.该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示.据图可知金属杆重()A.5N B.10N C.20N D.40N【答案】B【解析】【分析】杠杆的平衡条件【详解】使金属杆转动的力是金属杆的重力,金属杆重心在中心上,所以阻力臂为:L1=0.8m,取当拉力F=20N,由图象可知此时阻力臂:L2=0.4m,根据杠杆的平衡条件有:GL1=FL2所以G×0.8m=20N×0.4m解得:G=10N16.如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B ,在这个过程中,力F 的大小将( )A .不变B .变小C .变大D .先变大后变小【答案】C【解析】【详解】 在杠杆缓慢由A 到B 的过程中,力F 始终与杠杆垂直,所以动力臂OA 的长度没有变化,阻力G 的大小没有变化,而阻力臂l 却逐渐增大;由杠杆的平衡条件知:F •OA =G •l ,当OA 、G 不变时,l 越大,那么F 越大;因此拉力F 在这个过程中逐渐变大.C 符合题意,选项ABD 不符合题意.17.下列关于机械效率的说法正确的是( )A .越省力的机械,机械效率越高B .做功越少的机械,机械效率越低C .做功越慢的机械,机械效率越低D .总功相同,有用功越大的机械,机械效率越高【答案】D【解析】【详解】A .机械效率是有用功与总功的比值,与机械省力与否无关,故A 错误.B .机械效率越低,有用功占总功的比例越低,不一定就是做的功少,故B 错误.C .做功越慢的机械,功率越小.功率和机械效率是两个不同的概念,二者没有关系,不能说做功越慢的机械,机械效率越低,故C 错误.D .由η100%W W 有用总=⨯可知,总功相同,有用功越大的机械,机械效率越高,故D 正确.18.如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重和摩擦力,G 1=60N ,G 2=38N ,甲乙两种情况下绳子在相等拉力F 作用下静止。
初中物理八年级下册第十二章《简单机械》测试题(含答案解析)(20)
一、选择题1.某人用150N的力将500N的重物提高了30cm,那么他可能使用了()A.一个定滑轮B.一个杠杆C.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组D.一个动滑轮2.如图所示,在探究杠杆平衡条件的实验中,杠杆正处于水平平衡状态.若在两侧钩码下分别再加挂一块完全相同的橡皮,则下列判断正确的是()A.杠杆仍能处于水平平衡状态B.杠杆不能处于水平平衡状态,左端上升C.杠杆不能处于水平平衡状态,右端上升D.上述情况均有可能发生3.将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端,已知斜面长1.2m,高为0.4m,斜面对物体的摩擦力为1N(物体的大小、空气阻力等可忽略不计).则在上述过程中A.有用功为5.4J B.额外功为1.8JC.机械效率为60%D.沿斜面向上的拉力大小为2N4.如图是探究利用斜面提升物体是否省力、是否省功的实验.下列操作中正确的是A.不需要使用刻度尺B.必须保持斜面的倾斜角度不变C.不可以将小车车轮朝上放在斜面上进行探究D.先用弹簧测力计沿竖直方向匀速提升小车至高度h处,再沿着斜面匀速拉动小车至高度h处,记下两次弹簧测力计的示数5.人体的某些部分也可以看作杠杆,例如托起物体的前臂图.下列图中正确表示手的前臂所受动力和阻力的是图A.B.C.D.6.如下图所示的四种机械提起同一重物,不计机械自重和摩擦,最省力的是A.B.C.D.7.工人利用滑轮组吊起重为2400N的路灯杆(质量分布均匀)。
如图所示,这是路灯杆一端刚被匀速拉起的示意图。
路灯杆离地后2s被匀速提升1m,绳端拉力F=1000 N。
下列说法正确的是()A.路灯杆一端刚被匀速拉起比路灯杆离地后匀速提升时滑动组的机械效率更大B.路灯杆离地后,绳端拉力F做的功为1000 JC.路灯杆离地后,绳端拉力F做功的功率为500WD.路灯杆离地后,滑轮组的机械效率为80%8.下列属于省距离杠杆的是()A.动滑轮B.订书机C.羊角锤D.镊子9.如图所示,在一水平地面上,木箱重600N,受到的摩擦力为300N,用力F拉动木箱使它在2秒钟的时间匀速直线运动了2m(不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩擦),下列说法正确的是()A.拉力F的大小为100NB.拉力F做功的大小为1200JC.绳自由端移动了4mD.拉力F的功率200W10.用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重200N的物体,使物体在4s内匀速前进了4m,已知物体受到地面的摩擦力为60N,所用拉力大小为25N,忽略绳重、滑轮重。
初中物理简单机械试题(有答案和解析)含解析
示(机械中摩擦和绳重均不计).下列说法正确的是
A.作用在钢绳上的 拉力的功率为 400W B.动滑轮的重力为 200N C.人对绳子的最大拉力为 1000N D.该滑轮组的最大机械效率为 83.3% 【答案】B 【解析】
【分析】
(1)由图可知,n=3,则绳端移动的距离 s nh ,利用W Fs 求拉力做的功,再利用
3
2
由题知 F1=F2,所以 1 (G1+G 轮)= 1 (G2+G 轮),即: 1 (60N+G 轮 )= 1 (38N+G
3
2
3
2
轮),
解答动滑轮的重力:G 轮=6N。
故选:B。
13.如图所示,用同一滑轮组分别将物体 A 和物体 B 匀速提升相同的高度,与提升 B 相 比,提升 A 的过程滑轮组的机械效率较大,若不计绳重与摩擦的影响,则提升 A 的过程
初中物理简单机械试题(有答案和解析)含解析
一、简单机械选择题
1.如图所示的滑轮组,用 F=30N 的拉力,拉动水平地面上重为 300N 的物体,使物体匀速 前进了 2m.物体和地面之间的摩擦力为 45N,在此过程中,下列说法正确的是
①拉力做的功是 120J ②绳子自由端移动的距离是 2m ③滑轮组的机械效率是 75%
(2)由图乙可知,物重 G=300N 时,滑轮组的机械效率 η=60%,
根据 W有 = Gh Gh G 可得:拉力 F G 300N 500N 167N ,
W总 Fs F3h 3F
3 3 60% 3
因机械中摩擦力及绳重忽略不计,则 F 1
3
G G动
,
所以, G动
nF
G
3 500 3
A.A 下降 B.B 下降 C.保持静止 D.无法确定 【答案】A 【解析】分析:利用动滑轮、定滑轮的省力特点分析解答此题。定滑轮只能改变力的方 向,不能省力,动滑轮可以省一半的力。 解答:B 所在的滑轮为动滑轮,动滑轮省一半的力,A 所在的滑轮为定滑轮,定滑轮不省 力;A 与 B 质量相等,重力相等,将 B 拉起只需 A 重力的一半即可,所以 A 下降,B 上 升。 故选:A。 【点睛】此题考查了动滑轮、定滑轮的省力特点,难点是判断动滑轮和定滑轮,属于基础 题目。
【物理】九年级物理简单机械题20套(带答案)
物体升高的高度和物体重力都相同,根据公式W=Gh可知做的有用功相同;由图可知,动滑轮个数相同,即动滑轮重力相同,提升的高度相同,不计绳重和摩擦,则拉力做的额外功相同.有用功相同、额外功相同,则总功相同,即W甲=W乙.根据η= 可知,机械效率相同,即η甲=η乙.故A符合题意.
6.下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是
5.在不计绳重和摩擦的情况下利用如图所示的甲、乙两装置分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度.若用η甲、η乙表示甲、乙两装置的机械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功,则下列说法中正确的是
A.η甲=η乙,W甲=W乙
B.η甲>η乙,W甲>W乙
C.η甲<η乙,W甲<W乙
D.η甲>η乙,W甲<W乙
【答案】A
【解析】
B.若G1= G2,拉力做的总功相同
C.若G1= G2,甲的机械效率大于乙的机械效率
D.用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变
【答案】C
【解析】
【详解】
有用功为GH,若 则有用功相等.对动滑轮做的功为额外功 ,乙的动滑轮质量大额外功多,因此乙的总功多,机械效率低.答案AB错,C对.同一个滑轮组提起不同的重物,有用功不同,额外功相同,机械效率不同,提升重物越重机械效率越高.D错.
14.骑自行车上一个陡坡时,有经验的同学会沿S型路线骑行,他这样做是为了( )
A.缩短上坡过程中所走的路程B.减少上坡过程中所做的功
C.减小上坡过程中所施加的力D.缩短上坡过程中所用的时间
【答案】C
【解析】
【详解】
A.上坡时,自行车上升的高度不变,走S形路线所走的路线较长,A不符合题意.
B.使用任何机械都不省功,B不符合题意.
D.由 可知,总功相同,有用功越大的机械,机械效率越高,故D正确.
初三物理简单机械试题答案及解析
初三物理简单机械试题答案及解析1.小明同学利用身边的简易器材制作了一个捕鼠器,如图所示长1.0m重1.5N的均匀木板放在水平桌面上,木板左端离桌面沿0.4m,上面挂一诱铒,若一重0.5N的老鼠偷吃食物,沿木板向左端爬去,当老鼠爬过离桌沿______米时,木板会失去平衡,而使它落入桌子下面的水桶中.该捕鼠器是利用原理制成的【答案】0.3;杠杆【解析】均匀木板的支点在水平桌面的最左端,而木板的重心在木板的中间,所以根据杠杆平衡原理得:0.5N×L=1.5N×0.1m;解得L=0.3m;该捕鼠器是利用杠杆原理制成的。
【考点】杠杆的平衡2.纪录片《舌尖上的中国》已经播出了两季,深受广大观众的欢迎,它向人们介绍了祖国各地的美食和风土人情.如图甲是山西的一种制作美食饸饹的画面,其中压制工具的手柄可以看成一个杠杆,图乙为其简化图,请在图乙中画出阻力臂L2、作用在A点的最小动力F1和动力臂L1.【答案】如图所示:【解析】①连接OA就是最长的动力臂,根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡动力方向向下,据此可画出最小的动力;②O为支点,点O到F2的垂线段就是F2的力臂,如图所示:【考点】力臂的画法,力的示意图3.(5分)(2014•湖北)小明在做“测量滑轮组的机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行了三次实验,数据如表:试验次数物重G/N物体上升的高度h/cm 测力计的示数F/N测力计移动的距离s/cm1 6 3 2.5 92 6 5 2.5 183 6 8 2.5 24(1)表中“测力计移动的距离”栏目中有一个数据的记录是错误的,错误的数据是.(2)3次实验中滑轮组的机械效率是.(3)请帮助小明画出该滑轮组的绕线方式.(4)本实验得到的结论是:.【答案】(1)18cm;(2)80%;(3)如图所示;(4)滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关.【解析】(1)由表中1、3组实验数据可知,测力计移动距离是物体上升高度的3倍,由此可知滑轮组承重绳子的有效股数n=3,由表中第2组实验数据可知,物体上升高度为5cm,测力计移动距离应该是15cm,而不是18cm,因此错误的实验数据是:18cm;(2)由表中实验数据可知,第三次实验时,滑轮组的效率:。
初二物理简单机械试题答案及解析
初二物理简单机械试题答案及解析1.杠杆在生产、生活中有着广泛的应用.如图所示,下列工具在使用中属于费力杠杆的是A.汽水扳手B.道钉撬C.镊子D.天平【答案】C【解析】生活中的杠杆可分为:当动力臂大于阻力臂为省力杠杆,当动力臂等于阻力臂为等臂杠杆,当动力臂小于阻力臂为费力杠杆,由图可知,选项A、B为省力杠杆,C为费力杠杆,而D 为等臂杠杆,故本题正确选项是C。
【考点】杠杆的分类及应用2.如图所示的简单机械,忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力.当提起相同重物时,最省力的是【答案】A【解析】由图可知:选项A中动力臂是阻力臂的3倍,故动力F1=G/3;选项B为定滑轮,所用的拉力F2=G;选项C为动滑轮,所用的拉力F3=G/2;选项D为滑轮组,所用的拉力F4=G/2。
故本题正确选项是A。
【考点】杠杆、滑轮的特点及其应用3.如图是一种拉杆式旅行箱的示意图,使用时相当于一个杠杆(选填“省力”或“费力”).若箱的重量为100N,动力臂是阻力臂的4倍,要使该杠杆平衡,则竖直向上的拉力F为 N.【答案】省力 25【解析】生活中的杠杆可分为:当动力臂大于阻力臂为省力杠杆,当动力臂等于阻力臂为等臂杠杆,当动力臂小于阻力臂为费力杠杆,由图可知,动力臂大于阻力臂故为省力杠杆;当动力臂是阻力臂的4倍,则竖直向上的拉力F为阻力的四分之一,即为25N。
【考点】杠杆的分类,杠杆的平衡条件4.如图所示的工具中属于费力杠杆的是 ( )【答案】A【解析】杠杆可以分成三类:(1)省力杠杆(2)等臂杠杆(3)费力杠杆。
分类的依据有三个:(1)根据动力臂和阻力臂的大小,动力臂大的是省力杠杆(2)根据动力和阻力的大小,动力小的是省力杠杆(3)根据是否省距离,费距离的是省力杠杆。
选项A,使用钓鱼竿时,动力臂小于阻力臂是费力杠杆。
正确的选择是A。
【考点】杠杆的分类5.(1)如图甲所示,请作出:①水桶M所受重力的示意图;②以O为支点,力F的力臂.(保留作图痕迹).(2)请在图乙中用线代表绳子,将两个滑轮连成省力的滑轮组,要求人用力往下拉绳使重物升起.【答案】【解析】(1)桶受到的重力方向为竖直向下,符号为G。
物理简单机械题20套(带答案)及解析
物理简单机械题20套(带答案)及解析一、简单机械选择题1.建筑工人用如图所示的滑轮组,在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m 的过程中,所用的拉力大小为375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍.在此过程中下列说法正确的是()A.绳子自由端沿水平方向移动了6 mB.物体受到的拉力为750NC.拉力F的功率为750WD.滑轮组的机械效率为80%【答案】D【解析】【详解】A.由图可知,n=2,则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=ns A=2×2m=4m,故A错误;B.物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态,物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,则物体受到的拉力F A=f=0.4G=0.4×1500N=600N,故B错误;C.拉力F做的功W总=Fs=375N×4m=1500J,则拉力F的功率P===375W,故C错误;D.有用功W有=F A s A=600N×2m=1200J,则滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%,故D正确;2.物体做匀速直线运动,拉力F=60N,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,则物体受到的摩擦力是A.60 N B.120 N C.20 N D.180 N【答案】D【解析】【分析】分析滑轮组的动滑轮绕绳子的段数,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,根据得到物体受到的摩擦力。
【详解】从图中得到动滑轮上的绳子段数为3,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,物体受到的摩擦力:f=3F=3×60N=180N。
故选D。
【点睛】本题考查滑轮组的特点,解决本题的关键要明确缠绕在动滑轮上的绳子的段数。
3.如图所示,轻质杠杆AB,将中点O支起来,甲图的蜡烛粗细相同,乙图的三支蜡烛完全相同,所有的蜡烛燃烧速度相同。
在蜡烛燃烧的过程中,则杠杆A.甲左端下沉,乙右端下沉B.甲左端下沉,乙仍保持平衡C.甲右端下沉,乙右端下沉D.甲、乙均能保持平衡【答案】B【解析】【详解】设甲乙两图中的杠杆长均为l。
初二物理 简单机械试题答案及解析
初二物理简单机械试题答案及解析1.(2012烟台)在你学过的简单机械里既可以省力又可以费力的机械是()A.杠杆B.定滑轮C.动滑轮D.滑轮组【答案】A【解析】因为杠杆有省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆,所以杠杆可省力也可费力;定滑轮的实质是等臂杠杆,既不省力也不费力;动滑轮的实质是动力臂是阻力臂两倍的杠杆,所以能省力,但不能费力;滑轮组是既省力又能改变力的方向的机械,所以能省力不能费力.故选A.2.(2011莱芜)如图所示,杠杆处于平衡状态,下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是()A.将左右两边的钩码均向外移动一格B.在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变C.将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变D.将左边的钩码向里移动一格,同时将右边钩码去掉一个并保持位置不变【答案】D【解析】设杠杆的一个小格是1cm,一个钩码的重是1N.A中,将左右两边的钩码均向外移动一格,4N×(3+1)cm>3N×(4+1)cm,杠杆的左端下沉,不符合题意.B中,在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变,(4+1)N×3cm<(3+1)N×4cm,杠杆的右端下沉,不符合题意.C中,将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变,(4-1)N×3cm>(3-1)N×4cm,杠杆的左端下沉,不符合题意.D中,将左边的钩码向里移动一格,同时将右边钩码去掉一个并保持位置不变,4N×(3-1)cm=(3-1)N×4cm,杠杆平衡,符合题意.故选D.3.(2012宜宾)如图所示,用F为30N的拉力,通过滑轮组拉着重为300N的物体,使物体在水平面上以0.5m/s的速度向左做匀速直线运动.则物体受到的摩擦力大小为________N,拉力F的功率为________W.(不计绳和滑轮的重力以及滑轮与绳子之间的摩擦力)【答案】9045=3F=【解析】由图知,n=3,不计绳和滑轮的重力以及滑轮与绳子之间的摩擦力,故F摩3×30N=90N,绳子自由端移动的速度:v=3×0.5m/s=1.5m/s,拉力的功率:P=Fv=30N×1.5m/s=45W.4.某人重力为600N,他想坐在吊篮里用滑轮组把吊篮匀速拉上去,如图所示,已知吊篮和货物重240N,不计滑轮重和摩擦,则他所用的力应为()A.280NB.80NC.420ND.120N【答案】A【解析】提起物体的总重力包括人的重力及吊篮和货物的重力,即总重为600N+240N=840N,承担总重力的绳子为3段,故他所用的力为N.5.(2014陕西)图甲所示为一种搬运建筑材料的机械装置,AB是个杠杆,O为支点,杠杆平衡时,B端受到的向下的拉力________A端受到的向下的拉力(选填“大于”“小于”或“等于”);用于装载货物的小车自重为500N,若搬运2000N的货物,电动卷扬机拉钢丝绳的力F甲=1600N,该滑轮组的效率η甲=________;若用同样的滑轮按乙图组装,匀速提升相同的货物,电动卷扬机拉钢丝绳的力为F乙,乙滑轮组的效率为η乙,考虑实际情况,则F甲________F乙,η甲________η乙(选填“>”“<”或“=”).【答案】小于 62.5%>>【解析】因为OA<OB,由FA ×OA=FB×OB可知,FA>FB;滑轮组的效率:;由图示可知,甲图中n=2,乙图中n=3,可知F甲>F乙;根据题意可知,两种方法提升货物,并且匀速提升高度相同,则有用功相同,而乙图中绳子的长度将增加,因此乙中的额外功会大于甲中的额外功,由可知,η甲>η乙.6.在日常生活中,用100N的拉力不能提起重150N的物体的简单机械是 : ()A .杠杆B .斜面C .一个定滑轮D .一个动滑轮【答案】C【解析】用100N 的拉力不能提起重150N 的物体的简单机械,说明该机械不是省力机械,定滑轮不是省力机械,它的实质是等臂杠杆,不省力也不费力,故选C 。
初二物理 简单机械试题答案及解析
初二物理简单机械试题答案及解析1.(2012烟台)如图所示,一位母亲推着婴儿车行走,当前轮遇到障碍物时,母亲向下按扶把,若把婴儿车视为杠杆,这时杠杆的支点是________;当后轮遇到障碍物时,母亲向上抬起扶把,这时婴儿车可视为________杠杆(填“省力”或“费力”).【答案】后轮省力【解析】当前轮遇到障碍物时,向下按扶把,婴儿车绕后轮转动,所以后轮是支点;当后轮遇到障碍物时,向上抬起扶把,婴儿车绕前轮转动,所以前轮是支点,这时动力臂大于阻力臂,婴儿车可视为省力杠杆.2.(2012广东)如图,小王站在高3m、长6m的斜面上,将重200N的木箱沿斜面匀速从底端拉上顶端,拉力大小恒为120N,所花时间是10s.求:(1)木箱A沿斜面方向的运动速度.(2)小王对木箱做功的功率.(3)斜面的机械效率.【答案】(1)0.6m/s (2)72W (3)83.3%【解析】(1)=0.6m/s.=Fs=120N×6m=720J,=72W.(2)W总(3)W=Gh=200N×3m=600J,≈83.3%.有用3.(2013河南)一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它将同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比()A.有用功减少,总功减少B.有用功增加,总功增加C.有用功不变,总功不变D.有用功不变,总功减少【答案】D【解析】滑轮组改进后,把同一物体提升同样的高度时,所做有用功不变,但是额外功减少,故总功也减少.4.某人重力为600N,他想坐在吊篮里用滑轮组把吊篮匀速拉上去,如图所示,已知吊篮和货物重240N,不计滑轮重和摩擦,则他所用的力应为()A.280NB.80NC.420ND.120N【答案】A【解析】提起物体的总重力包括人的重力及吊篮和货物的重力,即总重为600N+240N=840N,承担总重力的绳子为3段,故他所用的力为N.5.如图所示,是搬运泥土的独轮车,独轮车属于________杠杆(选填“省力”或“费力”).设车箱和泥土的总重G=1000N,运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F,F的力臂是________m,F的大小至少是________N.【答案】省力 1.6 250【解析】独轮车车轮轴心是支点,车箱和泥土总的重力是阻力,人作用在车把手A处向上的力是动力.阻力臂l2=0.4m,动力臂l1=1.6m,由于l1>l2,所以独轮车属于省力杠杆.由杠杆平衡条件得,N.6.如图所示,重30N的物体A在水平拉力F的作用下,在水平桌面上做匀速直线运动,物体A所受的滑动摩擦力是物重的0.2倍,物体A在2s内前进了0.2m.若不计滑轮重、绳重及轴摩擦,拉力F为________N,绳子自由端的速度为________m/s.【答案】3 0.2【解析】由题图可知,n=2,∵不计滑轮重、绳重及轴摩擦,∴N;∵绳子自由端移动的距离s=nL=2×0.2m=0.4m,∴绳子自由端的速度:m/s.7.在探究杠杆平衡条件的实验中:(1)小明发现杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向________调节.小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是________.(2)如图甲所示,在杠杆左边A处挂4个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码________个.(3)如图乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将________(变大/变小/不变).【答案】(1)左方便读出力臂(2)3 (3)变大【解析】根据杠杆平衡条件可知,杠杆右端受到的力可以表示为,因左端挂4个相同钩码,所以右端在B点需要挂3个相同的钩码;当测力计向右倾斜时,力臂变小,故所需拉力变大.8.在“探究滑轮组机械效率”的实验中,某实验小组采用A、B两种绕绳方式不同的滑轮组进行实验,如图所示,发现了一些实际问题.(1)下表是实验中的几组数据,请在空白处填上相应的计算结果.实率分别为125%和100%.这是什么原因?通过观察图甲图和乙图,手持弹簧测力计在竖直方向时,发现指针的位置不同,甲图中指针在零刻度线的下方.(3)经过分析,找到了机械效率为125%和100%的原因:用滑轮组A进行实验时,弹簧测力计的示数比细绳实际的拉力要________,用测量值计算出的总功比细绳实际拉力做的功要________,因此测得的机械效率比实际效率要高.(4)实验总结:在测量滑轮组机械效率的实验中,考虑弹簧测力计对读数的影响,测拉力时,弹簧测力计一般要竖直向________移动;若弹簧测力计倒置时测拉力,要先将指针调至零刻度线处.【答案】(1)0.15 66.7%(2)<(3)小小(或少)(4)上【解析】(1)W总=F·s=0.25N×0.6m=0.15J(2)在实际使用机械时不可避免地要对机械本身做功,从而W有<W总,所以η要小于1.(3)从图中看出图甲的测力计指针在零刻度线下方,会使测量值偏小.(4)为避免测力计自身重力对实验的影响,一般要向上移动测力计.9.在日常生活中,用100N的拉力不能提起重150N的物体的简单机械是 : ()A.杠杆B.斜面C.一个定滑轮D.一个动滑轮【答案】C【解析】用100N的拉力不能提起重150N的物体的简单机械,说明该机械不是省力机械,定滑轮不是省力机械,它的实质是等臂杠杆,不省力也不费力,故选C。
初二物理简单机械-计算专题及答案
初二物理简单机械-计算专题及答案本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March简单机械滑轮组初中物理组卷一.计算题(共30小题)1.建筑工地上,需要利用拖拉机和滑轮组(如图所示)将质量为1.2×103kg的物体,拉到长100m,高50m的斜面顶端,测得拉动一个物体沿斜面匀速上升时拖拉机的水平拉力为4×103N,g=10N/kg,不计绳重及滑轮与绳、轴间的摩擦.(1)在图中画出物体对斜面压力F的示意图;(2)对物体做的有用功,以及此时滑轮组与斜面组合的机械效率;(3)若动滑轮重1000N,物体所受摩擦力的大小;(4)若拖拉机的最大输出功率为12kW,求拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度.2.工人利用如图所示的斜面,把质量为50kg的货物沿斜面由底部匀速推到顶端,所用时间为10s,沿斜面向上的推力为300N.斜面长10m,高5m.g=10N/kg,求:(1)把货物推上斜面做的有用功是多少?(2)此过程推力做了多少功?(3)斜面的机械效率是多少?3.工人想把重1 000N的木箱A搬到高h=5m,长L=10m的斜面上,如图所示.他站在斜面上,沿斜面向上用F=625N的拉力使木箱A以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端.(1)工人拉木箱的功率是多大?(2)该斜面的机械效率是多少?(3)木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大?4.工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢,所用的斜面长是3m.求:(1)推力做的功;(2)斜面的机械效率;(3)斜面对物体的摩擦力.5.如图是用滑轮组提升物体A的示意图,物体A受到的重力大小为G A.在匀速竖直提升物体A的过程中,物体A上升的速度大小为v A,滑轮组的机械效率为η.已知:G A=400N,v A=0.4m/s,η=80%,绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计.求:(1)绳子自由端的速度大小v绳;(2)动滑轮所受的重力大小G动;(3)拉力F做功的功率P.6.如图是某校体育器械进行臂力训练的示意图,运动员通过拉力F的作用下来提升配重,以达到锻炼臂力的目的.在一次训练时,运动员加配重的质量为30kg,拉力F的作用下,配重在5s的时间里,匀速竖直上升了50cm.在这个过程中,动滑轮提升配重所做的有用功为W有,运动员对绳子的拉力F做功的功率为 40W.忽略绳重和摩擦.(g取10N/kg)求:(1)在此次训练中运动员对绳子的拉力F的大小;(2)动滑轮的重力.7.如图所示,建筑工地上有一批建筑材料需要运往高处,已知建筑材料的质量m=80kg,卷扬机向下拉绳子的力F=500N,建筑材料上升的速度是1m/s,不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦,g取10N/kg.求:(1)动滑轮所受的重力G动;(2)滑轮组的机械效率η;(3)卷扬机向下拉力F的功率.8.如图所示,工人用250N的力F将质量为40kg的物体在10s内匀速提升2m,不计绳重和摩擦,g 取10N/kg,求:(1)重物受到的拉力大小和动滑轮重;(2)拉力做功的功率;(3)滑轮组的机械效率.9.如图所示,是小型建筑工地上使用的罐笼式提升机,提升机机械由两个定滑轮、一个动滑轮和罐笼几个部件构成,用它能把建筑材料从低处匀速提升到高处.如果罐笼和动滑轮的总质量为120kg,一次提升建筑材料360kg,提升高度为l0m,不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力,(g取10N/kg)求:(1)钢丝绳的拉力;(2)该提升机此次提升建筑材料的机械效率.10.用如图所示的滑轮组,将重1200N的物体A在100s的时间里匀速竖直提升10m,已知在这个过程中,拉力F做功的功率为150W.不计绳重和滑轮与轴的摩擦.求:(1)拉力F所做的有用功(2)滑轮组的机械效率η11.用如图所示的滑轮组提升重1200N的物体A,在匀速竖直提升物体A的过程中,作用在绳子自由端竖直向上的拉力F为500N,如果物体A上升的速度v A为0.1m/s,不计绳重和滑轮与轴的摩擦.求:(1)动滑轮所受的重力G动;(2)拉力F做功的功率P.(3)滑轮组的机械效率η.12.如图所示,是一辆小车通过滑轮组匀速提升物体的装置图.与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000N,小车拉动绳子的最大功率为15KW.物体A重G A=1600N,动滑轮重G动=400N.不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦.则:(1)物体A匀速提升2m的过程中,小车所做的有用功W有用为多少?(2)滑轮组提升物体A时的机械效率η为多大?(3)若要求被提升重物以v=1m/s的速度匀速上升,则整个装置工作过程中所能提升重物的最大重力G m为多大?13.如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中一个边长为50cm的正方体物体拉至井口的装置图.已知井深12m,物体质量m=6×102kg,汽车重G车=3×104N,汽车匀速拉绳子时的力F=2.5×103N,汽车受到的阻力为车重的0.1倍.(g=10N/kg)求:(1)将物体从井底拉至井口的过程中,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功?(2)滑轮组的机械效率为多少?(3)若汽车运动的速度为3m/s,汽车牵引力的功率为多少?(4)物体被拉上来静置在井口地面上时,对地面的压强是多少?14.工人用图所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定,滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙,机械中摩擦力及绳重忽略不计,g=10N/kg.(1)从图乙中看出,建材重400N时,滑轮组的机械效率为50%,则动滑轮重为多少?(2)若某次运送建材的质量为50kg,则建材的重力是多少?(3)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m,作用在钢绳上的拉力为300N,求拉力的功率;(4)当滑轮组的机械效率为60%时,运送建材的重力是多大?15.如图所示,重350N的物体在100N的拉力作用下10秒钟上升30cm,若不计摩擦和绳子重,求:(1)物体上升速度;(2)拉力的功率;(3)若物体再增加100N,滑轮组的机械效率为多大.16.某建筑工地的工人师傅用如图所示的滑轮组提升质量为72kg的重物A,当工人师傅对绳子施加300N的拉力时,物体A以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升,不计绳重和摩擦,取g=10N/kg 求:(1)拉力F的功率(2)滑轮组的机械效率.17.如图所示,重为1140N的物体,工人师傅用600N的力匀速提升物体,物体的速度为0.2m/s,提升到指定的位置需要0.5min.(不计摩擦及绳重)(1)工人师傅拉绳的功率是多大?(2)滑轮组的机械效率是多大?18.底面积100cm2的物体静止在水平地面上,对地面的压强为2×105Pa,用如图所示的滑轮组在5s 内将物体匀速竖直提升3m,已知滑轮组的机械效率为80%,不计绳重和摩擦.(g=10N/kg)求:(1)物体的质量;(2)拉力F的功率;(3)用此滑轮组匀速竖直提升250N的重物,需要多大的拉力.19.一名质量为70kg的工人,用如图所示的装置提升一堆砖,已知托板重200N,每块砖重100N,不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力.当工人提升10块砖时,此装置的机械效率为80%,(g取10N/kg)求:(1)动滑轮重力;(2)利用此装置提升砖块的最高机械效率.20.如图所示,滑轮组在拉力F的作用下,拉着重300N的物体A以1m/s的速度在水平面上匀速直线运动的过程中,物体A所受的滑动摩擦力为70N,拉力F的功率P=80W(不计绳重和摩擦).求:(1)物体A的质量.(2)拉力F的值.(3)滑轮组的机械效率.21.如图1所示,物体A重为16N置于水平桌面上,在拉力F的作用下,5s内匀速直线运动了0.5m.图2是拉力F做的功随时间变化的图象.物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.2倍.求:(1)物体A的速度.(2)5s内拉力F对物体A做的有用功.(3)滑轮组的机械效率η.22.如图所示,每个滑轮重均为20N,用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动,在20s 内物体移动了4m,拉力F做的功为1280J.(不计绳重及机械内部摩擦)求:(1)拉力F的功率(2)滑轮组的机械效率.23.某科技小组设计了如图甲所示的装置,将水中长方体A匀速提升至空中,所用拉力F与绳子自由端移动的距离s的关系图象如图乙所示.已知A的质量为68kg,底面积为0.08m2,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,不计绳重、摩擦和水的阻力.求:(1)A受到的重力;(2)A离开水面后滑轮组的机械效率;(3)动滑轮的总重;(4)A的密度.24.小雨重600N,每只脚地面的接触面积是2×10﹣2m2.如图,他站在水平地面上用滑轮组提升重物(不计绳重和摩擦).(1)如图甲所示,小雨将物体A匀速提高2m做的有用功为420J,滑轮组的机械效率为87.5%.求:①物重G A是多少?②小雨对水平地面的压强是多少?(2)如图乙所示,重440N、高0.5m、密度为8.8×103kg/m3的实心物块B沉在水池底,池底受到水的压强为2×104Pa.小雨用此滑轮组将池底的物块B匀速缓慢地提升(不计水的阻力),直到其上表面与水面相平为止,用时30s.求:他拉绳的功率是多少?25.如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图,使用电动机和滑轮组(图中未画出)将实心长方体A从江底沿竖直方向匀速吊起,图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象.A完全离开水面后,电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N,滑轮组的机械效率为80%,A上升的速度始终为0.1m/s.(不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重,不考虑风浪、水流灯因素的影响),求:(1)长方体A的重力;(2)长方体A未露出水面时受到的浮力;(3)长方体A静止在江底时上表面受到的水的压强;(4)长方体A未露出水面时滑轮组的机械效率.26.如图,轻质杠杆OA可绕O点转动,OA=0.3m,OB=0.2m.A处挂一个质量为2kg的物体G,B 处加一个竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则:(1)物体G的重力大小为多少?(2)F的大小为多少?27.如图所示,质量为80kg,边长为20cm的正方体物块A置于水平地面上,通过绳系于轻质杠杆BOC的B端,杠杆可绕O点转动,且BC=3BO.在C端用F=120N的力竖直向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,且绳被拉直:(绳重不计,g取10N/kg)求:此时(1)绳对B端的拉力F拉;(2)物体A对地面的压强p.28.杠杆平衡时,动力F1的大小为2N,动力臂L1为0.5m,阻力臂L2为0.1m,求阻力F2的大小.29.如图所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,杠杆长0.4米,在它的中点B处挂一重30牛的物体G.若在杠杆上A端施加竖直方向的力F,使杠杆在水平位置平衡,求F的大小为多少牛?简单机械滑轮组初中物理组卷参考答案与试题解析一.计算题(共30小题)1.建筑工地上,需要利用拖拉机和滑轮组(如图所示)将质量为1.2×103kg的物体,拉到长100m,高50m的斜面顶端,测得拉动一个物体沿斜面匀速上升时拖拉机的水平拉力为4×103N,g=10N/kg,不计绳重及滑轮与绳、轴间的摩擦.(1)在图中画出物体对斜面压力F的示意图;(2)对物体做的有用功,以及此时滑轮组与斜面组合的机械效率;(3)若动滑轮重1000N,物体所受摩擦力的大小;(4)若拖拉机的最大输出功率为12kW,求拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度.【解答】解:(1)物体对斜面的压力作用在斜面上,方向垂直斜面向下,压力F的示意图如图所示:;(2)已知物体质量和斜面高,对物体做的有用功:W有=Gh=mgh=1.2×103kg×10N/kg×50m=6×105J;由图可知,滑轮组中有两段绳子通过动滑轮,即n=2,将物体拉上斜面时,拖拉机通过距离s=2L=2×100m=200m,拉力总功:W总=F拉s=4×103N×200m=8×105J,所以拉动物体时的机械效率:η=×100%=×100%=75%;(3)根据W总=W有+W额可得额外功:W额=W总﹣W有=8×105J﹣6×105J=2×105J,不计绳重及滑轮与绳、轴间的摩擦,克服动滑轮重和斜面摩擦所做的功是额外功,所以W额=fL+G滑h,所以物体所受摩擦力:f===1.5×103N;(4)由P===F拉v,拖拉机的最大输出功率为12kW,拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度:v===3m/s.答:(1)见上图;(2)对物体做的有用功为6×105J,此时滑轮组与斜面组合的机械效率为75%;(3)物体所受摩擦力的大小为1.5×103N;(4)拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度为3m/s.2.工人利用如图所示的斜面,把质量为50kg的货物沿斜面由底部匀速推到顶端,所用时间为10s,沿斜面向上的推力为300N.斜面长10m,高5m.g=10N/kg,求:(1)把货物推上斜面做的有用功是多少?(2)此过程推力做了多少功?(3)斜面的机械效率是多少?【解答】解:(1)货物受到的重力为:G=mg=50kg×10N/kg=500N;工人做的有用功为:W有用=Gh=500N×5m=2500J;(2)工人推力做的总功为:W总=Fs=300N×10m=3000J;(3)斜面机械效率为:η==×100%≈83.3%;答:(1)把货物推上斜面做的有用功是2500J;(2)此过程推力做了3000J;(3)斜面的机械效率是83.3%.3.工人想把重1 000N的木箱A搬到高h=5m,长L=10m的斜面上,如图所示.他站在斜面上,沿斜面向上用F=625N的拉力使木箱A以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端.(1)工人拉木箱的功率是多大?(2)该斜面的机械效率是多少?(3)木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大?【解答】解:(1)工人做的功:W总=FL=625N×10m=6250J,将木箱从斜面底端拉到斜面顶端所用的时间:t===50s;工人拉木箱的功率:P===125W;(2)工人对木箱做的有用功:W有=Gh=1000N×5m=5000J斜面的机械效率:η==×100%=80%;(3)摩擦力做的功:W f=W总﹣W有=6250J﹣5000J=1250J摩擦力的大小:f===125N.答:(1)工人拉木箱的功率是125W.(2)该斜面的机械效率是80%.(3)木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是125N.4.工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢,所用的斜面长是3m.求:(1)推力做的功;(2)斜面的机械效率;(3)斜面对物体的摩擦力.【解答】解:由题可知,推力F=500N,物体的重力G=800N,斜面长度s=3m,斜面高度h=1.5m,(1)推力做的功:W总=Fs=500N×3m=1500J;(2)克服物体重力做的有用功:W有用=Gh=800N×1.5m=1200J,斜面的机械效率:η=×100%=×100%=80%;(3)所做的额外功:W额=W总﹣W有用=1500J﹣1200J=300J,因为W额=fs,所以斜面对物体的摩擦力:f===100N.答:(1)推力做的功为1500J;(2)斜面的机械效率为80%;(3)斜面对物体的摩擦力为100N.5.如图是用滑轮组提升物体A的示意图,物体A受到的重力大小为G A.在匀速竖直提升物体A的过程中,物体A上升的速度大小为v A,滑轮组的机械效率为η.已知:G A=400N,v A=0.4m/s,η=80%,绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计.求:(1)绳子自由端的速度大小v绳;(2)动滑轮所受的重力大小G动;(3)拉力F做功的功率P.【解答】解:(1)由图知,n=2,绳子自由端移动的速度:v=2v A=2×0.4 m/s=0.8 m/s;(2)绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计,滑轮组的机械效率:η===,代入已知数值得:80%=,解得动滑轮重力:G动=100N;(3)绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计,拉力F=(G A+G轮)=(400N+100N)=250N,拉力做功的功率P===Fv=250N×0.8m/s=200W.答:(1)绳子自由端的速度大小为0.8m/s;(2)动滑轮所受的重力大小为100N;(3)拉力F做功的功率为200W.6.如图是某校体育器械进行臂力训练的示意图,运动员通过拉力F的作用下来提升配重,以达到锻炼臂力的目的.在一次训练时,运动员加配重的质量为30kg,拉力F的作用下,配重在5s的时间里,匀速竖直上升了50cm.在这个过程中,动滑轮提升配重所做的有用功为W有,运动员对绳子的拉力F做功的功率为 40W.忽略绳重和摩擦.(g取10N/kg)求:(1)在此次训练中运动员对绳子的拉力F的大小;(2)动滑轮的重力.【解答】解:(1)由图知,使用的滑轮组是两定、一动,承担物重的绳子股数n=2,拉力端移动的距离:s=2h=2×50cm=100cm=1m,拉力端移动的速度:v===0.2m/s,拉力做功功率P===Fv,则拉力F===200N;(2)配重重力G=mg=30kg×10N/kg=300N,忽略绳重和摩擦,拉力F=(G+G轮),则动滑轮重力:G轮=2F﹣G=2×200N﹣300N=100N.答:(1)在此次训练中运动员对绳子的拉力的大小为200N;(2)动滑轮的重力为100N.7.如图所示,建筑工地上有一批建筑材料需要运往高处,已知建筑材料的质量m=80kg,卷扬机向下拉绳子的力F=500N,建筑材料上升的速度是1m/s,不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦,g取10N/kg.求:(1)动滑轮所受的重力G动;(2)滑轮组的机械效率η;(3)卷扬机向下拉力F的功率.【解答】解:(1)建筑材料的重力:G=mg=80kg×10N/kg=800N,由图知,滑轮组由两段绳子承担物重,设提起质量m的建筑材料时卷扬机对绳的拉力为F,根据动滑轮受力关系可得F=(G+G动),G动=2F﹣G=2×500N﹣800N=200N;(2)滑轮组的机械效率:η=====×100%=80%;(3)卷扬机的速度,v=nv物=2×1m/s=2m/s,卷扬机向下拉力F的功率:P=Fv=500N×2m/s=1000W.答:(1)动滑轮所受的重力为200N;(2)滑轮组的机械效率是80%;(3)卷扬机向下拉力F的功率是1000W.8.如图所示,工人用250N的力F将质量为40kg的物体在10s内匀速提升2m,不计绳重和摩擦,g 取10N/kg,求:(1)重物受到的拉力大小和动滑轮重;(2)拉力做功的功率;(3)滑轮组的机械效率.【解答】已知:拉力F=250N,时间t=10s,质量m=40kg,上升高度h=2m,n=2求:(1)重物受到的拉力F=?动滑轮重G动=;(2)拉绳子的功率P=;(3)滑轮组的机械效率η=解:(1)因为重物被匀速提起,所以重物受到的拉力等于重物重力为G=mg=40kg×10N/k=400N;因为F=(G+G动)所以G动=2F﹣G=2×250N﹣40×10N/kg=100N;(2)拉力移动距离:s=2h=2×2m=4m,拉力做的总功:W总=Fs=250N×4m=1000J,拉力做功的功率:P===100W;(3)拉力做的有用功:W有=Gh=400N×2m=800J,滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%.答:(1)重物受到的拉力为400N;动滑轮重为100N;(2)拉力的功率为100W;(3)滑轮组的机械效率为80%.9.如图所示,是小型建筑工地上使用的罐笼式提升机,提升机机械由两个定滑轮、一个动滑轮和罐笼几个部件构成,用它能把建筑材料从低处匀速提升到高处.如果罐笼和动滑轮的总质量为120kg,一次提升建筑材料360kg,提升高度为l0m,不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力,(g取10N/kg)求:(1)钢丝绳的拉力;(2)该提升机此次提升建筑材料的机械效率.【解答】解:(1)G A=m A g=120kg×10N/Kg=1200NG物=m物g=360kg×10N/Kg=3600NF=(G物+G A)=(3600 N+1200N)=2400N;(2)根据η======75%.答:(1)钢丝绳的拉力是2400N;(2)该提升机此次提升建筑材料的机械效率是75%.10.用如图所示的滑轮组,将重1200N的物体A在100s的时间里匀速竖直提升10m,已知在这个过程中,拉力F做功的功率为150W.不计绳重和滑轮与轴的摩擦.求:(1)拉力F所做的有用功(2)滑轮组的机械效率η【解答】解:(1)提升重物过程中拉力F做的有用功:W有用=Gh=1200N×10m=12000J;(2)拉力做的总功:W总=Pt=150W×100s=15000J,滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%;答:(1)提升重物过程中的有用功为12000J;(2)滑轮组的机械效率为80%.11.用如图所示的滑轮组提升重1200N的物体A,在匀速竖直提升物体A的过程中,作用在绳子自由端竖直向上的拉力F为500N,如果物体A上升的速度v A为0.1m/s,不计绳重和滑轮与轴的摩擦.求:(1)动滑轮所受的重力G动;(2)拉力F做功的功率P.(3)滑轮组的机械效率η.【解答】解:由图可知,承担物重的绳子股数n=3,(1)不计绳重和滑轮与轴的摩擦,则拉力F=(G+G动),所以动滑轮重力:G动=3F﹣G=3×500N﹣1200N=300N;(2)拉力端移动速度:v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s,拉力做功的功率:P=Fv=500N×0.3m/s=150W;(3)滑轮组的机械效率:η=====×100%=80%.答:(1)动滑轮所受的重力为300N;(2)拉力F做功的功率为150W;(3)滑轮组的机械效率为80%.12.如图所示,是一辆小车通过滑轮组匀速提升物体的装置图.与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000N,小车拉动绳子的最大功率为15KW.物体A重G A=1600N,动滑轮重G动=400N.不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦.则:(1)物体A匀速提升2m的过程中,小车所做的有用功W有用为多少?(2)滑轮组提升物体A时的机械效率η为多大?(3)若要求被提升重物以v=1m/s的速度匀速上升,则整个装置工作过程中所能提升重物的最大重力G m为多大?【解答】解:(1)小车所做的有用功:W有用=G A h=1600N×2m=3200J;(2)滑轮组提升物体A时的机械效率:η=×100%=×100%=×100%==80%;(3)由图可知,n=3,当重物以v=1m/s的速度匀速上升时,小车前进的速度为v′=3m/s由P=Fv得,小车提供给绳子的最大拉力:F m===5000N,小车提供给绳子的最大拉力F m=5000N小于绳子能承受的最大拉力6000N对滑轮受力分析可得,F=(G+G动)即G m+G动=3F m,代入得G m=3F m﹣G动=3×5000N﹣400N=14600N.答:(1)物体A匀速提升2m的过程中,小车所做的有用功W有用为3200J;(2)滑轮组提升物体A时的机械效率η为80%;(3)若要求被提升重物以v=1m/s的速度匀速上升,则整个装置工作过程中所能提升重物的最大重力G m为14600N.13.如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中一个边长为50cm的正方体物体拉至井口的装置图.已知井深12m,物体质量m=6×102kg,汽车重G车=3×104N,汽车匀速拉绳子时的力F=2.5×103N,汽车受到的阻力为车重的0.1倍.(g=10N/kg)求:(1)将物体从井底拉至井口的过程中,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功?(2)滑轮组的机械效率为多少?(3)若汽车运动的速度为3m/s,汽车牵引力的功率为多少?(4)物体被拉上来静置在井口地面上时,对地面的压强是多少?【解答】解:(1)由图知,通过动滑轮绳子的段数n=3,将物体从井底拉至井口的过程中,绳端移动的距离:s=3h=3×12m=36m,汽车拉绳子的拉力做的功:W总=Fs=2.5×103N×36m=9×104J;(2)汽车对物体做的有用功:W有用=Gh=mgh=6×102kg×10N/kg×12m=7.2×104J;滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%;(3)汽车匀速运动时,受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力,根据力的平衡条件可得牵引力:F牵=F+f=F+0.1G车=2.5×103N+0.1×3×104N=5.5×103N,牵引力做功功率:P===F牵v汽=5.5×103N×3m/s=1.65×104W;(4)物体静止在井口时,压力等于重力,所以物体对地面的压强:p====2.4×104Pa.答:(1)将物体从井底匀速直线拉至井口的过程中,汽车拉绳子做了9×104J功;(2)滑轮组的机械效率为80%;(3)汽车牵引力的功率为1.65×104W;(4)物体被拉上来静置在井口地面上时,对地面的压强是2.4×104Pa.14.工人用图所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定,滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙,机械中摩擦力及绳重忽略不计,g=10N/kg.(1)从图乙中看出,建材重400N时,滑轮组的机械效率为50%,则动滑轮重为多少?(2)若某次运送建材的质量为50kg,则建材的重力是多少?(3)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m,作用在钢绳上的拉力为300N,求拉力的功率;(4)当滑轮组的机械效率为60%时,运送建材的重力是多大?【解答】解:(1)机械中摩擦力及绳重忽略不计,所以滑轮组的机械效率:η=====50%,解得:G轮=400N;(2)建材的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N;(3)由图可知,n=2,则1min绳子自由端移动的距离s=2h=2×12m=24m,拉力做的功:W=Fs=300N×24m=7200J,拉力的功率:P===120W;(4)当η′=60%时,机械中摩擦力及绳重忽略不计,滑轮组的机械效率:η′=,即:60%=,解得G′=600N.答:(1)动滑轮重为400N;(2)建材的重力是500N;(3)拉力的功率为120W;(4)当滑轮组的机械效率为60%时,运送建材的重力是600N.15.如图所示,重350N的物体在100N的拉力作用下10秒钟上升30cm,若不计摩擦和绳子重,求:(1)物体上升速度;(2)拉力的功率;(3)若物体再增加100N,滑轮组的机械效率为多大.【解答】解:(1)物体上升速度:v物===0.03m/s;(2)由图可知,n=4,则绳端移动的速度:v绳=nv物=4×0.03m/s=0.12m/s,拉力的功率:P===Fv绳=100N×0.12m/s=12W;(3)不计摩擦和绳子重,由F=(G+G动)可得,动滑轮的重力:G动=nF﹣G=4×100N﹣350N=50N,物体再增加100N即G′=450N时,滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=×100%=90%.答:(1)物体上升速度为0.03m/s;(2)拉力的功率为12W;(3)若物体再增加100N,滑轮组的机械效率为90%.16.某建筑工地的工人师傅用如图所示的滑轮组提升质量为72kg的重物A,当工人师傅对绳子施加300N的拉力时,物体A以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升,不计绳重和摩擦,取g=10N/kg 求:(1)拉力F的功率(2)滑轮组的机械效率.【解答】解:(1)物体重力G=mg=72kg×10N/kg=720N;重物由3段绳子承担,绳子移动速度为:v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s;拉力的功率为:P===Fv=300N×0.3m/s=90W;(2)机械效率为:η=====×100%=80%;答:(1)拉力F的功率为90W;(2)滑轮组的机械效率为80%.17.如图所示,重为1140N的物体,工人师傅用600N的力匀速提升物体,物体的速度为0.2m/s,提升到指定的位置需要0.5min.(不计摩擦及绳重)(1)工人师傅拉绳的功率是多大?(2)滑轮组的机械效率是多大?【解答】解:(1)重物由2段绳子承担,故绳子的移动速度为:v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s;工人的功率为:P=Fv=600N×0.4m/s=240W;(2)时间t=0.5min=30s,物体升高的距离为:h=s物=v物t=0.2m/s×30s=6m;绳子移动距离为s=2h=2×6m=12m;有用功:W有=Gh=1140N×6m=6840J;总功:W总=Fs=600N×12m=7200J;滑轮组的机械效率为:η==×100%=95%答:(1)工人师傅拉绳的功率是240W;(2)滑轮组的机械效率是95%.18.底面积100cm2的物体静止在水平地面上,对地面的压强为2×105Pa,用如图所示的滑轮组在5s 内将物体匀速竖直提升3m,已知滑轮组的机械效率为80%,不计绳重和摩擦.(g=10N/kg)求:(1)物体的质量;(2)拉力F的功率;(3)用此滑轮组匀速竖直提升250N的重物,需要多大的拉力.【解答】解:(1)由p=可知对地面的压力:F压=pS=2×105Pa×100×10﹣4m2=2000N,由于物体静止在水平地面上,则物体重力:G=F压=2000N,所以,质量m===200kg;(2)根据η===可得绳子的拉力:F===1250N;拉力做功W=Fs=Fnh=1250N×2×3m=7500J;功率P===1500W;(3)由F=(G+G动)可知动滑轮的重力为:G动=nF﹣G=2×1250N﹣2000N=500N;竖直提升250N的重物时的拉力F'=(G′+G动)=(250N+500N)=375N;答:(1)物体的质量为200kg;(2)拉力F的功率为1500W;(3)用此滑轮组匀速竖直提升250N的重物,需要375N的拉力.19.一名质量为70kg的工人,用如图所示的装置提升一堆砖,已知托板重200N,每块砖重100N,不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力.当工人提升10块砖时,此装置的机械效率为80%,(g取10N/kg)求:(1)动滑轮重力;(2)利用此装置提升砖块的最高机械效率.【解答】解:(1)10块砖的总重力:G1=nG0=10×100N=1000N,不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力,则滑轮组的机械效率:。
【物理】物理简单机械题20套(带答案)及解析
【物理】物理简单机械题20套(带答案)及解析一、简单机械选择题1.人直接用F 1的拉力匀速提升重物,所做的功是W 1;若人使用某机械匀速提升该重物到同一高度则人的拉力为F 2,所做的功是W 2( )A .F 1一定大于F 2B .F 1一定小于F 2C .W 2一定大于W 1D .只有F 2大于F 1,W 2才大于W 1【答案】C【解析】【详解】AB .直接用F 1的力匀速提升重物,则F 1=G ,使用滑轮匀速提升该重物,由于滑轮种类不清楚,F 2与G 的大小关系不能判断,则无法比较F 1与F 2的大小.故A 、B 均错误;CD .直接用F 1的力匀速提升重物,所做的功是:W 1=W 有用=Gh ;使用滑轮匀速提升该重物到同一高度,即W 有用=Gh ;但由于至少要克服摩擦力做额外功,故W 2=W 有用+W 额外,则W 2>W 1,故C 正确、D 错误。
故选C 。
2.如图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图,AOB 为一可绕固定点O 转动的轻质杠杆,已知:1:2OA OB =,A 端用细线挂一空心铝球,质量为2.7kg . 当铝球一半体积浸在水中,在B 端施加3.5N 的竖直向下的拉力F 时,杠杆恰好在水平位置平衡.(332.710/kg m ρ=⨯铝,10/g N kg = )下列结果正确的是A .该铝球空心部分的体积为33110m -⨯B .该铝球的体积为33310m -⨯C .该铝球受到的浮力为20ND .该铝球受到的浮力为40N【答案】C【解析】【分析】根据密度的公式得到铝球实心部分的体积,根据杠杆的平衡条件得到A 端的拉力,铝球在水中受到的浮力等于重力减去A 端的拉力,根据阿基米德原理求出排开水的体积,从而得出球的体积,球的体积减去实心部分的体积得到空心部分的体积.【详解】 铝球实心部分的体积:33332.71102.710/m kg V m kg mρ-===⨯⨯实, 由杠杆平衡的条件可得:F A ×OA=F B ×OB ,2 3.571A B OB F F N N OA ==⨯=, 铝球受到的浮力: 2.710/720F G F mg F kg N kg N N =-=-=⨯-=浮,铝球排开水的体积:333320210110/10/F N V m g kg m N kgρ-===⨯⨯⨯浮排水, 铝球的体积:333322210410V V m m --==⨯⨯=⨯球排,则空心部分的体积:433333410110310V V V m m m ---=-=⨯-⨯=⨯空球实.【点睛】本题考查杠杆和浮力的题目,解决本题的关键知道杠杆的平衡条件和阿基米德原理的公式.3.物体做匀速直线运动,拉力F=60N ,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,则物体受到的摩擦力是A .60 NB .120 NC .20 ND .180 N【答案】D【解析】【分析】分析滑轮组的动滑轮绕绳子的段数,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,根据得到物体受到的摩擦力。
