专题检测十一简单机械(时间45分钟满分100分)一、选择题(每题3分,共30分)1.生活中利用杠杆原理的情况极为常见,如图所示的杠杆中不能省力的是(B)2.图中杠杆受力F,图中能表示力F力臂的是(C)A.OA段B.OB段C.OC段D.AB段3.如图是“探究杠杆的平衡条件”实验装置,当弹簧测力计逐渐向右倾斜,但杠杆仍然保持水平平衡。关于拉力F的大小及其力臂变化情况正确的是(D)A.F变小,力臂变小B.F变大,力臂变大C.F变小,力臂变大D.F变大,力臂变小4.园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时(A)A.尽量让树枝靠近O点,手握剪刀的位置远离O点B.尽量让树枝远离O点,手握剪刀的位置靠近O点C.树枝和手离O点的距离无论远近,修剪树枝时都费力D.树枝和手离O点的距离无论远近,修剪树枝时都省力5.自行车是一种轻便、利于环保的交通工具,从它的结构和使用来看,用到了许多物理知识,下列说法正确的是(C)A.为了减小摩擦,轮胎上制有花纹B.为了骑行省力,链条与其连接的两个齿轮组成滑轮组C.车把上的手闸刹车系统是应用了省力杠杆及摩擦的知识D.晚上灯光照在自行车尾部,尾灯会发光这是利用了光的折射原理6.如图所示,弹簧测力计和细线的重力不计,一切摩擦不计,重物的重力G=10 N,则弹簧测力计A和B的读数分别为(B)A.10 N,20 NB.10 N,10 NC.10 N,0D.0,07.(2017山东德州)如图所示的滑轮组中,动滑轮重1 N,小强用6 N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10 N的物体,物体沿竖直方向上升0.4 m。此过程中,额外功和机械效率分别是(C)A.0.4 J83.3%B.0.8 J91.7%C.0.8 J83.3%D.0.4 J91.7%8.如图所示,张伟同学通过斜面用平行于斜面F=200 N的推力,将质量为30 kg的物体在5 s时间内匀速推到1 m高的平台上,斜面长s=2 m。(g取10 N/kg)则(B)A.推力的功率为40 WB.斜面的机械效率为75%C.推力做的总功为300 JD.斜面对物体的摩擦力为100 N9.(多选)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200 g,A、B、C、D、E、F为挂钩,已知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)。下列做法能使木板重新平衡的是(BCD)A.在B、D两处各加挂一个钩码B.在B处加挂两个钩码、D处加挂一个钩码C.B处挂两个钩码不变,把D处的一个钩码挂在E处D.B处挂两个钩码不变,把D处的一个钩码挂在F处10.(多选)建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶,工人师傅利用如图所示的装置,分三次运。第一次运1块,第二次运2块,第三次运3块,每次运送时,砖都匀速上升,绳重及摩擦均忽略不计,这三次拉力依次为F1、F2、F3,效率为1、2、3,则(BD)A.F1+F2=F3B.F1+F2F3C.1+2=3D.123二、填空题(每空2分,共18分)11.如图是同学们常用的燕尾夹,AB=BC,当用力摁住C点打开该夹子时,可把B点看作支点,此时夹子可近似看作等臂(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。第11题图第12题图12.如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为重心,他的体重为600 N。地面对手的支持力F的力臂是1.5 m,力F的大小为360 N。13.在水平面上放一个200 N的重物,现用如图所示装置将物体匀速拉动,物体与水平面的摩擦力是48 N,不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦,水平拉力F为16 N。若绳子自由端移动速度为0.9 m/s,则物体移动速度为0.3m/s。第13题图第14题图14.(2017山东烟台)往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去,如图所示,工人用3 m长的斜面,把120 kg的重物提高1 m,假设斜面很光滑,则需要施加的推力为400N,若实际用力为500 N,斜面的机械效率为80%,重物受到的摩擦力为100N。(g取10 N/kg)三、作图题(本题共6分)15.(4分)“节约用水,人人有责。”如图甲是用水后及时关闭水龙头时的情景,水龙头手柄看作是一个杠杆,请你在图乙所示的示意图中画出阻力臂L2,并画出施加在A点的最小动力F1及其力臂L1。答案如图所示16.(2分)请在图中画出人拉重物上升,最省力的绕线方法。答案如图所示四、实验探究题(本题共22分)17.(12分)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:(1)让杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂大小。(2)杠杆平衡后,小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上3个钩码,使杠杆在水平位置平衡。(3)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙),测力计示数如何变化:先变小后变大。(4)在探究过程中,我们需要测量和记录动力、动力臂、阻力,阻力臂四个物理量,在进行多次实验的过程中,我们可以(选填“可以”或“不可以”)同时改变多个量,进行探究测量。(5)完成实验后,小英利用杠杆的平衡条件来测量杠杆的质量。若以杠杆上的B位置为支点,在B的右侧挂质量为m的钩码,左右移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡(如图丙)。用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离L1和O到B的距离L2。根据杠杆的平衡条件,可以计算出杠杆的质量m杆=(用题目中所给物理量表示)导学号8624426718.(10分)某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时,提出了一些猜想并对猜想进行验证。(1)如果影响机械效率的因素有A、B、C三个,要研究其与B因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,而改变B因素,从而进行研究。(2)下列是A、B同学提出的两个猜想:猜想一:两个相同滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组细线的绕法有关。猜想二:两个相同滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组提升的物体的重力有关。为了验证上述猜想是否正确,同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验。验证猜想一的小组应按图1、3或2、4所示的两个滑轮组进行实验;若实验测得两滑轮组的机械效率大小相等(选填“相等”或“不相等”),则可初步判断猜想一是错误的。验证猜想二的小组应按图1、2或3、4所示的两个滑轮组进行实验;若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等,则可初步判断猜想二是正确(选填“正确”或“错误”)的。(3)请你为该班同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法:尽量让滑轮组满负荷工作(提升可以提升的最大物重)、在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等。导学号86244268五、计算题(本题共24分)19.(6分)在一次车辆故障处置过程中,拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路,交警只用了30 s的时间,指挥拖车在水平路面上将质量是1.5 t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是6 m/s,绳子自由端的拉力F是500 N,该装置的机械效率是80%。求:(1)故障车在30 s内通过的路程;(2)拉力F在30 s内所做的功;(3)故障车在被拖离过程中受到的阻力。答案(1)180m(2)2.7105J(3)1200N解析(1)由v=得故障车在30s内通过的路程s车=vt=6m/s30s=180m(2)由题图可知,n=3,绳子自由端移动的距离s绳=3s车=3180m=540m拉力F在30s内所做的功W=Fs绳=500N540m=2.7105J(3)由题图知,n=3,水平滑轮组的机械效率=所以故障车在被拖离过程中受到的阻力f=3F=3500N80%=1200N导学号8624426920.(6分)某工人用如图所示的装置把一重为1 200 N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10 s,已知斜面长6 m、高2 m,此装置的机械效率为80%(滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计)。求:(1)拉力F;(2)拉力F做功的功率;(3)箱子和斜面间的摩擦力。答案(1)250N(2)300W(3)100N解析(1)由题图可知滑轮装置是一个动滑轮,绳端移动的距离s=2s=26m=12m有用功W有=Gh=1200N2m=2400J根据=可得F=250N(2)拉力做的功W总=Fs=250N12m=3000J拉力的功率P=300W(3)因为W总=W有+W额,所以克服摩擦力做的额外功W额=W总-W有=3000J-2400J=600J根据W=fs可得,摩擦力f=100N导学号8624427021.(12分)如图所示,用滑轮组提升水中的物体A,若物体的质量为140 kg,体积为60 dm3,滑轮组的机械效率为80%,g取10 N/kg,不计绳重及轮与轴的摩擦,求:(1)物体A在水中被匀速提升时,拉力F是多大?(2)如果动滑轮挂钩用钢丝绳(假设不会断)与物体A相连,而连接滑轮组的绳子所能承受的最大拉力为350 N,当物体露出水的体积多大时绳子会断?此时物体A受到的浮力是多少?答案(1)250N(2)410-2m3200N解析由题意可知绳子股数是4,物体重力G物=mg=140kg10N/kg=1400N,物体体积V物=60dm3=0.06m3(1)物体A浸没在水中,受到了水对它施加的竖直向上的浮力,为F浮=水V物g=1.0103kg/m30.06m310N/kg=600N此时机械效率=,由此公式可得F=250N(2)由F=(G-F浮+G动)得G动=4F-G+F浮=4250N-1400N+600N=200N滑轮组绳索能承受到最大拉力F=350N,设物体露出水面部分体积为V露,则有F=G-水g(V-V露)+G动则nF+水g(V-V露)=G+G动代入数据得4350N+1103kg/m310N/kg(0.06m3-V露)=1400N+200N,解得V露=410-2m3此时排开液体的体积V排=V物-V露=0.06m3-0.04m3=0.02m3此时物体A受到的浮力是F浮=水gV排=1103kg/m310N/kg0.02m3=200N导学号86244271#专题检测十一简单机械1.B用撬棒撬箱盖时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,A不合题意;用滑轮提升重物时,题图中是定滑轮,相当于等臂杠杆,不省力也不费力,B符合题意;用手推车运送重物时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,C不合题意;用起子开启瓶盖时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,D不合题意。2.C3.D由题图可知,A点的钩码重力不变,且A点的力臂为OA不变;弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力力臂为OB,弹簧测力计倾斜拉杠杆,拉力的力臂小于OB,即拉力的力臂变小,由GAOA=F拉L可知,GAOA的乘积不变,L变小时,所以拉力F变大。4.A尽量让树枝靠近O点,手握剪刀的位置远离O点,阻力不变,减小了阻力臂,增大了动力臂,根据杠杆平衡条件可知省力,故A正确,C错误;尽量让树枝远离O点,手握剪刀的位置