鲁科版物理八年级下册《第9章 简单机械 功》巩固提升(答案)

鲁科版物理八年级下册《第9章 简单机械 功》巩固提升
一 、单选题(本大题共7小题,共21分)
1.(3分)如图所示,丽丽和小明坐跷跷板。如果他们脚不着地,跷跷板在水平位置保持平衡时,下列说法正确的是
A. 丽丽和小明的重力相等 B. 丽丽和小明到支点的距离相等
C. 他们各自的重力与各自的力臂的乘积相等 D. 以上说法都正确
2.(3分)下列机械或工具的使用,属于费力杠杆的是
A. 筷子 B. 钢丝钳
C. 起子 D. 托盘天平
3.(3分)园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时
A. 尽量让树枝靠近点,手握剪刀的位置远离点
B. 尽量让树枝远离点,手握剪刀的位置靠近点
C. 树枝和手离点的距离无论远近,修剪树枝时都费力
D. 树枝和手离点的距离无论远近,修剪树枝时都省力
4.(3分)在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式,所用动力最小的是不计机械自重、绳重和摩擦
A. B.
C. D.
5.(3分)小彬同学把一瓶矿泉水从楼提到楼,他对饮料所做的功最接近
A. B. C. D.
6.(3分)小昕在测量机械效率的实验时,分别用甲、乙、丙三种机械将重为的物体匀速提升,记录它们所做的总功如图所示,则
A. 甲的机械效率高于乙 B. 乙的额外功大于甲
C. 丙的数据是错误的 D. 甲的有用功小于乙
7.(3分)如图甲、乙所示是由相同的滑轮组装的滑轮组,甲 乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度,空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计,下列说法正确的是
A. 甲的拉力是乙的拉力的倍
B. 甲拉力的功率大于乙拉力的功率
C. 乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的倍
D. 如果考虑滑轮质量,图甲装置的机械效率比图乙的小
二 、多选题(本大题共3小题,共9分)
8.(3分)利用如图所示的滑轮组,货物的质量为,用的力拉绳子自由端,使货物以的速度匀速直线运动,整个过程中滑轮组的机械效率为。则
A. 货物在内移动的距离
B. 水平地面对货物的摩擦力大小
C. 整个过程中拉力的功率为
D. 整个过程中克服物体摩擦所做的功
9.(3分)如图甲所示用一个动滑轮和卷扬机提升重物,卷扬机的恒定功率为。在卷扬机拉力的作用下,重为物体竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线所示。用该装置匀速提升物体时,物体竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线所示,不计绳重和轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是
A. 物体竖直移动的速度为
B. 动滑轮的重力大小为
C. 提升物体时动滑轮的机械效率为
D. 秒内滑轮对物体做的有用功为
10.(3分)在某城市的老旧小区改造中,工人利用滑轮组将重的建筑材料提升到楼顶,如图所示。已知工人对绳子的拉力为,建筑材料在内匀速上升,不计绳重及摩擦。此过程中,下列说法正确的是
A. 动滑轮所受重力为 B. 工人所用拉力的功率为
C. 滑轮组所做的有用功为 D. 滑轮组的机械效率为
三 、填空题(本大题共3小题,共12分)
11.(4分)将钉子敲入木板时,敲击钉子的力有时会偏离钉子的轴线方向,可能会导致它被敲弯。若偏离的方向是如图中的箭头方向,那么在敲击过程中,较 ______ 时钉子更容易弯曲,因为此时对应的力臂较 ______ ,使钉子弯曲的作用较大。
12.(4分)小芳同学用的力投出实心球。若实心球重为,小芳投出了的水平距离,球最高点距地面,则球在空中飞行的过程中,小芳对球所做的功为 ______ 。
13.(4分)如图所示是踮脚时的示意图,人体的重力为阻力,小腿肌肉施加的拉力为动力。那么重的小明做一次双脚同时踮起动作,小腿肌肉对脚的拉力是______;若每次踮脚过程中脚跟离开地面的高度是,在内完成个,则他做一次踮脚克服重力要做______的功,功率是______。
四 、作图题(本大题共2小题,共12分)
14.(6分)如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图,为支点,画、的力臂和
15.(6分)如图所示,不计质量的轻质杆的端放一重物,在绳子拉力作用下保持静止,点是支点。
请画出图中绳子对杆的拉力及对应的力臂。
请画出重物对杆的压力的示意图。
五 、实验题(本大题共3小题,共18分)
16.(6分)小新利用如图所示实验装置进行“探究杠杆的平衡条件”实验。

如图甲所示已静止的杠杆,将平衡螺母向 ______ 调节,使其在水平位置平衡。
多次改变钩码的个数和位置,并使杠杆在水平位置平衡如图乙所示,得到如下实验数据。分析数据可总结出杠杆的平衡条件是 ______ 。
次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
实验中多次改变力和力臂的大小,目的是 ______ 。
如图丙所示的剪刀属于 ______ 杠杆,工人师傅用该剪刀修剪树枝时,应把树枝放在剪刀的 ______ 位置,树枝最容易被剪断选填“”“”或“”。
17.(6分)如图所示是某实验小组探究“杠杆平衡条件”的实验装置杠杆刻度均匀,每个钩码重。

挂钩码前,杠杆如图甲所示。此时正确的操作是向 ______ 选填“左”或“右”调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。
接下来,在、两处挂上如图乙所示的钩码后,杠杆重新在水平位置平衡,若将处的钩码拿掉一个,要使杠杆在水平位置再次平衡,则应将处所挂钩码向 ______ 选填“左”或“右”移动 ______ 个格。
某同学用弹簧测力计替代钩码,在点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕点逆时针旋转一定角度至如图丙所示位置。在旋转过程中,要使杠杆始终在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 ______ 选填“变大”或“变小”,原因是 ______ 。
18.(6分)在简单机械中,把有倾斜的坡面称为斜面,它便于把重物推上某一高处。小明同学在某次课外活动课上想研究斜面的使用特点。他先用弹簧测力计把重为的物体缓慢提起高度,此时测力计的示数情况如图所示。再分别用弹簧测力计把该物体沿着倾角不同的光滑斜面拉到高度,测力计的示数情况如图、、所示。请仔细观察图中的操作和测力计的示数变化,然后归纳得出初步结论。
比较图与或与或与两图可知:______。
比较图与与三图可知:______。
某实验小组的同学们利用上面的三个斜面探究“斜面的机械效率”实验,他们在实验过程中收集的数据如下表:
次数 倾斜程度 物块重力 斜面高 拉力 斜面长 机械效率
较缓
较陡
最陡
①实验过程中应拉动弹簧测力计沿斜面做______运动。
②分析表中的数据可知:在其它条件一定时,斜面越陡,机械效率越______高低。
③该小组又进行了第次实验,他们在斜面上铺上棉布,使斜面变粗糙,保持斜面高和长分别是和,读出此时弹簧测力计的示数为,他们测得这种情况下斜面的机械效率为______小数点后保留一位小数。把第次实验数据与第______次测量结果相比较,还能得出:在其他条件一定时,斜面越粗糙,斜面的机械效率越低。
④实验小组的同学发现在实验过程中弹簧测力计很难严格地沿斜面方向拉动如图甲所示。为了解决这个问题,实验小组的同学经过讨论后,决定利用一个滑轮来改进实验。请你在乙图中画出使用此滑轮的方法
六 、计算题(本大题共5小题,共60分)
19.(12分)如图,为能够绕点转动、质量分布均匀的杠杆,,在处用细线悬挂一重物,在杠杆末端点施加一个始终竖直向上的拉力,使质量为的重物在内匀速上升,杠杆重为。忽略支点处的摩擦。
求拉力的大小;
求杠杆对重物做功的功率;
若仅将拉力的作用点向中点处移动一段距离,其他条件均保持不变,请判断杠杆的机械效率是否改变,并说明理由。
20.(12分)如图,工人用的拉力,在内将重的物体匀速提升,不计绳重和摩擦。在此过程中,计算:
滑轮组对重物做的功。
该滑轮组的机械效率。
拉力的功率。
21.(12分)一根质地均匀的木杆放在水平桌面上,它的一端伸出桌面,外边的那部分长度是木杆全长的,如图所示,桌面右边缘与木杆接触点为点。在木杆伸出端的点加一个竖直向下的作用力,当时,木杆的另一端开始向上翘起:
求木杆的自重;
若在木杆伸出端的点施加一个竖直向上的作用力,木杆端开始向上翘起,求力。
22.(12分)经过三年的紧张施工建设,荆州复兴大道主线于年月日贯通,如图甲,为荆州市居民出行带来极大的方便。图乙为复兴大道高架桥的部分路段示意图,水平路面长、斜坡长、坡高高。总质量为的小汽车,每个轮胎与水平路面接触面积为,当它以大小不变的速度通过段和段,共用时;小汽车在段和段行驶时受到的阻力始终是车总重的倍,小汽车通过段时,牵引力的功率为,通过段时,牵引力的功率为,。求:
小汽车静止在水平地面时对地面的压强是多大?
小汽车的速度是多少?
小汽车通过段时,牵引力的功率是多少?
小汽车牵引力的功率与之比是多少?
23.(12分)如图所示,用始终与杠杆垂直的力F将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B,使杠杆转动的动力F____(选填“增大“、“不变“或“减小“).
答案和解析
1.【答案】D;
【解析】解:
、由图可知,跷跷板的两侧长度相等,丽丽和小明到支点的距离相等;故正确;
、如果他们脚不着地,跷跷板在水平位置保持平衡时,力臂相等,说明丽丽的重力等于小明的重力,故正确;
、由于如果他们脚不着地,跷跷板在水平位置保持平衡时,压力与其力臂乘积相等,因而压力都等于重力,故重力与力臂的乘积相等,故正确,
以上都正确,故正确。
故选:。
由图可知,丽丽和小明的力臂关系,根据杠杆的状态分析重力关系,根据杠杆的平衡条件可知它们重力与各自力臂的乘积关系。
此题主要考查了对杠杆各要素的认识以及杠杆平衡条件的应用,属于一道基础题。
2.【答案】A;
【解析】解:、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故符合题意;
、钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故不合题意;
、起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故不合题意;
、托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故不合题意;
故选:。
此题主要考查的是杠杆的分类,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
3.【答案】A;
【解析】
根据生活经验可知,园艺师傅使用剪刀修剪树枝时越省力越好,利用杠杆平衡条件,对各选项注意分析即可解答。
此题主要考查了杠杆平衡条件的应用,利用杠杆平衡条件分析问题,要抓住不变的量,根据变化的量进行分析解答。


使用剪刀修剪树枝时,阻力不变,由可知,阻力臂最小,动力臂最大时,动力最小。
尽量让树枝靠近点,手握剪刀的位置远离点,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最省力。故正确;错误。
故选:。
4.【答案】D;
【解析】解:不计机械自重绳重和摩擦,即在理想状况下:
A、图示是一个定滑轮拉力;
B、根据勾股定理知,图中为斜面,,得到;
C、如图所示,由图可知,
由杠杆平衡条件可得:,拉力;
D、由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数,拉力;
因此最小拉力是;
故选:。
由图示滑轮组,确定滑轮组的种类,根据滑轮组公式求出拉力、;
由勾股定理求出斜面的高,根据斜面公式求出拉力的大小;
由图示杠杆求出动力臂与阻力臂的关系,然后由杠杆平衡条件求出拉力;
最后比较各力大小,确定哪个拉力最小。
这道题主要考查各种滑轮及滑轮组、斜面以及杠杆的使用,是一道常见题。
5.【答案】B;
【解析】解:
根据生活经验可知,一瓶饮料的重力约为;一层楼高约;
把一瓶饮料的从楼提到楼,所做的功约:

故选:。
先估测一瓶饮料的重力、一层楼高,再利用公式可求做的功。
此题主要考查做功的计算,关键是对一瓶饮料的重力和楼高的估测。
6.【答案】C;
【解析】解:、从图示可知,甲的总功最多,而机械效率是有用功与总功之比,因为有用功相同,故甲的机械效率低,故错误;
、从图示可知,甲的总功最多,有用功相同,故乙的额外功小于甲,故错误;
、丙的有用功为,有用功总是小于总功,故丙的数据错误,故正确。
、甲的有用功等于乙,故错误。
故选:。
从图示可知,甲的总功最多,因为它们都把重为的物体匀速提升,所以它们的有用功相同,据此判断各选项对错。
此题主要考查了机械效率和总功、有用功,属于基础题。
7.【答案】C;
【解析】解:由题知,重物重力相同设其大小为,物体升高的速度相同设其大小为,
对于图甲,因为两个都是定滑轮,空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计,所以,绳子的速度;
拉力功率;如果考虑滑轮质量,但空气阻力、摩擦、绳子的质量均不计,该装置的额外功为,;
对于图乙,因为是一个定滑轮、一个动滑轮,,空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计,所以,绳子的速度;拉力功率;如果考虑滑轮质量,空气阻力、摩擦、绳子的质量均不计,该装置的额外功,;
有以上分析可知:
A、甲的拉力是乙的拉力的倍,故A不符合题意;
B、因为甲拉力功率,乙拉力功率,所以甲拉力的功率等于乙拉力的功率,故B不符合题意;
C、乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的倍,故C符合题意;
D、如果考虑滑轮质量,图甲装置的机械效率比图乙的大,故D不符合题意。
故选:。
根据题意分别求出拉力、拉力端移动的速度拉绳子的速度、拉力的功率,以及考虑滑轮质量时滑轮组的机械效率,通过比较进行判断。
本题综合考查了两种滑轮组拉力、拉力功率、机械效率、拉力移动速度的计算,要求灵活运用滑轮组的特点、功率公式解答。
8.【答案】BC;
【解析】解:货物移动的距离,故不正确;
由可得摩擦力为,故正确;
整个过程中克服物体摩擦所做的功,故不正确。
C.绳端移动的速度:,拉力的功率,故正确;
故选:。
根据计算物体在内移动的距离;
由图知,动滑轮上绳子的段数,根据计算水平地面对物体的摩擦力;根据计算克服物体所受摩擦力所做的功;
根据和计算整个过程中拉力的功率。
此题主要考查了滑轮组的特点、速度公式、功率公式和机械效率公式的灵活应用,难度适中。
9.【答案】BD;
【解析】解:
、由图乙可知,提升物体时,内物体升高的高度,
物体的速度:,故错误;
、由图甲可知,,绳子自由端移动的速度:,
由可得提升物体时的拉力:

不计绳重和滑轮与轴间的摩擦,拉力,则动滑轮重力:
,故正确;
、由图乙可知,提升物体时,内物体升高的高度,
物体的速度:,
绳子自由端移动的速度:,
由可得提升物体时的拉力:

不计绳重和滑轮与轴间的摩擦,由拉力可得,物体的重力:

拉力做的有用功:
,故正确;
拉力端移动距离,
拉力做的总功:

动滑轮的机械效率:,故错误。
故选:。
由图乙可知,提升物体时,内物体升高的高度,利用速度公式求物体移动的速度;
由图甲可知,,绳子自由端移动的速度,利用求提升物体时的拉力,不计绳重和滑轮与轴间的摩擦,拉力,据此求动滑轮重力;
由图乙可知,提升物体时,内物体升高的高度,利用速度公式求物体的速度,绳子自由端移动的速度,利用求提升物体时的拉力,不计绳重和滑轮与轴间的摩擦,拉力,据此求物体的重力,利用求拉力做的有用功;利用求拉力端移动距离,再利用求拉力做的总功,动滑轮的机械效率等于有用功与总功的比值。
此题主要考查了使用动滑轮时有用功、总功、机械效率的计算,关键能从图中读出有用信息,计算时注意单位统一。
10.【答案】ABC;
【解析】解:、由图可知,,根据可知,动滑轮的重力为:
,故正确;
、工人做的总功为:

则工人拉力做功的功率为:
,故正确;
、滑轮组所做的有用功为:
,故正确;
、滑轮组的机械效率为:
,故错误。
故选:。
根据滑轮组装置确定绳子股数,利用求出动滑轮的重力;
根据求出工人做的总功,利用求出工人拉力做功的功率;
根据求出滑轮组所做的有用功;
根据求出滑轮组的机械效率。
此题主要考查了功率公式、做功公式和滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用,明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
11.【答案】大 大;
【解析】解:若偏离的方向是如图中的箭头方向,那么在敲击过程中,较大时钉子更容易弯曲,因为此时对应的力臂较大,使钉子弯曲的作用较大。
故答案为:大;大。
力的三要素有:力的大小、方向、作用点,它们都影响力的作用效果。
动力臂越大,动力较小,力的作用效果越明显。
理解力的作用效果、杠杆平衡条件,可解答此题。
12.【答案】;
【解析】解:球由于惯性在空中飞行,即球在空中飞行过程中不再受小芳的推力,所以球在空中飞行过程中小芳对球不做功,即做功为。
做功的两个必要因素:有力作用在物体上,物体沿力的方向上移动了一段的距离。据此分析回答。
此题主要考查了功的计算,正确理解做功的必要因素是解答该题的关键。
13.【答案】400 36 60 ;
【解析】解:
由图知,动力的力臂;重力的力臂;
根据杠杆的平衡条件可得:,
则小腿肌肉对两只脚的拉力:;
小腿肌肉对脚的拉力做的功等于踮脚一次所做的功:;
踮脚过程中克服重力做功;
在内完成个双脚同时踮起动作,
则踮脚过程中克服重力做功的功率:。
故答案为:;;。
根据杠杆的平衡条件分析解答小腿肌肉对脚的拉力;
他踮脚过程中克服重力做功等于踮脚一次所做的功;
根据算出他踮脚过程中克服重力做功的功率。
此题主要考查了杠杆的平衡条件、功的计算、功率的计算,其中他踮脚过程中克服重力做功等于小腿肌肉对脚的拉力做的功是解答该题的关键。
14.【答案】;
【解析】
此题主要考查了有关力臂的画法,要解决此题,需要掌握力臂的概念,知道力臂是指从支点到力的作用线的距离。
力臂的画法:确定支点,从支点向力的作用线引垂线,垂线段的长度即为力臂。

已知支点,从支点向的作用线做垂线,垂线段的长度即为动力臂;从支点向阻力作用线引垂线,垂线段的长度即为阻力臂。如图所示:

15.【答案】;
【解析】
先画出绳子对杆的拉力,然后根据力臂的画法找出支点,过支点做这个力作用线的垂线,画出垂足,标上双箭头表示这段距离作出的力臂;
重物对杆的压力垂直于轻质杆向下。
画力臂的方法是:找到点支点,找到线力的作用线--力所在的直线,由点向线作垂线即可。我们还可以用口诀来记:一定点支点,二作线力的作用线,点向线作垂线。
16.【答案】;
【解析】解:杠杆如图甲所示,右端向下倾斜,则重心应向左移动,故应向左调节左端或右端的平衡螺母,使杠杆处于水平位置平衡;
根据表格中的实验数据得出杠杆的平衡条件:动力动力臂阻力阻力臂或;
在探究过程中,需要进行多次实验的目的是避免偶然性,寻找普遍规律;
如图丙所示的剪刀,动力臂大于阻力臂,根据杠杆平衡条件可知,动力小于阻力,所以属于省力杠杆;为了树枝更容易被剪断,应尽量减小阻力臂,所以应把树枝放在剪刀的位置。
故答案为:左;;寻找普遍规律;省力;。
如果杠杆左端向下倾斜,应向右调节左端或右端的平衡螺母;如果杠杆右端向下倾斜,应向左调节左端或右端的平衡螺母;
杠杆的平衡条件:动力动力臂阻力阻力臂或;
在探究过程中,需要进行多次实验的目的是避免偶然性,寻找普遍规律;
根据力臂的大小解答。
此题主要考查了“探究杠杆的平衡条件”的实验,难度较小,属于基础性题目。
17.【答案】;
【解析】解:由图中,杠杆的右端较高,平衡螺母应向右端移动使杠杆平衡;
设一个钩码重为,一格的长度为;根据杠杆的平衡条件可得
解得,
故应该将处所挂钩码须向左移动格;
弹簧测力计在处竖直向下拉时,拉力的方向竖直向下与杠杆垂直,动力臂等于支点到力的作用点的距离;弹簧测力计在逐渐旋转过程中,拉力的方向不再与杠杆垂直,动力臂不再等于支点到力的作用点的距离,即动力臂变小,根据杠杆平衡条件得,动力变大,阻力和阻力臂不变,则弹簧测力计的示数变大。
故答案为:右;左;;变大;阻力和阻力臂不变,动力臂变小,动力慢慢变大。
调节杠杆平衡时,平衡螺母向上翘的一端移动;
杠杆的平衡条件:动力动力臂阻力阻力臂,据此分析;
根据操作中引起力臂的变化,根据杠杆平衡条件分析解题。
本题重点考查探究杠杆平衡条件的实验调平和操作,要求平时做实验时多加注意,锻炼自己的实验操作能力。正确理解杠杆的平衡条件是关键。
18.【答案】使用斜面缓慢提升重物时,可以省力 使用斜面缓慢提升相同重物(到同一高度)时,斜面倾角越大,拉力越大 匀速直线 高 55.6% 2;
【解析】解:
比较图与记录的测力计的数据可以看出利用斜面时拉力变小了,即使用斜面缓慢提升重物时,可以省力。
由记录的数据可以看出斜面的倾斜程度不同时,拉力也不同,且斜面倾角越大,拉力越大,所以依据控制变量法可得出的结论是:使用斜面缓慢提升相同重物到同一高度时,斜面倾角越大,拉力越大。
①沿斜面拉动物体时,为使弹簧测力计的示数稳定,便于读数,所以应尽量使物体做匀速直线运动;
②分析表中的数据可知:在其它条件一定时,斜面越陡,机械效率越高;
③这种情况下斜面的机械效率:;
分析低次和第次实验数据可知斜面的机械效率与接触面的粗糙程度有关,即在其他条件一定时,斜面越粗糙,斜面的机械效率越低;
④为了使拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上,所以应与斜面平行向上,通过使用定滑轮可以解决此问题,如图所示:

故答案为:
使用斜面缓慢提升重物时,可以省力;
使用斜面缓慢提升相同重物到同一高度时,斜面倾角越大,拉力越大;
①匀速直线;②高;③;;④见上图。
比较图与或与或与两图中的拉力大小即可得出使用斜面的优点;
比较图与与三图中可以看出,实验斜面的材料相同,倾斜程度不同,拉力不同,比较数据可知,拉力与斜面的倾斜程度之间的关系,然后依据控制变量法的来概括得出结论;
①从实验操作方便的角度考虑,要测量沿斜面的拉力,就要让木块做匀速直线运动,因为只有这样,弹簧测力计的示数稳定,测量才够准确;
②分析斜面的倾斜程度和拉力的大小,可以得出斜面的机械效率和倾斜程度的关系;
③根据求出有用功,根据求出总功,利用求出这种情况下斜面的机械效率;
根据控制变量法分析四组实验数据,抓住变量和不变量即可得出结论;
④利用斜面提升重物,额外功主要是克服摩擦力而做的功,拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上,且匀速拉动物体。
此题主要考查斜面的机械效率的实验,涉及到实验数据的分析概括、功的计算、效率的计算,关键是会根据控制变量法分析实验数据总结规律。
19.【答案】;
【解析】
由计算物体重力的大小,为杠杆的中点,因质量分布均匀,故为杠杆重心,因此杠杆受到的阻力:,根据杠杆平衡条件计算拉力的大小;
由计算杠杆对重物做功,根据计算杠杆对重物做功的功率;
在判断机械的机械效率发生何种变化的试题中,我们应判断有用功、额外功、总功的变化情况。
此题主要考查杠杆的平衡条件、功率的计算以及机械效率的相关内容,难度不大。
20.【答案】;
【解析】
知道物重和被提升的高度,利用求滑轮组对重物做的功;
不计绳重和摩擦,求出拉力端移动的距离,利用求拉力做功,再利用效率公式求滑轮组的机械效率;
根据功率公式求出功率的大小。
此题主要考查了有用功、总功、功率、机械效率的计算,本题关键是承担物重的绳子股数的确定直接从动滑轮上引出的绳子股数。
21.【答案】;
【解析】
根据均匀木杆确定杠杆的重心,根据题意确定杠杆的五要素,然后根据杠杆平衡的条件计算杠杆的重力大小;
同样,根据杠杆平衡的条件计算大小。
此题主要考查了杠杆平衡条件的应用,明确阻力臂的大小是解答该题的关键。
22.【答案】解:(1)小汽车静止在水平地面时对地面的压力为:
F=G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N,
已知轮胎与水平路面总接触面积S=4×0.1=0.4,
小汽车静止在水平地面时对地面的压强:
p===3.75×104Pa;
(2)小汽车的速度为:
v===m/s=60km/h;
(3)公交车在AB段和BC段行驶时受到的阻力:
f=0.01G=0.01×1.5×104N=1.5×102N,
因为匀速行驶,所以牵引力:
F1=f=1.5×102N,
牵引力F1的功率:
P1===F1v=1.5×102N×m/s=2500W;
(4)根据v=得BC段的时间为:
===12s;
由题知,公交车在AB段和BC段行驶时受到的阻力相等,
公交车通过BC段时,克服阻力做的额外功:
W额外=f=1.5×102N×200m=3×104J;
克服重力做的有用功:
W有用=G=1.5×104N×4m=6×104J;
公交车通过BC段时牵引力做的功:
WBC=W有用+W额外=3×104J+6×104J=9×104J,
小汽车通过BC段时牵引力的功率P2为:
P2===7500W,
小汽车牵引力的功率P1与P2之比为:
==。
答:(1)小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是3.75×104Pa;
(2)小汽车的速度v是60km/h;
(3)小汽车通过AB段时,牵引力的功率P1是2500W;
(4)小汽车牵引力的功率P1与P2之比是1:3。;
【解析】
小汽车静止在水平地面时对地面的压力等于其总重,已知轮胎与水平路面总接触面积,利用压强公式计算;
已知段和段,的总路程和总时间,根据算出小汽车的速度;
已知小汽车在段和段行驶时受到的阻力始终是车总重的倍。利用二力平衡条件可知牵引力的大小,根据求出牵引力的功率;
由功的公式,根据题意求出小汽车通过段时阻力的功和重力的功,从而得出小汽车通过段时牵引力的功,根据速度公式算出段的时间,由算出小汽车通过段时牵引力的功率,进而算出小汽车牵引力的功率与之比。
此题主要考查了压强、速度公式、功率推导公式以及二力平衡条件的综合应用,知道水平面上物体的压力和自身的重力相等是关键。
23.【答案】解:将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B,动力臂不变,阻力G的力臂变大,而阻力不变,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析得出动力变大.
故答案为:变大.;
【解析】从支点向力的作用线作垂线,垂线段的长度即力臂.根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析,力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直,即动力臂不变,将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B,阻力不变,阻力力臂变大,所以动力变大.

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