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第十一章 簡單機械練習(xí) 命題點1　杠桿類型的判斷 1．(xx北部灣4題2分)如圖是我們使用的筷子，它已經(jīng)成為中華民族的一種傳統(tǒng)文化．下列關(guān)于筷子的說法不正確的是(　A　) A．正常使用的筷子屬于省力杠桿 B．正常使用的筷子屬于費力杠桿 C．筷子能夾起食物，說明筷子和食物間有摩擦力 D．筷子能夾起食物，說明力可以改變物體的運動狀態(tài) 命題點2　杠桿平衡條件的應(yīng)用及計算 2．(xx南寧6題2分)如圖所示，在使用相同的鉤碼進行“探究杠桿的平衡條件”的實驗中，要使調(diào)好的杠桿重新在水平位置平衡，應(yīng)在A處懸掛鉤碼的個數(shù)是(　B　) A．1個　 　 B．2個　 C．3個 　　 D．6個 3．(xx北部灣16題2分)在探究“杠桿平衡條件”實驗中，杠桿在力F作用下水平平衡，如圖所示，現(xiàn)將彈簧測力計繞B點從a位置轉(zhuǎn)動到b位置過程中，杠桿始終保持水平平衡，則拉力F與其力臂的乘積變化情況是(　C　) A．一直變小 B．一直變大 C．一直不變 D．先變小后變大 4．(xx南寧15題2分)如圖所示，有一質(zhì)量不計的長木板，左端可繞O點轉(zhuǎn)動，在它的右端放一重為G的物塊，并用一豎直向上的力F拉著．當(dāng)物塊向左勻速滑動時，木板始終在水平位置保持靜止．在此過程中，拉力F (　A　) A．變小　　 B．變大 C．不變　　 D．先變大后變小 命題點3　機械效率的理解及其相關(guān)計算 5．(xx來賓13題3分)下列關(guān)于機械效率的說法正確的是(　D　) A．越省力的機械，機械效率越高 B．做功越少的機械，機械效率越低 C．做功越慢的機械，機械效率越低 D．總功相同，有用功越大的機械，機械效率越高 6．(xx防城港20題2分)如圖所示，用F＝50 N的力通過滑輪組水平拉重力為80 N的物體，使其向左勻速運動，在這個過程中拉力F做功為40 J，已知物體受到水平地面的摩擦力為60 N，則物體運動的距離為__0.4__m，該滑輪組的機械效率為__60%__.(忽略繩子和動滑輪的重力) 7．(xx南寧29題9分)如圖所示，利用滑輪組裝置勻速拉動水平面上的物體．已知物體在水平面上受到的滑動摩擦力為重力的0.1倍，物體被勻速拉動的距離為1 m．當(dāng)物體質(zhì)量為2 kg時，滑輪組的機械效率為50%，不計繩重和繩與滑輪間的摩擦力．求： (1)物體質(zhì)量為2 kg時，在水平面上受到的滑動摩擦力. (2)動滑輪的重力． (3)物體質(zhì)量為10 kg，以0.1 m/s的速度勻速運動時，拉力F的功率． 解：(1)物體受到的滑動摩擦力： f＝0.1G＝0.1 2 kg 10 N/kg＝2 N． (2)因為η＝100%＝100%＝100%， 故F＝＝＝ N， 由圖知，滑輪組由3段繩子拉著動滑輪，由F＝(G動＋f)得動滑輪的重力： G動＝ 3F－f＝3 N－2 N＝2 N． (3)當(dāng)物體質(zhì)量為10 kg時，物體在水平面上受到的滑動摩擦力： f′＝0.1 G′＝0.110 kg 10 N/kg＝10 N， 自由端的拉力：F′＝(G動＋f′)＝ (2 N＋10 N)＝4 N，拉力的功率： P＝＝＝F′v＝4 N 3 0.1 m/s＝1.2 W． 命題點4　簡單機械作圖 8．【xx崇左22(2)題2分】如圖所示，小明用羊角錘拔鐵釘，請畫出在A點施加最小動力F的示意圖及其力臂L． 　　　　　 【答案】如答圖所示． 9．(xx欽州22題2分)如圖所示，人站在地面上用滑輪組提升重物，請用筆畫線代替繩子畫出最省力的繞法． 　　　 【答案】如答圖所示． 命題點5　測量滑輪組的機械效率 10．(xx北海26題6分)物理興趣小組在測量滑輪組機械效率實驗中，利用如圖所示的滑輪組進行了4次測量，測得數(shù)據(jù)如下表所示. 次數(shù) 鉤碼所受的 重力G/N 鉤碼提升 高度h/m 拉力 F/N 繩端移動 距離s/m 機械效 率η 1 1 0.1 0.7 0.3 47.6% 2 1 0.2 0.7 0.6 47.6% 3 2 0.1 1.1 0.3 60.6% 4 4 0.1 2.0 0.3 (1)實驗中應(yīng)豎直向上__勻速__拉動彈簧測力計． (2)第4次實驗測得的機械效率η＝__66.7__%． (3)比較__1、2__兩次實驗，小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)：同一滑輪組的機械效率與重物被提升高度無關(guān)；比較第3、4次實驗數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，__提起的物體重力__越大，機械效率越高，第4次拉力做的額外功與第3次相比__增大__(選填“增大”“減小”或“不變”)，由此可見機械效率提高的原因是 __有用功增加比額外功增加多得多，從而使有用功占總功的比值變大__． 命題點6　探究杠桿的平衡條件 11．(xx南寧26題7分)在“探究杠桿平衡條件的實驗”中： (1)如圖甲所示，實驗前，杠桿左端下沉，則應(yīng)將左端的平衡螺母向__右__調(diào)節(jié)(選填“左”或“右”)，直到杠桿在水平位置平衡，目的是便于測量__力臂的大小__． (2)如圖乙所示，杠桿上的刻度均勻，在A點掛4個鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)在B點掛__6__個相同的鉤碼；當(dāng)杠桿平衡后，將A、B兩點下方所掛的鉤碼同時朝遠離支點O的方向移動一小格，則杠桿__不能__(選填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡. (3)如圖丙所示，若不在B點掛鉤碼，改用彈簧測力計在B點向下拉杠桿，使杠桿仍在水平位置平衡，當(dāng)測力計從a位置轉(zhuǎn)到b位置時，其示數(shù)大小將__變大__． (4)如圖丁所示，已知每個鉤碼重0.5 N，杠桿上每小格長度為2 cm，當(dāng)彈簧測力計在C點斜向上拉(與水平方向成30角)杠桿，使杠桿在水平位置平衡時，拉力F的力臂大小為__4__cm，彈簧測力計示數(shù)的大小為__3__N． 12．(xx北海27題6分)如圖所示，輕質(zhì)杠桿可繞O點轉(zhuǎn)動，杠桿左端A處掛了一物塊，右端B處施加一個F＝3 N的拉力，此時杠桿在水平位置平衡，得OA＝30 cm，OB＝20 cm． (1)求繩子對杠桿A端的拉力． (2)若物塊的體積為10 cm3，求物塊在水中所受到的浮力． 解：(1)已知F＝3 N，OA＝30 cm，OB＝20 cm， 由杠桿的平衡條件得FOB＝F1 OA， 代入數(shù)據(jù)得3 N 20 cm＝F1 30 cm， 解得F1＝2 N． (2)由題圖知，物體浸沒在水中V排＝V＝10 cm3＝110－5m3，由F?。溅阉甮V排得： 物體所受浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0103 kg/m310 N/kg 1 10－5m3＝0.1 N． 13．(xx北部灣30題10分)如圖所示，實心物體A漂浮在水面上，現(xiàn)利用電動機通過滑輪組拉動A，使A向下運動，已知A的體積為1 m3，密度為0.5103 kg/m3，動滑輪重為1103 N，電動機工作時拉繩子的功率為1.2103 W，且保持不變，不計繩重，摩擦和水的阻力．求： (1)A的重力． (2)A浸沒在水中受到的浮力． (3)A向下運動的最小速度． (4)A向下運動過程中，滑輪組機械效率的最大值． 解：(1)由ρ＝得，A的質(zhì)量： mA＝ρAVA＝0.5103 kg/m31 m3＝0.5103 kg；A的重力： GA＝mAg＝0.5 103 kg10 N/kg＝5 000 N． (2)A浸沒在水中V排＝VA＝1 m3， A浸沒在水中受到的浮力： F?。溅阉甮V排＝1.0103 kg/m310 N/kg1 m3＝1104 N． (3)當(dāng)A完全浸沒時繩子對物體A拉力最大，發(fā)動機對繩子的拉力：F＝(F?。璆A＋G動)＝ (1104 N－5 000 N＋1103 N)＝2 000 N， 由P＝＝＝Fv可得，繩子端向下運動的最小速度： v繩＝＝＝0.6 m/s， 則A向下運動的最小速度：v＝v繩＝ 0.6 m/s＝0.2 m/s． (4)當(dāng)A完全浸沒時繩子對物體A拉力最大，A向下運動過程中的有用功：W有用＝(F?。璆A)h， 總功W總＝Fs＝(F浮－GA＋G動)3h＝(F?。璆A＋G動)h， 滑輪組機械效率的最大值： η＝100%＝100%＝ 100%＝ 100%≈83.3%． 14．(xx北部灣30題10分)如果是利用電子秤監(jiān)控水庫水位的模擬裝置，由長方體A和B、滑輪組、輕質(zhì)杠桿C、D，電子秤等組成．杠桿始終在水平位置平衡．已知OC∶OD＝1∶2，A的體積為0.02 m3，A重為400 N，B重為150 N，動滑輪重100 N，不計繩重與摩擦(ρ水＝1.0103 kg/m3)．求： (1)A的密度． (2)單獨使用該滑輪組在空氣中勻速提升A的機械效率． (3)水位上漲到A的上表面時，A受到的浮力． (4)水位上漲過程中，電子秤所受的最大壓力． 解：(1)A的質(zhì)量mA＝＝＝40 kg， A的密度ρA＝＝＝2103 kg/m3． (2)設(shè)長方體A被滑輪組在空氣中勻速提升的高度為h，不計繩重及摩擦，只有動滑輪做額外功，滑輪組的機械效率η＝100%＝100%＝100%＝100%＝100%＝80%． (3)水位上漲到A的上表面時，A被浸沒，V排＝VA＝0.02 m3， A受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0103 kg/m310 N/kg 0.02 m3＝200 N． (4)當(dāng)A完全浸沒時滑輪組對A的拉力FA最小，杠桿C端受到的拉力最小，則杠桿D端受到的拉力最小，此時電子秤受到長方體B的壓力最大． 滑輪組A的拉力FA＝GA－F浮＝400 N－200 N＝200 N， 杠桿C端受到的拉力FC＝(FA＋G動)＝(200 N＋100 N)＝100 N， 杠桿始終在水平位置平衡，由杠桿平衡條件得 FCOC＝FDOD， FD＝FC＝100 N＝50 N， 電子秤受到的最大壓力FB＝GB－FD＝150 N－50 N＝100 N．