成都市第三中学功和机械能中考专项复习训练.docx
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成都市第三中学功和机械能中考专项复习训练
成都市第三中学功和机械能中考专项复习训练
一、选择题
1.如图所示,在水平地面上,用力F拉动重500N的木箱,使它在3s内匀速直线运动了3m,受到的摩擦力为200N。
不计滑轮重及绳与滑轮间摩擦,下列说法正确的是( )
A.拉力F的大小为250NB.拉力F做的功为600J
C.拉力F做功的功率为100WD.绳端移动的速度为1m/s
2.如图甲所示,重为160N的物体在大小为20N,水平向左的拉力F1作用下,沿水平地面以3m/s的速度做匀速直线运动。
如图乙所示,保持拉力F1不变,用水平向右的拉力F2,拉物体匀速向右运动了1m,若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦,则( )
A.物体向左运动时,拉力F1的功率P1=60W
B.物体与地面之间的摩擦力f=20N
C.物体向右运动时,拉力F2=40N
D.物体向右运动时,拉力F2所做的功W2=80J
3.如图在水平力F的作用下,使重为G的木棒绕固定点沿逆时针方向转动,在棒与竖直方向的夹角
逐渐增大的过程中,下列说法中正确的是( )
A.拉力F不变,F的力臂变大
B.拉力F变大,F的力臂变小
C.重力G不变,G的力臂变小
D.重力G变小,G的力臂变大
4.如图所示,重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下,以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为2m
B.物体与地面间的滑动摩擦力为48N
C.拉力F的功率为4W
D.有用功为120J
5.如图所示,轻质均匀杠杆分别挂有重物GA和GB(GA>GB),杠杆水平位置平衡,当两端各再加重力相同的物体后,杠杆
A.仍能保持平衡
B.不能平衡,左端下沉
C.不能平衡,右端下沉
D.不能确定哪端下沉
6.用图所示装置提升重为350N的箱子,动滑轮重50N,不计绳重和一切摩擦,下列说法正确的是
A.该装置不仅省力,还省距离
B.箱子匀速上升时,人对绳子的拉力为200N
C.箱子上升的速度等于绳子自由端伸长的速度
D.此过程装置的机械效率约为58.3%
7.初中物理中我们用斜面做过多次探究实验,如图所示,以下分析正确的是
A.图甲是利用斜面“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关;
B.图乙是利用斜面”测定斜面的机械效率;
C.图丙是探究动能大小与哪些因素有关;
D.如图乙木块B中,B木块的重力和木板对B的支持力是一对平衡力
8.关于功、功率、机械效率的说法中,正确的是
A.功率大的机械,机械效率一定高B.机械做功时,做的有用功越多,机械效率越大
C.机械做功时,工作时间越短,功率一定越大
D.利用机械做功时可以省力或省距离,但不能省功
9.如图所示是某建筑工地用升降机提升大理石的滑轮组示意图。
滑轮组通过固定架被固定住,滑轮组中的两个定滑轮质量相等,绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为2000N.大理石的密度是2.8×103kg/m3,每块大理石的体积是1.0×10﹣2m3,升降机货箱和动滑轮的总重力是300N.在某次提升15块大理石的过程中,升降机在1min内将货箱中的大理石沿竖直方向匀速提升了15m,绳子末端的拉力为F,拉力F的功率为P,此时滑轮组的机械效率为η.不计绳子的重力和轮与轴的摩擦,g取10N/kg.下列选项中正确的是
A.升降机一次最多能匀速提升40块大理石
B.拉力F的大小为1300N
C.拉力F的功率P为1125W
D.滑轮组的机械效率η为85%
10.如图,粗细均匀木棒AB长为1m,水平放置在O、O'两个支点上.已知AO、O'B长度均为0.25m。
若把B端竖直向上稍微抬起一点距离,至少需要用力40N;则木棒的重力为()
A.160NB.120NC.80ND.4ON
11.重为G的均匀木棒竖直悬于天花板上,在其下端施加一水平拉力F,让木棒缓慢转到图中虚线所示位置,在转动的过程中,下列说法中错误的是
A.动力臂逐渐变小
B.阻力臂逐渐变大
C.动力F与动力臂乘积不变
D.动力F逐渐变大
12.端午节是我国的传统节日,很多地方举行了赛龙舟活动,极大丰富了人们的文化生活,关于赛龙舟活动,以下分析不正确的是( )
A.运动员划水的船桨是费力杠杆
B.龙舟漂浮在水面上,说明龙舟受到的浮力大于重力
C.运动员向后划水,龙舟向前运动,说明力的作用是相互的
D.划船时,水既是受力物体同时也是施力物体
二、填空题
13.如图所示,小超同学用滑轮组匀速提升重200N的物体,若每个滑轮均重10N,绳重和摩擦忽略不计,则他对绳子的拉力是_____N。
如果小超同学体重500N,拉动过程中绳始终未断裂,他用此滑轮组能提升的最大物重为_____N。
14.如图所示,GA=10N,GB=20N,现用一水平向右的力F作用物体A上,使A向右匀速滑动,则弹簧秤的示数为_________N,拉力F为_________N.(已知物体A、B和地面的表面粗糙程度都相同,摩擦力f与表面所受的压力FN成正比,且
,不计绳、弹簧秤、滑轮的重力和滑轮与轴之间的摩擦).
15.如图所示,一长为3m的粗细不均匀的水泥电线杆,用竖直向上的力F1=1200N可将A端抬起(B端仍在地面上),用竖直向上的力F2=600N可将B端抬起.则该水泥杆重G=_____N,重心与A端距离x=_____m.
16.如图,小明在用动滑轮(不计绳重和摩擦)匀速提升不同重物时,记录下了在绳子自由端使用的拉力F与对应所提升的物体重力G,如表:
分析表中数据可知,拉力F与重力G的关系式是:
F=________;动滑轮重为________N;随着物重的增加,动滑轮的机械效率变________.
17.如图6,长为3米的匀质平板的中点能绕固定的支点转动,平板与水平地面的夹角为30°,在板上站两个小孩.已知20千克的甲小孩位于板的中点,30千克的乙小孩位于板的左端.现两个小孩均以0.1米/秒的速度同时向右慢慢移动,_____s时间后平板开始转动;乙小孩在这一过程中克服自身重力做功的功率为_____W.(g=10N/kg)
18.如图所示,搬运工人用滑轮将重为425N的重物匀速提升4m,所用拉力为250N,时间为20s.则此过程中总功是______J,拉力的功率是______W,滑轮的机械效率是______.
19.杠杆AB可绕支点O自由转动,将金属块用细绳悬挂在杠杆A端,把石块用细绳悬挂在杠杆B端时,杠杆恰好在水平位置平衡,如图所示.若将石块浸没在水中,为使杠杆在水平位置平衡,需在杠杆A端施加一个竖直向上的拉力F,其大小为石块所受重力的
.已知
=
,则石块的密度为______kg/m3.
20.在物理实践活动中,小南同学组装了如图甲所示的滑轮组来运送货物上楼,已知货物相同且每件货物重均为100N。
小南改变每次运送货物的件数,根据实验数据绘制了如图乙所示的滑轮组的机械效率随货物重的变化而变化的图像。
则当运送4件货物时,绳子的拉力F是______N,此时滑轮组的机械效率为______。
(不考虑摩擦和绳重)
三、实验题
21.小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,利用如图所示的滑轮组进行了4次测量,测得数据如表所示:
次数
钩码所受的重力
钩码提升的高度
拉力
绳端移动的距离
机械效率
1
1.0
0.1
0.8
0.4
2
1.0
0.2
0.8
0.8
3
2.0
0.1
1.2
0.4
4
3.0
0.1
1.5
(1)根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离
__m,机械效率
__。
(2)通过比较1、3和4三次实验数据得出:
同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率越__。
(3)以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是__
A.动滑轮的重力
B.绳子与滑轮之间的摩擦
C.物体上升的高度
D.被提升的物体的重力
22.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验,实验数据记录如下:
(1)在表中空格处填下适当的数据_______(机械效率用百分数表示,保留一位小数).
(2)在实验操作中应竖直向上____拉动弹簧测力计.
(3)从实验数据分析得出:
使用同一滑轮组,__________可以提高滑轮组的机械效率.
(4)滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关,请你作出恰当的猜想:
滑轮组的机械效率与_________、_________有关(写出两种影响因素).
23.如图甲所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:
杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个.
(1)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡.于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:
FA×OA=FB×OB.他这样得出的结论是否合理?
________.为什么?
_______.
(2)实验结束后,小明提出了新的探究问题:
“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?
”于是小明同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因是:
____________________________
(3)小明用如图丙所示的实验装置继续研究“杠杆的机械效率”.实验时,将总重为G的钩码挂在杠杆A处,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为h,弹簧测力计的示数为F,其移动的距离为S,则杠杆的机械效率η=___(用题中字母表示).若将钩码移动到B点,仍将它匀速提升h的高度,则弹簧测力计的示数F′___(>/=/<)F,杠杆的机械效率η′_____(>/=/<)η
24.在“探究杠杆的平衡条件”实验中
(1)如图甲,挂钩码前,应把杠杆的平衡螺母向______调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)实验过程记录的数据如下表,分析数据,得到杠杆的平衡条件是______。
若将图乙中左侧一个钩码取下,则需将右侧钩码向______移动,杠杆才有可能重新平衡;
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1.0
0.02
0.5
0.04
2
2.0
0.04
4.0
0.02
3
2.5
0.03
1.5
0.05
(3)实验中,如用图丙的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡,但老师建议不宜采用这种方式,因为(____)(选出一个正确选项)
A.杠杆受力不平衡B.力臂与杠杆不重合C.力和力臂数目过多,不易得出结论
(4)图A和图B中的杠杆均静止,两图中弹簧测力计都垂直杠杆,示数分别为F1和F2,则F1______F2(选填“>”、“<”或“=”);
(5)如图C,小明使用手机自拍杆拍照时,自拍杆伸得越长,手握杆的力越______(选填“大”或“小”),此时自拍杆是______杠杆(选填“省力”“等臂”或“费力”)。
25.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某同学用图所示的同一滑轮组分别做了三次实验,实验数据记录如表:
实验序号
钩码重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的读数/N
弹簧测力计上升的距离/cm
机械效率
1
2
8
0.8
24
83.3%
2
4
5
1.5
15
①______
3
6
10
②______
③______
90.9%
(1)在表中的空格处填上适当的数据(机械效率用百分数表示,保留一位小数);
(2)在实验操作中,应竖直向上______拉动弹簧测力计;
(3)从实验数据分析可得出:
使用同一滑轮组,______可以提高滑轮组的机械效率;
(4)滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关,请你做出恰当的猜想:
滑轮组的机械效率可能还与______有关(写出一种影响因素即可);
(5)若不考虑绳重的摩擦,本实验序号1中动滑轮的重为______N。
26.某小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定,如图G-5-11所示.他们将测得的钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s,并将计算出的有用功W有、总功W总和机械效率η一并记入下表:
(1)实验时,应沿竖直方向________拉动弹簧测力计.
(2)表格中数据★=________.
(3)比较实验1、2,第2次的机械效率较低,主要原因是________________________.
(4)比较实验2、3,影响这两次实验机械效率的主要因素是____,使用滑轮组的优点是__.
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、选择题
1.B
解析:
B
【详解】
A.阻碍木箱运动的力为摩擦阻力,大小为200N;有两段绳子与动滑轮接触,所以绳子自由端拉力的大小为
A选项错误,不符合题意
B.物体运动了3m,两段绳子与动滑轮接触,绳子自由端移动的距离为
拉力做的功为
B选项正确,符合题意
C.拉力做功的功率为
C选项错误,不符合题意
D.绳子自由端移动的速度为
D选项错误,不符合题意
故选B。
2.C
解析:
CD
【分析】
【详解】
A.由图甲可知,绳子承担物体受到的拉力的段数n为2,物体以3m/s的速度做匀速直线运动,在拉力作用下绳子末端的速度为
则物体向左运动时,由
可得拉力F1的功率
故A错误;
B.图甲中物体做匀速直线运动,物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,而绳子承担力的段数n为2,所以物体与地面之间的摩擦力
故B错误;
C.物体向右运动时,由于物体和地面没有改变,则所受摩擦不变,方向向左,同时物体向左还受到两股绳子施加的拉力,每股绳子的拉力为20N,物体右侧的滑轮为动滑轮,对物体的拉力为2F2,则有
解得F2=40N,故C正确;
D.在不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦时,物体向右运动时,拉力F2所做的功
故D正确。
故选CD。
3.B
解析:
B
【详解】
设杠杆长为l,由力臂的定义可知,水平力F的力臂
木棒重力的力臂
随着夹角逐渐增大,F的力臂越来越小,木棒重力的力臂越来越大,根据杠杆平衡条件
得
重力大小不变,因此水平力F变大,故B正确。
故选B。
4.B
解析:
B
【详解】
A.由图知n=3,则绳子自由端移动的距离
s绳=3s物=3v物t=3×0.2m/s×10s=6m
故A错;
B.因为
所以物体与地面间的滑动摩擦力
故B正确;
C.拉力做的功为
W总=Fs绳=20N×6m=120J
拉力做功的功率
故C错误;
D.有用功
W有=fs物=fv物t=48N×0.2m/s×10s=96J
故D错。
故选B。
5.C
解析:
C
【详解】
杠杆原来在水平位置处于平衡状态,此时作用在杠杆上的力分别为GA和GB,其对应的力臂分别为lA和lB,如图所示:
根据杠杆平衡条件可得:
GAlA=GBlB;
已知GA>GB所以lA (GA+G)⋅lA=GAlA+GlA 右边力和力臂的乘积: (GB+G)⋅lB=GBlB+GlB 由于lA 所以: GAlA+GlA 即右边力和力臂的乘积较大,所以杠杆不能平衡,向右端下沉。 故选C。 6.B 解析: B 【解析】 【详解】 A.由图知,该装置由两段绳子承重,可以省力,但费距离,故A错误; B.n=2,不计绳重和一切摩擦且箱子匀速上升时,人对绳子的拉力为: ,故B正确; C.n=2,所以箱子上升的速度等于绳子自由端伸长的速度一半,故C错误; D.不计绳重和一切摩擦时,此装置的机械效率约为: ,故D错误。 7.D 解析: D 【解析】 【分析】 (1)小车从同一高度滑下,小车在到达水平面时的初速度相同,研究阻力对物体运动的影响; (2)小球推动木块移动,是研究影响动能的大小的实验; (3)研究机械效率时,用测力计拉着物体上升到顶端; (4)平衡力的条件: 大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上。 【详解】 A、图甲中小车从同一斜面、同一高度由静止开始滑下,这样小车在到达水平面时的初速度相同;是研究阻力对物体运动的影响的实验装置,故A错误; B、图乙中通过小球推动木块移动的距离远近来反应小球动能的大小,是探究动能大小与哪些因素有关的实验,故B错误; C、图丙中测量出斜面的长度和高度,物体的重力和沿斜面的拉力,可以测定斜面的机械效率,故C错误; D、图乙中,木块B在水平面上,受到的重力与木板对木块的支持力,二力作用在同一的物体上,大小相等,作用在同一直线上,方向相反,是一对平衡力;故D正确。 故选: D。 8.D 解析: D 【解析】 【分析】 (1)使用机械时,有用功与总功的比值叫机械效率; (2)物体在单位时间完成的功叫功率; (3)由功的原理可知使用任何机械都不省功。 【详解】 A、功率越大,表示机械做功越快,单位时间内做的功越多,但机械效率不一定就高,故A错误; B、从 可知,有用功多,机械效率的大小还要看总功的大小。 故B错误; C、从 可知,工作时间短,功率的大小还要看做功的多少,故C错误; D、利用机械做功时可以省力或省距离,但不能省功,故D正确。 故选: D。 9.C 解析: C 【解析】 【分析】 (1)已知大理石的密度和体积,利用m=ρV求质量,再利用公式G=mg得到重力;由图知,作用在动滑轮上的绳子有3段,已知钢丝绳能够承受的最大拉力、升降机货箱和动滑轮的总重力和作用在动滑轮上的绳子段数,可以得到动滑轮能够提升的最大重力;已知动滑轮提升的最大重力和货箱的重力,可以得到大理石的总重力;已知大理石的总重力和每块大理石的重力,两者之比就是大理石的数量; (2)利用F= (G+G0)求拉力; (3)利用s=3h求拉力端移动的距离,利用W=Fs求拉力做的功;已知做功时间,利用公式P= 求拉力的功率. (4)求出有用功,再利用效率公式η= ×100%求滑轮组的机械效率. 【详解】 (1)由ρ= 得每块大理石的质量: m=ρV=2.8×103kg/m3×1.0×10-2m3=28kg 每块大理石重: G=mg=28kg×10N/kg=280N; 升降机一次能够提起的总重为G总=3×F最大=3×2000N=6000N 升降机一次能提起的大理石的总重为G石=G总-G0=6000N-300N=5700N 升降机一次能提起的大理石的块数为n= = ≈20(块),故A错; (2)提升15块大理石的过程中,钢丝绳端移动的距离: s=3h=3×15m=45m F= (G+G0)= (15×280N+300N)=1500N,故B错; (3)把货物提升15m拉力做的功: W=Fs=1500N×45m=6.75×104J 升降机的功率为P= = =1125W;故C正确; (4)W有用=Gh=15×280N×15m=6.3×104J, η= ×100%= ×100%≈93.3%,故D错. 故选C. 10.B 解析: B 【详解】 设木棒AB的重心在C点,抬起B端时的支点为O,由于AO=0.25m,则抬B端的力的力臂 OB=AB−AO=1m−0.25m=0.75m 木棒AB的重心距离支点的距离,即重力的力臂 木棒平衡,则有 F×OB=G×OC 木棒的重力 故B正确。 故选B。 11.C 解析: C 【解析】 A.由图可知,竖直位置时,动力臂为木棒的长,拉离竖直位置时,动力臂会小于木棒的长,所以动力臂逐渐变小,故A正确; B.阻力为木棒的重力,竖直位置时,重力过支点,力臂为零,拉离竖直位置时,重力作用线远离支点,所以阻力臂逐渐变大,故B正确; C.根据杠杆平衡条件知,动力F与动力臂乘积等于木棒的重力与阻力臂的乘积,由于木棒的重力不变,阻力臂逐渐变大,所以乘积是变大的,故C错误; D.由C知,动力F与动力臂乘积变大,而动力臂变小,根据杠杆平衡条件知,动力F逐渐变大,故D正确; 点睛: 重点是杠杆平衡条件的应用,理解这一过程中,木棒的重不变,而阻力臂变大,所以乘积变大,动力变大. 12.B 解析: B 【详解】 A.杠杆是可以让某一固定点转动的硬棒,划水的船桨符合杠杆的特点,所以划水的船桨是杠杆,又划水时省了距离,故必定费力,即船桨是费力杠杆,故A正确,不符合题意; B.龙舟漂浮在水面上时,处于平衡状态,龙舟所受的浮力等于重力,故B错误,符合题意; C.运动员向后划水,给了水一个向后的作用力,同时也受到水向前的反作用力,龙舟前进,说明物体间力的作用是相互的,故C正确,不符合题意; D.划船时,船桨给了水一个向后的作用力,此时水为船桨的受力物体,同时船桨也受到水向前的反作用力,此时水为船桨的施力物体,所以水既是受力物体同时也是施力物体,故D正确,不符合题意。 故选B。 二、填空题 13.990 【详解】 [1]承担物重的绳子段数为n=2,他对绳子的拉力 [2]小超同学能对绳子施加的最大拉力等于他的体重500N,所以最大物重为 解析: 990 【详解】 [1]承担物重的绳子段数为n=2,他对绳子的拉力 [2]小超同学能对绳子施加的最大拉力等于他的体重500N,所以最大物重为 14.18 【解析】 如图的滑轮组,当A向右匀速滑动时,测力计拉着B应向左滑动. 根据得,B受到A的摩擦力为: ; B受到地面的摩擦力为: ; 则B受到的摩擦力之和为: , 根据二力平衡可得,要使B向左 解析: 18 【解析】 如图的滑轮组,当A向右匀速滑动时,测力计拉着B应向左滑动. 根据 得,B受到A的摩擦力为: ; B受到地面的摩擦力为: ; 则B受到的摩擦力之和为: , 根据二力平衡可得,要使B向左运动,测力计的示数为8N; 与A相连的动滑轮,由两段绳子拉着,所以动滑轮对A的拉力为16N; A与B间的摩擦力为2N,A要向右运动,根据平衡力的条件得拉力F为: . 点睛: 重点是滑轮组的工作特点和平衡力的应用,关键是明白,A要向右运动时,B应向左运动,然后从测力计开始分析可得结果. 15.1 【解析】 分析: 设杠杆的重心位置距杠杆一端的距离,然后根据杠杆平衡的条件列出两个关系式,联立方程组求解. 解答: 如图所示, 电线杆的长L=3m,设电线杆的重心与A端的距离为x,结合图示 解析: 1 【解析】 分析: 设杠杆的重心位置距杠杆一端的距离,然后根据杠杆平衡的条件列出两个关系式,联立方程组求解. 解答: 如图所示, 电线杆的长L=3m,设电线杆的重心与A端的距离为x,结合图示可知,重心到细端的距离为L1=3m-x,离粗端的距离为L2=x,将A端抬起(图1),由杠杆平衡的条件可得: ,代入数据得: ;将B端抬起(图2),由杠杆平衡的条件可得: ,代入数据得: ;联立①②解得: 故答案为 (1).1800 (2).1 【点睛】本题考查了杠杆平衡条件的应用,确定两种情况下的力臂大小是关键. 16.F=1/2(G+0.4N)0.4大 【解析】 不计绳重和
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