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1、课时训练14简单机械机械效率基础过关一、选择题1.2018河南下列工具中,使用时属于费力杠杆的是()图K14-12.2018巴中如图K14-2所示,在轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物,在右端施加一个始终与OA垂直的力F,由水平位置匀速提到如图虚线所示的位置,在这个过程中,拉力F的大小()图K14-2A.一直变大B.始终不变C.一直变小D.先变小后变大3.2018临沂图K14-3(a)所示的杠杆是水平平衡的,如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体,如图(b)所示,则杠杆()图K14-3A.右端下沉B.左端下沉C.要保持平衡应将左端的物体向右移动D.要保持平衡应在右端再加挂一个物体4.201
2、8福建B卷墨经最早记述了秤的杠杆原理。图K14-4中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是()图K14-4A.“权”小于“重”时,A端一定上扬B.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本”C.增大“重”时,应把“权”向A端移D.增大“重”时,应换用更小的“权”5.2018黄石为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如图K14-5所示的两种方式拉升重物。下面关于探究的做法和认识正确的是()图K14-5A.用动滑轮提升重物上升h高度,弹簧测力计也上升h高度B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少C.减小动滑轮质量可以提高动滑轮机械效率D.若用定滑轮提升重物
3、,当拉力竖直向下时最省力6.如图K14-6所示,小华用250 N的力将重400 N的物体匀速提升2 m,共用10 s,在此过程中忽略绳重和摩擦,下列说法正确的是()图K14-6A.绳子自由端下降了6 mB.动滑轮重是10 NC.滑轮组的机械效率为80%D.提升的重物变为500 N时,此滑轮组的机械效率将变小7.2018滨州改编如图K14-7所示,重400 N的物体在30 N的水平拉力F的作用下,以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10 s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中,下列说法不正确的是()图K14-7A.绳子自由端移动的距离为3 mB.有用功为400 JC.拉力F的功
4、率为9 WD.物体与地面间的滑动摩擦力为72 N8.2018广安如图K14-8所示,斜面长3 m、高0.6 m,建筑工人用绳子在6 s内将重500 N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150 N(忽略绳子的重力),则下列说法正确的是()图K14-8A.斜面上的摩擦力是50 NB.拉力的功率是50 WC.拉力所做的功是300 JD.斜面的机械效率是80%9.2018包头关于下列四种情况说法正确的是()图K14-9A.图K14-9甲中,物体在27 s内的平均速度为2 m/sB.图乙中,a、b两种物质的密度之比为14C.图丙中,物块M向左做匀速直线运动,该装置的机械效率为75%D.图丁中,
5、杠杆在水平位置平衡,OAAB=12,则FG=12二、填空题10.如图K14-10所示,小强同学用动滑轮将重400 N的物体匀速提升2 m,已知动滑轮的机械效率是80%,则小强同学做的有用功是J,绳子末端的拉力是N。图K14-1011.如图K14-11所示的是滑轮组,每个滑轮的重为10 N(绳重、摩擦不计),用此滑轮组匀速提起重为490 N的重物A,人的拉力F大小为N;此滑轮组的机械效率为%。图K14-1112.如图K14-12所示,用40 N的力向下拉绳子,使物体在5 s内匀速上升0.3 m,滑轮组的机械效率为80%,则物体的重力为N,拉力的功率为W,动滑轮的重力为N。(不计摩擦和绳重)图K1
6、4-12三、作图题13.2018衡阳如图K14-13所示,一根木棒以O点为支点撬动石块,画出作用在A点最小动力F1,并画出阻力F2的力臂l2。图K14-1314.如图K14-14所示,O是杠杆的支点,请画出作用在A点让杠杆保持平衡的最小力F的示意图并标出其力臂l。图K14-14四、实验探究题15.2018长沙在认识到杠杆转动跟力、力臂有关后,某实验小组通过实验进一步探究杠杆的平衡条件,以下是他们的部分实验过程:(1)首先,将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在位置平衡,以方便直接读出力臂。(2)接下来,他们使杠杆在如图K14-15位置静止,多次实验,记录数据
7、如表格所示(每个钩码的重力为1 N,杠杆质量、刻度分布均匀);小玲认为杠杆的平衡条件应为F1=F2,l1=l2;而小军则认为实验还需要进一步改进。你认为小玲总结的杠杆的平衡条件是(选填“正确的”或“错误的”)。图K14-15实验序号F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm123232333334343(3)如果小军在杠杆的左端A点处再加挂2个钩码(即左端共4个钩码),接下来,他应该将右侧的两个钩码向右移动格,杠杆才会在原位置再次平衡。16.2018鞍山斜面是在生活和生产中常见的简单机械,也是物理实验中常用的实验器材。(1)使用斜面提升物体可以省力。如图K14-16甲所示,将重力为5 N的木块放在长
8、1 m、高0.2 m的斜面上,沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计,记下弹簧测力计的示数为1.6 N,则该斜面的机械效率=%;木块在斜面上运动时受到的滑动摩擦力为N。继续探究,可以得出斜面越陡,省力越(选填“多”或“少”),机械效率越(选填“高”或“低”)。图K14-16(2)用斜面探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验,如图乙所示,使一个小球从斜面上不同高度由静止开始滚下,撞击水平面上的小木块,通过观察比较小球动能的大小,可以探究物体的动能跟这一因素的关系。四、计算题17.2018广东如图K14-17是建筑工地上的起重机示意图,起重机的电动机功率为3103 W,当它把质量为1 t的重物匀速提起24
9、m时,用时100 s。(g取10 N/kg)(1)在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少?机械效率是多少?(2)若起重机AB长为20 m,吊起重物时B端的配重质量为4 t,为使起重机不翻倒,则OB长为多少?(不计摩擦和起重机自重)图K14-17能力培优18.2018温州如图K14-18为吸盘式挂杆,将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气,挂杆就能被固定在瓷砖上。挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动,若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计,设挂钩与吸盘A的距离为l,则吸盘B受到的摩擦力F的大小与l的关系图像为()图K14-18图K14-1919.图K14-20为一健身器材模型,杠杆A
10、B可绕O点在竖直平面内转动,OAOB=14,质量为60 kg的小明站在水平放置的体重计上,通过该杠杆提起吊篮中的重物,吊篮重80 N,当边长为20 cm的正方体重物甲刚被提起时,体重计示数为43 kg;当边长为40 cm的正方体重物乙刚被提起时,体重计示数为18 kg,杠杆始终在水平位置保持平衡,AB两端绳子拉力保持竖直。不计绳重、杠杆自重和摩擦,g取10 N/kg。则重物甲与重物乙的密度之比为()图K14-20A.13B.23C.32D.3120.2017株洲改编如图K14-21所示,一张重90 N的笔记本电脑桌放在水平地面上,桌面上不放任何物品时,工字型底座右侧两个滚轮对地面的压力共50
11、N,则左侧两个滚轮对地面的压力共N。若底座的长度为63 cm,则桌子中间支柱到底座右侧的水平距离为cm。图K14-2121.2018衡阳如图K14-22所示,用滑轮组提起一个重为7 N的物体,在拉力F=4 N的作用下,10 s内物体沿竖直方向匀速升高了2 m,不计绳重和摩擦,可知拉力F的功率为W,此滑轮组的机械效率为。图K14-2222.2018泸州如图K14-23甲所示的滑轮组装置,不计绳重和摩擦,绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放置在水平地面上重力G=80 N的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端,拉力F随时间t变化的图像如图乙所示,重物上升的速度v随时间t变化的图像如图
12、丙所示。已知在24 s内重物上升的竖直高度为2 m,求:(1)在46 s内,重物克服重力做功的功率。(2)在24 s内,绳自由端下降的平均速度。(3)在02 s内,重物对地面的压力大小。图K14-2323.图K14-24是小华利用杠杆提升浸没在水中的物体B的示意图。杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动,OCOD=12,物体A为配重,其质量为200 g,烧杯的底面积为75 cm2,物体B的质量是320 g,体积是40 cm3。当物体B浸没在水中时,水对杯底的压强为p1。当用力拉物体A,将物体B从容器底提出水面一部分以后,杠杆恰好在水平位置平衡,此时,竖直向下拉物体A的力为F,水对杯底的压强为p2。
13、若p1与p2之差为40 Pa,则:(g取10N/kg)(1)物体B浸没在水中时受到的浮力多大?(2)水对烧杯底部的压力差多大?(3)拉力F是多少?(杠杆的质量、悬挂物体A和物体B的细绳的质量均忽略不计)图K14-24参考答案1.B2.C解析 由图可知,O为杠杆的支点,动力F始终与OA垂直,杠杆长即为动力臂。将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B,动力臂不变,重物对杠杆的拉力为阻力,大小等于重物的重力,其力臂在杠杆由位置A到位置B过程中逐渐变小,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知拉力F一直变小,故选C。3.A4.C5.C6.C解析 由图可知,滑轮的承重绳n=2,物体上升2 m,绳端应该下降2h=22
14、 m=4 m,故A错误;因2F=G物+G动,故G动=2F-G物=2250 N-400 N=100 N,故B错误;W总=G总h=(400 N+100 N)2 m=1000 J,W有=G物h=400 N2 m=800 J,则=W有W总=800J1000J=80%,故C正确;由以上分析可知重物越重,滑轮组的机械效率越高,故D错误。7.B解析 由图可知,摩擦力由3段绳子承担,即n=3。物体10 s内移动的距离s1=vt=0.1 m/s10 s=1 m,则绳子自由端移动的距离为s2=ns1=31 m=3 m;拉力F做的功为总功其大小为W总=Fs2=30 N30 m=90 J,则此过程中有用功为W有=W总=90 J80%=72 J;拉力F的功率为P=W总t=90J10s=9 W;物体与地面间的滑动摩擦力f=W有s1=72J1m=72 N。故选B。8.A9.C10.80025011.2509812.967.22413.如图所示14.如图所示15.(1)水平(2)错误的(3)3解析 (3)若A点挂4个钩码,即力变为原来的2倍,右端挂2个钩码不变,则力臂应为原来的2倍,即应将右侧的两个
