北京市怀柔区九渡河中学功和机械能单元训练
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北京市怀柔区九渡河中学功和机械能单元训练一、选择题1.如图,斜面长s为1.2m、高h为0.3m,现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,若拉力F为5N,拉力的功率为3W,则()A.拉力做的总功为4.8J B.斜面的机械效率为90%C.斜面上物体受到的摩擦力为5N D.物体由斜面底端运动到顶端用时2s2.如图,保持F的方向竖直向上不变,将杆由A位置匀速转动到B位置,在这个过程中F 将()A.先变大后变小B.始终变大C.始终变小D.始终不变3.在建筑工地,用如图所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。
当电动机用800N的力拉钢丝绳,使建筑材料在10s内匀速上升1m的过程中,滑轮组的机械效率为90%,g取10N/kg。
则下列说法中正确的是()A.建筑材料的质量为2160kgB.电动机对钢丝绳做的功为1600JC.钢丝绳自由端移动的速度为0.1m/sD.电动机对钢丝绳做功的功率为240W4.如图所示,A物体受到的重力是 100N,在拉力F 的作用下,能以 0.2m/s 的速度在水平地面上向左匀速直线运动。
已知拉力F=5N,滑轮组的机械效率为 80%,则下列说法正确的是()A.拉力F 的功率是 1W B.2s 内绳子自由端移动的距离是 1.2m C.5s 内拉力所做功的大小是 15J D.物体 A受到水平地面的摩擦力大小是 8N 5.如图,拉力F将重 120N 的物体沿水平方向移动 1m,用时 1s。
运动时,物体与地面之间的摩擦力为 30N,此时滑轮组的机械效率为 80%。
下列说法正确的是()A.拉力F=10N B.克服动滑轮重力做额外功 7.5JC.动滑轮重 7.5N D.拉力的功率是 37.5W6.农村建房时,常利用如图所示的简易滑轮提升建材。
在一次提升建材的过程中,建筑工人用400N的拉力,将重600N的建材在10s内匀速提高3m。
不计绳重及摩擦,则下列判断正确的是()A.该滑轮的机械效率η=75% B.滑轮所做的有用功为1200JC.滑轮自身的重力为100N D.绳子自由端移动的距离大小为3m7.如图所示,轻质均匀杠杆分别挂有重物G A和G B(G A>G B),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8.如图所示,用甲、乙滑轮组在相同时间分别将A、B物体匀速提升相同高度,已知物体受到的重力G A>G B,滑轮组的机械效率η甲<η乙(忽略绳重和摩擦).下列判断正确的是()A.两滑轮组绳端移动的距离相等B.甲滑轮组的有用功比乙的少C.甲滑轮组的总功率比乙的小D.甲滑轮组的动滑轮比乙的重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1300NC.拉力F的功率P为1125WD.滑轮组的机械效率η为85%10.质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼.已知工人在1min内将货物匀速提高6m,作用在钢绳的拉力为400N,滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示(机械中摩擦和绳重均不计).下列说法正确的是A.作用在钢绳上的拉力的功率为400WB.动滑轮的重力为200NC.人对绳子的最大拉力为1000ND.该滑轮组的最大机械效率为83.3%11.如图所示的滑轮组中,不计摩擦和滑轮及绳重,则拉力F为()A.G/8 B.G/6 C.G/5 D.G/412.小华分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组,分别在相同时间内将同一重物匀速提升了不同的高度h1和h2(h1<h2),每个滑轮的重均相等,不计绳重及摩擦.针对这一现象,小明得出了以下4个结论:①F1做的功等于F2做的功;②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率;③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力;④F1做功的功率大于F2做功的功率,其中正确的结论有A.1个B.2个C.3个D.4个二、填空题13.如图是一种轮式垃圾桶,拖动时它相当于一个______(选填“省力”或“费力”)杠杆。
垃圾桶底部的小轮子是为了______(选填“增大”或“减小”)摩擦力。
若拖动时垃圾桶总重为120N,且动力臂为阻力臂的3倍,要保持垃圾桶平衡的拉力F为______N。
14.如图所示,由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等,此时杠杆平衡(杠杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计),则1个甲球和1个乙球的质量之比为_____,甲球和乙球的密度之比为_____.15.为将放置在水平地面上、重为90N的重物提升到高处.小桂同学设计了图(甲)所示的滑轮组装置.当小桂所用的拉力F随时间t变化的图象如图(乙)所示,重物的速度v 随时间t变化的图象如图(丙)所示.不计摩擦和绳重,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向.物体离开地面匀速上升时,小桂的拉力F=____N;若重物与地面的接触面积S =500cm2,在0~1s内,重物对地面的压强为________P a.16.如图所示,G A=10 N,G B=20 N,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F N成正比,且0.2NfF,不计绳、弹簧秤、滑轮的重力和滑轮与轴之间的摩擦).17.如图所示,质量分布均匀的长方形木板AB的长度L=4m,中央支于支架O上,A、B 端分别用细绳AD、BC系于天花板上,木板AB水平时,绳AD、BC刚好绷直,且AD绳竖直,BC绳与板AB成30°角,已知细绳承受的最大拉力均为360N.现有重为300N的小孩,从O点出发。
(1)如果沿OA方向向A端缓慢行走,当小孩行走到距离O点1.5m的E点时,AD绳上的拉力是_______N(2)如果沿OB方向向B端缓慢行走,在保证细绳不被拉断的情况下,小孩向右行走的最大距离是_______m。
18.如图是一种拉杆式旅行箱的示意图,使用时它相当于一个___________杠杆(选填“省力”或“费力”)。
若旅行箱内装满物体且质量分布均匀,其总重为210N,轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一,要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡,则竖直向上的拉力F为___________N;在拉起的过程中,拉力方向始终与拉杆垂直,则拉力的大小___________(选填“变小”、“变大”或“不变”)。
19.如图所示,用相同的滑轮组装成甲、乙滑轮组,分别将同一重物在相等的时间内提升相同的高度,不计绳重和摩擦,则甲、乙的拉力之比为______甲、乙的机械效率之比______。
20.如图所示,置于水平桌面上的物体A 的质量为90kg,悬挂在滑轮组下的物体B 的质量为60kg.在物体B 的作用下,A 恰能沿水平桌面向左做匀速直线运动.现用水平向右的力F 1 拉动物体A 以0.2m/s的速度沿桌面水平向右做匀速直线运动,在此过程中,物体A 通过绳子拉动滑轮组的力为T 1 ,T 1 提升物体B 的机械效率为η 1 .当用此装置以相同的速度提升物体C 时,水平向右拉物体A 的力为F 2 ,物体A 通过绳子拉动滑轮组的力为T 2 ,T 2 提升物体C 的机械效率为η 2 .已知η 1 : η 2 =16:15,T 1 : T 2 =5:4,不计绳重及滑轮的摩擦,则拉力F 2 的功率为 W.(g取10N/kg)三、实验题21.小明在探究杠杆的平衡条件的实验中,以杠杆中点为支点。
(1)小明在杠杆两侧挂上钩码,调节钩码的数量和位置直到杠杆水平平衡,如图甲所示,此时小明将两边钩码同时向远离支点方向移动相同的距离后,杠杆_____(选填“左”或“右”)端下沉;(2)小明在得出杠杆平衡条件后,利用杠杆平衡条件解决问题:①如图乙所示,有一根均匀铁棒BC ,其长为L , O 点为其重心,其所受重力300N ;OA =4L,为了不使这根铁棒的B 端下沉,所需外力F 至少应为_____N ;若F 的方向不变,微微抬起这根铁棒的B 端,所需外力F '至少应为_____N ;②如图丙所示,C 物体静止在水平地面上时,对地面的压强为6×105Pa 。
现将C 物体用细绳挂在轻质杠杆的A 端,杠杆的B 端悬挂D 物体,当杠杆在水平位置平衡时,C 物体对地面的压强为2×105Pa ,已知:D 物体的质量为2kg , OA :AB=1:4。
要使C 物体恰好被细绳拉离地面,则可以移动支点O 的位置,使O 'A :AB =______。
22.小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
(1)为排除杠杆自重对实验的影响,实验前把杠杆中心支在支架上,杠杆静止在图甲所示位置,此时应将杠杆右端的螺母向________调节(填“左”、“右”),使杠杆在水平位置达到平衡。
这样做的目的是___________。
(2)实验时,小明在杠杆左侧A 位置(左边位置第四格)先挂了3个钩码,如图乙,则在右侧B 位置(右边位置第三格)应挂________个相同规格的钩码,杠杆可以重新在水平位置平衡。
(3)如图丙,小明在A 位置挂一个弹簧测力计,在B 位置挂了2个钩码。
现将弹簧测力计从C位置移到D位置,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计示数________(选填“变大”、“变小”或“不变”),原因是_____________。
23.小军利用如图所示器材测定滑轮组的机械效率,他记录的实验数据如下表。
次数物重G/N 绳自由端的拉力F/N钩码上升的高度h/cm绳自由端移动的距离s/cm机械效率η/%1 1.00.510302 2.00.951574.1(1)根据记录表格中提供的信息,组装图中小军使用的滑轮组______;(2)根据给出的实验数据,计算出第一次的机械效率并填入表格中______;(结果保留三位有效数字)(3)同一个滑轮组,在两次实验过程中机械效率不同,主要原因是______。
24.如图,为探究“杠杆的平衡条件”的实验.(1)实验前,正确安装好杠杆后,调节______使杠杆在水平位置平衡,目的是_______.(2)杠杆平衡后,在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆_______,记录数据.(3)将弹簧测力计作用在C点,需______(选填“竖直向上”、“竖直向下”)拉弹簧测力计使杠杆平衡,记录数据;若不是竖直拉弹簧测力计,其示数将_______(选填“变大” “不变”或"变小”).通过数据分析可得出杠杆的平衡条件.(4)利用图乙所示装置迸行拓展实验,当用于探究杠杆平衡条件时,实验结论与杠杆平衡条件不相符,原因是______;当用于研究机械效率时,缓慢拉动弹簧测力计,使钩码升高h,测得杠杆机械效率为η1,将钩码移到B点,仍使钩码升高h测得的机械效率为η2,则η1______η2(选填“等于”或“不等于”).25.小华用图示装置探究滑轮组的机械效率,实验数据记录如下:次数物重G/N物体上升高度h/m拉力F/N机械效率η120.10 1.066.7%230.10 1.471.4%360.10 2.5(1)实验中应竖直向上_____拉动弹簧测力计,绳端移动距离为_____m.(2)第3次实验的机械效率为_____%.(3)分析数据可知,提高同一滑轮组的机械效率,可以采取的措施是_____;小华所用动滑轮的重一定小于_____N.26.在研究“杠杆平衡条件”的实验中:(1)某同学实验前发现杠杆左端低右端高,这时应调节杠杆左右两端的螺母,使其向______端移动,直到杠杆在 ______位置平衡,这样做的好处是______;(写一条)(2)根据杠杆平衡条件,在下表空格处填上适当的数值;实验次动力/N动力臂/cm阻力/N阻力臂/cm10.98 4.0______8.02 1.47______ 2.94 6.0调节钩码位置,并调节杠杆两端螺母使杠杆重新保持平衡,并记录有关数据,该同学在实验中存在的问题是______。