简单机械经典例题经典1

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简单机械经典例题经典1 一、简单机械选择题 1.物理兴趣小组用两个相同滑轮分别组成滑轮组匀速提起质量相同的物体,滑轮的质量比物体的质量小,若不计绳重及摩擦,提升重物的高度一样,对比如图所示甲、乙两滑轮组,下列说法正确的是

A.甲更省力,甲的机械效率大

B.乙更省力,乙的机械效率大

C.乙更省力,甲、乙机械效率一样大

D.甲更省力,甲、乙机械效率一样大

【答案】D 【解析】 【分析】 (1)由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n,则绳子自由端移动的距离s=nh,1FGnG动();

(2)把相同的重物匀速提升相同的高度,做的有用功相同;不计绳重及摩擦,利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度,做额外功相同;而总功等于有用功加上额外功,可知利用滑轮组做的总功相同,再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系. 【详解】

(1)不计绳重及摩擦,拉力1FGnG动(),由图知,n甲=3,n乙=2, 所以F甲(2)由题知,动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同; 根据W额=G轮h、W有用=G物h,利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同,

由100%有用总WW可知,两滑轮组的机械效率相同. 故选D.

2.如图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图,AOB为一可绕固定点O转动的轻质杠杆,已知:1:2OAOB,A 端用细线挂一空心铝球,质量为2.7kg. 当铝球一半体积浸在水中,在B 端施加3.5N 的竖直向下的拉力F 时,杠杆恰好在水平位置平衡.(332.710/kgm铝,10/gNkg )下列结果正确的是 A.该铝球空心部分的体积为

33110m

B.该铝球的体积为

33310m

C.该铝球受到的浮力为

20N

D.该铝球受到的浮力为

40N

【答案】C 【解析】 【分析】 根据密度的公式得到铝球实心部分的体积,根据杠杆的平衡条件得到A端的拉力,铝球在水中受到的浮力等于重力减去A端的拉力,根据阿基米德原理求出排开水的体积,从而得出球的体积,球的体积减去实心部分的体积得到空心部分的体积. 【详解】

铝球实心部分的体积:33332.71102.710/mkgVmkgm实,

由杠杆平衡的条件可得:FA×OA=FB×OB,23.571ABOBFFNNOA, 铝球受到的浮力:2.710/720FGFmgFkgNkgNN浮, 铝球排开水的体积:333320210110/10/FNVmgkgmNkg浮排水, 铝球的体积:333322210410VVmm球排, 则空心部分的体积:433333410110310VVVmmm空球实. 【点睛】 本题考查杠杆和浮力的题目,解决本题的关键知道杠杆的平衡条件和阿基米德原理的公式.

3.小勇体重600N,利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m.已知物体A重为800N,小勇作用在绳端的拉力大小为500N,在此过程中,下列说法正确的是

A.水平地面对小勇的支持力做功为6000J B.小勇做的有用功为3000J C.小勇拉力的功率为250W D.此滑轮组的机械效率为80% 【答案】D 【解析】 水平地面对小勇的支持力与小勇运动的方向是垂直的,支持力不做功,故A错;小勇做的有用功就是克服物体的重力做的功W有=Gh=800N×5m=4000J,故B错;小勇做的总功为W

总=Fs=500N×10m=5000J,拉力的功率为P=W总/t=5000J/10s=500W,故C错;滑轮组的机械

效率为η=W有/W总=4000J/5000J=80%,故D正确;应选D.

4.为探究杠杆平衡条件,老师演示时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究(如图 ),这样做的目的是( )

A.便于直接读出拉力的大小 B.便于同学们观察实验

C.便于正确理解力臂 D.便于测量力臂的大小

【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

从支点到力的作用线的距离叫力臂,在杠杆两侧挂钩码,由于重力的方向是竖直向下的,力臂在杠杆上可以直接读出,当用弹簧测力计倾斜时,拉力不再与杠杆垂直,这样力臂会发生变化,相应变短,由杠杆的平衡条件知道,力会相应增大,才能使杠杆仍保持平衡,所以这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识,故C正确.

5.如图所示,利用动滑轮提升一个重为G的物块,不计绳重和摩擦,其机械效率为 60%.要使此动滑轮的机械效率达到90%,则需要提升重力为G的物块的个数为 ( )

A.3 个 B.4 个 C.5 个 D.6 个

【答案】D 【解析】 【详解】 不计绳重和摩擦,,,要使,则.

6.如图用同一滑轮,沿同一水平面拉同一物体做匀速直线运动,所用的拉力分别为F1、F2、F3,下列关系中正确的是

A.F1>F2>F3

B.F1<F2<F3

C.F2>F1>F3

D.F2<F1<F3

【答案】D

【解析】 【详解】 第一个图中滑轮为定滑轮,因为定滑轮相当于一个等臂杠杆,不能省力, 所以根据二力平衡,此时拉力F1=f; 第二个图中滑轮为动滑轮,因为动滑轮可省一半的力,

所以根据二力平衡,此时拉力F2=12f; 第三个图中滑轮为动滑轮,由二力平衡可知此时的拉力等于两股绳子向右的拉力,即F3=2f;

由此可得F2< F1< F3. 故D正确.

7.如图所示,轻质杠杆AB,将中点O支起来,甲图的蜡烛粗细相同,乙图的三支蜡烛完全相同,所有的蜡烛燃烧速度相同。在蜡烛燃烧的过程中,则杠杆

A.甲左端下沉,乙右端下沉 B.甲左端下沉,乙仍保持平衡

C.甲右端下沉,乙右端下沉 D.甲、乙均能保持平衡

【答案】B 【解析】 【详解】 设甲乙两图中的杠杆长均为l。 图甲中,m左l左= m右l右,燃烧速度相同,∴蜡烛因燃烧减少的质量m′相同,故左边为: (m左- m′)l左= m左l左- m′l左, 右边为: (m右- m′)l右= m右l右- m′l右, 因为l左小于l右,所以 (m左- m′)l左= m左l左- m′l左(m右- m′)l右= m右l右- m′l右, 故左端下沉; 图乙中,设一只蜡烛的质量为m

∵2m×l=m×l, ∴直尺在水平位置平衡; ∵三支蜡烛同时点燃,并且燃烧速度相同, ∴三支蜡烛因燃烧减少的质量m′相同,

∵2(m-m′)×l=(m-m′)×l, ∴在燃烧过程中直尺仍能平衡.故选B.

8.山区里的挑夫挑着物体上山时,行走的路线呈“S”形,目的是 A.加快上山时的速度

B.省力

C.减小对物体的做功

D.工作中养成的生活习惯

【答案】B 【解析】 斜面也是一种简单机械,使用斜面的好处是可以省力. 挑物体上山,其实就是斜面的应用,走S形的路线,增加了斜面的长,而斜面越长,越省力,所以是为了省力. 故选B.

9.利用如图所示的滑轮组提起一个重为2000N的物体,绳子自由端的拉力F=600N。10s内物体被匀速提升2m。不忽略绳重和机械部件间的摩擦,则下列说法中正确的是 A.动滑轮总重为400N B.绳子自由端移动的速度为0.8m/s C.拉力F做功为6000J D.增加物体被提升的高度可提高该滑轮组的机械效率

【答案】B 【解析】 【详解】 A.由图知道,承担物重的绳子是四段,即n=4,若忽略绳重及摩擦,则拉力是:

14FGG动 ,

由此可得动滑轮的总重是: 4=4600N2000N=400NGFG动 ,

由于是不忽略绳重和机械部件间的摩擦,故A错误; B.绳子自由端移动的距离是:

s=4h=4×2m=8m,

绳子自由端移动的速度是: 8m0.8m/s10ssvt ,

故B正确; C.拉力做的功是:

W总 =Fs=600N×8m=4800J,

故C错误; D.该滑轮组的机械效率是:

=44WGhGhGWFsFhF有用总 ,

即机械效率与高度无关,所以,增加物体被提升的高度不可能提高该滑轮组的机械效率,故D错误。

10.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,设置了如图甲所示的滑轮组