黑龙江省大庆市喇中初中物理 考题精选复习61 力和机械 (2).doc

力和机械1、图9是一种电梯结构的示意图，电梯厢在电梯井中沿竖直通道上下运行。钢链的两端分别固定在电梯井顶部的a点和b点，同时钢链绕过重15 000n电梯厢下的滑轮而托起整个厢体e，又跨过电梯井顶部由电动机驱动带有齿轮的轮轴c，在c和b之间吊起与动滑轮相连的配重d。电梯载重量为10人(1人的质量按60kg计算，取g=10nkg，忽略摩擦及钢链的质量)。请回答： (1)配重的功能是什么?在已知电梯厢重和载重量的情况下，配重的质量最好是多大? (2)当电梯满载匀速上升时，a、b两点受到的拉力各是多大? 答案 1）省力，电动机用较小的力即可拉动电电梯厢。由滑轮知识可知，配重的质量m=g./g=2100kg(2)fa=fb=10500n2、电气化铁路在和公路交叉时，输电线常用图示的方式悬挂在钢缆上。钢缆的a端固定在电秆上，b端通过滑轮组联结在电杆c上。电车通过拾电器向上托起输电线，从而获得驱动电车的能量。1配重d是n个混凝土圆盘，每个盘的质量是m。按图示的配置，钢缆ab所受的拉力f大约是多少？2如果只考虑b端的牢固性。本来可以把它直接固定在电杆c上，也可以用一个很硬的大弹簧来联结b和c。实际上却用滑轮组来联结，这样做的优点是什么？ 答案 1以动滑轮为研究对象，可求钢缆ab所受的拉力f=3nmg。2机车运行时，拾电器会把输电线向上托起。如果使用两端固定的钢缆，悬线会因此松弛，输电线将左右摇摆，有可能脱离拾电器而造成事故。使用滑轮组可以保证输电线高度变化时，钢丝始终保持紧张状态。如果用弹簧代替滑轮组，情况好于两端固定的钢缆，但钢缆的紧张程度仍随弹簧长度有较大的变化，而且不易确定钢缆的最佳长度。3、倒链（又称神仙葫芦）是一种简单的起重用具，它由滑轮组组成（如图9所示），a、b为同轴并一起转动的定滑轮，半径分别为r1和r2，r1稍大于r2；c为动滑轮，其半径为r。它们之间用铁链按图中所示的方式联结起来。当用力f拉一侧铁链使定滑轮转动时，套在a上的铁链使挂在c上的重物上升，与此同时，套在b上的铁链被放下，使重物下降（图中虚线箭头表示铁链运动方向）。转动一周时，其总效果使重物上升的距离为多少？若重物所受重力为g，则使重物缓慢匀速上升时，拉力f的大小至少应为多少？ 答案 重物上升距离h=(h1h2)2=(r1r2)4、在铁路道口常设有如图1所示的道闸，这种道闸平时上扬，当火车要通过道口时道闸转动到水平位置，示意过往的其他车辆停车等候，这种道闸称为常开型道闸。与之相反，另一种道闸平时水平放置，当有车辆要通过时，道闸上扬，允许车辆通过，这种道闸称为常闭型道闸。对于这两种道闸重心的位置，下列说法正确的是 a常闭型道闸，重心应在o点左侧 b常开型道闸，重心应在o点右侧c常闭型道闸，重心应在o点右侧 d以上说法都不对 答案 c5、某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置，如图8所示。取一块与自己等长的轻质木板（质量可忽略），一端固定，另一端用轻质细绳通过一个滑轮悬挂起来(摩擦不计)，如果该同学身高160cm、质量40kg，平躺到木板上后在左端绳上挂重为140n的物体，木板刚好水平平衡。(1)该装置中滑轮的作用是什么？(2)设该同学的重心到脚底的距离为l，则l为多少? (取g=10 n/kg) 答案 （1）改变用力的方向（2分） （2）1.04m （7分） 6、如图所示，一轻质杠杆abc是跟三个滑轮相连的机械装置，o是支点，物体p重20牛，浸没在密度为0.8103千克/米3的煤油里，已知ab=bc=co=30厘米，砝码g1=4牛，g2=10牛，若杠杆处于平衡状态，求物体p的体积。 答案 7、如图所示是迫击炮供弹车钢缆绳以大小为100n的拉力f用10s使炮弹匀速升高2m，若炮弹重为150n，求：（1）拉力f的功率；（2）滑轮组的机械效率 答案 解：（1）由图可知，n=2，绳端移动的距离：s=nh=22m=4m，拉力做的功：w总=fs=100n4m=400j，拉力的功率：p=40w；（2）有用功：w有=gh=150n2m=300j，滑轮组的机械效率：=100%=100%=75%答：（1）拉力f的功率为40w；（2）滑轮组的机械效率为75%8、一名工人用如图所示的滑轮组提起450n的重物，绳自由端的拉力f为200n，重物在5s内匀速上升了1m，不计绳子与滑轮间摩擦，则（ ）(1)滑轮组所做的有用功是多少？(2)拉力做功的大小？拉力的功率是多少？(3)动滑轮的重。 答案 （1）450j(2)600j 120w(3)150n9、如图所示，甲同学站在地面上用定滑轮把地面上的物体匀速向上运送到某一高度处。乙同学站在某一高处用动滑轮把该物体也从地面上匀速向上运送到同样的高度处。不计绳和滑轮之间的摩擦，绳子的重力和动滑轮的重力均不计。就甲和乙这一运送物体的过程中，下列分析正确的是（ ）a甲和乙做功相同b甲和乙做功的功率相同c甲比乙做的功多d甲比乙做功的功率大 答案 主要考查定滑轮及其工作特点、动滑轮及其工作特点、功率的计算等知识。解法一：匀速提升同一物体到同一高度处，两种情况下做的有用功相同，大小都为w有用gh，因不计绳子质量和摩擦，所以ww有用gh，故a正确，c错。因功率是由功和做功时间共同决定的，而题干中没有做功时间，无法判断功率的大小，b与d错。解法二：据题意知，由于定滑轮不省力，甲做的功w甲f甲sgh；动滑轮省一半力，但移动的距离为2h，则乙做的功w乙f乙sg2hgh，即甲和乙做功相同。a正确，c错。因功率是由功和做功时间共同决定的，而题干中没有做功时间，无法判断功率的大小，b与d错。解法三：据题意和功的原理知，甲和乙运送这一物体做的功与徒手运送这一物体做的功相同，两者应相等，a正确，c错。因功率是由功和做功时间共同决定的，而题干中没有做功时间，无法判断功率的大小，b与d错。答案为a。10、力的作用是相互的，甲对乙施加一个力，同时乙也会对甲施加一个力。小明想，这两个力之间存在什么关系呢？为了探究相互作用的两个力之间的关系，他设计了以下实验：把两弹簧测力计a和b连接在一起，如图717所示，用手拉弹簧测力计a。此时，a弹簧测力计对b弹簧测力计有一个拉力f，大小从b弹簧测力计中读出，同时，b弹簧测力计对a弹簧测力计也有一个拉力f，大小从a弹簧测力计读出。改变手拉弹簧测力计的力，两弹簧测力计的示数也随着改变，小明读出一组数据如下表：f/n0.511.522.5f/n0.511.522.5(1)根据小明的实验，你可以得出：两物体之间相互作用的两个力大小_，方向_，并在同一条直线上。(2)以卵击石，石头没有损伤，而鸡蛋破了。这一现象中，石头对鸡蛋的作用力大小_(填“大于”、“小于”或“等于”)鸡蛋对石头的作用力大小。图717 答案 (1)相等相反(2)等于解析 据表格中的数据及图中信息可知，物体间的相互作用力是大小相等、方向相反，在同一直线上。所以以卵击石时，石头对鸡蛋的作用力大小等于鸡蛋对石头的作用力大小。11、如图所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形某次操作中，工人用400n的拉力f在1分钟内将总重为900n的泥土匀速提升5m在这段时间内：(1)拉力f所做的有用功是多少？(2)拉力f做功的功率是多少？(3)滑轮组的机械效率是多大？ 答案 解：(1)拉力f所做的有用功为w有gh900 n5 m4 500 j.(2)拉力f移动的距离s为s3h35 m15 m拉力f所做的总功为w总fs400 n15 m6 000 j则拉力f做功的功率p为p100 w.(3)滑轮组的机械效率为100%100%75%.12、如图，一卡车车厢距地面1.5m高，小明把一块长3m的钢板ab搭在车厢底板上构成一个斜面。他通过这个斜面用600n的力把一个大木箱由b处推倒a处，已知木箱重1000n。 （1）小明把木箱从b推到a用了30s的时间，求木箱的运动速度。（2）小明推木箱做了多少功？（3）小明推木箱做功的功率？（4）这个过程中，斜面的机械效率是多少？（结果保留一位小数） 答案 (1)v=s/t=0.1m/s (2)w=fs=1800j (3)p=w/t= 60w (4)=w有/w总=83.3%13、在综合实践活动中，小华等同学到建筑工地实地考察了塔式起重机，工地上一台塔式起重机的结构如下图所示。在与技术人员交流的过程中，小华整理出这台起重机的部分技术参数如下表所示，同时知道了对塔式起重机而言，配重物很重要，它既不可过重，也不能过轻。 请你思考回答：（g取10nkg）（1）该起重机一次最多能吊起的建筑材料重力为 n，吊起的建筑材料达到最大起重量时，这时建筑材料 （选填“肯定能”、“肯定不能”或“可能不能”）移动到吊臂距离塔最远的地方（图中最右端）。（2）塔式起重机的配重物过重的危害是 。（3）使用塔式起重机起吊重物时，电动机只要提供很小的力，就能吊起很重的建筑材料，这是因为起重机上安装有 （填写简单机械的名称）。答案 （1）3104、肯定不能（2）起重机不工作时，可能会向配重的一侧偏倒（3）滑轮组14、如图所示，物体b放在水平桌面上，物体a通过滑轮组拉着物体b，此时物体b保持静止状态当用竖直向下2n的力f1拉重为1n的物体a时，能使物体b以0.6m/s的速度匀速向右运动，若只用水平向左的力f2拉物体b时，能使物体a以0.3m/s速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦下列判断正确的是（） a 物体b受到的摩擦力为6n b 拉力f2大小为10nc 拉力f2的功率为1.2w d 拉力f1的功率为0.4w 答案 a、当b水平匀速向右运动时，f=3（f1+ga）=3（2n+1n）=9n；故a错误；b、水平向左拉物体b时，由平衡条件得：f2=3ga+f=3ga+f=31n+9n=12n；故c错误；c、水平向左拉物体时，b的移动速度为vb=0.1m/s，拉力f2功率为p2=f2vb=12n0.1m/s=1.2w；故c正确；d、用力f1竖直向下拉物体a时，拉力f1的功率p1=f1v=1n30.6m/s=1.8w，故d错误故选c15、如图所示，重为50n的物体a在拉力f作用下沿水平面做匀速直线运动已知滑轮组机械效率为80%，物体运动的速度为1m/s，下列分析计算正确的是（ ） a 物体所受合力为5n b 物体受到的摩擦力为12n c 拉力f做功的功率为5w d 在10s内机械所做的有用功为500j 答案 a、物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知，物体所受合力为零，故a错误；b、由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n=3，克服摩擦力做的功为有用功，效率：=100%=100=100%，则f=nf=380%5n=12n，故b正确；c、拉力的功率p=nfv物体=35n1m/s=15w，故c错误；d、在10s内机械所做的有用功w=fs=fvt=12n1m/s10s=120j，故d错误；故选b16、如图9 所示是某高压蒸气压力控制装置的示意图。当阀门s（底面祝为2cm2）受到的蒸气压力超过其安全值时，阀门就会被顶起释放一些蒸气来降低压力，该装置相当于一个杠杆。杠杆的平衡条件是_；若oa=0.2m，ab=0.6m物体c重25n，那么杠杆平衡时杆上的a点所受的支持力为_n（忽略杆重）；当锅炉内气压为4l05pa时，蒸气对阀门下表面的压力是_n 答案 动力x动力臂=阻力 x阻力臂 100 8017、如图所示，某工人重600n，站在水平面上，用100n的拉力向下匀速拉动绳子，提起一浸没在水中体积为1.2102m3，重360n的物体（物体始终浸没在水中，且忽略水对物体的阻力，水=1103kg/m3，g=10n/kg）求：（1）已知工人双脚与地面的总接触面积是3102m2，工人没有拉动绳子时对地面的压强；（2）物体浸没在水中时受到的浮力；（3）提起物体时滑轮组的机械效率 答案 （1）工人对地面的压力：f压=g=600n，s=3102m2，对地面的压强：p=2104pa；（2）物体浸没水中排开水的体积：v排=v=1.2102m3，物体浸没在水中时受到的浮力：f浮=水v排g=1103kg/m31.2102m310n/kg=120n；（3）提起物体时，滑轮组受到的拉力：f拉=g物f浮=360n120n=240n，提起物体时滑轮组的机械效率：=100%=100%=100%=100%=100%=80%答：（1）工人没有拉动绳子时对地面的压强为2104pa；（2）物体浸没在水中时受到的浮力为120n；（3）提起物体时滑轮组的机械效率为80%18、一辆重2104n的四轮卡车，开进了一段泥泞的道路，不能继续行驶。司机找来一小型拖拉机、绳子、动滑轮，采用如图所示装置，拖拉机在绳端用3750n的水平拉力，将汽车以0.2m/s的速度水平匀速拉出泥泞路段，用时10s。若每个车轮与地面接触的面积为0.05m2。（1）求汽车对路面的压强。（2）求拉力f做的功和功率。（3）若动滑轮的机械效率为80%，求汽车所受的阻力。 答案 19、甲乙两组同学测量金属块密度，每组实验器材有测力计、量筒、烧杯、水、金属块和细线(1)甲组同学用如图所示的器材完成实验. 请帮助甲组同学完成实验过程 a观察测力计的 并规范调零b用测力计和细线测出金属块重力gc用量筒、水和细线测量并计算出金属块的体积vd计算金属块的密度 . 写出步骤b中使用测力计读数时有哪些注意事项？(2)乙组同学发现本组的测力计量程未知，刻度板上数字都已磨损，但刻度线清晰他们借助一个质量为m0的物体a，仍用该测力计测出了金属块的重力，已知物体a和金属块的重力均不超测力计量程，写出他们将测力计规范调零后测出金属块重力的办法及表达式（可以画简图作答） 答案 (1) 量程 分度值 g/vg 测力计和金属块在竖直方向静止时读数、读数时视线正对刻度线(2)把物体a挂在测力计的挂钩上，数出指针位置到零刻线之间有n1个格，取下物体a挂上金属块，数出指针位置到零刻线之间有n2个格，则g=n2m0g/n120、如图所示，工人用滑轮或滑轮组提升 重物，每只滑轮质量均相同，若把同一货物匀速提升相同的高度（不计绳子和滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（ ）a 使用c滑轮组与使用d滑轮组一样省力b 使用d滑轮组最省力c 其中机械效率最高的是使用c滑轮组 d其中机械效率最高的是使用b滑轮a b c d 答案 d21、如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力f作用下，将重为105n的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力f与绳自由端移动 距离s的关系图。（1）计算物体上升的速度。（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是_，并列式计算出该物理量。（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率。 答案 22、为了将放置在水平地面上、重g=100 n的重物提升到高处。小明同学设计了图24（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图24（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力f拉绳时，重物的速度和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图24（丙）和（丁）所示。若重物与地面的接触面积s=510-2 m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：（1）在23s内，拉力f的功率p及滑轮组的机械效率。（2）在12s内，拉力f做的功w。（3）在01s内，重物对地面的压强p。 答案 解：（1）在23s内，重物做匀速运动，3=250 m/s，拉力f3=40 n，因为连接动滑轮的绳子有三根，所以拉力f的作用点下降的距离是重物上升高度h3的三倍。p= f33=100 w （1分）=（w有用/w总）100%=gh3/（3f3h3） 100% =8333% （1分）（2）在12s内，拉力f2=50 n，重物上升高度h2=125 mw=3f2h2 （1分）代入数据解得w=1875 j （1分）（3）设动滑轮重为g动g动=3f3-g=20 n在01s内，拉力f1=30 n。把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态。支持力f支=g+g动-3 f1=30 n （1分）重物对地面的压力f压= f支=30 np=f压/s=30 n/（510-2 m2）=600 pa（1分）23、用如图所示的四种简单机械,将同一物体从低处匀速搬到高处,在不计机械自重及摩擦的情况下,最省力的是（ ） 答案 b24、已知斜面倾角为30，斜面高为2m。小兵同学用绳子沿斜面将重为400n的木箱由斜面底端匀速拉到顶端。拉力大小为300n，绳重不计。求：（1）小兵对木箱做的有用功；（2）斜面的机械效率；（3）斜面对物体施加的摩擦力。 答案 （1） w有=gh=400n2m=800j （2）斜面长2h，=66.7 （3）w额外=w总- w有=f2h- w有=1200j-800j=400j 克服摩擦力做功400jw额外=f2hf=100n25、一座高达35m的大桥，总长为8230m，其中正桥只有1030m，而每一侧的引桥却长达3600m，一座大桥为什么要有这么长的引桥呢？小明很奇怪，于是他进行了下面的研究：（1）小明用如图3所示的斜面进行模拟实验在保持斜面高度不变的情况下，改变斜面的长度发现斜面越长，沿斜面拉动小车匀速上升的力f越小由此他明白了，很长的引桥在汽车上桥时能起到的作用（2）一辆总质量为1260kg的小汽车以36km/h的速度匀速驶上一侧引桥时，需要经过 min才能到达正桥，所做的有用功为j（不计质量变化，g=10n/kg） 答案 解：（1）汽车利用斜面上升时，增大了运动的距离，故可以省力，但却不能省功（2）汽车的速度v=36km/h=10m/s，v=，汽车通过引桥的时间：t=360s=6min；小汽车的重力：g=mg=1260kg10n/kg=12600n，汽车通过引桥到达大桥时，上升的高度为大桥的高，即35m故所做的有用功为w=gh=12600n35m=4.41105j故答案为：（1）省力；（2）6；4.4110526、某科技小组设计的提升重物的装置如图27甲所示。图中水平杆cd与竖直杆eh、di组合成支架固定在水平地面上。小亮站在地面上通过滑轮组提升重物，滑轮组由动滑轮q和安装在水平杆cd上的两个定滑轮组成。小亮以拉力f1匀速竖直提升物体a的过程中，物体a的速度为1，滑轮组的机械效率为a。小亮以拉力f2匀速竖直提升物体b的过程中，物体b的速度为2，滑轮组的机械效率为b。拉力f1、f2做的功随时间变化的图像分别如图20乙中、所示，物体a、b的质量随其体积变化的图像分别如图20丙中a、b所示。已知：1=32，物体a的体积为va，物体b的体积为vb，且3va=2vb。不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦，求：（1）拉力之比f1：f2 （2）机械效率之比a:b 答案 解：（1）由图像乙知 （2）由图像丙知；5a=4b 3va=2vb。g=gv物体受力 a: b = 4：527、图23是某科技小组设计的一个提升重物的装置，cd是一个以o点为转