力与机械》单元测试题

力与机械力与机械 单元测试题单元测试题 一 选择题一 选择题 1 将一动滑轮改为定滑轮使用 这样一定是 A 提高了机械效率 B 提高了功率 C 改变了力的方向 D 节省了力 2 如图 16 所示 在动滑轮的挂钩上施加一个竖直向下的拉力 F 使物体 G 匀速上升 下列结论中正 确的是 A 拉力 F 大小只是 G 的一半 B 拉力 F 的大小等于 G C 动滑轮挂钩向下移动 h 2 时 物体 G 向上移动 2h D 物体 G 向上移动 h 时 动滑轮向下移动 h 2 3 使用滑轮组时 拉起重物所用力大小决定于 A 定滑轮的个数 B 动滑轮的个数 C 定滑轮和动滑轮的个数 D 连接动滑轮绳子的条数 4 图 17 是用滑轮组把陷入沟里的汽车拉出来的两种方法 你看哪种方法更省力 A 甲图的方法 B 乙图的方法 C 两图的方法一样 D 无法比较 5 如图 18 所示 O 为杠杆的支点 为了提高重物 P 用一个跟杠杆保持垂直的力使杠杆由竖直位置 转动到水平位置 在这个过程中 A 杠杆始终是省力的 B 杠杆始终是费力的 C 先是省力的 后是费力的 D 先是费力的 后是省力的 6 使用如图 19 所示的装置来提升重物时 既能省力又能改变力的方向的装置是 A 图甲所示的 B 图乙所示的 C 图丙所示的 D 图丁所示的 7 下图 20 中各种类型的杠杆中 省距离的是 8 一根粗细均匀的杠杆 AB 在端 A B 处分别作用竖直向下的力 F1 F2 时 杠杆在水平位置处于 平衡 若使力 F1 F2 同时各减小 2 牛顿 则杠杆失去平衡 且 A 端上升 B 端下降 由此可以判断 杠杆 AB 的支点位置 A 在杠杆的中点 B 不在杠杆的中点 而靠近 A 端 C 不在杠杆的中点 而靠近 B 端 D 条件不足 无法判断 二 填空题二 填空题 9 一个带有刻度的均匀杠杆 在中点支起 如图 21 所示 当在 B 处挂 300 牛顿的钩码时 在 A 处应挂 牛顿的 钩码 杠杆才能平衡 杠杆平衡后 如果再在杠杆两侧钩码 的下面同时挂 100 牛顿的钩码 则 A 端将向 移动 10 如图 22 所示 一根长 1 2 米的杠杆 左右两端所挂物体重量之比 GA GB 5 3 则力臂 OA OB 三 作图题三 作图题 11 使用如图 33 所示的滑轮组提起重物 G 在图中画出最省力的绕线方法 12 如图 34 OA 是简易起重机的吊臂 它是一根杠杆 可以绕 O 点上下移动 请在图中画出 F1 和 F2 的力臂 13 在图 35 中 ABO 是一个重力不计的杠杆 O 为支点 AC 是一根重力不计的绳子 G 是重物 试在图中画出杠杆 ABO 所受各力的力臂 14 某同学利用图 36 所示的杠杆 研究杠杆的平衡条件 取得的数据如下表 分析实验数据 得到的杠杆平衡条件是 答案与提示答案与提示 一 1 AC 2 D 3 D 4 A 5 C 6 D 7 D 8 B 二 9 200 逆时针 10 0 45 米 0 75 米 三 11 如图 43 所示 12 如图 44 所示 13 如图 45 所示 14 1 2 2 1 2211 L L F F LFLF 或 中考中考 杠杆 简单机械杠杆 简单机械 情境题赏析情境题赏析 情境设置题就是指为了考查某个知识点而设置的环境新 多以活泼的插图 实际的物理情境或 优美的诗文形式出现 此题题材很具有文化内涵 体裁风格丰富多彩 能联系生活 关注热点 反映 最新科技和时代气息 由于学习物理的过程需要对物理现象和实例进行观察 认识 理解 并能加以 准确地解释 为了避免学习中的枯燥乏味之感 而以图代文的形式能较好地帮助同学们的观察 分析 激发联想 以达到识图明理的目的 近年来中考中这种题型占的比重越来越大 且渗透到各种形式的 题目当中 特别是有关杠杆 简单机械方面的素材在现实生活中及为丰富 所以考题更易与现实生活 相联系 现给大家分类介绍如下 一 作图题一 作图题 例例 1 1 如图 1 所示 用力 F 踩汽车刹车踏板 请画出此力对支点 O 的力臂 解析解析 汽车司机脚踩刹车踏板是日常生活中司空见惯的现象 所以此题情境来源于现实生活 能激发 同学们的学习热情 该题主要考查同学们对力臂的理解和画法 答案答案 如图 2 所示 例例 2 2 05 长春 如图 3 是列车上售食品的手推车 当前轮遇到障碍物时 售货员向下按扶把 使手 推车前轮向上翘起 请画出售货员所用的最小动力及其力臂 解析解析 此题重在考查当阻力和阻力臂一定时 动力与动力臂大小的关系 由题设条件可知 需将前轮 翘起 则必是后轮着地点为支点 手接触扶把处为动力作用点 这两点间的直线距离应是最大力臂 所以 与此线段垂直的方向就是动力的方向 二 选择题二 选择题 例例 3 3 05 福州 如图 5 所示的工具 在使用中属于费力杠杆的是 解析解析 图示情境都是日常生活中常见的工具器件 该题需要同学们有一定的观察和分析问题的能力 首先需观察四种物理情境 判断出哪是省力杠杆 哪是费力杠杆 还必须懂得使用费力杠杆的目的是 为了省距离而方便 答案答案 D 例例 4 4 05 嘉兴 学校升国旗的旗杆顶上有一个滑轮 升旗时往下拉动绳子 国旗就会上升 对该滑 轮的说法 正确的是 A 这是一个动滑轮 可省力 B 这是一个定滑轮 可省力 C 这是一个动滑轮 可改变力的方向 D 这是一个定滑轮 可改变力的方向 解析解析 升国旗是同学们经常体验的可视情境 能激发同学们思考问题的热情 该题重在考查同学们对 动滑轮和定滑轮的认识及其区别 回忆当国旗上升时 升旗手在向下拉绳子 而滑轮仍在上端不动 就很易选对 答案答案 D 例例 5 5 05 绍兴 如图 6 是手负重 指能承受的最大物重 示意图 当手臂按图示方 向伸展时 下列图象能表示负重大小与手臂伸展程度大致关系的是 解析解析 人体四肢关节处都可看作是能 绕固点转动的杠杆 该题主要考查力与力臂的大小变化关系 重在要求同学们能运用数学图像分析和 处理物理问题的能力 这也是近年来中考物理考题中的一大热点 根据力与力臂的乘积一定时 力臂 增大 则力减小 负重与伸展程度应成反比例关系 答案答案 C 三 填空题三 填空题 例例 6 6 05 天津 如图 7 所示 物体A重 20N 滑轮重 1N 绳重不计 弹簧秤示数为25N 则物体B的重为 N 地面对物体 A 的支持力 N 解析解析 此题是关于力与机械的综合题 主要考查同学们对物体受力的分析及对定滑轮不省力的认识 答案答案 12N 8N 例例 7 7 05 临沂 杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用 护城河上安装的吊桥就是一个杠杆 图 8 所示 它的支点是 C 点 在匀速拉起吊桥时 它属于一个 杠杆 解析解析 此题是关于杠杆与滑轮的综合题 要判断是省力杠杆还是费力杠杆 就得确定动力臂与阻力臂 的大小 解题的关键是否去主动画力臂 然后根据力臂的大小比较 如图 9 所示 从图可看出 动力 臂 L 比阻力臂 L1要长 且当吊桥上升过程中动力臂越来越大 阻力臂会越来越小 答案答案 省力 例例 8 8 05 辽宁 课改区 在生产和生活中 经常见到这样的情形 用木板搭斜坡将货物推上汽车车 厢 图 10 所示 修盘山公路使汽车驶上高耸的山峰等 从物理学的角度分析 它们的物理模型属 于同一种简单机械 即 这种简单机械的优点是 解析 该题考查的目的在于要求同学们知道 斜面 滑轮及轮轴都属杠杆的模型 所以同属一种简单 机械 答案答案 杠杆 可以省力 四 解答题四 解答题 例例 9 9 05 芜湖 如图 11 甲所示 工人正试图用扳手拧松工件上一个紧固的螺栓 尽管他使出了浑 身力气 却没能成功 于是他想出了一个新点子 在其它不变的情况下 取来一根绳子 将绳的一头 栓在扳手柄的上端 自己使劲拉绳的另一头 如图 11 乙所示 可他还是没能扳动螺栓 这是为什 么呢 请分析其中的原因 假定工人施力的大小不变 解析解析 此题属杠杆的实际应用 另外需对力的大小 方向及作用点的认识和理解 答案答案 因力的三要素没变化 对杠杆来说 动力臂的大小没有增大 所以仍不会扳动螺栓 例例 1010 05 北京 小磊同学是班里的 大力士 一天他放学回家 看到公路上有一块大石头 他 担心大石头会妨碍车辆正常通行 于是 他决定把石头推到路边 但是他费了很大的力 累得满头大 汗 石头却一点没动 如图 12 所示 他的同学小颖恰好路过 看到此情景说 你的行为很值得 称赞 但方法不对 于是 小颖找来一根长木棒 顺手在路旁拿来一块小石头 两人一起轻松地将大石头推到了路边 你知道这是为什么吗 解析解析 此题设置的情境符合新课标要求 能培养同学们学好物理的兴趣 答案答案 小石头为支点 木棒作为一根省力杠杆 五 实验探究题五 实验探究题 例例 1111 05 年大连 小丽用身边的器材做实验 验证杠杆的平衡条件 塑料直尺放在圆柱形水杯上 使其在水平位置平衡 如图 13 甲所示 则支点 O 与直尺的 一定在同一竖直线上 往直尺两端放不同数量的相同硬币 并调节硬币位置 使直尺在水平位置平衡 如图 13 乙所示 若将左 右两侧各取下一枚硬币 则直尺 端将下沉 小明测出乙图中的 l1 l2作为力臂的大小 是否正确 为什么 解析解析 此题探究杠杆的平衡条件 实验设计情境新 且取材简单方便 特别是考虑到用圆柱形水杯作 为支点 想法独特且可靠 能培养同学们实验探究的积极性 满足其好奇心 答案答案 重心 或中心 右 不正确 因力臂应是支点到硬币重力作用线的距离 题型 面向全体 双基巩固 1 用同一滑轮组分别把 100N 和 200N 的重物匀速提高 5m 如果两种情况下的额外功相等 则 A 所做的总功不相等 B 所做的有用功不相等 C 两次的机械效率相等 D 用于拉绳子的力两次相等 2 不计摩擦 将一动滑轮改为定滑轮来提高重物 这样一定能 A 提高机械效率 B 提高功率 C 改变用力方向 D 节省力 3 用图 9 6 1 所示的滑轮组将重为 G 的物体匀速提升 h 绳子移动的距离为 所做的有用 功为 设所用的拉力为 F 则该滑轮组的机械效率为 题型 生活 物理 社会 4 如图 9 6 2 所示 某同学用一个动滑轮匀速提起一袋质量是 18kg 的面粉 所用的拉力是 100N 则动滑轮的机械效率是 若用此动滑轮匀速提起一袋质量是 25kg 的大米 此动滑轮重 20N 当拉绳的速度是 m s 时 拉力的功率为 54W g 取 10N kg 绳重和摩擦不计 5 外力对水泵做 7 1O5J 的总功 水泵把 5 1O3kg 的水送到 10m 的高处 计算 1 水泵完成的有用功 2 水泵的机械效率 6 某建筑工地用图 9 6 3 所示的滑轮组搬运建筑材料 若工人用 120N 的拉力 F 将重 300N 的建 筑材料匀速吊起 则滑轮组的机械效率为 题型 开放与创新 7 在做 测滑轮组的机械效率 的实验中 小明和同学们测得图 9 6 4 中甲 乙两个滑轮组的机械 效率不同 1 实验后小明想 对于同一个滑轮组 它的机械效率是否不变呢 经过思考后他认为 即使 像图 9 6 4 中甲那样已绕好的滑轮组 机械效率也不是固定的 还应该与 有关 并用实验证明了 自己的猜想是正确的 你认为小明的实验方法是 2 小明将自己所做的上述实验告诉他的同学 大家探究的欲望更加强烈 大家认为 用滑轮 组提升重物时 提升动滑轮所做的功是没有用的 所以 也应该是影响滑轮组机械效率高低的主要 因素 小明说 其实大家已测得的甲 乙两个滑轮组的机械效率不同 就证明了这一点 杨老师提醒同学们说 大家应该注意到 在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时 我们没有 考虑摩擦的因素 8 某人站在岸上 利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸 已知滑轮组是由两个定滑轮 和两个动滑轮组成 滑轮组的自重忽略不计 船重 1 02 105N 船移动时受到水的阻力是船重的 0 01 倍 船受到滑轮组的拉力始终沿水平方向 此人水平拉绳的力为 240N 船靠岸的速度是 0 72km h 求 1 滑轮组的机械效率 2 人拉绳的效率 题型 学科渗透 9 一个工人用如图 9 6 6 所示的滑轮组匀速提起 2000N 的货物 所用的拉力是 600N 绳子自由 端被拉下 4m 求 1 此滑轮组的机械效率多大 2 你认为此滑轮组的机械效率与哪些因素有关 10 滑轮组既能省力又能改变力的方向 亮亮用自制的滑轮组来提起 500N 的重物 如图 9 6 7 所 示 绳自由端的拉力 F 200N 重物以 0 2m s 的速度匀速上升 不计摩擦和绳重 则动滑轮重 N 拉力做功的功率是 W 该滑轮组的机械效率等于 当被提起的重物变重时 滑轮组的机 械效率就 填 变大 变小 或 不变 题型 探究学习 11 在 测滑轮组机械效率 的实验中 用同一滑轮组进行了两次实验 实验数据如下 次数钩码重 N 钩码上升的高度 cm 弹簧测力计的示数 N 弹簧测力计移动的 距离 cm 12100 840 2550 520 1 此实验所用滑轮的个数至少是 个 其中动滑轮有 个 2 实验中应 拉弹簧测力计 3 第一次实验测得滑轮组的机械效率为 第二次实验时滑轮组的机械效率 选填 大于 小于 或 等于 第一次的机械效率 12 图 9 6 8 为测量滑轮组机械效率的实验装置 每个钩码重 1N 1 实验时要竖直向上 拉动弹簧测力计 由图 9 6 8 可知拉力大小为 N 若弹簧测力计向 上移动 15cm 则钩码上升高度为 cm 该滑轮组的机械效率为 2 若仅增加钩码的个数 该滑轮组的机械效率将 选填 增大 减小 或 不变 参考答案 1 解析 匀速提高物体时 有用功 W 有 Gh 因为物重不同 所以两次用于拉绳子的力以及有 用功必然不相等 在额外功一定的情况下 有用功越多 则有用功在总功中所占的比例也必然会增大 所以机械效率也就不会相同 答案 B 注意 尽管是同一个滑轮组 但它们的机械效率却并不相同 要注意理解 2 解析 使用定滑轮提高重物 只能改变力的方向 但不能省力 用动滑轮提高重物时 尽管省 力 但要克服动滑轮的重力多做额外功 所以效率会很低 功率是反映做功快慢的 它的大小由做功的 人来决定 如果慢慢地提高重物 则功率会很低 反之若很快地提起重物 则功率也会提高 所以 B D 是错误的 答案 AC 评注 若将定滑轮改为动滑轮使用 省力了但效率却降低 意味着效率高低与省力多少没有关 系 3 分析 动滑轮上有三股绳子 重物 G 上升 h 则绳子自由端移动的距离为 3h 有用功为 W 有 Gh 拉力 F 所做的功为 W 总 Fs 3Fh 机械效率为 答案 3h Gh G 3F 4 解析 不计绳重和摩擦时 提起动滑轮所做的功为额外功的全部 当匀速提起 25kg 的大米 做 功对象变化了 该动滑轮的机械效率将会发生改变 答案 1 提起面粉时的机械效率 90 2 动滑轮的重力因为有两段绳子连接着动滑轮 所以 2F1 G1 G 动 提起大米时所用的拉力大小 F2 135N 根据 P F2 则绳子自由端的速度 0 4m s 5 解析 1 水泵完成的有用功 W 有 Gh mgh 5 103kg 10N kg 10m 5 105J 2 该水泵的机械效率 71 答案 1 5 105J 2 71 6 解析 由于动滑轮上有 3 股绳子 建筑材料上升 h 则绳自由端移动 3h 由 便可求得 答案 83 3 7 解析 测一滑轮组的机械效率的原理是 由它可以知道 同一套滑轮组 在同样情况 下 提起了更多的物体 则有用功在总功所占的份额会越大 因此机械效率也就越高了 对于不同的 滑轮组而言 同样情况下 动滑轮越多 提起动滑轮所做的额外功就会越多 因此效率会越低 答案 1 提升重物的多少在图 9 6 4 所示的滑轮组下挂不同数量的钩码 分别测出滑轮组的 机械效率并进行比较 2 动滑轮的个数 8 解析 人拉船前进时 用两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组 由于人站在岸上拉船靠近岸 所以滑轮组按如图 9 6 5 所示放置 共有 5 根绳拉船前进 答案 1 动滑轮对船的拉力做的功是有用功 该拉力大于等于船前进所受的阻力 阻力为船重的 0 01 倍 即 f 0 01G 0 01 02 105N 1 02 103N 船前进的距离 s0 是绳子自由端前进距离 s 的 1 5 滑轮组的机械效率为 85 2 船的速度 0 0 72km h 0 2m s 船前进的距离 s0 是绳子自由端前进距离 s 的 1 5 所以不难得出绳子自由端移动的速度 是船移动速度的 5 倍 所以人拉力的功率 P F F 5 0 240N 5 O 2m s 240W 评注 解决滑轮组的问题 一定要认清其连接方式 本题要求人在岸上拉绳 也就是绳子最后通 过动滑轮 才能确定有 5 根绳子拉绳 若题目改为人站在船上拉 则绳索最后通过的是定滑轮 为用 4 根绳拉船前进 滑轮组可将重物拉起 也可拉动物体水平前进 两种情况的原理完全相同 只是力的方向 大小 不同 拉起重物时克服重力做功 水平拉物时克服阻力做功 9 解析 测定滑轮组机械效率的原理是 由此可知 只要求出有用功和总功即可求出 而影响机械效率的因素很多 可能是物重 动滑轮重 摩擦等因素 只要分析合理都算正确 答案 1 83 3 2 与物体重有关 与动滑轮重有关 与绳重有关 或者与绳和滑轮之间摩擦有关或者与滑轮 和轴之间摩擦有关 10 解析 因动滑轮上有三股绳子 由 F G 物 G 轮 可求出 G 轮 3F G 物 100N 由 P F 便可求出功率和滑轮组的机械效率 答案 100 120 83 3 变大 11 解析 分析表格中钩码上升的高度与弹簧测力计移动的距离可知动滑轮上有 4 股绳 从而能 判断出动滑轮 定滑轮的个数 根据 便可求出滑轮组的机械效率并做比较 答案 1 3 2 2 匀速竖直 3 62 5 大于 12 解析 从 9 6 8 图中可看出测力计示数为 1 2N 滑轮由 3 股绳子承担 则 s 3h h s 5cm 83 3 由 可知 提起的重物越重 有用功在总功中占的比率越大 机械效率越高 答 案 1 匀速 1 2 5 83 3 2 增大 补一题 1 利用两个动滑轮和两个定滑轮匀速提起重物 在不计摩擦力和动滑轮的重力条件下 并改变力 的方向的条件下 最省力时 其拉力应为物重的 倍 是 1 4 吗 可与下一题矛盾呀 2 如图所示 吊篮重为 400N 动滑轮重力为 50N 定滑轮重力为 40N 人为 600N 人在吊篮 里拉着绳子不动时 需要用力 答案是 220N 可是按上题的说法 不应该至少 250N 么 分析 两题的研究对象不同 第一题是物体 可以看做是由四根绳子向上拉 所以每根绳子的拉力就 是重力的四分之一 第二题是以人等整体为研究对象 这样有 5 根绳子向上拉 所以每根绳子的拉力为整 体重力的五分之一 总重力为 1100 牛顿 所以人的拉力为 220N 不矛盾 第一题中 直接作用在重物上的只有滑轮组对它的拉力 因为人不是重物的一部分 是在之外的 人的拉力不是直接拉着重物的 第二题中 直接作用在重物上的不仅有滑轮组的拉力 也有人自己的拉力 因为人此时就是重物的一部分 一 浮力与杠杆综合 例 1 2002 年长沙市中考题 如图 1 杠杆每小格的长度相等 质量不计 以 O 点为支点 杠杆的 右端挂有重物 M 支点左边的 A 处挂钩码时 杠杆平衡 将重物 M 浸没在水中钩码移到 B 处 杠杆 又平衡 则重物与钩码的质量之比为 重物 M 的密度是 千克 米 3 解析 解析 此题可分为重物 M 浸入水中前后两种情况来分析 M 浸入水中前 设钩码质量为 m 重物的质 量 M 钩码挂在 A 处 则由杠杆的平衡条件得 4mg 5Mg 所以 即 m M 当重物 M 浸没在水中时 钩码移到 B 处 杠杆平衡时 整理得 将 代入 得 当重物 M 浸