机械与功试题

根底过关1．〔2013•河北省〕如下图的工具中属于费力杠杆的一组是〔C〕A．①② B．②③ C．②④ D．③④2．〔2013•天津〕图3为用瓶起开启瓶盖的情景，图4中关于该瓶起使用时的杠杆示意图正确的选项是〔D〕ABCD3．〔2013•庆阳〕园艺师傅使用如下图的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目的是为了〔D〕A．增大阻力臂，减小动力移动的距离B．减小动力臂，减小动力移动的距离C．增大动力臂，省力 D．减小阻力臂，省力4.〔2013•杭州〕如图，手持l0kg物体保持平衡，此时肱二头肌收缩所承受的力一定〔A〕A．大于98NB．小于98NC．等于98ND．等于l0kg5．〔2013•内江〕如下图，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，以下说法中正确的选项是〔D〕A.F1较小B.F2较大C.F1、F2、F3的大小不能确定D.如果将钩码提升相同的高度，那么力F1、F2、F3做的功相等6.〔2013•自贡〕如下图，一根粗细均匀的铁棒AB静止在水平地面上，现用力F将铁棒从水平地面拉至竖直立起。在这个过程中，力F作用在A端且始终与铁棒垂直，那么用力F将〔B〕A.逐渐变大B.逐渐变小C.保持不变D.先变小后变大7.〔2013•乐山〕重为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一水平拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置。在转动的过程中：〔C〕A．动力臂逐渐变大B．阻力臂逐渐变小C．动力F逐渐变大D．动力F逐渐减小8.〔2012•宜昌〕小明用相同的水平推力，分别使较重的A物体沿较光滑的平面移动，较轻的B物体沿较粗糙的平面移动，假设在相同的时间内移动相同的距离．那么以下说法正确的选项是〔D〕A．小明对A物体做的功多B．小明对B物体做的功多C．小明推A物体时的功率小D．小明推A、B两物体时的功率相同9．〔2013•漳州〕以下关于机械效率的说法正确的选项是〔A〕A．机械效率不可能到达100％B．随着科学技术的开展，机械效率可能会大于100％C．滑轮组的机械效率一定大于动滑轮的机械效率D．杠杆的机械效率一定大于动滑轮的机械效率解析：滑轮组的机械效率、动滑轮的机械效率、杠杆的机械效率上下，跟机械的重、提起物体的重、摩擦、绳重等有关，在这些不能确定的情况下不能确定哪种机械的机械效率的更大一些。10.〔2012•宜昌〕甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，那么〔B〕A．甲吊车的电动机做的有用功较多B．乙吊车的电动机做的额外功较多C．甲吊车的电动机做的总功较多D．甲、乙两吊车的电动机做的总功相同11.〔2012•十堰〕用测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动s—t图像如下图，其对应的测力计示数分别为F1和F2，功率分别为P1和P2，那么他们大小关系正确的选项是：〔B〕A．F1>F2P1>P2B．F1=F2P1>P2C．F1=F2P1<P2D．F1<F2P1<P212．〔2013•宁波〕如下图，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m。G=18N，F=1ON。这一过程中，不能得到的结论是〔C〕A．绳子自由端上升0.4mB．拉力F做功4JC．动滑轮重为2ND．该动滑轮的机械效率为90％解析：如果不考虑摩擦力，G滑轮=nF-G=2N13．〔2011•杭州〕小李的质量为50千克，可以举起80千克的杠铃；小胖的质量为70千克，可以举起60千克的杠铃。他们两人通过如下图的装置来比赛，双方竭尽全力，看谁能把对方拉起来，比赛结果应是〔B〕A．小李把小胖拉起B．小胖把小李拉起C．两个都拉不起D．两个都拉起解析：向下拉动定滑轮上的绳子的拉力与他们的胳膊的举力无关，对绳子的拉力最大能到达自身的重力的大小，由于装置是定滑轮，只改变力的方向，不能省力，所以绳子上的作用力最大只能等于重力较小的小李的重力，那么绳子上的作用力小于小胖的重力，即小胖把小李拉起．14.〔2012•包头〕图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A点由静止释放，假设小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做的功用W表示，忽略空气阻力，那么以下说法正确的选项是〔A〕A.小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量与动能的增加量之差等于WB.小球能够从A点运动到D点C.小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量D.小球从A点运动到C点的过程中，机械能的减少量等于动能的增加量15.(2012•桂林)如下图，小华把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆回。以下说法正确的选项是：〔B〕A．锁不断地来回摆动，是因为动能不断增加B．锁向下摆的过程中，重力势能转化为动能C．锁摆到最低点后会继续上升，是因为受重力作用D．锁摆动的过程中，机械能总量不变，所以摆回来时会碰到鼻子16.〔2012•广西〕如图，将同一物体分别沿光滑斜面AB、AC以相同的速度，匀速拉到顶点A，施加的力分别为F1、F2．拉力做功分别为W1、W2，拉力的功率为P1、P2．以下正确的选项是〔D〕A．F1＜F2W1＞W2P1＞P2B．F1＞F2W1=W2P1＜P2C．F1＞F2W1＞W2P1＞P2D．F1＜F2W1=W2P1＜P217.〔2012•安徽省〕如下图，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端。物体受到斜面的摩擦力为f那么以下关于斜面机械效率η的表达式正确的选项是〔D〕A．B．C．D．18．用两个相同的滑轮绕成的滑轮组固定在天花板上，如下图．当匀速提升物体M时，自由端的拉力F=30N，物体M的速度v=0.1m/s，每个滑轮重10N，忽略绳重和轴摩擦．那么以下说法正确的选项是〔D〕A．自由端移动的速度为0.3m/sB．物体M的重力为60NC．天花板受到的拉力为90ND．天花板受到的拉力为100N19.〔2012•湖北武汉〕航模小组的某位同学在操场上利用如下图的电动遥控飞机进行训练，他操作遥控器，使重为3N的飞机从水平地面由静止开始竖直上升，飞机先后经历加速、匀速、减速三个阶段，然后悬停在距离地面10m的高度处。飞机竖直上升的总时间为12s匀速上升阶段的速度为1m/s。假设飞机在空中的受力情况可以简化为仅受重力和竖直向上的升力，那么以下说法正确的选项是〔C〕A．在离开地面的过程中飞机对地面的压力先增大后减小B．在上升的阶段受到的升力大于重力C．在上升阶段飞机的功率为2.5WD．在悬停阶段飞机升力的功率为3W20.〔2013•武汉〕如下图，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N。假设物体和地面之间的摩擦力大小为45N，那么A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为〔B〕A.45N、50%B.45N、75%C.60N、50%D.60N、75%21.〔2013•泸州〕如下图，轻质水平木杆AB可以绕O点转动，在杆的B端用细线悬挂了盛满水的正方体容器，使该容器静止在水平桌面上，该容器的边长为10cm，质量为0.2kg，AO长度是OB长度的3倍，在A点用F＝4N的力竖直向下拉木杆时，容器对水平桌面的压力为0N，水对容器底部的压力为10N，(不计容器的厚度，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)。22.〔2013•镇江〕图中AOB可绕O点无摩擦转动的轻杆，A端挂重300N的物块，AO与OB长度之比为5：4．人始终沿竖直方向拉挂在B端的轻环．要使轻杆水平平衡，人应施加拉力为375N，人要不被拉起，那么人重至少为375N．与水平平衡相比，当轻杆在图中虚线位置平衡时，人的拉力将不变〔选填“变大”、“变小”、或“不变”〕．23．〔2013•眉山〕如下图，质量为60kg的人，站在质量为30kg的吊篮内，他至少用225N的拉力拉住绳子，才能使自己和吊篮在空中保持静止。〔g=10N∕kg〕24.〔2013•长沙〕用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，由图可知动滑轮重为100N，当某次运送4件货物时，绳子的拉力F是250N，滑轮组的机械效率为80%．〔不考虑绳重和摩擦〕25．(2011•北京)将高为10cm的圆柱体甲放在水平地面上，细绳的一端系于圆柱体甲上外表的中央，另一端竖直拉着杠杆的A端。当把质量为800g的圆柱体乙悬挂在杠杆的B端并处于圆柱形容器M中时，杠杆在水平位置平衡，如图8所示，此时圆柱体甲对水平地面的压强为3200Pa。把质量为900g的水注入容器M中，水未溢出，水静止后，水对容器M底面的压强为2500Pa，圆柱体甲对水平地面的压强为5000Pa。：AO:OB=2:3，容器M的底面积为60cm2，不计杠杆的质量，g取10N/kg，那么圆柱体甲的密度为5.6103kg/m3。OOA甲图8BM乙26.〔2013•鄂州市〕如下图，在“测滑轮组机械效率”实验中，假设物体重6N。〔1〕实验时沿竖直向上方向拉绳子自由端最省力，且应匀速拉动弹簧测力计。假设物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图中所示，那么滑轮组的机械效率是83.3%。〔2〕假设仅增加物体的重量，该滑轮组的机械效率将增大〔选填“增大”、“减小”或“不变”，不计摩擦〕。27．〔2011•广东湛江〕在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜测：A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关．B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关．小华同学为了证实自己的猜测是否正确，于是他用同一块木板组成如下图的装置进行了实验探究，记录的实验数据如下表：实验次数斜面倾角θ物块重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长S/m有用功W有/J总功W总/J斜面的机械效率3005.00.64.21.23.05.03003.00.62.51.21.860%4503.00.82.81.22.43.471%〔1〕在实验操作过程中，应沿斜面向上____匀速____拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向_____左____移动〔填“左”或“右”〕．〔2〕根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为__60_%，第②次实验中总功为__3.0_J．〔3〕通过比照实验①、②数据，可验证小华的猜测___A___〔填写字母〕；通过比照实验②、③数据，可以得出的探究结论是：___在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高〔或大〕；或在其它条件相同时，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关._____．〔4〕此实验主要用到的研究方法是____控制变量法______．〔5〕除了小华的猜测以外，请你猜测斜面的机械效率还可能与___斜面的粗糙程度、木板的长度、拉木块速度、木板的面积等___〔写出一个〕有关．拓展提升1．〔2013•东城区二模〕用相同的滑轮和绳子分别组成如下图的甲、乙两个滑轮组，绳子受的拉力分别为F1、F2，保持甲、乙两绳自由端的速度相同，把相同的物体匀速提升相同的高度．假设不计绳重及轴处摩擦，以下说法正确的选项是〔A〕A．F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率相同B．F1和F2大小不相等，F1和F2的功率相同C．绳子自由端移动的距离不相等，物体运动的时间相同D．绳子自由端移动的距离相等，F1和F2做的功相同2.〔2012•湖北黄冈〕图a、图b是由相同的滑轮组装的滑轮组，甲乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，以下说法正确的选项是〔B〕A．甲的拉力是乙的拉力的3倍B．乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍C．甲拉力的功率大于乙拉力的功率D．如果考虑滑轮质量，图a装置的机械效率比图b的小3．〔2013•菏泽〕甲乙两个滑轮组如图4所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，以下说法中正确的选项是〔C〕A.假设G1=G2，拉力做的额外功相同B.假设G1=G2，拉力做的总功相同C.假设G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率D.用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变图4甲乙图4甲乙4.〔2013•佛山〕如上图所示，A物体在大小为10N的拉力F作用下，以0.3m/s的速度向右匀速运动〔不计滑轮与细绳的摩擦及重力〕，假设A物体与桌面间的摩擦力为1N，以下说法错误的选项是〔D〕A.拉力F做功的功率是3WB.B物体的质量是2.7kgC.B物体上升的速度是0.1m/sD.A物体运动1s那么B物体克服重力做3J功5．〔2009•朝阳区一模〕一个质量为70kg的工人，如下图的装置〔包括滑轮组及装石板的托板〕提升石板．托板重200N，每块石板重100N，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，当工人在4s内匀速提升10块石板升高2m时，此装置的机械效率为80%．那么，该工人站在地面上用此装置提升石板的过程中，以下有关说法错误的选项是〔取g=10N/kg〕〔D〕A．该工人提升10块石板升高2m做的额外功一定是500JB．该工人在4s内提升10块石板升高2m的有用功率一定是500WC．此装置动滑轮的质量是5kgD．此装置的机械效率最高可到达82.1%〔结果保存1位小数〕计算题1．〔2012•呼和浩特〕质量为8t的某载重汽车，额定功率为240kw，车上装有12t的砂石．汽车先以36km/h的速度，200kw的功率，在平直的路面上匀速行驶了5min，然后又以额定功率用了2min的时间，把砂石从山坡脚下送到了60m高的坡顶施工场地．求：〔1〕汽车在平直路面上匀速行驶的过程中，发动机所做的功和汽车受到的阻力．〔2〕汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率．2.〔2012•山东日照〕如图19所示为倾角30ｏ的固定斜面，方明同学用平行于斜面500N的推力将质量为70kg的物体在5s时间内匀速推高1m。〔g取10N/kg〕求：〔1〕推力做的总功和推力的功率。〔2〕斜面的机械效率。〔3〕斜面对物体的摩擦力。解：(1)W总=FS=F·2h=500N×2×1m=1000JP=W总/t=1000J/5s=200W(2)W有=Gh=mgh=70kg×10N/kg×1m=700Jη=W有/W总=700J/1000J=70％(3)W额=W总－W有=1000J－700J=300J因为W额=fs所以f=W额/s=300J/2m=150N3．〔2011•四川铜仁〕小华和他的兴趣小组利用如以下图所示的滑轮组进行实验，人以600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10秒钟绳子下端移动了1.5m，重物上升0.5m，该滑轮组的效率为70％〔g取10N/kg〕。答案：〔1〕画出小华兴趣小组所用滑轮组的绕线情况。〔2〕人的拉力做功的功率是多少？〔3〕被吊起重物的质量是多少？3．如下图，用该滑轮组提起重为320N的物体时，绳子自由端的拉力F=200N．〔不计绳重和一切摩擦〕

〔1〕该滑轮组的机械效率是多少？

〔2〕假设被提的重物改为G′=420N，拉力F在5s内将重物提升2m，那么：

①绳端拉力F做了多少功？功率为多大？

②滑轮组的机械效率是否变化？如变化，那么机械效率为多少？4．〔2012•成都〕如下图为小刚设计的滑轮组装置。其中滑块A置于外表粗糙程度各处相同的水平面上,动滑轮重G=10N,重物B的重力GB可改变。右下表是小刚在某次使用该装置时记录的一些数据。假设不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，跨过滑轮的绳或竖直或水平，A距水平面上的定滑轮、B距水平面均足够远。求：〔1〕在4~6s内,水平绳对A的拉力做的功。〔2〕在2~4s内，重力GB做功的功率。〔3〕在0~2s和2~4s两段时间内，A受到的摩擦力大小。时间时间t0~2s2~4s4~6sGB/N205027A的运动情况静止速度由0逐渐增大到2m/s以2m/s的速度做匀速运动A在水平面上通过的距离s/m024B图27A5.〔2013•北京〕如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图，滑轮组固定在钢架上，滑轮组中的两个滑轮质量相等，绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N，连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N．圆柱体M高为3m，底面积为0.02m2，密度为4.5×103kg/m3．在绳端拉力F作用下，圆柱体M从其下外表距水面15m处匀速上升到其上外表与水面相平的过程中用了3min，在这个过程中，拉力F的功率为160W，滑轮组的机械效率为η，钢架对定滑轮的拉力为T．在圆柱体M被缓慢拉出水的过程中，圆柱体M的下外表受到水的压强为p．不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，g取10N/kg．求〔1〕圆柱体M的重；〔2〕自由端拉力F的大小〔3〕滑轮组的机械效率〔4〕压强p的最小值6.如下图，汽车用滑轮组从H=20m深的井中匀速提起底面积为0.04m2、高2m的实心圆柱体A．该物体的密度是2.5×103kg/m3，水面离路面10m，如果滑轮的挂钩用钢丝与物体相连，绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力F1=500N．假设不计摩擦、绳和动滑轮重，g取10N/kg．求：

〔1〕物体的重力

〔2〕物体在水中受到的最大浮力．

〔3〕当汽车以0.3m/s速度匀速提起物体时，经过多长时间绳子被拉断？〔忽略圆柱体离开水面时水面高度的变化，设绳子拉断时物体浸在水中的深度为h'〕7.〔2012•湖北随州〕如下图，有一粗细均匀，重为40N，长为4m的长木板AB，置于支架上，支点为0，且AO=1m，长木板的右端B用绳子系住，绳子另一端固定在C处，当长木板AB水平时，绳与水平成30°的夹角，且绳子所能承受的最大拉力为60N．一个重为50N的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下，从AO之间某处以V=1m/s的速度向B端匀速滑动，求：①滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小②当滑块匀速运动时拉力F做功的功率③滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平．【答案】根据二力平衡条件可知：f=F=10N；②当滑块匀速运动时拉力F做功的功率：P=Fv=10N×1m/s=10W；③当M在