第十二章 簡單機(jī)械第2節(jié) 機(jī)械效率(答題時(shí)間：____分鐘 分值：63分)1. (2016畢節(jié)) 簡單機(jī)械與人類的生產(chǎn)活動(dòng)息息相關(guān)．以下關(guān)于簡單機(jī)械的說法中不正確的是( )指甲剪是省力杠桿定滑輪不省力但能改變力的方向滑輪組既省力又省距離還省功斜面的機(jī)械效率達(dá)不到100%(2017龍東)分別使用定滑輪、動(dòng)滑輪、兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組勻速提升同一物體到同一高度處其機(jī)械效率分別為定、η動(dòng)、η組(不計(jì)繩重和摩擦設(shè)每個(gè)滑輪質(zhì)量相等)則下列選項(xiàng)中正確的是( )組＜η動(dòng)＜η定動(dòng)＜η定＜η組定＜η動(dòng)＜η組定＜η組＜η動(dòng)(2017長春)如圖所示用相同的滑輪組成甲、乙兩個(gè)滑輪組分別將同一物體在相同時(shí)間內(nèi)勻速提升相同高度．若不計(jì)繩重和摩擦比較甲、乙兩滑輪組下列說法正確的是( )第3題圖甲的拉力大 B. 乙的額外功少甲的拉力功率大 D. 乙的機(jī)械效率低(2017陜西)如圖所示某工地用滑輪組將重為的貨物勻速提升6 m所用時(shí)間為20 s在繩的末端所用拉力為2 200 N下列說法錯(cuò)誤的是( ) 第4題圖處滑輪的作用是改變力的方向提升貨物過程中的有用功是3×10拉力的功率為660 W若只增加貨物所受的重力滑輪組的機(jī)械效率將增大(2017南充)將一個(gè)重為4.5 N的物體沿斜面從底端勻速拉到頂端(如圖所示)斜面長1.2 m高斜面對物體的摩擦力為0.3 N(物體大小可忽略)．則下列說法正確的是( )第5題圖沿斜面向上的拉力0.3 N有用功0.36 J機(jī)械效率20%有用功1.8 J機(jī)械效率20%D. 總功2.16 J機(jī)械效率約為83.3%(2017撫順)如圖所示物體在拉力F的作用下內(nèi)水平勻速運(yùn)動(dòng)了物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為50 N拉力為40 N．下列物理量計(jì)算正( )第6題圖繩子自由端移動(dòng)的速度是0.2 m/s拉力做功為40 J該滑輪組的機(jī)械效率是62.5%拉力的功率是10 W(2017達(dá)州)如圖所示用20 N的水平拉力拉滑輪可以使重15 N的物體以 的速度在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)物體重 彈簧測力計(jì)的示數(shù)為3 N且保持不變．若不計(jì)輪重、彈簧測力計(jì)重、繩重和滑輪的摩擦則下列說法中正確的是( )第7題圖地面受到的摩擦力為10 N滑輪移動(dòng)的速度為0.4 m/s在2 s內(nèi)繩子對物體所做的功為4 J水平拉力的功率為4 W(2017蘭州)如圖所示用力拉著重為G的物體豎直勻速上升在時(shí)間t內(nèi)物體上升的高度為h(物體未拉出水面)若物體的體積為V水的密度為ρ則下列算式正確的是(第8題圖A. η＝＝有＝Gh有＝(2017天津)利用如圖所示的滑5 s內(nèi)將重為360 N的物體勻速向上提起2 m作用在繩端豎直向上的拉力為150 N該滑輪組的機(jī)械效率是______拉力的功率是______W. 第9題圖(2017赤峰)如圖所示是一種小型千斤頂?shù)氖疽鈭D當(dāng)手往下壓動(dòng)搖臂時(shí)能把重物抬高一段較小的距離工人在4 s時(shí)間內(nèi)用100 N的力豎直向下壓動(dòng)搖臂1 m把1 000 N的重物勻速抬高8 cm. 則重物上升的速度為______m/s人做的功為______J千斤頂?shù)男适莀_____%.第10題圖(2017鐵嶺)用如圖所示的滑輪組把一個(gè)重為360 N的物體沿豎直方向在10 s內(nèi)勻速提升1 m所用拉力為200 N物體上升的速度為____ m/s拉力做功的功率為______W滑輪組機(jī)械效率為______．第11題圖(2017銅仁)某工人用如圖所示的裝置將＝900 N的重物沿斜面向上勻速拉動(dòng)4 m用時(shí)30 s該過程中物體上升的豎直高度為2 m此裝置的機(jī)械效率＝75 %.該過程中工人所用的拉力＝______ N拉力做功的功率 ＝______ W第12題圖(2016山西)用如圖甲所示的滑輪組運(yùn)送貨物到高的樓頂每件貨物重100 N每次運(yùn)送的量不定圖乙記錄了在整個(gè)過程中滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力增加而變化的圖像由圖可知每次運(yùn)送對動(dòng)滑輪做的功為______J當(dāng)某次運(yùn)送4件貨物時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為______(不考慮繩重和摩擦)．第13題圖(2017齊齊哈爾)(8分)某小組在“測滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)”中得到的數(shù)據(jù)如表所示實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．第14題圖(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向________緩慢拉動(dòng)彈簧測力計(jì)．(2)小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中邊拉動(dòng)邊讀數(shù)彈簧測力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定應(yīng)該靜止讀數(shù)．你認(rèn)為他的想法__________(選填“正確”或“不正確”)因?yàn)樗麤]有考慮到________對滑輪組機(jī)械效率的影響．(3)用丁圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出表中第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)請將表中的兩個(gè)數(shù)據(jù)填寫完整．(4)通過比較________兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時(shí)滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)無關(guān)．(填實(shí)驗(yàn)次數(shù)的序號)(5)通過比較________兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時(shí)物重越大滑輪組機(jī)械效率越高．(填實(shí)驗(yàn)次數(shù)的序號)(6)通過比較3、4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：________________________________________．實(shí)驗(yàn)次數(shù) 鉤碼重鉤碼上升高度繩端拉力繩端移動(dòng)距離機(jī)械效率(2017淮安)(5分)小明利用斜面搬運(yùn)物體的過程中提出了一個(gè)問題：“斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有沒有關(guān)系？”針對這個(gè)問題他通過在斜面上拉動(dòng)物體進(jìn)行了探究(如圖所示)測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表中所示： 第15題圖實(shí)驗(yàn)序號 斜面傾斜程度 物體重力物體上升高度沿斜面拉力較緩 5.0 0.10 1.6 較陡 5.0 0.15 2.2極陡 5.0 0.25 3.1 實(shí)驗(yàn)序號 物體移動(dòng)距離有用功有總功總機(jī)械效率(%) ① 0.50 0.50 0.80 63 ② 0.50 0.75 1.10 68 ③ 0.50 1.55 (1)沿斜面拉動(dòng)物體時(shí)應(yīng)使其做________運(yùn)動(dòng)．(2)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可求出第③次實(shí)驗(yàn)中拉力所做的有用功為________J機(jī)械效率是________．(3)通過對上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可知斜面的省力情況與斜面傾斜程度的關(guān)系是：斜面越緩越________．(4)通過對上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析對斜面機(jī)械效率的問題可獲得的初步結(jié)論是____________________________．(2017北京)(3分)如圖所示是用滑輪組提升建筑材料的示意圖在豎直向下的拉力F作用下使重900 N的建筑材料A在5 s的時(shí)間里勻速豎直上升了1 m繩自由端勻速豎直向下移動(dòng)了 在這個(gè)過程中拉力為500 N滑輪組的機(jī)械效率為η拉力F做功的功率為P. 求：(1)滑輪組的機(jī)械效率η； (2)拉力F的功率P第16題圖(2017安順)(7分)小華用如圖所示的滑輪組拉動(dòng)貨箱已知貨箱的質(zhì)量為60 kg在＝50 N的拉力作用下貨箱以0.1 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)地面對貨箱的滑動(dòng)摩擦力為貨箱重的0.2倍(取10 N/kg)．求：(1)貨箱的重力是多少？(2)拉力的功率是多少？(3)貨箱運(yùn)動(dòng)了1 min克服摩擦所做的功是多少？4)此滑輪組的機(jī)械效率是多少？第17題圖(2017巴彥淖爾)(12分)用如圖甲所示的滑輪組提升浸沒在水中的實(shí)心圓柱形物體已知物體的高度為1 m底面積為0.12 m質(zhì)量為200 kg.物體始終為0.5 m/s的速度勻速上升物體浸沒在水中勻速上升時(shí)作用在繩端的拉力所做的功隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示．(不計(jì)繩重、＝1.0×10；＝)求：(1)當(dāng)物體的上表面剛好與水面相平時(shí)其底部受到水的壓強(qiáng)；(2)物體浸沒在水中時(shí)受到的浮力；(3)物體浸沒在水中勻速上升時(shí)繩端受到的拉力；(4)物體浸沒在水中勻速上升時(shí)滑輪組的機(jī)械效率；(5)物體出水后繩端拉力的功率．第18題圖1. C 【解析】指甲剪由三個(gè)杠桿組成其中既有省力杠桿也有費(fèi)力杠桿但其最終可以達(dá)到省力的目的所以為省力杠桿正確不符合題意；定滑輪的實(shí)質(zhì)是等臂杠桿不省力也不費(fèi)力能改變力的方向正確不符合題意；使用任何機(jī)械都不可能省功錯(cuò)誤符合題意；使用任100%，D正確不符合題意．故選C.2. A 【解析】勻速提升同一物體到同一高度三種情況下做的有用功大小相同都為有不計(jì)繩子摩擦和質(zhì)量使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組時(shí)做的額外功額＝G動(dòng)使用定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組時(shí)動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)分別為0、1、2所以可判斷出額定額動(dòng)額組總＝W有＋W額；三種情況下的總W定動(dòng)組由＝可知使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的機(jī)械效率組動(dòng)定．故選A.3. A 【解析】由題圖可知承擔(dān)物重的繩子股數(shù)甲＝2乙＝3；所以拉力甲＝(物＋輪)乙＝(G物＋輪)又因?yàn)樗嵘奈镏叵嗤喯嗤约滓艺_；由于甲、乙用相同的動(dòng)滑輪把同一物體提升相同的高度所以做的額外功相同錯(cuò)誤；用滑輪組在相同時(shí)間提升同一物體到相同高度對物體做的有用功、額外功都相同因總＝有＋額所以拉力做的總功也相等根據(jù)公式＝可知＝錯(cuò)誤；因?yàn)閯?dòng)滑輪重和物重都相同根據(jù)公式＝＝可知甲＝乙錯(cuò)誤．故選A.4. C 【解析】處的滑輪固定不動(dòng)是定滑輪其作用是改變力的方向正確；提升貨物的過程中做的有用功是有＝Gh＝5 000 N×6 m＝3×10正確；滑輪組由三股繩子承重該過程繩子自由端通過的距離是＝nh＝3×6 m＝18 m所做總W總＝Fs＝2 200 N×18 m＝39 600 J因此拉力的功率是＝＝＝1 980 W錯(cuò)誤；在其他條件不變時(shí)貨物重力增大有用功增大而提升動(dòng)滑輪所做額外功不變所以有用功在總功中所占比例增大因此機(jī)械效率會(huì)增大正確．故選C.5. D 【解析】由于物體沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)物體受到沿斜面向下F是平衡力所以沿斜面向上的拉力大于0.3 N錯(cuò)誤；提升物體所做的有用功：有＝＝4.5 N×0.4 m＝1.8 J額外功即為克服摩擦力做功：額＝＝0.3 N×1.2 m＝0.36 J總功為：總＝有＋額＝1.8 J＋0.36 J＝2.16 J機(jī)械效率為：＝＝83.3%，B、C錯(cuò)誤正確．故選D.6. C 【解析】物體移動(dòng)的速度為＝＝＝0.2 m/s繩子的自由端移動(dòng)的速度是其2倍為0.4 m/s錯(cuò)誤；繩子自由端移動(dòng)的距離為繩＝ns物＝2×1 m＝2 m拉力所做的功總＝Fs繩＝40 N×2 m＝80 J錯(cuò)誤；有＝fs物＝50 N×1 m＝50 J＝＝＝62.5%正確；＝＝＝16 W, 錯(cuò)誤．故選C.7. C 【解析】物體處于平衡狀態(tài)可知其受到向左的拉力等于地面對它的摩擦力地面加上對它的摩擦力左＝＝＝10 N而＝3 N所以 地面＝F左－f＝10 N－＝7 N錯(cuò)誤；滑輪移動(dòng)的速度輪＝物＝＝0.1 m/s錯(cuò)誤；在2 s內(nèi)物體移動(dòng)的距離＝物＝0.2 m/s×2 s＝0.4 m則繩子對物體做的功＝F左＝10 N×0.4 m＝4 J正確；拉力做功功率＝Fv輪＝＝2 W錯(cuò)誤；故選C.8．D 【解析】物體在水中受到的浮力?。溅裧V設(shè)物體在水中受到的拉力為F因F＋F?。紾所以F＝G－ρgV滑輪組提升重物所做的有用功W有＝(G－ρgV)h錯(cuò)誤；物體出水前的機(jī)械效率：η＝＝＝、B錯(cuò)誤有用功率為有＝正確．故選D.9. 80% 180 【解析】有用功：有＝Gh＝360 N×2 m＝720 J；由題圖知＝3拉力端移動(dòng)距離：s＝3h＝3×2 m＝6 m總功：總＝Fs＝150 N×6 m＝900 J；滑輪組的機(jī)械效率：＝＝＝；拉力的功率：＝＝＝180 W.10. 0.02 100 80 【解析】重物上升的速度＝＝＝0.02 m/s；所做的有用功有＝Gh＝1 000 N×0.08 m＝80 J總功總＝Fs＝100 N×1 m＝100 J即人做的功是100 J；該千斤頂?shù)臋C(jī)械效率＝＝＝80%.11. 0.1 60 60% 【解析】物體上升的速度為＝＝＝；由題圖可知＝3繩子自由端移動(dòng)的距離s＝＝3×1 m＝拉力做的總功為總＝Fs＝200 N×＝拉力做功的功率為＝＝＝60 W；有用功為有＝Gh＝＝360 J滑輪組的機(jī)械效率為＝＝＝60%.12. 300 80 【解析】工人所做的有用功為：有＝Gh＝900 N×2 m＝1 800 J；由題圖可知＝2拉力移動(dòng)的距離s＝nh＝＝8 m；斜面的機(jī)械效率為＝＝得＝＝＝；拉力的功率：＝＝＝＝80 W.13. 900 80% 【解析】由乙圖可知：當(dāng)＝100 N時(shí)＝50%因?yàn)椋剑剑郊矗?0%＝解得：動(dòng)＝所以每次運(yùn)送時(shí)動(dòng)滑輪做的功動(dòng)＝G動(dòng)＝100 N×9 m＝900 J；當(dāng)某次運(yùn)送4件貨物即＝400 N時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為：＝ ＝ ＝＝ ＝80%.14. (每空1分共8分)(1)勻速 (2)不正確 摩擦力(或摩擦) (3)0.4 80% (4)1、2 (5)2、3 (6)不同滑輪組提升相同重物時(shí)動(dòng)滑輪越輕滑輪組機(jī)械效率越高(不同滑輪組提升相同重物時(shí)動(dòng)滑輪越重滑輪組機(jī)械效率越低)【解析】(1)在測量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向緩慢勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)這樣才能保證滑輪組處于平衡狀態(tài)；(2)若靜止讀數(shù)則結(jié)果會(huì)偏大因?yàn)樵陟o止時(shí)拉力不克服摩擦力；(3)用丁圖n＝4根據(jù)＝nh＝4×0.1 m＝0.4 m滑輪組的機(jī)械效率＝＝＝＝80%；(4)在比較滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)的關(guān)系時(shí)應(yīng)保持滑輪組相同、物重相同繩子繞法不同因此比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)即可得出結(jié)論；(5)運(yùn)用控制變量法易得通過比較2、3可得出滑輪組機(jī)械效率與物重的關(guān)系；(6)通過比較3、4兩(不同滑輪組提升相同重物時(shí)動(dòng)滑輪越重滑輪組機(jī)械效率越低)15. (每空1分共5分)(1)勻速直線 (2)1.25 81 (3)省力 (4)斜面越陡機(jī)械效率越大【解析】(1)沿斜面拉動(dòng)物體時(shí)應(yīng)使其做勻速直線運(yùn)動(dòng)這樣可使彈簧測力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定便于讀數(shù)；(2)第3次實(shí)驗(yàn)中拉力做的有用功為：Gh＝5.0 N×0.25 m＝1.25 J；機(jī)械效率為：＝%＝；(3)分析數(shù)據(jù)可知斜面越緩越省力；(4)分析數(shù)據(jù)可知在其它條件不變的情況下斜面越陡機(jī)械效率越大．16. (3分)解：(1)有＝Gh＝900 N×1 m＝900 J總＝Fs500 N×2 m＝1 000 J＝＝＝90%(2)P＝＝＝200 W17. (7分)解：(1)貨箱所受的重力：＝mg＝60 kg×10 N/kg＝600 N(2)滑輪組承重繩數(shù)為3繩子自由端移動(dòng)速度：繩＝nv＝＝＝0.3 m/s拉力的功率是＝Fv繩＝50 N×0.3 m/s＝15 W(3)f＝0.2＝0.2×600 N＝120 N由＝得貨箱移動(dòng)距離：＝vt＝0.1 m/s×60 s＝6 m克服摩擦力做功：＝fs＝120 N×6 m＝720 J(4)假定貨物在拉力作用下運(yùn)動(dòng)距離為因?yàn)樨浳镒鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)所以有用功W有為克服摩擦力做功．即W有＝fs；總功WFs1′，s1′＝ns由題圖可知＝3即W總＝3Fs＝＝＝＝＝80%.18. (12分)解：(1)當(dāng)物體的上表面剛好與水面相平時(shí)底部在水中的深h＝1 m則底部受到水的壓強(qiáng)為＝ρgh＝＝1.0×10(2)物體浸沒在水中時(shí)排＝V物＝Sh則受到的浮力為?。溅裧V排＝1.0×10＝(3)由圖甲可知滑輪組承擔(dān)物重的繩子有4股則繩端移動(dòng)的速度為繩＝4v物＝4×0.5 m/s＝2 m/s物體在15 s內(nèi)做功＝9 000 J繩端在15 s內(nèi)移動(dòng)的距離為＝2 m/s×＝則物體浸沒水中勻速上升時(shí)繩端受到的拉力＝＝＝300 N(4)滑輪組提升水中的物體時(shí)物體重力與浮力的合力所做的功是有用功故有＝(G－F浮)s＝(200 kg×10 N/kg－)×s＝800 N×拉力所做的功為總功故總＝＝300 N×則×100%＝×100%≈66.7%(5)物體浸沒在水中時(shí)拉力＝動(dòng)滑輪重力G動(dòng)＝4F－(G－F浮)＝－(2 000 N－1 200 N)＝當(dāng)物體露出水面時(shí)已不受水的浮力則繩端的拉力＝＝＝600 N繩端的速度為 則繩端拉力的功率＝F′v繩＝600 N×2 m/s＝1 200 W動(dòng)態(tài)杠桿分析專練類型1 支點(diǎn)在一側(cè)的動(dòng)態(tài)杠桿分析(南寧2014.14、防城港3考)(2016遂寧)如圖所示作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B在這個(gè)過程中力的大小將( )不變 B. 變小變大 D. 先變大后變小 (2018原創(chuàng))如圖所示一根直杠桿可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)在直桿的中點(diǎn)掛一重物在桿的另一端施加一個(gè)方向始終保持水平的力將直桿從豎直位置慢慢抬起到水平位置過程中力F大小的變化情況是( A. 一直增大 B. 一直減小先增大后減小 D. 先減小后增大如圖所示有一質(zhì)量不計(jì)的長木板左端可繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)在它的右端放一重為G的物塊并用一豎直向上的力F拉著木板．現(xiàn)使物塊向左緩慢移動(dòng)木板始終在水平位置保持靜止．則在此過程中拉力( )逐漸變小 B. 逐漸變大始終不變 D. 先變大后變小第3 如圖所示作用在杠桿一端且始終豎直向上的力將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B在這個(gè)過程中阻力的力臂將__________動(dòng)力F的力臂將__________動(dòng)力F的大小將__________．(選填“增大”、“不變”或“減小”)第4題圖[南寧2016.26(3)、欽州2016.24(3)](2018原創(chuàng))如圖所示的杠桿正處于水平平衡位置若將處下面的鉤碼取下一個(gè)仍然讓杠桿在水平位置保持平衡下列做法正確的是( )兩側(cè)鉤碼同時(shí)向外移一格兩側(cè)鉤碼同時(shí)向內(nèi)移一格左側(cè)的鉤碼向右移一格右側(cè)的鉤碼向左移一格 第5題圖 第6題圖6. (2017自貢)如圖所示的杠桿正處于水平平衡若在標(biāo)桿兩邊的鉤碼下再加一個(gè)鉤碼(鉤碼的質(zhì)量都相同)杠桿將( )還繼續(xù)處于水平平衡右端上升左端下降 右端下降左端上升無法確定杠桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(2018原創(chuàng))如圖所示杠桿處于平衡狀態(tài)如果將物體和B同時(shí)向靠近支點(diǎn)的方向移動(dòng)( )杠桿不能平衡右端下沉杠桿不能平衡左端下沉杠桿仍能平衡無法判斷 第7題圖第8題圖(2018原創(chuàng))如圖所示輕質(zhì)杠桿的轉(zhuǎn)軸為O杠桿兩端點(diǎn)為A和B且OA＝2OB給B端施加豎A端的物體(重為4 N)緩緩上升不計(jì)摩擦．下列說法正確的是( )端所受拉力大小不斷增大端所受拉力大小不變且為4 N轉(zhuǎn)軸對杠桿的彈力方向豎直向下轉(zhuǎn)軸對杠桿的彈力大小不變且為12 N(2018原創(chuàng))如圖所示粗細(xì)均勻的直尺將中點(diǎn)O支起來在B端放一支蠟燭在AO的中點(diǎn)C處放兩支蠟燭三支蠟燭完全相同．此時(shí)AB水平平衡如果將三支蠟燭同時(shí)點(diǎn)燃它們的那么在蠟燭燃燒的過程中直尺AB將( )第9題圖始終保持平衡蠟燭燃燒過程中端逐漸上升待兩邊蠟燭燃燒完了以后才恢復(fù)平衡不能保持平衡端逐漸下降不能保持平衡端逐漸下降 C 2. A 【解析】根據(jù)杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂在力使直桿從豎直位置慢慢抬起到水平位置的過程中充當(dāng)阻力的重物重力不變但阻力臂變大動(dòng)力的動(dòng)力臂變小所以F一直在增大．故選A.3. A 【解析】如圖所示設(shè)長木板長為則動(dòng)力臂為物塊對木板的壓力(即杠桿受到阻力)等于物塊的重力即＝G阻力臂為根據(jù)杠桿平衡條件1＝F可得＝GL′即＝由題圖可知?jiǎng)恿Ρ凼冀K保持不變物塊重力大小不變當(dāng)物塊向左緩慢移動(dòng)過程中阻力臂逐漸變小則拉力也將逐漸變小．故選A.4. 增大 增大 不變5. C 【解析】杠桿平衡時(shí)符合杠桿平衡條件動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂．現(xiàn)將處下面的鉤碼取下一個(gè)將兩側(cè)G，則＞3G×3杠桿不能在水平位置保持平衡錯(cuò)誤；兩側(cè)鉤碼同時(shí)向內(nèi)移一格則＞3G×1杠桿不能在水平位置保持平衡錯(cuò)誤；左側(cè)的鉤碼向右移一格則＝3G×2杠桿仍能在水平位置保持平衡正確；右側(cè)的鉤碼向左移一格則＞杠桿不能在水平位置保持平衡錯(cuò)誤．故選C.6. C 【解析】設(shè)一個(gè)鉤碼重為左邊力臂為左右邊力臂為右原來：3左＝2右杠桿平衡則＝在杠桿的兩端各加一個(gè)鉤碼后現(xiàn)在：左邊4左右邊3右因?yàn)椋剿?左＜3右所以杠桿不再平衡杠桿右端下降左端上升．故選C.7. A 【解析】如圖所示：原來杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)此時(shí)作用在杠桿上的力分別為物體、B的重力其對應(yīng)的力臂分別為、OD根據(jù)杠桿的平衡條件可得：＝；由圖示可知＜OD所以＞m當(dāng)向支點(diǎn)移動(dòng)相同的距離Δ時(shí)兩邊的力臂都減小Δ此時(shí)左邊力與力臂的乘積：(OC－ΔL)＝－；右邊力與力臂的乘積：(OD－Δ)＝－由于＞m所以＞；由于－＜－所以杠桿將向懸掛物體的一端即右端下沉故A正確、C、D錯(cuò)誤．故選A.8. D 【解析】在杠桿緩緩上升時(shí)動(dòng)力臂與阻力臂的比值不變?yōu)?∶2阻力＝G＝4 N假設(shè)動(dòng)力臂為則阻力臂為2L由杠桿平衡條件＝F得F×L＝4 N×2可得B端所受拉力F＝8 N故A、B錯(cuò)誤；杠桿兩端所受的拉力方向豎直向下根據(jù)平衡條件可知轉(zhuǎn)軸對杠桿的彈力方向豎直向上以點(diǎn)為支點(diǎn)動(dòng)力臂與阻力臂的比值為1∶3假設(shè)動(dòng)力臂為則阻力臂為3L′由杠桿平衡條件＝F得F′×L′＝代入數(shù)據(jù)可得轉(zhuǎn)軸對杠桿的彈12 N, C錯(cuò)誤正確故選D.9. A 【解析】設(shè)一支蠟燭的質(zhì)量為直尺長度為此時(shí)直尺在水平位置平衡；由杠桿平衡條件＝F可得L＝L，三支蠟燭同時(shí)點(diǎn)燃并且燃燒速度相同三支蠟燭因燃燒減少的質(zhì)量相同即 2(m－m′)L＝(m－m′)×因此在燃燒過程中直尺仍能保持平衡．故選A.簡單機(jī)械與壓強(qiáng)、浮力的綜合計(jì)算專練類型1 簡單機(jī)械與壓強(qiáng)的綜合計(jì)算(南寧2015.30、北海2013.32、防城港2考)(2015茂名)如圖所示質(zhì)量不計(jì)的輕板可繞轉(zhuǎn)軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)＝0.4 m＝地面上質(zhì)量為15 kg橫截面積為0.3 m的圓柱體通過繩子與端相連．現(xiàn)有大小不計(jì)、重為 的物體在水平拉力＝的作用下以速度0.2 m/s 從點(diǎn)沿板面向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)．＝求：(1)物體開始運(yùn)動(dòng)前圓柱體對地面的壓強(qiáng)；(2)物體在板面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(3)物體在板面上運(yùn)動(dòng)過程中拉力做的功及功率．第1題圖(2018原創(chuàng))用如圖所示的滑輪組在10 s內(nèi)將靜止在水平地面上質(zhì)量為＝80 kg底S＝的物體勻速豎直提升3 m所用拉力＝250 N取10 N/kg.求：(1)提升前物體靜止在水平地面上時(shí)對地面的壓強(qiáng)；(2)拉力做功的功率；(3)滑輪組的機(jī)械效率．第2題圖(2017畢節(jié))利用如圖所示的滑輪組勻速拉動(dòng)水平地面上重為30 N邊長為10 cm的正方體物體．拉力F的大小為3 N物體在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到地面對它的摩擦力為 求：(1)A處拉力大小；(2)正方體物體對地面的壓強(qiáng)是多少？(3)若拉力以0.5 m/s的速度勻速拉了4 s求處拉力所做的功是多少？第3題圖(2017瀘州)2017年4月1日中國四川省川南臨港自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)揭牌儀式在成都舉行如圖所示是瀘州港口的軌道式龍門吊設(shè)備的簡化機(jī)械示意圖．圖中在貨船水平甲板上被吊起的集裝箱體積是24 m底面積平均密度1.5×圖中每個(gè)滑輪的重力均為1.0×10在繩子自由端拉力的作用下集裝箱以0.2 m/s的速度在空中勻速豎直上升(繩重和摩擦不計(jì)取 ＝)．求：(1)該集裝箱的重力；(2)繩子自由端拉力3)在開始起吊集裝箱的過程中當(dāng)繩子自由端的拉力為＝1.45×10時(shí)集裝箱對水平甲板的壓強(qiáng)．第4題圖類型2 簡單機(jī)械與浮力的綜合計(jì)算(四市2017.30、北海2016.27、防城港2016.28)如圖所示掛在杠桿端的鑄鐵球體積是400 cm＝10 cm＝40 cm在杠桿端掛一重為5 N的物體當(dāng)鑄鐵球體積的浸入水中杠桿恰好在水平位置平衡．求：(1)此時(shí)鑄鐵球作用在杠桿端豎直向下的力；(2)鑄鐵球此時(shí)受到的浮力；(3)計(jì)算說明鑄鐵球是實(shí)心的還是空心的若是空心的其空心的體積．(鑄鐵＝7.0×10＝10 N/kg)第5題(2018原創(chuàng))如圖所示的裝置圖用來測金屬塊的重力和密度．圖中＝1∶3用細(xì)繩把金屬塊懸掛于A點(diǎn)用彈簧秤在B點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的力當(dāng)OB杠桿水平靜止時(shí)彈簧秤讀數(shù)為1.8 N．當(dāng)向容器中加水金屬塊浸沒于水中后彈簧秤讀數(shù)為1.2 N取10 N/kg.(忽略桿的重力)求：(1)金屬塊的重力；(2)金屬塊浸沒于水中后所受到的浮力；(3)金屬塊的密度．第6題圖(2018原創(chuàng))北海、防城港、欽州是廣西與東盟經(jīng)濟(jì)交流的重要港口城市滑輪組在港口機(jī)械設(shè)備中有廣泛的應(yīng)用機(jī)械設(shè)備在設(shè)計(jì)制造過程中需要進(jìn)行靜態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)晨蒲惺矣脤?shí)心圓柱體A進(jìn)行靜態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)如圖所示已知A的體積為－3質(zhì)量為2.1 kg.整個(gè)打撈過程A被勻速提升完全浸沒在水中時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為 60%.忽略繩重及1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg)求：(1)A受到的重力；(2)A完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力；(3)A完全離開水面后繩子自由端的拉力F；(4)A完全離開水面后滑輪組的機(jī)械效率．(保留1位小數(shù))第7題圖如圖甲是利用滑輪組打撈水中圓柱體的示意圖已知的質(zhì)量為90 kg底面積為0.06 m在拉力的作用下始終以 的速度上升拉力的功率隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示(忽略繩重及摩擦不考慮水流阻力影響取10 N/kg水＝)．求：(1)拉力拉繩的速度及動(dòng)滑輪重力；(2)圓柱體的高度和浸沒時(shí)受到的浮力；(3)A浸沒在水中時(shí)上升過程中拉力的功率第8題圖類型3 簡單機(jī)械與壓強(qiáng)、浮力的綜合計(jì)算(南寧2考、防城港2015.28)(2018原創(chuàng))在深井底部有一底面積為高2 m密度為1×10的圓柱體現(xiàn)用如圖所示的裝置將其打撈上來．若牽引車以的速度勻速向右行駛通過滑輪組將物體由井底開始往上拉后物體的頂部剛好與水面相平牽引車的牽引力是6×10(g取)，求：(1)物體浸沒在水中時(shí)受到的浮力；(2)當(dāng)物體的頂部與水面相平時(shí)物體下表面受到水的壓強(qiáng)；(3)物體未露出水面前整個(gè)裝置的機(jī)械效率．第9題圖(2018原創(chuàng))如圖是某科技小組設(shè)計(jì)的自動(dòng)儲(chǔ)水裝置是可繞O點(diǎn)OA∶OB＝1∶3端通過細(xì)桿與壓力傳感開關(guān)S相連端通過細(xì)桿與圓柱體浮筒相連杠桿始終保持水平．浮筒重為浮筒的體積為3 dm浮筒的上表面距池底為2 m．當(dāng)水位下降到浮筒的下表面時(shí)S閉合電動(dòng)水泵開始注水；當(dāng)水位上升到浮筒的上表面時(shí)S斷開電動(dòng)水泵停止注水一次注水正好把的水從地面送到儲(chǔ)水池中. 已知進(jìn)水口離地面高為取求： (1)停止注水時(shí)池底受到水的壓強(qiáng)(2)停止注水時(shí)浮筒受到水的浮力；(3)若電動(dòng)水泵完成一次注水用時(shí)50分鐘電動(dòng)水泵對水做功的功率；(4)當(dāng)電動(dòng)水泵停止注水時(shí)壓力傳感開關(guān)S受到的壓力并指出其方向. 第10題圖(2018原創(chuàng))如圖所示是兒童重工模擬游樂場中一種游戲裝置．輕質(zhì)杠桿可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)＝；在A端掛有邊長為10 cm20 N 的正方體端懸掛一滑輪組定滑輪、動(dòng)滑輪各重2 N當(dāng)一個(gè)兒童用滑輪組勻速提升重物D時(shí)物體C浸入水中且露出水面的高度為 杠桿恰好水平靜止繩的重量、滑輪組的摩擦均不計(jì)取求：(1)物體的下表面受到的壓強(qiáng)；(2)兒童對繩子末端的拉力；(3)重物的重力；(4)滑輪組的機(jī)械效率(保留1位小數(shù))．第11題圖1. 解：物體開始運(yùn)動(dòng)前圓柱體對地面的壓力：壓＝G圓柱＝m圓柱＝15 kg×10 N/kg＝150 N圓柱體對地面的壓強(qiáng)：＝＝＝500 Pa(2)由G圓柱＝G物體則圓柱體恰好離開地面時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的距離：＝＝＝1.2 m由＝可得物體在板面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：＝＝＝6 s(3)物體在板面上運(yùn)動(dòng)過程中拉力F做的功：＝Fs＝10 N×1.2 m＝12 J拉力的功率：＝＝＝2 W2. 解：(1)物體對水平地面的壓力＝＝mg＝80 kg×＝物體對水平地面的壓強(qiáng)：＝＝＝800 Pa(2)由題圖可知＝4繩子自由端移動(dòng)的距離＝nh＝4×＝拉力做的功＝Fs＝250 N×12 m＝3 000 J拉力的功率＝＝＝300 W(3)物體做的有用功有＝＝800 N×3 m＝2 400 J滑輪組的機(jī)械效率＝＝＝80%3. 解：(1)物體在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)則此時(shí)處繩子的拉力f＝4.5 N處的拉力大小為：＝＝(2)物體的底面積為＝(0.1 m)＝0.01 m正方體物體對地面的壓強(qiáng)為＝＝＝＝(3)由題圖知＝2繩子自由端移動(dòng)的距離繩＝v＝＝2 m＝繩＝＝1 m＝F＝4.5 N×1 m＝4.5 J4. 解：(1)集裝箱所受的重力＝mg＝ρVg＝1.5×10＝3.6×10(2)由題圖知＝2繩子自由端所受的拉力＝＝＝1.85×10繩子自由端移動(dòng)的速度繩＝物＝2×s＝0.4 m/s拉力的功率P＝Fv繩＝1.85×10＝7.4×10(3)當(dāng)繩子自由端所受的拉力＝1.45×10滑輪組對重物的拉力拉＝nF′－G動(dòng)＝2×1.45×10－1.0×10＝F壓＝G－F拉＝3.6×－＝8×10＝＝＝2×105. 解：(1)當(dāng)杠桿在B端施加豎直向下的力時(shí)根據(jù)杠桿平衡條件得：＝F所以5 N×40 cm＝所以＝20 N(2)當(dāng)杠桿恰好在水平位置平衡時(shí)鐵球處于靜止?fàn)顟B(tài)鐵球受到重力、浮力和拉力的作用豎直向上的拉力和浮力的合力與豎直向下的重力是平衡力．鐵球受到的浮力為：?。溅阉牛?.0×10×400×10－6＝1 N(3)鐵球?qū)Ω軛U的拉力＝20 N所以杠桿對鐵球的拉力也是20 N所以鐵球的重力為：＝F?。?0 N＋1 N＝21 N所以鐵球的質(zhì)量為：＝＝＝2.1 kg若鐵球?yàn)閷?shí)心則鐵球的密度：＝＝＝鑄鐵所以鐵球是空心的．又因?yàn)殍F＝＝＝3×10－4＝300 cm所以其空心部分體積為：空＝V－V鐵＝400 cm－300 cm＝100 cm6. 解：(1)杠桿在彈簧秤的拉力及重物對的拉力作用下處于平衡狀態(tài)則由杠桿平衡可得：＝F則＝＝3×1.8 N＝5.4 N；因金屬塊受重力和拉力而處于平衡狀態(tài)而金屬塊所受杠桿對它的拉力和它對杠桿的拉力為相互作用力故此金屬塊的重力＝F＝(2)浸沒水中后由杠桿平衡可知：＝F＝＝3×1.2 N＝3.6 N金屬塊此時(shí)受重力、浮力浮及拉力而處于平衡狀態(tài)且＝F＝故有：＝?。珓t浮力?。剑璅＝5.4 N－3.6 N＝1.8 N(3)由?。溅阉诺茫号牛剑剑?.8×10－4由于金屬塊在水中完全浸沒所以金屬塊體積V＝V排即：＝－4金屬塊質(zhì)量＝＝＝0.54 kg則金屬塊＝＝3×107. 解：(1)受到的重力＝mg＝2.1 kg×10 N/kg＝21 N(2)A完全浸沒在水下時(shí)排＝V物所以?。溅阉牛?.0×10－3＝12 N(3)A浸沒在水中時(shí)受到的拉力＝G－F?。?1 N－12 N＝9 N設(shè)浸沒在水中時(shí)繩子自由端的拉力為F＝3.由＝＝＝＝得＝＝＝5 N由＝(F＋G動(dòng))得動(dòng)滑輪的重力動(dòng)＝nF－F＝3×－9 N＝6 N離開水面后繩子自由端的拉力 F＝(G＋G動(dòng))＝(21 N＋6 N)＝9 N(4)A離開水面后滑輪組的機(jī)械效率＝＝＝＝＝8．解：(1)由題圖可知＝2則繩的速度v繩＝nv物＝2×0.1 m/s＝0.2 m/s.圓柱體完全離開水面后拉力為F′拉力的功率為P′根據(jù)P＝Fv得F′＝＝＝500 N根據(jù)＝(G＋G動(dòng))得G動(dòng)＝nF′－G＝2×500 N－90 kg×10 N/kg＝100 N(2)由題圖乙知在50 s時(shí)開始離開水面至60 s時(shí)剛好完全脫離水面則圓柱體的高度h＝v物＝0.1 m/s×(60 s－50 s)＝1 m則圓柱體的體積V＝Sh＝0.06 m＝0.06 m浸沒時(shí)＝V排則受到的浮力F?。溅阉牛溅裧V＝1×10＝600 N(3)A浸沒在水中時(shí)繩子對A的拉力F＝G－F?。?00 N－600 N＝300 N拉力＝(G動(dòng)＋F拉)＝(100 N＋300 N)＝200 N拉力的功率P＝Fv繩＝200 N×0.2 m/s＝40 W9. 解：(1)因?yàn)閂排＝V物＝Sh＝0.5 m＝1 m?。溅阉牛?.0×10＝1×10(2)物體的頂部與水面相平時(shí)物體下表面距水面的高度＝物體下表面受到水的壓強(qiáng)＝ρ水＝1.0×10＝2×10(3)物體露出水面前物體所受的重力物V物＝1×10＝1×10物體受到滑輪組的拉力拉＝G物－F浮＝1×10－1×10＝9×10牽引車通過的路程：＝vt＝1 m/s×20 s＝20 m物體被提升的高度(滑輪組有兩段繩子承擔(dān)物重)：＝＝＝10 m有＝F拉＝9×10 m＝9×10總＝F牽＝6×10＝1.2×10＝×100%＝×100%＝75%10. 解：(1)停止注水時(shí)池底受到水的壓強(qiáng)：＝ρ水＝1.0×＝2×10(2)停止注水時(shí)浮筒剛好浸沒浮筒的體積3 dm＝3×－3由阿基米德原理得：?。溅阉牛?.0×10－3＝30 N(3)由＝mg和m＝ρV得一次注水的重力：水＝ρ水水＝＝1.5×10電動(dòng)水泵對水做的功：＝G水＝1.5×1020 m＝3×10電動(dòng)水泵對水做功的功率：＝＝＝1 000 W(4)電動(dòng)水泵停止注水時(shí)對浮筒進(jìn)行受力分析可知浮筒受到向下的重力、向上的浮力和杠桿的拉力作用杠桿的拉力和浮筒對杠桿的拉力是一對相互作用力大小相等根據(jù)力的平衡條件有：＋F?。紾則浸沒時(shí)浮筒對杠桿的拉力：＝G－F?。?0 N－30 N＝由杠桿平衡條件得＝F壓力傳感開關(guān)S受到的壓力為：＝因?yàn)椋?∶3所以F＝F＝＝120 N其方向豎直向上．11. 解：(1)物體浸入水中的深度：h＝10 cm－2 cm＝8 cm＝物體的下表面受到的壓強(qiáng)：＝ρ水＝1.0×10＝ 800 Pa(2)物體排開水的體積：V排＝Sh＝(0.1 m)＝8.0×10－4物體受到的浮力為：?。溅阉牛?.0×10－4＝8 N正方體C對杠桿的拉力＝G－F?。?0 N－8 N＝12 N由L1＝FL2，得 F＝F則：F＝F＝12 N ×＝20 N又因?yàn)?＝ 3F ＋ G定得：＝(FB－G定)＝(20 N－2 N)＝6 N(3)動(dòng)滑輪上有2段繩子承重則＝ (GD＋G動(dòng))得＝2F－ G動(dòng)＝2×6 N－2 N＝10 N(4)η＝＝＝＝＝
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