简单机械

《简单机械》专题训练 　　『考点指津』  本专题为简单机械，知识掌握基本要求：  能判断动力、阻力的方向；会作力臂；理解杠杆的平衡条件；杠杆的种类及其应用；理解定滑轮、动滑轮的实质和特点；理解滑轮组的特点及应用；知道F=（G物+G动）/n的适用条件。  中考命题热点：  会作力臂；运用杠杆平衡条件分析解决实际问题；知道定滑轮、动滑轮的特点；能设计和应用简单的滑轮组；会解答简单实际应用题。  『练习测试』  　　一、填空题 　　1．图8-1中，    图的握法更有利于拧紧或松开螺帽。 　　2．如图8-2为一根硬棒，棒上标出了A、B、C三点，把它作杠杆使用．那么，当以棒上的     点为支点、动力作用在      点、阻力作用在       点时，最省力．  3．如图8-3所示，某人用滑轮先后以甲、乙两种不同的方式来匀速提升重物。如果该人的体重为800N、手臂所能发挥的最大拉力为1000N，滑轮重和摩擦均忽略不计，则以图甲方式最多可提升重为       N的物体；而以图乙方式最多可提升重为       N的物体。  4．某同学研究定滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图8-4所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。  比较A、B两图可知：                                                   ； 　　比较B、C、D三图可知：                                                。  　5．如图8-5所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则F=        N；保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F将（填“变大”、“不变”或“变小”）。  二、选择题  6．下图中的铡刀、瓶盖起子、手推车、铁锨都属于杠杆，其中费力杠杆是（    ） 　　  　7．下列四个民间熟语对应的物理知识不正确的是（    ）  A．人多力量大──杠杆原理  B．磨刀不误砍柴工──减小受力面积，增大压强  C．潭清疑水浅──光的折射现象  D．一个巴掌拍不响──力是物体对物体的作用 　　8．如图8-6所示，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重为GB的物体时，杠杆处于平衡状态，若AO=BO，杠杆自身重力不计。则（    ）  A．GA=GB B．GAGB D．无法判断  9．用钓鱼杆钓鱼的时候，鱼钩已经钩住了鱼。鱼还在水中时，感觉鱼很轻，刚把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了。对钓鱼过程的下列几种解释，错误的是（    ）  A．鱼离开水后，失去了水的浮力，使人感觉鱼变重了  B．鱼离开水后，鱼的重力增大，使人感觉鱼变重了  C．鱼离开水后，钓鱼线对钓鱼杆的拉力会增大  　D．钓鱼杆是一种费力杠杆  　10．如图8-7，绳及滑轮重不计，绳与滑轮的摩擦不计。若已知用F=30N的拉力可使物体沿水平地面匀速运动，那么，下列所求物理量正确的是（    ）  A．可求物体重为60N  B．可求物体重为90N  　C．可求物体受的摩擦力为60N  D．可求物体受的摩擦力为90N  11．如图8-8所示滑轮组，正方体A在水平地面上处于静止状态，已知A的边长为1dm，密度为2×103kg/m3，动滑轮总重为2N，若使A对水平地面产生600Pa的压强，作用在绳端的拉力F为（忽略摩擦和绳重，g＝10N/kg）（    ）  A．4N B．5N C．1N　D．22N  三、作图题  　12．如图8-9所示，作出力F的力臂。   13．如图8-10是斜拉旅行箱的简化模型。画出它的动力臂L和阻力臂L。  14．现将一石磙推上台阶，请你在图8-11上画出最小力的示意图。  15．用图8-12所示的滑轮组成滑轮组提升重物，在图中画出最省力的滑轮组的绕线。  　四、实验与探究题  16．“研究杠杆平衡条件”的实验可采用图8-13所示的装置．实验前，应调节横杆AB在水平位置平衡，这样做的好处是                 ；若当时观察到B端偏低，可将B端螺母向     边调。若实验时在E处挂三只质量均为50g的钩码，则在C点应挂      只钩码杠杆才能平衡；若C点不挂钩码，改在D点用弹簧测力计拉，为使杠杆平衡，这时弹簧测力计的最小读数应为       N，拉力的方向应             。   　17．下

表

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是小王在“研究杠杆的平衡条件”的实验中，记录的部分测量结果，请在空格中填入适当的值。（每个钩码质量为50g，g=10N/kg） 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 0．5 8 1   2   6 1．5 8  　在本次实验课的总结中，老师提出了这样一个问题：如图8-14所示，杠杆处于平衡状态，若在两边钩码下方再各加挂一只相同的钩码，释放后观察到的现象将是什么？    小王认为，杠杆仍能保持平衡；小李认为，杠杆将顺时针转动；小赵认为，杠杆将逆时针转动，你的观点是                   ．  18．阅读方框中的新闻报道，其中出现了一处科学性错误，请在错误的字句下面画上横线；如图8-15所示，用一根结实的绳子在两根光滑木棒上绕几圈，一小朋友用力一拉，两位大力士竟撞在一起了。这幅漫画说明了                                。    　四、计算与应用题 　　19．下表给出了水面上方气体压强与沸点的对应关系．技术员设计了如图8-16所示的锅炉水温控制装置，图中OC为一可绕O点旋转的横杆（质量不计），在横杆上的B点下方连接着阀门S，阀门的底面积为3cm2，OB长度为20cm，横杆A点处挂着重物G，OA长度为60cm．对水加热时，随着水温升高，水面上方气体压强增大。当压强增大到一定值时，阀门S被打开，使锅炉内气体压强减小，以保证安全。当重物G挂在不同位置时，锅炉内水面上方气体压强可达到的最大值不同，从而控制锅炉内水的最高温度。 压强（Pa） 1．0×105 1．4×105 2．0×105 2．7×105 沸点（℃） 100 110 120 130 （1）当锅炉内水的温度达到120℃沸腾时，锅炉内气体的压强是多少？ （2）当外界大气压强为1．0×105Pa时，将G挂在A位置，锅炉内水沸腾的温度为120℃。求此时阀门底部受到的气体压力和上部受到的大气压力的差值是多少？（计算时可认为阀门上、下底面积相等）  （3）当大气压强为1．0×105Pa时，要使锅炉内的水温度达到100℃时沸腾，应将G挂在离O点多远处？  20．电气化铁路的高压输电线，无论在严冬还是盛夏都要绷直，才能使高压线与列车的电极接触良好，这就必须对高压线施加恒定的拉力．为此，工程师设计了如图8-17所示的恒拉力系统，其简化原理图如右图所示．实际测量得到每个水泥块的体积为1．5×10-2m3，共悬挂20个水泥块．已知水泥块的密度为2．6×103kg/m3，g取10N/kg．（1）请指出图28中的动滑轮、定滑轮；（2）每个水泥块的重力是多少？（3）滑轮组对高压线的拉力是多大 一、填空题 1．b 2．A  C  B 　3．800  2000 4．略 5．30   不变_  二、选择题  　6．D　7．A 　8．B 　　9．B　　10．C　　11．A  　三、作图题：略  四、实验与探究题  16．可避免横杆自重的影响，并便于从横杆上读出或测出力臂  左  六  3  竖直向上 17．4  2   杠杆将逆时针转动（或小赵观点正确）  18．失去惯性  使用滑轮组能省力  　五、计算与应用题  19．（1）查表可知，锅内气压为2．0×105Pa；（2）压力差为30N；（3）应将G挂在离O点24cm处。  20．（1）图中C是动滑轮，A、B是定滑轮；（2）390N；（3）2．34×104N 8．3做功了吗 同步测试 如果你推一辆陷在泥中的汽车，尽管你已使出了全身的力气，车子纹丝不动，几分钟后，你以筋疲力尽，而车子还是陷在泥中．在这一过程中，你做功了吗？ 智 能 提 要 问：要判断力是否对物体做功的关键是什么？ 答：关键要看是否满足做功的两个必要因素．一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，两者缺一不可．下列三种情况对物体都没有做功： ⑴物体移动了一段距离，但没有受到力的作用．例如物体在光滑水平面做匀速运动．在水平方向没有受到阻力，也没有受到动力，物体由于惯性而运动，因而没有力对物体做功． ⑵物体受到力的作用,但没有沿力的方向通过距离,例如,用力推车,车没有推动．推车的力没有对物体做功．又如，一个人举着重物不动，他对重物的举力没有对重物做功． ⑶物体受到了力的作用,也通过了距离.但物体移动的距离跟物体受到力的方向垂直.例如,手用竖直向上的拉力提水桶,沿水平方向移动距离,水桶没有在竖直方向上移动距离,这个拉力也没有对水桶做功． 问：利用功的计算公式计算时，应注意些什么？ 答：利用W=Fs计算功时，首先要明确题中要你求的是什么力对物体做功，即明确公式中的“F”是哪个力；其次要注意s应和F相对应，代入公式中的s必须是物体在力F的方向上通过的距离，千万不能“张冠李戴”． 智 能 拓 展 做功与工作的区别 功是物理学中的基本概念，它为解决力学问题提供了另一种有效的

方法

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，但功的概念对我们来说及陌生又抽象，和日常生活中常说的“做工”、“工作”有一定联系但又不完全相同．有很多工作是要做功的，对于很多工作按物理学严格定义为做功是必要的，但都不是主要的． 例如，作家的写作、工程技术人员的设计 工作，他们将成果写出来、画出来时表现出要用力，而且沿力的方向通过了距离，从这个意义上讲，可以说做功了，但他们更 的劳动是思考，总体上看可能是坐着不动，同学们的工作主要是学习，也没有表现出物理学上定义的做功．当然，为了保证大脑正常的思考和学习，必须由心脏推动向大脑供血、供氧，也存在一定压力和物质沿力的方向的移动，可以讲也右做功的过程，但是这一类工作的量跟简单的肌肉紧张用力所做工作的量是不能简单比较的． 智 能 归 例 题型一 知道机械功的概念，会判断怎样才算做功 例1 关于做功，下列叙述中正确的是（ ） A．举重运动员举着杠铃不动，举力做了功 B．起重机吊着货物沿水平方向匀速移动了一段距离，向上的拉力做了功 C．重物竖直下落，重力做了功 D．小球在水平面上滚动，重力做了功 闯关点拨 判断力对物体是否做功，关键要看是否同时满足做功的两个必要因素． 分析和解 选项A中，属于“有力没距离”的情况，举力对杠铃没有做功，所以A错；选项B中，货物在拉力的方向上没有移动举力，拉力没有做功，所以B错；选项C中，重力的方向竖直向下，且重物向下通过了距离，所以重力做了功，C是正确的；选项D中，小球在重力方向上没有通过距离，所以重力也没做功，D错． 答 选C 例2 某人用20N的力将重为15N的球推出去后，球在地面上滚动了10m后停下来，这个人对球所做的功为（ ） A．0J B．200J C．150J D．条件不足，无法计算 闯关点拨 本题考查了做功的两个必要因素、运用功的计算公式计算力对物体所做的功。理解功的公式中力与物体移动距离的关系是解题的关键． 分析和解 球的运动可分为两个阶段：其一是球出手前，人对球做了功，因为球在人的推力作用下，通过了一段距离，但这个距离不是10m，题目中也没有交代这个距离为多少，所以无法计算出推力对球做了多少功；其二是球离开人在地面上滚动时，球不再受推力的作用而仅依靠惯性向前运动，人不再对球做功．所以他对球所做的功无法计算． 答 选D [变形题] 某人用20N的力将重为15N的球推出去后，球在地面上滚动了10m后停下来，球在地面上滚动的过程中，手对球所做的功为（ ） A．0J B．200J C．150J D．350J 答 选A 题型二 会利用公式W=Fs计算功的大小 例1 一起重机将重为1.2×104N的钢材竖直匀速提升3m后，又沿水平方向匀速移动5m，在整个过程中起重机对钢材做的功为　　　J． 闯关点拨 钢材的运动分为两个阶段：其一是匀速提升3m，该过程拉力对钢材做了功；其二是水平移动5m，该过程起重机没有对钢材做功． 分析和解 在钢材竖直方向匀速上升时，拉力和重力是一对平衡力，拉力的大小等于重力，物体在拉力方向上通过的距离为3m，所以拉力做的功W1=Fs=1.2×104N×3m=3.6×104J；钢材在沿水平方向移动的过程中，虽然拉力F=G=1.2×104N，但钢材并没有沿着拉力的方向通过距离，所以W2=0．因而整个过程中起重机对钢材做的功W=W1=3.6×104J． 答 3.6×104J 例2 如图甲所示，物体A以2cm/s的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3N，水平拉力F=__________N，物体A 受到的摩擦力f=__________N，2s内拉力F做功W=__________J．(滑轮、弹簧测力计的重力以及滑轮与绳的摩擦不计) 闯关点拨 求物体A受到的摩擦力大小可分别对动滑轮和A物体进行水平方向上的受力分析，如图乙所示． 解 拉力F等于弹簧测力计的示数 ，因动滑轮做匀速直线运动，它受平衡力作用，故 ．物体A也做匀速直线运动，它也受到平衡力的作用，故 ， 是相互作用力，大小也相等，所以A受到的摩擦力 ．物体在2s内移动的距离s0=υt=0.02m/s×2s=0.04m，但使用动滑轮省力要费距离，故拉力移动的距离应为s=2s0=0.08m，拉力做功W=Fs=3N×0.08m=0.24J． 答 3 6 0.24 TAXI 　　车费发票 　　车号码 E.U-8888 　　日期 02-05-28 　　上车 10∶00 　　下车 10∶05 　　单价 2.00元 　　里程 6.0km 　　金额 16.00元 例3 某人乘坐出租车在平直公路上匀速行驶，出租车的牵引力为3×103N，右为他乘车到达目的地时的车费发票。求： 　 （1）出租车行驶的时间。 　　（2）出租车行驶的速度。 　　（3）出租车在这段时间内所做的功。 闯关点拨 由车费发票可知，出租车行驶的时间应为下车时间减去上车时间；要求行驶的速度，应找到行驶的路程即票面上的里程和行驶的时间；而出租车在这段时间内做的功W=Fs，因车匀速行驶，牵引力F题目中已给出，利用票中的里程s，代入公式即可算得． 解 （1）t＝5min＝300s 　　（2）v＝ ＝20m/s 　　（3）W＝Fs＝3×103N×6000m＝1.8×107J 智 能 训 练 基础知识训练 1．重为1000N的小车，在拉力的作用下沿水平地面匀速前进10m，小车所受阻力为车重的0.3倍，则拉力对小车做的功为 J；小车重力做的功为 J。（题型二） 2．如图8-58所示，用力Ｆ提水桶：①由井底提起Ｈ高度；②提着水桶不动；③在水平面上移动一段距离ｓ；④爬上长为Ｌ、高为ｈ的楼梯．以上四种情况，力Ｆ对水桶有做功的是_________（填序号）；若ｓ＞Ｌ＞Ｈ＞ｈ，则做功最多的是_________（填序号）． （题型一） 3．步枪子弹火药爆炸时产生的气体对弹头的平均推力为1．2×10４N．如果枪膛长60cm，气体将弹头推出枪膛做的功是_________J．（题型二） 4．某同学把一本初中物理课本从课桌旁的地面上拿到桌面上，则该同学对物理课本所做功的大小最接近于（ ）（题型二） Ａ．0．2J　　　　Ｂ．2J 　Ｃ．200J　　　　 Ｄ．2000J 5．用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动，若推力对物体做了 60J的功，则在推力做功的过程中（ ）（题型二） Ａ．物体一定运动了1m Ｂ．物体一定运动了6m Ｃ．物体一定受了10N的摩擦力 Ｄ．物体一定受了60N的摩擦力 6．在水平地面上，用50N的水平推力推动重100N的箱子，前进了10m(如图8-59所示)，推箱子的小朋友做功为( ) （题型二） A．50000J B．1500J C．5000J D．500J 7．张鲁同学用100N的力，将重力6N的足球一脚踢出去20m远，他对足球做的功是（ ）（题型一） Ａ．2000J　　　　Ｂ．120J Ｃ．2120J　　　　Ｄ．条件不足，无法确定 8．一只重500N的箱子放在水平地面上，甲学生用100N的水平力将箱子水平移动10m，乙学生把这只箱子匀速提高2m，那么，他们做功的大小是( ) （题型二） A．相等 B．甲学生做功多 C．乙学生做功多 D．条件不够，无法确定 9．某同学体重500N，他用40N的力沿水平方向推木箱．木箱重100N，经4s木箱在水平地面上移动了2m．在这个过程中，该同学做的功是多少J？如果他把木箱搬到三楼，已知每层楼高4m，则他对木箱至少做多少J的功？（题型二） 综合提高训练 1．如图8-60所示，Ａ物重100N，在力Ｆ的作用下，以5cm／s的速度在水平面上匀速向右运动，此时弹簧秤的示数为10N，则Ａ物体受到的摩擦力是_________N；拉力Ｆ为_________N；拉力在10s内所做的功为_________J． （题型二） 2．物体在相同的力F作用沿力F的方向移动了距离S，试比较在图示的三种情况中力F对物体做功的多少（ ）（题型二） A．w1=w2=w3 B．w1>w2>w1 C．w1