專題14.2 簡單機械丨測練丨作業一、選擇題1.如圖所示，杠桿處于平衡狀態，如果將物體A和B同時向靠近支點的方向移動相同的距離，下列判斷正確的是（）。A.杠桿仍能平衡； B.杠桿不能平衡，右端下沉；C.杠桿不能平衡，左端下沉；D.無法判斷2如圖所示，在使用相同的鉤碼進行“探究杠桿的平衡條件”的實驗中，要使調好的杠桿重新在水平位置平衡，應在A處懸掛鉤碼的個數是（）。A.一個 B.兩個 C.三個 D.四個3如圖所示的杠桿每小格的長度相等，質量不計，O為支點，物體A是邊長為0.1m的正立方體。當杠桿右側掛一個重4N的物體B時，杠桿在水平位置平衡。此時物體A對水平桌面的壓強為300Pa。下列說法正確的是（）。A.物體A受到的支持力為2N；B.物體A受到的重力為5N；C.物體B向右移動l小格，物體A受到的拉力減小1N；D.物體B向右移動l小格，物體A受到的支持力減小1N4.下列工具在使用時屬于費力杠桿的是（）。5.如圖所示，OAB為輕質杠桿，可繞支點O自由轉動，在B端施加一個動力使杠桿在水平位置平衡，該杠桿（）。A.一定是省力杠桿；B.一定是費力杠桿；C.一定是等臂杠桿；D.以上情況都有可能6.如圖所示，小明分別用甲、乙兩個滑輪把同一袋沙子從地面提到二樓，用甲滑輪所做的總功為W1，機械效率為1；用乙滑輪所做的總功為W2，機械效率為2。若不計繩重與摩擦，則（）。AW1=W2，1=2； BW1=W2，12；CW1W2，12；DW1W2，127.如圖所示的裝置中，物體G1重為100N，物體G2重為10N，當G1不加外力時，G2恰能勻速下降。若在G1上加水平向左的拉力（如圖虛線所示），恰能讓G1勻速向左運動，則拉力F為（不計拉繩的重及摩擦）（）。A.10N B.20N C.50N D.110N8.如圖所示，用三種方法拉動同一物體在相同的水平地面上做勻速直線運動，使物體以相等速度移動相同的距離.所用拉力分別是F1、F2、F3，這三個力作用點移動距離分別是S1、S2、S3，移動速度分別為V1、V2、V3，不計滑輪摩擦，則（ ）。A.F1:F2:F3=2:1:4、S1:S2:S3=2:1:4； B.F1:F2:F3=2:1:4、S1:S2:S3=2:4:1；C.F1:F2:F3=2:4:1、V1:V2:V3=2:1:4； D.F1:F2:F3=2:1:4、V1:V2:V3=2:4:19.如圖所示，用相同的滑輪不同的繞法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不計，在物體勻速上升的過程中（）。A甲圖省力，機械效率甲圖大；B甲圖省力，機械效率一樣大；C乙圖省力，機械效率乙圖大；D乙圖省力，機械效率一樣大10.如圖所示，用下列裝置提升同一重物，若不計滑輪自重及摩擦，則最省力的是（ ）。11.用相同的滑輪和繩子分別組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，把相同的重物勻速提升相同的高度。若不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（ ）。A繩子受的拉力F1和F2大小相等，滑輪組的機械效率相同；B繩子受的拉力F1和F2大小不相等，滑輪組的機械效率不同；C繩子自由端移動的距離不相等，拉力對滑輪組所做的功相等；D繩子自由端移動的距離不相等，拉力對滑輪組所做的功不相等12.如圖所示的滑輪組中，動滑輪重1N，小強用6N的拉力F通過該滑輪組勻速拉起重10N的物體，物體沿豎直方向上升0.4m。此過程中，額外功和機械效率分別是（ ）。A0.4J、83.3% B0.8J、91.7% C0.8J、83.3% D0.4J、91.7%13.用相同的滑輪和繩子分別組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，把相同的重物勻速提升相同的高度。若不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（ ）。A繩子受的拉力F1和F2大小相等，滑輪組的機械效率相同；B繩子受的拉力F1和F2大小不相等，滑輪組的機械效率不同；C繩子自由端移動的距離不相等，拉力對滑輪組所做的功相等；D繩子自由端移動的距離不相等，拉力對滑輪組所做的功不相等14關于機械效率的說法中正確的是（ ）。A越省力的機械，效率越高；B做有用功越多的機械，效率越高；C做相同的功，額外功的值越小，則機械效率一定越高；D做功越快的機械，機械效率越高二、填空題15.如圖所示，曲桿AOB可繞軸O轉動，AO=BO，在A點掛一重為200N的重物，曲桿在水平位置平衡時，向下的拉力F 200N。（選填“大于”、“小于”或“等于”）16.如圖所示，在豎直向上大小為10N力F的作用下，重物A沿豎直方向勻速上升。已知重物A上升速度為0.2m/s，不計滑輪重、繩重及繩與滑輪間摩擦，則物體的重力大小和滑輪上升的速度分別為 和 。17.如圖所示的三個滑輪中，屬于動滑輪的是 ，若滑輪的自重和摩擦不計，當分別沿力F1、F2和F3方向勻速提起同一物體時，則F1、F2、F3的大小關系是 。18.一輛汽車不小心陷進了泥潭中，按如圖所示的甲、乙兩種方法安裝滑輪，均可將汽車從泥潭中拉出。如果汽車的動力比阻力小800N，則甲圖中人拉動汽車的拉力至少為 ，乙圖中人拉動汽車的拉力至少為，其中比較省力的是圖。（繩與滑輪間的摩擦不計）。19.如圖所示，物重10，手拉彈簧測力計在C位置時示數為；若手拉彈簧測力計在、三個不同位置時，拉力A、B、C的大小關系是。20.利用如圖所示的滑輪組將一個重200N的物體，勻速提高5m，不計滑輪自重、繩重及摩擦，繩子自由端施加的拉力F為 N。若實際拉力F為60N，則實際拉力F所做的功為 J。21.滑輪組將重500N的物體，舉高80cm的過程中，機械效率為80%，則此過程中有用功為 J；額外功為 J。若不計滑輪摩擦及拉線質量的影響，則可知動滑輪重 N；當提升重物為400N時，滑輪組的機械效率為 。22.如圖所示，用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置，分別用F1、F2勻速提升重力為GA、GB的A、B兩物體，不計繩重和摩擦。若GAGB，則甲 乙；若FA=FB，則GA GB。（選填“”、“”或“=”）三、實驗探究題23.下面是小王利用刻度均勻的勻質杠桿進行探究“杠桿的平衡條件”的實驗。（每個鉤碼重0.5N）（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發現杠桿左端下沉，這時應將平衡螺母向（選填“左”或“右”）端調節，直到杠桿在水平位置平衡。（2）如圖1所示，在杠桿A點處掛4個鉤碼，則在B點處應掛個同樣的鉤碼，杠桿仍然在水平位置平衡。把B點處的鉤碼取下，在B點處施加一個豎直向下的拉力F=N時，杠桿仍然在水平位置平衡。當拉力F向右傾斜時，仍要保持杠桿在水平位置平衡，拉力F的大小將（選填“變大”、“變小”或“不變”）。原因是 。（3）如果小王又進行了如圖2所示的探究，考慮杠桿的影響，發現用彈簧測力計在C點豎直向上拉使杠桿仍然處于水平位置平衡時，則彈簧測力計的示數應大于N。24.小軍同學為了探究“使用動滑輪的省力情況”，使用了如圖所示的實驗裝置，實驗前，小軍用彈簧測力計測得動滑輪的重力為1.0N，每個鉤碼的重力為0.5N；實驗過程中，小軍多次改變動滑輪所掛鉤碼的數量，分別記下每次所掛鉤碼的重力及對應的彈簧測力計示數，并將其填寫在預先設計好的記錄表格中（見下表）。動滑輪重G0/N1.01.01.01.01.01.01.01.0所掛鉤碼的重力G/N0.51.01.52.02.53.03.54.0彈簧測力計示數F/N0.81.01.31.51.82.02.32.5分析實驗數據可以得出，在忽略摩擦、繩重及實驗誤差的條件下，彈簧測力計的示數F與鉤碼的重力G以及動滑輪的重力G0的關系為 ；在動滑輪的重力大于或等于物體的重力的條件下，使用動滑輪 。四、作圖題25.如圖所示，杠桿在力F1、F2的作用下處于平衡狀態，O為支點，l1是力F1的力臂，在圖中畫出F2的力臂和動力F1。五、計算題26.磅秤上有一個重1500N的木箱，小明站在地上，想用如圖甲所示的滑輪組把這個木箱提升到樓上，可是他竭盡全力也沒有提起，此時磅秤的示數為40kg。于是他改變滑輪組的繞繩方法如圖乙所示，再去提這個木箱。當木箱勻速上升時，小明對地板的壓力為100N，不計軸摩擦和繩重，取g10N/kg。求小明的體重和提升木箱時滑輪組的機械效率。專題14.2 簡單機械丨測練丨作業答案一、選擇題1.【答案】B。【解析】原來杠桿在水平位置處于平衡狀態，此時作用在杠桿上的力分別為物體A、B的重力，其對應的力臂分別為OC、OD；根據杠桿的平衡條件可得：mAgOC=mBgOD，由圖示可知，OCOD；所以mAmB，當向支點移動相同的距離L時，兩邊的力臂都減小L，此時左邊的力矩為：mAg（OC-L）=mAgOC-mAgL，右邊的力矩為：mBg（OD-L）=mBgOD-mBgL，由于mAmB，所以mAgLmBgL；所以：mAgOC-mAgLmBgOD-mBgL。因此杠桿將向懸掛B物體的一端即右端傾斜。故選B。2【答案】C。【解析】設每個鉤碼的重力是G，杠桿每格的長度是L，由圖示可知，左邊動力F動=2G，動力臂L動=3L，阻力臂L阻=2L，由杠桿平衡條件得：F動L動=F阻L阻，即2G3L=F阻2L，解得F阻=3G，則在B處應掛3個鉤碼。故選C。3【答案】BD。【解析】A、此時物體處于靜止狀態，其對地面的壓強是300Pa，其底面積是0.01m2，故此時物體對地面的壓力是：F=PS=300Pa0.01m2=3N；由于此時物體對地面的壓力和地面對物體的支持力是一對作用力與反作用力，故大小相等，故此時物體A受到的支持力是3N，即該選項錯誤。B、據杠桿的平衡條件知，此時杠桿對A 的拉力是F拉，故F拉LA=FBLB，故,由于此時的F拉=G-F支，故G=F拉+F支=3N+2N=5N。故該選項正確。C、當物體B向右移動一個小格，此時符合杠桿的平衡條件，即，故此時物體A受到的拉力增大1N，故該選項錯誤。D、據上面的分析不難看出，此時物體A受到的拉力增大1N，即此時物體A受到的支持力減小1N，故該選項正確。故選BD。4.【答案】B。【解析】A、剪鐵皮的剪刀在使用時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。B、理發剪刀在使用時，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿。C、樹枝剪刀在使用時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。D、鋼絲鉗在使用時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。故選B。5.【答案】D。【解析】B 點力的方向不同，力臂的大小則不同，不能確定動力臂與阻力臂的大小關系，所以此時杠桿可能省力，可能費力，可能既不省力也不費力故ABC 不符合題意，D 符合題意。故選D。6.【答案】C。【解析】因為小明分別用甲、乙兩個滑輪把同一袋沙子從地面提到二樓，所以兩種情況的有用功相同；當有用功一定時，利用機械時做的額外功越少，則總功越少，機械效率越高；因為乙滑輪是動滑輪，所以利用乙滑輪做的額外功多，則總功越多，機械效率越低。即W1W2，12，所以C選項正確。7.【答案】B。【解析】當G1不加外力時，因為G2勻速下降，根據定滑輪的特點可知，G1受到的摩擦力f=G2=10N。當G1受到拉力水平向左勻速運動時，摩擦力的方向雖然變了，但大小不變，所以拉力F=f+G2=10N+10N=20N。故選B。8.【答案】B。【解析】由圖可見，本題中三個滑輪都是克服摩擦力做功，假設物體與水平面的摩擦力f，物體移動的速度為v0，運動的時間為t，則對這三個圖分析可得：（1） 甲圖：滑輪為定滑輪，因為定滑輪相當于一個等臂杠桿，不能省力，所以根據二力平衡，此時拉力F1=f；拉力的作用點移動的速度v1=v0，作用點移動的距離S1=v0t。（2）乙圖：滑輪為動滑輪，因為動滑輪相當于一個動力臂是阻力臂2倍的杠桿，省一半的力，所以根據二力平衡，此時拉力；但是費2倍的距離，拉力的作用點移動的速v2=2v0，作用點移動的距離S2=2v0t。（3）丙圖：滑輪為動滑輪，拉力的作用點在動滑輪的軸上，因此是個費力杠桿，費2倍的力，省2倍的距離，因此F3=2f,拉力的作用點移動的速度，作用點移動的距離;綜上分析可知：F1：F2：F3=f：f：2f=2：1：4；v1：v2：v3=v0：2v0：v0=2：4：1；S1：S2：S3=v0t：2v0t：v0t=2：4：1。故選B。9.【答案】B。【解析】（1）分析左圖滑輪組的結構，得出承擔物重的繩子股數n=3，則拉力端移動的距離S=3h，因摩擦力可以忽略不計，根據求拉力的大小；利用求機械效率大小；（2）同理，求出右圖的拉力和機械效率，通過比較得出答案。（1） 分析左圖可知，n=3，則s=3h，因為摩擦力可以忽略不計，所以，。（2）分析右圖可知，n=2，則s=2h，因為摩擦力可以忽略不計，所以，由此可知：F1F2，1=2，所以甲圖省力，機械效率一樣大。10.【答案】C。【解析】A和D都能省一半的力，B不省力，只有C用物重的1/3的力就能將重物提起，故C是正確的。11.【答案】C。【解析】由圖可知，甲滑輪組n=2，乙滑輪組n=3，；貨物重相同，故，；甲圖中，繩子自由端移動的距離是物體升高h的2倍，乙圖中，繩子自由端移動的距離是物體升高h的3倍，所以，兩個力對物體做功相同（忽略繩重及摩擦）。12.【答案】C。【解析】（1）由圖知，n=2，拉力端移動距離s=2h=20.4m=0.8m，W總=FS=6N0.8=4.8J，W有用=Gh=10N0.4m=4J，W額=W總W有用=4.8J4J=0.8J；（2）滑輪組的機械效率：。13.【答案】C。【解析】由圖可知，甲滑輪組n=2，乙滑輪組n=3，；貨物重相同，故，；甲圖中，繩子自由端移動的距離是物體升高h的2倍，乙圖中，繩子自由端移動的距離是物體升高h的3倍，所以，兩個力對物體做功相同（忽略繩重及摩擦）。所以，正確答案是C。14【答案】C。【解析】A、機械效率與省力情況無關，定滑輪不省力，但它的機械效率比動滑輪要高，該選項說法不正確。B、有用功越多的機械效率不一定高，機械效率是有用功在總功中所占的比例，該選項說法不正確。C、做相同的功，額外功的值越小，額外功占的比值越小，效率越高，該選項說法正確。D、機械做功越快，表示功率越大，單位時間內做的功越多，但機械效率不一定就高，該選項說法不正確。故選C。二、填空題15.【答案】大于。【解析】因為ODOA，根據杠桿原理：GOA=FOD，故FG=200N。解答：ODOA，根據杠桿原理：GOA=FOD，所以FG=200N。故答案為：大于。16.【答案】5N、0.1m/s。【解析】根據題干中圖可知：該滑輪動滑輪的特殊使用方法，根據動滑輪的特點可知：F=2G=10N，則G=5N；F移動的距離是物體移動距離的二分之一，故重物A上升速度為0.2m/s，F上升的速度就是0.1m/s。故答案為：5N、0.1m/s。17.【答案】乙；F1=F3F2。【解析】不計摩擦和動滑輪重；用F1的力提升重物時，用的是定滑輪；根據定滑輪不省力，故F1=G。用F2的力提升重物時，用的是動滑輪；根據動滑輪能夠省一半的力，故F2=。用F3的力提升重物時，用的是定滑輪；根據定滑輪不省力，但可以改變力的方向，故F3=G。故答案為：乙；F1=F3F2。18.【答案】800N、400N、乙。【解析】使用一個動滑輪可以省一半的力，使用定滑輪只能改變力的方向，不能省力。甲圖滑輪為定滑輪，F=f=800N；乙圖滑輪為動滑輪，F=400N，比較省力的是乙圖。故答案：800N、400N、乙。19.【答案】10、FA=FB=FC。【解析】使用定滑輪能改變用力方向，但不能省力；不計繩重和摩擦，使用定滑輪時，拉力F=G，據此分析回答。因為使用的是定滑輪，不計繩重和摩擦，所以拉力F=G=10N，因為使用定滑輪時，能改變用力方向，但不能省力，所以FA=FB=FC。故答案為：10、FA=FB=FC。20.【答案】50、1200。【解析】由圖知，承擔物重的繩子股數n=4。（1）不計滑輪自重、繩重及摩擦，拉力F=G=200N=50N。（2）拉力端移動的距離s=4h=45m=20m，實際拉力做功：W=Fs=60N20m=1200J。故答案為：50、1200。21.【答案】400、100、125、76.2%。【解析】W有用1=G1h=500N0.8m=400J，;W額=W總1-W有用1=500J-400J=100J，；W有用2=G2h=400N0.8m=320J，W總2=W有用2+W額=320J+100J=420J，。故答案為：400、100、125、76.2%。22.【答案】、。【解析】（1）不計繩重和摩擦，克服物體重力做的功為有用功，克服物體重力和動滑輪重力做的功為總功，則滑輪組的機械效率：因物體的重力G越大，越小，越大，且動滑輪的重力相等，所以，GAGB時，甲乙；（2）由圖可知，n甲=2，n乙=3，由F=（G+G動）可得，提升物體的重力：G=nFG動，則FA=FB時，提升物體的重力關系為GAGB。三、實驗探究題23.【答案】（1）右；（2）6；3；變大；F的力臂變小了；（3）重力；3。【解析】（1）探究杠桿平衡條件時，首先要對杠桿進行水平平衡調節，使杠桿的重心落在支點上，消除杠桿自身重力對杠桿平衡的影響，調節的原則是“左沉右調，右沉左調”，本題中發現杠桿左端下沉，這時應將平衡螺母向右調節，直到杠桿平衡為止；（2）在圖1中，要使杠桿平衡，則應該根據杠桿平衡條件“動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂”得出應該在B點掛上6個同樣的鉤碼；F拉G60.5N3N；當拉力F向右傾斜時，力臂將減小，其他條件不變，則為了使杠桿仍然在水平位置平衡，拉力F的大小將變大；（3）探究時如果按圖2所示進行實驗，則杠桿重心不可能落在支點上，因此要考慮杠桿自重對杠桿平衡的影響；根據杠桿平衡條件“動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂”得出至少在C點豎直向上的拉力要大于3N。24.【答案】（1）不省力；（2）F=（G+G0）；（3）75%。【解析】（1）由表中實驗數據1、2可知，在動滑輪的重力大于或等于物體的重力的條件下拉力F大于物體的重力，所以不省力。（2）由圖示可知，滑輪組承重繩子的段數n=2，在忽略摩擦、繩重及實驗誤差的條件下，由滑輪組公式可得：F=（G+G0）；（3）由表中實驗數據可知，第6組數據中，鉤碼勻速上升1m的過程中，滑輪組的機械效率為：。四、作圖題25.【解析】過支點O作垂直于F2作用線的垂線段，即l2；過l1的末端作用垂直于l1的動力，即F1。如圖所示。五、計算題26.【解析】圖甲中，F拉=G人，n=2，不計軸摩擦和繩重，拉力F拉=（G箱-F支+G輪）木箱和動滑輪受力：G箱+G輪=2F拉+F支=2G人+F支=2G人+mg，-如圖乙，改變繞繩方式后，n=3，F拉+F支=G人，因為F拉=（G箱+G輪），所以木箱和動滑輪受力：G箱+G輪=3F拉=3（G人-F支），-由得：2G人+mg=3（G人-F支），而F支=F壓=100N，G人=3F支+mg=3100N+40kg10N/kg=700N，F拉=G人-F支=700N-100N=600N，=83.3%。答：小明的體重和提升木箱時滑輪組的機械效率分別為700N、83.3%。14