简单机械 机械效率 单元过关题(2)

简单机械机械效率单元过关题（2）

一、作图题：

1、在图中6杠杆B点挂着重物G，若在A点施加一个最小的力F使杠杆平衡在图中的位置，请画出此力的示意图和力臂.

2.（2010河南省）如图11所示，在课桌的C点用最小的力把桌腿B抬离地面，在抬起时桌腿A没有滑动，请在C点画出这个力的示意图，并标出它的力臂l。

3．（山东德州）如图14所示，轻质杠杆可绕O转动，杠杆上吊一重物G，在力F作用下杠杆静止在水平位置，l为F的力臂，请在图中作出力F的示意图及重物G所受重力的示意图。

4．（广西河池）请画出图12中动力F1的力臂L1．

5、（2012?广东广州）以O 为支点质量忽略不计的杠杆挂上10N 重物A，杠杆同时还受另一个大小与F A 不等、竖直向上的力F B作用，处于平衡. 在图9 中画出（1）F A 的力臂l A；（2）F B 的示意图并标示它的大小.

6. （宁夏）如图所示，当人曲臂将重物端起时, 人的前臂 可以看作一个杠杆。请在示意图上画出F 1和F 2的力臂。

7、如图2所示，要想将重500N ，半径为0.5m 的车轮滚上高为20cm 的台阶，其所用的最小力应是_______________N ．

8、 请在图3中画出用羊角锤起钉时所用的最小力F 。（要求保留作图痕迹）

9（2012黄冈模拟）如图8，碗中盛有一碗水，一根粗细均匀的木筷静止在如图所示的位置，木筷右上端与碗沿接触点为O 点。请你以O 点为支点，画出木筷所受重力及浮力的示意图，

四、实验题：

1. 【达州】在研究杠杆平衡条件的实验中

（1）实验前没有挂钩码时，若杠杆右端下倾，则 应将左端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。

（2）在如图14

所示的装置中，每个钩码重1N （杠杆上每格等距，杠杆自重不计），要使杠杆在水平位置平衡，小张在A 处应挂 个1N 重的钩码，而邻组的小强在B 处施加一个竖直方向的力，也使杠杆在水平位置平衡，则这个力的方向

应 ,大小为 N 。 (3)本实验得出杠杆的平衡条件是 。 2．【扬州】在探究杠杆平衡条件的实验中： （1）小明发现杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向____________调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是_________________________、____________________________________。

图2

图3

（2）如图甲所示，在杠杆左边A 处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边B 处挂同样钩码____________个。

（3）如图乙所示，用弹簧测力计在C 处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______________（变大／变小／不变），其原因是__________________________。

3. 【株洲】图20所示的实验装置可以探究杠杆受两个阻力（F 2、F 3）时的平衡条件。在已

调节好的杠杆两端挂上不同数量的钩码，并适当移动钩码的位置，使杠杆水平平衡，记

下钩码的数量和位置。通过改变钩码的数量和位置，按照同样的方法再做两次，将实验

得到的数据填在下表。表中数据是以一个钩码的重力

为力的单位，以杠杆的每小格为长度的单位。

（1）分析表中的数据，可得杠杆的平衡条件是 。（填写关系式）

（2）在农村还广泛使用的杆秤就利用了上述原理。图21是一根杆秤的示意图。小云设计了如下测量秤砣质量M 的实验方案，请你将②、④两步补充完整。 ① 用刻度尺测量杆秤上的主要刻度的示数m 到提扭O 的距离x ，并作出m -x 关系图象，如图22所示。 ② 用刻度尺测量挂钩到 的距离l ；

③ 在m -x 关系图象中任意读取两组数据x 1、m 1和x 2、m 2；

④ 设杆秤自重G 0，重心到提扭的距离l 0，据杠杆平衡条件 Mg x 1 = + G 0 l 0 以及 = m 2gl + G 0 l 0 两式相减得 M = （要求用l 、x 1、x 2、m 1、m 2表示）。

4．【泉州】（5分）在探究“杠杆平衡条件”的实验中，杠杆上每格等距：

（1）实验前没挂钩码时，发现杠杆左端上翘，应将左端平衡螺母向______旋一些（选填

“左”或“右”），使杠杆在______位置平衡。

（2）实验中，用图12所示的方式悬挂钩码，杠杆也能平衡，

但采用这种方式是不妥当的。这主要是因为（ ）

A ．一个人无法独立操作

B ．需要使用太多的钩码

C ．力臂与杠杆不重合

D ．力和力臂数目过多

（3）图12中，不改变支点O 右侧所挂的两个钩码及其位置，保

13图20

图22 1 2 3

4 配重挂钩图21

持左侧第______格的钩码不动，将左侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆仍可以平衡。 5、（2012?天津市）小明要测量一根1m 左右、粗细和质地都均匀的细木棒的质量，通过估测发现木棒的质量会超出现有天平的量程．于是，他想用其他方法进行测量． 现有器材：天平、一块质量适当的金属块、一把量程为20cm 的刻度尺和几根足量长的细绳． 只利用现有器材请你帮他设计测量这根细木棒质量的方案，要求：（1）写出主要实验步骤和需测量的物理量；（2）写出木棒质量的数学表达式（用测量量表示）。 （1）主要实验步骤：

①用天平称出金属块的质量m ；

②用细绳和刻度尺测出木棒的长度L ；

③将用细绳系好的金属块系在木棒的一端，然后再将另一细绳一端做成绳环套在木棒上，用手提起该绳的另一端，并移动绳环的位置，使木棒保持水平平衡； ④用细绳和刻度尺测量出绳环到系金属块那端的木棒长度L ′．

6、【济宁】某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图7所示，实验数据如下表。

若不计摩擦，比较1和2两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与 有关；比较1和3两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与 有关。

： ）动滑轮的重为 ，第一次的机械效率 第 二次的机械效率

（2）若实验时弹簧测力沿倾斜方向缓慢拉动，则拉力将 ， 测出的机械效率 （变大/变小/不变）

图7

(2)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度：克服动滑轮的重所做的额外功

（填“相同”或“不同”）；滑轮组的机械效率变 。 (3)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了 。（填字母）

A.减小摩擦

B.多次测量取平均值减小误差

C.获得多组数据归纳出物理规律 (4)由本实验 （填“能”或“不能”）推断：任何机械的机械效率跟物重均 有关。

9．【潍坊】如图所示，下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾

斜程度的关系”实验时，得到如下实验数据．

(1)此探究实验是采用了_____________的 物理研究方法。

(2)请将上表中空格补充完整．

(3)请你根据表中的实验数据，得出要 探究的实验结论：

结论一：___________________________________________________________。

结论二：____________________________________________________________。 10．【百色】学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，想探究这种机械的特点。 （1）小明用弹簧测力计测木块的重力，如图16（a ）所示，测量时应让木块保持 状态，并依据 条件得出木块重力的大小等于弹簧测力计的示数；

（2）他将木块放在如图16（b ）所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面匀速上拉木块，收集

b

A

a

图16

图14

①比较表中木块重力G 和拉力F 的大小，得出：使用斜面时 （选填“能”或“不能”）省力；

②实验时，可以通过移动木块A 来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A 要向 移（选填“左”或“右”）；

③请举出斜面的一种应用实例： ； ④生活中有哪些可以省力的机械： （写出一种即可）。

五、计算题：

1、如图6所示，金属块M 静置于水平地面上时，对地面的压强为5.4×105

帕，轻质杠杆AB 的支点为O ，OA ：OB=5：3，在杠杆的B 端用轻绳与金属连接(如图4所示)。若在杠杆的A 端悬挂质量为m=4千克的物体时，杠杆在水平位置平衡。此时金属块对地面的压强为1.8×105

帕。若要使金属块离开地面，那么，杠杆A 端所挂物体的质量至少应为多少？

2、图7为冷水自控装置，小水箱与锅炉相连，当杠杆呈水平状态时，浮球一半体积浸入水中，塞子B 刚好顶住自来水进口。测得浮球体积500厘米3

，OC=25厘米，OD=1厘米，水管横截面积为1厘米2，由此算出自来水压强多大？(不计杠杆、连杆、塞子、浮球质量)

3．如图14所示，杠杆可绕O 点转动，已知OA ＝BC ＝20厘米，AB ＝30厘米，B 点悬挂一重物G ，在C 点施10N 的力，使轻杆在图示位置平衡。问：在B 处最多能吊起多重的物体？

4．【梅州】如图14所示，物体A 的质量m =12kg ，在拉力F 的作用下，物体A 以0.1m/s 的

速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N ，忽略滑轮与绳子的摩擦力

以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。求： （1）物体A 与水平面间摩擦力f 的大小； （2）拉力F 的大小；

图

6

图

（3）物体A运动10s的过程中，拉力F所做的功。

5．【湛江】湛江港一装卸工人用如图1l所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg的货物，所用的拉力F为500N，绳子自由端在50s内被匀速拉下4m，求：(g取10N／kg)

(1)提升前货物静止在地面上，与地面的接触面积为0．04m2，求货物对地面的

压强．

(2)提升时绳子自由端的速度．

(3)拉力F的功率．

(4)此滑轮组的机械效率．

6．【南京】如图所示，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N，物体在5s内匀速上升lm．求：

(1)有用功；

(2)滑轮组的机械效率；

(3)拉力的功率．

7．【镇江】电动自行车轻便、实用、无污染，很受人们喜爱．若某人骑电动自行车在一段平直的公路上匀速行驶了150m，用时30s，电动自行车的牵引力为20N，在此过程中：

(1)电动自行车速度的大小；

(2) 牵引力所做的功；

(3) 牵引力做功的功率．

8．（茂名）用如图所示的滑轮组去拉物体A，已知A物质的密度是2 ×103kg／m3，底面积是0．3m3，重力为600N。物体A在F=100N的拉力作用下，沿水平方向匀速前进了2m。

(g取10N／kg)求：

(1)物体A对水平地面的压强是多少?

(2)物体A的体积是多大?

(3)若该装置的机械效率为80％，物体A

在水平方向上受到的阻力是多少

9. （广州）如图 11 所示滑轮组的机械效率为80%．

设重为600牛的物体G以0.4米/秒的速度匀速上升，求：

⑴拉力F的大小

⑵10秒内拉力做的功

⑶拉力的功率

10．【昆明】在今年的抗旱工作中，某单位帮助一个对口扶贫村打了一口地下水井，并在地面上修了一个深2m，能储存30t水的水池。已知水井中的水面距离水池进水口的竖直距离是30m。求：

（1）将30t水从井里刚好抽到水池里，抽水机对水做的功。

（2）水池装满水后，水对池底的压强。

（3）若抽水机的效率是80%，将30t水从井中抽到水池中需要1h，这台抽水机的总功率不

得低于多少瓦?(g取10N/kg)

11、【大理】随着人们生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小龙家最近也买了

一辆轿车，如图所示，该车车身质量为1800kg，车轮与地面的总接触面积为4.0×10-2m2，“五·一”期间，小龙一家从丽江自驾车到大理赶三月街，若车站以54km/h匀速行驶了3h40min到达三月街。求：

（1）小龙家道大理三月街的路程；

（2）若该车的发动机输出功率恒定为90 kw，轿车匀速行驶过程中的阻力；

（3）小龙一家及随身物品的总重量为200kg，该车静止时对地面的压强。

12．【云昭通】小汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，某型号小汽车以72km／h的速度匀速行驶时，小汽车牵引力的功率是70kw．求：

(I)小汽车匀速行驶1000m牵引力做的功是多少焦?

(2)小汽车以该速度匀速行驶时牵引力是多大?

(3)观察小汽车的外形(如图所示)，判断小汽车在水平路面高速行驶与静止时，对地面的

压力哪个大?为什么?

13、【吉林省】如图7所示，小刚同学的质量为50kg，每只鞋底与地面的接触面积为200cm2，

他用400N的拉力通过定滑轮匀速拉起重300N的物体。求：

（1）他不拉物体站在地面上时对地面的压强；

（2）拉起重物时定滑轮的机械效率。（取g=10N/kg）

14.【攀枝花】一辆汽车沿着长为8km的平直公路匀速行驶，开完全程共耗时5min，汽车

发动机牵引力为3000N，共消耗汽油1L。汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3；汽油的热值q=4.6×107J/kg（表示完全燃烧1kg汽油所放出的热量是4.6×107J）。求：

（1）汽车行驶的速度是多少km/h？

（2）汽车发动机牵引力的功率是多大？

（3）汽车发动机的效率是多大？（结果保留两位小数）

15．【安徽省】某型号汽车发动机的额定功率为6×104W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N。在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：

(1)发动机所提供的牵引力大小；

(2)行驶速度的大小；

(3)行驶5min牵引力所做的功。

16. 【临沂】如图所示，四冲程汽油机活塞面积为5×10－3m 2

，汽油燃烧产生的高温高压气体对活塞的压强为8×105

p a ，汽油机正常工作10min 所做的功为1.8×106

J 。求： （1）高温高压气体对活塞产生的压力是多少？ （2）该汽油机的功率是多少？

17【枣庄】张强同学利用如图所示的滑轮组将货物运送到楼上，图中

每个

滑轮等重，不计绳子重和摩擦。如果所送货物重G 从200N 开始逐渐增加，直到绳子被

拉断。每次均匀速拉动绳子，且提升同样的高度。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重力的增加而变化的图像。请根据有关信息完成以下问题： （1）每个滑轮的重是多少？

（2）绳子能承受的最大拉力是多少？ （3）当绳子的拉力最大时，滑轮组的机械 效率是多少?

18. 【河池】第41届世界博览会于2010年5月1日至10月31日在我国上海举行，世博会

的主题是“城市，让生活更美好” ．在场馆和楼房建设工地上，“塔吊”是常见的一种

起重设备，如图19所示是“塔吊”的示意图.假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V ， 额定功率38kW ，线圈电阻0.4Ω．在一次吊起重物时，电动机正常工作20s ，把重物吊起20m ．求： （1）该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能． （2）电动机工作过程中，线圈产生的热量．

（3）在该起重设备中，如果这次吊起重物的机械效率为80%， 则被吊重物的质量为多少t ？

19．【无锡】图甲为某地距离传感器发出和接受超声波信号检测汽车速度的示意图．

（1）已知超声波的速度为340m/s ，某次检测车速时，传感器发出至接受超声波信号用了0.4s ，求超声波信号遇到汽车时，汽车与传感器之间的距离是多少米？ （2）如果将距离传感器与计算机连接，可以将物体运动的距离（s ）―时间（t ）图像显示在计算机的屏幕上．利用传感器测得某一汽车在平直公路上运动的距离（s ）―时间（t ）图像如图乙所示，请在丙图中画出汽车运动的速度（v ）―时间（t ）图像．

甲

t /s

O

1

3 2

乙

t /s

O

1 3 2

丙

第29题图

（3）若汽车运动中所受阻力大小为3000N ，根据第（2）问题中汽车运动距离（s ）―时间（t ）图像提供的信息，求汽车在10s 内牵引力所做的功． 20. 【孝感】如图所示是我国最大的海运货轮“景山６号”，它的排水量是2.06×104t ，当货轮满载且以36km/h 的速度匀速直线航行时，货轮受到的阻力为船和货物的总重的0.01倍（海水的密度为1.03×103kg/m 3,g 取10N/kg ）。求：（第（1）、（2）两问不用书写计算过程）。

（1）船和货物总重为 N ，排开海水的体积是 m 3. (2)货轮的牵引力是 N ，牵引力的功率是 W 。

（3）货轮以36km/h 的速度匀速直线航行时，其柴油机动力系统的效率为41.2%，柴油的热

值q=4.3×107J/kg 。问：货轮航行103

km 需要燃烧多少千克柴油？（计算结果用科学计数法表示，且保留三位有效数字）。 21、【永州】一辆汽车以90km/h 的速度在一段平直的高速公路上匀速行驶了4.5km,此时汽车的功率为60kw 。求：

（1）汽车通过该路段的时间是多少；

（2）汽车在该路段行驶时牵引力做的功是多少； （３）该车汽油箱的有效容积是６0L ，ρ汽油

=0.71×103kg/m 3

，该汽油箱能装多少千克的汽

油；

（4）行驶的汽车对环境产生哪些污染（至少写一条）。 22．（如图12，重为3.2×104N 的卡车，经过一段水平路面，再以9.6×104W 的功率沿与水

平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行．已知车轮与地面接触的总面积为0.5m 2

，斜坡的机械效率为80%．求卡车：

(1)对水平路面的压强； （2）爬坡时的牵引力； （3）爬坡时的速度．

23（兰州）．如图所示，重物A 是体积为10dm 3，密度为7.9 ×103 kg/m 3

的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。若不计摩擦和动滑轮重，要保持平衡，求： （1）作用于绳端的拉力F 是多少？

（2）若缓慢将重物A 提升2m ，拉力做的功是多少？ （3）若实际所用拉力为400N ，此时该滑轮的效率是多少？

（g=10N ／kg ）

图12