机械效率 测试.docx

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机械效率测试

姓名：

_______________时间：

_______________

一、填空题

1、杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用，有时人们使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了     ；有

时却要使用费力杠杆，那又是为了             。

2、如图11所示的均匀杠杆，刻度线之间的距离都是相等的。

使用前应先调节              ，使杠杆在水平位置平衡。

杠杆平衡后，在杠杆的P刻线处挂2个钩码，为了使杠杆在水平位置重新平衡，应该在A刻线处挂       个钩码。

（每个钩码的质量都相等）

3、如图所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放．车前行时，需经过障碍物．当车的前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，若手推车和货物总重200N，动力臂和阻力臂之比为2：

3，则服务员作用在扶把上的动力为　   　N．当后轮遇到障碍物A时，售货员竖直向上提扶把，这时支点是　  　（选填“A”、“B”或“C”）点，这种情况下，手推车可以视为　  　杠杆（选填“省力”或“费力”）．

4、图10所示的装置，杠杆自重不计，甲、乙是两个圆柱体，2ρ甲=3ρ乙，3V甲=4V乙，物体M的质量是80kg。

只将圆柱体甲挂在杠杆B端时，杠杆在水平位置平衡，

物体M对

水平地面的压强为2000Pa；只将圆柱体乙挂在杠杆C点时，杠杆

在水平位

置平衡，物体M对水平地面的压强为3000Pa。

若乙的体

积为3×10－3m3，OA∶OB=2∶3，OA∶OC=2∶1，g取10N/kg，则甲

的密度是    kg/m3。

5、建筑工地上常用如图5所示的装置搬运建筑材料，使用的滑轮组由a、b、c、d、e五个滑轮组成，如果滑车和建材共重1500N，每个滑轮重50N，不计绳重及摩擦，以0.5m/s匀速提起滑车所用的拉力F的功率P＝     W。

6、如图所示，质量为60kg的人，站在质量为30kg

的吊篮内，他至少用   N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）

7、用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组.用这

两个滑轮组将重为600N的物体匀速提升相同的高度.在不计绳重及机械摩擦的情况下，使用甲滑轮组所做的总功        使用乙滑轮组所做的总功；甲滑轮组的效率        乙滑轮组的效率（都选填“大于”、“等于”或“小于”）.若使用甲滑轮组时所用的拉力为315N，则使用乙滑轮组时所用的拉力为           N.

8、如图2所示中,汽车的方向盘和安装在井口打水用的辘轳都是轮轴.如果要使方向盘的操作更省力,应该把方向盘做大一些还是小一些?

         ；如果要使通过辘轳打水更省力一些，应该把辘轳缠绕绳子的轴做粗一些还是细一些？

       。

9、一辆小汽车陷进了泥潭，司机按如图5所示的甲、乙两种方式安装滑轮，均可能将小汽车从泥潭中拉出。

你认为甲方式中滑轮的的作用是         ；设两种方式将汽车拉出的最小力的大小分别是F1、F2；则F1  F2（填“＞”“＜”或“＝”）；如按乙方式，人拉绳头移动了0.5m，那么小汽车被拉动了   m。

10、水平地面上一静止木箱重800N，某人用50N的水平推力推动木箱前进10m,撤消推力后木箱又继续前进了2m,全过程中,水平推力做功 _     J,重力做功   _ J。

二、选择题

11、图4所示的用具中，属于费力杠杆的是

12、如图所示，是一种指甲刀的结构示意图，下列说法正确的是（　　）

A．ABC是一个省力杠杆B．D处刀刃较薄，可以增大压力

C．杠杆ABC上有粗糙的花纹，可以减小摩擦

D．指甲刀只有两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆

13、下列测量工具没有利用杠杆原理的是（　　）

　　A．

弹簧测力计　　B．

杆秤　　

C．

台秤　D．

  托盘天平

14、如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，当A端挂重物G1，B端挂重物G2时，杠杆平衡，此时OA恰好处于水平位置，AO=BO，杠杆重力不计，则（　　）

　A．G1＜G2   B．G1＞G2    C．G1=G2  D．都有可能

15、如图7所示，甲、乙两个滑轮组通过细绳悬挂在天花板上，用滑轮组匀速提升重为600N的物体时，悬挂甲、乙两滑轮组的细绳所受的拉力分别为F甲、F乙，已知每个滑轮重30N，不计绳重及滑轮轴间的摩擦，则拉力F甲、F乙的大小分别为

A．F甲＝630N，F乙＝630NB．F甲＝900N， F乙＝975N

C．F甲＝870N，F乙＝975N    D．F甲＝975N， F乙＝450N

16、如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是

17、如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体．不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是   

A．20N     B．25N      C．30N       D．35N

18、图中利用了动滑轮的是（）

19、如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置（不考虑轮重和摩擦）。

使用时:

（1）瘦子固定不动，胖子用力

拉绳使

匀速上升。

（2）胖子固定不动，瘦子用力

拉绳使

匀速上升。

下列说法中正确的是（）A．

＜

  B．

＞

C．

=2

  D．以上说法都不对

20、工厂为了搬运一个笨重的机器进车间，某工人设计了下图所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆型钢管的截面），其中最省力的方案是（   ）

21、自行车是人们常用的交通工具，其中包含许多物理知识，下列有关说法不正确的是

A．车轮转轴内装有小滚珠是为了减小摩擦 B．轮胎用橡胶制作是因为它的弹性较好

C．把手上刻有花纹是为了减小摩擦      D．车架用钢铁制作是因为它的硬度较大

22、如图3所示，滑轮下挂重500N的物体G，滑轮重40N，绳和杠杆都是轻质的。

要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖起向上的力F应是（杠杆上标度

的间距相等）（  ）A．270N  B．360N  C．540N  D．720N

23、粗糙水平面上有一个重为100N的物体，用10N的水平推力使其以3m／s的速度沿力的方向匀速运动了10s，则此过程中（  ）

A.重力做了3000J的功  B.推力的功率为30W

C.推力做了1000J的功  D.摩擦力为100N

三、多项选择

24、如图7所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动。

运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N。

动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）。

则下列计算结果中正确的是

A．绳子自由端受到的拉力大小是100NB．人对地面的压力为400N

C．人对地面的压力为250ND．绳子自由端运动速度是0.04m/s

四、作图题

25、画出图9所示拉力F的力臂L1。

26、利用钓鱼竿钓鱼的示意图如图所示，O为支点，F1是手对鱼竿的作用力，请画出：

（1）鱼线对钓鱼

竿拉

力F2的示意图；

（2）F1的力臂。

27、如图10所示，重100N的均匀木棒AB在细绳拉力作用下保持静止。

请你画出木棒所受拉力的力臂及所受重力的示意图。

28、用滑轮组拉出陷人泥中的汽车．在图中17画出最省力的绳子绕法．

29、

（1）如图甲、乙、丙三人要合扛一个重物．物重600N，三人肩头所能承受的最大压力均为200N．现有两根一样长的硬棒及必要的绳子（硬棒及绳的自重不计），请你设计出一种方法，使三人肩头承受的压力都不超过最大压力．画出示意图表示你设计的扛重物的方法．

（2）如图，小明推一辆满载重物的独轮车，手握在车把A处（图中未画人），遇到一个较高的台阶，他自己推不上去，小华赶快跑来帮忙．小华选择了一种最省力且效果最好的施力方法，请画出小华所施力F的示意图．

五、实验,探究题

30、小明在做“探究杠杆的平衡条件”实验中：

（1）实验前调节杠杆右端的平衡螺母，使其在水平位置平衡，在水平位置平衡时杠杆重力的力臂为      ．

（2）在右图中，杠杆在水平位置平衡后，小明调节左边钩码的个数和位置，使杠杆水平平衡时，测出F1=1.2N，F2=1.5N；OA=30cm，OB=20cm．他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中，发现F1×OA和F2×OB并不相等，从而认为杠杆的平衡条件不一定是F1l1=F2l2．小明的失误是                       ．

31、同学们共同研究滑轮的特点：

（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如甲图所示，据此可证明：

使用定滑轮            .

（2）他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如乙图所示．据此可知,使用动滑轮        .

（3）他们组装了滑轮组，发现使用滑轮组提升重物时能省力，于是他们想：

利用滑轮组提升重物能否省功呢？

为此，他们进行的实验如丙图所示．请根据丙图信息．写出分析数据的具体过程,并回答他们的问题．

六、计算题

32、斜面是一种常见的简单机械，在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力。

图示为倾角θ=30°,的固定斜面，用平行于斜面的拉力F=4N，将一物体从斜面底端匀速拉上斜面，已知物体上升的高度h=1m。

（1）求拉力F做的功；

（2）若斜面的高度H一定，倾角θ可以改变，试推导：

在不考虑摩擦时，用平行于斜面的拉力F将重为G的物体匀速拉上斜面顶端．θ越小,F越小。

33、边长为10cm的正方体物块重90N，放在水平桌面上如图10甲所示；若用图10乙所示滑轮组提升，每个滑轮重30N，求：

（1）如图10甲所示，物块对水平桌面的压强为多大

（2）在乙图中画出滑轮组最省力的绕线方法

（3）用最省力绕线提升物体时，拉力的大小？

此时滑轮组的机械效率？

（不考虑滑轮组的摩擦和绳重）

34、如图所示，工人师傅用一个滑轮组在40s内将重600N的木箱从地面匀速吊上4m高的阳台，所用的拉力为220N，不计绳重和摩擦．求：

（1）木箱匀速上升的速度；

（2）工人师傅做的有用功；

（3）动滑轮的重力．

35、如图所示，用滑轮组拉着重物沿竖直方向做匀速直线运动。

已知拉力F是300N，滑轮重与绳子摩擦不计，求：

①重物的重力；②重物移动1m，绳子移动多少？

36、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？

37、有一种测量人的体重和身高的电子秤，其测体重部分的原理如图中的虚线框所示，它主要由三部分构成：

踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示体重大小的仪表A（实质是电流表）。

其中AO：

BO＝5：

1，压力传感器R表面能承受的最大压强为2×106Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。

压力F/N

0

50

100

150

200

250

300

…

电阻R/Ω

300

270

240

210

180

150

120

…

设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V。

请回答：

（1）踏板空载时，电流表读数是多少mA？

（2）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2×10－4m2，则该秤的最大称量值是多少？

（3）为了把电流表A的表盘改装成电子秤表盘，我们需要确定踏板上人的体重G与电流表的示数I的关系。

请你写出这个关系式

参考答案

一、填空题

1、 省力 省距离

2、平衡螺母  5

3、

（1）由杠杆平衡条件可知：

FL动=GL阻，

∵G=200N，L动：

L阻=2：

3，

∴F=

G=

×200N=300N；

（2）当小推车后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，车体是绕着B点转动的，故B点就是支点．因为货物在车内摆放均匀，重心就在车箱的中心，重力是阻力，人对车的力作用在车把上，方向向上，所以手推车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆．故答案为：

300；B；省力．

4、5×103

5、800

6、225

7、 等于     、    等于      、   210   

8、大些细些

9、改变力的方向，＞，0.25

10、500 、0

二、选择题

11、A

12、B

13、

（1）杆秤、台秤、托盘天平都可以简化成在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，符合杠杆的定义，利用了杠杆原理；

（2）弹簧测力计是根据弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长就越长的原理制成的．

故选A．

14、答案A

根据杠杆的平衡条件：

F1L1=F2L2可知，力与相应的力臂成反比关系，它们的杠杆示意图如下图，∵AO=BO，

∴LOA＞LOB′，所以物体的重力G1＜G2故选A．

15、B

16、D

17、D

18、C

19、B

20、C

21、C

22、B

23、D

三、多项选择

24、BD

四、作图题

25、略

26、

27、

28、

29、

（1）如图答：

1．（5分）   

（2）如图答2．（5分）

五、实验,探究题

30、

（1）0   

（2）误将OA当作动力臂

31、

（1）在改变动力方向时，不会改变拉力的大小（或“能改变动力方向，但不能省力”）（1分）

（2）可以省力，但不能改变动力方向（1分）

（3）W1＝Gh=2×0.1＝0.2J（1分）  W2＝Fs＝0.8×0.3＝0.24J（1分）  

    [或

（2分）]

经比较W1

说明：

只进行比较或只回答问题不得最后1分．

六、计算题

32、

（1）物体上升时沿斜面运动的距离s=2h=2m，  故拉力做的功W=Fs=4×2J=8J；  

（2）斜面的长s

=H/sinθ,不考虑摩擦时，W有用=W总，即Gh=FH/sinθ,得F=Gsinθ,故G一定时，θ越小，F越小。

33、

（1）S=a2=0.01m2……（1分）

 P=F/S=G/S=9000Pa……（1分）

（2）如图所示……（2分）

 （3）F=（G物＋G动）/n=（90N＋30N）/3=40N……（2分）

   η=W有/W总＝（G物h）/（FS）=G物/（nF）=90N/（3×40N）=75%……（2分）

34、

（1）0.1m/s 

（2）2400J  （3）60N

35、G=NF=3x300N=900N,       S=nh=3x1m=3m

36、

（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。

37、解：

（1）空载时，电流为I=U/R=4.8V/300Ω=0.016A…………（2分）

（2）压力传感器受到的最大压力为F=PS=2×106Pa×2×10-4m2=400N，则踏板上受到的最大称量为G×LBO=F×LAO，即：

G/F=LOA/LOB，G/400N=5/1，解得G=2000N。

（3）设电路中电流为I时，则此时其电阻为R=U/I=4.8/I，因为表格中压力与电阻是呈线性关系，所以F/（300-R）=50/（300-270）=5/3，故F/（300-4.8/I）=5/3，所以F=500-8/I…………①…………（2分）

而根据G×LBO=F×LAO可知G/F=LOA/LOB=5/1，即G=5F…………②

将②代入①得：

G=2500-40/I。

…………（2分）

【解析】

（1）由表中可知当压力为0时，压力传感器电阻为300Ω，根据欧姆定律I=U/R即可算出。

（2）根据F=PS代入相应数值即可计算出所能承受的最大压力，再根据杠杆原理G×LOB=F×LOA即可算出最大称量值。

（3）由于需要求出体重与电流表示数I的关系，所以我们先设电路中电流为I，计算出相应的电阻，并计算出此时的压力，再根据杠杆原理求出人的体重G。