1、 0第十二章 简单机械一、填空题1各式各样的剪刀都是一对对的杠杆如图 1 所示，要剪开铁皮，应该用 最合适，剪纸或布时，应该用 最合适，要剪树枝，应该用_最合适，省力杠杆是_，费力杠杆是_。 （选填对应的标号）2下列工具中天平、扳手、镊子、羊角锤、裁衣剪刀、瓶盖起子、筷子、钓鱼杆等都是简单机械，其中属于省力杠杆的是 ，属于费力杠杆的是 ， 属于等臂杠杆的是 。 （填序号）3如图 2 所示，在用杠杆撬石头的过程中，该杠杆属于_杠杆（选填“省力” 、 “费力”或“既不省力也不费力” ） 。在用力方向不变的情况下该人想用更小的力撬起石头，那么他的手应该向_ 支点 O(选填“远离”或“靠近”)方向移动
2、4滑轮在生活中有着广泛的应用，在需要改变力的方向时，要使用 （选填“定滑轮”或“动滑轮” ） ；在需要省力时，要使用 （选填“定滑轮”或“动滑轮” ） 。5学校升旗仪 式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，国旗就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个_滑轮，它的优点是_。7某工人用如图 3 所示的装置把重 240N 的物体提高 1m，所用的拉力为 150N，则该滑轮组的机械效率是 ；若不计摩擦，则动滑轮的重为 N。6一台起重机将重 3000N 的货物提高 3m。如果额外功是 3000J，起重机做的有用功是_J，机械效率是_。8.利用如图 4 所示的滑轮组，在 5s 内将重为 360N 的物体匀速向上提起
3、 2m，作用在绳端竖直向上的拉力 F 为 150N，该滑轮组的机械效率是 ，拉力 F 的功率是 W9物体重 1OO0N,如果用一个定滑轮提起它,需要用 N 的力,如果用一个动滑轮提起它,又要用 N 的力(不计摩擦及滑轮自重)。10如图 5 所示，一个人要拉起比他体重大的重物，用定滑轮行吗 ，应该怎么办： 。二、选择题11下列工具中属于省力杠杆的是（ ）A.筷子 B.瓶起子 C.镊子 D.天平12如图 6 是研究杠杆平衡条件的实验装置，要想使杠杆平衡，A 处钩码应挂( )A.1 个 B.2 个 C.3 个 D.6 个13如图 7 所示杠杆, O 是支点, 中间挂一重物 G, 如果在杠杆的另一端
4、M 处加一个力 F 使杠杆平衡, 且要求所加的力要最小, 则这个力( )A. 应沿 MQ 方向 B应沿 MP 方向 C应沿 MN 方向 D可沿任意方向 14.如图 8 是赛艇的场景，赛艇的桨可看成一个杠杆，赛艇的桨属于（ ）A省力杠杆 B费力杠杆 C等臂杠杆 D无法判断图 6 图 8图 2图 1图 3 图 4图 5图 7115如图 9 所示，是一种指甲刀的结构示意图，下列说法正确的是（ ）AABC 是一个省力杠杆BD 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16如图 10 为家庭手摇升降晾衣架结构图，当顺时针摇动手柄时
5、，横梁上升，属于动滑轮的是（ ）A甲 B 乙 C丙 D丁17如图 11，用不同机械将同样重物匀速提升，若不计摩擦和滑轮重，拉力 F 最小的是（ ）18一 定不省力的简单机械是（ ）A. 斜面 B. 滑轮组 C. 动滑轮 D. 定滑轮 19关于定滑轮、动滑轮，以下说法不正确的是（ ）A.使用定滑轮虽然不省力，但可以改变力的方向B.定滑轮实质是等臂杠杆，而动滑 轮实质是不等臂杠杆C.又省力又少移 动距离的动滑轮是无法实现的 D.使用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，只能省一半力 20用如图 12 所示的滑轮组将重 10 N 的物体匀速提升 01 m，拉力 F 为 6 N下列说法中正确的是 ( )
6、A所做的有用功为 06 J B所做的额外功为 08 JC所做的总功为 12 J D此滑轮组的机械效率为 6021用图 13 中装置匀速提升重为 100N 的物体，手的拉力是 60N，滑轮的机械效率为( )A16.7% B20% C83.3% D100%22用 n=3 的滑轮组提起物体时，测得滑轮组的机械效率为 80，作用在绳自由端的拉力为 200N，则被提起物体的重为( )A480N B750N C533N D以上结果都不对23用图 14 两种方式匀速提升重为 100 N 的物体，已知滑轮重 20 N、绳重和摩擦力不计。则( )A手的拉力： F 甲 =F 乙 ；机械效率： 甲 = 乙B手的拉力
7、： F 甲 F 乙 ；机械效率： 甲 乙C手的拉力： F 甲 F 乙 ；机械效率： 甲 乙D手的拉力： F 甲 F 乙 ；机械效率： 甲 乙24如图 15 所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（ ）A甲图省力，机械效率甲图大 B甲图省力，机械效率一样大C乙图省力，机械效率乙图大 D乙图省力，机械效率一样大25利用斜面将木箱拉上汽车，下列做法可以提高斜面机械效率的是（ ）A以较快的速度拉木箱 B板长不变，改用光滑斜面，将木箱匀速拉上车图 13图 12图 9图 10图 11图 14图 152C减小斜面的倾斜程度 D增大斜面的倾斜程度26.如图 16
8、 所示，某人用扁担担起两筐质量为 m1，m 2的货物，当他的肩处于 O 点时，扁担水平平衡，已知 l1l 2，扁担和筐的重力不计若将两筐的悬挂点向 O 点移近相同的距离l，则（ ）多选A扁担左端向下倾斜B扁担右端向下倾斜C要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m 2m 1）D要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m 2m 1）27.粗糙斜面高度为 h，长为 l，用沿斜面向上的力把重为 G 的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做的功为 W，则（ ）多选A拉力大小为 B拉力大小为C物体所受摩擦力大小为 D物体所受摩擦力大小为三、综合题28在图 17 中分别
9、画出钳子、自行车手间这两个杠杆(图中深色部分)工作时的支点、动力和动力臂、阻力和阻力臂。29在图 18 中画出作用在撬棍上的力 F1和 F2的力臂 L1和 L2。30如图 19 甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。（1）实验前，将杠杆中 点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应把杠杆两端的平衡螺母向 (左/右)调节，使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡。（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上 A 点处挂 4 个钩码，在 B 点处挂 6 个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为： （用字
10、母表示） 。他这样得出的结论 （合理/不合理） ；为什么？ 。（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是 图 19图 17图 18图 163。31如图 20 是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示，请你分析：(1)比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是 ；(2)比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑
11、轮的好处是 ；(3)把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮 ；(4)在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择 ；32搬运砖头的独轮车,车箱和砖头所受的总重力 G=1000N,独轮车的有关尺寸如图 21 所示。推车时,人手向上的力 F 应为多大?33同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关；滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。一位同学设计了如图 22 所示的四个滑轮组，并将所滑实验数据填入下表：实验次数动滑轮重/N 物重/N 拉力/N绳子的
12、股数 n机械效率 1 1 2 12 1 4 1.673 2 4 24 1 4 2.5（1）实验时，应_、_拉动弹簧测力计，使钩码上升，并由弹簧测力计读出绳子自由端的_的大小；同时用_测出钩码升高的高度人。（2）在表中填上四次实验的绳子的股数 n 和机械效率。(3)根据实验_和_(填、)可知，滑轮组机械效率高低与被提物重有关； (4)根据实验和可知，滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越_;(5)通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越_；(6)要研究滑轮组机械率高低是否与物体提升高度有关，应该选用_(填“同一”或“不同”)滑轮组，提升_(填“相同”或“不同”)的
13、高度去研究。钩码重 G/N钩码升高高度 h/m测力计示数 F/N测力计移动距离S/m甲 0.98 0.2 0.98 0.2乙 0.98 0.2 1.02 0.2丙 0.98 0.2 0.55 0.4图 20丙甲F1乙F2F3图 21图 22434据杭州日报报道,2001 年 6 月 22 日，在杭州动物园,一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计称出了一头大象的质量，如图 23 甲所示。测量时利用了一根长度为 12m 的槽钢作为杠杆（如图23 乙）。吊钩固定点于钢槽的中点 O。当钢槽水平静止时，弹簧测力计示数 F1为 200N，测得动力臂 L1为 6m，阻力臂 L2为 4cm，若不计槽钢
14、和铁笼的质量，试估算大象的质量。(g 取 10N/kg)35利用如图 24 甲所示的滑轮组提起一个重为 2000N 的物体,不计摩擦及滑轮自重,绳子的拉力 F 等于多少?如果要用这个滑轮组达到更加省力的效果,绳子应该怎样绕?请在图乙中画出绳子的绕法,并计算此时拉力的大小。36一台起重机将重 3600N 的货物提高 4m,起重机做的有用功是多少?如果额外功是 9600J，总功是多少？机械效率是多少？起重机所做的额外功由那些因素引起？37用一个动滑轮在 5s 内将一重为 200N 的物体向上提起 3m,拉力为 150N，这个动滑轮的机械效率是多少？拉力的功率有多大？38如图 25 所示，在斜面上拉
15、一个重 4.5N 的物体到高处，沿斜面向上的力是 1.8N,斜面长 1,2m、高0.3m。把重物直接提升 h 所做的功作为有用功,求这个斜面的机械效率。39如图 26 所示，质量为 60 千克的小张同学在做俯卧撑运动。此时可将他视为一个杠杆，他的重心在A 点。则：（1）小张同学所受的重力大小为多少？（ 2）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少多大？40建筑工地上，工人用如图 27 所示的装置将重为 200 的建材从地面匀速送到 6 高处，所用 拉力为 125，时间为 10求：(1) 工人做的有用功；(2) 工人做的总功；(3) 此过程中该装置的机械效率；图 24图 27图 25图 23甲 乙图
16、 265(4) 工人做功的功率41如图 28 用滑轮组提起重 630 N 的物体，绳子自由端拉力 F 为 300 N，重物以 0.2 m/s 的速度匀速上升 3m，不计摩擦和绳重，求：（1）滑轮组对物体做的有用功（2）滑轮组的机械效率. （3）拉力做功的功率. 42小明测滑轮组机械效率的实验过程如图 29 所示（甲乙丙） 。他匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数如图 29 丁所示。请你根据图中的实验数据计算出：（1）滑轮组所做的有用功?（2）拉力所做的总功？（3）此时滑轮组的机械效率？43某物理学习小组，针对同学中存在的有关斜面问题的一些疑惑，进行了实验探究和理论探究活动实验探究将长度为 l
17、 m 的长木板的一端垫高，构成一定高度可调的斜面(如图 30 所示) 。用沿斜面向上的拉力 F 使重为 10N 的滑块沿斜面匀速向上运动。完成斜面机械效率测量。表格中呈现的是部分实验数据：实验次数 1 2 3 4斜面高度 h/m 0.15 0.20 0.25 0.30拉力 F/N 2.7 3.2 3.6 4.1机械效率 0.56 0.63 0.69 0.73(1)疑惑一：“斜面的机械效率越高越省力吗?”请报据表中的实验数据，写出正确的结论。 (2)疑惑二， “斜面倾斜程度越大拉力越大，滑块受到的摩擦力也一定越大吗?”请进一步分析表中实验数据，写出正确的结论： 简述理由：_理论探究(3)疑惑三。
18、 “滑块受到的摩擦力是一个不可直接测量 量，能通过可测量量求出摩擦力吗?”请根据已有的知识推导：对于倾斜程度不同的斜面，在拉力 F 作用下(拉力方向沿斜面向上)使重为 G 的图 28图 29图 296滑块沿斜面匀速移动时，滑块受到的摩擦力 f 的数学表达式（斜面的长 L 和斜面的高 h 均为“可测量”量）第十二章简单机械参考答案一、填空题1b、a、c、bc 、a 22，4，6 3，5，7 1 3省力、靠近 4定滑轮 动滑轮 5定，可以改变用力的方向 69000 75% 780%；60 8. 80%；180 9. F=1000N，F=500N 10. 不行，因为定滑轮不省力，应用滑轮组二、选择题
19、11B 12C 13A 14.B 15A 16D 17C 18D 19D 20B 21C 22A 23D 24B 25D 26.AC 27.BC三、综合题28 2930 （1）左 （2）F1L1=F2L2 不合理 实验次数太少，结论不具有普遍性（3）杠杆本身受到重力31 （1）省力（2）可以改变力的方向（3）费距离（4）滑轮组32. 解：由图可知：独轮车的车辆轮轴处是支点，其中重力 G 是阻力，支点到重力作用线的距离是阻力臂，故 L2=0.3m；力 F 是动力，支点到力 F 作用线的距离是动力臂，故 L1=1m；根据杠杆的平衡条件得：FL 1=GL2，F= = =300N；即人手向上的力应为
20、300N33 （1）匀速、向上、 拉力大小 刻度尺（2）3、3、3、2、 66.7、80、66.7、80（3）、 （4）低 （5）低 （6）同一 、不同343t35F=500N，F=400N36.起重机做的有用功：W 有 =Gh=3600N4m=1.44104J，7总功：W 总 =W 有 +W 额 =1.44104J+9600J=2.4104J，机械效率：= 100%= 100%=60%，起重机所做的额外功是由绳重、摩擦、动滑轮重等因素引起的37.（1）W 有用 =Gh=200N3m=600J；由图可知：绳子的股数 n=2，s=nh=23m=6m，W 总 =Fs=150N6m=900J，动滑轮
21、的机械效为：= 100%= 100%66.7% （2）功率 P 总 = = =180W；38.因为 F=1.8N，s=1.2m，所以拉力 F 对物体做的总功为：W 总 =Fs=1.8N1.2m=2.16J；（2）因为 G=4.5N，h=0.3m，所以拉力 F 所做的有用功为：W 有用 =Gh=4.5N0.3m=1.35J；（3）斜面的机械效率为：= 100%= 100%=62.5%39 （1）G=mg=60kg9.8N/kg=588N （2）F 2=G=588N F1LI=F2L2 F1=F2L2/L1=588N0.9m/1.5m=352.8N 40 (1)1200J (2)1500J (3)
22、80% (4)150W41 （1）378J （2）70% （3）180w 42.（1）0.2J；（2）0.24J；（3）83.3%43.（1）机械效率越高的斜面，不一定越省力（或机械效率越高的斜面越费力）；（2）斜面倾斜程度越大拉力越大，但摩擦力不一定越大（或摩擦力越小）理由：因为由实验数据可知斜面倾斜程度变大，斜面的机械效率随之变大，额外功占总功的比例变小，所以摩擦力不一定变大（或斜面倾斜程度变大，滑块对斜面的压力变小，因此滑块受到的摩擦力变小）；（3）当滑块沿斜面匀速向上运动时：由功的关系 FL=Gh+fL，可得 ；GhfFL8当滑块沿斜面匀速向下运动时：由功的关系 Gh=FL+fL，可得力 GhfFL
