1、F图 5简单机械和功 （时间：45 分钟 满分：100 分）一、选择题（每题 3分，共 36分）1. 在你学过的简单机械里，既可省力又可费力的机械是（ ）A.杠杆 B.定滑轮 C.动滑轮 D.滑轮组2. 如图 1所示，这款图钉来自一位初中生的创意，翘起部分为我们预留出施力空间。图钉作为杠杆，其支点是（ ）A. A点 B.B点C.C点 D.D点3. 用剪刀剪硬纸片时，用刀口中部比用刀口头部剪容易把硬纸片剪断，这是因为（ ）A.减小了阻力 B.减小了阻力臂C.增大了动力 D.增大了动力臂4. 两物体 A、 B所受的重力分别为 60 N和 140 N，如图 2所示，当两物体 A、 B都静止时，它们所
2、受的合力分别是（ ）A.60 N 140 N B.0 140 N C.60 N 0 D.0 0BAAF图 2 图 3 5. 如图 3所示，物体 A在拉力 F50 N的作用下以 0.5 m/s的速度运动，不计滑轮重和绳与滑轮的摩擦，则物体 A受到的摩擦力和人拉绳移动的速度分别为（ ）A.150 N 1 m/s B.100 N 1.5 m/s C.150 N 1.5 m/s D.100 N 1 m/s6. 利用动滑轮将重物 G沿斜面匀速拉上去，已知斜面长为 L，高为 h，拉力为 F（如图 4所示） ，若不计摩擦，下列关系成立的是（ ）A.F G B.FC.F D.F7. 如图 5所示，用 10 N
3、的水平推力推着重为 60 N的物体沿水平方向做直线运动。若推力对物体做了 60 J的功，则在这一过程中（ ）A.物体一定受到 10 N的摩擦力B.重力做的功一定为 360 JC.物体一定运动了 l mD.物体一定运动了 6 m8. “给我一个支点和一根足够长的棍，我就能撬动整个地球。 ”如图 6所示，在生产和生活中的杠杆与阿基米德设想属于同一类型的是（ ）图 1FG3 0 图 4DACEOB图 109. 如图 7所示，是小丽“研究杠杆平衡条件”的实验，使杠杆在水平位置平衡。如果在杠杆两边的钩码下面各增加一个大小相等的钩码，则杠杆（ ）A.仍然平衡 B.不平衡，左端下降C.不平衡，右端下降D.无
4、法确定 10. 一瀑布的落差（瀑布顶端和底端的高度差）约为 100 m。在 0.1 s内有 18 kg的水流过瀑布顶端，经过 4.5 s落到瀑布底端。质量为 18 kg的这些水从顶端落到底端的过程中，重力的功率约为（ ）A.4102 W B.4103 W C.1.8104 W D.1.8105 W11. 衣服夹是一种常用物品，图 8中给出了用手捏开和夹住物品时的两种情况。下列说法中正确的是（ ）A.当用手将其捏住时，它是费力杠杆B.当用其夹住物品时，它是费力杠杆C.无论用手将其捏住还是夹住物品时，它都是费力杠杆D.无论用手将其捏住还是夹住物品时，它都是省力杠杆12. 如图 9所 示，不计绳重、
5、阻力及摩擦，将重500 N的货物提高 1 m，测得滑轮组的机械效率为 60%；若用该滑轮组将 800 N的货物提升 l m，则关于它 的机械效率，下列说法中正确的是（ ）A.等于 60% B.小于 60%C.大于 60% D.无法确定二、填空题（每空 1分，共 18分）13. “塔吊”是建筑工地上普遍使用的一种起重设备，如图 10所示是“塔吊”的简化图。 OB是竖直支架， ED是水平臂， OE段叫平衡臂， E端装有配重体， OD段叫吊臂， C处装有滑轮，可以在 O、 D之间移动。已知 OE10 m， OC15 m， CD 10 m， 若在 C点 用 此 塔 吊 能 起 吊 重 物 的 最 大
6、质 量 是 1.5103 kg，则配重体的质量应为_kg，当滑轮移到 D点时能 够安全起吊重物的最大质量是_kg。 （不计“水平臂”和滑轮的重力）14. 如图 11所示，一位母亲推着婴儿车行走，当前轮遇到障碍物时，母亲向下按扶把，若把婴儿车视为杠杆，这时杠杆的支点是_；当后轮遇图 6图 7图 8F图 9图 11F图 15 到障碍物时，母亲向上抬起扶把，这时婴儿车可视为 _杠杆(选填“省力”或“费力”)。15. 如图 12所示，一根粗细均匀的硬棒 AB被悬挂起来。已知 AB6 AO，当 A处悬挂 100 N的重物 G时，杠杆恰好处于平衡状态，则杠杆的自重为_N。GAOBN012345 01234
7、5N012345012345abAB CDE图 12 图 13 图 1416. 小明探究滑轮的作用，采用如图 13所示的装置进行测量，图中的滑轮是_（选填“定滑轮”或“动滑轮” ） ，当拉力由 a位置逐渐变化到 b位置，弹簧测力计的示数_（选填“变大” “变小”或“不变” ） ，其原因是_。17. 如图 14所示，杆秤是民间的一种测量工具。使用时，将待测物体挂在秤钩 A上，用手拎住提绳 B或 C（相当于支点） ，秤砣 D在秤杆 E上移动，当杆秤水平平衡时就可以在秤杆上读出示数。(1)从科学的角度来看，杆秤应该是一种测量_大小的工具。(2)根据杠杆平衡的条件分析，使用杆秤时，当从提绳 C换到提绳
8、 B时，最大测量值将变_。18. 用动力臂是阻力臂 3倍的杠杆将 600 N的货物抬高 30 cm，手向下压杠杆的力是 250 N，手下降的高度是_cm，人做的总功是_J，有用功是_J，这根杠杆的机械效率是_。19. 跳绳是同学们喜欢的一种运动，某同学体重 400 N，如果 1 min内跳 120次，每次离地高度约 0.05 m（设每次离地高度和时间相同 ） ，则该同学在 1 min内做功_J，他在这 1 min锻炼中的功率是_W。20. 如图 15所示，装修工人用滑轮组把重为 300 N的货物在 25 s内匀速提高到 10 m高的楼上，所用拉力为 125 N，则工人做功的功率为_W，该滑轮组
9、的机械效率是_。三、实验探究题（每题 6分，共 12分）21. 某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想，小组将对猜想进行验证。（1）如果影响机械效率的因素有多个，要研究机械效率与某个因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，这种方法在科学探究中被称作_。（2）下列 A、B 是同学提出的两个猜想：猜想 A：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；猜想 B：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械 效率与滑轮组提升的物重有关。（3）为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图 16甲、乙、丙、丁的滑轮组进行实验。（a）按图_滑轮组准备做的两个实验用来验证猜想 A
10、的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小_（选填“相等”或“不相等” ） ，则可初步判断猜想 A是错误的。（b）按图_滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想 B的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想 B是_（选填“正确”或“错误” ）的。（4）接着，小组进行了实验验证。22. 小明要 测量一根 1 m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称量。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 20 cm的刻度尺和几根足够长的细绳。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
11、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） 。四、作图题（每题 3分，共 6分）23. 如图 17所示，为了让杠杆静止在图中位置，请画出在 A点所施加的最小动力 F及其力臂 L。24. 用如图18所示的滑轮组提升重物，在图中画出最省力的滑轮组绕 线。图 16图 17G图 18GF图 20五、计算题（25 题 12分，26 题 16分，共 28分）25. 假期里，小兰和爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动。活动要求是：家庭成员中的任意两名成员分别站在如图19所示的木板上，恰好使木板水平平衡。(1)若小兰和爸爸的体重分别为和，小兰站在 距离中央支点的一侧，爸爸应站在距离支点多远
12、处才能使木板水平平衡？(2)若小兰和爸爸已经成功地站在了木板上，现在他们同时开始匀速相向行走，小兰的速度是，爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破坏？26. 用如图20所示的滑轮组吊起重物，不计绳重及摩擦。(1)当物重为时，绳端所用的拉力是，内重物被匀速提高时，求拉力F所做的功是多少？(2)此时机械效率是多少？(3)当所吊重物变为，完成上述过程时，机械效率会有变化吗？通过计算或推理说明理由。第十一章 简单机械和功 检测题参考答案1. A 解析：在使用杠杆时，若动力臂大于阻力臂，则杠杆省力，若动力臂小于阻力臂，则杠杆费力，所以使用杠杆既可省力又可费力；使用定滑轮不省力，只能改变用力的图 19方
13、向；使用动滑轮和滑轮组只能省力，不可费力。2. C 解析：根据题图可知，当翘起 A端时，整个图钉绕 C点向上转动，所以此时杠杆的支点为 C点。3. B 解析：用剪刀剪硬纸片时，用刀口中部比用刀口头部剪能够减小阻力臂，所以容易把硬纸片剪断。选项 A、C、D 都不正确，选项 B正确。4. D 解析：当物体 A、 B都静止时，说明这两个物体受到的力是平衡力，即合力为零。5. C 解析：分担阻力的绳子的段数为 3段，则动力 F Ff。当物体的移动距离为 s时，绳子的自由端移动的距离为 s 绳 3 s，而移动的时间相同，所以 绳 3 。6. C 解析：题图中的斜面省力，动滑轮省力，所以拉力 F是物体重力
14、 G的。7. D 解析：物体受到的推力 F10 N，推力对物体做的功为 W60 J， s6 m，即物体水平向右移动了 6 m，选项 D正确，选项 C错误。由于物体不一定是做匀速直线运动，故推力与摩擦力不一定相等，选项 A错误。重力的方向是竖直向下的，没有做功，选项 B错误。8. D 解析：用很小的力可以撬动很大的地球，说明阿基米德设想的杠杆属于省力杠杆。天平是等臂杠杆，铁锹和钓鱼竿是费力杠杆，铡刀是省力杠杆，故 D选项正确。9. B 解析：杠杆的平衡取决于力和力臂的乘 积，哪端的力和力臂乘积较大，就向该端力的方向运动，由题意可知杠杆两边的钩码下面各增加一个大小相等的钩码时，左端力和力臂的乘积大
15、于右端力和力臂的乘积，故 B选项正确。10. B 解析：水的重力为 G mg18 kg10 N/kg180 N，重力做的功 W Gh180 N100 m18 000 J，重力的功率约为 P410 3 W。11. B 解析：从图中使用上可以看出，钢丝作用在衣服夹上的力为用手捏时的阻力，支点在两侧夹的交汇处，用手捏时，手作用在夹上的力为动力，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，当夹住物体时，物体对夹的力为阻力，钢丝对衣服夹 的力为动力，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，B 选项正确。 12. C 解析：提升 500 N的重物时：， ， ， G 动 333.3 N。 提 升 的 重 物 时 ： W 有
16、 G 物 h 800 N1 m 800 J， W 额 G 动 h 333.3 N1 m 333.3 J， ， 70.6，70.6%60，选项 C正确。13. 2 250 900 解析：若在 C点用此塔吊能起吊重物的最大质量是 1.5103 kg，因为， F1l1 F2l2，所以， mg10 m1.510 3 kgg15 m，解得 m2 250 kg。当滑轮移到 D点时，吊起重物的质量为 m1，所以，2 250 kgg10 m m1g（15+10）m，在 D点吊起重物的质量 m1900 kg。14. 后轮 省力 解析：当向下按扶把时，婴儿车会绕着后轮转动，所以把婴儿车看成是杠杆，则后轮是支点；当
17、后轮遇到障碍物时，向上抬起扶把，这时前轮是支点，婴儿车的总重力是阻力，抬起扶把的力是动力，由于动力臂大于阻力臂，所以此时的婴儿车可视为省力杠杆。15. 50 解析：本题中杠杆只在右端悬挂了一个重物却能达到平衡，很明显是靠杠杆本身的重力达到平衡的（设为 G1） 。棒 AB粗细均匀，棒 AB的重心在棒的中点上（设为 O1） ，设棒 AB长 l，则阻力臂 AO，动力臂 OO1。根据杠杆的平衡条件，代入数据可解得G150 N。16. 定滑轮 不变 定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小17. （1）质量 （2）大 解析：（1）杆秤利用杠杆的平衡条件，通过力臂的大小关系得出物体重和秤砣重之间的关系，进而得
18、出物体的质量与秤砣的质量之间的关系，测量的是物体的质量；（2）当从提绳 C换到提绳 B时，分析两边力和力臂的大小是否变化，根据杠杆平衡条件得出最大测量值的变化。18. 90 225 180 80% 解析：因为动力臂是阻力臂的 3倍，所以动力（手）移动的距离就是货物移动距离的 3倍，也就是 330 cm90 cm；而手用的力是 250 N，所以手（人）做的总功就是 W 总 Fs250 N0.9 m225 J；有用功就是货物被举高做的功，即 W 有 Gh6000.3 J180 J；所以这根杠杆的机械效率就是 80。19. 2 400 40 解析：跳一次的离地高度 h 0.05 m，已知同学重 G4
19、00 N，则跳一次克服重力做的功为 W Gh400 N0.05 m20 J，1 min内跳绳 120次，做功为 W 总 nW12020 J2 400 J。他在这 1 min锻炼中的功率为P40 W。20. 150 80% 解 析 ： 拉 力 做 的 功 W 总 Fs 125 N310 m 3 750 J， 工 人 做 功 的 功 率 P 150 W， 对 物 体 做 的 功W 有 Gh 300 N10 m 3 000 J， 该 滑 轮 组 的 机 械 效 率 21. （1）控制变量法 （3） （a）甲、丙或乙、丁 相等 （b）甲、乙或丙、丁 正确解析：（1）影响滑轮组机械效率的因素有多个，因此
20、进行实验时应采用控制变量法；（3） （a）要验证猜想 A：两个相同的滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关，必须控制所挂的钩码的重相同，因此实验装置应选图甲、丙或图乙、丁，如果测得的机械效率相等，就证明与细线的绕法无关，说明猜想 A错误；（b）要验证猜想 B：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关，必须控制细线的绕法相同，所挂的钩码的重不同，因此装置应选图甲、 乙或图丙、丁；若机械效率不相等，则说明两个相同的滑轮组成的滑轮组，其机械效率与所提升的物重有关，从而说明猜想 B正确。22. （1）主要实验步骤：用天平称出金属块的质量 m0；用细绳和刻度尺测出木棒的长度
21、 L；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；用细绳和刻度尺测量出绳环到系金属块那端的木棒长度 L1。（2）木棒的质量为。解析：由于木棒的质量超过了天平的量程，所以不能直接 用天平来测量木棒的质量；根据题目提供的器材可知，金属块的质量适当，因此可用天平直接测量，即金属块的质量已知，因此可将木棒用细绳悬吊起来，在木棒的一端悬挂金属块，调节悬吊木棒的细绳的位置，使木棒在水平位置平衡，如图 1所示。若金属块的质量用表示，木棒的质量用表示，悬吊木棒的绳端为支点，根据杠杆的平衡条件有，由此可得木棒的 质量。2
22、3. 如图 2所示。 解析：要使作用在 A点的动力最小，则动力的力臂应最大，支点 O到动力作用点 A的距离为最大力臂 L，所以最小动力的方向垂直于杠杆斜向上。24. 如图 3所示。25. 解：（1）小兰和爸爸对杠杆施加的力分别为 F1400 N， F2800 N， F1的力臂 l12 m，根据杠杆的平衡条件 F1l1 F2l2，代入数据得 400 N2 m800 Nl2，解得 l21 图 2图 1GF图 3m。（2）设小兰和爸爸匀速行走的速度分别为 1和 2，行走时间为 t，要保证杠杆水平平衡，则有 F1(l1 1t) F2(l2 2t)，即 400 N(2 m0.5 m/st)800 N(1 m 2t)，解得 20.25 m/s。26. 解：（1） W 总 Fs3 Fh360 N2 m360 J。（2） W 有 Gh150 N2 m300 J。 83.3%（3） W 额 W 总 W 有 360 J300 J60 JW 额 G 动 h，所以 G 动 30 N 机械效率变大，证明物体越重，机械效率越高。
