浙江版九年级上册科学期末题型复习-滑轮和机械效率问题(含答案)

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浙江版九年级上册科学期末题型复习-滑轮和机械效率问题(含答案)

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浙教版九年级上册科学期末题型复习-滑轮与机械效率
题型一:竖向滑轮组
1.如图,甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力“这一结论,小敏想通过一次实验既得出结论,又能直接显示出钩码的重力大小,于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计),下列四套装置中能实现的是(  )
A. B. C. D.
2.质量为m的同一物体,先用滑轮组(如图甲)匀速提升,后沿斜面(如图乙)匀速拉升,两次物体提升高度均为h,两次拉力大小均为0.8mg,斜面长AB=2h,则两次提升物体的机械效率(  )
A.η甲>η乙 B.η甲<η乙
C.η甲=η乙 D.条件不足无法判断
3.如图所示,某人通过滑轮提升重为G的重物,人由A到B的过程中,物体保持匀速上升,人对绳子的拉力为F,AB间水平距离为s,不计绳重和摩擦。则此过程中(  )
A.F大小保持不变 B.人做的功为Gs
C.人做的功为Fs D.人做功的功率逐渐增大
(1题图) (2题图) (3题图)
4.如图所示,竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组,滑轮组下端挂有物体B,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连。此时物体A在绳的水平拉力作用下向左做匀速直线运动,此时测力计的示数为450N;在物体B下加挂重为60N的物体C后,用水平向右的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向右做匀速直线运动,此时物体B上升的速度大小为5cm/s。 已知每个滑轮重均为50N,若不计绳重及滑轮的摩擦,则下列说法中正确的是(  )
A.物体A所受滑动摩擦力大小为100N B.拉力F做功的功率为63W
C.物体B所受重力为400N D.水平向右的力F的大小为400N
5.小明用如图装置“测量大气压”时,发现弹簧秤的量程太小,无法拉开紧贴在地面上的吸盘,于是他加了一个轻质滑轮,若不计滑轮自重和摩擦,下列操作最有可能完成实验的是(  )
A. B. C. D.
6.如图所示,不计滑轮重及绳重摩擦,分别用力F1、F2匀速提升同一重物,若力F1、F2在相等的时间内对物体所做的功相等,则力F1、F2及其功率P1、P2的大小关系为(  )
A.F1>F2 P1F2 P1>P2
C.F1>F2 P1=P2 D.F1(4题图) (5题图) (6题图)
7.如图甲所示,用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起,拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示.物块完全离开水面后,动滑轮的机械效率为87.5%,绳重和摩擦忽略不计。下列选项正确的是(  )
A.物块的棱长为0.6m
B.动滑轮重为300N
C.物块完全离开水面前,动滑轮的机械效率大于87.5%
D.将物块提升至上表面与水面相平的过程中,拉力F做的功为1650J
8.如图甲所示的滑轮组装置,不计绳重和摩擦,绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放置在水平地面上重为G=80N的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端,拉力F随时间t变化的图象如图乙所示,重物上升的速度v随时间t变化的图象如图丙所示。已知在2s~4s内重物上升的竖直高度为2m,则下列说法错误的是(  )
A.动滑轮重为20N
B.0~2s内重物对地面的压力为40N
C.2~4s内,绳自由端下降的平均速度为2m/s
D.4~6s内,拉力F的功率为100W
9.如图所示,吊篮的重力为400N,动滑轮总重力为50N,定滑轮总重力为40N,人的重力为600N,不计绳重与摩擦,人在吊篮里拉着绳子不动时需用力(  )
A.210N B.218N C.220N D.236N
10.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,设置了如图所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)下列计算结果正确的是(  )
A.0-1s内,地面对物体的支持力是10N
B.1-2s内,拉力F做的功是187.5J
C.2-3s内,拉力F的功率是100W
D.2-3s内,滑轮组的机械效率是62.5%
11.右图中定滑轮重2N,动滑轮重1N。物体A在拉力F=4N的作用下,1s内沿竖直方向匀速升高了0.2m,不计绳重和轴摩擦,则以下计算结果正确的是(  )
A.绳子自由端移动速度为0.1m/s
B.滑轮组的机械效率为87.5%
C.天花板对滑轮组的拉力为10N
D.滑轮组对物体A做功的功率为1.6W
12.用如上图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体每次物体被提升的高度均为0.5m,滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示,不计绳重和摩擦,下列分析正确的是(  )
A.动滑轮的重力为5N B.该滑轮组的机械效率可以达到100%
C.滑轮组的机械效率越高,拉力做功越少 D.每次提升重物时,滑轮组做的额外功为5J
13.如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置(不考虑滑轮重和摩擦)。使用时:①瘦子固定不动,胖子用力FA拉绳使所受重力为G的物块匀速上升。②胖子固定不动,瘦子用力FB拉绳使所受重力为G的物块匀速上升。下列说法中正确的是(  )
A.FA<G B.FB<G C.FA=2G D.FB=2G
(11题图) (12题图) (13题图)
14.如图所示,用F1的力将物体B匀速提升h1,F1做功 600J,若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度,F2做功为1000J。下列说法正确的是(  )
A.F2做功的距离为3h B.两个过程中的拉力F1=3F2
C.滑轮组机械效率为40% D.F做功的功率比F2做功的功率小
15.如图所示,物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体,不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同,对比两个滑轮组,下列说法正确的是(  )
A.甲更省力,甲机械效率大 B.乙更省力,机械效率一样大
C.乙更省力,乙机械效率大 D.甲更省力,机械效率一样大
16.小李的质量为50kg,可以举起80kg的杠铃;小胖的质量为70kg,可以举起60kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛,双方都竭尽全力,看谁能把对方拉起来。比赛结果应是(  )
A.小李把小胖拉起 B.小胖把小李拉起 C.两个都拉不起 D.两个都拉起
(14题图) (15题图) (16题图)
17.2022年冬季奥林匹克运动会主办城市是北京,北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市。在某场馆建设中,有甲、乙、丙三种场景,回答下列问题:
(1)在甲、乙两场景中,甲、乙两物体在F1、F2作用下匀速上升,若F1=F2,不计摩擦及绳与滑轮的重,则G甲:G乙=   。
(2)在丙场景中,工人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使物体A在5s 内匀速上升了1m。已知物体A重400N,动滑轮重为100N,不计摩擦及绳重,则拉力的功率为   瓦,滑轮组的机械效率为   。
18.如图是上肢力量训练示意图,O点位于横杆ab的中点(不计绳重、滑轮重力和摩擦)。
(1)若人的质量为60千克,则能拉起的配重最大质量约为   千克。
(2)人以0.15米/秒的速度用力向下拉,则配重上升速度为    米/秒。
19.小明到某山区旅游时,发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械(如图所示),当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运到二楼上面,对此小明充满好奇,经主人同意后,小明借助该装置,用很小拉力就能将质量为80千克的重物匀速提升了3米,请根据所学知识解答下列问题:
(1)该装置可简化看成由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组,则属于动滑轮是的   (选填“A”或“B”);
(2)重物上升3米的过程中,小明对重物做的功为多少   ?
(3)主人介绍滑轮B的质量为5千克,不计绳重和摩擦,整个过程中,小明做的功是多大   ?
(18题图) (19题图)
20.某公园矗立着由汉白玉制成的雕像,其质量为5.4t,吊装时用如图所示的滑轮组将雕像匀速吊上3m的高台。已知提升雕像时,拉力F的功率为6×103W,绳子自由端移动速度为0.3m/s。(g=10N/kg)求:
(1)滑轮组将雕像吊上3m高台需要的时间t为多少秒?
(2)滑轮组对雕像做的有用功是多少?
(3)提升雕像的过程中滑轮组的机械效率是多少?
21.某校科学兴趣小组用图甲所示的滑轮组和箱子运送建材上楼的装置,研究机械效率与每次运送货物重的关系。得出机械效率随物重不同的建材变化的图象如图乙所示,若滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计。求:
(1)若工人用100N的拉力,将建材匀速竖直向上提升了3m,工人所做功;
(2)当所运送建材的重为400N时,工人作用在绳子上的拉力;
(3)当滑轮组的机械效率为80%时,所运送建材受到的重力。
22.如图是科技小组利用电子秤监控水库水位的模拟装置,由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成,杠杆始终在水平位置平衡。已知OC:OD=1:2,A的体积为0.02m3,A重为400N,B重为300N,动滑轮重100N,不计绳重与摩擦(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)A的密度。
(2)单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时的机械效率。
(3)水位上涨过程中,电子秤所受到的最大压力。
23.如图甲所示,电动卷扬机通过滑轮组提升重物,卷扬机有两个档位可以调节对绳子自由端施加的力 F 大小; 在某一次提升重物过程中其拉力 F 随时间变化的关系如图乙所示,重物上升高度随时间变化 的关系如图丙所示,不计钢丝绳重和摩擦力大小。求:
(1)0~2s 拉力 F 所做的功是多少?
(2)2~4s ,提升重物过程中,滑轮组机械效率为 75%,则重物和动滑轮的重力分别是多少?
24.用如图所示的滑轮组提升货物,已知动滑轮重30N,货物重360N,上升速度是0.3m/s,拉力F的功率是180W(不计绳重)。求:
(1)绳子自由端施加的拉力F是多少。
(2)滑轮组的机械效率η
(3)货物上升3m过程中,克服摩擦力做的功。
25.古代护城河上有座吊桥,它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为10m,所受重力为3000N的均匀杆AB,可以绕转轴B点在竖直平面内转动,在B点正上方10m处固定一个定滑轮C,绳子通过定滑轮与杆的另一端A相连。
(忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦, ).则:
(1)请在图中画出阻力的方向和动力(拉力)的力臂;
(2)滑轮C的类型为   ;
(3)在拉动吊桥缓慢匀速升起的过程中,动力和动力臂F1L1的乘积变化情况是   ;
(4)若从水平位置将吊桥匀速拉至与水平面成30°角,怎此时的拉力F2为   N;
(5)若在10s内从水平位置将吊桥匀速拉至与水平面成45°角,则该过程中人拉力做功的功率为  W
题型二:横向滑轮组
1.如图,物体B放在水平桌面上,物体A通过滑轮组拉着物体B,此时物体B保持静止状态,当用竖直向下4牛的力F1拉重为2牛的物体A时,使物体B以0.2米/秒的速度匀速向右运动。若只用水平向左的力F2拉物体B时,使物体A以0.3米/秒速度匀速上升,不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦。下列判断正确的是(  )
A.物体B受到的摩擦力为8牛 B.拉力F2大小为10牛
C.拉力F2的功率为2.4瓦 D.拉力F1的功率为1.2瓦
2.用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体,如图所示。已知水平拉力为F,物体受到地面的摩擦力为f,物体移动的距离为s。下列说法正确的是(  )
A.重力做功数值为Gs B.拉力做功数值为Fs
C.克服摩擦力做功数值为fs D.使用此滑轮既省力又省功
3.如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法错误的是(  )
A.F2的功率为0.6W
B.弹簧测力计读数为9N
C.物体A和地面之间有摩擦力
D.如果增大F2,物体A可能向左运动
(1题图) (2题图) (3题图)
4.在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示,有关力的分析正确的是(  )
A.车对地面的压力与车的重力是一对平衡力
B.车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是一对平衡力
C.脱困必需2400N的拉力时,绳索自由端的力F至少为1200N
D.脱困必需2400N的拉力时,绳索自由端的力F至少为800N
5.如图用10N的水平拉力F拉滑轮,使足够长的物体A以0.4m/s的速度在水平地面上匀速运动,弹簧测力计的示数为3N。下列说法正确的是(不计滑轮、弹簧测力计、绳重及滑轮摩擦)(  )
A.地面对A的摩擦力为3N
B.绳子拉物体A的功率为2W
C.物体B受到的摩擦力为3N,方向水平向左
D.在运动过程中若将拉力F增大到12N,弹簧测力计的示数也增大
(4题图) (5题图)
6.如图所示,两滑轮采取不同的绕绳方法,在粗糙程度相同的木板上,拉着同一重物不计绳重和摩擦),沿水平方向匀速运动相同的距离(不计绳重和摩擦)下列说法中正确的是(  )
A.F1所做的额外功多 B.F1C.两装置的机械效率相同 D.F1>F2,F1移动距离多
7.如图所示,用三种不同的方式分别拉同一物体在相同水平地面上做匀速直线运动,所用拉力分别为F1、F2和F3,则它们的大小关系正确的是(不计滑轮重和绳子与滑轮间的摩擦)(  )
A.F38.如图所示,重为120N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动,其路程随时间变化的图像如图乙所示。已知物体A在水平方向上受到的阻力为物重的0.1倍,滑轮组机械效率为80%,滑轮组和绳子的自重不计。下列分析计算正确的是(  )
A.在10s内,作用在绳子自由端的拉力F为5牛
B.左侧墙受到滑轮组16牛拉力作用
C.10s内,绳子自由端沿水平方向移动了4m
D.在10s内,拉力F做功的功率为1.2W
9.高速铁路的输电线,无论冬、夏都需要绷直,以保障列车电极与输电线的良好接触,图乙为输电线的牵引装置工作原理图。图乙为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣配重为100N。若某段时间内坠砣串下降了8cm,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,下列说法正确的是(  )
A.滑轮A为动滑轮,滑轮B为定滑轮 B.钢绳上的拉力为2000N
C.输电线P端受到的拉力大小为1000N D.输电线P端向左移动了16cm
10.如图装置中,物体A重100N,物体B重10N,在物体B的作用下,物体A作水平向右的匀速直线运动。现在物体A上加一个水平向左的拉力F,拉力的功率为30w,使物体B匀速上升,则物体B上升3m所用的时间为(不计滑轮与绳子和轴之间的摩擦,不计绳子重和滑轮重) (  )
A.1s B.2s C.3s D.4s
11.一辆汽车不小心陷进泥潭后,司机按如图所示的两种方法拉车(不计绳子与滑轮间的摩擦及滑轮自重),下列说法正确的是(  )
A.甲、乙都省力 B.甲省力,乙不省力
C.甲不省力,乙省力 D.甲、乙都不省力
(10题图) (11题图)
12.如图所示,当F1=4N,F2=3N时物体A相对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动,可知,弹簧测力计读数为   N,拉力F2的功率为   W,如果增大F2,物体A   (选填“可能”、“不可能”)向左运动。(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。
13.如图甲、乙所示,平静的湖面停泊着两艘小船,绳的一端拴在A船上,绕过B船上的滑轮,站在船上或岸上的人用100N的力拉绳子的自由端。如果甲、乙两图中 A船在20s内向右匀速移动了10m,同时B船向左移动了4m,则甲图中人做功   J,乙图中人拉绳子的速度为   m/s。
14.用F=10N水平拉力,使重100N的物体A,沿水平方向匀速直线运动了0.5m,若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计。图中作为动滑轮使用的是   (填写标号),物体受到地面的摩擦力为   N,绳子的自由端移动了   m。
15.如图所示,物体A在物体B的重力作用下做匀速直线运动。若在A上再施加一个水平向左、大小为180N的拉力F(图中未画出),则物体A向左做匀速直线运动,此时物体A与桌面之间的摩擦力为   N,方向   。物体B的重力是   。(不计绳重,轮重和摩擦)
(14题图) (15题图)
题型三:滑轮机械效率实验
1.小海同学想:物体被从斜面的同一高度释放后滚动的快慢一样吗 他猜想物体滚动的快慢可能与物体的质量和形状有关。小海选择下列物品进行实验:一把米尺、一块塑料板、一个小球、同样规格的一只装满水的瓶子和一只空瓶子,如图所示。实验步骤如下:
①用塑料板搭成一个倾斜角度较小的斜面。
②将米尺横放在这块塑料板上,并握住它。
③将小球、装满水的瓶子和空瓶子放在斜面上。
④移走米尺,同时释放三个物体并观察它们滚动的快慢。
(1)选取小球时应该注意的问题是   。
(2)下面关于移走米尺的两种方案,你认为较为合理的是____(填“A”或“B”)。
A.沿箭头a方向,快速将米尺移走 B.沿箭头b方向,快速将米尺移走
(3)在步骤④中,要判定物体滚动的快慢与物体的形状是否有关,你的观察对象和方法是:   。
2.为了探究影响斜面机械效率的因素,准备了三个质量不同的木块、三条长度相同但粗糙程度不同的长木板、刻度尺等器材。请回答下列问题。
测量 次数 物重 G/N 斜面 高h/m 沿斜面的 拉力F/N 斜面长 s/m 有用功 W有/J 总功 W总/J 机械效率η
1 1.5 0.1 0.6 0.4 0.15 0.24 62.5%
2 3 0.1 1.2 0.4 0.3 0.3 62.5%
3 6 0.1 2.4 0.4 0.4 0.6 62.5%
(1)除题中所给器材,完成该实验还需添加的测量器材是   
(2)小金利用三个质量不同的木块和一块长木板,设计了如图所示的实验装置,并按图正确完成了实验,相关实验数据和计算结果如上表所示。分析实验过程和数据,可知该实验是在探究斜面机械效率与   的关系,第3次实验中物体受到的摩擦力为   N。
(3)利用本次实验器材,还可以探究斜面机械效率与   的关系。
3.图示为某同学用一个弹簧测力计(量程为5牛)做“探究定滑轮的特点”实验的几个步骤。
(1)在弹簧测力计的挂钩上,挂上两个钩码,如图甲所示,此时弹簧测力计的示数为   。
(2)如图乙所示,通过定滑轮拉起两个钩码,此时弹簧测力计的示数为   。
(3)改变测力计拉力的方向,如图丙所示,其示数为   。由以上实验可以得出定滑轮的特点是   。
4.某兴趣小组在探究滑轮组工作的特点时,难以分析每股绳子的受力情况,李老师提供了如图甲所示的自制教具进行进一步探究。该装置中,每一股绳上都加装了相同的弹簧,观察并记录每根弹簧的长度如下表,
实验 次数 重物 弹簧A的 伸长量 △LA/cm 弹簧B的 伸长量 △LB/cm 弹簧C的 伸长量 △LC/cm 弹簧D的 伸长量△ LD/cm
1 X 1.6 1.6 1.6 4.8
2 Y 2.1 2.1 2.1 6.3
3 Z 2.5 2.5 2.5
(1)分析表中数岩发现,当挂上某一重物时,弹簧A、B、C的伸长长度相等,我们可以得出的结论是:   。
(2)分析表中数据,发现它们之间有一定的定量关系:△LD=  (用△LA、△LB、△Lc表示)。
(3)将滑轮组改成图乙绕线方式,并在下端挂上重物Z,则弹簧A的伸长长度△LA为   cm,(不计滑轮和绳子的重,以及滑轮和蝇子之何的摩擦)
5.小陈测量“滑轮组机械效率”实验中的某次情形如图,测得的实验数据记录如表。
钩码总 重G/N 钩码上 升高度h/cm 测力计 拉力F/N 测力计 移动距离s/cm
1.5 10 0.4 30
(1)实验中小陈拉动测力计移动距离是钩码上升高度的3倍,是因为   。
(2)根据表中的数据计算滑轮组机械效率为   %;对于这个结果你认为正确吗?请分析原因   ;
(3)对测定滑轮组机械效率有影响的因素有   (写出一点) 。
6.滑轮是种常用的简单机械使用定渭轮在省力和省距离等方面有什么特点?以下是小丽对此进行的实验:
①如图甲,用弹簧秤测出两个钩码的重:
②如图乙,用手竖直向下匀速拉弹簧秤,记录弹簧秤示数(摩擦力忽略不计)。测量钩码和绳子自由端通过的距离,记录在下表中:
③如图丙,改变拉力方向重复实验并记录。
拉力 方向 弹簧秤 示数(牛) 绳子自由端 移动距离(厘米) 钩码上升 距离(厘米)
竖直向下 2.0 15 15
斜向下 2.0 12 12
水平 2.0 8 8
请回答:
(1)①中测得钩码重为   牛:
(2)分析数据,可得出的结论是   :
(3)小丽认为仅凭一组实验得 出结论不具普遍性,还需   。
7.下雨天,小颖站在窗前看到对面人字形屋面上雨水在不停地流淌。她想,雨水在屋面流淌的时间与哪些因素有关呢?她提出了两种猜想:①雨水流淌的时间可能与雨水的质量有关;②雨水流淌的时间可能与屋面的倾角有关。自己的猜想是否正确呢?为此,她设计了一个如图的装置(斜面光滑且较长,倾角α可调),用小球模拟雨滴进行了如下的探究活动:
表一
质量m/g 3 6 8 12 20
时间t/s 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7
表二
倾角α/° 15 30 45 60 75
时间t/s 1.9 1.6 1.2 1.6 1.9
(1)如图甲,保持斜面的倾角α不变,换用不同质量的小球,让它们分别从斜面的顶端由静止释放,测出小球下滑的时间如表一。小颖经过分析得出如下结论:   。
(2)不改变底边的长度,多次改变倾角。让同一小球从斜面的顶端由静止释放(如图乙)测出每次下滑的时间如表二。小颖对上述数据:进行了归纳分析,得出的结论是   。根据实验可知,为了减少雨水在屋面上流淌的时间,在建造人字形屋面时,屋面的倾角应该以   为宜。但实际建造房屋时,屋面倾角通常小于这个角,其原因之一可能是   。
8.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某实验小组用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如表。
次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/%
1 2 10 0.8 30 83.3
2 4 10 1.5 30
3 6 10 30 90.9
(1)在第2次实验中,滑轮组的机械效率η为   。(保留一位小数)
(2)分析数据可得结论:同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越   (填“高”或“低”)。
(3)根据实验结论推测,使用该滑轮组再次将重为8N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组的机械效率可能为 。
A.71.6% B.82.6% C.92.4% D.100%
(4)另一实验小组改变动滑轮的重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力为    N。(忽略绳重和摩擦)
9.在探究动滑轮使用特点的实验中,各小组按照图(a)中所示的实验器材进行实验,每个小组的实验器材都相同(摩擦力可忽略不计)。
甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码,竖直向上拉弹簧测力计,
每次都匀速提起钩码,如图(a)所示。乙、丙两个小组的同学
实验时,没有注意按照要求规范操作,他们斜向上拉弹簧测力计,
匀速提起钩码,实验情况分别如图(b)、(c)所示。
各小组的实验数据记录在表格中:
表一(甲小组) 表二(乙小组) 表三(丙小组)
实验 序号 物体的重 力(牛) 弹簧测力计 的示数(牛) 实验 序号 物体的重 力(牛) 弹簧测力计 的示数(牛) 实验 序号 物体的重 力(牛) 弹簧测力计 的示数(牛)
1 1.0 0.6 4 1.0 0.7 7 1.0 0.8
2 2.0 1.1 5 2.0 1.3 8 2.0 1.6
3 3.0 1.6 6 3.0 1.8 9 3.0 2.3
(1)甲小组同学分析比较了实验序号1、2、3的数据和相关条件,得出动滑轮使用特点的初步结论是:使用动滑轮匀速提起重物,   。
(2)同学们查阅相关资料得知:若不计动滑轮自身的重力,使用动滑轮匀速提升重物时,可以省一半力…由此,他们分析了表一中的实验数据,求出滑轮的重力为   牛。
(3)分析比较实验序号1、4、7(或2、5、8或3、6、9)的实验数据和相关条件,得出的初步结论是:   。
10.小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系如图所示。她首先测出小车重,然后用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车,调节斜面倾斜角θ的大小并多次测量,得表中所示的数据:
实验 次数 斜面倾 斜角 小车 重G/N 斜面 高h/m 斜面 长s/m 拉力 F/N 有用功 总功 机械效率
① 12° 5 0.2 1 2.1 1.0 2.1 ______
② 30° 5 0.5 1 3.6 2.5 ______ 69.4%
③ 45° 5 0.7 1 4.3 3.5 4.3
(1)根据表格中数据,第①次实验斜面的机械效率为   (计算结果小数点后保留一位);第②次实验中总功为   ;第③次实验中斜面对物体的摩擦力为   。
(2)分析表中的数据,可以得出的探究结论:斜面倾斜角θ越   ,斜面越省力,斜面的机械效率越   。
(3)若斜面的倾斜程度、粗糙程度和物重都保持不变,只增加物体在斜面上运动的长度,则所测斜面的机械效率将   (填“变大”、 “变小”或 “不变”)
题型四:斜面
1.如图所示,为了把两件相同的货物搬运到平板货车上,工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面(ABA.沿斜面AB推动更省力
B.沿斜面CD推动更省功
C.无论利用哪个斜面,工人克服货物重力做功一定相同
D.无论利用哪个斜面,工人克服货物重力做功的功率一定相同
2.如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AC、BC以相同的速度从底部匀速拉到顶点C,已知AC>BC,施加的力分别为FA、FB,拉力做的功分别为WA、WB,拉力做功的功率分别为PA、PB,则下列判断中正确的是(  )
A.FAFB WA>WB PA>PB
C.FAPB
(1题图) (2题图)
3.利用相同材质的斜面将质量相同的货物通过甲、乙、丙、丁四种方式匀速推上车厢。已知乙、丁的货箱底部装有轻质小轮(质量不计),平板斜角a>β。对比四次搬运货物的过程,最省力的方式是(  )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
4.如图,重力为6N的物体在4N拉力F的作用下,以0.2m/ s的速度沿斜面匀速上升。当物体升高0.6m时,物块恰好沿斜面前进1.2m的距离。忽略绳重和动滑轮自重,则(  )
A.物体对斜面的压力为6N B.该装置的机械效率为75%
C.物体与斜面间的摩擦力为8N D.拉力F的功率为1.6W
5.如图所示,有一斜面长为L,高为h,现用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知在这个过程中,物体受到斜面的摩擦力大小为f,则斜面的机械效率为(  )
A. ×100% B. ×100%
C. ×100% D. ×100%
(4题图) (5题图)
6.如图所示是两个斜面,这两个斜面的粗糙程度相同且等高,现在有 2 个相同的木块在斜面的最高点由静止释放(重心到水平桌面的距离相等),W 为木块重力做功,η 为木块做功的机械效率,下列判断正确的是(  )
A.W左图=W右图,η左图<η右图 B.W左图=W右图,η左图>η右图
C.W左图>W右图,η左图=η右图 D.W左图>W右图,η左图<η右图
7.如图所示,为100N的物体从底端匀速推到斜面顶端,斜面的长为10m,高为3m,实际推力为50N,求斜面对物体的摩擦力为   N,斜面的机械效率为   。
(7题图) (8题图) (9题图)
8.小莉去山区旅游,坐在汽车里通过了弯弯绕绕很长一段路程来到了一座村庄。村民告诉她还只是在半山腰,她感到很惊讶。为什么汽车要走这么长的路程呢?小莉回校后请教了科学老师,并用如图所示的斜面进行模拟实验。在保持斜面高度不变的情况下,改变斜面的长度。发现斜面越长,拉动小车匀速上升的力F越小。
(1)由此她明白了“很长的山路”可使汽车爬坡时   (选填“省力”或“省功”)。
(2)一辆总质量为2000kg的汽车以10m/s的速度匀速通过一段长3750m的路程,提高250m,需要的时间为   s,所做的有用功为   J。(g 取 10 N/kg)
.
答案解析部分
题型一
1.D
2.C
3.A
4.B
5.C
6.C
7.D
8.D
9.A
10.B
11.B
12.D
13.C
14.A
15.B
16.B
17.(1)1:2
(2)100;80%
18.(1)180
(2)0.05
19.(1)B
(2)2400J
(3)2550J
20.(1)解:由图可知,n=3;
则绳子自由端移动的距离:s=3h=3×3m=9m
根据 得所用的时间:
(2)解:G=mg=5.4×103kg×10N/kg=5.4×104N;
W有用=Gh=5.4×104N×3m=1.62×105J
(3)解:已知拉力F的功率为6×103W,t=30s,
根据 得拉力做的总功:W总=Pt=6×103W×30s=1.8×105J
21.(1)解:由图甲可知n=2,拉力端移动的距离为:S=nh=2×3m=6m
绳子上拉力所做的功:w=FS=100N×6m=600J
(2)解:由图乙得当G=400N时,η=50%
由 可知
此时
(3)解:由 可得:
当 时,有 ,即 ,可得
22.(1)解:根据G=mg可得,长方体A的质量:
m= = =40kg,
长方体A的密度ρ= = =2×103kg/m3;
答:A的密度为2×103kg/m3;
(2)解:单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时,n=3,机械效率:
η= = = = =80%;
答:单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时的,机械效率为80%;
(3)解:当水位上涨到A的上表面时,因为A浸没水中,所以V排=VA,
根据F=ρgV排可得:
A受到的浮力:F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N;
水位上涨过程中,因要求电子秤所受的最大压力,即A浸没水中,受到的浮力最大F浮=200N,
n=3,根据力的平衡有:FC= ,
FC= =100N,
根据相互作用力大小相等可知,A对C端拉力与C对A物体拉力大小相等,所以作用在杠杆C端的力,因杠杆始终在水平位置平衡,O为支点,
根据F1L1=F2L2可得:FC L1=FDL2
即100N×OC=OD×FD
解得:FD= = =50N
又因为B物体受力平衡,所以电子秤受到B物体对它的最大压力:
F压=FN=GB﹣FD=300N﹣50N=250N。
答:水位上涨过程中,电子秤所受到的最大压力是250N。
23.(1)解:由图乙知0~2s的拉力F1 为400N;由图丙知,0~2s物体升高的高度h1=4m;由图甲知,n=2,拉力端移动距离S1=2h1=2×4m=8m,
0~2s拉力F做的功:W总1=FS1=400N×8m=3200J
答:0~2s拉力F所做的功是3200J;
(2)解:由图乙知,2~4s的拉力F′=300N;由图丙知,2~4s物体升高的高度h2=12m﹣4m=8m,拉力端移动距离S2=2h2=2×8m=16m,
2~4s卷扬机所做的功为:W总2=F′S2=300N×16m=4800J
由η= ×100%可得拉力做的有用功:W有用2=η×W总2=75%×4800J=3600J,
G重物= = =450N。
拉力做的额外功:W额=W总2﹣W有用2=4800J﹣3600J=1200J,
不计钢丝绳重和摩擦力大小,拉力做的额外功等于提升动滑轮的功,
由W额=G动h得动滑轮的重力:G动= = =150N
答:重物的重力是450N,动滑轮的重力是150N。
24.(1)解:手拉绳子的速度为v2=3v1=3×0.3m/s=0.9m/s,
由P= = =Fv得,作用在绳子自由端的拉力:F= = =200N;
答:绳子自由端施加的拉力为200N
(2)解:由η= = = = 得,
滑轮组的机械效率:η= ×100%= ×100%=60%;
答:滑轮组的机械效率η为60%;
(3)解:绳子自由端拉下的长度为s=3h=3×3m=9m,
拉力做的总功为W总=Fs=200N×9m=1800J,
有用功:W有=Gh=360N×3m=1080J,额外功:W额=W总﹣W有=1800J﹣1080J=720J
滑轮组克服动滑轮重做的功:W=G动h=30N×3m=90J,
滑轮组克服摩擦力做的功为Wf=W额﹣W动=720J﹣90J=630J。
答:货物上升3m过程中,克服摩擦力做的功为630J。
25.(1)
(2)定滑轮
(3)变小
(4)1500
(5)1071
题型二
1.C
2.C
3.D
4.C
5.B
6.C
7.C
8.A
9.B
10.B
11.C
12.9;0.6;不可能
13.2800;0.9
14.2;20;1
15.90;水平向右;45N
题型三
1.(1)小球与某一个瓶子的质量相同
(2)A
(3)观察小球和同质量的瓶子,看谁先到达斜面底部
2.(1)弹簧测力计
(2)物重大小;0.9
(3)斜面的粗糙程度
3.(1)1.5牛
(2)1.5牛
(3)1.5牛;只改变力的方向,不改变力的大小
4.(1)滑轮组工作时,每股绳子受到的力的大小相同
(2)△LD=△LA +△LB+ △LC /△LD =3△LA
(3)3.75
5.(1)有三段绳子承担重物
(2)125;不正确,误将拉力的大小记为0.4N,实际应为0.8N
(3)动滑轮的重力或物体的总重或钩码总重或滑轮轴心摩擦等(合理即可)
6.(1)2
(2)使用定滑轮既不省力也不省距离,但能改变力的方向
(3)改变所挂钩码重,重复上述实验
7.(1)在光滑斜面的倾角α不变的情况下,不同质量的小球下滑时间相同(或光滑斜面上,小球的下滑时间与质量无关);
(2)在不改变斜面底边长度的情况下,随着斜面倾角的不断增大,小球下滑时间先是减小然后增大;45°;防止瓦片下滑(或同样耗材的情况下增大空间或节约建筑材料等)
8.(1)88.9%
(2)高
(3)C
(4)12
9.(1)可以省力,不能改变用力方向
(2)0.2
(3)使用动滑轮匀速提起同一重物,可以省力,测力计与竖直方向夹角越大,拉力也越大
10.(1)47.6%;3.6J;0.8N
(2)小;低或小
(3)不变
题型四
1.C
2.A
3.D
4.D
5.A
6.A
7.20;60%
8.(1)省力
(2)375;5×106
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