《第11章简单机械和功》班级姓名一、选择题1．下列简单机械中，属于省力杠杆的是（ ）A．筷子B．理发剪C．羊角锤D．钓鱼竿2．以下说法正确的是（ ）A．做功的物体都受力的作用B．在光滑水平面上做匀速直线运动的物体都做功C．作用力越大，力做功越多D．力对做变速直线运动的物体要做功3．某学生从底楼匀速走上二楼，第一次花费30s，第二次花费20s．则两次上楼过程中，学生所做的功（ ）A．第一次较大B．第二次较大C．两次一样大D．不知楼高不好判断4．某同学用120N的力，将一个重4N的足球踢到25m远处．关于他踢球时做功的情况，下列说法正确的是（ ）A．做功300JB．做功100JC．没有做功D．条件不足，无法计算5．用相同的水平力使同一物体分别在光滑水平面和粗糙水平面上移动了相同距离，则在两种情况下，力F对物体做的（ ）A．一样多B．后者多C．前者多D．无法比较6．如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F做的功为（ ）A．50JB．25JC．100JD．200J7．下列关于功率的说法中，正确的是（ ）A．做功越多功率越大B．做功时间越长功率就越小C．在相同时间内，功率越大，做功越多D．功率越大，做功越多8．如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m．已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（ ）9\nA．做的有用功是800JB．拉力F的功率是80WC．绳子自由端被拉下3mD．滑轮组的机械效率是60%9．如图所示，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10．甲，乙两台机器，甲做的功是乙做的功的2倍，而乙所用的时间是甲所用的时间的2倍，则甲，乙两台机器的功率关系是（ ）A．P甲：P乙=4：1B．P甲：P乙=1：4C．P甲：P乙=2：1D．P甲：P乙=1：111．大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做功（ ）A．200JB．300JC．400JD．500J12．如图甲所示，水平地面上的一物体受到方向不变的水平拉力F的作用，F的大小与时间t的关系及物体速度v与时间t的关系如图乙、丙所示．则下列说法不正确的是（ ）A．0～2s内物体处于静止状态9\nB．4～6s内物体的机械能不变C．2～4s内物体受到的摩擦力为3ND．4～6s内拉力对物体做功的功率为8W二、填空题13．如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重800N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间滑动摩擦力为125N．则滑轮组的机械效率为 ；若物体的速度为0.2m/s，则1min内拉力做的功为 J．14．若要在班级跳绳比赛活动时比一比谁跳绳的功率最大，那么在活动中必须测量的物理量有： 、 、 ．功率的表达式为 ．15．如图所示，一只圆柱形油桶，高80cm，底部直径为60cm，盛满油以后总重为3000N，要想使底部C稍稍离开地面，在A点要加的最小力为多大？同时请作出最小的力F的示意图及其力臂L． 16．如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是 ，保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）．三、作图题17．如图1所示的钢丝钳，其中A是剪钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴（支点），图2为单侧钳柄及相连部分示意图．请在图2中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂L1和阻力F2． 18．通过图滑轮组向上提升重物，请画出最省力的绕绳方法．9\n 19．在图中画出力F1的力臂和力臂L2对应的力F2．四、解答题20．某工地用如图所示的滑轮组匀速提升400N的重物，在重物上升0.6m的过程中，拉力的功率为250W，滑轮组的机械效率为80%（不计绳重和摩擦），则：（1）滑轮组的有用功为多少？（2）拉力做的总功为多少？（3）绳子的自由端下降的速度为多少？（4）动滑轮的重是多少？21．小刚同学想测量家中一头肥猪的重，如图所示，他用绳将猪绑住挂在木棒的B点，将棒的一端O放在石坎上，人通过挂在A端的测力计拉起木棒的另一端，是木棒刚好达到水平位置．已知测力计的示数F=320N，OA=1.6m，OB=0.4m．问：（1）请你根据以上数据计算猪的重力大约是多少？（2）你认为利用这种方法测出的猪的重力比实际重力偏大还是偏小，并说明产生误差的原因是什么？（3）如果猪的实际重力为1200N猪被拉离地面0.1m，这个过程杠杆装置的机械效率是多少？参考答案1．解：A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；9\nB、理发剪在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；C、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；D、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆．故选C．2．解：A、说法正确，做功的物体一定受力的作用；B、说法错误，若在光滑水平面上做匀速直线运动的物体对外没有力的作用，则不做功；C、说法错误，若在力的方向没有通过距离，则没有做功；D、说法错误，若物体在力的作用下，作了变速运动后，又回到了原处，则没有做功．故选A．3．解：两次上楼过程中：学生的体重不变，楼的高度不变，根据公式W=Gh可知两次上楼过程所做功大小相等；故选C．4．解：作用在物体上的力只是瞬间，物体运动过程中没有再对物体有力的作用，所以无法准确计算，故A、B不正确，虽然是瞬间，但也会让物体移动，即对物体做了功，所以C错误；故选择：D．5．解：因为力相同，移动的距离也相同，由W=Fs可知，对物体做的功相同．故选A．6．解：拉力移动距离s=s′=×5m=2.5m，拉力F=2f=2×5N=10N，拉力F做的功：W=Fs=10N×2.5m=25J；故选B．7．解：A、功率的大小等于功与时间的比值，仅仅知道做功多少而不知做功时间长短，无法判断功率大小，故此选项错误；B、功率的大小等于功与时间的比值，仅仅知道时间长短而不知做功多少，无法判断功率大小，故此选项错误；C、功率是表示做功快慢的物理量，在相同时间内，功率越大，做功越多，此选项正确；D、根据公式W=Pt可得，仅仅知道功率大小而不知做功时间，无法判断做功多少，此选项错误．故选：C． 8．解：A、W有用=Gh=800N×1m=800J，故A正确；B、W总=Fs=500N×2m=1000J，P===100W，故B错；C、由图知，n=2，s=2h=2×1m=2m，故C错；9\nD、滑轮组的机械效η===80%，故D错．故选A．9．解：（1）分析左图可知，n=3，则s=3h，∵摩擦力可以忽略不计，∴F1=（G+G动），η1===；（2）分析右图可知，n=2，则s=2h，∵摩擦力可以忽略不计，∴F2=（G+G动），η2===；由此可知：F1＜F2，η1=η2，所以甲图省力，机械效率一样大．故选B．10．解：由题意可知，假设乙做功为W，则甲做的功为2W，假设乙所用的时间为t，则甲所用的时间为，所以代入功率公式可以求出甲的功率为：P甲=，P乙=，所以P甲：P乙=4：1，A符合题意，B、C、D都不符合题意；故选A．11．解：绳子原长为3m，而大伟移动后绳长为5m，所以绳子自由端移动2m．大伟所用的水平拉力为：F=G=100N；若不计绳重和摩擦，他至少做功为：W=Fs=100N×2m=200J；故BCD错误，A正确；故选A．12．解：A、由v﹣t图象可知，0～2s内物体速度为0，所以处于静止状态，故A正确；B、在4～6s内物体的质量不变、速度不变、高度也不变，即动能和重力势能都不变，则机械能不变，故B正确；C、在4～6s内物体做匀速运动，可知拉力与摩擦力大小相等，即摩擦力等于2N，这种动摩擦力是与速度大小无关的，所以在2～4s内仍为2N，故C错误；D、在4～6s内拉力为F=2N，速度为v=4m/s，拉力对物体做功的功率为P=Fv=2N×4m/s=8W，故D正确．故选C．13．解：（1）由图知，承担摩擦力的绳子股数n=3，则绳子自由端向前移动的距离s=3L（L为物体移动的距离），滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%≈83.3%；9\n（2）由v=得：物体移动距离：s=vt=0.2m/s×60s=12m，拉力移动距离：s′=3s=3×12m=36m，拉力做的功：W=Fs′=50N×36m=1800J．故答案为：83.3%；1800．14．解：班级跳绳比赛时，要比一比谁跳绳的功率最大，应用磅秤测出同学的质量m，刻度尺测出跳起的高度h，用秒表测出t时间内跳绳的次数N；因此需要测量的物理量有质量、高度以及t时间内跳绳的次数，则功率的表达式：P===．故答案为：质量；跳起的高度；t时间内跳绳的次数；P=．15．解：（1）根据图示可知，AC=80cm，CD=60cm，根据直角三角形中三个边的关系可知，AD=100cm；由杠杆平衡条件Gl1=Fl2可知，F===900N；（2）由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；要想使底部C稍稍离开地面，则支点为D点，AD为动力臂最长，并且动力的方向应该垂直AD向上，如下图所示：答：在A点要加的最小力为900N．16．解：（1）如图，杠杆在A位置，LOA=2LOC，由杠杆平衡得，FLOA=GLOC，则F==G=×60N=30N．（2）杠杆在B位置，OA′为动力臂，OC′为阻力臂，阻力不变为G，由△OC′D∽△OA′B得，==，由杠杆平衡得，F′LOA′=GLOC′，则F′==G=×60N=30N．9\n由此可知当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F的大小不变．故答案为：30N；不变．17．解：找出支点，从O做F1的垂线段就是F1的力臂；过A点做竖直向下的阻力F2；如图所示：18．解：由图知：滑轮个数n'=2，所以绳子段数n=3，根据“奇动偶定”的方法，绳子从定滑轮开始绕，每个滑轮只能绕一次，如图所示：19．解：（1）过支点做力F1作用线的垂线段，再标出垂直符号和力臂符号L1；（2）已知力臂L2，它与力F2的作用线垂直，方向斜向下，如图所示：20．解：（1）滑轮组的有用功：W有用=Gh=400N×0.6m=240J；（2）由η=得；W总===300J；（3）由W总=Fs得，F===N；由P=Fv得，v===1.5m/s；9\n（4）η==，则：80%=解得：G动=100N．答：（1）滑轮组的有用功为240J；（2）拉力做的总功为300J；（3）绳子的自由端下降的速度为1.5m/s；（4）动滑轮的重是100N．21．解：（1）由图知，F×OA=G×OB，即：320N×1.6m=G×0.4m，解得：G=1280N；（2）这种计算方法中忽略了杠杆本身的重力，测出的结果要比实际重力偏小；（3）有用功：W有用=G实际h=1200N×0.1m=120J，杠杆的动力臂和阻力臂的关系为：OA：OB=1.6m：0.4m=4：1；∵猪被拉离地面升高了0.1m∴弹簧测力计提高的高度：s=nh=4×0.1m=0.4m，总功：W总=Fs=320N×0.4m=128J，这个过程杠杆装置的机械效率：η=×100%=×100%≈94%．答：（1）猪的重力大约是1280N；（2）这种方法测出的猪的重力比实际重力偏小，原因是木棒本身有重力；（3）这个过程杠杆装置的机械效率是94%．9
