第第頁第12章簡單機械基礎過關測試卷時間:60分鐘滿分:100分一、填空題(本題共7小題,每空2分,共32分)1.簡單機械是人類在改造自然中運用機械工具的智慧結晶。如圖甲所示的鍘草刀可以看作;居民樓前傾斜的無障礙通道可以看作。(均選填“杠桿”“滑輪”或“斜面”)

2.救援隊員使用撬棒把滾落在公路上的石塊撬起,如圖所示,若救援隊員在撬棒上的D點沿DM方向用力撬起石塊1,則撬棒的支點是點;若救援隊員在撬棒上的D點沿DN方向用力撬起石塊1,則撬棒的支點是點。

3.如圖所示,健身運動的過程中,物體A的質量為4kg,若滑輪與軸之間的摩擦不計,當向下擺動腳腕使細繩拉著物體A勻速上升0.3m時,腳腕對細繩所做的功為J,該裝置的優(yōu)點是(選填“省力”“省距離”或“改變力的方向”)。(g取10N/kg)

4.啞鈴是我們大家都熟悉的運動器材,因操作簡單而受廣大健身愛好者的喜愛。如圖所示,這是我們在使用啞鈴時,上臂完成托舉的示意圖。舉啞鈴時,可把上臂看作一個杠桿,此杠桿是(選填“省力”“費力”或“等臂”)杠桿。在上舉的過程中,阻力臂逐漸(選填“增大”“減小”或“不變”)。

5.如圖所示,小明正在做俯臥撐,把他的身體看作一個杠桿,O為支點,A為重心,小明重600N,此時水平地面對手的支持力F的力臂是m,F的大小為N。

6.如圖所示,人向下拉繩提升重物。已知物體重400N,動滑輪重60N,不計繩重及摩擦,將重物勻速提升0.5m,人需用的拉力F為N,繩子自由端移動的距離為m,人所做的有用功為J。

7.如圖所示,水平地面上有一重為500N的物體A,勻速前進2m,地面對它的摩擦力為150N,小聰施加的拉力F=100N(忽略繩重和滑輪重),則滑輪組做的有用功為J,拉力F做功為J,滑輪組的機械效率為。

二、選擇題(本題共7小題,每小題5分,共35分。每小題只有一個正確答案)8.學校每周舉行升旗儀式,為了讓升旗手站在地上就可以把國旗升起,旗桿頂部裝有一個滑輪,該滑輪是()A.定滑輪,可以省力B.定滑輪,可以改變力的方向C.動滑輪,可以省力D.動滑輪,可以改變力的方向9.如圖所示,下列工具使用時屬于費力杠桿的是()10.如圖所示,刻度均勻的杠桿處于平衡狀態(tài),所掛的每個鉤碼的質量均相等,如果在杠桿兩側已掛鉤碼的下方各增加一個相同規(guī)格的鉤碼,杠桿將會()A.右端下沉B.左端下沉C.杠桿仍然平衡D.無法判斷11.如圖所示,這是杭州第19屆亞運會上皮劃艇比賽時的情景。運動員一手支撐住槳柄的末端,另一手用力劃槳,此時的船槳可看作一個杠桿。下列船槳模型中,最合理的是()12.如圖所示,這是工人搬運磚頭的獨輪車,工人抬起車把時,車體可以看成一個杠桿。關于這個杠桿,下列說法正確的是()A.手握的位置靠近把手末端時更費力B.磚頭的位置遠離車輪時抬起更省力C.輪子的中心是杠桿的支點D.圖中拉力F大于重力G13.現(xiàn)有史籍中最早討論滑輪的是《墨經》。書中將向上提舉重物的力稱為“挈”,將自由往下降落稱為“收”,將整個滑輪稱為“繩制”,如圖1所示。現(xiàn)分別用甲、乙兩個力替代“收”,如圖2所示,使重物在相同的時間內勻速上升相同的高度。不計繩重和摩擦,下列說法正確的是()A.使用該滑輪能省力B.使用該滑輪不能改變力的方向C.拉力甲的大小等于拉力乙的大小D.拉力甲做的功大于拉力乙做的功14.如圖所示,這是某建筑工地使用的一種起重機上的滑輪組。一次提升貨物A的質量為2.7×103kg,30s內貨物A被勻速提升了3m,動滑輪重3×103N(不計繩重和摩擦,g取10N/kg)。下列分析正確的是()A.鋼繩自由端的移動速度為0.1m/sB.拉力F的功率為1.5×103WC.滑輪組的機械效率為90%D.鋼繩的拉力F的大小為1×104N三、作圖題(本題共2小題,每小題5分,共10分)15.如圖,這是一把椅子的側視圖,請畫出以椅子前腿著地點O為支點,使椅子向前翻轉的最小動力F的示意圖。16.如圖所示,某人站立在水平地面上用滑輪組將物體A勻速向上拉起,請在圖中用筆畫線代替繩子畫出滑輪組上繩子的繞法。四、實驗探究題(本題共1小題,共15分)17.如圖所示,這是小王探究“杠桿的平衡條件”的裝置,每個鉤碼重為0.5N(鉤碼個數(shù)若干),彈簧測力計的量程為0~5N。(1)將該裝置置于水平桌面上,靜止時處于圖甲所示的狀態(tài),此時杠桿處于(選填“平衡”或“不平衡”)狀態(tài)。調節(jié)杠桿在水平位置平衡,這樣做的好處是便于直接測量。

(2)乙圖中,杠桿恰好處于水平平衡狀態(tài),若在A點下方再掛一個鉤碼,為使杠桿保持水平平衡,則需將B點的鉤碼向右移動格。

(3)丙圖中杠桿每個小格的長度均為5cm,在C點豎直懸掛4個鉤碼。當在D點用如圖丙所示的動力F拉杠桿時,為使杠桿在水平位置平衡,此時動力臂為cm,動力F為N。

五、計算題(本題共1小題,共8分)18.如圖所示,一輛總重為1.8×104N的貨車需要將貨物運送至高h=30m的斜坡頂端,已知貨車在勻速爬坡時的功率恒為6×104W,爬坡所用時間為15s,坡長為150m。(車身長度忽略不計)(1)貨車勻速爬坡時發(fā)動機的牽引力大小是多少?(2)此斜坡的機械效率為多少?(3)貨車與斜坡間的摩擦力大小為多少?

參考答案一、填空題1.杠桿斜面2.AC解析:由題意可知,當沿DM方向用力撬石塊1時,杠桿圍繞A點轉動,則A為撬棒的支點;當沿DN方向用力撬石塊1時,杠桿圍繞C點轉動,則C為撬棒的支點。3.12改變力的方向解析:因為滑輪與軸之間的摩擦不計,且滑輪是定滑輪,所以腳腕對繩的拉力F=G=mg=4kg×10N/kg=40N,細繩移動的距離s=h=0.3m,腳腕對細繩所做的功W=Fs=40N×0.3m=12J。健身運動的過程中,滑輪是定滑輪,所以腳腕對細繩拉力的方向改變,大小不變,所以該裝置的優(yōu)點是可以改變力的方向。4.費力減小解析:由題意可知,動力臂小于阻力臂,由杠桿平衡條件可知,動力大于阻力,故此杠桿是費力杠桿;在上舉的過程中,阻力臂逐漸減小。5.1.2400解析:由圖可知,O為支點,地面對手的支持力的力臂L=0.4m+0.8m=1.2m;由杠桿平衡條件可得,FL=GLG,代入數(shù)據(jù)得:F×1.2m=600N×0.8m,解得F=400N。方法技巧運用杠桿的平衡條件F1L1=F2L2進行計算:在兩個力和兩個力臂這四個量中,已知其中三個量,可求出第四個量。計算時,單位要統(tǒng)一。6.2301200解析:由圖可知,承擔物重的繩子段數(shù)n=2,不計繩重及摩擦,則人需用的拉力F=12(G+G動)=12×(400N+60N)=230N;繩子自由端移動的距離s=2h=2×0.5m=1m;人所做的有用功W=Gh=400N×0.5m7.30040075%解析:滑輪組做的有用功W有=fs物=150N×2m=300J;由圖可知,n=2,則繩子自由端移動的距離s=2s物=2×2m=4m,拉力做的總功W總=Fs=100N×4m=400J;滑輪組的機械效率η=W有W總=二、選擇題891011121314BDABCCC8.B解析:根據(jù)滑輪的軸固定不動的特點可知,旗桿頂部的滑輪是定滑輪,定滑輪相當于等臂杠桿,旗桿頂部的定滑輪可以改變力的方向,但不能省力。9.D解析:羊角錘、核桃夾、園藝剪刀在使用過程中,動力臂大于阻力臂,屬于省力杠桿;而鑷子在使用過程中,動力臂小于阻力臂,屬于費力杠桿。10.A解析:設一個鉤碼重為G,杠桿一格的長度為L,增加鉤碼前,由杠桿平衡條件可得,3G×2L=2G×3L;在杠桿兩側已掛鉤碼的下方各增加一個相同規(guī)格的鉤碼后,由杠桿平衡條件可得,4G×2L<3G×3L,則杠桿不再平衡,杠桿的右端下沉。11.B解析:由題意可知,撐住槳柄的末端為支點,下面的手給槳一個向后的力,水給槳一個向前的力,使船前進。12.C解析:由題意可知,在阻力和阻力臂不變的情況下,手握的位置靠近把手末端時,動力臂大,則動力小,更省力,故A選項錯誤;磚頭的位置遠離車輪時,動力臂和阻力不變,阻力臂變大,根據(jù)杠桿平衡條件可知,動力變大,抬起更費力,故B選項錯誤;由于整個杠桿是圍繞輪子的中心轉動的,則輪子的中心是杠桿的支點,故C選項正確;由于動力臂大于阻力臂,根據(jù)杠桿平衡條件可知,動力小于阻力,即拉力F小于重力G,故D選項錯誤。13.C解析:由圖可知,圖中的滑輪是定滑輪,使用定滑輪只能改變力的方向,不能省力,故A、B選項錯誤;定滑輪在使用時相當于等臂杠桿,由于阻力和阻力臂不變,動力臂等于滑輪的半徑,根據(jù)杠桿的平衡條件可得,拉力甲的大小與拉力乙的大小相等,故C選項正確;由題意可知,重物上升的距離相同,在使用定滑輪時,繩子移動的距離等于重物上升的距離,由于拉力甲、乙的大小相等,根據(jù)W=Fs可知,拉力甲、乙做功的大小相等,故D選項錯誤。14.C解析:物體上升的速度v=ht=3m30s=0.1m/s;由圖可知,承擔物重的繩子段數(shù)n=2,則鋼繩自由端的移動速度v繩=2v=2×0.1m/s=0.2m/s,故A選項錯誤;貨物A所受的重力G=mg=2.7×103kg×10N/kg=2.7×104N,不計繩重和摩擦,則鋼繩的拉力F=12(G+G動)=12×(2.7×104N+3×103N)=1.5×104N,拉力做的總功W總=Fs=F×2h=1.5×104N×2×3m=9×104J,拉力F的功率P=W總t=9×104J30s=3×103W,故B、D選項錯誤;有用功W有=Gh=2.7×104N×3m=8.1三、作圖題15.如圖所示。16.如圖所示。方法技巧定向反繞:先確定拉力F的方向,然后“由外向里”繞線,如圖所示(以拉力方向向下為例)。四、實驗探究題17.(1)平衡力臂(2)1(3)102五、計算題18.解:(1)貨車勻速爬坡時的速度v=s