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第十讲 简单机械和功
命题点一
1.如图中的斧头柄相当于一个________杠杆.劈木头时,用卡在斧头上的木头撞击树墩,斧头由于______继续向下运动,木头便被劈开了.
第1题图
2.如图所示是耕地用的犁,它凝聚着劳动人民的智慧.犁是一个________杠杆,犁地时,提压扶手容易改变铧在泥土中的深浅;犁的铧表面很光滑,使用中可以________泥土对铧的摩擦力.
第2题图
3.如图是一款带有放大镜的指甲刀.使用时,透镜到指甲的距离应________一倍焦距(选填“大于”“等于”或“小于”);拇指按压的杠杆是________杠杆,人的指甲对上刀刃的阻力方向是________的(选填“向上”或“向下”).
第3题图
【延伸】电视剧《三国》中,常常看到这样一个情景:大军攻城,一群士兵用力拉动投石机,将石块或火球抛向敌方阵营.如下图所示,它是一个________杠杆.要把石块抛出去,图中作用在A点的力沿________方向最小(选填“a”“b”或“c”).
延伸题图
命题点二 杠杆平衡条件的应用
4.
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如图所示,在探究“杠杆的平衡条件”时,应先调节杠杆两端的____________,使杠杆在水平位置平衡.多次实验后,可得杠杆的平衡条件为___________________________________________________________.
【延伸】小唯的妈妈从超市买回一袋萝卜,小唯挑了最大的一个用细线系好挂在弹簧测力计上,如图所示,萝卜刚好处于静止状态.如果在系线处将胡萝卜切成两段,则两段胡萝卜受到的重力GA________(选填“大于”“小于”或“等于”)GB.
延伸题图
命题点三
类型一 杠杆相关作图
5.如图所示,O为支点,请画出路灯所受重力G的示意图及其力臂L.
第5题图
6.如图为揭开井盖的示意图,O为支点,请在图中画出拉力F的力臂L.
第6题图
7.图甲是一种简易晾衣架.它的横杆相当于一个杠杆,如图乙,O点是支点,F2是阻力.请作出A点受到的动力F1的示意图和它的力臂L1.
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第7题图
类型二 滑轮组绕线作图
8.请在图中用笔画线,画出用滑轮组提升重物最省力的绕法.
第8题图
【延伸】1. 如图所示,是小明在河边网鱼时的情景,请画出渔网的重力G及其力臂L.
延伸1题图
2. 请画出站在地面上的人将物体提升时滑轮组的正确绕法.
延伸2题图
命题点四 简单机械实验
9.在“探究滑轮组机械效率”的实验中,某实验小组采用图甲中A、B两种绕线方式不同的滑轮组进行实验,发现了一些实际问题.
(1)下表是实验中的几组数据,请在空白处填上相应的计算结果.
实验
次数
滑轮
组
物块重
G/N
物块上升的
高度h/m
有用功
W有/J
拉力
F/N
弹簧测力计移
动的距离s/m
总功
W总/J
机械效
率η
1
A
0.50
0.2
0.10
0.20
0.4
0.08
125%
2
A
1.90
0.2
0.38
0.95
0.4
0.38
100%
3
B
0.50
0.2
0.10
0.25
0.6
4
B
1.90
0.2
0.38
0.75
0.6
0.45
84.4%
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第9题图
(2)实验中机械效率η______1(选填“>”“=”或“<”),而表格中1、2两次实验的机械效率分别为125%和100%.这是什么原因?通过观察图乙和图丙,手持弹簧测力计在竖直方向时,发现指针的位置不同,图乙中指针在零刻线的下方.
(3)经过分析,找到了机械效率为100%和125%的原因是:用滑轮组A进行实验时,弹簧测力计的示数比细绳实际的拉力要________,用测量值计算出的总功比细绳实际拉力做的功要________,因此测得的机械效率比实际效率要高.
(4)实验总结:在测量滑轮组机械效率的实验中,考虑弹簧测力计对读数的影响,测拉力时,弹簧测力计一般要竖直向________移动;若弹簧测力计倒置时测拉力,要先将指针调至零刻线处.
命题点五
10. 利用图示滑轮组将重为1 200 N的摩托车匀速提升2 m,所用时间为1 min,拉力F为280 N.此过程中绳子自由端移动的距离为__________m,额外功为__________J,拉力做功的功率为__________W.
第10题图
11 “擦窗机器人”的质量为2 kg,它的“腹部”有吸盘,当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上.(g取10 N/kg)
(1)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力________(选填“变大”“变小”或“不变”).
(2)吸盘与玻璃的接触面积为1.2×10-3 m2,若吸盘在此面积上对玻璃的压强为1.5×105 Pa,则吸盘对玻璃的压力是多大?
(3)擦窗机器人以0.1 m/s的速度匀速竖直向下运动8
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s,它所受重力做的功是多少?重力做功的功率是多大?
第11题图
12.图示为某型号压路机,其部分参数如下表.其中,振动频率30 Hz是指压路机在施工中钢轮1秒钟压路30次.(g取10 N/kg)
整机质
量(kg)
18 000
钢轮振动
频率(Hz)
30
行驶速度
(km/h)
2.5/
9.8
钢轮振动
振幅(mm)
2.0/
1.0
发动机功
率(kW)
110
钢轮激振力
(×103 N)
320/
160
(1)压路机静止时对水平路面的压力是________N;钢轮的质量大、与地面____________小,对地面的压强大.
(2)压路机以2.5 km/h的速度在路面上匀速行驶6 min,通过的路程是多少?
(3)若钢轮的激振力为大小不变垂直作用在路面上的力,振动的振幅为钢轮每次下压路面的距离,则以表中较大激振力和较大振幅工作1 min,激振力对路面所做的功是多少?功率是多大?
第12题图
13.上海世博会采用了我国自行开发研制的纯电动中巴车用于接待来宾.该车部分技术参数如下表:
长/宽/高(mm)
7 030/2 050/2 650
最大车速(km/h)
100
空车质量(kg)
2 080
最大功率(kW)
80
电源
锂电池
座位数(含司乘)
15
参考表中数据,完成以下要求:(g取10 N/kg)
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(1)该车轮胎上的花纹是为了增大________;电动车与以汽油为燃料的汽车比较,它的优点是______________________________________(写出一条即可).
(2)该车静止在水平路面上,空载时轮胎与路面接触的总面积为0.15 m2,车对路面的压强是多大?
(3)该车在最大功率下,以最大车速在水平路面上匀速直线行驶5 km,需要多长时间?车在运动过程中受到的阻力是多大?
命题点六
14. 图甲所示为一种搬运建筑材料的装置,AB是个杠杆,O为支点.杠杆平衡时,B端受到的向下的拉力________A端受到的向下的拉力(选填“大于”“小于”或“等于”);用于装载货物的小车自重为500 N,若搬运2 000 N的货物,电动卷扬机拉钢丝绳的力F甲=1 600 N,该滑轮组的机械效率η甲=________;若用同样的滑轮按乙图组装,匀速提升相同的货物,电动卷扬机拉钢丝绳的力为F乙,乙滑轮组的效率为η乙,考虑实际情况,则F甲________F乙,η甲________η乙(选填“>”“