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《机械与人》专项训练一、选择题1．(2017·广西)如图所示，是我国首架自行研制的C919大飞机在加速升空的过程，对其机械能的变化情况，下列分析正确的是()A．动能增大，重力势能减小B．动能减小，重力势能增大C．动能增大，重力势能增大D．动能减小，重力势能减小C2．如图所示，小球由静止开始沿光滑的斜面下滑，经过A、C两位置时具有相同的()A．速度B．重力势能C．动能D．机械能D3．(2017·宜宾)指甲刀是生活中常用的小工具，如图所示，它包含三个杠杆，关于这三个杠杆的说法正确的是()A．一个省力杠杆，两个费力杠杆B．一个费力杠杆，两个省力杠杆C．三个都是省力杠杆D．三个都是费力杠杆A4．如图所示，动滑轮重10N，不计绳重及滑轮和绳之间的摩擦，当动滑轮上挂重力为50N的物体A时，物体B在水平桌面上恰好能向左做匀速直线运动。则B受到的摩擦力()A．方向水平向左，大小是20NB．方向水平向右，大小是NC．方向水平向左，大小是ND．方向水平向右，大小是20N503503D5．(2017·广西)在水平地面上，小明在10s内用50N的力沿水平方向拉着重为100N的小车前进了5m，则小明的功率是()A．25WB．50WC．250WD．500WA6．(2017·台州)小柯用图中装置提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是()A．两个滑轮均为定滑轮B．人将绳子拉过1米，物体也上升1米C．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向C7．分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m，每个滑轮的重均为10N。不计绳重及摩擦，此过程中()A．F甲小于F乙B．甲的机械效率小于乙的机械效率C．F甲做的功大于F乙做的功D．F甲做功的功率等于F乙做功的功率D8．(2017·来宾)如图所示，体积之比为1∶2的甲、乙两个实心物体，分别挂在杠杆两端，此时杠杆恰好水平平衡，则甲、乙两个物块的密度之比为()A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．4∶1D9．如图所示，A物体受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向左做匀速直线运动。已知拉力F＝5N，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法不正确的是()A．拉力F的功率是1WB．2s内绳子自由端移动的距离是1.2mC．5s内拉力F所做功的大小是15JD．物体A受到水平地面的摩擦力大小是12NA二、填空题10．(2017·福建)如图所示，撬起瓶盖的起瓶器是属于________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆，其支点是图中________点。省力A11．(2017·黔东南州)如图所示为我州某学校升旗的情景，旗杆顶装的滑轮是________滑轮，它的作用是____________。定改变力的方向12．如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮为________(选填“定滑轮”或“动滑轮”)。气缸内蒸汽体积膨胀，推动活塞运动，使舰载机获得巨大的________能。定滑轮动13．为了积极响应“垃圾不落地，延平更美丽”的号召。延平区环卫处从4月20日起，增派了多辆洒水车。如图所示，洒水车匀速洒水过程中它的动能________，机械能________。(均选填“增大”“减小”或“不变”)减小减小14．学习了简单机械的有关知识后，小强同学自制了一种简易升降晾衣架，它由四个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的一端固定在天花板上，人用力拉绳子的自由端可以使晾衣架匀速上升，晾衣架在匀速上升过程中横梁保持水平，如图所示。将40N的衣物挂在晾衣架上，人拉绳的力为12.5N时，衣物匀速上升，忽略绳重及摩擦。此时该装置的机械效率是________；若将60N的衣物挂在晾衣架上，使其匀速上升1m，人所做的总功是________J。7080%15．现有30包大米，总质量为150kg。小明想尽快将它们搬上10m高处的库房。如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像。由图可知他可以提供的最大功率________W；为了尽可能快地将大米搬上库房，他每次应搬________包。若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间________s。(g＝10N/kg)503450三、实验及作图题16．如图(a)所示，小华用笤帚在扫地，O为支点，作用在A点的动力为F1。在图(b)中画出作用在B点的阻力F2的示意图及其力臂l2。17．(2017·辽阳)如图是一种常见的晾衣夹，使用时O为支点，A为动力作用点，F2为弹性钢圈对夹子的阻力，请在图中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1，并作出阻力臂l2。18．(2017·黔西南州)利用下图的实验装置探究“杠杆的平衡条件”。(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是____________，若出现图(甲)所示情况，应将杠杆的螺母向________(选填“左”或“右”)调。便于测力臂右(2)如图(乙)所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据。根据这一次实验数据，小明立即分析得出杠杆的平衡条件，他这种做法的不足是____________________________________________。经老师提醒后，小明继续进行实验，如图(乙)，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆________________(选填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。(3)如图(丙)所示，若不在B点挂钩码，可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，当测力计从a位置转动到b位置时，使杠杆仍在水平位置平衡，其示数大小将________。没有进行多次实验，得到的结论具有片面性左端下沉变大19．如图所示，是测量滑轮组机械效率的实验装置。(1)用弹簧测力计竖直向上缓慢拉动重为5N的钩码，由图示可知拉力大小为________N，将弹簧测力计向上移动12cm,则钩码上升的高度为________cm，该滑轮组的机械效率是________(结果保留到0.1%)。(2)提高机械效率的主要办法是改进结构，使它更轻巧。如图装置中动滑轮的重为G1，用它提升一重物，滑轮组的机械效率为75%；改用一个轻质材料制作的重为G2的动滑轮后，再提升同一重物，滑轮组的机械效率提高到了90%，则G2与G1之比为________(不计绳重及各处的摩擦)。2.4469.4%1∶320．利用如图装置进行“探究动能大小的影响因素”实验。用两根细绳将小球悬挂起来，拉起小球，当细绳与竖直方向成θ角后松手，小球撞击水平木板上的木块，记下木块移动的距离s。改变角度θ的大小，重复实验。(1)利用如图两根细绳悬挂小球，而不用一根细绳，其好处是________________________________________；(2)本实验探究的问题是物体的动能大小与________关系；(3)利用上述实验，同时还可以探究的问题是__________________________________________________________________。便于控制小球的撞击方向(或便于撞准木块等)速度物体重力势能大小与高度有什么关系？(或重力势能大小与高度的关系)四、综合应用题21．从距离水平面3m的高处由静止释放一棱长为10cm的正方体木块，空气阻力忽略不计，用压力传感器记录了从木块撞击地面开始到完全静止时的压力变化情况，并根据记录的数据绘制了压力随时间变化的关系图像，如图所示。(g取10N/kg)求：(1)木块的密度；(2)木块下落过程中，重力所做的功；(3)木块对地面的最大压强。21.(1)木块的体积V＝10cm×10cm×10cm＝1000cm3＝1×10－3m3，根据记录的数据绘制了压力随时间变化的关系图像，可知木块静止时对地面的压力F＝5N，木块的重力G＝F＝5N，由G＝mg可知，木块的质量m＝＝＝0.5kg，木块的密度ρ＝＝＝0.5×103kg/m3(3)由图像可知，木块撞击地面时的最大压力为35N，接触面积S＝10cm×10cm＝100cm2＝1×10－2m2，则木块对地面的最大压强p＝＝＝3.5×103Pa(2)重力所做的功W＝Gh＝5N×3m＝15JGg5N10N/kgmV0.5kg1×10－3m3FS35N1×10－2m222．如图所示，是起重机吊臂上滑轮组的示意图。用该滑轮组将一些规格相同的石板匀速提升到2m高的平台上，若每块石板的重力均为1.2×104N。当滑轮组一次提升一块石板时，钢丝绳的拉力F的功率为3000W，此时滑轮组的机械效率为80%，不计摩擦和钢丝绳的重力，求：(1)在此过程中，石板匀速上升时的速度是多少？(2)若该滑轮组一次匀速提升两块石板到同一平台上，则此时钢丝绳的拉力F是多少？22.(1)根据η＝＝可得总功：W总＝＝＝3×104J，由P＝可得拉起石板的时间：t＝＝＝10s，所以石板的上升速度：v＝＝＝＝0.2m/s(2)由W额＝G动h＝W总－W有可得动滑轮重力：G动＝＝＝3000N，由图知，通过动滑轮绳子段数n＝3，不计摩擦和钢丝绳的重力，由F＝(G物＋G动)可得当滑轮组一次提升两块石板时拉力为：F＝×(2×1.2×104N＋3000N)＝9000NW有用W总GhW总Ghη1.2×104N×2m80%W总P3×104J3000WWtstht2m10sW总－W有用h3×104J－1.2×104N×2m2m1n13