【導讀】第十一章簡單機械和功。簡單機械{杠桿類----杠桿、滑輪、輪軸；斜面類---斜面、劈、螺旋。杠桿可以是直的，也可以是彎的．。d．阻力：阻礙杠桿轉動的力叫做阻力，用F2表示.動力和阻力是相對的，如利用桿秤稱物體時，就無法確定哪個力為動力，哪個力為阻力，此時可以人為規(guī)定．。f．動力臂：從支點到動力作用線的垂直距離，叫做動力臂．用L1表示．。C杠桿的平衡條件。；動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂，即：動力矩=阻力。數(shù)學表達式：FlL1=F2L2，即M動=M阻．。上式表明，杠桿平衡時L1是L2的幾倍，F(xiàn)l就是F2的幾分之一．。E測量物體質量的工具。用天平稱物體質量時，移動游碼相當于向天平右盤中加小砝碼，因此橫梁平衡時m物=m. 使用動滑輪可以省一半力，但不能改變施力的方向．

　　

【正文】 15 N， 3 W D． 15 N， 9 W 36. 如圖所示，這是斧頭劈木柴的剖面圖，圖中 BC邊為斧頭背， AB,AC 為斧頭的刃面。要使斧頭 容易劈開木柴，則應該是 ( ) A. BC邊短一些， AB邊短一些 B． BC邊長 一些， AB邊短一些 C. BC邊短一些， AB邊長一些 D． BC邊長一些， AB邊長一些 37. 如圖所示，重為 G 的物塊放在光滑的斜面上，現(xiàn) 用水平推力 F 使物塊勻速地從斜面底端運動到 頂端，則 ( ) GFA ?.? GbaFB ?. GcaFC ?. GcbFD ?. 38. 如圖所示工人用動滑輪把重物勻速 提升到一定高度，重物的重力為 G物，動滑輪的 重力為 G動，此裝臵的機械效率為叩，不計繩重和 摩擦，則工人所用的拉力為 ( ) 2. 動物 GGA ? ?2. 物GB ?? 動物 GGC ?. ? ???12. 動GD 39. 如圖所示，斜面長 L，高 h，現(xiàn)在用 力 F 沿斜面把 質量為 m的物體從斜面的底端勻速 拉到 頂端， 已知物體與斜面的摩擦力為 f，則計算斜面機械效率的表達式可寫為 ( ) ? ?LfFmghA ???. ? ?LfFmghB ???. FLmghC ??. fLmhgmRhD ? ???. 40. 在不計繩重和摩擦的情況下，利用如 圖所示的甲、乙兩裝臵，分別用力把相同的物體 勻速提升相同的高度，若用η 甲 、η 乙 表示甲、乙兩裝臵的機械效率， W 甲 、 W 乙 表示拉力所做的功， 則 ( ) 乙甲乙甲 WWA ?? ,. ?? 乙甲乙甲 WWB ?? ,. ?? 乙甲乙甲 WWC ?? ,. ?? 乙甲乙甲 WWD ?? ,. ?? 41. 一臺水泵每分鐘可把 t的水揚高 l0cm，若水泵效率為 80％，帶動水泵的電動機 效率為 85％，則 電 動 機與水泵的配套功率應為 ( ) A. 15 kW B. l2 kW C. 9 kW D． 6 kW 三、作圖題 42. 許多居民樓墻外用鐵三角架擱放空調主機，如圖所示，要使鐵架較為牢固、安全，應把主機放在 A 處還是 B 處，請你在選擇的主機上畫出它的重力示意圖和重力對 0 點的力臂． 43. 在做研究杠桿平衡條件的實 驗時，小紅根據(jù)如圖甲所示的實驗現(xiàn)象得出的 杠桿平衡條件是：“動力支點到動力作用點的距離 =阻力 支點到阻力作用點的距離 ” ．為了說 明這一結論并不正確，請你在圖乙所示的杠桿上畫出需要對杠桿施加的力的示意圖和這個力的力臂． 44. 如圖所示，用一根硬棒撬一個大石塊，棒的上端 A是動力作用點． (1)在圖上標出，當動力 F方向向上時，杠桿的支點 a；當動力 F 方向向下時，杠桿的支點 b． (2)在桿上畫出橇動石塊的動力 F為最小時的方向． 45. 小明同學利用定滑輪設計了一種拉動窗簾的簡易裝臵．設計時他采用一根閉合的拉 線繞在滑輪上，在右側拉動這根拉線，就可以實現(xiàn)窗簾的打 開與閉合．請你在圖上畫出這根拉線在滑輪上的繞法以及窗簾細線與拉線的連接． 四、探究題 46. 如圖所示，彈簧測力計的量程是 0~5 N，木塊重力大約為 7 N，輕質滑輪重為 1 N、鐵架臺、刻度尺、足夠大的量杯、足量的水和細棉線 (自重不計 )．圖中每種器材各有一件．請你利用圖中的一些器材，設計一個測量木塊重力的實驗方案： (1) 寫 出 選 用 器 材 的 名稱： . (2) 請用文字簡要地寫出需要測量的物理量及符號： ． (3) 木塊重力的表達式： ． 47. 一個地質勘探小分隊，在野外河邊休息時發(fā)現(xiàn)了一種礦石，他們非常想盡快知道這種礦石的密度大約是多少，但是手中只有皮尺、直木棍和針線包中縫衣服用的針和細 線，請你幫助他們利用現(xiàn) 場可利用的物品，設計一個測定礦石密度的方案，并推導出計算礦石密度的表達式． 48. 小同學過有關 “ 機械效率 ” 的知識后提出了一個問題： “ 斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有設有關系 ?” 針對這個問題他做了在斜面上勻速拉動物塊的探究實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)如下： (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可求出第三次實驗的有用功為 J，總功為 J，機械效率是 ． (2)通過對上述實驗數(shù)據(jù)的分析，你認為斜面省力情況與斜面傾斜程度的關系是：斜面越陡，越 ． (3)通過對上述實驗數(shù)據(jù)的分析，你對斜面機械效率的問題可獲得的初步結論是： 。 五、解答題 49. 某同學將書包掛在墻壁的掛鉤上，如圖所示．如果書包重 l2 N，墻壁對掛鉤 8處的支持力是多大 ?如 A 處有一吸盤吸附在墻壁瓷磚上，要求設計吸盤的最大實驗次數(shù) 斜面的傾斜程度 物體重 G／ N 物體上升高度 h／ m 沿斜面拉力 F/ N 物體移動距離 s/m 有用功 W有/J 總功 W 總/J 機械效率 η 1 較緩 63％ 2 較陡 5． O 68％ 3 最陡 面積為最大拉力所需面積的 20倍，問吸盤的面積要多大 ? 50. 下圖中，杠桿 0B長 70 cm，能繞 0點轉動． B端 以細繩 BC 懸于 C 點，有一體積為100cm3的鑄 鐵塊 P通過滑環(huán)掛在 A點． A點距 0點 20 cm． 由于杠桿 0B為傾斜狀態(tài)，滑環(huán)由 A向 B端勻 速滑動，滑動速度為 ㎝ ／ S．細繩 BC的最大 承受力為 N(超過此最大承受力 BC即斷 裂 )．問：滑環(huán)從 A開始滑動起，經(jīng)過多少時間后 BC斷裂 ?(鑄鐵密度為 10 3 kg／ m3，杠桿 本身的重力不計 ) 51. 如圖，起重機自身質量為 1噸， G是它的重心，它 可起吊的最大質量為 2噸．圖中 ED為 10米， AC為 1米， BE 為 2米．為保證起重機在不論起 重或不起重時都不會翻倒，加在起重機右邊的壓鐵 M 的質量應為多少 ?(g 取 10 牛／千克 ) 52. 兩條質量都為 20克的扁蟲豎直緊貼著板面爬過 一塊豎直放臵的非常薄的木板，板高 l0厘米，一 條蟲子長 為 20 厘米，另一條寬一些但長度只有 10 厘米．當兩條蟲子的中點正好在木板頂部時， 哪一條蟲子克服重力做的功多一些 ?多多少焦 的功 ?(設扁蟲沿長度方向的大小是均勻的， g 取 10牛／千克 ) 53. 光滑水平的桌面上，有一根粗細均勻的軟繩，長為 L，質量為 m．初始時有 1/3 的長度懸掛于桌邊， 如圖所示．求：軟繩從圖示位臵起運動，直至軟繩恰好離開桌面的瞬間，此過程中軟繩的重力共做多少功 ?． (桌面高度大于軟繩 )． 54. 小王體檢時，發(fā)現(xiàn)每次心臟搏動能搏出血液 70㎝ 3．他心臟的收縮壓是 120㎜ Hg．通過 CT造影，小王知道主動脈 內(nèi)徑為 ㎝ ．每分鐘他 心臟搏動 75次 (g取 10 N／ kg)．求： (1)小王心臟做功的功率． (2)小王血液流動的速度． 55. 螺旋常和杠桿連接在一起使用，達到 省力的目的，那么螺旋是如何省力的呢 ?下面以 舉重螺旋 (千斤頂 )為例進行分析．下圖為舉重螺 旋的結構示意圖，設螺旋距為 h，螺旋手柄末端 到螺旋軸線的距離為 L，當螺旋旋轉一周時，重 物被升高一個螺距．若這個螺旋的機械效率為 η，用它將重力為 G的物體舉起，需要作用在手 柄上的動力 F 為多少 ? 56. 某城市高架橋工程建設，為兼顧城市 發(fā)展和保護歷史文化遺產(chǎn)，需將 一棟古建筑平移．在移動過程中，施工人員先在古建筑四周深挖，把古建筑連同地基挖起．然后在地基下鋪設平行軌道，再用四個推力均為 810 5N的千斤頂同時推動古建筑沿軌道緩慢滑 動 50 m在新地點安放、固定、復原．若古建筑連 同地基的總重量為 10 7N，鋪設軌道的地 面能承受的最大壓強為 10 5Pa．問： (1)為防止移動過程中軌道下陷，軌道對地面壓力的作用面積至少是多大 ? (2)在古建筑的整個平移 過程中，四個千斤頂對 古建筑做的功是多少 ? (3)若使用電動機通過滑輪組移動古建筑，已知電動機對滑輪組做功的功率為 80 kW，滑輪組的機械效率為 80％，古建筑移動的速度是多大 ? 57. 如圖是一種居民樓電梯結構的截面 示意圖． A為電梯廂，廂底有兩個動滑輪 B，其功 能相當于一個動滑輪，使用兩個動滑輪的好處是能幫助電梯保持穩(wěn)定． C為配重，起平衡作用．在 拉力 F 作用下電梯廂能在電梯井中沿豎直通道 上下運行．現(xiàn)有 10 個人同時乘坐電梯 (每個人的 質量均按 60 kg計算 )，電梯廂以 m／ s的速度 上升時，拉力為 Fl，F(xiàn)l的功率 Pl為 10 kW，動 滑輪 B的機械效率為 η1；電梯廂運行了 12 m后，從電梯中下去了 5個人，此后電梯以 m／ s的速度勻速上升時，拉力為 F2， F2的 功率為 P2，動滑輪 B的機械效率為 η2．求： (不計繩 重及滑輪摩擦， g取 10 N／ kg) (1)η1∶η 2． (2)拉力 F2的功率 P2． 58. 如圖所示，小型牽引車通過滑輪組勻 速打撈起井中的物體，已知物體重 10 3 N， 密度為 103kg／ m3．測得物體出水面前、后 牽引車作用在繩子上拉力之比為 l： 2．若不計 摩擦、繩重及水的阻力， g 取 10 N／ kg，問： (1)物體出水面前，滑輪組的機械效率是多少 ? (2)物體出水面后上升的速度是 l m／ s，牽引車 拉力 的功率 ? 59. 如圖所示，體重相同、力氣一樣的小 明和小強在玩游戲．小明握住球棒的細端，小強握住球棒的粗端，各自向相反方向擰．你認為誰會獲勝 ?并簡要說明獲勝的原因．