全國(guó)競(jìng)賽試題匯編—簡(jiǎn)單機(jī)械和功及答案(參考版)
2025-04-21 08:35本頁(yè)面
【正文】 （５）做削皮刀：應(yīng)用了壓強(qiáng)的知識(shí)。 （３）做剪刀：應(yīng)用了杠桿的知識(shí)。答案：（１）做瓶蓋撬：應(yīng)用了杠桿的知識(shí)，是一個(gè)省力扣一桿．（２）做擠壓鉗：應(yīng)用了壓強(qiáng)和摩擦力的知識(shí)。若要在lmin內(nèi)把1t的重物頂起3cm，則維修人員消耗的平均功率和加在杠桿B端的力分別是多大?(取g=10N／kg)答案：（０８第十八屆）1．(6分)如圖8是一把廚房里常見(jiàn)的多功能剪刀，特別是圖中標(biāo)有5序號(hào)的部位都具有一定的功能，且每一項(xiàng)功能都與物理知識(shí)息息相關(guān)。請(qǐng)你畫(huà)一個(gè)零件補(bǔ)在相應(yīng)的位置上，達(dá)到被頂起的重物不再降下來(lái)的目的(在圖12上畫(huà)出示意圖即可)。請(qǐng)回答：1．使用中發(fā)現(xiàn)，壓下杠桿時(shí)，雖然能把一個(gè)重物頂起來(lái)，但一放手，重物又降了下來(lái)，不能把重物長(zhǎng)時(shí)間頂住。它是汽車(chē)等運(yùn)輸機(jī)械常備的維修工具，只要對(duì)杠桿施加一個(gè)不大的作用力F，就可以把一輛汽車(chē)頂起來(lái)而便于更換和修理輪胎?！耙簤呵Ы镯?xiàng)”就是根據(jù)帕斯卡定律制成的。（０７第十七屆）六． (10分)“加在密閉液體上的壓強(qiáng)，能夠大小不變地被液體向各個(gè)方向傳遞”，這個(gè)規(guī)律叫做帕斯卡定律。提供的水泵滿足要求。答案：（1）因?yàn)楸玫目倱P(yáng)程 = 吸水揚(yáng)程 + 壓水揚(yáng)程 （1分）離心式水泵的吸水揚(yáng)程是由大氣壓決定的，當(dāng)大氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)，吸水揚(yáng)程實(shí)際不會(huì)超過(guò)10m （1分）所以泵不能放在B處，只能放在A處。 (1)A，B處各有一個(gè)平臺(tái)，離心泵應(yīng)放在什么位置，請(qǐng)說(shuō)明理由。（06第十六屆復(fù)）一、(10分)如圖l，東湖中學(xué)想用離心泵將湖中的水抽到C處的養(yǎng)魚(yú)池中。對(duì)浮子B根據(jù)平衡條件有：mg＋T＝F浮 （1分）其中 F?。絩g(h－h(huán)0) （1分）對(duì)放水閥門(mén)A根據(jù)杠桿的平衡條件有：Td1= rgh （2分）聯(lián)立可解得： h=≈ （1分）。圖6為這種水箱的結(jié)構(gòu)示意圖，已知水箱底為邊長(zhǎng)l=40cm的正方形，A是一直徑d1=8cm的圓形放水閥門(mén)，其質(zhì)量和厚度均可忽略不計(jì)，且恰好能將排水管口及連桿與浮子B相連，連桿的長(zhǎng)度h0=10cm。答案：利用杠桿改變力的大小或方向，氣體體積縮小壓強(qiáng)增大（04第十四屆）四、（8分）小明設(shè)計(jì)了一個(gè)公廁中的自動(dòng)沖刷廁所的水箱。（04第十四屆）3．（4分）2003年春季，在我國(guó)部分城市出現(xiàn)了“非典”疫情，各地廣泛使用噴霧器對(duì)公共場(chǎng)所消毒。請(qǐng)你幫助小紅估算纜車(chē)的機(jī)械效率。管理人員說(shuō)，在當(dāng)時(shí)那種情況下，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率約為額定功率的60％。小紅還用直尺粗測(cè)了鋼纜的直徑。每個(gè)人的體重大約是60千克。她從地圖上查到，纜車(chē)的起點(diǎn)和終點(diǎn)的海拔高度分別為230米和840米，兩地的水平距離為1200米。2πl(wèi)=Mgh (4)為了省力應(yīng)用了斜面和輪軸兩種簡(jiǎn)單機(jī)械。答案：轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，手柄末端通過(guò)的距離為s=2πl(wèi) (1)垂直給手柄的力為F時(shí)所做的功為W1=Fs=F 2． 該型號(hào)“手拉葫蘆”在滿載的情況下正常工作時(shí)，用手下拉—次手拉鏈條的過(guò)程中，人對(duì)“手拉葫蘆”做功：W人=FH=36030102J=108J “手拉葫蘆”對(duì)重物做功：W機(jī)=Gs0=3103103x103J=90J “手拉胡蘆”的機(jī)械效率：五、綜合題（95第五屆）四、（7分）螺旋千斤頂是一種常用的起重裝置（如圖所示），用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿時(shí)，螺桿頂端的重物就隨螺桿一起上升。(取g=10N／kg) 1．根據(jù)題目中提供的相關(guān)信息，通過(guò)計(jì)算，分析判斷HCB30型“手拉葫蘆”的手拉輪與承載輪是否是一個(gè)共軸的輪軸? 2．計(jì)算該型“手拉葫蘆”在滿載的情況下正常工作時(shí)的機(jī)械效率。工作過(guò)程中，手拉鏈條、承載鏈條在輪上都不打滑。其中HCB30型“手拉葫蘆”的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：型號(hào)HCB30承載鏈條股數(shù)(股)2最大承載質(zhì)量(t)3鏈條直徑(mm)8一次起升高度(mm)3手拉輪直徑(mm)150測(cè)試載荷(kN)承載輪直徑(mm)50最小凈空高度(mm)470凈重(kg)最大載荷所需拉力(N)360毛重(kg) 注：“一次起升高度”是指，成年人在站立狀態(tài)，用左、右兩手交替拉動(dòng)手拉鏈條進(jìn)行正常起重操作的過(guò)程中，左手或右手下拉一次(按30cm計(jì))，所吊重物上升的高度。設(shè)豎起電線桿的過(guò)程中，在細(xì)端所用拉力為F2。 在圖答1中， m m = 進(jìn)而：O1A1= m m = O1B1= m m = 電線桿重：G=mg=60010 N =6000N 根據(jù)杠桿平衡條件，有：F1O1A1=GO1B1 解得：F1=A2F2B2O2G圖答2A1F1B1O1G圖答1=N=1500N（2）若將這種電線桿埋入圖6甲所示的坑中。2．（1）若將這種電線桿埋入圖5所示的坑中，電線桿就位后的情況如圖答1所示。（3）省力省功：用圖5所示的深坑埋水泥電線桿，與用圖6甲所示的深坑埋水泥電線桿相比，不必將電線桿沿豎直方向直立在地面上，重心上升高度小，施工時(shí)即省力又省功。(取g =10N/kg) 3．在上述兩種情況下，豎起水泥電線桿的過(guò)程中，人們對(duì)水泥電線桿至少分別要做多少功?答案：1．挖成圖5所示的深坑好處如下：（1）少挖土方：挖成圖5所示的深坑要比挖成圖6乙、丙所示的深坑少挖土方，這樣可以少做功，避免人力浪費(fèi)，提高勞動(dòng)效率。則把水泥電線桿放到坑口適當(dāng)位置后，在豎起水泥電線桿的過(guò)程中，抬起水泥電線桿的細(xì)端至少分別需要多大的力?，坑底長(zhǎng)0．3m。坑的形狀如圖5所示，從地面上看，坑基本上是一個(gè)長(zhǎng)方形，其寬度僅比電線桿的粗端直徑稍大一點(diǎn)，坑中沿長(zhǎng)方形的長(zhǎng)邊方向有一從地面直達(dá)坑底的斜坡。請(qǐng)回答： (1)配重的功能是什么?在已知電梯廂重和載重量的情況下，配重的質(zhì)量最好是多大? (2)當(dāng)電梯滿載勻速上升時(shí)，A、B兩點(diǎn)受到的拉力各是多大? 答案：1）省力，電動(dòng)機(jī)用較小的力即可拉動(dòng)電電梯廂。鋼鏈的兩端分別固定在電梯井頂部的A點(diǎn)和B點(diǎn)，同時(shí)鋼鏈繞過(guò)重15 000N電梯廂下的滑輪而托起整個(gè)廂體E，又跨過(guò)電梯井頂部由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)帶有齒輪的輪軸C，在C和B之間吊起與動(dòng)滑輪相連的配重D。敘述完整給1分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):,給4分。(2)機(jī)車(chē)運(yùn)行中,懸線會(huì)因此松弛,輸電線將左右搖擺,。 (2)
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