簡單機(jī)械和功競賽試題

1、一、選擇題（91年第一屆）4自制一個密度秤；其外形和桿秤差不多，裝秤鉤的地方吊著一個鐵塊，秤砣放在A處時秤桿恰好平衡，如圖所示。把鐵塊浸沒在待測密度的液體中，移動秤砣，便可直接在桿上讀出液體的密度。下列說法中錯誤的是（ ）A密度秤的刻度零點(diǎn)在A。B秤桿上較大的刻度在較小的刻度的左邊。C密度秤的刻度都在A點(diǎn)的右側(cè)。答案：C（92年第二屆）14為了避免秤桿損壞，制秤時在秤桿兩端各包上質(zhì)量相等或相近的兩塊小銅片。現(xiàn)在秤桿一端的銅片脫落丟失，主人怕影響秤的準(zhǔn)確性，把另一端的銅片也取了下來。用這樣的桿秤來稱量，結(jié)果是 A稱量時的讀數(shù)比實(shí)際質(zhì)量大 B稱量時的讀數(shù)比實(shí)際質(zhì)量小 C不論兩銅片的質(zhì)量是否完全相等

2、，都可以恢復(fù)秤的準(zhǔn)確性 D只有在兩銅片的質(zhì)量完全相等的情況下，才能恢復(fù)秤的準(zhǔn)確性答案：A（94第四屆）7列車上有出售食品的手推車（如圖6所示）。若貨物在車內(nèi)擺放均勻，當(dāng)前輪遇到障礙物A時，售貨員向下按扶把，這時手推車可以視為杠桿，支點(diǎn)是_（寫出字母）；當(dāng)后輪遇到障礙物A時，售貨員向上提扶把，這時支點(diǎn)是_，手推車可以視為_力杠桿。答案：C；B；省（95第五屆）2若把掉在地面上的物理課本撿回桌面，根據(jù)你平時對物理課本質(zhì)量及桌面的高度的觀察與了解，估算人手克服課本所受重力所做的功約為 A焦 B10焦 C1焦 D。焦。答案：C（95第五屆）3秤桿上相鄰刻度間所對應(yīng)的質(zhì)量差是相等的。因此秤桿上的刻度應(yīng)

3、A是均勻的。 B從提紐開始向后逐漸變密。C從提紐開始向后逐漸變疏。 D與秤桿的粗細(xì)是否均勻有關(guān)，以上三種情況均有可能。答案：A（96第六屆）9拖拉機(jī)深耕時總比在道路上行駛時速度慢，這是為了 A提高傳動機(jī)械的效率。 B節(jié)省燃料。C增大拖拉機(jī)的牽引力。D提高柴油機(jī)的功率。答案：C（97第七屆復(fù)）4如圖所示，吊籃的重力為400牛，動滑輪重力為50牛，定滑輪重力為40牛，人的重力為600牛，人在吊籃里拉著繩子不動時需用力： A218牛 B220牛 C210牛 D236牛答案：C（99第九屆）10山間公路往往環(huán)繞山坡，盤山而上，這樣可以使上山的汽車：A提高功率 B提高機(jī)械效率 C減小所需的牽引力 D減小

4、所需的功。答案：C（99第九屆復(fù)）6把一瓶質(zhì)量為46千克的液化石油氣罐從居民住宅的一樓搬到二樓，人做的功最接近于 （ ) A140焦 B1×104焦 C1380焦 D無法估計(jì)答案：C（01第十一屆）6室內(nèi)垃圾桶平時桶蓋關(guān)閉不使垃圾散發(fā)異味，使用時用腳踩踏板，桶蓋開啟。根據(jù)室內(nèi)垃圾桶的結(jié)構(gòu)示意圖可確定：（）A桶中只有一個杠桿在起作用，且為省力杠桿B桶中只有一個杠桿在起作用，且為費(fèi)力杠桿C桶中有兩個杠桿在起作用，用都是省力杠桿D桶中有兩個杠桿在起作用，一個是省力杠桿，一個是費(fèi)力杠桿答案：D（03第十三屆）2拖拉機(jī)深耕時的行駛速度一般比在公路慢，這主要是為了  

5、0;             D提高發(fā)動機(jī)的功率答案：B（05第十五屆）1在鐵路道口常設(shè)有如圖1所示的道閘，這種道閘平時上揚(yáng)，當(dāng)火車要通過道口時道閘轉(zhuǎn)動到水平位置，示意過往的其他車輛停車等候，這種道閘稱為常開型道閘。與之相反，另一種道閘平時水平放置，當(dāng)有車輛要通過時，道閘上揚(yáng)，允許車輛通過，這種道閘稱為常閉型道閘。對于這兩種道閘重心的位置，下列說法正確的是 A常閉型道閘，重心應(yīng)在o點(diǎn)左側(cè) B常開型道閘，重心應(yīng)在o點(diǎn)右側(cè)C常閉型道閘，重心應(yīng)在o點(diǎn)右側(cè) D以上說法都不對答案：C（10第二十屆）10圖

6、5是環(huán)衛(wèi)工人用的一種垃圾夾的結(jié)構(gòu)示意圖。拉繩的一端固定在手把上，另一端穿過空心管桿與兩夾爪的一端相連。當(dāng)用力捏手把時，夾爪在拉繩的作用下可夾持物體，同時彈簧被壓縮：當(dāng)松開手把時，夾爪在彈簧的作用下恢復(fù)原狀。在使用過程中，手把和夾爪分別是 （ ）A省力杠桿，費(fèi)力杠桿B費(fèi)力杠桿，省力杠桿C省力杠桿，省力杠桿D費(fèi)力杠桿，費(fèi)力杠桿答案：A二、填空題（95第五屆）3下列設(shè)備中都使用了簡單機(jī)械，請?zhí)钊胨煤唵螜C(jī)械的名稱（全名）。起重機(jī)鋼索下面吊鉤上的鐵輪是_，旗桿頂端的輪是_，自行車的飛輪與后輪是_。答案：動滑輪定滑輪輪軸（99第九屆）6地面上有一條大木桿，抬起A端需用力300牛，抬起B(yǎng)端需用力200牛。

7、這條木桿的_端較粗，整個木桿的重量（所受的重力）為_牛。答案：A，500（99第九屆復(fù)）6單位時間通過某處的水的體積，稱為水在該處的流量某抽水機(jī)額定功率為P，抽水時，水頭高度為h，抽水機(jī)的效率為當(dāng)抽水機(jī)滿負(fù)荷工作時，出水管中水的流量為 (水的密度為)答案：Pgh（99第九屆復(fù)）8如圖，4 L1=L2，杠桿已平衡若使F2增加30牛，并將支點(diǎn)右移，使左、右力臂之比變?yōu)?：1，則杠、桿仍能平衡，由此可知 F1=牛頓答案：8（第十三屆）5(4分)如圖4所示，一輛板車的車輪陷入了淤泥里，甲、乙兩人來幫忙。甲幫助拉車把乙推車輪的上邊緣若兩人用力一樣大，且方向合理，則兩人中實(shí)際效果更好些的是_，理由是_.答

8、案：乙；以車輪繞地面轉(zhuǎn)動的點(diǎn)為支點(diǎn)，乙所用力和力臂的乘積比甲大(其它能表達(dá)類似意思的說法應(yīng)認(rèn)可)（06第十六屆）2(3分）列車上出售的食品常常放在如圖4所示的小推車上，若貨物均勻擺在車內(nèi)，當(dāng)前輪遇到障礙物A時，售貨員向下按扶把，這時手推車可以視為杠桿，支點(diǎn)是（寫出支點(diǎn)位置的字母）；當(dāng)后輪遇到障礙物A時，售貨員向上提扶把，這時支點(diǎn)是。后一種情況下，手推車可以視為力杠桿。答案：CB ?。ǖ谑藢茫?金秋十月，小琪一家人來到郊區(qū)游玩，看到農(nóng)民過去用來舂米粉的工具(如圖3所示)和磨面的工具(如圖4所示)。小琪聯(lián)想學(xué)過的簡單機(jī)械，發(fā)現(xiàn)這兩件工具其實(shí)就是、，都是物理知識在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用。答案：杠桿輪軸三

9、、實(shí)驗(yàn)題（95第五屆復(fù)）三、（15分）圖(a)畫的是一個指甲刀。1這個指甲刀是由哪幾個杠桿組成的？2李揚(yáng)將指甲刀按圖(a)和圖(b)兩種方法組裝，請按各杠桿的工作狀態(tài)分析說明哪種組裝方法是正確的。答案：1指甲刀由三個杠桿組成，分別是ABC、DBE和DFE。2(a)的組裝方法正確。由于兩種用法中杠桿ABC的工作狀態(tài)相同，杠桿DFE的工作狀態(tài)也相同；而杠桿DBE的動力臂是BE，用法(a)與用法(b)相比，B點(diǎn)距E點(diǎn)較遠(yuǎn)，動力臂大；兩種用法中阻力臂DE的大小相同，所以用法(a)中杠桿DBE比較省力。（98第八屆復(fù)）六、（7分）有一支桿秤，量程是2千克，現(xiàn)給你質(zhì)量為2千克的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，一根足夠長的刻度尺

10、，（1）請你說明，如何檢驗(yàn)此桿秤是否準(zhǔn)確？（2）如果不準(zhǔn)確，應(yīng)重新刻度，寫出簡單的刻度方法（要求準(zhǔn)確到50克）。答案：(1) 把秤砣放在定盤星上，看桿秤是否平衡。（1分）再將2千克的標(biāo)準(zhǔn)砝碼放在秤盤里，看桿秤平衡時，秤砣是否放在2千克的位置上。 （1分）最后看秤桿上的刻度是否均勻。 （1分）若平衡，在2千克的位置上，均勻，則此桿秤是準(zhǔn)確的。（1分）（2）不掛重物時，把秤砣放在秤桿上，平衡時記下位置。（1分）再把2千克的標(biāo)準(zhǔn)砝碼放在秤盤里，移動秤砣，記下平衡位置。（1分）在兩刻度（即兩平衡位置）間均勻分成40等份。（1分）（01第十一屆）1（4分）物理學(xué)常常把實(shí)際的研究對象或?qū)嶋H的過程抽象成“物

11、理模型”。如用鍘刀鍘草時，可以把鍘刀看做是一個能夠繞軸轉(zhuǎn)動的硬桿，而不必考慮刀的形狀、刀的材質(zhì)，在物理學(xué)中把它稱為“杠桿”，這時“杠桿”就是鍘刀的“物理模型”。汛期，江河中的水有時會透過大壩下的底層從壩外的地面冒出來，形成“管涌”，初中物理講過的什么裝置可以作為“管涌”的物理模型？自行車的車把可以控制車的方向，它的“物理模型”又是什么？答案：.連通器輪軸（01第十一屆復(fù)）三、(10分)(1)如圖甲、乙、丙三人要合扛一個重物物重600N，三人肩頭所能承受的最大壓力均為200 N現(xiàn)有兩根一樣長的硬棒及必要的繩子(硬棒及繩的自重不計(jì))，請你設(shè)計(jì)出一種方法，使三人肩頭承受的壓力都不超過最大壓力畫出示意

12、圖表示你設(shè)計(jì)的扛重物的方法(2)如圖，小明推一輛滿載重物的獨(dú)輪車，手握在車把A處(圖中未畫人)，遇到一個較高的臺階，他自己推不上去，小華趕快跑來幫忙小華選擇了一種最省力且效果最好的施力方法，請畫出小華所施力F的示意圖答案：(1)如圖答：1(5分) (2)如圖答2(5分)（03第十三屆）3.(6分)下圖a是一個指甲刀。(1)這個指甲刀是由哪幾個杠桿組成的?它們的支點(diǎn)各在哪里?(2)小明的指甲刀有圖a和圖b兩種組裝方式。請分析哪種組裝方式更合理。答案：(1)AC、DE和GE是三個杠桿,它們的支點(diǎn)分別是C、E和E.2圖a的組裝更合理.對于杠桿DE來說,指甲在D點(diǎn)對它的作用力是阻力,AC在B點(diǎn)對它的作

13、用力是動力.兩種組裝方式中阻力和阻力臂是一樣的,但圖a中的動力臂BE大于圖b中的動力臂,因此圖a的組裝方式要比圈b的方式省力.全題6分,(1)、2各3分.AC的支點(diǎn)與本答案不同的,不扣分。第(2)題只答對組裝方式,理由不正確的,給1分。（06第十六屆復(fù)）二(10分)一個地質(zhì)勘探小分隊(duì)，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(xì)線，請你幫助他們利用現(xiàn)場可利用的物品，設(shè)計(jì)一個測定礦石密度的方案，并推導(dǎo)出計(jì)算礦石密度的表達(dá)式。答案：1.用細(xì)線懸掛直木棍作支點(diǎn)； （1分）2.用細(xì)線拴好礦石掛在支點(diǎn)的左側(cè)，在支點(diǎn)的右側(cè)掛

14、一塊石塊，移動礦石和石塊懸掛的位置直到木棍水平平衡； （1分）3.用皮尺分別量出懸掛礦石和石塊的點(diǎn)到支點(diǎn)的距離為L1，L2如圖1所示 （1分）4.將礦石浸沒在水中，移動掛石塊的位置直到木棍再次水平平衡； （1分）5.用皮尺量出懸掛石塊的點(diǎn)到支點(diǎn)的距離為L3；如圖2所示 （1分）6.推導(dǎo)計(jì)算礦石密度的表達(dá)式。由杠桿平衡條件，得G礦L1=G石L2 （1） （1分）（G礦-F?。㎜1=G石L3 （2） （1分）（1）/（2）得 礦gV礦/（礦gV礦-水gV礦） = L2/L3 （1分）解得 礦=水L2 /（L2 - L3）（09第十九屆）4圖5 為商店常用稱量貨物的臺秤，試分析在下列情況下稱量貨物時

15、，稱量結(jié)果與實(shí)際質(zhì)量相比是偏大還是偏小。（l）秤陀磨損了：（2）調(diào)零螺母的位置比正確位置向右多旋進(jìn)了一些。答案：( l ）若秤陀磨損了，則稱量時游陀須放在刻度偏大的位置，臺秤才能平衡，所以稱量結(jié)果與實(shí)際質(zhì)量相比偏大。 ( 2 ）若調(diào)零螺母的位置比正確位置向右多旋進(jìn)一些，則秤盤中需放一定質(zhì)量的物體，才能在游陀指零的情況下使臺秤平衡。然后再把待測貨物放入秤盤中，平衡時貨物質(zhì)量等于稱量質(zhì)量，此時稱量質(zhì)量小于秤盤中兩物體質(zhì)量之和，所以稱量結(jié)果與實(shí)際質(zhì)量相比偏小。四、計(jì)算題（92年第二屆）六、（8分）液壓電梯（如圖）是一項(xiàng)新枝術(shù)，它可以為十層以下的舊樓加設(shè)電梯而無需在樓頂增建懸掛轎箱用的機(jī)房。1液壓機(jī)的

16、柱塞通過滑輪和鋼索帶動轎箱上升，如圖。為使轎箱上升18米，液壓機(jī)柱塞要上升多少米？2有一種液壓電梯，轎箱本身質(zhì)量是1300千克，油泵最大油壓是×106帕斯卡，廠家所能提供的油壓機(jī)柱塞直徑為（單位：毫米）60、85、105、140、184、238六種。通過計(jì)算說明應(yīng)該選用哪種直徑的柱塞。（由于柱塞本身受到重力作用及轎箱加速上升時需要較大的牽引力，廠家要求將柱塞直徑擴(kuò)大到計(jì)算值的1.4倍，然后從所給的六種規(guī)格中選取。）答案：參考解答19米2m轎箱與負(fù)荷的總質(zhì)量，P最大油壓，D一柱塞直徑鋼索拉力 F1=mg(1)柱塞舉力 F2=2mg(2)代入數(shù)值，得D=米(4)米×1.4=米(

17、5)應(yīng)該選用柱塞直徑為184毫米的液壓機(jī)。（93第三屆）六、（7分）硬鋼片做成的瓶蓋起子有兩種用法。如圖11所示。A、B是開蓋時起子和瓶蓋接觸的兩點(diǎn)。在瓶蓋和瓶口的接觸點(diǎn)中，D和E分別是離手最遠(yuǎn)和最近的兩點(diǎn)。開蓋時手對起子施加的力F作用在G點(diǎn)，瓶口對瓶蓋的阻力可以認(rèn)為作用于瓶蓋的中心C點(diǎn)（圖中沒有標(biāo)出）。如果瓶蓋在打開的過程中沒有發(fā)生明顯的彎折。1分別指出圖中11(a)、(b)兩種情況下杠桿的支點(diǎn)。2，圖(a)、(b)兩種用法中哪一種比較省力？為什么？答案：1因瓶蓋在打開過程中無明顯彎折，起子和瓶蓋可看成結(jié)合成一體，圖(a)中支點(diǎn)為D，圖(b)中支點(diǎn)為E。2兩圖中阻力相同，阻力臂亦相同，都是瓶

18、蓋中心到邊緣的距離，而圖(a)中動力臂為GD、圖(b)中動力臂為GE，GDGE，根據(jù)杠桿平衡原理，圖(a)較省力。（94第四屆）七、（6分）倒鏈（又稱神仙葫蘆）是一種簡單的起重用具，它由滑輪組組成（如圖9所示），A、B為同軸并一起轉(zhuǎn)動的定滑輪，半徑分別為R1和R2，R1稍大于R2；C為動滑輪，其半徑為r。它們之間用鐵鏈按圖中所示的方式聯(lián)結(jié)起來。當(dāng)用力F拉一側(cè)鐵鏈?zhǔn)苟ɑ嗈D(zhuǎn)動時，套在A上的鐵鏈?zhǔn)箳煸贑上的重物上升，與此同時，套在B上的鐵鏈被放下，使重物下降（圖中虛線箭頭表示鐵鏈運(yùn)動方向）。轉(zhuǎn)動一周時，其總效果使重物上升的距離為多少？若重物所受重力為G，則使重物緩慢勻速上升時，拉力F的大小至少應(yīng)為

19、多少？答案：重物上升距離h=(h1h2)2=(R1R2)（94第四屆）八、（8分）我國已興建3座抽水蓄能水電站。它可調(diào)劑電力供應(yīng)。深夜時，用過剩的電能通過水泵把下蓄水池的水抽到高處的上蓄水池內(nèi)。白天則通過閘門放水發(fā)電，以補(bǔ)充電能不足。若上蓄水池長為150m，寬為30m，如圖10所示，從深夜11時至清晨4時抽水，使上蓄水池水面增高20m，而抽水過程中水上升的高度始終保持為400m。不計(jì)抽水過程中其他能量損耗，試求抽水的功率。（g=10N）答案：抽水的功率 P=2×107瓦（95第五屆復(fù)）六、（10分）電氣化鐵路在和公路交叉時，輸電線常用圖示的方式懸掛在鋼纜上。鋼纜的A端固定在電稈上，B

20、端通過滑輪組聯(lián)結(jié)在電桿C上。電車通過拾電器向上托起輸電線，從而獲得驅(qū)動電車的能量。1配重D是N個混凝土圓盤，每個盤的質(zhì)量是m。按圖示的配置，鋼纜AB所受的拉力F大約是多少？2如果只考慮B端的牢固性。本來可以把它直接固定在電桿C上，也可以用一個很硬的大彈簧來聯(lián)結(jié)B和C。實(shí)際上卻用滑輪組來聯(lián)結(jié)，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是什么？答案：1以動滑輪為研究對象，可求鋼纜AB所受的拉力F=3Nmg。2機(jī)車運(yùn)行時，拾電器會把輸電線向上托起。如果使用兩端固定的鋼纜，懸線會因此松弛，輸電線將左右搖擺，有可能脫離拾電器而造成事故。使用滑輪組可以保證輸電線高度變化時，鋼絲始終保持緊張狀態(tài)。如果用彈簧代替滑輪組，情況好于兩端固定的

21、鋼纜，但鋼纜的緊張程度仍隨彈簧長度有較大的變化，而且不易確定鋼纜的最佳長度。（96第六屆）八、（8分）為保證市場的公平交易，我國已有不少地區(qū)禁止在市場中使用桿秤。桿秤確實(shí)容易為不法商販坑騙顧客提供可乘之機(jī)。請看下例。秤砣質(zhì)量為1千克，秤桿和秤盤總質(zhì)量為千克，定盤星到提紐的距離為2厘米，秤盤到提紐的距離為10厘米（圖9）。若有人換了一個質(zhì)量為千克的秤駝，售出千克的物品，物品的實(shí)際質(zhì)量是多少？答案：代表物理量的符號：m1秤舶質(zhì)量，m1假秤礫質(zhì)量，m2秤桿和秤盤的總質(zhì)量，m3貨物的實(shí)際質(zhì)量，m3貨物的標(biāo)稱質(zhì)量，a定盤星到提紐的距離，b秤盤到提紐的距離，C過秤桿、稱盤質(zhì)心的鉛垂線到提紐的距離，d千克秤

22、星到提紐的距離（圖2）秤盤空載，真砣置于定盤星時的平衡條件秤m2gc=m1ga(1)盤掛千克物體，使用真砣時的平衡條件m2gc=m3gb=m1gd(2)假砣置于千克秤星時的平衡條件m2gc+m3gb=m1gd(3)從(1)、(2)、(3)式消去c、d，解出m3 m3=千克(4)（97第七屆復(fù)）六、（11分）小紅準(zhǔn)備在旅游時估算登山纜車的機(jī)械效率。她從地圖上查到，纜車的起點(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。一只纜車運(yùn)載15個人上山的同時，有另一只同樣的纜車與它共用同一個滑輪組，運(yùn)載8個人下山。每個人的體重大約是60千克。從銘牌看到，纜車的自重（質(zhì)量）為600千

23、克。小紅還用直尺粗測了鋼纜的直徑，約為厘米。拖動鋼纜的電動機(jī)銘牌上標(biāo)明，它的額定功率為45千瓦。管理人負(fù)說，在當(dāng)時那種情況下，電動機(jī)的實(shí)際功率為額定功率的60。實(shí)際測得纜車完成一次運(yùn)輸所用的時間為7分鐘。請你幫助小紅估算纜車的機(jī)械效率。答案：纜車的高度差：h=840米-230米=610米。上山的質(zhì)量：m1=15×60千克+600千克=1500千克，下山的質(zhì)量：m2=8×60千克+600千克=1080千克，運(yùn)行的時間：t=7×60秒=420秒，有用功：W有=（m1-m2）gh，總功：W=P實(shí)t=1P額t纜車的機(jī)械效率：（98第八屆復(fù)）二、（7分）小華用一根長6米、半

24、徑厘米的均勻粗木棒為爸爸設(shè)計(jì)了一架能搬運(yùn)柴草的簡易起重機(jī)（如圖2所示）。他把支架安在木棒的長處，每捆柴草重1000牛，為了使木棒平衡以達(dá)到省力的目的，他又在另一端吊一塊配重的石頭,請你算出這塊配重的石頭應(yīng)有多重？（木棒密度103千克/米3，g取10牛頓/千克。）答案：受力分析如圖2所示。（1分）木棒重 G木=m木g=p木V木g=p木prr木2l木g.（2分）代入數(shù)值，得：G木牛。（1分）根據(jù)杠桿平衡條件，有：G柴=l+G木l=G石l. （2分）代入數(shù)值，得：G石=3848牛。（1分）（99第九屆復(fù)）三、(1 5分)某工地在冬季水利建設(shè)中設(shè)計(jì)了一個提起重物的機(jī)械，如圖是這個機(jī)械一個組成部分的示意

25、圖OA是個鋼管，每米長受重力為30牛頓；0是轉(zhuǎn)動軸；重物的質(zhì)量m為150千克，掛在B處，0B=1米；拉力F加在A點(diǎn)，豎直向上取g=1 0牛千克為維持平衡，鋼管OA為多長時所用的拉力最小?這個最小拉力是多少?答案：設(shè)OA=x，OB=b，每米長鋼管重為w=30牛根據(jù)杠桿平衡條件可以列出以下方程： bmg+x/2 ·wx=F·x 整理后得WX2-2F·x+2bmg=0 這個方程有解的條件是0，其中 =(-2 F)2-8wbmg 由此解出F2wbmg 把數(shù)值代入得F300牛頓，這表示拉力的最小值為300牛 從式可以解出鋼管長x 由于拉力最小時A=O，所以拉力最小時的鋼管長

26、為：x=1 0米（99第九屆復(fù)B）四、（20分）某工地在冬季水利建設(shè)中設(shè)計(jì)了一個提起重物的機(jī)械，右圖是這個機(jī)械一個組成部分的示意圖，OA是個鋼管，每米長受重力30N，O是轉(zhuǎn)動軸，重物的質(zhì)量m為150kg，掛在B處，OB=1米，拉力F加在A點(diǎn)，豎直向上，g=10N/kg。為維持平衡，鋼管OA為多長時所用的拉力最?。窟@個最小的拉力是多少？答案：設(shè)OAx，OBb，每米長鋼管重為w30N/m。則有bmgwx2/2Fx整理得：wx22Fx2bmg0由（2F）28wbmg>0，解得F>300N x10m（03第十三屆）七、(14分)電氣化鐵路的輸電線常用圖示的方式懸掛在鋼纜上。鋼纜的A端固定在

27、電桿上，B端通過滑輪組連接在電桿C上。(1)配重D是n個混凝土圓盤(圖中只畫出3個)，每個盤的質(zhì)量是m。按圖示的配置，鋼纜在B端所受的拉力大約是多少?   (2)如果只考慮B端的牢固性，本來可以把它直接固定在電桿C上，也可以用個很硬的大彈簧連接接B和C。實(shí)際上卻用滑輪組來連接，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是什么？答案：(l)F=3nmg,因?yàn)閯踊営覀?cè)的1條鋼纜與它左側(cè)的3條鋼纜承受相同的力,而左側(cè)每條鋼纜受的力是nmg·(2)機(jī)車運(yùn)行中,拾電器會把輸電線向上托起.如果使用兩端固定的鋼纜,懸線會因此松弛,輸電線將左右搖擺,有可能脫離拾電器造成斷電事故.使用滑輪組可以保證輸電線的高

28、度變化時鋼纜始終保持緊張狀態(tài)。如果用彈簧代替滑輪組,情況好于兩端固定的鋼纜,但鋼纜的緊張程度仍隨彈簧的長度有較大的變化,而且不易確定鋼纜的最佳長度。評分標(biāo)準(zhǔn):全題14分.鋼纜B端受力為圓盤組所受重力的3倍,給4分。重力為nmg,給3分.直接把B固定在電桿C上會使懸線松弛,給3分.鋼纜的緊張程度隨彈簧長度有較大變化,給3分。敘述完整給1分。（05第十五屆）六、(11分) 圖9是一種電梯結(jié)構(gòu)的示意圖，電梯廂在電梯井中沿豎直通道上下運(yùn)行。鋼鏈的兩端分別固定在電梯井頂部的A點(diǎn)和B點(diǎn)，同時鋼鏈繞過重15 000N電梯廂下的滑輪而托起整個廂體E，又跨過電梯井頂部由電動機(jī)驅(qū)動帶有齒輪的輪軸C，在C和B之間吊

29、起與動滑輪相連的配重D。電梯載重量為10人(1人的質(zhì)量按60kg計(jì)算，取g=10Nkg，忽略摩擦及鋼鏈的質(zhì)量)。請回答： (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，A、B兩點(diǎn)受到的拉力各是多大?答案：1）省力，電動機(jī)用較小的力即可拉動電電梯廂。由滑輪知識可知，配重的質(zhì)量m=G./g=2100kg(2)FA=FB=10500N（09第十九屆復(fù)）六、（18分）小胖同學(xué)在暑假期間參加了農(nóng)村電網(wǎng)改造的社會實(shí)踐活動，其中電工所挖的埋水泥電線桿的坑引起了小胖的興趣?？拥男螤钊鐖D5所示，從地面上看，坑基本上是一個長方形，其寬度僅比電線桿的粗端

30、直徑稍大一點(diǎn)，坑中沿長方形的長邊方向有一從地面直達(dá)坑底的斜坡。請你回答：1為什么要挖成圖5所示的深坑，而不挖成圖6甲所示的僅比電線桿略粗一點(diǎn)的圓筒狀深坑，或者如圖6乙、丙所示的那種大口徑的方形或圓形的深坑?這樣做有什么好處?2通過計(jì)算對比分析：如果將這種水泥電線桿分別埋入圖5、圖6甲所示的坑中。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程中，抬起水泥電線桿的細(xì)端至少分別需要多大的力?已知這種坑深，寬，地面處坑口長，坑底長03m。水泥電線桿的質(zhì)量為600kg，長，粗端直徑，其重心距粗端。(取g =10N/kg) 3在上述兩種情況下，豎起水泥電線桿的過程中，人們對水泥電線桿至少分別要做

31、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)，提高勞動效率。（2）便于施工：施工人員更易于從圖5所示的坑里向外取土。（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，施工時即省力又省功。（4）施工安全：用圖5所示的深坑埋水泥電線桿，施工人員只需從有斜坡的方向扶住水泥電線桿就行了，水泥電線桿不會向其它方向傾倒，施工比較安全。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。 設(shè)豎起電線桿的

32、過程中，在細(xì)端所用拉力為F1。 在圖答1中，電線桿粗端伸入坑口的距離為2.3 m-0.3 m = 進(jìn)而：O1A1=10.0 m-2.0 m =O1B1=4.0 m-2.0 m = 電線桿重：G=mg=600×10 N =6000N 根據(jù)杠桿平衡條件，有：F1×O1A1=G×O1B1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。電線桿就位后的情況如圖答2所示。設(shè)豎起電線桿的過程中，在細(xì)端所用拉力為F2。 在圖答2中：O2A2=O2B2= 根據(jù)杠桿平衡條件，有：F2×O2A2=G

33、5;O2B2解得：N3在圖答1中，電線桿重心升高：h1=4.0 m-2.0 m =人們對電線桿做功：W1=Gh1=6000×2.0 J =12000J在圖答2中，電線桿重心升高：h2=人們對電線桿做功：W2=Gh2=6000×4.0 J =24000J（10第二十屆）六、(15分)“手拉葫蘆”(如圖15所示)是一種攜帶方便、使用簡易的手動起重機(jī)械，廣泛用于工廠、土地、礦山、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等環(huán)境，用來完成起吊貨物等任務(wù)。其中HCB30型“手拉葫蘆”的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：型號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

34、測試載荷(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、右兩手交替拉動手拉鏈條進(jìn)行正常起重操作的過程中，左手或右手下拉一次(按30cm計(jì))，所吊重物上升的高度。 承載輪上所纏的承載鏈條較粗且兩端固定，而手拉輪上所纏的手拉鏈條較細(xì)且構(gòu)成一個完整的環(huán)。工作過程中，手拉鏈條、承載鏈條在輪上都不打滑。其纏繞情況如圖16所示。(取g=10Nkg) 1根據(jù)題目中提供的相關(guān)信息，通過計(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共軸的輪軸? 2計(jì)算該型“手拉葫蘆”在滿載的情況下正常

35、工作時的機(jī)械效率。答案：1沒手拉輪與承載輪是一個共軸的輪軸，則用手拉動手拉鏈條一次，鏈條移動的距離H與承載輪收回鏈條的長度h應(yīng)滿足 此過程中重物上升的高度因重物實(shí)際一次起升高度為s0=3mm，即ss0，所以此“手拉葫蘆”的手拉輪與承載輪不是個共軸的輪軸。 2 該型號“手拉葫蘆”在滿載的情況下正常工作時，用手下拉次手拉鏈條的過程中，人對“手拉葫蘆”做功：W人=FH=360×30×10-2J=108J“手拉葫蘆”對重物做功：W機(jī)=Gs0=3×103×10×3x10-3J=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

36、一種常用的起重裝置（如圖所示），用手柄轉(zhuǎn)動螺桿時，螺桿頂端的重物就隨螺桿一起上升。若螺桿的直徑為D，螺距為h，手柄末端到轉(zhuǎn)軸的距離為l，要舉起質(zhì)量為M的重物時，至少要給手柄頂端多大的力？指出本題中為了省力應(yīng)用了哪幾種簡單機(jī)械。答案：轉(zhuǎn)動一周時，手柄末端通過的距離為s=2l(1)垂直給手柄的力為F時所做的功為W1=Fs=F·2l(2)轉(zhuǎn)動一周時重物升高h(yuǎn)，克服重物所受重力做的功為W2=Mgh(3)根據(jù)功的原理有W1=W2即F·2l=Mgh(4)為了省力應(yīng)用了斜面和輪軸兩種簡單機(jī)械。（96第六屆復(fù)）四、（20）小紅準(zhǔn)備在旅游時估算登山纜車的機(jī)械效率。她從地圖上查到，纜車的起點(diǎn)和

37、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。一只纜車運(yùn)載15個人上山的同時，有另一只同樣的纜車與它共用同一個滑輪組，運(yùn)載8個人下山。每個人的體重大約是60千克。從銘牌上看到，纜車的自重（質(zhì)量）為600千克。小紅還用直尺粗測了鋼纜的直徑，約為厘米。拖動鋼纜的電動機(jī)銘牌上標(biāo)明，它的額定功率為45千瓦。管理人員說，在當(dāng)時那種情況下，電動機(jī)的實(shí)際功率約為額定功率的60。實(shí)際測得纜車完成一次運(yùn)輸所用的時間為7分鐘。請你幫助小紅估算纜車的機(jī)械效率。答案：高度差h=610米上山的質(zhì)量m1=900千克+600千克下山的質(zhì)量m2=480千克+600千克運(yùn)行時間t=420秒電機(jī)的實(shí)際功率&

38、#215;104瓦有用功指的是系統(tǒng)克服重力做的功，因此W1=(m1-m2)gh總功W=Pt機(jī)械效率=W1W=22%。（04第十四屆）3（4分）2003年春季，在我國部分城市出現(xiàn)了“非典”疫情，各地廣泛使用噴霧器對公共場所消毒。圖3給出了一種噴霧器的示意圖，就其工作原理要用到的物理知識有（寫出兩項(xiàng)即可）（1）_；（2）_。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)了一個公廁中的自動沖刷廁所的水箱。這種水箱能把自來水管持續(xù)供給的較小流量的水儲備到一定量后，自動開啟放水閥，這樣就可用較大水量沖刷便池中的污物。圖6為這種水箱的結(jié)構(gòu)示意圖，已知水箱底為邊長

39、l=40cm的正方形，A是一直徑d1=8cm的圓形放水閥門，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，連桿的長度h0=10cm。浮子B是一外部直徑d2=8cm、高H30cm、質(zhì)量m=的空心圓柱體，設(shè)水箱每次放水都能將水箱中的水全部放凈，試通過計(jì)算說明：（1）水箱體至少多高，水才不會從水箱上部溢出？（2）如果自來水管的流量為3/h，該水箱某次放水結(jié)束到下次開始放水的時間間隔為幾分鐘？答案：（1）設(shè)水箱中水面高度為h時，連桿對閥門A的拉力為T，此時閥門剛好可被拉開。對浮子B根據(jù)平衡條件有：mgTF浮 （1分）其中 F浮rg(hh0) （1分）對放水閥門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）所以水箱體的高度至少為。（2）一箱水的體積為：V箱=l2h（）2×3 （1分）自來水管的流量Q3/h 蓄滿一箱水所用時間t=17.4min （2分）所以，水箱放水的時間間隔約17.4min。（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)魚池中。要求在30 min內(nèi)至少向養(yǎng)魚池中輸水120 m3，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)將以下幾個需要解決的問題交給了科技小組。 (1)A，B處各有一個平臺，離心泵應(yīng)放在什么位置，請說明理由。 (2)如果某型號離心式水泵的揚(yáng)程