初中科学竞赛辅导《简单机械》（含答案）

初中科学竞赛辅导《简单机械》经典简答、探究20题1、一个人用下图所示的装置拉陷在泥里的汽车，汽车以0.2m/s的速度匀速运动了lm，此时测力计的示数为400N，则汽车受到的阻力是N，人拉车的功率为W。（不考虑滑轮摩擦）21世纪教育网版权所有2、右图为农用扬场机的示意图。谷物脱粒后,谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮W和皮带B的带动下被抛出,谷粒、糠皮、碎石落地的远远不同,从而形成1、2、3三堆,达到分离的目的。其中1是__________，2是_____________________。从能量的角度看，它们在运动过程中能够分离，是因为_________________________________3、把一长为2米的均质平板的中点支在水平面上一个不高的支点上，在平板上站有两个小孩（如图），已知m甲=30千克，位于板的中点，m乙=20千克，位于板的左端，现两小孩以0.1米/秒的速度沿板同时向右慢慢移动，经秒平板开始转动。21世纪教育网版权所有4、一物体沿一个高2.5m，长4m的斜而匀速滑下时，受到斜面的摩擦力为50N。若将该物体从斜面底端沿斜面匀速上拉至顶端，拉力所做的功为J，物体的重力为N。5、有一水果店，所用吊盘式杆秤的量程为10千克。现有一较大的西瓜，超过此量程。店员A找到另一与此秤完全相同的秤跎结在一起作为新秤砣进行称量，平衡时，双砣位于6.5千克处。他将此数乘以2得13千克的质量卖给顾客。店员B对这种称量表示怀疑。为了检验，他取另一只西瓜，用单秤砣正常称量结果得8千克，用店员A的双秤砣法称量，得读数为3千克，乘以2得6千克。由此得出店员A的方法不可靠。店员A卖给顾客的西瓜的实际质量是6、质量为200千克的汽车，以20米/秒的速度在平直的公路上行驶，若汽车的输出功率恒定，路面对汽车的摩擦力恒为车重的0.05倍，那么汽车开上坡度为0.01（坡路的高与长之比）的坡路所能达到的最大速度是米/秒。7、轮轴的实质是可以连续旋转的杠杆。如图b所示，当轮轴绕O点匀速转动时(处于平衡状态)，有FR=Gr。如图a所示，一自行车上连接踏脚板的连杆长Rl，由踏脚板带动半径为r1的大齿盘，通过链条与半径为r2的后轮齿盘连接，再带动半径为R2的后轮转动。(1)设自行车在水平路面上匀速行进时，人蹬踏脚板的平均作用力为F，链条受到的拉力为T，地面对后轮的摩擦力为f．分别写出T与F、T与f之间的关系式；(2)设R1=20厘米，R2=33厘米，踏脚大齿盘与后轮齿盘的齿数分别为48和24，则人蹬踏脚板的平均作用力F与后轮的摩擦力f之比为。8、长江是我国第一大河，长江全长S米，源头海拔H米，全年平均水流量为Q米3／秒。长江蕴藏着丰富的水力资源，假定不考虑支流并入及途中损失的水量，则长江蕴藏的水力资源为瓦。21世纪教育网版权所有9、有一辆26英寸自行车(26英寸为车轮直径，1英寸等于2.54厘米)，其大牙盘有40个齿，后轮轴上的飞轮有16个齿。链条连着大牙盘和飞轮，如果车轮与地面不打滑，骑车人双脚踏车的周期是1.3秒，则此时自行车的速度约为米／秒。如果人和自行车总质量为70千克，自行车行使时所受的阻力是总重的0.05倍，则人踏车的总功率约瓦。10、图(a)所示的是一把杆秤的示意图，O是秤杆的悬点，使用该秤最多能称量5千克的重物。小王用一个相同的秤砣系在原来的秤砣下面，采用“双秤砣法”去称量7千克的重物时，秤上的示数为3千克，如图24-21(b)所示。那么当只挂一个秤砣时，该秤零刻度线的位置应该在____（选填“O点”、“O点的右侧”或“O点的左侧”）。若采用“双秤砣法”，则利用该秤最多能称量____千克的重物。11、如图所示，一均匀木条可绕转轴O自由转动，现有材料相同，长度相同，横截面积之比Sa:Sb:Sc=1:4:2的三支蜡烛a、b、c，垂直立于木条上，木条恰好处于平衡。三支蜡烛离转轴的距离分别为L1、L2和L3，若L1=4L2，则L3=______L2。若同时点燃蜡烛，蜡烛在燃烧过程中，要使杠杆保持平衡，则L1:L2:L3=__________(设蜡烛在相等时间内燃烧的质量相同)。12、如图所示，木板和木板上的人通过滑轮组静止于空中，已知滑轮A的质量mA和滑轮B的质量mB均为5kg，木板质量M=10kg，人的质量m=30kg，不计摩擦与空气作用力。各个滑轮两侧的细绳（不计质量）均处于竖直状态，求此时人拉绳的力为。13、如图，人重500N，AB板重100N，摩擦力与滑轮质量不计，人需N的拉力，才可能使整个系统悬挂在空中不动。此时人对木板的压力为N。14、“一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃”，这是民间流传的一个故事，现给你两根长度相同且自重忽略不计的扁担和一只水桶，请你帮他们想出一个办法来，使甲、乙、丙三个小和尚共抬一桶水且各自承受的压力相同。请在虚线框内按要求画出简要示意图，并指出水桶的悬挂位置。21世纪教育网版权所有15、一个小孩在蹦床上做游戏，他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度。小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图像如右图所示，图中oa段和cd段为直线。则据此图可知，小孩和蹦床接触的时间段为。16、如图8所示，是一个简易的吊钩装置，它是由4根长度不一的刚性轻杆AD、DF、BC、CE铰接而成，A端通过固定转动轴连接在墙上，C端可以在光滑水平地面上左右白由移动。L1表示AD的长度，L2表示AB的长度，L3表示DF的长度，L4表示BC的长度，忽略吊钩到F点的长度，BCED构成一个平行四边形。若吊钩上不管挂上多重质量的物体，吊钩装置在水平面上的不同位置时都能处于平衡状态，则L1、L2、L3、L4必须满足的关系是。吊钩装置处于平衡状态时，C端受到地面的作用力方向为。17、在图10所示的装置中，A、B是动滑轮，C是定滑轮，D是轮轴，D的轮半径R=10厘米，轴半径r=5厘米，物重G=500牛顿，每个动滑轮重P=50牛顿。如果不计绳重和摩擦，各段绳的方向保持相平行，那么：21世纪教育网版权所有为把重物提起，作用在轮上的动力F至少要大于牛顿；若把重物提起0.1米，动力F的作用点要移动米；该装置的机械效率是21世纪教育网版权所有18、交通运输中用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，即客运效率=人数×路程/消耗能量。一个人骑电动自行车，消耗100万焦的能量可行驶30千米，一辆载有4人的普通轿车，消耗32000万焦的能量可行驶100千米，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是________.19、某学生用质量不同的滑块以不同的速度，从地面沿倾角为θ的光滑斜面往上滑，如图所示。他记录了滑块滑至最高点(此时小球速度为零)的高度h，如下表所示:滑块质量m(kg)123速度v(m/s)1.02.03.04.05.01.02.03.04.05.01.02.03.04.05.0高度h(m)0.050.200.450.801.250.050.200.450.801.250.050.200.450.801.25根据上述数据分析、归纳出:小球能够达到的最大高度h跟它在斜面底端的速度v和质量m有无关系？如有关系，请写出关系式；如无关系，请说明原因若假定小球在地面的重力势能为0，且重力势能的大小跟小球离地高度h成正比，跟小球质量m成正比，则小球在斜面底端的动能Ek跟小球在斜面底端的速度v、质量m有何关系20、如图所示，在同一平面上的AC、BD两杆，分别绕相距L的A、B两轴逆时针转动，转动快慢相同，初始时刻如图(a)所示，且∠CAB=300，∠DBA=900，经过一段时间，两杆运动到如图(b)所示，且∠CAB=900，∠DBA=300，则此过程中交点M的运动轨迹为______________（选填：“直线”、“圆弧”、“其它曲线”），M移动的路程为_________。21世纪教育网版权所有ab《简单机械》经典简答、探究20题答案21世纪教育网版权所有1、6001202、糠皮谷粒它们以同样的速度被抛出,碎石的质量最大,动能最大,所以克服空气阻力运动的距离最大,糠的质量最小,运动的距离最小3、421世纪教育网版权所有4、240486、16．721世纪教育网版权所有7、FR1=Tr1、Tr2=fR23.38、HQρｇ21世纪教育网版权所有9、4.0140解析：取1s时间，大牙盘转过1/1.3×40齿，故飞轮也转过1/1.3×40齿飞轮转过角度(1/1.3×40)/16×2π，车轮转过角度(1/1.3×40)/16×2π对应的弧长((1/1.3×40)/16×2π)×(26/2×2.54/100)＝4(m)因为取的是1s，所以车速为4m/s。10、0点右侧1121世纪教育网版权所有11、42：1：3解析：（1）∵m=ρV=ρSh，∴三蜡烛的质量之比：ma：mb：mc=ρhSa：ρhSb：ρhSc=Sa：Sb：Sc=1：4：2，设ma=M，则mb=4M，mc=2M，∵木条平衡，∴mag×L1+mbg×L2=mcg×L3，∵L1=4L2，∴Mg×4L2+4Mg×L2=2Mg×L3，解得：L3=4L2；（2）∵木条原来平衡，∴Mg×L1+4Mg×L2=2Mg×L3，12、87.5N解析：滑轮B的重力：GB=mBg=5kg×10N/kg=50N，木板重力：G木板=Mg=10kg×10N/kg=100N，人的重力：G人=m人g=30kg×10N/kg=300N，把人、动滑轮、木板作为一个研究对象，由图可以看出，从定滑轮A出来的绳子股数为2股，所以B处的拉力为：FB=1/2（G木板+G人+GB）=1/2×（50N+100N+300N）=225N．对人来说，拉力FB减去动滑轮B的重力后，由两股绳子承担，所以人的拉力F=1/2（FB-GB）=1/2×（225N-50N）=87.5N．13、15065021世纪教育网版权所有14、如图所示，E为水桶应悬挂的位置解析：使一根扁担的一端置于另一扁担中点B处(可用细绳固定)，水桶悬挂在E点，三个和尚分别在A、C、D三点抬水。设桶及水重为G，扁担长为L，根据杠杆平衡条件F动·L动＝F阻·L阻得到：当F甲＝F乙时，LBC＝LBD＝L／2此时：F甲＝F乙＝FB／2若要F丙＝F甲＝F乙＝FB／2，则LAB＝2LBE。所以水桶应悬挂于离A点2／3L处15、t1～t521世纪教育网版权所有16、L1/L2=L3/L4竖直向上根据轮轴的省力公式，作用在轴上绳子的拉力为F=F′×r/R=150N×5cm/10cm=75N．（2）若把重物提起0.1米，则滑轮上绳子自由端移动的距离S=nh=4×0.1m=0.4m；如图所示，轮轴轴上通过的距离S1也是0.4m；根据轮轴的特点轮上绳子通过的距离为S2=R/r×S1=10cm/5cm×0.4m=0.8m；（3）因为物体提起的高度h=0.1m，所以做的有用功W有用=Gh=500N×0.1m=50J；作用在绳子上的拉力F=75N，绳子最后移动的距离S=0.8m，所以做的总功为W总=FS=75N×0.8m=60J；故该装置的机械效率为：η=W有用/W总×100%=50J/60J×100%=83.3%．18、24：121世纪教育网版权所有19、（1）小球能够达到的最大高度h跟它的质量无关．因为从表中数据可以看出，当质量不同时，以相同的速度从斜面底端冲上斜面时，所能到达的最大高度是相同的．（2）h=0.05V2解析：小球能够达到的最大高度h跟它在斜面底端的速度v有关．当上升高度为0.05m时，速度为1m/s，12×0.05=0.05，当上升高度为0.20m时，速度为2m/s，可以看出22×0.05=0.2，依此类推可以得出h=0.05V2．21世纪教育网版权所有