全國競賽試題匯編-簡單機械和功及答案DOC

競賽試題匯編—簡單機械和功一、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?，F(xiàn)在秤桿一端的銅片脫落丟失，主人怕影響秤的準確性，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)比實際質(zhì)量大B．稱量時的讀數(shù)比實際質(zhì)量小C．不論兩銅片的質(zhì)量是否完全相等，都可以恢復秤的準確性D．只有在兩銅片的質(zhì)量完全相等的情況下，才能恢復秤的準確性答案：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，支點是______（寫出字母）；當后輪遇到障礙物A時，售貨員向上提扶把，這時支點是______，手推車可以視為______力杠桿。答案：C；B；?。?5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．0.l焦B．10焦C．1焦D。0.01焦。答案：C（95第五屆）3．秤桿上相鄰刻度間所對應的質(zhì)量差是相等的。因此秤桿上的刻度應 []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．提高傳動機械的效率。B．節(jié)省燃料。C．增大拖拉機的牽引力。D．提高柴油機的功率。答案：C（97第七屆復）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： []A．218牛B．220牛C．210牛D．236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．提高機械效率C．減小所需的牽引力D．減小所需的功。答案：C（99第九屆復）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（)A．140焦B．1×104焦C．1．380焦D．無法估計答案：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，一個是費力杠桿答案：D（03第十三屆）2．拖拉機深耕時的行駛速度一般比在公路慢，這主要是為了

[

]

A.提高機械傳動效率

B.增大牽引力

C.節(jié)省燃料

D．提高發(fā)動機的功率答案：B（05第十五屆）1．在鐵路道口常設有如圖1所示的道閘，這種道閘平時上揚，當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，當有車輛要通過時，道閘上揚，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，重心應在o點左側(cè)B．常開型道閘，重心應在o點右側(cè)C．常閉型道閘，重心應在o點右側(cè)D．以上說法都不對答案：C（10第二十屆）10．圖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：當松開手把時，夾爪在彈簧的作用下恢復原狀。在使用過程中，手把和夾爪分別是（）A．省力杠桿，費力杠桿B．費力杠桿，省力杠桿C．省力杠桿，省力杠桿D．費力杠桿，費力杠桿答案：A二、填空題（95第五屆）3．下列設備中都使用了簡單機械，請?zhí)钊胨煤唵螜C械的名稱（全名）。起重機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。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）6．單位時間通過某處的水的體積，稱為水在該處的流量．某抽水機額定功率為P，抽水時，水頭高度為h，抽水機的效率為η．當抽水機滿負荷工作時，出水管中水的流量為(水的密度為ρ)．答案：ηP／ρgh（99第九屆復）8．如圖，4L1=L2，杠桿已平衡．若使F2增加30牛，并將支點右移，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（０３第十三屆Ｂ）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，則兩人中實際效果更好些的是____________，理由是_____________________________________________________________________.答案：乙；以車輪繞地面轉(zhuǎn)動的點為支點，乙所用力和力臂的乘積比甲大(其它能表達類似意思的說法應認可)（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，支點是（寫出支點位置的字母）；當后輪遇到障礙物A時，售貨員向上提扶把，這時支點是。后一種情況下，手推車可以視為力杠桿。答案：CB?。ǎ埃傅谑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)想學過的簡單機械，發(fā)現(xiàn)這兩件工具其實就是、，都是物理知識在生活生產(chǎn)中的應用。答案：杠桿．輪軸三、實驗題（95第五屆復）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點距E點較遠，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）六、（7分）有一支桿秤，量程是2千克，現(xiàn)給你質(zhì)量為2千克的標準砝碼，一根足夠長的刻度尺，（1）請你說明，如何檢驗此桿秤是否準確？（2）如果不準確，應重新刻度，寫出簡單的刻度方法（要求準確到50克）。答案：(1)①把秤砣放在定盤星上，看桿秤是否平衡。（1分）②再將2千克的標準砝碼放在秤盤里，看桿秤平衡時，秤砣是否放在2千克的位置上。（1分）③最后看秤桿上的刻度是否均勻。（1分）若①平衡，②在2千克的位置上，③均勻，則此桿秤是準確的。（1分）（2）①不掛重物時，把秤砣放在秤桿上，平衡時記下位置。（1分）②再把2千克的標準砝碼放在秤盤里，移動秤砣，記下平衡位置。（1分）③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）物理學常常把實際的研究對象或?qū)嶋H的過程抽象成“物理模型”。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）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200N．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)，請你設計出一種方法，使三人肩頭承受的壓力都不超過最大壓力．畫出示意圖表示你設計的扛重物的方法．(2)如圖，小明推一輛滿載重物的獨輪車，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點對它的作用力是阻力,AC在B點對它的作用力是動力.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）二．(10分)一個地質(zhì)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。答案：1.用細線懸掛直木棍作支點；（1分）2.用細線拴好礦石掛在支點的左側(cè)，在支點的右側(cè)掛一塊石塊，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到支點的距離為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到支點的距離為L3；如圖2所示（1分）6.推導計算礦石密度的表達式。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ρ礦gV礦/（ρ礦gV礦-ρ水gV礦）=L2/L3（1分）解得ρ礦=ρ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，稱量結(jié)果與實際質(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)果與實際質(zhì)量相比偏小。四、計算題（92年第二屆）六、（8分）液壓電梯（如圖）是一項新枝術(shù)，它可以為十層以下的舊樓加設電梯而無需在樓頂增建懸掛轎箱用的機房。1．液壓機的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2.3×106帕斯卡，廠家所能提供的油壓機柱塞直徑為（單位：毫米）60、85、105、140、184、238六種。通過計算說明應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大到計算值的1.4倍，然后從所給的六種規(guī)格中選取。）答案：參考解答1．9米2．m——轎箱與負荷的總質(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=0.119米……(4)0.119米×1.4=0.167米………(5)應該選用柱塞直徑為184毫米的液壓機。（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。在瓶蓋和瓶口的接觸點中，D和E分別是離手最遠和最近的兩點。開蓋時手對起子施加的力F作用在G點，瓶口對瓶蓋的阻力可以認為作用于瓶蓋的中心C點（圖中沒有標出）。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。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)中支點為D，圖(b)中支點為E。兩圖中阻力相同，阻力臂亦相同，都是瓶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，GD＞GE，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。當用力F拉一側(cè)鐵鏈使定滑輪轉(zhuǎn)動時，套在A上的鐵鏈使掛在C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的大小至少應為多少？答案：重物上升距離h=(h1－h(huán)2)／2=π(R1－R2)（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。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）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。實際上卻用滑輪組來聯(lián)結(jié)，這樣做的優(yōu)點是什么？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．機車運行時，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。桿秤確實容易為不法商販坑騙顧客提供可乘之機。請看下例。秤砣質(zhì)量為1千克，秤桿和秤盤總質(zhì)量為0.5千克，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0.8千克的秤駝，售出2.5千克的物品，物品的實際質(zhì)量是多少？答案：代表物理量的符號：m1—秤舶質(zhì)量，m＇1─假秤礫質(zhì)量，m2—秤桿和秤盤的總質(zhì)量，m3—貨物的實際質(zhì)量，m＇3—貨物的標稱質(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—2.5千克秤星到提紐的距離（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2.5千克物體，使用真砣時的平衡條件m2gc=m＇3gb=m1gd (2)假砣置于2.5千克秤星時的平衡條件m2gc+m3gb=m＇1gd (3)從(1)、(2)、(3)式消去c、d，解出m3m3=1.96千克 (4)（97第七屆復）六、（11分）小紅準備在旅游時估算登山纜車的機械效率。她從地圖上查到，纜車的起點和終點的海拔高度分別為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600千克。小紅還用直尺粗測了鋼纜的直徑，約為2.5厘米。拖動鋼纜的電動機銘牌上標明，它的額定功率為45千瓦。管理人負說，在當時那種情況下，電動機的實際功率為額定功率的60％。實際測得纜車完成一次運輸所用的時間為7分鐘。請你幫助小紅估算纜車的機械效率。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，運行的時間：t=7×60秒=420秒，有用功：W有=（m1-m2）gh，總功：W=P實t=η1P額t纜車的機械效率：（98第八屆復）二、（7分）小華用一根長6米、半徑7.5厘米的均勻粗木棒為爸爸設計了一架能搬運柴草的簡易起重機（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有多重？（木棒密度0.8103千克/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rr木2l木g.（2分）代入數(shù)值，得：G木=847.8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）三、(15分)某工地在冬季水利建設中設計了一個提起重物的機械，如圖是這個機械一個組成部分的示意圖．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，豎直向上．取g=10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=0①這個方程有解的條件是△≥0，其中△=(-2F)2-8wbmg②由此解出F≥2wbmg把數(shù)值代入得F≥300牛頓，這表示拉力的最小值為300牛．從①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為：x=10米（99第九屆復B）四、（20分）某工地在冬季水利建設中設計了一個提起重物的機械，右圖是這個機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，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OA＝x，OB＝b，每米長鋼管重為w＝30N/m。則有bmg＋wx2/2＝Fx整理得：wx2－2Fx＋2bmg＝0由Δ＝（2F）2－8wbmg>0，解得F>300Nx＝10m（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。實際上卻用滑輪組來連接，這樣做的優(yōu)點是什么？答案：(l)F=3nmg,因為動滑輪右側(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)機車運行中,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。評分標準: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行。鋼鏈的兩端分別固定在電梯井頂部的A點和B點，同時鋼鏈繞過重15000N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驅(qū)動帶有齒輪的輪軸C，在C和B之間吊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計算，取g=10N／kg，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)當電梯滿載勻速上升時，A、B兩點受到的拉力各是多大?答案：1）省力，電動機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==2100kgFA=FB=10500N（09第十九屆復）六、（18分）小胖同學在暑假期間參加了農(nóng)村電網(wǎng)改造的社會實踐活動，其中電工所挖的埋水泥電線桿的坑引起了小胖的興趣。坑的形狀如圖5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直徑稍大一點，坑中沿長方形的長邊方向有一從地面直達坑底的斜坡。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位置后，在豎起水泥電線桿的過程中，抬起水泥電線桿的細端至少分別需要多大的力?已知這種坑深2.0m，寬0.3m，地面處坑口長2.3m，坑底長0．3m。水泥電線桿的質(zhì)量為600kg，長10.0m，粗端直徑0.25m，其重心距粗端4.0m。(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，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。設豎起電線桿的過程中，在細端所用拉力為F1。在圖答1中，電線桿粗端伸入坑口的距離為2.3m-0.3m=2.0m進而：O1A1=10.0m-2.0m=8.0mO1B1=4.0m-2.0m=2.0m電線桿重：G=mg=600×10N=6000N根據(jù)杠桿平衡條件，有：F1×O1A1=G×O1B1解得：F1=A2F2BA2F2B2O2G圖答2A1F1B1O1G圖答1（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。設豎起電線桿的過程中，在細端所用拉力為F2。在圖答2中：O2A2=10.0mO2B2=4.0m根據(jù)杠桿平衡條件，有：F2×O2A2=G×O2B2解得：N3．在圖答1中，電線桿重心升高：h1=4.0m-2.0m=2.0m人們對電線桿做功：W1=Gh1=6000×2.0J=12000J在圖答2中，電線桿重心升高：h2=4.0m人們對電線桿做功：W2=Gh2=6000×4.0J=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。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測試載荷(kN)37.5承載輪直徑(mm)50最小凈空高度(mm)470凈重(kg)21.7最大載荷所需拉力(N)360毛重(kg)22.3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行正常起重操作的過程中，左手或右手下拉一次(按30cm計)，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=10N／kg)1．根據(jù)題目中提供的相關(guān)信息，通過計算，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．計算該型“手拉葫蘆”在滿載的情況下正常工作時的機械效率。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應滿足此過程中重物上升的高度因重物實際一次起升高度為s0=3mm，即s≠s0，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=Gs0=3×103×10×3x10-3J=90J“手拉胡蘆”的機械效率：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用了哪幾種簡單機械。答案：轉(zhuǎn)動一周時，手柄末端通過的距離為s=2πl(wèi) (1)垂直給手柄的力為F時所做的功為W1=Fs=F·2πl(wèi) (2)轉(zhuǎn)動一周時重物升高h，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·2πl(wèi)=Mgh (4)為了省力應用了斜面和輪軸兩種簡單機械。（96第六屆復）四、（20）小紅準備在旅游時估算登山纜車的機械效率。她從地圖上查到，纜車的起點和終點的海拔高度分別為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2.5厘米。拖動鋼纜的電動機銘牌上標明，它的額定功率為45千瓦。管理人員說，在當時那種情況下，電動機的實際功率約為額定功率的60％。實際測得纜車完成一次運輸所用的時間為7分鐘。請你幫助小紅估算纜車的機械效率。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+600千克運行時間t=420秒電機的實際功率P=2.7×104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機械效率η=W1／W=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，氣體體積縮小壓強增大（04第十四屆）四、（8分）小明設計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，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H＝30cm、質(zhì)量m=0.4kg的空心圓柱體，設水箱每次放水都能將水箱中的水全部放凈，試通過計算說明：（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0.2m3/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：mg＋T＝F?。?分）其中F浮＝geq\f(p,4)d\s(2,2)(h－h(huán)0)（1分）對放水閥門A根據(jù)杠桿的平衡條件有：Td1=gheq\f(p,4)d\s(2,1)eq\f(d1,2)（2分）聯(lián)立可解得：h=eq\f(mg＋rgeq\f(p,4)d\s(2,2)h0,rgeq\f(p,4)d\s(2,2)－rgeq\f(p,8)d\s(2,1))≈0.36m（1分）所以水箱體的高度至少為0.36m。（2）一箱水的體積為：V箱=l2h＝（0.4m）2×0.36m＝0.058m3（1分）自來水管的流量Q＝0.2m3/h蓄滿一箱水所用時間t=eq\f(V水,Q)=eq\f(0.058m3,\f(0.2m3,60min))=17.4min（2分）所以，水箱放水的時間間隔約17.4min。（06第十六屆復）一、(10分)如圖l，東湖中學想用離心泵將湖中的水抽到C處的養(yǎng)魚池中。要求在30min內(nèi)至少向養(yǎng)魚池中輸水120m3，學校領(lǐng)導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，離心泵應放在什么位置，請說明理由。(2)如果某型號離心式水泵的揚程為15m，功率為17kW，效率為0.6，試通過計算說明這臺水泵是否可滿足東湖中學的需求?(3)為了節(jié)約資金，有人提出全部采購比硬質(zhì)管便宜、而且與水泵管徑相