第六章 力和机械单元测试题 有答案

第六章力和机械单元测试题有答案

班别：姓名：分数：

一、单选题（每小题3分，共30分）

1．踢出的足球，在空中运动时，若不计空气阻力，则足球的受力情况是（）

A．只受踢力

B．只受重力

C．既受踢力，也受重力

D．不受踢力也不受重力

【答案】B

【解析】

在空中飞行的足球,不计阻力,只受到地球的引力作用(即重力).故选B.

2．下述几个力中，最接近2N的是（）

A．托起2个鸡蛋所用的力B．拖起一个苹果所用的力

C．抱起一只小羊所用的力D．抓起一只鸡所用的力

【答案】B

【解析】

【分析】

首先根据对物体质量的了解判断选项中物体的质量，然后利用G=mg得到物体的重力并确定所用力的大小。【详解】

A、两个鸡蛋的质量在100g=0.1kg左右，托起两个鸡蛋的力在F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N左右。故A不符合题意；

B、一个苹果的质量在200g=0.2kg左右，托起一个苹果的力在F=G=mg=0.2kg×10N/kg=2N左右。故B符合题意；

C、一只小羊的质量在5kg左右，抱起一只小羊的力在F=G=mg=5kg×10N/kg=50N左右。故C不符合题意；

D、一只鸡的质量在2kg左右，抓起一只鸡的力在F=G=mg=2kg×10N/kg=20N左右。故D不符合题意。

故选：B。

3．体育课上有爬绳和爬杆两种运动，某同学先后以相同的姿势顺着绳子和杆匀速向上爬，两种情况下受到的摩擦力（）

A．爬绳和爬杆时速度不一样，则速度大的摩擦力大

B．爬绳时受到的摩擦力较大，是因为绳子比杆子粗糙

C．爬杆时受到的摩擦力较大，是因为爬杆时手握杆的力要大些

D．爬绳和爬杆时，受到的摩擦力一样大

【答案】D

【解析】

【详解】

因爬绳和爬杆都是匀速上爬，处于平衡状态，受到的重力与摩擦力为一对平衡力，所以爬绳和爬杆，受到的摩擦力都等于人的重力，与速度无关。故D正确，A、B、C错误。

4．如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是（）

A．B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力

B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力

C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力

D．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力

【答案】C

【解析】

【详解】

由图可知车厢绕着点C转动,所以点C为支点;

当物体放在车厢的后部时,动力臂大于阻力臂,因此省力，所以选项ABD都不正确，故答案为C.

5．一根原长8cm的弹簧，在弹性限度内，当所受拉力为8N时，长度变为12cm，当长度变为14cm时所受拉力是( )

A．10N B．12N C．14N D．20N

【答案】B

【解析】

解答：原长为8cm，受到8N的拉力时，弹簧长为12cm，则8N的拉力伸长4cm，所以1N拉力伸长0.5cm.当长度变为14cm时，伸长6cm，因为1N拉力伸长0.5cm，因此所受拉力为12N.

故选B.

点睛：弹簧测力计是根据弹簧在一定的弹性范围内，弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比制成的．6．如图所示，用水平力F把重力为G的正方体物块紧压在竖直墙壁上，正方体处于静止状态。关于正方体受到墙壁的摩擦力f，以下说法中正确的是（）

A．正方体受到的摩擦力f＝F

B．增大水平力F的大小，摩擦力f也随之增大

C．增大水平力F的大小，摩擦力f一定不变

D．减小水平力F的大小，摩擦力f一定不变

【答案】C

【解析】

【分析】

物体保持静止，处于平衡状态，故对物体受力分析，结合平衡条件即可解答。

【详解】

由于物块处于静止状态（即平衡状态），合力为零，所以，水平方向上的推力F和墙壁对它向右的支持力N是一对平衡力，即F=N；竖直方向上的重力G和静摩擦力f是一对平衡力，即f=G，摩擦力的方向竖直向上，故A错误；增大水平力F的大小（即增大压力F），若物体仍静止，则摩擦力与重力仍是一对平衡力，大小相等，f=G，摩擦力大小不变；故B错误，C正确；减小水平力F的大小（即减小压力F），物体可能静止，也可能下滑；若物体下滑，则摩擦力f＜G，此时摩擦力的大小发生变化，故D错误，故选C。

7．如图所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同速度同时匀速向支点移动，则杠杆（）

A．仍能平衡

B．不能平衡，大球那端下沉

C．不能平衡，小球那端下沉

D．无法判断

【答案】C

【解析】

【详解】

开始时两球平衡，即力矩相等；当运动时，两球速度相同，则在相同时间内移动的距离相同，大球的力矩减少的快，则大球力矩会小于小球力矩，杠杆向小球那端下沉．

8．如图所示，人通过定滑轮拉50N的重物，使重物G加速下降，在重物下降的过程中（所有阻力不计（，绳对重物G的拉力的大小和方向分别为（）

A．等于50牛，方向向下B．等于50牛，方向向上

C．小于50牛，方向向上D．小于50牛，方向向下

【答案】C

【解析】

【分析】

（1）物体在平衡力的作用下将保持匀速直线运动和静止状态，当所受的力不是平衡力时，物体的运动状态将会改变。

（2）做加速运动时，和物体运动方向一致的力大一些；做减速运动时，和物体运动方向相反的力大一些。【详解】

重物在加速下降的过程中受到两个力的作用，重力和绳对重物的拉力，因为重物加速下降，所以受的不是平衡力，而是重力大于绳对物体的拉力，即绳对物体的拉力小于物体的重力50N，方向向上。

故选：C。

9．如图所示，甲、乙两个实心小球，体积之比为3（1，分别挂在轻质杠杆AB两端，杠杆水平位置平衡，测得OA（OB（1（2，则甲、乙两球的密度之比为ρ甲（ρ乙（（）

A ．2（3

B ．3（2

C ．1（6

D ．6（1

【答案】A

【解析】

【分析】 ①已知力臂比例关系，根据杠杆平衡条件可以得到小球对杠杆的拉力之比，也就是小球的重力之比，进一步得到质量关系；②已知小球质量之比和体积之比，利用公式ρ＝

m V

得到小球密度之比．

【详解】

∵F 1L 1＝F 2L 2，∴G 甲?OA ＝G 乙?OB ， m 甲g ?OA ＝m 乙g ?OB ， m 甲?OA ＝m 乙?OB ， 21m OB m OA 甲乙＝＝，∵ρ＝m V ，212133m V m V m V m V ρρ??甲

甲甲甲乙乙

乙甲乙乙

＝＝＝＝故选A. 10．如图所示，在水平拉力F 的作用下，物体A 匀速向左滑动，弹簧测力计的示数为12牛，不计滑轮重及滑轮与绳之间摩擦，拉力F 和物体A 受到的摩擦力f 的大小分别为（ ）

A ．F=24牛，f =12牛

B ．F=12牛，f=24牛

C ．F =24牛，f =6牛

D ．F =12牛，f =6牛

【答案】B

【解析】

【分析】 根据“如图所示，在水平拉力F 的作用下，物体A 匀速向左滑动”可知，本题考查了动滑轮的特点和二力平衡的条件的应用，根据动滑轮的特点进行求解。

【详解】

这是一个动滑轮，绳子两端的力相等，弹簧测力计的读数为12N ，因为绳子两端的力相等，所以绳子自由端的拉力F 大小为12N ，轴上的力等于绳子两端的力的和为24N ；

物体匀速运动，则绳子对物体的拉力和地面对物体的摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力的大小为24N，故选B。

第II卷（非选择题)

请点击修改第II卷的文字说明

二、填空题

11．通过对不同机械的研究，我们注意到：利用省力杠杆提升重物可以________但是自由端上升的距离比重物上升的距离________；利用费力杠杆提升重物虽然费力，但是自由端上升的距离比重物上升的距离________；利用动滑轮提升重物可以________，但手拉绳子移动的距离比重物上升的距离________；利用定滑轮提升重物可以________但是不可以________．这说明，省力的机械费________，省距离的机械费________，________（本空选填“有”或“没有”）既省力又省距离的机械．

【答案】省力大小省力大改变力的方向省力距离力没有

【解析】

【详解】

利用省力杠杆提升重物可以省力，但是自由端上升的距离比重物上升的距离大，即费距离；利用费力杠杆提升重物虽然费力，但是自由端上升的距离比重物上升的距离小，即省距离；利用动滑轮提升重物可以省力，但手拉绳子移动的距离比重物上升的距离大；利用定滑轮提升重物可以改变力的方向，但是不可以省力；由上知，省力的机械费距离，费力的机械省距离，但没有既省力又省距离的机械。

【点睛】

省力杠杆虽然可以省力，但费距离；费力杠杆虽然费力，但省距离；任何机械都不能省功；动滑轮虽然省力，但费距离，没有既省力又省距离的机械，即使用任何机械都不能省功．

12．“绿色低碳生活，从垃圾分类开始”。如图是一种轮式垃圾桶，拖动时（（（（（（______杠杆（选填“省力”或“费力”）；若拖动时垃圾桶总重为150N，且动力臂为阻力臂的2倍，则保持垃圾桶平衡的拉力F 为______N。

【答案】省力75

【解析】

【详解】

[1]图示的垃圾桶，在拖动时，支点在轮的轴上，阻力（即垃圾桶的总重力）在桶的重心，动力作用在垃圾桶的右侧，动力臂大于阻力臂，所以是一个省力杠杆；

[2]已知垃圾桶总重G =150N ，根据杠杆平衡条件Fl 1=Gl 2可得，保持垃圾桶平衡的拉力为：

F =21150N 12

Gl l ?==75N 13．两个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详.如图所示，瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶. 图中小和尚为减轻自己的的负担，可以让自己往_____移动一点距离或将水桶往_____移动一点距离.（两空均填“前”、“后”）

【答案】 后 前

【解析】由图示可知，两个抬水时相当一个杠杆，根据杠杆的平衡条件可知，在力和力臂乘积一定的情况下，力臂越长，所用的力越小，所以小和尚可以向后移动一点，使力臂变大一些，所用的力会减小；或者将水桶向前移动一点距离也可以达到同样的目的。

14．甲、乙两个身高相同的人抬着一个木箱沿斜坡上山，木箱的悬点恰好在抬杠的中央．如图所示，则甲、乙两人所用的力F 甲_____F 乙．（选填“大于”、“等于”或“小于）

【答案】等于

【解析】

【分析】

分别以A 和B 为支点，找出动力臂和阻力臂（木箱的悬点恰好在抬杠的中央，力臂相同），利用杠杆平衡条件分析．

【详解】

如右图,L AE为阻力臂,L AF为动力臂；因为：F乙L AF＝GL AE，

所以：F乙＝GL1

2

AE

AF

L

＝G，

同理,可求F甲＝1

2 G，

则甲、乙两人所用的力F甲＝F乙.

15．如图所示为用筷子提米实验，杯中装满米，再加少许水，压紧．过一会儿提起筷子，米和杯也被提起是_______作用的结果．筷子所受摩擦力的方向是________．

【答案】摩擦力竖直向上

【解析】

筷子和米接触，筷子和米之间产生摩擦力，筷子相对米竖直向上运动，受到的摩擦力方向竖直向下．

故答案为摩擦力；竖直向下．

【点睛】（1）掌握两个相互接触的物体，要发生或已经发生相对运动时，在接触面上产生一种阻碍物体相对运动的力是摩擦力．

（2）摩擦力的方向是阻碍物体相对运动，有时和物体运动方向相反，有时和物体运动方向相同．

16．甲乙两物体质量之比为3：5，甲物体的重力为300N，则乙的质量为___kg，重力为__N．（g=10N/kg）【答案】50500

【解析】

【分析】

已知甲、乙两物体质量的比值，根据G=mg求出甲、乙两物体重力的之比；由甲乙重力之比得到乙的重

力，根据G=mg得到乙的质量。【详解】

甲、乙两物体重力之比

3003

=

5

G N

G G

=

甲

乙乙

，解得G乙=500N，

乙的质量

500

50

10/

G N

m kg

g N kg

===

乙

乙

。

17．写出下列图中各个情况时拉力的大小：（物体的重用G表示，滑轮的重用G1表示,绳重和摩擦不计。（

（1（F1=____（2（F2=___（3（F3=___（4（F4=____

【答案】1

2

（G

1

G

+）G2G

1

G

+2G

1

G

-

【解析】【详解】

(1)此滑轮组的绳子股数有n＝2,所以拉力F1＝1

2（G

1

G

+）；(2)此滑轮组全部是定滑轮，使用定滑轮时

不能省力，所以拉力F2＝G；(3)此滑轮组的绳子股数有n＝2，拉力作用在动滑轮上，所以拉力F3＝2G1G+；(4)此滑轮为动滑轮，且拉力作用在动滑轮上，所以拉力F4＝2G1G-.

三、作图题

18．如图中为一圆球在墙边处于静止状态，请你用力的示意图画出圆球所受到的力。

【答案】

【解析】

【详解】

物体受重力G，支持力F，大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在同一物体上，如图所示：

19．如图所示，是一个电热水壶的简易图，在图中画出它所受重力的示意图（B为重心）；用力作用在壶盖上A点时，可将壶盖打开，请在A点画出所需最小力F的示意图（O为支点）。

【答案】。

【解析】

【详解】

重力作用点的重心B，从B点竖直向下画一带箭头的线段表示重力G；当打开壶盖的力最小时，由杠杆平衡条件知道，则动力臂要最长；壶盖上O点为支点，OA为最长的动力臂，过A点作垂直于OA斜向上的动力F，如图所示：

。

20．工人沿台阶向上滚动圆柱形塑料桶如所示。他在A点施加力F使塑料桶绕O点向上滚动，请画出F 的力臂。

【答案】

【解析】

【详解】

图中O为支点，反向延长力F画出F的作用线，然后从支点O向力F的作用线作垂线段，该垂线段即为力F的力臂L，如图所示：

21．如图所示，要以最省力的方式拉动汽车，请画出滑轮组的绕线方式．

【答案】如图所示

【解析】

【详解】

只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过右边的定滑轮，再绕过动滑轮．三、实验题

22．在探究“滑动摩擦力与哪些因素有关”的实验中：

(1)先后用相同的力将手按在不同的接触面上滑动时，感觉受到的阻碍是不同的，由此猜想滑动摩擦力大小可能与_____有关；先后用大小不同的力将手按在同一接触面上滑动时，感觉受到的阻碍也是不同的，

猜想滑动摩擦力大小还可能与________有关．

(2)一个同学在用弹簧测力计测量滑动摩擦力时，采用了如图所示的方式，这种操作是________的．

(3)根据__________原理，实验中应该___、____拉动滑块，滑动摩擦力的大小才____拉力的大小．

(4)一个同学认为滑动摩擦力的大小还与接触面积的大小有关，于是她设计了一个实验方案，下面是该方案的一个环节：将两个材质和平滑程度均相同、体积不同的木块放在同一水平桌面上，让两个木块与桌面的接触面积不同．她对这个环节的设计是________的，原因是_______．

【答案】接触面的粗糙程度压力的大小错误二力平衡条件水平匀速等于错误没有控制压力相等

【解析】

【详解】

（1）先后用相同的力将手按在不同的接触面上滑动，压力相同，接触面的粗糙程度不同，感觉受到不同

的阻碍作用，说明摩擦力的大小不同，滑动摩擦力大小可能与接触面的粗糙程度有关；先后用不同的力将手按在同一接触面上滑动，接触面的粗糙程度相同，压力不同，感觉受到不同阻碍的作用，说明摩擦力的大小不同，滑动摩擦力的大小还可能与压力有关；

（2）（3）实验中为了测量滑动摩擦力的大小，应用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，使它沿水平长

木板做匀速直线运动，目的是利用二力平衡条件，使弹簧测力计对木块的拉力等于木块受到的摩擦力，所以采用如图所示的方式是错误的；

（4）要探究滑动摩擦力大小与接触面积的大小关系，需要控制压力和接触面的粗糙程度相同，接触面的

大小不同，这位同学设计中没有控制压力相等，这个环节的设计是错误的。

23．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：

（1）如图甲，把质量分布均匀的杠杆中点O作为支点，其目的是消除_____对实验的影响。为了方便直接测出力臂，实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，当在A处挂上钩码后杠杆转动，说明力能改变物体的_____。

（2）图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡，若在A 处下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，需将挂在B 处的钩码向右移动_____格。当杠杆平衡、钩码静止时，挂在A 处的钩码所受重力和钩码所受拉力是一对_____力。

（3）如图丙，小明取下B 处钩码，改用弹簧测力计钩在C 处，使杠杆再次在水平位置平衡，弹簧测计示数_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）1N ，如果竖直向上拉动弹簧测力计，它是_____杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）（每个钩码重0.5N ）。

（4）小明经过多次实验，分析实验数据后得出了杠杆平衡条件_____。

【答案】杠杆自重 运动状态 1 平衡 大于 省力 F 1l 1=F 2l 2（或 动力×动力臂=阻力×阻力臂）

【解析】

【详解】

第一空．把质量分布均匀的杠杆中点置于支架上，杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；为了方便直接测出力臂，实验前应先调节杠杆在水平位置平衡；

第二空．当在A 处挂上钩码后杠杆转动，说明力能改变物体的运动状态；

第三空．设一个钩码重为G ，一格的长度为L ；根据杠杆的平衡条件可得：4G ×2L =2GnL ，解得：n =4故应该将B 处所挂钩码须向右移动4-3=1格；

第四空．静止的钩码处于平衡状态，钩码所受到的重力和钩码所受的拉力是一对平衡力。

第五空．如图丙，小明取下B 处钩码，改用弹簧测力计钩在C 处，使杠杆再次在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，弹簧测计示数：

42220.5N 1N 4G L F G L

?===?=； 由于弹簧测力计拉力F 的力臂小于4L ，故F 大于1N ；

第六空．如果竖直向上拉动弹簧测力计，弹簧测力计力的力臂大于钩码的力臂，故它是省力杠杆； 第七空．杠杆的平衡条件为1122Fl F l =（或动力×动力臂=阻力×阻力臂）

。

四、计算题

24．一个质量为50kg 的同学骑自行车上学，自行车质量是20kg, 在水平路面上以4m/s 速度匀速行驶，（g =l0N/kg ）求:

（1） 这位同学受到的重力；

（2）该同学骑车沿直线匀速行驶5min 通过的路程；

（3）该同学骑车匀速行驶的过程中，所受摩擦力是总重的0.05倍，求该同学骑车过程中所受的摩擦力.

【答案】(1) 500N ；(2) 1200m ；(3)35N 。

【解析】

【详解】

(1)这位同学受到的重力为：

G人=m人g=50kg×10N/kg=500N；

(2)该同学骑车沿直线匀速行驶5min通过的路程为：

s=vt=4m/s×5×60s=1200m；

(3)自行车的重力：

G车=m车g=20kg×10N/kg=200N，

自行车和人的总重力：

G总=G人+G车=500N+200N=700N，

由题可知，该同学骑车过程中所受的摩擦力为：

f=0.05G总=0.05×700N=35N。

答：(1)这位同学受到的重力为500N；

(2)该同学骑车沿直线匀速行驶5min通过的路程为1200m；

(3)该同学骑车过程中所受的摩擦力为35N。

25．如图所示，通过滑轮组用200 N的拉力在20 s内将重为480 N的物体匀速提高2 m，（不计绳重和摩擦），求：

（1）动滑轮重；

（2）绳自由端的移动速度为多大？

（3）若重物再增加150 N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少多大？

【答案】（1（120 N （2（0.3 m/s （3（250 N

【解析】

试题分析：(1)因为连接动滑轮的绳子的股数为3股：所以:F=1/3(G物+G动)，G动=200N×3-480N=120N.

（2）相同时间内绳子自由端移动距离是物体上升距离的3倍，所以v=s/t=2×3/20=0.3m/s.

（3）增加150N的物重，G物“=480N+150N=630N，F=1/3(G物’+G动)=1/3(630N+120N)=250N.

考点：滑轮组计算

六、综合题

26．如图所示，重为600牛的人站在300牛的木块上，人拉绳使木块和人一起向左匀速直线运动，人与木块相对静止。若地面给木块的摩擦力是木块给地面压力的0.2倍，不计滑轮轴心的摩擦。则：

（1）木块受到地面的摩擦力为_____牛

（2）人受到木块的摩擦力为_____牛，方向为_____；（填“向左”或”向右”）

（3）木块除受到重力、地面支持力、地面的摩擦力外，还受到什么力？_____。

【答案】18090向右人对木块的压力、人对木块的摩擦力

【解析】

【详解】

(1)[1]据地面给木块的摩擦力是木块给地面压力的0.2倍可计算出此时木块所受的摩擦力f＝0.2×900N＝180N；

(2)[2]人拉绳使木块和人一起向左匀速直线运动，即人和木块是一个整体，所以由于此时木块受到向右的摩擦是180N，所以人和木块受到向左的拉力也是180N，即左边有两端绳子拉着人和木块，故据此能判断出每一段绳子上的拉力都是90N，即此时绳子向左拉人的力是90N，由于人处于静止状态，所以此时人所受的绳子的拉力和木块对人的摩擦力是一对平衡力，所以木块对人的拉力也是90N；

[3] 摩擦力方向与拉力的方向相反，为向右；

(3)[4]对此时的木块进行受力分析即可知，此时木块除受到重力、地面支持力、地面的摩擦力外，还受到人对木块的压力和人对木块的摩擦力和绳对木块的拉力。