中考物理 功和机械能知识点及练习题及解析.docx
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中考物理功和机械能知识点及练习题及解析
中考物理功和机械能知识点及练习题及解析
一、选择题
1．要用
的力刚好提起
的物体，若不计机械本身重力和摩擦，则下列简单机械可以采用的是（ ）
A．一个定滑轮
B．杠杆
C．一个动滑轮
D．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
2．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．此滑轮组动滑轮的重力为2N
B．当G物＝6N时，机械效率约为η＝66.7%
C．同一滑轮组η随G物的增大而增大，最终将超过100%
D．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变
3．轻质硬杆AB长50cm。
用长短不同的线把边长为10cm的立方体甲和体积是1dm3的球乙分别拴在杆的两端。
在距A点20cm处的O点支起AB时，甲静止在桌面上，乙悬空，杆AB处于水平平衡。
将乙浸没在水中后，杆AB仍平衡，如图所示。
下列说法中正确的是（取g＝10N/kg）（ ）
A．杆A端受力增加了15N
B．杆A端受力减小了10N
C．甲对水平桌面的压强增加了1500Pa
D．甲对水平桌面的压强减小了1500Pa
4．如图所示，斜面高为1m，长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重为200N的木箱由斜面底端以
的速度匀速拉到顶端，下列判断正确的是（）
A．重力做功的大小为800JB．斜面对木箱的摩擦力大小为25N
C．拉力做功的功率为125WD．斜面的机械效率为75%
5．如图，在竖直向上的力F的作用下，重为10N物体A沿竖直方向匀速上升。
已知重物上升速度为0.4m/s，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为（ ）
A．5N0.8m/sB．20N0.8m/sC．5N0.2m/sD．20N0.2m/s
6．如图所示，用24N的水平拉力F拉滑轮，可以使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动．物体B重10N，弹簧测力计的示数为5N且不变．若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列说法中正确是
A．地面受到的摩擦力为12N
B．滑轮移动的速度为0.4m/s
C．水平拉力F的功率为4.8W
D．在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J
7．某同学自制了一架天平，由于制作粗糙，天平两侧长度不同．当将一物体放在天平的左盘时，右侧砝码的质量为m1，恰好平衡；当将该物体放在天平的右盘时，左侧砝码的质量为m2，天平才平衡．则该物体的质量应为：
（）
A．
B．
C．
D．无法确定
8．如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）．下列说法错误的是（）
A．F2的功率为0.6W
B．弹簧测力计读数为9N
C．物体A和地面之间有摩擦力
D．如果增大F2，物体A可能向左运动
9．如图，质量分别为m1、m2、m3（m1＞m2）的物体通过轻绳和弹簧连接起来，三个物体均处于静止状态．不计弹簧自重、绳重和摩擦，关于此装置的说法错误的是（）
A．绳子对m2的拉力大小为m2g
B．绳子对m1的拉力大小为m1g
C．弹簧中拉力大小为（m1-m2）g
D．地面对m3的支持力大小为（m2+m3-m1）g
10．如图所示，在水平拉力F的作用下重100N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10N，则拉力F的大小为（ ）N，物体A与水平桌面的摩擦力大小（ ）N．
A．200N；10N
B．200N；20N
C．20N；10N
D．20N；20N
二、填空题
11．如图所示为探究滑轮组作用的实验装置，每个钩码重2N。
实验时要竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计，拉力大小如图所示，则动滑轮重为______N，将弹簧测力计向上移动30cm，则钩码上升的高度为______cm。
（不计一切摩擦及绳重）
12．如图所示的滑轮组，拉一重100N的物体M在水平地面上做匀速直线运动，如果拉力F=20N，绳子拉出了6m，则物体受到的摩擦力为_____N，物体前进了_____m，弹簧测力计的示数为_____N。
（不计滑轮重、绳重和摩擦）
13．如图所示，不计质量的硬杆处于水平静止状态。
O为支点，FA的力臂为LA。
若撤去FA，在B点施加力FB，硬杆仍可保持水平静止状态，且FB=FA，则FB的力臂LB________LA（选填“>”、“<”、“=”）;FB的方向________（选填“是”或“不是”）唯一。
14．如图所示，OA是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆A端的力。
图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且AB⊥OB。
则线段_____（选填“AB”、“OB”或“OA”）表示力F的力臂。
现在OA的中点挂一重力为20N的重物，力F保持水平方向不变，不计OA的质量及轴O处的摩擦。
如果OA与水平面成45°角静止，则F﹦____N；如果在力F的作用下OA从图示位置缓慢转动到竖直位置，则力F______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
15．如图所示，重为10N的动滑轮右边用绳子固定，左边悬挂重为50N的物体A，在拉力F作用下将物体A匀速提起，绳重和摩擦均不计，则F=_____N，动滑轮这种使用方法的好处是_____（填“省力”或“省距离”）．
16．如图所示，一块高40cm，宽30cm，厚10cm，质量为1.5kg的砖，竖直立在水平地面上，若要照图示方向推倒它，推力至少要做___________J的功；若把砖推倒，最小的推力为___________N。
17．小明利用刻度均匀的匀质杠杆做探究“杠杠的平衡条件”实验。
得出杠杆的平衡条件“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”后，小明又进一步探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系。
实验过程中，保持阻力和阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出多组动力F1和动力臂L1的数据，并绘制了F1与L1的关系图象，如图所示。
请根据图象推算，当L1为0.1m时，F1为_____N。
18．2010年4月14日，青海玉树发生7.1级地震，救援队利用各种器材展开抢险救灾工作．
（1）利用如图1所示的钢丝钳，救援队吧钢筋剪断，钢丝钳是杠杆．
（2）使用撬棒，救援队员吧滚落在公路上的石块撬起，如图2所示，若救援队在撬棒D点沿DM方向用来撬起石块1，撬棒的支点是点，若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1，撬棒的支点是点．沿方向撬起石块1更省力．
19．如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时它相当于一个___________杠杆（选填“省力”或“费力”）。
若旅行箱内装满物体且质量分布均匀，其总重为210N，轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一，要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡，则竖直向上的拉力F为___________N；在拉起的过程中，拉力方向始终与拉杆垂直，则拉力的大小___________（选填“变小”、“变大”或“不变”）。
20．如图所示，用滑轮组将钩码匀速向上提起20cm，则绳端移动的距离是___________cm；若不计绳重与摩擦，只适当增加钩码的重力，该滑轮组的机械效率会___________（选填“变大”或“变小”
。
三、实验题
21．小明利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
（1）实验过程中应将杠杆调节到______位置平衡，这样做是为了消除杠杆自重对实验的影响和便于______。
如果杠杆左端向下倾斜，则应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）端调节；
（2）杠杆平衡后，在A点挂3个相同的钩码，再在B点挂______个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡；
（3）在
（2）杠杆平衡的基础上，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O的方向各移动一小格，则杠杆的______（选填“左”或“右”）端将下沉。
22．小明小组在“研究杠杆平衡条件”实验中：
（1）实验时应先调节杠杆在______位置平衡，若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向________调（填“左“或“右“）。
（2）下表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据：
分析表中的1、2两次实验数据可以得出的结论是________.
实验次数
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
2
5
1
10
2
3
10
2
15
3
1
20
4
*
（3）第3次实验数据不全，请根据已有信息分析，此处的数据应该是_______;
（4）杠杆平衡后，小明在图乙所示的A位置挂上3个钩码，为了使杠杆在图示位置保持平衡.这时应在B位置挂上_____个钩码.
23．如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。
（1）为了在实验中方便读取力臂，探究前和探究过程中我们都应将杠杆调整到____________位置平衡。
挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，接下来应杠杆两端的螺母适当向_________（选填“左”或“右”）调解。
（2）如图乙，A点挂有2个重力均为0.5N的钩码。
为了让杠杆在实验所需要的位置平衡，应在支点右侧B点（第2格处）挂_________个相同的钩码（每个钩码重均为0.5N）。
（3）改变钩码个数及力臂，多次实验得出结论：
杠杆的平衡条件是：
__________________。
多次实验是为了使实验结论具有_____________性。
（4）如图丙，现给你一个量程为0〜2N的弹簧测力计，若干个重力均为0.5N的钩码。
钩码挂在C点处，现使用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡（不计杠杆自重对实验的影响），则在C点处所挂钩码的最多个数为__________________个。
24．小李在测定某滑轮组的机械效率时，得到下表中的两组数据．
序号
物重G/N
提升重物高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
6
0.1
2.5
0.4
60%
2
16
0.1
5
0.4
80%
（1）该实验采用的实验装置图应为图中的________（填“甲”或“乙”）．
（2）比较两组实验数据可初步得出：
使用同一滑轮组提升物体，物体所受的重力越大，滑轮组的机械效率越________（选填“高”或“低”）．
25．为研究沿光滑斜面向上拉重物所需的拉力大小与哪些因素有关，某实验小组同学利用如图所示的装置进行实验。
实验时多次改变斜面长度和高度，每一次用弹簧测力计拉动重为1牛的物体从斜面底端缓慢拉伸至顶端，实验数据记录在表一、表二和表三中。
（1）分析比较实验序号_____的数据及相关条件，可得的初步结论是：
沿光滑斜面缓慢提升同一重物时，当斜面高度相同时，拉力与斜面长度成反比；
（2）分析比较实验序号1与4与8（或2与5）的数据及相关条件，可得的初步结论是：
沿光滑斜面缓慢提升同一重物时，_____；
（3）进一步综合分析比较表一、表二、表三的数据及相关条件，并归纳得出结论。
表一
次数
h（米）
L（米）
F（牛）
1
0.05
0.50
0.1
2
0.10
1.00
0.1
3
0.20
2.00
0.1
表二
次数
h（米）
L（米）
F（牛）
4
0.10
0.50
0.2
5
0.20
1.00
0.2
6
0.30
1.50
0.2
表三
次数
h（米）
L（米）
F（牛）
7
0.10
0.25
0.4
8
0.20
0.50
0.4
9
0.30
0.75
0.4
（a）分析比较表一或表二或表三的数据及相关条件，可得：
沿光滑斜面缓慢提升同一重物时，_____；
（b）分析比较表一和表二和表三的数据及相关条件，可得：
沿光滑斜面缓慢提升同一重物时，_____。
四、计算题
26．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。
已知井深12m，物体重G＝6×103N，汽车重G车＝3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。
求：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？
（保留一位小数）
（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？
（4）牵引力的功率为多少？
27．用如图所示的滑轮组。
小明站在地面上把一件重为400N的材料在30s内匀速提升到12m的楼上，此过程中滑轮组的机械效率为80%。
（不计绳重及摩擦）求：
（1）在此过程中小明所做的有用功是多少？
（2）则拉力功率为多大？
（3）提升500N重物时，机械效率是多少？
28．俯卧撑是一项常见的体育健身活动。
如图所示是小张同学做俯卧撑时的示意图。
小张重660N，1min做俯卧撑30个，每做一次肩膀升高50cm。
小明身体可视为杠杆，O为支点，A′为重心，OA=1.2m，A到B点的距离为0.6m。
求：
（1）地面对手的支持力；
（2）若每个手掌的面积为0.02㎡，求双手对地面的压强。
29．如图甲所示，长为80cm的杠杆CD（质量忽略不计）左右两端分别用细线连接A、B两个物体，在水平位置处于静止状态，其中OD=20cm；物体A、B的质量分别为2.4kg和6kg，底面积分别为100cm2和200cm2。
求：
（1）B物体的重力大小为多少？
（2）A物体对水平地面的压强为多大？
（3）用木板在水平方向轻轻托住B物体，使A物体对地面的压强和B物体对木板的压强刚好相等，如图乙所示，杠杆恰好在水平位置平衡。
求此时A物体受到的绳子拉力大小为多少？
30．工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定。
滑轮组的机械效率随建材重量变化的图像如图乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计。
g取10N/kg。
（1）若某次运送建材的质量为50kg，则建材的重力是多少？
（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为200N，求拉力的功率；
（3）当滑轮组的机械效率为90%时，运送建材的重力是多大?
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．B
解析：
B
【详解】
A．定滑轮不能省力，只能改变力的方向，故A不符合题意；
B．根据杠杆的平衡条件得
所以
时可以满足条件，故B符合题意；
C．如果不计机械自身重力和摩擦，动滑轮可以省一半力，此时的拉力应为
，故C不符合题意；
D．使用滑轮组时通过承担物重绳子的段数至少为2段，如果不计机械自身重力和摩擦，
最大为物重
的二分之一，即拉力最大为
，不可能达到
，故D不符合题意。
故选B。
2．B
解析：
B
【分析】
（1）结合图中信息，根据
求得动滑轮的重力。
（2）当G物＝6N时，根据
求得机械效率。
（3）使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功。
有用功与总功的比值叫机械效率。
（4）G物不变，改变图甲中的绕绳方式，改为2段绳子承担，分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；由题知，忽略绳重及摩擦，所做的额外功为提升动滑轮做的功，由W额＝Gh可知额外功相同，又因为总功等于有用功加上额外功，所以总功相同，所以可以得出两图的机械效率相同。
【详解】
A．由图象可知，当G＝12N时，η＝80%，不计绳重和摩擦，则
即
解得
G动＝3N
故A错误；
B．当G物＝6N时，此时的机械效率
故B正确。
C．由图象可知，同一滑轮组η随G物的增大而增大，由题知，不计绳重和摩擦；使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式
知，机械效率一定小于1，即同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，但最终不能超过100%，故C错误；
D．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，如下图所示，
因为此图与题中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功：
W额＝G动h，则额外功W额相同，又因为W总＝W有+W额，所以总功相同，由
知，两装置的机械效率相同，即
η1＝η2
所以，G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率不变，故D错误。
故选B。
3．C
解析：
C
【详解】
乙球受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N
杠杆左端减小的力乘以力臂等于杠杆右端减小的力乘以力臂，所以
F浮×OB=F×OA
所以
10N×（25cm﹣10cm）=F×10cm
所以F=15N。
杠杆左端受到甲的拉力减小了15N，甲对桌面的压力增大15N，
所以甲对水平桌面的压强增大了，增大的值为
故选C。
4．B
解析：
B
【详解】
A．由题意可知，重力做功的大小是
A错误；
B．由题意可知，摩擦力所做的功是额外功，总功大小是
由上述可知，有用功大小是
那么额外功大小是
可知斜面对木箱的摩擦力大小是
B正确；
C．木箱是匀速运动的，根据
可知，拉力做功的功率是
C错误；
D．由上述可知，斜面的机械效率是
D错误。
故选B。
5．D
解析：
D
【详解】
由图可知，该滑轮是动滑轮，当重物A上升速度为0.4m/s时，滑轮上升速度是物体速度的一半，即0.2m/s；此时拉力为是物重的2倍，因此拉力为
故D正确。
故选D。
6．D
解析：
D
【解析】
【分析】
A、物体A受到向左的拉力等于地面的摩擦力加上B的摩擦力，B对A的摩擦力等于弹簧测力计的示数，据此求地面受到的摩擦力；
B、滑轮为动滑轮，滑轮移动的速度等于物体移动速度的二分之一；
C、利用P=Fv求拉力做功功率；
D、利用速度公式求物体A在2s移动的距离，利用W=F左s求做功大小。
【详解】
A、图中使用的是动滑轮，拉力F=2F左，物体A受到向左的拉力：
，而fB=F示=5N，
物体A受到向左的拉力等于地面的摩擦力f地加上B的摩擦力fB，即F左=f地+fB，
所以地面受到的摩擦力：
f地=F左-fB=12N-5N=7N，故A错；
B、滑轮移动的速度
，故B错；
C、拉力做功功率P=Fv轮=24N×0.1m/s=2.4W，故C错；
D、拉力F移动距离s=vt=0.2m/s×2s=0.4m，对A做功：
W=F左s=12N×0.4m=4.8J，故D正确。
故选：
D。
7．A
解析：
A
【解析】
【详解】
天平在水平位置平衡，如图设天平的左半段是l2，右半段是l1，把物体m放在不等臂天平的左盘，右盘放m1砝码，天平平衡，所以mgl2=m1gl1--①，
把物体m放在不等臂天平的右盘，左盘放m2砝码，天平平衡，
所以m2gl2=mgl1--②，
即m2=m1m2所以m=
；故选A
8．D
解析：
D
【解析】
A、由图知，水平使用滑轮组，对于物体B来说，n=2，拉力端移动速度
，拉力做功功率
，故A正确；
B、不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，如图弹簧测力计端由三段绳子拉着，所以示数为：
，故B正确；
C、物体A受到B向左的摩擦力为
，受到向右的拉力F1为4N，，物体A静止受力平衡，所以受到地面向右2N的摩擦力，即物体A与地面之间有摩擦力，故C正确；
D、因为A、B间的压力和接触面粗糙都不变，所以增大F2，物体B会做加速运动，但A、B间摩擦力不变仍为6N，，即A仍然保持静止，故D错误．
故选D．
点睛：
重点是平衡状态的判断，要牢记匀速运动时物体一定平衡，本题中物体A受到B的摩擦力，地面的摩擦力和拉力F２，此三个力平衡．
9．A
解析：
A
【解析】
分析：
分别对质量为m1、m2、m3的物体进行受力分析，然后对照各选项逐一进行判断即可．
解答：
如图所示：
A、根据定滑轮工作特点可知，绳子对甲物体的拉力等于物体乙对绳子的拉力，等于乙物体的重力，所以，绳子对甲物体的拉力大小为m1g，故A错误；
B、对乙物体进行受力分析可知，此时乙物体的重力与绳子对乙物体的拉力是一对平衡力，所以，绳子对乙物体的拉力大小为m1g．故B正确；
C、弹簧中拉力为乙物体与甲物体的重力之差，即（m1-m2）g，故C正确；
D、对丙物体进行受力分析可知，物体丙受到地面的支持力、甲物体的压力（等于重力）、乙物体的拉力（等于重力）三个力的作用，地面对丙物体的支持力大小为（m2+m3-m1）g．故D正确．
故选A．
【点睛】此题考查定滑轮及其工作特点、力与运动的关系，关键是对各个物体进行正确的受力分析，有一定难度！
10．C
解析：
C
【解析】
解答本题需掌握物体A匀速运动，受到的合力为零，故A物体所受拉力和摩擦力相等；动滑轮上有两段绳子，拉力F是A所受摩擦力的2倍．
解答：
如图所示，弹簧测力计B测出了动滑轮上的绳子上的拉力为10N；又因为动滑轮上承担物重的两段绳上的力是相等的，所以A受到拉力为10N；又因物体A做匀速直线运动，则物体A与水平桌面的摩擦力与物体A受到拉力是一对平衡力，则摩擦力大小也是10N；
拉力F=2f=2×10N=20N.
故选C.
二、填空题
11．210
【分析】
（1）实验过程中要匀速直线拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；在进行测量工具的读数时，要先认清分度值；
（2）不计绳重和摩擦，利用F=（G+G轮）求动滑轮
解析：
210
【分析】
（1）实验过程中要匀速直线拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；在进行测量工具的读数时，要先认清分度值；
（2）不计绳重和摩擦，利用F=
（G+G轮）求动滑轮的重力；
（3）由图可知，该滑轮组绳子的段数为n=3，根据s=nh可以判断出钩码上升的高度。
【详解】
[1]弹簧测力计的分度值是0.2N，所以拉力大小是2.4N。
不计绳重和摩擦，根据F=
（G+G轮）可得，动滑轮的重力
G轮=3F-G=3×2.4N-6N=1.2N
[2]由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，则由s=3h得，钩码上升的高度
h=
s=
×30cm=10cm
12．240
【详解】
[1]由图可知：
滑轮组上绳子的有效股数n=3，所以物体M与地面间的摩擦力
f=nF=3×20N=60N
物体受到的摩擦力为60N。
[2]物体移动的距离
物体前进
解析：
240
【详解】
[1]由图可知：
滑轮组上绳子的有效股数n=3，所以物体M与地面间的摩擦力
f=nF=3×20N=60N
物体受到的摩擦力为60N。
[2]物体移动的距离
物体前进了2m。
[3]弹簧测力计与定滑轮相连，定滑轮上有两股绳子，因此弹簧测力计的示数为
F弹＝2F＝20N×2＝40N
弹簧测力计的示数为40N。
13．=不是
【解析】
【详解】
第一空．在B点施加力FB，硬杆仍可保持水平静止状态，若FB=FA，根据杠杆平衡条件，可知，LB=LA；
第二空．因为力与力臂垂直，由图像可知F
解析：
=不是
【解析】
【详解】
第一空．在B点施加力FB，硬杆仍可
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