中考物理总复习简单机械.docx

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中考物理总复习简单机械

第12课时　简单机械

知能优化训练

中考回顾

1.（2018·贵州贵阳中考）人们应用不同的简单机械来辅助工作,正常使用下列简单机械时说法正确的是（　　）

A.筷子可以省距离B.所有剪刀一定都省力

C.定滑轮可以省力D.撬棒一定越短越省力

答案A

2.（2018·湖北黄石中考）为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如下两种方式拉升重物,下面关于探究的做法和认识正确的是（　　）

A.用动滑轮提升重物上升h高度,测力计也上升h高度

B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少

C.减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率

D.若用定滑轮拉重物,当拉力竖直向下时最省力

答案C

3.（2018·四川乐山中考）图甲中用力F1水平拉着重力为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离。

图乙中用动滑轮拉着同一物体也在同一路面上匀速移动s的距离,水平拉力为F2。

使用动滑轮的过程中（　　）

A.总功为W总=F2sB.有用功为W有=Gs

C.机械效率为η=

D.额外功为W额=2F2s-F1s

答案D

4.（多选）（2018·山东滨州中考）如图所示,重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中,下列说法正确的是（　　）

A.绳子自由端移动的距离为3m

B.有用功为400J

C.拉力F的功率为9W

D.物体与地面间的滑动摩擦力为72N

答案ACD

5.（2018·四川德阳中考）如图所示,沿斜面把质量为12kg的一个物体匀速拉到最高处,沿斜面向上的拉力是F=100N,斜面长2m、高1m,则其机械效率是　　　%,物体所受摩擦力是　　　N。

（g取10N/kg） 

答案60　40

6.（2018·湖北武汉中考）下图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。

（1）挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆　　　　（选填“达到”或“没有达到”）平衡状态,接下来应向　　　　（选填“左”或“右”）调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平并静止。

（2）如图乙所示,A点挂有2个质量均为50g的钩码,为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂　　　个质量均为50g的钩码。

（3）将杠杆的支点移到如图丙所示的位置,为了使杠杆在水平位置平衡,请你在杠杆上画出最小动力F的示意图。

答案

（1）达到　右　

（2）3　（3）如图所示

模拟预测

1.小梦在做探究杠杆平衡条件的实验时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究,如图所示。

他这样做的最终目的是（　　）

A.便于直接读出拉力的大小

B.便于提供不同方向的拉力

C.便于正确认识力臂

D.便于测量力臂的大小

答案C

解析从支点到力的作用线的距离叫力臂,在杠杆两侧挂钩码,由于重力的方向是竖直向下的,力臂在杠杆上可以直接读出,若一侧用弹簧测力计取代钩码且弹簧测力计倾斜时,拉力不再与杠杆垂直,这样力臂会发生变化,相应变短,根据杠杆的平衡条件,力会相应增大才能使杠杆仍保持平衡,这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识。

故选C。

2.吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图如图所示。

利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动,伸缩撑杆为圆弧状,伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。

下列说法正确的是（　　）

A.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力大小不变

B.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变小

C.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变大

D.吊臂是一个省力的杠杆

答案B

解析如图,画出力臂l1与l2,l1

3.身高相同的兄弟二人用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900N的重物。

已知扁担长为1.8m,重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离OA=0.8m,如图所示。

则（　　）

A.以哥哥的肩A为支点,可计算出弟弟承担的压力为400N

B.以O为支点,可计算出兄弟二人承担的压力之比为4∶9

C.以O为支点,可计算出兄弟二人承担的压力之比为9∶5

D.以弟弟的肩B为支点,可计算出哥哥承担的压力为600N

答案A

解析以A为支点,由杠杆平衡条件FB·AB=G·AO得FB=

=400N,即弟弟承担的压力为400N,故选项A正确;以O为支点,由杠杆平衡条件FA·OA=FB·OB得

故选项B、C错误;以B为支点,由杠杆平衡条件FA·AB=G·OB得FA=

=500N,即哥哥承担的压力为500N,故选项D错误。

4.如图所示,用下列装置提升同一重物。

若不计滑轮自重、绳重及摩擦,则最省力的是（　　）

答案C

解析由题图可知,若不计滑轮自重及摩擦,F1=

G,F2=G,F3=

G,F4=

G,故正确的选项是C。

5.工人们为了搬运一台笨重的机器,设计了如图所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管）。

其中最省力的方案是（　　）

答案D

解析题中的四种方案中,选项D从两个方面进行了省力设计,一是滑动摩擦变为滚动摩擦,二是利用了动滑轮,而选项A、C只利用了变滑动摩擦为滚动摩擦来省力,选项B、C中定滑轮不省力,只能改变力的方向,故选项B没有应用省力的方法,所以选项D正确。

6.如图所示,用20N的力F拉着重为100N的物体,使其沿水平面以2m/s的速度匀速运动了5s,若每个滑轮重10N,忽略绳重和滑轮轴的摩擦,则下列说法正确的是（　　）

A.拉力F做的功为200J

B.拉力F的功率为120W

C.滑轮组对物体做的有用功为400J

D.滑轮组对物体所做有用功的功率为60W

答案D

解析由v=

可得,物体移动的距离s物=vt=2m/s×5s=10m,拉力端移动的距离s=2s物=2×10m=20m,拉力F做的功W总=Fs=20N×20m=400J,故A错误;拉力F的功率P=

=80W,故B错误;忽略绳重和滑轮轴的摩擦,则额外功W额=G动h=10N×10m=100J,有用功W有用=W总-W额=400J-100J=300J,故C错误;有用功的功率P'=

=60W,故D正确。

7.如图所示,有一斜面长为l、高为h,现用力F沿斜面把重为G的物体从底端匀速拉到顶端。

已知物体受到斜面的摩擦力为Ff,则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是（　　）

A.η=

B.η=

C.η=

D.η=

答案D

解析斜面的机械效率η=

。

8.用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的物体匀速提升相同的高度。

若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦）,则（　　）

A.η甲=η乙,W甲=W乙

B.η甲>η乙,W甲>W乙

C.η甲<η乙,W甲

D.η甲>η乙,W甲

答案A

解析此题中,钩码的重力相同,钩码上升的高度相同,据W有=Gh可知,所做的有用功相同;此时对动滑轮做的功是额外功,不计绳子和摩擦,滑轮相同,即额外功相同,即W额是相同的,据W总=W有+W额可知,所以W总是相同的,故拉力做的功相同,即W甲=W乙,机械效率η=

故也是相同的,即η甲=η乙。

9.在右图装置中,动滑轮重3N,用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端,1s内将重为27N的物体提高0.2m,如果不计绳重及摩擦,则下列计算结果正确的是（　　）

A.绳子自由端移动的速度为0.2m/s

B.滑轮组的机械效率为90%

C.提升物体所做的有用功为6J

D.弹簧测力计的示数为9N

答案B

解析由题图可知,滑轮组承担物重的绳子股数n=3,1s内将物体提高0.2m,则物体升高速度为0.2m/s,绳子自由端移动的速度v=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s,故A错;由于不计绳重及摩擦,则绳端的拉力F=

（G物+G轮）=

×（27N+3N）=10N,即弹簧测力计的示数为10N,故D错;绳子自由端移动距离s=3h=3×0.2m=0.6m,拉力F做的总功W总=Fs=10N×0.6m=6J,有用功W有用=Gh=27N×0.2m=5.4J,故C错;滑轮组的机械效率η=

×100%=90%,故B正确。

10.如图所示,古代士兵常用定滑轮把护城河上的吊桥拉起。

使用定滑轮可以　　　　　　　　（选填“省力”“省距离”或“改变动力的方向”）;吊桥可以看作杠杆,绳子对它的拉力是动力,吊桥的重力是阻力。

在拉起吊桥的过程中,阻力臂大小　　　　（选填“变大”“变小”或“不变”）。

答案改变动力的方向　变小

解析

（1）图中使用定滑轮的作用是改变动力的方向;

（2）吊桥的重心在中点,重力的方向是竖直向下的,在吊起桥的过程中,从支点O到重力的作用线的距离变小,即阻力臂变小。

11.小雪用三个相同的滑轮组成如图所示的滑轮组,将重为120N的物体匀速提高了4m。

若机械效率为80%,不计绳重及滑轮与轴的摩擦,则每个滑轮重为　　　N。

答案30

解析由题图可知,n=3,η=

则F=

=50N;

若不计绳重和摩擦,F=

（G+G动）,则G动=3F-G=3×50N-120N=30N。

12.如图所示,利用动滑轮来提升一个物体,拉力F竖直向上。

动滑轮其实就是一个变形的杠杆,请在图中标出它的支点O,并画出F的力臂l。

答案如图所示

解析动滑轮的支点O在绳子与边框的接触点上,动力F为绳子的拉力,方向向上,过支点O向动力作用线作垂线,就得到动力臂l。

13.右图是探究杠杆的平衡条件实验。

（1）实验过程中应将杠杆调节到水平位置平衡,这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响和　　　　　　　　　　　　　;如果杠杆的右端向下倾斜,平衡螺母应向　　　　（选填“左”或“右”）端调节。

（2）在杠杆的左边A处挂2个相同的钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右端B处挂　　　　　个相同的钩码。

（3）在

（2）杠杆平衡的基础上,将A、B两处的钩码同时减去1个,那么杠杆　　　　　（选填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡。

（4）去掉B处的钩码用弹簧测力计在C处由竖直向上拉动改为逐渐倾斜时,为使杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计示数将　　　　　（选填“变大”“变小”或“不变”）。

答案

（1）便于测量力臂　左　

（2）3　（3）不能　（4）变大

解析

（1）当在杠杆上挂物体时,杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂,同时消除了杠杆自重对杠杆平衡的影响;杠杆的右端向下倾斜,说明这一侧的自重与力臂的乘积大,应将平衡螺母向左调节;

（2）设一个钩码的重为G,杠杆一个小格的长度为L,由F1L1=F2L2可得FB=

=3G,所以应在杠杆右端B处挂3个相同的钩码;

（3）设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,如果将图中A、B两处的钩码同时减去1个,杠杆的左端:

G×3L=3GL,杠杆的右端:

2G×2L=4GL,杠杆左端力和力臂的乘积不等于右端力和力臂的乘积,所以杠杆不能在水平位置保持平衡;

（4）用弹簧测力计在C处由竖直向上拉动改为逐渐倾斜时,仍然使杠杆在水平位置平衡时,动力臂变小,阻力、阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,动力将变大,即弹簧测力计示数将变大。

14.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图所示。

物理量

1

2

3

钩码重G/N

4

4

6

钩码上升高度h/m

0.1

0.1

0.1

绳端拉力F/N

1.8

1.6

2.4

绳端移动距离s/m

0.3

0.4

机械效率η

74.1%

62.5%

（1）实验中应沿竖直方向　　　　拉动弹簧测力计,使钩码上升。

（2）通过表中数据可分析出第2次实验是用　　　　（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验。

（3）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:

使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大）,滑轮组的机械效率　　　　（选填“越高”“不变”或“越低”）。

（4）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为绳端移动距离s=　　　　m,机械效率η=　　　　。

（5）比较第1次实验和第3次实验可得出结论:

使用同一滑轮组,　。

答案

（1）匀速　

（2）乙　（3）越低　（4）0.3　83.3%　（5）提升的重物越重,滑轮组的机械效率越高

解析

（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升。

（2）由表中实验数据可知,第2次实验绳端移动的距离是钩码上升高度的4倍,由图示滑轮组可知,实验使用的是乙图所示装置做的实验。

（3）由表中第1次实验和第2次实验的数据可知,使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大）,滑轮组的机械效率越低。

（4）由表中第1次实验数据可知,绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍,第三次实验使用同样的装置,则第3次实验:

绳端移动距离s=3h=3×0.1m=0.3m,机械效率η=

×100%≈83.3%。

（5）由表中第1次实验和第3次实验数据可知:

使用同一滑轮组,提升的重物越重,滑轮组的机械效率越高。

15.下图是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置。

（1）实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长木板、弹簧测力计各一个,砝码若干,为了完成实验,还需要的测量工具是　　　　　　。

（2）实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码,改变物块的重力,用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动。

实验的部分数据如下表:

实验

次数

接触面粗

糙程度

物块重

G/N

物块上

升的高

度h/m

沿斜面

的拉力

F/N

物块移

动的距

离l/m

机械

效率

1

较粗糙

（木块—

木板）

2.0

0.25

1.2

0.80

52%

2

同上

2.0

0.35

1.4

0.80

63%

3

同上

5.0

0.35

3.5

0.80

63%

4

较光滑

（铁块—

木板）

5.0

0.35

3.1

0.80

①该同学运用控制变量法探究的是斜面的机械效率与　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　的关系。

②在第四次实验中,斜面的机械效率为　　　　　。

答案

（1）刻度尺　

（2）①接触面的粗糙程度　物块重　斜面倾斜程度　②71%

解析

（1）在本实验中,需要用刻度尺测量物块上升高度和物块移动的距离。

（2）分析表中数据可知,该同学探究的是斜面的机械效率与接触面的粗糙程度、物块重及斜面倾斜程度的关系;在第四次实验中,W有=Gh=5.0N×0.35m=1.75J,W总=Fs=3.1N×0.80m=2.48J,斜面的机械效率η=

×100%≈71%。

16.如图所示,滑轮组在向上的拉力F作用下,将重为120N的物体匀速提起,在10s内物体上移的距离为2m。

求:

（1）物体上升的速度。

（2）有用功。

（3）如果拉力F为50N,滑轮组提升该重物时的机械效率。

答案

（1）0.2m/s　

（2）240J　（3）80%

解析

（1）物体上升的速度v=

=0.2m/s;　

（2）有用功W有=Gh=120N×2m=240J;

（3）由题图可知n=3,则绳子自由端移动的距离s=3h=3×2m=6m,

总功W总=Fs=50N×6m=300J,

η=

×100%=80%。

17.利用电子秤显示压力大小反映水箱水位变化的装置示意图如图所示。

该装置由滑轮C,长方体物块A、B以及杠杆DE组成。

物块A通过细绳与滑轮C相连,物块B放在电子秤上并通过细绳与杠杆相连,杠杆可以绕支点O转动并始终在水平位置平衡,且DO∶OE=1∶2。

已知物块A的密度为1.5×103kg/m3,底面积为0.04m2,高为1m,物块A的上表面与水箱顶部相平,物块B的重力为150N。

滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦以及滑轮、杠杆和绳的自重均忽略不计（g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3）。

（1）当水箱装满水时,物块A的下表面受到水的压强是多大?

此时物块A所受的拉力是多大?

（2）从水箱装满水到水位下降1m,电子秤所显示的压力示数变化范围是多少?

答案

（1）104Pa　200N　

（2）0~100N

解析

（1）物块A的下表面受到水的压强:

p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1.0×104Pa。

物块A排开水的体积V排=VA=Sh=0.04m2×1m=0.04m3。

物块A受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=400N。

物块A受到的重力GA=ρAgVA=1.5×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=600N。

物块A受到的拉力F=GA-F浮=600N-400N=200N。

（2）当物体A全部浸没水中时,通过滑轮对D点的拉力FD=

=100N

物块B对杠杆的拉力F1=

=50N

电子秤的示数F1'=GB-F1=150N-50N=100N

当物体A全部露出水面时,通过滑轮对D点的拉力FD'=

=300N

物块B对杠杆的拉力F2=

=150N　

电子秤的示数F2'=GB-F2=150N-150N=0

从水箱装满水到水位下降1m,电子秤所显示的压力示数变化范围为0~100N。