中考试题汇编精选精析功与机械能量3.docx
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中考试题汇编精选精析功与机械能量3
2012年中考试题汇编精选精析——功与机械、能量
13．（2012•宁波）如图所示，用简单机械使重力都为150牛的物体处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，巳知0B=20A．
（1）F1、F2、F3从大到小的顺序为 F2、F1、F3 ；
（2）求图乙中F2的大小；
（3）利用图丙的机械，小科把此物体匀速提高2米，用时10秒，求拉力F3的功率．
考点：
杠杆的平衡条件；功率的计算。
专题：
计算题。
分析：
（1）不计摩擦、机械自重及绳重，知道动力臂和阻力臂的大小关系，利用杠杆平衡条件求F1、F2的大小；利用F3=G求出F3；通过比较得出从大到小的顺序；
（2）知道动力臂和阻力臂的大小关系、阻力G大小，利用杠杆平衡条件求F2大小；
（3）求出F3大小，s=3h，利用W=Fs求总功，又知道做功时间，利用功率公式P=求拉力F3的功率．
解答：
解：
（1）由题知，不计摩擦、机械自重及绳重，
甲图，由于杠杆平衡，OB=2OA，所以F1=G；
乙图，由于杠杆平衡，OB=2OA，所以F2=2G；
丙图，n=3，F3=G；
由以上分析可知，从大到小的顺序为：
F2、F1、F3，
（2）图乙中，OB=2OA，
∵F2×OA=G×OB
∴F2=2G=2×150N=300N；
（3）由图知，n=3，则
s=3h=3×2m=6m，
拉力F3=G=×150N=50N，
拉力做功：
W=Fs=50N×6m=300J，
拉力做功功率：
P===30W．
答：
（1）F1、F2、F3从大到小的顺序为F2、F1、F3；
（2）图乙中F2的大小为300N；
（3）拉力F3的功率为30W．
点评：
本题考查了学生对杠杆平衡条件、滑轮组省力特点、功率公式的掌握与运用，虽知识点多，但都属于基础，难度不大．
7．（2012•凉山）如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，当A端挂重物G1，B端挂重物G2时，杠杆平衡，
此时OA恰好处于水平位置，AO=BO，杠杆重力不计，则（ ）
A．
G1＜G2
B．
G1＞G2
C．
G1=G2
D．
都有可能
考点：
杠杆的平衡分析法及其应用。
专题：
推理法。
分析：
从题知，OA处于水平位置，GA对杠杆的拉力为竖直向下，所以G1对杠杆拉力的力臂即为杠杆AO的长度，G2对杠杆拉力的方向也是竖直向下，但OB不是处于水平，所以GB对杠杆拉力的力臂OB′小于OB的长度，根据杠杆的平衡条件分析，即可得出两个物体重力的大小．
解答：
解：
根据杠杆的平衡条件：
F1L1=F2L2可知，力与相应的力臂成反比关系，
它们的杠杆示意图如右，∵AO=BO，
∴LOA＞LOB′，所以物体的重力G1＜G2．
故选A．
点评：
本题考查了学生对杠杆的平衡条件掌握和运用，能找到各自力的力臂、确定其大小关系是本题的关键．
31．（2012•凉山）工人师傅用如图所示的滑轮组，在10s内把900N的货物匀速提高2m，在此过程中，拉力所做的功是2400J．求：
（1）拉力F移动的距离．
（2）工人师傅所做有用功的功率．
（3）滑轮组的机械效率．
考点：
功率的计算；滑轮（组）的机械效率。
专题：
计算题。
分析：
（1）由图可知绳子的有效股数为4，已知物体上升的高度，根据s=nh求出拉力F移动的距离；
（2）根据W=Gh求出工人师傅所做的有用过，再根据P=
求出有用的功率；
（3）拉力做的功即为总功，根据η=
求出滑轮组的机械效率．
解答：
解：
（1）拉力F移动的距离：
s=nh=4×2m=8m；
（2）工人师傅所做有用功：
W有=Gh=900N×2m=1800J，
功率：
P=
=
=180W；
（3）滑轮组的机械效率：
η=
=
=75%．
答：
（1）拉力F移动的距离为8m；
（2）工人师傅所做有用功的功率为180W；
（3）滑轮组的机械效率为75%．
点评：
本题考查有用功、功率和机械效率的计算，关键是对有用功和总功的理解与应用以及滑轮组绳子有效股数的确定．
4．（2012•达州）如图所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距，每个钩码都相同．下列四项操作中，会使杠杆右端下倾的是（ ）
（1）在杠杆两侧同时各减掉一个钩码；
（2）在杠杆两侧钩码下同时各加挂一个钩码；
（3）将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一个小格；
（4）将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一个小格．
A．
（1）（3）
B．
（2）（4）
C．
（2）（3）
D．
（1）（4）
考点：
杠杆的平衡分析法及其应用。
专题：
计算题。
分析：
杠杆的平衡条件：
动力×动力臂=阻力×阻力臂；根据杠杆平衡的条件对各选项进行逐一进行分析得出正确选项．
解答：
解：
设一个钩码的重为G，一个格为L，
原来杠杆：
2G×3L=3G×2L，处于平衡状态，
（1）在杠杆两侧同时各减掉一个钩码，左边=G×3L，右边=2G×2L，右边力和力臂的乘积大，右端倾斜，符合题意；
（2）在杠杆两侧钩码下同时各加挂一个钩码，左边=3G×3L，右边=4G×2L，左边力和力臂的乘积大，左端倾斜，不符合题意；
（3）将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一个小格，左边=2G×4L，右边=3G×3L，右边力和力臂的乘积大，右端倾斜，符合题意；
（4）将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一个小格，左边=2G×2L，右边=3G×L，左边力和力臂的乘积大，左端倾斜，不符合题意；
故选A．
点评：
本题考查了杠杆平衡条件的应用，杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等，只比较力或力臂大小不能得出正确结果．
17．（2012•达州）请你在如图中画出用滑轮组提升重物的最省力的绕绳方法．
考点：
滑轮组及其工作特点。
专题：
作图题。
分析：
要使滑轮组省力，就是使最多的绳子段数来承担动滑轮的拉力，根据此特点可解此题．
（1）最省力时绳子段数n与滑轮个数n'的关系是：
n=n'+1；
（2）若n为偶数，绳子固定端在定滑轮上；若n为奇数，绳子固定端在动滑轮上；即：
“奇动偶定”．
解答：
解；动滑轮被几根绳子承担，拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一，由图知：
滑轮个数n'=2，所以绳子段数n=3，根据“奇动偶定”的方法，绳子从定滑轮开始绕，每个滑轮只能绕一次，如图所示：
此题最多可由3段绳子承担动滑轮的重．
故答案为：
如图．
点评：
要使滑轮组省力，就是使最多的绳子段数来承担动滑轮的拉力，图中滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，有两种绕线方法．若n为偶数，绳子固定端在定滑轮上；若n为奇数，绳子固定端在动滑轮上；即：
“奇动偶定”．
20．（2012•达州）人们利用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体A打捞上来，物体A的密度为9.0×103Kg/m3，体积为100dm3．在5000N的拉力F作用下，物体A在2s内匀速竖直上升2m（物体未露出水面），不计水的阻力，g=10N/Kg．求：
（1）物体A受到的浮力．
（2）拉力F做功的功率．
（3）滑轮组的机械效率．
考点：
浮力大小的计算；密度公式的应用；重力的计算；阿基米德原理；滑轮（组）的机械效率；功率的计算。
专题：
计算题。
分析：
（1）知道物体A的体积（浸没水中排开水的体积）利用阿基米德原理求物体A受到的浮力；
（2）由图知，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的距离S=2h，利用W=FS求拉力F所做的总功，又知道做功时间，利用P=
求拉力F做功的功率；
（3）知道物体A的体积和密度，利用G=mg=ρVg求物体A的重力，知道拉力大小，利用η=
=
求滑轮组的机械效率．
解答：
解：
（1）物体A受到的浮力F浮为：
F浮=ρ水gV排
=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣3m3
=1000N；
（2）拉力F移动的距离S为：
S=2h=2×2m=4m，
拉力F所做的总功W总为：
W总=FS=5000N×4m=20000J，
则拉力F做功的功率P为：
P=
=
=10000W=10kW；
（3）物体A的重力G为：
G=ρ物gV物
=9.0×103Kg/m3×10N/Kg×100×10﹣3m3
=9000N，
滑轮组的机械效率：
η=
×100%
=
×100%
=
×100%
=
×100%
=80%．
答：
（1）物体A受到的浮力为1000N．
（2）拉力F做功的功率为10kW．
（3）滑轮组的机械效率为80%．
点评：
本题为力学综合题，考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理、功率公式、机械效率公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，要求灵活运用相关公式求解．
17．（2012•天津）人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它由近地点向远地点运行时，卫星的动能 减小 （选填“增大”、“减小”、“不变”），卫星的势能 增大 （选填“增大”、“减小”、“不变”）．
考点：
动能和势能的大小变化。
专题：
应用题。
分析：
机械能包括动能和势能．动能的大小与质量和速度有关，质量越大、速度越快，动能就越大；重力势能大小与质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大．
解答：
解：
当人造卫星由近地点向远地点运行时，其运行速度减小，故动能减小；卫星的高度在增大，故重力势能在增大；
人造卫星由近地点向远地点运行时，动能转化为重力势能；
故答案为：
减小；增大．
点评：
（1）掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素．
（2）能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化．
24．（2012•天津）如图所示，工人利用滑轮组将沙子从地面提升到距地面6m高的三楼，沙子的质量为50kg，装沙子的桶的质量8kg，动滑轮的质量为2kg，工人匀速拉绳子的力为300N（忽略摩擦和绳重，g取10N/kg）
求：
（1）工人做的总功；
（2）工人做的额外功．
考点：
功的计算；有用功和额外功。
专题：
计算题。
分析：
（1）由图知，承担物重的绳子股数n=2，拉力端移动的距离S=2h，利用公式W=FS求拉力做功；
（2）由于忽略摩擦和绳重，提升动滑轮和桶做的功为额外功，利用W=Gh求工人做的额外功．
解答：
解：
（1）由图知，n=2，拉力端移动的距离S=2h=2×6m=12m，
拉力做功：
W总=FS=300N×12m=3600J；
（2）∵忽略摩擦和绳重，
∴W额=（G桶+G动）h=（m桶+m动）gh=（8kg+2kg）×10N/kg×6m=600J．
答：
（1）工人做的总功为3600J；
（2）工人做的额外功为600J．
点评：
本题考查了使用滑轮组时有用功和额外功的计算，知道忽略摩擦和绳重，提升动滑轮和桶做的功为额外功是本题的关键．
27．（2012•天津）小明要测量一根1m左右、粗细和质地都均匀的细木棒的质量，通过估测发现木棒的质量会超出现有天平的量程．于是，他想用其他方法进行测量．
现有器材：
天平、一块质量适当的金属块、一把量程为20cm的刻度尺和几根足量长的细绳．
只利用现有器材请你帮他设计测量这根细木棒质量的方案，要求：
（1）写出主要实验步骤和需测量的物理量；
（2）写出木棒质量的数学表达式（用测量量表示）．
考点：
杠杆的平衡条件。
专题：
设计与制作题。
分析：
（1）木棒的质量会超出现有天平的量程，不能量程直接测量，可以把木棒当做杠杆，利用杠杆平衡条件求解：
如图，将金属块挂在木棒的一端，用细绳拴在木棒中间某一位置（支点），移动绳的位置，使木棒保持水平平衡，木棒的重力作用在中心上，用刻度尺测量两边力臂，用天平测量铁块的质量（求出重力），利用杠杆平衡条件求木棒重力；
（2）由于木棒保持水平平衡，求出两边力臂，利用杠杆平衡条件求木棒的重力，再用重力公式求木棒的质量．
解答：
解：
（1）主要实验步骤：
①用天平称出金属块的质量m；
②用细绳和刻度尺测出木棒的长度L；
③将用细绳系好的金属块系在木棒的一端，然后再将另一细绳一端做成绳环套在木棒上，用手提起该绳的另一端，并移动绳环的位置，使木棒保持水平平衡；
④用细绳和刻度尺测量出绳环到系金属块那端的木棒长度L′．
（2）如图，以O为支点，
∵杠杆平衡，
∴G铁×L′=G×（
L﹣L′）
即：
mg×L′=Mg×（
L﹣L′）
解得：
木棒的质量：
M=
m．
答：
（1）主要实验步骤和需测量的物理量同上；
（2）木棒质量的数学表达式为M=
m．
点评：
本题巧用杠杆平衡条件测量木棒的质量，难点在实验步骤的设计，想到把木棒当做杠杆去用是本题的突破口．
19．（2012•哈尔滨）如图所示，小车同时受到甲水平推力100N和乙水平拉力80N的作用，在50s内向前运动了70m．小车受到这两个力的合力是 180 N，甲对车做功的功率是 140 W．
考点：
力的合成与应用；功率的计算。
专题：
应用题。
分析：
（1）根据同一直线上力的合成方法答题：
同一直线上的两个力方向相同时，合力的大小等于两分力的大小之和，方向与分力的方向相同；当两个力在同一直线上，方向相反时，合力的大小等于两分力大小之差，合力的方向与较大的分力方向相同；
（2）已知力的大小、物体路程的大小与拉力的作用时间，由公式W=Fs可以求出拉力做的功，然后由功率公式求出拉力的功率．
解答：
解：
（1）两个力在同一直线上，方向相同，则它们的合力F合=F甲+F乙=100N+80N=180N；
（2）甲对车做的功W=F甲s=100N×70m=7000J，
甲对小车做功的功率P=
=
=140W；
故答案为：
180；140．
点评：
本
题考查了①求合力，②求拉力的功率，熟练掌握力的合成方法、功的公式、功率公式是正确解题的前提与关键．
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