中考物理二轮复习 第十讲 简单机械和功练习Word文档格式.docx

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G/N

物块上升的

高度h/m

有用功

W有/J

拉力

F/N

弹簧测力计移

动的距离s/m

总功

W总/J

机械效

率η

1

A

0.50

0.2

0.10

0.20

0.4

0.08

125%

2

1.90

0.38

0.95

100%

3

B

0.25

0.6

4

0.75

0.45

84.4%

第9题图

（2）实验中机械效率η______1（选填“＞”“＝”或“＜”），而表格中1、2两次实验的机械效率分别为125%和100%.这是什么原因？

通过观察图乙和图丙，手持弹簧测力计在竖直方向时，发现指针的位置不同，图乙中指针在零刻线的下方．

（3）经过分析，找到了机械效率为100%和125%的原因是：

用滑轮组A进行实验时，弹簧测力计的示数比细绳实际的拉力要________，用测量值计算出的总功比细绳实际拉力做的功要________，因此测得的机械效率比实际效率要高．

（4）实验总结：

在测量滑轮组机械效率的实验中，考虑弹簧测力计对读数的影响，测拉力时，弹簧测力计一般要竖直向________移动；

若弹簧测力计倒置时测拉力，要先将指针调至零刻线处．

命题点五　

10.利用图示滑轮组将重为1200N的摩托车匀速提升2m，所用时间为1min，拉力F为280N．此过程中绳子自由端移动的距离为__________m，额外功为__________J，拉力做功的功率为__________W.

第10题图

11“擦窗机器人”的质量为2kg，它的“腹部”有吸盘，当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，它能牢牢地吸在竖直玻璃上．（g取10N/kg）

（1）当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时，若真空泵继续向外抽气，则擦窗机器人受到的摩擦力________（选填“变大”“变小”或“不变”）．

（2）吸盘与玻璃的接触面积为1.2×

10－3m2，若吸盘在此面积上对玻璃的压强为1.5×

105Pa，则吸盘对玻璃的压力是多大？

（3）擦窗机器人以0.1m/s的速度匀速竖直向下运动8s，它所受重力做的功是多少？

重力做功的功率是多大？

第11题图

12.图示为某型号压路机，其部分参数如下表．其中，振动频率30Hz是指压路机在施工中钢轮1秒钟压路30次．（g取10N/kg）

整机质

量（kg）

18000

钢轮振动

频率（Hz）

30

行驶速度

（km/h）

2.5/

9．8

振幅（mm）

2.0/

1．0

发动机功

率（kW）

110

钢轮激振力

（×

103N）

320/

160

（1）压路机静止时对水平路面的压力是________N；

钢轮的质量大、与地面____________小，对地面的压强大．

（2）压路机以2.5km/h的速度在路面上匀速行驶6min，通过的路程是多少？

（3）若钢轮的激振力为大小不变垂直作用在路面上的力，振动的振幅为钢轮每次下压路面的距离，则以表中较大激振力和较大振幅工作1min，激振力对路面所做的功是多少？

功率是多大？

第12题图

13.上海世博会采用了我国自行开发研制的纯电动中巴车用于接待来宾．该车部分技术参数如下表：

长/宽/高（mm）

7030/2050/2650

最大车速（km/h）

100

空车质量（kg）

2080

最大功率（kW）

80

电源

锂电池

座位数（含司乘）

15

参考表中数据，完成以下要求：

（g取10N/kg）

（1）该车轮胎上的花纹是为了增大________；

电动车与以汽油为燃料的汽车比较，它的优点是______________________________________（写出一条即可）．

（2）该车静止在水平路面上，空载时轮胎与路面接触的总面积为0.15m2，车对路面的压强是多大？

（3）该车在最大功率下，以最大车速在水平路面上匀速直线行驶5km，需要多长时间？

车在运动过程中受到的阻力是多大？

命题点六　

14.图甲所示为一种搬运建筑材料的装置，AB是个杠杆，O为支点．杠杆平衡时，B端受到的向下的拉力________A端受到的向下的拉力（选填“大于”“小于”或“等于”）；

用于装载货物的小车自重为500N，若搬运2000N的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力F甲＝1600N，该滑轮组的机械效率η甲＝________；

若用同样的滑轮按乙图组装，匀速提升相同的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力为F乙，乙滑轮组的效率为η乙，考虑实际情况，则F甲________F乙，η甲________η乙（选填“>

”“<

”或“＝”）．

第14题图

15.人们常用木板搭成一个斜面将重物运到汽车上，某次搬运中用3m长的木板将240N的重物匀速推到1.5m高处．推力F为150N．该斜面的效率为________，物体所受的摩擦力为________N．若要提高该斜面的效率，可采取的措施是__________________（写出一条即可）．

第15题图

16.图示的起重机将重为6×

103N的货物匀速提升10m，它的电动机做功1.25×

105J，起重机匀速提升货物做的有用功为________J，机械效率为________．对于实际机械，机械效率总小于100%的原因是_____________________________________________________________________．

第16题图

17.如图所示，用平行于斜面、大小为1.25N的拉力F，将重为1.8N的物体从斜面底端匀速拉至顶端，则有用功是________J，机械效率是________．

第17题图

18.图示为一个升降晾衣架示意图，它依靠滑轮组升降衣物.某次晾晒重80N的湿衣物时，人匀速拉动绳子使衣物上升了1.2m,机械效率为80%，那么人所做的功为__________J，人对绳子的拉力为____________N.

第18题图

19.司机师傅很轻松地转动方向盘就能改变汽车的行驶方向，为什么会有这样的效果呢？

同学们利用如图所示装置进行了研究，用弹簧测力计拉着绕在大轮上的细绳向上运动时，小轮绕着共同的轴心转动可以提升物体．要使挂在小轮上重力为2N的物体匀速上升10cm，则测力计的示数为0.8N，上升的距离为30cm.由此可知，利用此装置可以________（选填“省力”或“省功”），其机械效率是________%.

第19题图

20.如图是一台两栖履带起重机．它可以在陆地和水深不超过2.5米的滩涂路面行驶工作．

（1）起重机安装宽大履带的目的是减小起重机对地面的________．

（2）当起重机吊起4.8×

105N的货物时，货物匀速升高15m用时40s．若滑轮组的机械效率为75%，滑轮组上绳子自由端的拉力及拉力的功率各是多少？

第20题图

21.如图所示，质量为72kg的人用滑轮组提升重物，把质量为30kg的物体匀速提升了2m，用时12s，拉力为120N，他与地面接触的总面积为0.04m2，请解答下列问题．（不计绳重和轮与轴之间的摩擦，g取10N/kg）

（1）当物体匀速上升时，人对地面的压力____________（选填“大于”“小于”或“等于”）人的重力，此时人对地面的压强是多大？

（2）求匀速提升该重物时滑轮组的机械效率．

（3）若用此滑轮组在相同时间内，把质量为45kg的物体匀速提高相同高度，拉力的功率是多大？

第21题图

22.如图甲所示，工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢，货物移动的距离s与时间t的关系如图乙所示．在此期间，工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为594N．此斜面的长为5m，高为1m，这箱货物重为1500N.

第22题图

（1）0～5s内，这箱货物处于________状态，工人所做的功为________J.

（2）5～30s内，这箱货物运动的速度是多少？

拉力做功的功率是多大？

（3）该斜面的机械效率是多少？

答案：

1.费力　惯性　【解析】劈木头时，斧柄相当于杠杆，后面手的位置是支点，前面手所用的力是动力，斧头所受的力是阻力，由于动力臂小于阻力臂，所以斧柄相当于一个费力杠杆；

而斧头继续向下运动是由于斧头具有惯性．

2.省力　减小　【解析】从题图可以看出所使用的犁的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；

犁的铧表面光滑，可以减小泥土对铧的摩擦力．

3.小于　省力　向上　【解析】根据凸透镜成像规律可知，当把凸透镜当作放大镜使用时，物体到凸透镜的距离应该小于一倍焦距；

由题图可知，使用该指甲刀时，拇指在杠杆上用力的力臂大于指甲对杠杆阻力的力臂，故它属于省力杠杆；

当拇指用力压杠杆时，刀片要向下压指甲，又因物体间力的作用是相互的，且刀片对指甲的力和指甲对刀片的力是作用力与反作用力，这两个力的方向相反，故指甲对刀片的力的方向是向上的．

【延伸】费力　c　【解析】由图分析可知投石机动力臂小于阻力臂，所以它是一个费力杠杆；

在a、b、c三个力的方向上，c的力臂最长，由杠杆平衡条件可知，c的力最小．

4.平衡螺母　F1l1＝F2l2

【延伸】大于　【解析】根据杠杆的平衡条件：

F1×

L1＝F2×

L2可知：

FA·

LA＝FB·

LB，由图知，萝卜粗的一端离支点近，力臂小，即LA＜LB，所以FA＞FB；

由题意知FA＝GA，FB＝GB，所以GA＞GB.

5.如答图所示

第5题答图

【作图步骤】①画重力示意图：

过重心沿竖直向下的方向画带箭头的线段，并标上重力符号G（注：

重力方向竖直向下）；

②画重力力臂：

过支点O作重力作用线的垂线段，用大括号括起来，标上力臂符号L和垂足．

6.如答图所示

第6题答图

【解析】力臂是支点到力的作用线的距离．揭井盖时，力F是动力，O是支点，过O点作力F的垂线，并标上垂足，支点到垂足之间的距离就是这个力的力臂，并用大括号括起来，用L表示．

7.如答图所示

第7题答图

【解析】本题考查力和力臂的作法，部分学生误认为OA就是力臂，这是错误的，力臂是从支点到力的作用线之间的垂足距离．

8.如答图所示（2分）

第8题答图

【延伸】1.如答图所示

延伸1题答图

【解析】渔网的重力作用点作用在鱼网的重心上，过支点O作重力G的垂线即为重力力臂L，并标上垂足．具体如答图所示．

2.如答图所示

延伸2题答图

【解析】由题分析可知站在地面上的人将物体提升，即绳子要从定滑轮出来．具体如答图所示．

9.

（1）0.15（1分）　66.7%（1分）　

（2）＜（2分）　（3）小（1分）　小（少）（1分）　（4）上（1分）

【解析】

（1）依据功的计算公式W＝Fs和机械效率的计算公式η＝

×

100%很容易算出空白处所填的数据；

（2）实际中机械效率应该小于1；

（3）由题图乙、丙观察可知，由于实验时手持弹簧测力计的影响（图乙手持弹簧测力计时，重力对结果有很大影响），导致1、2两次实验机械效率大于（或等于）1，所以用它实验时，示数要比实际拉力小，则测得总功也比实际拉力做的功小；

（4）为了防止类似现象的发生，实验时一般要将弹簧测力计竖直向上拉动．

10.（每空1分，共3分）12　960　56　【解析】由题图可知滑轮组由6段绳子承担物重，绳子自由端移动的距离是摩托车提升高度的6倍，摩托车提升2m，则绳子的自由端移动的距离是12m；

此时拉力做的总功W总＝Fs＝280N×

12m＝3360J，对摩托车做的有用功W有＝Gh＝1200N×

2m＝2400J，故额外功W额＝W总－W有＝3360J－2400J＝960J；

拉力做功的功率P＝

＝

＝56W.

11.

（1）不变（1分）　【解析】当机器人在竖直玻璃上静止时，它在竖直方向上只受到两个力的作用，即重力和摩擦力．当真空泵继续向外抽气时，它在竖直方向上也只受这两个力的作用，根据二力平衡的知识可知，摩擦力的大小总等于重力的大小，所以摩擦力大小不变．

解：

（2）由p＝

知吸盘对玻璃的压力

F＝pS＝1.5×

105Pa×

1.2×

10－3m2＝180N（2分）

（3）擦窗机器人8s下降的高度

h＝s＝vt＝0.1m/s×

8s＝0.8m（1分）

擦窗机器人的重力

G＝mg＝2kg×

10N/kg＝20N（1分）

重力做的功

W＝Gh＝20N×

0.8m＝16J（1分）

重力做功的功率

P＝

＝2W（2分）

12.

（1）1.8×

105（1分）　接触面积（1分）　【解析】根据压路机的整机质量，可以求得压路机的重力G＝mg等于其在水平路面上静止时，对水平路面的压力；

因为钢轮的质量大，则压力大，与地面的接触面较小，故它对地面的压强大．

（2）6min内通过的路程

s＝vt＝

m/s×

6×

60s＝250m（2分）

（3）钢轮1min压路的次数

n＝30次/s×

60s＝1800次（1分）

钢轮振动一次做的功

W＝Fs＝320×

103N×

2×

10－3m＝640J（1分）

1min做功为W总＝nW＝1800×

640J＝1.152×

106J（1分）

功率P＝

＝1.92×

104W（1分）

13.

（1）摩擦（或摩擦力）（1分）　环保（1分）

（2）空载时车对路面的压力

F＝G＝mg＝2080kg×

10N/kg＝2.08×

104N（1分）

车对路面的压强p＝

≈1.39×

105Pa

（在138667～1.39×

105Pa范围均计分）（2分）

（3）解法一：

所用时间t＝

＝0.05h＝180s

或t＝

≈179.99s

（在178.57～180s范围均计分）（1分）

牵引力所做的功W＝Pt＝8×

104W×

180s＝1.44×

107J

由W＝Fs得，F＝

＝2880N

（在2857～2880N范围均计分）（2分）

由题知该车做匀速直线运动，故f＝F＝2880N

（在2857～2880N范围均计分）（1分）

解法二：

（在178.57～180s范围均计分）（2分）

＝Fv，F＝

≈2880N

（在2857～2880N范围均计分）（1分）

14.（每空1分，共4分）小于　62.5%　＞　＞　【解析】对杠杆AOB分析知，由于B端受到的向下的拉力的力臂大于A端受到的向下的拉力的力臂，所以B端受到的向下的拉力小于A端受到的向下的拉力；

分析甲图可知有两段绳子承担物重，由η甲＝

100%＝

100%＝62.5%；

分析乙图可知有三段绳子承担物重，则F甲大于F乙，乙图又增加了一个滑轮，摩擦力变大，所以η甲也大于η乙．

15.（每空1分，共3分）80%　30　使斜面更光滑（或减小摩擦力）　【解析】有用功：

W有用＝Gh＝240N×

1.5m＝360J，总功：

W总＝Fs＝150N×

3m＝450J，故斜面的效率为η＝

100%＝80%；

因为W总＝W有用＋W额，所以克服摩擦力做的额外功：

W额＝W总－W有用＝450J－360J＝90J，因为W额＝fs，所以摩擦力f＝

＝30N；

要提高斜面的效率，可减小由于克服摩擦力所做的额外功，如使斜面更光滑等．

16.（每空1分，共3分）6×

104　48%　机械不可避免地要做额外功（或有用功总小于总功等）　【解析】用起重机提升重物时，克服重物重力所做的功是有用功，即W有＝Gh＝6×

10m＝6×

104J；

电动机所做的功是总功，则η＝

100%＝48%，即机械效率为48%；

对于实际机械，不可避免地要做额外功，使得有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于100%.

17.（每空2分，共4分）0.36　72%　【解析】把物体从斜面底端匀速拉至顶端做的有用功为W有用＝Gh＝1.8N×

0.2m＝0.36J；

拉力所做的总功为W总＝Fs＝1.25N×

0.4m＝0.5J，故斜面的机械效率为η＝

100%＝72%.

18.（每空2分，共4分）120　25　【解析】本题考查了功、机械效率的计算．在提升过程中，人对湿衣物所做的功是有用功，人所做的功为总功，即W有＝Gh＝80N×

1.2m＝96J，由机械效率是80%可知，W总＝

＝120J；

再根据公式W总＝Fs知，人对绳子的拉力F＝

＝25N.

19.（每空2分，共4分）省力　83.3　【解析】本题考查的是简单机械——轮轴．从题图中可以看出动力臂大于阻力臂，因此是一个省力装置；

其次本题还考查了机械效率的概念．机械效率η＝

100%≈83.3%.

20.

（1）压强（1分）　【解析】起重机安装宽大履带的目的是通过增大受力面积来减小压强．

（2）提升重物时做的有用功

W有用＝G物h＝4.8×

105N×

15m＝7.2×

由η＝

100%得，拉力做的总功

W总＝

＝9.6×

由W＝Fs得，拉力

F＝

＝3.2×

105N（2分）

＝2.4×

105W（2分）

【一题多解】

（2）问还可以这样求解：

100%得，拉力

105N（3分）

绳子自由端移动的速度

v＝

＝0.75m/s（1分）

则拉力做功的功率为

＝Fv＝3.2×

0.75m/s＝2.4×

21.解：

（1）小于（1分）

人向下拉绳子时，人对地面的压力

F＝G人－F拉＝m人g－F拉＝72kg×

10N/kg－120N＝600N（1分）

人对地面的压强

p＝

＝1.5×

104Pa（1分）

（2）滑轮组的机械效率

η＝

100%≈83.3%（2分）

（3）匀速提升30kg物体时，由F＝

得，动滑轮重

G动＝nF拉－G1＝3×

120N－300N＝60N（1分）

匀速提升45kg物体时，拉力

F拉′＝

＝170N（1分）

拉力做功的功率

P总′＝

＝85W（1分）

22.

（1）静止（1分）　0（1分）　【解析】因为0～5s内，物体静止；

没有在力的方向上移动距离，所以这段时间工人不做功，即做功为0J.

（2）这箱货物运动的速度是：

＝0.2m/s（1分）

拉力做功为：

W＝Fs＝594N×

5m＝2970J（1分）

拉力做功的功率是：

＝118.8W（1分）

（3）工人对这箱货物所做的功为有用功：

W有用＝Gh＝1500N×

1m＝1500J（1分）

拉力所做的功是总功为：

W总＝W＝2970J

斜面的机械效率是：

100%≈50.5%（1分）

（2）问的功率还可以这样求解：

由P＝

和W＝Fs、v＝

可得：

P＝Fv＝594N×

0.2m/s＝118.8W（1分）