2020年中考物理12简单机械知识专题训练.doc

1 12 简单机械 知识点 1：杠杆五要素和平衡条件 1．杠杆的五要素和平衡条件 （1）定义：一根在力的作用下能绕着__固定点 O__转动的硬棒叫做杠杆 （2）杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂 （3）平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂(F1l1＝F2l2) 　　 【提示】画力臂：(1)先在杠杆示意图上确定出支点。(2)画出动力作用线和阻力作用线。(3)最后从支点向 力的作用线引垂线。 2．杠杆的分类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆 【提示】省力杠杆必然费距离，省距离杠杆必然费力，既省力又省距离的杠杆是不存在的。 知识点 2：滑轮 1.滑轮与滑轮组 2.斜面与轮轴 　　【提示】轮轴不一定是省力机械，主要取决于动力作用于轮还是轴。 知识点 3：机械效率 1.定义：物理学中，将__有用功__跟__总功__的比值叫做机械效率，用η表示 2.表达式_η＝ W有 W总___2 3.测量滑轮组的机械效率：η＝ W有 W总＝ Gh Fs_ 本章中考主要热点有：杠杆的应用、杠杆的示意图、杠杆的平衡条件、定滑轮与动滑轮的特点、滑轮 组的应用、机械效率。 1.杠杆的应用与杠杆平衡条件 杠杆的七要素、杠杆平衡条件、杠杆的示意图和杠杆的应用。 主要有以下几个方面： （1）杠杆应用类：判断属于省力杠杆还是费力杠杆； （2）考查杠杆的平衡条件主要是利用杠杆平衡条件分析、解答实际问题。 （3）公式：F1L1= F2L2。 2.杠杆示意图 杠杆的示意图以画出力臂较多。作图题一般情况下和其他作图题结合。 3.定滑轮与动滑轮 滑轮是杠杆的另一种形式。对定滑轮与动滑轮的特点的考查也较多。 主要有以下几个方面： （1）定滑轮及其特点：力与距离的关系； （2）动滑轮杠及其特点：力与距离的关系，做功特点。 4.滑轮组的应用 滑轮组的应用主要有：滑轮组及其特点：力的关系及特点，距离的关系及特点，做功的计算；作图类 主要涉及绕线（很少出现）；计算类主要是根据定滑轮和动滑轮的特点，分析滑轮组的特点及其有关计算。 5.机械效率 机械效率属于计算类型问题。在机械效率问题上一定要分清有用功、额外功和总功，只要理解了这些 问题，无论试题出现在选择题、填空题还是大型计算题，都可以很好的解答。 1．（2019·海南）图甲是海南网上扶贫超市给百香果配的多功能小勺子。把 A 点压在百香果上固定、B 处的“刺刀”刺进果壳，用力使勺子绕 A 点转动一周，“刺刀”就把果壳切开（如图乙）。关于勺子的构造3 和使用说法正确的是（ A ）。 A．勺子转动切果时可作省力杠杆用 B．勺柄表面有花纹是为了减小摩擦 C．“刺刀”很尖利是为了增大压力 D．勺子绕着果转动时运动状态不变 2.（2019·衢州）如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，其中拉力最小的是（ C ） A. B. C. D. 3.（2019·温州）晒三条相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平的是（ B ）。 A. B. C. D. 4．（2019·河南）如图开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重。下图能正确表示它工作示意图 的是（ B ）。 A． B． C． D． 5.（2019·遂宁）如图甲所示是建筑工地常用的塔式起重机示意图，水平吊臂是可绕点 O 转动的杠杆，4 为了左右两边吊臂在未起吊物体时平衡，在左边吊臂安装了重力合适的配重物体 C，假设这时起重机装置在 水平位置平衡（相当于杠杆平衡实验中调节平衡螺母使杠杆水平平衡），由于起吊物体时配重物体 C 不能 移动，且被起吊物体重力各不相同，起重机装置将会失去平衡容易倾倒，造成安全事故，某科技小组受杠 杆平衡实验的启发，为起重机装置增设了一个可移动的配重物体 D，如图乙所示。不起吊物体时，配重物体 D 靠近支点 O；起吊物体时，将配重物体 D 向左移动适当距离，使起重机装置重新平衡，现用该装置起吊重 为 5×103N，底面积为 0.01m2 的物体 A，已知 D 的质量为 900kg，OB 长 18m；当配重物体 D 移动到距支点 6m 的 E 点时，B 端绳子对 A 的拉力为 T，A 对地面的压强为 p；若再让配重 D 以速度 V 向左运动，25 秒后，甲 对地面的压力恰好为零；起吊过程中，物体 A 在 10s 内匀速上升了 10m，B 端绳子的拉力 T′做功功率为 P。 （g=10N/kg）下列相关计算错误的是（ A ）。 A.P 等于 5kW B.V 等于 C.p 等于 D.T 等于 6.（2019·泸州）如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为 2cm， 在 B 点竖直悬挂 4 个重均为 0.5N 的钩码，当在 A 点用与水平方向成 30°角的动力 F 拉杠杆，使杠杆在水平 位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是（ B ）。 A.杠杆的动力臂为 8cm； B. 该杠杆为费力杠杆； C.该杠杆的阻力大小为 ； D. 动力 F 的大小为 7.（2019·天津）如图是用撬棒撬石头的情景，下图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是（ A ） 5 A. B. C. D. 8.（2019·泸州）用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重。下列判断正确的是（ B ） A.该滑轮组绳自由端拉力 F 的大小一定等于所提物体重力的三分之一； B.用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效率越大； C.用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，其机械效率相等； D.其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大 9.（2019·海南）工人用如图所示的滑轮组，在时间 t 内，将重为 G 的货物匀速提升了 h，人对绳子竖 直向下的拉力恒为 F。以下说法正确的是（ AB ） A．拉力 F 的功率为 ； B．额外功为（2F-G）h C．滑轮组的机械效率为 ； D．滑轮组的机械效率随 h 的增大而增大 10.（2019·河北）如图所示，重为 G 的物体在拉力 F 的作用下，以 v 的速度匀速运动了 s，已知物体在水 平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的 n 分之一，不计绳重、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是 （ BC ）。6 A．使用该滑轮组一定省力； B．拉力的功率为 2Fv； C．额外功为 （2nF﹣G）s；D．滑轮组的机械效率为 11.（2019·岳阳）如图，动滑轮实质上是一个______（填“省力”或“费力”）杠杆，用 60N 的拉力 将沙桶从地面提到 9m 高的楼上，拉力做的功是______J。 【答案】省力；1080。 12.（2018•枣庄）如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。 （1）实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向 调节，使杠杆在水平位置 平衡。 （2）杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的 端会下沉，要使杠杆重 新在水平位置平衡，在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下，只需将 即可。 （3）小李和小王又分别设计了两种实验方案，小李的方案如图丙所示，小王的方案如图丁所示。你认 为 的实验方案更好，请说明你的理由 。 （4）实验中小王发现：如果在杠杆的 O 点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验时是否 影响到杠杆的平衡？请说明理由 。 【答案】（1）右；（2）左；将左侧的钩码去掉一个；（3）小李；弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直， 力臂在杠杆上便于测量；（4）这个作用在杠杆 O 点的力的力臂等于零，不影响杠杆的平衡 13.（2019·河北）如图所示，一轻质杠杆 AB．长 1m，支点在它中点 O．将重分别为 10N 和 2N 的正方7 体 M、N 用细绳系于杆杆的 B 点和 C 点，已知 OC：OB＝1：2，M 的边长 l＝0.1m。 （1）在图中画出 N 受力的示意图。 （2）求此时 M 对地面的压强。 （3）若沿竖直方向将 M 左右两边各切去厚度为 h 的部分，然后将 C 点处系着 N 的细绳向右移动 h 时， M 对地面的压强减小了 60Pa，求 h 为多少。 【答案】（1）如图所示 ；（2）900Pa；（3）0.05m。 14.（2019·达州）如图所示，工人准备用一根最多能承受 400N 力的绳子（若超过绳子将断裂）绕成 的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体 A 和 B．完全露出水面的物体 A 被此装置匀速提起时 绳子达到最大拉力。已知动滑轮的质量为 20kg（绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻 力均不计，连接动滑轮与物体间的钢绳不会断裂，g＝10N/kg）。求： （1）物体 A 完全露出水面后以 0.5m/s 的速度匀速上升时，物体 A 的重力和工人拉力的功率分别是多 少。 （2）在物体 A 浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为 75%，物体 A 的密度是多少。 （3）若用该滑轮组打捞体积为 50dm3 的物体 B 时，物体 B 最多露出多少体积时绳子将断裂。 【答案】（1）600W。（2）2.5×103kg/m3。（3）物体 B 最多露出 25dm3 时绳子将断裂。 15.（2018·滨州）小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有，刻度均匀的杠杆，支架，8 弹簧测力计，刻度尺，细线和质量相同的 0.5N 重的钩码若干个。 （1）如图 A 所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向 （选填“左”或”右”）调 节，直到杠杆在 位置平衡，目的是便于测量 ，支点在杠杆的中点是为了消除杠杆 对平衡 的影响。 （2）小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验象如图 B 所示，他们记录的数据为动力 F1=1.5N， 动力臂 L1=0.1m，阻力 F2=1N，则阻力臂 L2= m。 （3）甲同学测出了一组数据后就得出了”动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论，乙同学认为他的做 法不合理，理由是 。 （4）丙同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作 用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图 C 的实验，此实验 （选填“能”或”不能”）说明该结论是错误的，图 C 实验中，已知杠杆上每个小格长度为 5cm，每个钩码 重 0.5N，当弹簧测力计在 A 点斜向上拉（与水平方向成 30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，动力× 动力臂 （选填“等于”或“不等于”）阻力×阻力臂”。 【答案】（1）右；水平；力臂；自重；（2）0.15；（3）一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出 普遍规律；（4）能；等于。 16.（2019·海南）如图，小谦想把被台风刮倒的树拉正。他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树 用力拉绳子，这样做有_______段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦，甲树受 300N 拉力，则小谦对绳子的 拉力至少为_______N。 【答案】2；150。 17.（2019·遂宁）遂宁在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组9 进行多次实验，记录的实验效据如下表： 实验次数 钩码重 G/N 钩码上升高度 H/cm 拉力 F/N 绳端移动距离 S/cm 机械效率 1 0.5 10 30 2 1.5 10 0.8 30 62.5% 3 0.5 10 0.5 40 25.0% 4 1.5 10 0.7 40 53.6% （1）根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是______（选填“甲”或“乙“）滑轮组。 （2）在第一次实验中，当______拉动滑轮组时，弹簧测力计示数如图丙所示，拉力 F 为______N；该 次实验滑轮组的机械效率是______（计算结果精确到 0.1%）。 （3）机械效率是机械性能好坏的重要标志结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率 的措施不可行的是______（选填符号）。 A．增加所提物重 B．减轻机械自重 C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度 【答案】甲；竖直向上匀速；0.4；41.7%；D。 18.（2019·益阳）如图所示是吊车吊起货物的示意图，已知 AB=4m，BC=6m。吊臂是一个杠杆，当吊臂 吊着 2t 的货物处于静止状态时，杠杆的支点是______点（选填“A”、“B”或“C”），伸缩撑杆对吊臂的支 持力大小为______N。g=10N/kg。 【答案】A；50000。 19.（2019·达州）救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力 F 大小为 2.5×103N 时，10 小车 A 恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车 A 的质量为 1t，斜面高为 2m，斜面长为 5m（不计车长、钢绳 重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10Nkg）在小车 A 由水平路面被拖上救援车 的过程中，钢绳所做的有用功为 J，整个装置的机械效率为 ，小车 A 与斜面间的摩擦力大 小为 N。 【答案】2×104；80%；1×103。 20．（2018•玉林）如图所示，长为 40cm、重为 10N 的匀质杠杆可绕着 O 点转动，作用在杠杆一端且始 终与杠杆垂直的力 F，将杠杆缓慢地由与水平方向夹角为 30°的位置拉至水平位置（忽略摩擦阻力），在这 个过程中，力 F 的大小将 （选填“增大”、“不变”或“减小”），力 F 所做的功为 J。 【答案】增大；1。 21.（2019·菏泽）如图所示，一个质量 600kg、体积 0.2m3 的箱子沉入 5m 深的水底，水面距离地面 2m，若利用滑轮组和电动机组成打捞机械，以 0.5m/s 的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重 100N （不计绳重、摩擦和水的阻力，ρ 水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。求： （1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强； （2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力； （3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率； （4）整个打捞过程中请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值。11 【答案】（1）5×104Pa；（2）2×103N；（3）98.4%；（4）3.05×103W。 22.（2019·湘潭）如图所示利用汽车液压起重机从矿井中提升重物。起重机起动时滑轮组将重物竖直 向上匀速提起，其中 N 是柱塞，可向上支撑起起重臂 ODC．重物和动滑轮总重为 15000N，不计摩擦和滑轮 组上钢丝绳重。问： （1）钢丝绳自由端上作用力 F 的大小为 N。 （2）当柱塞向上支撑起起重管绕固定端 O 转动时，起重臂 ODC 是 力杠杆。 （3）当重物以 0.4m/s 的速度匀速上升时，钢丝绳自由端上作用力 F 的功率是多少？ 【答案】（1）5000；（2）费；（3）6000W。 23．（2018•青岛）工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重 600N 的货物，绳子自由端被竖直拉上 6m，额 外功为 300J。求滑轮组的机械效率。 【答案】80%。 24．（2018•泸州）如图甲所示的滑轮组装置，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。 用该滑轮组提升放置在水平地面上重为 G=80N 的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力 F 随 时间 t 变化的图象如图乙所示，重物上升的速度 v 随时间变化的图象如图丙所示。已知在 2s～4s 内重物上 升的竖直高度为 2m，求： （1）在 4s～6s 内，重物克服重力做功的功率； （2）在 2s～4s 内，绳自由端下降的平均速度； （3）在 0～2s 内，重物对地面的压力大小。12 【答案】（1）在 4s～6s 内，重物克服重力做功的功率为 160W；（2）在 2s～4s 内，绳自由端下降的平 均速度为 2m/s；（3）在 0～2s 内，重物对地面的压力大小为 40N。 25.（2019·岳阳）请画出图中杠杆动力 F 的力臂 L。 【答案】 26.（2018•攀枝花）如图所示，一个绕 O 点的转动的杠杆，已知动力 F1 的方向和阻力 F2 的力臂 L2，请 画出动力 F1 的力臂 L1 以及阻力 F2。 【答案】 27. (2019·武威)如图所示是羊角锤的示意图，请画出用羊角锤撬铁钉时最小动力 F1 的示意图。 【答案】 28.（2019·达州）轻质杠杆 OABC 能够绕 O 点转动，已知 OA＝BC＝20cm，AB＝30cm，在 B 点用细线悬 挂重为 100N 的物体 G，为了使杠杆在如图所示的位置平衡，请在杠杆上作出所施加最小动力的图示（不要 求写出计算过程）。13 【答案】 29.（2019·邵阳）某物理兴趣小组在测量滑轮组的机械效率，实验过程如下： ①用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力 G 并填入表格。 ②按图安装滑轮组，分别记下沙袋和绳端的位置。 ③匀速拉动弹簧测力计，使沙袋升高，读出拉力 F 的值，用刻度尺测出沙袋上升的高度 h 和绳端移动 的距离 s，将这三个量填入表格。 ④算出有用功 W 有，总功 W 总，机械效率 η。 ⑤改变沙袋中沙子的重量，重复上面的实验。 次数 沙和袋所受的 总重力 G/N 提升高度 h/m 有用功 W 有 /J 拉力 F/N 绳端移动的 距离 s/m 总功 W 总/J 机械效率 η 1 0.6 0.2 0.12 0.3 0.18 66.7% 2 0.9 0.2 0.18 0.4 0.6 0.24 3 1.2 0.2 0.24 0.5 0.6 0.30 80% 请根据实验过程和实验记录，思考并回答： （1）在第一次实验中，粗心的小冬同学忘记在表格中填写绳端移动的距离 s，你认为 s 应该为 m。 （2）根据表中数据，可计算得出第二次实验的机械效率为 。 （3）根据表中数据，分析得出所用动滑轮的重为 N。（绳重和摩擦忽略不计） （4）分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率 。（选填“越大”、“越小”或“不变”）14 【答案】（1）0.6；（2）75%；（3）0.3；（4）越大 30.(2019·江西)科学探究是初中物理课程内容的重要组成部分，探究的形式可以是多种多样的。 (一)探究水沸腾时温度变化的特点 (1)如图 18 所示，是瑞瑞同学在实验中，用数码相机拍摄的水沸腾前和沸腾时的两张照片。其中________ 是水沸腾时的情况。 (2)如图 19 所示，是水沸腾时温度计的示数，则此时水的沸点是________℃。 (3)水沸腾后续继加热，每隔一段时间记录水的________，根据记录的数据，可得出水时温度变化的特点: 不断吸热，温度________。 (二)探究杠杆的平衡条件 如图 20 所示，是小鹰和小华同学用于探究杠杆平衡条件的实验装置。 (1) 实验前，小鹰和小华同学发现实验装置如图 20 甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，他们应将左端的 螺母向左调或将右端的螺母向________调。 (2)实验中，两位同学在杠杆的左右两侧加挂钩码，如图 20 乙所示，如果两人决定只改变左侧钩码的位置， 则向________移动，才能使杠杆在水平位置重新平衡。改变钩码的个数及位置，并进行多次实验. (2) 实验后，两位同学将所得的数据分析处理，最终得到杠杆的平衡条件为________________。 【答案】（一）（1）甲（2）97；温度；不变（二）（1）左（2）右（3）F1L1=F2L215