1、1专题 09 简单机械及其效率一、单选题1如图所示,滑轮组将重 50N 的物体 A 以 的速度沿水平地面匀速向前拉动了 lm,拉力 F 大小为10N,滑轮组的机械效率为 ,下列说法中正确的是 A 拉力 F 做功的功率为 2WB 2 s 内绳子自由端移动的距离为C 滑轮组做的有用功为 50JD 物体 A 受到水平地面的摩擦力为 16N【来源】2018 年湖北省十堰市中考物理试题【答案】D【解析】【详解】B、2 s 内物体移动距离, ,自由端移动的距离: ,故 B错误;C、由公式 得, ,故 C 错误;D、根据 得, , ,故 D 正确。故选 D。【点睛】涉及机械效率的问题时,关键是要清楚总功、有
2、用功、额外功都在哪,特别要清楚额外功是对谁做的功,弄清楚这些功后,效率和功率问题显得简单了。22如图所示,用力 F 把重为 400N 的物体在 10s 内匀速提升 2m,其中动滑轮重为 100N,不计绳重和摩擦。则 A 绳子的拉力为 200NB 滑轮组的机械效率为C 拉力的功率为 80WD 绳子自由端移动的速度为【来源】2018 年广西河池市中考物理试题【答案】B【解析】【详解】A、由图知, ,不计绳重和摩擦,绳子的拉力:,故 A 错误;B、有用功: ,绳子自由端移动的距离: ,拉力做功: ,滑轮组的机械效率: ,故 B 正确;C、拉力做功的功率: ,故 C 错误。D、由前面解答可知,绳子自由
3、端移动的距离 ,绳子自由端移动速度: ,故 D 错误;故选 B。【点睛】涉及机械效率的问题时,关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪,特别要清楚额外功是对谁做的功,弄清楚这些功后,求效率和功率就显得简单了。3下列是小明同学整理教材中有关力学的知识,其中不正确的是 3A 定滑轮既能改变拉力的方向,又能省力B 使用弹簧测力计前要先进行校零C 钢丝钳在使用时能省力,但须多移动距离D 力的大小、方向和作用点都能影响力的作用效果【来源】2018 年广西河池市中考物理试题【答案】A【解析】【详解】D、力的大小、方向和作用点,都影响力的作用效果,所以叫做力的三要素,故 D 正确。故选 A。【点睛】理解力的三
4、要素,即力的大小、方向和作用点,正是由于此三要素影响力的作用效果,所以才称为力的三要素。4如图所示,大熊和小熊坐跷跷板。如果它们脚不着地,跷跷板在水平位置保持平衡时,下列说法正确的是( )A 大熊和小熊的重力相等B 大熊和小熊到支点的距离相等C 它们各自的重力与各自的力臂的乘积相等D 以上说法都正确【来源】2018 年湖南省湘西州中考物理试题【答案】C【解析】4【详解】根据题意,大熊和小熊坐跷跷板,跷跷板在水平位置保持平衡时,大熊的体重大,小熊的体重小,但大熊到支点的距离小,即力臂小,而小熊到支点的距离大,即力臂大; 根据杠杆的平衡条件知,当它们各自的重力与各自的力臂的乘积相等时,跷跷板平衡。
5、故 ABD 错误,C 正确。故选 C。【点睛】重点是杠杆平衡条件的应用,即动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。5在“富国强军”的时代要求下,大连造船厂建造了首艘国产航空母舰。在建造过程中需要使用大型起重机“龙门吊” 。它主要由主梁和支架构成,可以提升和平移重物,其示意图如图所示。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中,右支架对主梁的支持力 F 与重物移动距离 s 的关系图象是A B C D 【来源】辽宁省大连市 2018 年中考物理试题【答案】B【解析】【详解】根据题意,重物在主梁右端时,重物产生的拉力全部作用在右端支架,则右支架对主梁的支持力 F 最大;重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中,将主梁
6、左端看作杠杆的支点,则重物对主梁的拉力为阻力,阻力不变,但阻力臂减小,且动力臂也不变,所以动力减小,即右支架对主梁的支持力 F 减小,关系为 ,因为 L2为变量,所以为一次函数关系。故 B 图符合题意。【点睛】注意理解移动过程中,应将主梁的左端看作支点,根据杠杆的平衡条件可得,右端的支持力会不断减小。6内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡。下列四个图中,能正确表示饮料罐(含饮料)5所受重力的示意图是( )A B C D 【来源】2018 年湖南省株洲市中考物理试题【答案】A【解析】【详解】重力的方向始终竖直向下,故 CD 错误;根据题意,内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡
7、,根据杠杆的平衡条件知,只有重力的作用线经过支点时,罐子才会保持平衡,故 A 正确,B 错误。故选 A。【点睛】关键是根据杠杆的平衡条件分析,理解当一个力通过支点时,此力的力臂为零,对杠杆起不到任何作用,即原来平衡的杠杆会仍然平衡。7能使杠杆 OA 水平平衡的最小力的方向为( )A AB B AC C AD D AE【来源】2018 年上海市中考物理试题【答案】A【解析】【分析】根据杠杆平衡的条件,F 1L1=F2L2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长。由此分析解答。【详解】6【点睛】在通常情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长,连接杠杆中支点和动
8、力作用点这两点所得到的线段就是最长力臂。8部分农户在新建住房时,常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中,建筑工人用 400N 的拉力,将重 600N 的建材在 10s 内匀速提高 3m。则下列判断正确的是( )A 滑轮所做的有用功为 1200JB 滑轮受到的重力为 100NC 该滑轮的机械效率 =75%D 绳子自由端移动的速度大小为 0.3m/s【来源】2018 年重庆市中考物理试题(b 卷)【答案】C【解析】【详解】A、滑轮所做的有用功: ,故 A 错误;B、则图知 n=2,不计摩擦和绳重时, ,所以动滑轮的重:,故 B 错误;C、做的总功为: ,则滑轮组的机械效率:,故
9、C 正确;D、由图知,绳端移动的距离 ,则绳子自由端移动的速度大小为 ,故 D 错误。故选 C。7【点睛】涉及机械效率的问题时,关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪,特别要清楚额外功是对谁做的功,弄清楚这些功后,求效率就显得简单了。9如图所示的四个物理情景中,相应的描述正确的是( )A 建筑工人推的独轮车是费力杠杆B 用力未搬起石块,这个力做了功C 用吸管喝饮料时利用了大气压强D 雕刻刀的刀口很薄,是为了减小压强【来源】2018 年重庆市中考物理试题(b 卷)【答案】C【解析】【详解】D、雕刻刀的刀口很薄,是通过减小受力面积来增大压强,故 D 错误。故选 C。【点睛】理解用吸管“饮料”牛奶时
10、,利用了大气压的作用。详细解释的话,还利用了气体压强与体积的关系,即8吸管与口、肺部连通,胸腔扩张时,体积增大,压强减小,小于外界大气压,饮料在大气压的作用下进入口中。10如图所示,工人师傅用动滑轮将箱子吊到阳台上,箱子重为 500N,动滑轮重为 10N在工人师傅竖直向上的拉力 F 作用下,箱子匀速上升了 2m,不计绳重和摩擦,则在此过程中A F=250NB F=510NC 绳自由端被收起的长度为 4mD 装置的机械效率 =100%【来源】江苏省宿迁市 2018 中考物理试题【答案】C【解析】【详解】由图知道,使用的滑轮组承担物重的绳子股数是: n=2,所以,不计绳重和摩擦时,人对绳子的拉力是
11、:F=( G 物 +G 轮 )/2=(500N+10N)/2=255N,故 AB 错误;由于箱子匀速上升了 2m,所以,绳自由端被收起的长度是: L=2h=22m=4m,故 C 正确;:由 =W 有用 /W 总 100%知道,滑轮组需要克服动滑轮重力做功,所以机械效率不可能是 100%,故 D 错误,故选 C。【点睛】本题考查的是滑轮组的有关计算,涉及滑轮组拉力、机械效率的计算等,难度不大。11如图所示简单机械,在使用时费力的是( )A 9B C D 【来源】新疆维吾尔自治区、生产建设兵团 2018 年中考物理试题【答案】A【解析】【分析】【详解】A、理发用的剪刀在使用过程中,动力臂小于阻力臂
12、,是费力杠杆,故 A 正确;B、剪铁丝的钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故 B 错误;C、旗杆顶的定滑在使用过程中,动力臂等于阻力臂,不省力,也不费力,故 C 错误;D、用动滑轮提升重物的过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故 D 错误;10故选:A。【点睛】准确分析题目中工具的动力臂与阻力臂的关系,是判断省力杠杆和费力杠杆的关键。12科学实验中,重力有时对实验结果的准确性会产生影响。下列实验中的做法不是为了减小或避免重力影响的是( )A 选用轻质泡沫塑料小球B 选用易形变的气球C 将集气瓶水平横放D 调节两端螺母使杠杆在水平位置平衡【来源】2018 年浙江省舟山市中考物理试
13、题【答案】B【解析】【详解】A、如图,轻质小球相互排斥而张开一定角度,因为重力的方向竖直向下,所以轻质小球可以减小重力对实验的影响,故 A 不符合题意;B、选用易形变的气球,演示力的作用相互,与重力无关,故 B 符合题意;C、演示扩散现象时,由于两种气体的密度不同,水平放置可以排除重力的干扰,使实验现象更具说服力,故 C 不符合题意;D、调节杠杆在水平位置平衡,可以排除杠杆的自重对杠杆平衡的影响,故 D 不符合题意;故选 B。【点睛】理解杠杆在水平位置平衡时,便于测量力臂,且可以避免杠杆自身的重对杠杆平衡的影13科学实验中,重力有时对实验结果的准确性会广生影响。下列实验中的做法不是为了减小或避
14、免重力11影响的是A B C D 【来源】浙江省嘉兴市 2018 年中考科学(物理部分)试题【答案】B【解析】【详解】A、如图,轻质小球相互排斥而张开一定角度,因为重力的方向竖直向下,所以轻质小球可以减小重力对实验的影响,故 A 不符合题意;B、选用易形变的气球,演示力的作用相互,与重力无关,故 B 符合题意;C、演示扩散现象时,由于两种气体的密度不同,水平放置可以排除重力的干扰,使实验现象更具说服力,故 C 不符合题意;D、调节杠杆在水平位置平衡,可以排除杠杆的自重对杠杆平衡的影响,故 D 不符合题意;故选 B。【点睛】理解杠杆在水平位置平衡时,便于测量力臂,且可以避免杠杆自身的重对杠杆平衡
15、的影响。14以下有关杠杆的应用中,属于费力杠杆的是( )A 开啤酒瓶盖的起子 B 用镊子夹取砝码C 剪铁皮的剪刀 D 用撬棒撬石头【来源】贵州省铜仁市 2018 年中考物理试题【答案】B【解析】【分析】结合生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。【详解】A、起瓶盖的起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;B、夹砝码的镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;12C、剪铁皮的剪子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;D、撬石头的撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。故选:B。【点睛】此题重点考查的是杠杆的分类
16、和特点,主要包括以下几种:省力杠杆,动力臂大于阻力臂,省力但费距离;费力杠杆,动力臂小于阻力臂,费力但省距离;等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省距离也不省力。15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,当拉力竖直向下最省力【来源】2018 年湖北省黄石市中考物理试题【答案】C【解析】【详解】C、减小动滑轮质量,可以减小额外功,根据 可知,可以提高动滑轮的机械效率,
17、故 C 正确。D、用定滑轮拉重物,拉力的力臂为滑轮的半径,所以向各个方向的拉力都相等,故 D 错误。故选 C。13【点睛】重点理解机械效率为有用功与总功的比,有用功不变,当额外功减小时,总功减小,所以机械效率会提高。16如图中的物品使用时利用了杠杆原理的是( )A 洗手盘下防臭水管B 指甲钳C 塑料吸盘挂钩D 汽车逃生安全锤【来源】2018 年广西钦州市中考物理试题【答案】B【解析】【详解】A、洗手盘下防臭水管,利用的是连通器原理,故 A 不符合题意;B、指甲钳是三个杠杆的组合应用,利用的是杠杆原理,故 B 符合题意;C、塑料吸盘挂钩利用了大气压的作用,故 C 不符合题意;D、汽车逃生安全锤,
18、利用的是在压力一定时,减小受力面积而增大压强。故 D 不符合题意。故选 B。 【点睛】安全锤是增大压强的方法的应用,要牢记影响压强大小的两个因素,可以通过增大压力或减小受力面积的方法来增大压强,反之减小压强。二、计算题1417如图所示,将质量为 6kg,边长为 的正方体合金块,用细线挂在轻质杠杆 A 点处,在 B 点施加与杠杆垂直的力 时,杠杆在水平位置平衡,其中 取 求:合金块的重力;合金块的密度;拉力 的大小。【来源】广西梧州 2018 年中考物理试题【答案】 60N; ; 20N。【解析】【详解】解: 合金块的重力:;正方体合金块的体积:;根据密度公式 可得,合金块的密度:;已知 , ,
19、在 B 点施加与杠杆垂直的力 时,F 1的力臂为 OB,根据杠杆的平衡条件可得: ,则拉力 的大小: 。答: 合金块的重力为 60N; 合金块的密度为 ; 拉力 的大小为 20N;【点睛】本题考查了重力、体积的计算以及杠杆平衡条件的应用,杠杆在水平位置平衡时,明确动力和阻力,以及对应的力臂是解答的关键。18小亮同学想把重 100N 的物体拉到距地面 3m 高的地方,用了三种不同的方法:15甲 乙 丙(1)如图(甲)所示:小亮用竖直向上的力 F 甲 将物体匀速提升 3m,求拉力 F 甲 所做的功。(2)如图(乙)所示:斜面长 5m,高 3m,拉力 F 乙 =75N,小亮沿斜面匀速拉动物体至斜面顶
20、端。求使用该斜面工作时的机械效率。(3)如图(丙)所示:小亮站在地面上通过一根绳和两个滑轮匀速提升重物,在 2s 内将重物匀速提升 3m,已知动滑轮的重量为 10N。按要求画出滑轮组的绕线,求拉力 F 丙 做功的功率。 (每段绳子可承重 80N,不计绳重及摩擦) 。【来源】 【全国市级联考】湖南省张家界市 2018 年初中毕业学业水平考试(中考)物理试题【答案】 (1)300J; (2)80%; (3) ;165W【解析】【详解】(1)小亮用竖直向上的力 F 甲 将物体匀速提升 3m,拉力 F 甲 所做的功即克服重力做功:;(2)斜面长 5m,高 3m,拉力 F 乙 =75N,拉力做的总功为:
21、;该斜面工作时的机械效率:;(3)如图人站在地面上,通过滑轮组提升重物,可以反方向绕绳,如图:16两段绳子承重,所以拉力为: ;拉力做功为:F 丙 做功的功率为:。【点睛】涉及机械效率的问题时,关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪,特别要清楚额外功是对谁做的功,弄清楚这些功后,求效率和功率就显得简单了。19工人用如图所示的滑轮组提升建材,工人的重力是 700 N,双脚与地面的接触面积是 500 cm2。他将540 N 的建材匀速提升了 3 m,滑轮组的机械效率是 90%。试求:(1)提升建材所做的有用功是多少?(2)工人对绳子的拉力是多少?(3)提升建材时,工人对地面的压强是多少?【来源】辽
22、宁省大连市 2018 年中考物理试题【答案】(1) 1620 J (2) 300 N (3) 8 000 Pa【解析】【详解】(1)提升建材所做的有用功是:17(3)人对地面的压力为:根据 得工人对地面的压强是:。【点睛】涉及机械效率的问题时,关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪,理解效率是有用功与总功的比,所以知道有用功可以求出总功。另外要理解人站在地面时,重力、支持力、绳子的拉力,三个力平衡。20水资源的缺乏越来越成为社会关注的热点,很多企业都通过污水处理来节约生产用水。我市某企业在生产系统中每使用 100 吨水,就有 96.2 吨来源于处理后的循环水,补充的水仅 3.6 吨,问:(1)
23、每使用 100 吨水,所补充新水的体积为多少?(2)使用抽水机将这些补充的新水抽到比原来高 10 米的蓄水池中需用 50 秒,则抽水机对这些水所做功是多少?(g=10N/kg)(3)抽水机工作时两端的电压为 380V,通过的电流为 25A,则抽水机的效率是多少?【来源】黑龙江省大庆市 2018 年中考物理试题【答案】 (1)3.6m 3;(2)3.610 5J;(3)75.8%。【解析】【详解】解:(1)由题,在生产系统中每使用 100t 水,补充的水仅 3.6t,根据密度公式 可得,所补充新水的体积18;(2)抽水机对这些水所做功;(3)50s 抽水机消耗的电能: ,则抽水机的效率答:(1)
24、每使用 100 吨水,所补充新水的体积为 ;(2)抽水机对这些水所做功是 ;(3)抽水机的效率是 ;【点睛】本题综合运用了密度公式、重力公式、功的公式、效率公式,明确抽水机的效率等于对水做的功与消耗的电能之比是解题的关键。三、综合题21图甲是一种壶口处配有自动开合小壶盖的电水壶。(1)如图乙,电水壶底部的导线连接装置有铜环、铜环和铜柱经测试发现:、之间是绝缘的,、之间常温下有十几欧姆的电阻。则与水壶金属外壳相连的装置是_。(2)图丙是自动开合小壶盖简化侧视图。OA 是小壶盖,C 是其重力作用点。B 是小壶盖的配重。OB 是配重柄。AOB 能绕固定点 O 自由转动。请在答题纸图丙中作出小壶盖的重
25、力 G 及其力臂 L _。(3)已知:小壶盖质量为 4 克,OA=3 厘米,OC=1.4 厘米,OB=1 厘米,AOB=135要求倒水时,壶身最多倾斜 45,小壶盖便自动打开;壶身竖直时,小壶盖在水平位置自动闭合。求配重 B 的质量取值范围。(配重柄质量和 O 点的摩擦均忽略不计, 取 1.4)_【来源】浙江省台州市 2018 年中考物理试题19【答案】铜环 4g7.89g【解析】【详解】(1)铜是导体,由题可知,铜环、之间是绝缘的,说明之间有底盘的绝缘体。、之间常温下有十几欧姆的电阻,为加热电阻,即电水壶的工作部分,故与水壶金属外壳相连的装置只能是铜环,否则与或相连则有触电的危险。(2)由题
26、,OA 是小壶盖,C 是其重力作用点,重力 G 的方向竖直向下,根据力臂是支点到力的作用线的距离,作出重力 G 的力臂 l,如图所示:(3)当配重柄水平时,可求出配重的最小质量,杠杆示意图如图 2:OD= OC= 1.4cm=1cm,根据杠杆的平衡条件:G1l1=G2l2,m 1gl1=m2gl2,m 2=m1 = =4g;20当小壶盖水平时,可求出配重的最大质量,杠杆示意图如图 3:OE= OB= 1cm=0.71cm,根据杠杆的平衡条件:G1l1=G 2l2,m 1gl1 =m2gl2,m2 =m1 = 7.89g。答:(1)与水壶金属外壳相连的装置是铜环;(2)见解析;(3)配重 B 的
27、质量取值范围为4g7.89g;【点睛】本题结合实际考查导体和绝缘体知识及杠杆的平衡条件的运用,掌握导体、绝缘体和力臂的概念,正确运用杠杆平衡条件是解答的关键,有一定难度。四、实验题22现在要完成“探究杠杆的平衡条件”的实验,如图所示。实验前,需要把杠杆在水平位置调整平衡,这样做的目的是_。图中 A 点位置需挂_ 个钩码,杠杆才能恢复水平平衡。若图中 B 点位置不挂钩码,而施加一个如图所示的力 F,请画出 F 对应的力臂 l。_【来源】青海省 2018 年中考物理试题【答案】便于测量力臂 4 ;【解析】【详解】21(3)由图知道, O 为支点,延长力 F 的作用线,由支点 O 向 F 的作用线做
28、垂线,标出 F 的力臂 l,如图:【点睛】本题考查的是“探究杠杆的平衡条件”的实验,涉及杠杆的调节、杠杆平衡条件的应用,力臂的画法,是常见题目,难度不大。23如图所示为测定动滑轮机械效率的示意图。用弹簧测力计拉动绳子自由端,将质量为 200g 的钩码从A 位置匀速提升至 B 位置,同时弹簧测力计从图中的 A位置匀速竖直上升至 B位置,在此过程中,弹簧测力计对绳的拉力为 F,弹簧测力计的示数如图所示。请根据所做实验进行分析( g=10N/kg):(1)弹簧测力计的示数为_N,拉力 F 所做的功为_J。(2)动滑轮的机械效率约为_。 (结果保留一位小数)【来源】2018 年甘肃省兰州市中考物理试题
29、【答案】1.20.2483.3%【解析】【详解】(1)如图弹簧测力计的分度值为 0.2N,示数为 1.2N;测力由 25.0cm 上升到 45.0cm,所以拉力 F 所做的功为:22;(2)物体的重为:钩码由 0.0cm 上升到 10.0cm,所以对钩码做的功为:;动滑轮的机械效率约为:。【点睛】涉及机械效率的问题时,关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪,特别要清楚额外功是对谁做的功,弄清楚这些功后,求效率就显得简单了。24如图所示,小刚做“测量滑轮组的机械效率”实验时,用 20N 的拉力将重为 30N 的物体匀速提升 30cm.求:此滑轮组是由_段绳子承担动滑轮和物体的总重。滑轮组的机械效
30、率是_%测量滑轮组的机械效率时,下列因素中:a动滑轮重力、b绳子绕法、c摩擦力、d定滑轮重力、e物体重力,对滑轮组机械效率有影响的是(_)Aacde Bbce Cace Dabcde【来源】贵州省铜仁市 2018 年中考物理试题【答案】375C【解析】【分析】(1)根据作用在动滑轮上的条数确定几条绳子承担重物;(2)根据 计算滑轮组的机械效率;(3)根据机械效率的概念分析解答。【详解】23因为一个动滑轮提供两条绳子,而动滑轮中间的挂钩也提供一条,所以重物和动滑轮由 3 段绳子承担;滑轮组的机械效率: ;总功等于有用功加额外功,减小动滑轮重力,可以减小额外功,从而减小总功,根据 可知,可以提高滑
31、轮组的机械效率,故 a 有影响;根据 可知,改变绳子绕法、减小定滑轮重力,滑轮组的机械效率不变,不能提高滑轮组机械效率,故 b、d 无影响;总功等于有用功加额外功,减小绳子与滑轮之间的摩擦,额外功减小,总功减小,有用功不变,可以提高滑轮组的机械效率,故 c 有影响;根据 可知,增大重物重力,可以提高滑轮组的机械效率,故 e 有影响;故选 C。故答案为:3;75;C。【点睛】此题考查滑轮组的认识、提高机械效率的方法,是一道综合性较强的题目,考查非常全面,需要学生具备扎实的物理知识。要能灵活运用公式,关键是正确找到 n 值。25下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告,实验名称:测量滑轮
32、组的机械效率实验步骤:(1)观察弹簧测力计的量程、零刻度线和_。(2)如图所示,测量物体 G 所受的重力为_。(3)如图所示,实验过程中,拉动弹簧测力计并读出拉力 F 的数值,用_测出的物体 G 上升的高度 h和弹簧测力计移动的距离 s,将数据填入表格。根据表格中的数据,可以知道他们选用的滑轮组是_(选填甲”或“乙” )(4)仅改变重物 G 上升的高度,重复上面的实验,记录并计算实验数据实验记录:24实验结论:滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。实验讨论与交流小明和小红的实验结论:_(选填“科学”或“不科学” ) ,请说明你的理由_。小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率,建议进一步探
33、究:改变_,重复实验(3)步骤,计算出机械效率进行比较分析。【来源】2018 年广西钦州市中考物理试题【答案】分度值 4.6N 刻度尺乙不科学根据 = 100%,滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关提升物体的重力【解析】【详解】根据绳子自由端移动的距离与物体升高高度的关系可知,绳子的有效段数 ,可以知道他们选用的滑轮组是乙;(4)滑轮组的机械效率: ,故滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关;而小明和小红的实验结论:滑轮组的机械效率与所提升物体的重力有关,是不科学的;要探究物重会影响该滑轮组的机械效率,根据控制变量的思路,需要改变提升物体的重力,重复实验25(3)步骤,计算出机械效率进行比较
34、分析。【点睛】注意理解机械效率的意义,涉及机械效率的相关计算,牢记效率的两个思路:一是 ,二是 。五、作图题26如图所示,请画出最省力的绕线方法,并作出重物所受重力的示意图。【来源】青海省 2018 年中考物理试题【答案】【解析】【详解】要使滑轮组最省力,则需要承担物重的绳子段数最多,由图知道应将绳子系在动滑轮上面的挂钩上,依次向外绕线;重力的方向一定要竖直向下,作用点在物体的重心上,如图:26【点睛】本题考查的是滑轮组的绕线方法及力的示意图,组装滑轮组是要知道承担物重的绳子段数越多越省力;画力的示意图时注意重力的方向和作用点。27一根质量忽略不计的杠杆,支点为 O,在 A 点悬挂一重为 20
35、N 的物体 G。为使杠杆在水平位置保持平衡,还要给杠杆施加一个大小为 12N、方向竖直向上的拉力 F2。请在图中画出:(1)拉力 F1的力臂L1;(2)拉力 F2的示意图。【来源】2018 年甘肃省兰州市中考物理试题【答案】【解析】【详解】根据杠杆平衡条件得:即拉力 F2应在杠杆左侧第五格处,方向竖直向上;力臂为支点到力的作用线的距离,则 F1的力臂是支点到 A 点的距离,如图:27【点睛 】重点是杠杆平衡条件的应用和力臂的画法,先要理解清楚力臂的概念,再练习作图,画力臂是很常见的作图题,但有些同学总会出错,牢记力臂是支点到力的作用线的距离。 28如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图
36、。当水箱内的水达到一定高度时,浮标带动杠杆AOB 压住入水口,停止上水。请在图中画出动力 、阻力 和动力臂 。【来源】2018 年辽宁省营口中考物理试题【答案】【解析】【详解】由图和题意可知, O 为支点,水对浮标的向上作用力为动力,入水口对 B 端的向上作用力为阻力;入水口处的水对塞子产生竖直向上的压力,所以过杠杆 B 点作竖直向上的力即为阻力 ;浮力竖直向上,所以过浮标重心作竖直向上的力即为动力 ,过支点 O 作动力 作用线的垂线段即为动力臂 如图所示:【点睛】先要理解清楚力臂的概念,再练习作图,画力臂是很常见的作图题,但有些同学总会出错,牢记力臂是支点到力的作用线的距离。29甲是一款水管
37、扳手钳,用它夹水管时,AOB 部分可视为一个杠杆,其简化示意图如图乙所示。请在乙图中画出:28(1)阻力 F2的力臂 L2;(2)杠杆平衡时,作用在 B 点的最小动力 F1及其力臂 L1【来源】辽宁省辽阳市 2018 年中考物理试题【答案】【解析】【详解】【点睛】本题考查的是力臂的画法和最小力的示意图的画法,要画出最小的力,关键是确定最长的力臂,即从支点到作用点的距离。30旅行箱在拉力作用下静止于图示状态,O 点为旅行箱的重心,A 为拉力的作用点,请在图中画出旅行箱的重力以及最小拉力 F 的示意图。【来源】2018 年湖北省黄石市中考物理试题29【答案】【解析】【详解】重力方向竖直向下,从重心
38、 O 沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,并用符号 G 表示,如图所示:阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知,动力臂越长,动力越小,图中 B 点为支点,以支点 B 到 A 的距离作为力臂是最大的。因为力与力臂垂直,故过 A 点作 BA 的垂线,方向斜向上作出力 F 最省力,如图所示:【点睛】作杠杆上的最小动力 F,是常考的内容之一,方法是先确定力的作用点,以此作用点到支点的距离作为力臂,此时力臂最长,即力垂直于此连线时最省力。六、填空题31如图所示,十堰人都爱吃牛肉面。牛肉面在制作过程中,很远的地方都能闻到香味,这是由于分子的_造成的。将一碗牛肉面端起来感觉很烫手,是由于通过_的方式增加了手的
39、内能。夹起牛肉面的筷子是_杠杆 选填“ 省力” 、 “等臂”或“费力” 。【来源】2018 年湖北省十堰市中考物理试题【答案】无规则运动热传递费力【解析】【详解】端上一碗牛肉面,香味扑鼻而来,这时扩散现象,是由于分子的无规则运动造成的。端碗时很烫手,碗放热热量,手从碗吸收了热量,是通过热传递方式增加了手的内能。筷子在使用的过程中相当于是动力臂小于阻力臂的杠杆,属于费力杠杆。30【点睛】重点是分子运动、热传递改变物体内能及杠杆的分类,注意牢记改变物体内能的两种方式,即热传递和做功,两种方式对于内能的改变是等效的,两种方式很容易区分,做题不难。32用图示甲、乙两种方式将同一重物匀速提升相同高度。图
40、中所有滑轮等重,且不计绳重和摩擦。在重物上升过程中,甲的有用功_乙的有用功,甲的额外功_乙的额外功,甲的总功_乙的总功,甲的机械效率_乙的机械效率。 (填“大于” “等于”或“小于” )【来源】2018 年湖南省株洲市中考物理试题【答案】等于小于小于大于【解析】【详解】用图示甲、乙两种方式将同一重物匀速提升相同高度。因为 ,所以在重物上升过程中,甲的有用功等于乙的有用功;因为 ,乙中有两个动滑轮,所以甲的额外功小于乙的额外功;因为 ,所以甲的总功小于乙的总功;机械效率为: ,有用功相等,乙的总功大,故甲的机械效率大于乙的机械效率。【点睛】涉及机械效率的问题时,关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪,特别要清楚额外功是对谁做的功,使用滑轮或滑轮组时,额外功为提高滑轮做的功、克服摩擦及绳子重做的功。33如图所示,轻质杠杆 OB 可绕 O 点转动, ,物块 G 重 30N, ,在 B 点作用一个竖直向上的拉力 F 使杠杆在水平位置平衡, F 的大小为_ N;保持杠杆在水平位置平衡,仅将拉力 F 沿顺时针方向转动,则在转至虚线 所示位置的过程中,拉力大小将_,在转至虚线 所示位置时,拉力与物重的大小关系为 F_G。
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