（湖南专版）2019中考物理专题八简单机械功和功率复习习题课件.ppt

1、专题八 简单机械 功和功率,考点一 简单机械,A组 2014-2018年湖南中考题组,五年中考,1.(2017湖南邵阳,5,2分)在如图所示的简单机械中,属于省力杠杆的是 ( ),答案 B 钓鱼竿、筷子、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。,解题关键 结合图片和生活经验,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。,2.(2017湖南益阳,6,3分)如图所示,用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个 滑轮组,在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力,将相同的重物缓慢提升相同的高度(不 计绳重和一切摩擦)。下列说法正确的是 ( )A

2、.拉力F1小于拉力F2 B.甲、乙两滑轮组的机械效率相同 C.甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械 D.甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等,答案 B 不计绳重及摩擦,因为拉力F= (G物+G动),n1=2,n2=3,所以绳端的拉力F1= (G物+G动), F2= (G物+G动),所以F1F2,故A错误; 因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W额=G动h,W有用=G物h,所以利用滑轮组做的有用功 相同、额外功相同,则总功相同,因为= ,所以两滑轮组的机械效率相同,故B正确; C.使用动滑轮能够省力,动滑轮为省力机械,故C错误; D.因为绳子自由端移动的距离s=nh,n1=2,n2=3

3、,提升物体的高度h相同,所以s1=2h,s2=3h,则s1s2, 故D错误。,3.(2016湖南邵阳,10,2分)如图,在探究杠杆平衡条件的实验中,杠杆处于水平平衡状态。若在 杠杆两端的钩码上分别加挂一个完全相同的钩码,则 ( )A.杠杆不能水平平衡,左端上升 B.杠杆不能水平平衡,右端上升 C.杠杆仍能处于水平平衡状态 D.以上说法都不正确,答案 B 当左右两端各加挂一个完全相同的钩码后,左右两端的钩码数分别为2个和3个,左 边2个钩码对杠杆的拉力与力臂的乘积大于右边3个钩码对杠杆的拉力与力臂的乘积,所以杠 杆不能平衡,左端下降,右端上升,故选B。,4.(2016湖南长沙,27,3分)如图为

4、一健身器材模型,杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,OAOB= 14,质量为60 kg的小明站在水平放置的体重计上,通过该杠杆提起吊篮中的重物,吊篮重80 N。 当边长为20 cm的正方体重物甲刚被提起时,体重计示数为43 kg;当边长为40 cm的正方体 重物乙刚被提起时,体重计示数为18 kg。杠杆始终在水平位置保持平衡,A、B两端绳子拉力 保持竖直。不计绳重、杠杆自重及摩擦,g取10 N/kg。则重物甲与重物乙的密度之比为 ( ) A.13 B.23 C.32 D.31,答案 D 两重物体积之比为 = = 根据杠杆平衡条件有:FAOA=FBOB 即(G篮+G甲)OA=(G人-G示甲)OB

5、解得G甲=600 N (G篮+G乙)OA=(G人-G示乙)OB 解得G乙=1 600 N 故 = = = = = = = ,故选D。,5.(2017湖南邵阳,26,2分)如图所示,物体在5 N的水平拉力F作用下,沿水平面以0.2 m/s的速度 匀速运动了4 s,拉力F的功率为 W。,答案 2,解析 由图可知,该滑轮为动滑轮,物体运动的速度为0.2 m/s,则绳子的自由端的速度为:v=2 0.2 m/s=0.4 m/s,拉力F的功率为P=Fv=5 N0.4 m/s=2 W。,6.(2018湖南衡阳,20,2分)如图所示,一根木棒以O点为支点撬动石块,画出作用在A点的最小动 力F1,并画出阻力F2

6、的力臂l2。,答案 如图所示,解析 力臂越大越省力,最大的力臂即支点到力的作用点的距离,根据力的示意图的画法作出 垂直于OA的作用力即作用在A点的最小动力F1,方向斜向下;作出力F2的作用线,由支点O向力 F2的作用线作垂线,O点到垂足的距离即阻力F2的力臂l2。,解题思路 由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,当动力臂最大时,动力最小,即最省力。支点到力 的作用点A的距离就是最大的动力臂,当作用力与之垂直时,作用力最小。,解题关键 力臂的画法应始终遵循从支点向力的作用线画垂线这一原则,找最小的力时则一 定要遵循找最长的力臂这一原则,明确了这些才能按一定的作图规则将力或力臂表示出来。,7.(

7、2018湖南长沙,34,6分)在认识到杠杆转动跟力、力臂有关后,某实验小组通过实验进一步探 究杠杆的平衡条件。以下是他们的部分实验过程: (1)首先,将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在 位置平衡,以方便直接读出力臂; (2)接下来,他们使杠杆在如图位置静止,多次实验,记录数据如表格所示(每个钩码的重力为1N, 杠杆质量、刻度分布均匀);小玲认为杠杆的平衡条件应为F1=F2,L1=L2;而小军则认为实验还 需要进一步改进。你认为小玲总结的杠杆的平衡条件是 (选填“正确的”或“错误 的”);,(3)如果小军在杠杆的左端A点处再加挂2个钩码(即左端共4个钩码)

8、,接下来,他应该将右 端的两个钩码向右移动 格,杠杆才会在原位置再次平衡。,答案 (1)水平 (2)错误的 (3)3,解析 (1)杠杆在使用前,需调节两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡; (2)实验时,实验数据应具有随机性,不能在力臂相等的条件下进行多次实验,应在两力臂不同 的情况下进行多次实验,故小玲总结的杠杆的平衡条件是错误的; (3)由正确实验可以得出杠杆的平衡条件是:动力动力臂=阻力阻力臂,即F1L1=F2L2。若在A 点处再加挂两个钩码,设每个钩码重为G,杠杆上每小格长度为L,则根据F1L1=F2L2,可得4G3L= 2GnL,解得n=6,则应向右移动3格,杠杆才会在原位置再次平衡

9、。,8.(2017湖南衡阳,28,6分)小张在探究“杠杆平衡条件”实验中,给他提供的实验器材有:杠 杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。 (1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,如图所示,此时应把杠杆左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;(2)小张将实验数据记录在下表中:,表格中空缺的实验数据“”是 ; (3)小张在实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了 (只有一个正确答案,选填答案 序号)。 减小摩擦 多次测量取平均值减小误差 使每组数据更准确 获取多组实验数据归纳出物理规律,答案 (1)右 (2)20 (3),解析 (1)由图可知杠杆“左重右轻”,应

10、将杠杆左端的平衡螺母向右调;(2)由表格中第1、2 次实验数据可得到一个初步结论:当杠杆平衡时,动力动力臂=阻力阻力臂,将这一结论用到 第3次实验中,可以求得第3次实验的阻力臂应为20 cm;(3)该探究实验中多次实验的目的是得 到普遍规律(或避免结论的偶然性)。,拓展延伸 实验大致分为三大类:测量实验(目的是测量一个物理量的值),探究实验(目的是得 到一个结论或规律),验证实验(验证一个结论或规律的正确性)。测量实验中进行多次实验,如 果测得的值相差很小(比如:测量长度、测量定值电阻阻值),这些差异可以理解为误差,则说明 这个物理量是一个定值,可以将多次测量的结果求平均值,以便减小误差,如果

11、测得的值相差较 大(比如:测小灯泡电阻、测小灯泡功率),说明这个物理量不是一个定值,多次测量的结果不能 求平均值,而是通过分析差异的原因得到一个普遍规律;探究实验、验证实验中多次实验的目 的是让结论更具有普遍性(或避免结论的偶然性)。,9.(2015湖南株洲,30,10分)一根金属棒AB置于水平面上,今通过弹簧测力计竖直地将棒的右端 B缓慢拉起,如图甲所示,在此过程中 ,弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关 系如图乙所示,请根据图像解答下列问题。(1)该金属棒的长度l= m; (2)在B端拉起的过程中,当x1=0.6 m,测力计的示数为F1= N;当x2=1.6 m时,测力计的示

12、,数F2= N。 (3)求金属棒的重心到A端的距离d= 。,答案 (1)1.2 (2)3 5 (3)0.72 m,解析 (1)由于拉力始终竖直向上,由杠杆的平衡条件可知,拉力不变(动力臂与阻力臂之比不 变)由图甲可知,当B端离地1.2 m时,A端刚离地,所以金属棒长1.2米; (2)因为W=Gh, 所以金属棒的重力G= = =5 N,即F2=5 N; 由图乙可知拉力F1= = =3 N; (3)由杠杆平衡条件得,重心到A端的距离d= =0.72 m。,考点二 功、功率、机械效率,1.(2018湖南长沙,26,3分)下列关于功的说法正确的是 ( ) A.小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对

13、汽车做了功 B.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功 C.足球在水平地面上滚动一段距离时,重力对足球做了功 D.举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃做了功,答案 D A选项,有力无距离,没有做功,故错误;B选项,拉力竖直向上,与通过的距离垂直,没 有做功,故错误;C选项,重力竖直向下,与通过的距离垂直,没有做功,故错误;D选项,有力且在力 的方向上移动了距离,做了功,故正确。,2.(2017湖南岳阳,2,3分)如图,小明沿水平地面推箱子,但箱子没有移动,此过程 ( ),A.小明对箱子没有做功 B.重力对箱子做了功 C.小明对箱子的推力大于地面对箱子的

14、阻力 D.箱子所受的重力与箱子对地面的压力是一对平衡力,答案 A 小明推箱子虽然用了力,但箱子仍然静止在原位置,即有推力没有移动距离,所以小 明对箱子没有做功,故A正确;重力的方向是竖直向下的,箱子虽然受重力,但箱子在竖直方向上 没有移动距离,所以重力不做功,故B错误;小明推箱子时,在水平方向上箱子受到推力和地面的 阻力作用,在这两个力的作用下箱子保持静止,说明这两个力是一对平衡力,这两个力大小相 等,故C错误;二力平衡的条件之一是两个力的方向相反,箱子所受的重力与箱子对地面的压力 方向都是竖直向下的,所以不可能是平衡力,故D错误。,解题关键 掌握并理解做功包含的两个必要因素和二力平衡的条件及

15、应用。,3.(2017湖南怀化,12,3分)小张用40 N的推力将重为100 N的物体沿水平方向匀速推动了10 m, 则小张对物体所做的功是 ( ) A.400 J B.600 J C.1 000 J D.1 400 J,答案 A 小张对物体所做的功:W=Fs=40 N10 m=400 J。,4.(2014湖南长沙,24,3分)甲、乙两个滑轮组如图所示,其中的每一个滑轮的重量都相同,用它 们分别将重物G1、G2提高相同的高度,不计绳重和摩擦,下列说法中正确的是 ( ) A.若G1=G2,则拉力做的总功相同 B.若G1=G2,则甲的机械效率大于乙的机械效率 C.若G1G2,则拉力做的有用功相同

16、D.用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变,答案 B 不计绳重和摩擦,则只有动滑轮的重力做额外功,若G1=G2,则W有相同,W额甲乙,B正确;若G1G2,根据W=Gh,可知W有甲W有乙,C错误;滑 轮组的机械效率与物重有关,所以提起不同重物时,机械效率不同,D项错误。,解题关键 (1)搞清有用功、额外功、总功三者之间的关系。 (2)知道滑轮组机械效率的高低与哪些因素有关。,5.(2018湖南娄底,16, 6分)如图是用滑轮组提升物体A的示意图,物体A受到的重力大小为GA= 100 N。在匀速竖直提升物体A的过程中,物体A上升的速度大小为vA=0.4 m/s,滑轮质量、绳重及 一

17、切摩擦均可忽略不计, (1)绳子自由端的拉力大小F= N; (2)拉力F做功的功率P= W; (3)物体A的机械能 (填“增加”、“减少”或“不变”)。,答案 (1)50 (2)40 (3)增加,解析 (1)由图知,n=2, 因滑轮质量、绳重及一切摩擦均可忽略不计, 则绳子自由端的拉力F= GA= 100 N=50 N; (2)绳子自由端移动的速度 v绳=2vA=20.4 m/s=0.8 m/s, 由P= = =Fv得,拉力做功的功率 P=Fv绳=50 N0.8 m/s=40 W。 (3)物体A匀速上升,质量不变,速度不变,高度增加,动能不变,重力势能增加,则机械能增加。,6.(2018湖南岳

18、阳,13,4分)用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720 N的货物匀速提高10 m,所做 的总功为12 000 J,此时滑轮组的机械效率为 ;用该滑轮组提升更重的物体,机械效率 会 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。,答案 60% 变大,解析 有用功W有=Gh=720 N10 m=7 200 J 已知所做的总功W总=12 000 J 则滑轮组的机械效率= 100%= 100%=60%; 用该滑轮组提升更重的物体,在提升高度相同时,由于物体重力增大,则有用功增多,而额外功 几乎不变,所以有用功在总功中所占的比例变大,机械效率会变大。,解题关键 解本题需掌握滑轮组机械效率的计算公式,了解滑轮组机械

19、效率的高低与哪些因 素有关。,7.(2017湖南衡阳,23,2分)新材料碳纤维具有高强度、高耐热、密度小等特性。一架由碳纤维 材料制作的小型无人机,质量为2 kg,在5 s内匀速竖直上升10 m,则该无人机克服自身重力做功 为 J,功率为 W。,答案 200 40,解析 无人机克服自身重力做的功与自身重力做的功大小相等,由题意可求得:G=mg=2 kg 10 N/kg=20 N,W克=W=Gh=20 N10 m=200 J,功率P=W克/t=200 J/5 s=40 W。,解题关键 知道在一个过程中,克服某个力做的功与这个力做的功大小相等。,8.(2017湖南长沙,38,6分)如图是建筑工人用

20、滑轮组提升建筑材料的场景,在 10 s的时间内,工人 师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1 m,已知拉力F为400 N,建筑材料的重力G为 900 N,求这个过程中: (1)绳子自由端移动的距离; (2)此滑轮组的机械效率; (3)拉力F的功率。,答案 (1) 3 m (2)75% (3)120 W,解析 (1)建筑材料匀速提升h物=1 m 动滑轮上承担物重的绳子股数n=3 绳子自由端移动的距离 s=nh物=31 m=3 m (2)有用功W有用=Gh物=900 N1 m=900 J 总功W总=Fs=400 N3 m=1 200 J 因此= 100%= 100%=75% (3)由功率P=

21、有拉力F的功率PF= = =120 W,解题关键 熟记功、机械效率计算公式,关键是确定动滑轮上承担物重的绳子的股数为3。,思维拓展 求解有用功的关键是明确人们使用机械的目的是什么,为了达到目的所做的那部 分“目的功”就是有用功,有用功的大小等于为了达到目的而直接用手对物体做的功。,9.(2017湖南益阳,21,10分)跳伞是一项极具挑战的运动,现在越来越受到人们的喜爱。在某次 跳伞训练过程中,一体重为500 N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速 度与时间的关系如图所示,经15 s下落210 m后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时 30 s,求在这个过程中: (1)运动

22、员下落的平均速度; (2)重力做的功; (3)匀速下降时重力做功的功率。,答案 (1)10 m/s (2)1.5105 J (3)3103 W,解析 (1)由题可知,运动员在015 s下落的路程为s前=210 m;由图像可知,15 s后运动员以6 m/s 的速度做匀速直线运动,则运动员在1530 s通过的路程为s后=vt后=6 m/s15 s=90 m;运动员通 过的总路程为s=s前+s后=210 m+90 m=300 m,总时间t=30 s,则整个过程中运动员下落的平均速 度 v= = =10 m/s; (2)运动员下落的高度为h=s=300 m, 重力做的功:W=Gh=500 N300 m

23、=1.5105 J; (3)匀速下降时,重力做功的功率: P=Fv=Gv=500 N6 m/s=3103 W。,B组 20142018年全国中考题组,考点一 简单机械,1.(2018黑龙江龙东地区,8,2分)下图所示的简单机械中一定费力的是 ( ),答案 D A.起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;B.撬棒在使用过程中,动力 臂大于阻力臂,是省力杠杆;C.羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;D.钓鱼竿 在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。故选D。,2.(2018吉林长春,10,2分)悬挂重物G的轻质杠杆,在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。 若力施加在A点

24、,最小的力为FA;若力施加在B点或C点,最小的力分别为FB、FC,且AB=BO=OC。 下列判断正确的是 ( )A.FAG B.FB=G C.FCFC,答案 C 如图所示,FA、FB、FC分别为作用在A、B、C的最小力,OD为FG的力臂,FG=G,根据 杠杆平衡条件得,FGOD=FAOA=FBOB=FCOC,又因为OAOB=OCOD,则得到:FAFB=FC G,故A、B、D选项错误,C正确。,思路分析 根据杠杆平衡条件得,作用在某点最小的力,其力臂最长(最长的力臂为支点到作 用点的距离),再通过比较四个力臂的长短确定力的大小关系。,3.(2016宁夏,26,3分)如图所示,起瓶器开启瓶盖时,可

25、看做是 ( )A.以A为支点的费力杠杆 B.以A为支点的省力杠杆 C.以B为支点的费力杠杆 D.以B为支点的省力杠杆,答案 B 为开启瓶盖,应将瓶盖边缘的B点撬起,所以应以A点为支点,手握起瓶器末端向上抬 起。分析力臂可知,作用在末端动力的动力臂大于作用在B点的阻力的阻力臂,所以是省力杠 杆,故选B项。,4.(2016安徽,7,4分)拉杆式旅行箱可看成杠杆,如图所示。已知OA=1.0 m,OB =0.2 m,箱重G= 120 N。请画出使箱子在图示位置静止时,施加在端点A的最小作用力F的示意图,且F= N。,答案 如图 24,解析 把旅行箱看做一个杠杆。阻力是箱重,阻力臂L2=OB。根据杠杆平

26、衡条件可知:阻力和 阻力臂乘积一定时,动力臂越长则动力越小。作用在A点的力与OA垂直时力臂最长,L1=OA。 由杠杆平衡条件可得FL1=GL2,解得:F=GL2/L1=24 N。,评析 本题考查杠杆在实际中的应用,确定最大动力臂是解题关键。,5.(2015河南,4,2分)图是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案,若拉船的力需要很大,则应 选用方案 (选填“甲”或“乙”),因为采用这种方案可以 。(不计机械的自重及 摩擦),答案 甲 省力,解析 两图中的滑轮都属于动滑轮,但使用的方式不同,假设船受到水的阻力是f,不计机械自 重及摩擦,则F甲=f/2,F乙=2f,所以方案甲更省力,所以应选用方案甲

27、。,评析 本题是对动滑轮的综合考查。在乙方案中,人拉动的是动滑轮,与通常使用动滑轮时拉 动绳子自由端的方法不同,这样使用动滑轮不仅不省力,而且会费力。本题考查了学生的逆向 思维能力,属较难题。,6.(2017四川成都,A27,8分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码重力相等,杠杆刻度均 匀。甲乙,(1)平衡时,应该让杠杆静止在 位置。 (2)小周同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图甲所示,他们记录的数据为:动力F1= 1.5 N,动力臂L1=0.1 m,阻力F2=1 N,则阻力臂L2= m。 (3)下列四个因素中,不会带来实验误差的是 。 A.铁架台自身的重力足够大 B.单个钩码

28、的重力不完全相等 C.悬挂钩码的绳套重力偏大 D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大 (4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后,他们想进一步探究,如果杠杆受到F2、F3两个阻 力,结果会怎样?通过实验,他们得到了图乙所示的结果。根据这个结果,可以初步得到,在这种 情况下杠杆的平衡条件为:F1L1= 。(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示),答案 (1)水平 (2)0.15 (3)A (4)F2L2+F3L3,解析 (1)探究杠杆平衡条件时,调节杠杆在水平位置平衡,便于直接测量力臂,同时避免杠杆 自重对实验的影响。(2)由题图可知,动力臂两个格为0.1 m,阻力臂三个格则为0.15 m。(

29、3)铁 架台的自重不会影响力和力臂,故不会带来实验误差。(4)由题图可以得出受到两个阻力时,杠 杆的平衡条件为F1L1=F2L2+F3L3。,考点二 功、功率、机械效率,1.(2018广东广州,7,3分)如图所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到 Q。OP段拉力F1为300 N,F1做的功为W1,功率为P1;PQ段拉力F2为200 N,F2做的功为W2,功率为P2。 则 ( )A.W1W2 B.W1P2 D.P1P2,答案 C 由W=Fs知F1做的功W1=F1sOP=300 N4 m=1 200 J,F2做的功W2=F2sPQ=200 N6 m= 1 200 J,W1=W

30、2,A、B错误;物体由O运动到Q过程中速度不变,F1F2,由P=Fv知P1P2,C正确,D错 误。,2.(2018四川攀枝花,8,3分)某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重), 在相同时间内把重物G提升相同高度,F1和F2大小相等,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是 ( )A.力F1和F2做功的功率相同 B.力F1和F2做的总功相同 C.乙滑轮组更省力,两个滑轮组机械效率一样大 D.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高,答案 D 由题图知,甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3,乙滑轮组中承担物重的绳子段数 n=4。 若重物上升高度为h,则两滑轮组中绳端移动的距离分别为s甲=3h,s乙

31、=4h; 甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总=F13h,乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总=F24h, 已知F1=F2,所以W甲总乙,故D正确。,3.(2017广东,6,3分)妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为 匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍。若妈妈克服自身重力做功 为W1、功率为P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是 ( ) A.W1W2=11 B.W1W2=23 C.P1P2=11 D.P1P2=23,答案 D 克服重力做功大小W=Gh,爬山比赛的起点、终点均相同,即高度h相同,妈妈体重是 小明的2倍,故W1W

32、2=21,A、B错误。功率P=W/t,妈妈所用时间是小明的3倍,故P1P2=23, C错误,D正确。,4.(2017重庆A,7,3分)工人师傅用图所示的滑轮组,将重为800 N的物体缓慢匀速竖直提升3 m, 人对绳端的拉力F为500 N,不计绳重和滑轮转轴处的摩擦,则 ( ) A.绳子自由端移动的距离为9 m B.动滑轮的重力为200 N C.人通过滑轮组做的有用功为1 500 J D.滑轮组的机械效率为53.3%,答案 B 滑轮组中由两段绳子承担物体和动滑轮的总重,则绳子自由端移动的距离为s=nh= 23 m=6 m;此过程中,所做有用功为W有=Gh=800 N3 m=2 400 J;所做总

33、功为W总=Fs=500 N 6 m=3 000 J;额外功为W额=W总-W有=3 000 J-2 400 J=600 J。不计绳重和滑轮转轴处的摩擦,则额 外功为克服动滑轮重力做的功,由W额=G动h可得,动滑轮的重力为G动= = =200 N;滑轮组 的机械效率为= 100%= 100%=80%,故选B。,5.(2016江苏泰州,25,2分)根据如图所示的几个情景,下列说法正确的是 ( )A.女孩搬起一个箱子,女孩对箱子做了功 B.司机费了很大的力也未能推动汽车,但司机对汽车做了功 C.吊车吊着货物水平移动一段距离,吊车对货物做了功 D.足球被踢出后在草地上滚动的过程中,运动员对足球做了功,答

34、案 A 女孩搬起一个箱子,女孩对箱子有力的作用,且沿力的方向运动了一段距离,所以女 孩对箱子做了功,故A正确;司机费了很大的力也未能推动汽车,虽然有力的作用,但在力的方向 上没有移动距离,所以司机对汽车没有做功,故B错误;吊车吊着货物水平移动一段距离,吊车对 货物有向上的力,但在力的方向上并没有移动距离,所以吊车对货物没有做功,故C错误;足球被 踢出后在草地上能继续滚动,是由于惯性,此过程中运动员对足球没有力的作用,故D错误。,6.(2016内蒙古包头,6,3分)如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使 其做直线运动,两次拉动木块得到的s-t关系图像如图乙所示。两次对应的弹

35、簧测力计示数分 别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2,下列判断正确的是 ( )A.F1F2、P1P2 B.F1=F2、P1P2 C.F1F2、P1=P2 D.F1F2、P1P2,答案 B 从图像上看出木块虽然两次运动速度不同,但都是做匀速直线运动,此时木块在水 平方向上受到一对平衡力,即拉力和摩擦力,摩擦力不变,所以F1=F2;因为P=Fv,v1v2,故P1P2,B 正确,A、C、D不正确。,7.(2016宁夏,27,3分)如图所示,同一滑轮采用甲、乙两种连接方式匀速提升重为100 N的物体, 已知滑轮重20 N(绳重及滑轮和轴处的摩擦忽略不计)。则 ( )A.手的拉力:F甲F乙;机

36、械效率:甲F乙;机械效率:甲乙 D.手的拉力:F甲F乙;机械效率:甲乙,答案 C 题中甲是定滑轮,乙是动滑轮。绳重及滑轮和轴处的摩擦忽略不计时,F甲=G物=100 N, F乙= = =60 N,所以F甲F乙。两滑轮提升相同重物且提升相同高度时,有用 功相同,甲种方式不做额外功,乙种方式需克服动滑轮重力做额外功,所以甲乙。故选C。,8.(2017新疆乌鲁木齐,20,5分)如图所示装置是实验室中用轻绳绕成的滑轮组。悬挂的重物G= 4.8 N,当重物静止于任意位置时,手对轻绳的拉力均为F1=1.8 N,当重物匀速上升时,手对轻绳 的拉力为F2=2.0 N,且重物上升过程中动滑轮恰好转过1圈。已知动滑

37、轮周边凹槽的周长C= 0.3 m,求 (1)动滑轮的重力; (2)重物上升过程中的有用功、总功以及滑轮组的机械效率。,答案 (1)0.6 N (2)0.72 J 0.9 J 80%,解析 (1)当重物静止时,由题意得 G+G动=3F1 (1分) 解得G动=0.6 N(1分) (2)动滑轮转过1圈的过程中,重物升高的高度为0.5C,绳子自由端升高的高度为1.5C W有=G0.5C=0.72 J(1分) W总=F21.5C=0.9 J(1分) =W有/W总=80% (1分) (其他方法解答只要正确均可),易错警示 动滑轮转动1圈,不考虑动滑轮打滑,则s=1.5C,h= C。,知识归纳 滑轮组中,n

38、是与动滑轮相连的绳子段数, F= (G动+G物), s=nh, = = 。,C组 教师专用题组,考点一 简单机械,1.(2017山西,17,3分)下列工具属于省力杠杆的是 ( ),答案 A 瓶盖起子使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,A项正确;笤帚、筷子、船桨使用 时阻力臂大于动力臂,是费力杠杆,B、C、D项错误。,知识归纳 杠杆分类:L1L2,则F1F2,费力杠杆。,2.(2016黑龙江哈尔滨,25,2分)如图,用橇棒撬起石块并保持平衡。下列说法正确的是 ( )A.动力对橇棒的转动效果小于阻力对橇棒的转动效果 B.手在A点竖直向下施力时,橇棒是个省力杠杆 C.手在A点向不同方向施力时,力的大

39、小都相等 D.手分别在A、B两点沿竖直向下方向施力时,在B点比在A点费力,答案 B 橇棒保持平衡,则动力对棒的转动效果等于阻力对棒的转动效果,A项错误;手在A点 竖直向下施力时,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,B项正确;手在A点沿不同方向用力,力臂大小 会改变,则力的大小会变化,C项错误;手分别在A、B两点沿竖直向下方向施力,在B点时力臂更 大,更省力,故D项错误。正确选项为B。,3.(2015山东威海,8,2分)图是吊车起吊货物的结构示意图,伸缩撑杆为圆弧状,工作时它对吊臂 的支持力始终与吊臂垂直,使吊臂绕O点缓慢转动,从而将货物提起,下列说法正确的是 ( )A.吊臂是一个省力杠杆,但要费距离

40、 B.吊臂是一个费力杠杆,但可以省功 C.匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆支持力的力臂变小 D.匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆支持力渐渐变小,答案 D 由题图可知,吊臂的动力臂小于阻力臂,故它是一个费力杠杆,A项错误;使用任何机 械都不省功,B项错误;匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,故动 力臂始终不变,C项错误;当吊臂绕O点缓慢转动时,阻力臂变小,由杠杆的平衡条件知,伸缩撑杆 支持力渐渐变小,D项正确。,评析 本题考查的是杠杆的利用,看似简单,其实难度并不小。当吊臂的伸缩撑杆伸长时,动力 始终与杠杆垂直,故动力臂不变,但阻力臂是变化的,这是一个容易被忽视的地方。,4.

41、(2014内蒙古包头,9,3分)(多选)如图所示,均匀细杆OA长为l,可以绕O点在竖直平面内自由转 动,在O点正上方距离同样是l的P处固定一定滑轮,细绳通过定滑轮与细杆的另一端A相连,并 将细杆A端绕O点从水平位置缓慢匀速向上拉起。已知细杆处于水平位置时,绳上拉力为F1,当 拉至细杆与水平面夹角为30时,绳上拉力为F2,在此过程中(不考虑绳重及摩擦),下列判断正 确的是 ( ),A.拉力F的大小保持不变 B.细杆重力的力臂逐渐减小 C.F1与F2两力之比为1 D.F1与F2两力之比为 1,答案 BD 找出杠杆水平位置和把它拉起到与水平面的夹角为30时的动力臂OE和OE, AOP都为等腰三角形,

42、由几何知识可以得出,动力臂分别是三角形底边AP的高OE和OE。如图 1、图2,AO=l,根据几何关系可知:OE= l,OE= l。杠杆水平时阻力臂OC=l/2,把杠杆拉起 到与水平面的夹角为30时的阻力臂OC= l,所以,根据杠杆平衡条件F1OE=GOC,杠杆水 平时,F1= G,把杠杆拉起到与水平面的夹角为30时,F2= ,所以A、C两项错,D项正确。又 由重力的力臂lG= l cos ,则B项正确。图1 图2,5.(2016广东,13,3分)如图所示,由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等,此时杠杆平 衡(杠杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计),则杠杆左右两边的力臂之比为 ,1个甲球和

43、1个乙球的质量之比为 ,甲球和乙球的密度之比为 。,答案 21 13 13,解析 由题图可知左右两边力臂之比是42=21,由杠杆平衡条件可知(2G甲+G乙)2=(G甲+ 3G乙)1,解方程可得3G甲=G乙,所以1个甲球和1个乙球的质量之比是13,由于体积相同,由密度 公式= ,可知甲球和乙球的密度之比也是13。,6.(2015浙江台州,18,4分)使用简单机械可以给人们的生活带来便利。(1)如图甲,旗杆的顶端安装着一个 滑轮,用来改变拉力的方向。 (2)如图乙,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,可减小 臂,剪断物体更省力。,答案 (1)定 (2)阻力,解析 (1)国旗杆上的滑轮为定滑轮,利用它来

44、升国旗,可以改变施加力的方向; (2)图中剪刀在使用过程中,在同样的情况下,被剪物体向剪刀转动轴靠近,减少了阻力臂,由 F1L1=F2L2可知,阻力臂L2越小,越省力,因此这样做的目的是减小阻力臂,可以省力。,7.(2018黑龙江绥化,31,4分)在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,小明发现在没有挂物体时, 杠杆处于如甲图所示的状态,他应将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”) 调节,使杠杆在水平位置平衡。挂上重力均为0.5 N的钩码后,再次平衡时如乙图所示,小明得 出了杠杆的平衡条件是“动力动力臂=阻力阻力臂”,小明得出结论的过程中存在的不妥 之处是 ;如丙图所示,把乙图a点的钩码取下,

45、换用弹簧测力计使杠杆再次平 衡时,发现其示数大于0.5 N,根本原因(直接观察到的不属于根本原因)是 ; 采用丁图的装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与其他同学得出的结论不相同,其主要原因 是 。,答案 右 仅凭一组数据得出结论,具有偶然性(没有进行多次实验,结论不具有普遍性) (拉 力的)力臂变小 杠杆自重对实验产生影响,解析 (1)题图甲,杠杆的右端上翘,应将杠杆的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。 (2)小明在实验中,只得到一组数据就得出结论,具有偶然性。 (3)题图丙中,拉力向右倾斜,此时拉力的力臂变小,根据杠杆的平衡条件,拉力的力臂变小,则拉 力变大。 (4)利用题图丁所示装

46、置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对实验有影响。,8.(2015贵州遵义,28,4分)如图所示,在探究杠杆平衡条件的实验中,在支点左侧30 cm刻度处挂 2个钩码,每个钩码重0.5 N,现欲用弹簧测力计沿竖直向上的方向拉杠杆,使其在水平位置平衡, 则拉力的作用点应在杠杆支点的 (选填“右侧”或“左侧”),若该点距杠杆支点10 cm, 此时弹簧测力计示数为 N。,答案 左侧 3,解析 测力计竖直向上拉动杠杆,若使杠杆平衡,则拉力作用点应在支点左侧 已知L1=10 cm,F2=1 N,L2=30 cm 则F1= = =3 N,9.(2015湖南长沙,36,6分,)小刚和小明等同学一起做

47、“探究杠杆的平衡条件”的实验。(1)小刚将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆的左端上翘,此时,他应将杠杆两端的 平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。 (2)如图甲所示,若每个钩码重0.5 N,且杠杆上每格相等,小明在杠杆左端图示位置处挂上3个钩 码,为使杠杆在水平位置平衡,他在图中A处施加一个方向向上的力F1,此力大小至少为 N。 (3)若撤去力F1,改在杠杆右端B处施加一个方向向下的力F2(如图乙所示),仍使杠杆平衡。请在 图乙中画出力F2的力臂。,答案 (1)左 (2)2 (3)如图所示,解析 (1)杠杆静止时,发现杠杆的左端上翘,故应把平衡螺母向左调节。

48、(2)设在A点施加的力 为动力,则阻力为0.5 N3=1.5 N,阻力臂为4个格的长度4l,在A点施加一个最小的力,则动力臂 的大小最大为3个格的长度3l,根据杠杆的平衡条件,得最小动力F1= =2 N。(3)沿F2的方 向作出F2的力的作用线,过O点向该力的作用线作垂线,垂线段即该力的力臂。,10.(2014湖南邵阳,32,6分)小猴和小白兔同时发现了一个实心胡萝卜,它们都想多分点。小猴 提出分配方案:将胡萝卜放在三角形石块的尖端,调节胡萝卜位置,使胡萝卜静止时保持水平, 然后沿支点处竖直切开,各拿一份,如图甲所示。小白兔说:“我要长的那一头!”,小猴却暗自 高兴。,请问: (1)从质量角度

49、来看,小猴有没有吃亏?答: 。 (2)从图乙可看出,造成上述现象的原因是:A端重力的力臂 (选填“大于”、“小于” 或“等于”)B端重力的力臂,根据杠杆平衡的条件可得出:A端的质量 (选填“大 于”、“小于”或“等于”)B端的质量。,答案 (1)没有 (2)小于 大于,解析 如图,三角形石块O点处为杠杆支点,GA与GB的力臂分别为LA和LB,如图所示。根据杠杆 平衡条件得GALA=GBLB,因为LAGB,小猴没有吃亏。,考点二 功、功率、机械效率,1.(2017吉林长春,7,2分)一位同学正在进行投掷实心球的训练。以下情境中,他对球做功的是 ( ) A.手拿球静止 B.手托球水平匀速直线移动 C.将球举起 D.抛出后的球在空中继续运动,