【中考物理总复习+答案解析】第三单元功和机械能简单机械第12课时简单机械

第12课时简单机械
中考回顾
1.(2018·贵州贵阳中考)人们应用不同的简单机械来辅助工作,正常使用下列简单机械时说法正确
的是()
A.筷子可以省距离
B.所有剪刀一定都省力
C.定滑轮可以省力
D.撬棒一定越短越省力
2.(2018·湖北黄石中考)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,当拉力竖直向下时最省力
3.(2018·四川乐山中考)图甲中用力F1水平拉着重力为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离。

图乙中用动滑轮拉着同一物体也在同一路面上匀速移动s的距离,水平拉力为F2。

使用动滑轮的过
程中()
A.总功为W总=F2s
B.有用功为W有=Gs
D.额外功为W额=2F2s-F1s
C.机械效率为η=GG
2G2G
4.(多选)(2018·山东滨州中考)如图所示,重400 N的物体在30 N的水平拉力F的作用下,以0.1
m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10 s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中,下列说
法正确的是()
A.绳子自由端移动的距离为3 m
B.有用功为400 J
C.拉力F的功率为9 W
D.物体与地面间的滑动摩擦力为72 N
5.(2018·四川德阳中考)如图所示,沿斜面把质量为12 kg的一个物体匀速拉到最高处,沿斜面向上的拉力是F=100 N,斜面长2 m、高1 m,则其机械效率是%,物体所受摩擦力是 N。

(g取10 N/kg)
40
6.(2018·湖北武汉中考)下图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。

(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆(选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,接下来应向(选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平并静止。

(2)如图乙所示,A点挂有2个质量均为50 g的钩码,为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂
个质量均为50 g的钩码。

(3)将杠杆的支点移到如图丙所示的位置,为了使杠杆在水平位置平衡,请你在杠杆上画出最小动力F的示意图。

达到右(2)3(3)如图所示
模拟预测
1.小梦在做探究杠杆平衡条件的实验时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代
一侧的钩码继续探究,如图所示。

他这样做的最终目的是()
A.便于直接读出拉力的大小
B.便于提供不同方向的拉力
C.便于正确认识力臂
D.便于测量力臂的大小
,在杠杆两侧挂钩码,由于重力的方向是竖直向下的,力臂在
杠杆上可以直接读出,若一侧用弹簧测力计取代钩码且弹簧测力计倾斜时,拉力不再与杠杆垂直,这
样力臂会发生变化,相应变短,根据杠杆的平衡条件,力会相应增大才能使杠杆仍保持平衡,这样做
实验可以加深学生对力臂的正确认识。

故选C。

2.吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图如图所示。

利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动,
伸缩撑杆为圆弧状,伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。

下列说法正确的是()
A.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力大小不变
B.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变小
C.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变大
D.吊臂是一个省力的杠杆
,画出力臂l1与l2,l1<l2,是费力杠杆,选项D错误;吊车在起吊过程中,阻力大小不变,阻力
臂l2变小,动力臂l1不变,由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得动力F1变小,故选项A、C错误,选项B正确。

3.身高相同的兄弟二人用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900 N的重物。

已知扁担长为1.8 m,
重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离OA=0.8 m,如图所示。

则()
A.以哥哥的肩A为支点,可计算出弟弟承担的压力为400 N
B.以O为支点,可计算出兄弟二人承担的压力之比为4∶9
C.以O为支点,可计算出兄弟二人承担的压力之比为9∶5
D.以弟弟的肩B为支点,可计算出哥哥承担的压力为600 N
A 为支点,由杠杆平衡条件F
B ·AB=G ·AO 得F B =
G ·GG GG
=
900N ×0.8m 1.8m
=400N,即弟弟承担的压力为
400N,故选项A 正确;以O 为支点,由杠杆平衡条件F A ·OA=F B ·OB 得G
G G G
=GG
GG =1.0m
0.8m =5
4,故选项B 、
C 错误;以B 为支点,由杠杆平衡条件F A ·AB=G ·OB 得F A =G ·GG GG
=
900N ×1.0m 1.8m
=500N,即哥哥承担的压
力为500N,故选项D 错误。

4.如图所示,用下列装置提升同一重物。

若不计滑轮自重、绳重及摩擦,则最省力的是( )
,若不计滑轮自重及摩擦,F 1=1
2G ,F 2=G ,F 3=1
3G ,F 4=1
2G ,故正确的选项是C 。

5.工人们为了搬运一台笨重的机器,设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管)。

其中最省力的方案是( )
,选项D 从两个方面进行了省力设计,一是滑动摩擦变为滚动摩擦,二是利用了动滑轮,而选项A 、C 只利用了变滑动摩擦为滚动摩擦来省力,选项B 、C 中定滑轮不省力,只能改变力的方向,故选项B 没有应用省力的方法,所以选项D 正确。

6.如图所示,用20 N 的力F 拉着重为100 N 的物体,使其沿水平面以2 m/s 的速度匀速运动了5 s,若每个滑轮重10 N,忽略绳重和滑轮轴的摩擦,则下列说法正确的是( ) A .拉力F 做的功为200 J B .拉力F 的功率为120 W
C.滑轮组对物体做的有用功为400 J D .滑轮组对物体所做有用功的功率为60 W
v=G
G 可得,物体移动的距离s 物=vt=2m/s ×5s =10m,拉力端移动的距离s=2s 物=2×10m =20m,拉力F 做的功W 总=Fs=20N ×20m =400J,故A 错误;拉力F 的功率P=
G 总G
=
400J 5s
=80W,故B 错误;忽略绳重
和滑轮轴的摩擦,则额外功W 额=G 动h=10N ×10m =100J,有用功W 有用=W 总-W 额=400J -100J =300J,故C 错误;有用功的功率P'=
G 有用G
=
300J 5s
=60W,故D 正确。

7.如图所示,有一斜面长为l 、高为h ,现用力F 沿斜面把重为G 的物体从底端匀速拉到顶端。

已知物体受到斜面的摩擦力为F f ,则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是( )
A.η=GG
G f G B.η=GG (G -G
f )G
C.η=GG
(G +G f
)G
D.η=GG
GG +G f
G
η=
G 有G 总
=
GG
GG +G f G。

8.用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的物体匀速提升相同的高度。

若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率,W 甲、W 乙表示拉力所做的功(不计绳重与摩擦),则
( )
A .η甲=η乙,W 甲=W 乙 B.η甲>η乙,W 甲>W 乙 C.η甲<η乙,W 甲<W 乙 D.η甲>η乙,W 甲<W 乙
,钩码的重力相同,钩码上升的高度相同,据W 有=Gh 可知,所做的有用功相同;此时对动滑轮做的功是额外功,不计绳子和摩擦,滑轮相同,即额外功相同,即W 额是相同的,据W 总=W 有+W 额可知,所以W 总是相同的,故拉力做的功相同,即W 甲=W 乙,机械效率η=G 有
G 总
,故也是相同的,即η甲=η乙。

9.在右图装置中,动滑轮重3 N,用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端,1 s 内将重为27 N 的物体提高0.2 m,如果不计绳重及摩擦,则下列计算结果正确的是( ) A.绳子自由端移动的速度为0.2 m/s B.滑轮组的机械效率为90% C.提升物体所做的有用功为6 J D.弹簧测力计的示数为9 N
,滑轮组承担物重的绳子股数n=3,1s 内将物体提高0.2m,则物体升高速度为0.2m/s,绳子自由端移动的速度v=3v 物=3×0.2m/s=0.6m/s,故A 错;由于不计绳重及摩擦,则绳端的拉力F=1
3(G 物+G 轮)=1
3×(27N+3N)=10N,即弹簧测力计的示数为10N,故D 错;绳子自由端移动距离
s=3h=3×0.2m=0.6m,拉力F 做的总功W 总=Fs=10N ×0.6m=6J,有用功W 有用=Gh=27N ×0.2m=5.4J,故C
错;滑轮组的机械效率η=
G 有用G 总
=
5.4J 6J
×100%=90%,故B 正确。

10.如图所示,古代士兵常用定滑轮把护城河上的吊桥拉起。

使用定滑轮可以 (选填“省力”“省距离”或“改变动力的方向”);吊桥可以看作杠杆,绳子对它的拉力是动力,吊桥的重力是阻力。

在拉起吊桥的过程中,阻力臂大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。

变小
图中使用定滑轮的作用是改变动力的方向;(2)吊桥的重心在中点,重力的方向是竖直向下的,在吊起桥的过程中,从支点O 到重力的作用线的距离变小,即阻力臂变小。

11.小雪用三个相同的滑轮组成如图所示的滑轮组,将重为120 N 的物体匀速提高了4 m 。

若机械效率为80%,不计绳重及滑轮与轴的摩擦,则每个滑轮重为 N 。

,n=3,η=G 有
G 总
=GG GG =G GG ,则F=G GG =120N
3×80%=50N;
若不计绳重和摩擦,F=1
3(G+G 动),则G 动=3F-G=3×50N-120N=30N 。

12.如图所示,利用动滑轮来提升一个物体,拉力F 竖直向上。

动滑轮其实就是一个变形的杠杆,请在图中标出它的支点O ,并画出F 的力臂l 。

O 在绳子与边框的接触点上,动力F 为绳子的拉力,方向向上,过支点O 向动力作用线作垂线,就得到动力臂l 。

13.右图是探究杠杆的平衡条件实验。

(1)实验过程中应将杠杆调节到水平位置平衡,这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响和 ;如果杠杆的右端向下倾斜,平衡螺母应向 (选填“左”或“右”)端调节。

(2)在杠杆的左边A 处挂2个相同的钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右端B 处挂 个相同的钩码。

(3)在(2)杠杆平衡的基础上,将A 、B 两处的钩码同时减去1个,那么杠杆 (选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡。

(4)去掉B 处的钩码用弹簧测力计在C 处由竖直向上拉动改为逐渐倾斜时,为使杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。

便于测量力臂 左 (2)3 (3)不能 (4)变大
当在杠杆上挂物体时,杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂,同时消除了杠杆自重对杠杆平衡的影响;杠杆的右端向下倾斜,说明这一侧的自重与力臂的乘积大,应将平衡螺母向左调节;
(2)设一个钩码的重为G,杠杆一个小格的长度为L,由F1L1=F2L2可得F B=G G G G
G G =2G×3G
2G
=3G,所
以应在杠杆右端B处挂3个相同的钩码;
(3)设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,如果将图中A、B两处的钩码同时减去1个,杠杆的左端:G×3L=3GL,杠杆的右端:2G×2L=4GL,杠杆左端力和力臂的乘积不等于右端力和力臂的乘积,所以杠杆不能在水平位置保持平衡;
(4)用弹簧测力计在C处由竖直向上拉动改为逐渐倾斜时,仍然使杠杆在水平位置平衡时,动力臂变小,阻力、阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,动力将变大,即弹簧测力计示数将变大。

14.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图所示。

(1)实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计,使钩码上升。

(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用(选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验。

(3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率(选填“越高”“不变”或“越低”)。

(4)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为绳端移动距离s= m,机械效率η=。

(5)比较第1次实验和第3次实验可得出结论:使用同一滑轮组,。

匀速(2)乙(3)越低(4)0.383.3%(5)提升的重物越重,滑轮组的机械效率越高
实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升。

(2)由表中实验数据可知,第2次实验绳端移动的距离是钩码上升高度的4倍,由图示滑轮组可知,实验使用的是乙图所示装置做的实验。

(3)由表中第1次实验和第2次实验的数据可知,使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率越低。

(4)由表中第1次实验数据可知,绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍,第三次实验使用同样的装置,则第3次实验:绳端移动距离s=3h=3×0.1m =0.3m,机械效率η=G 有
G 总
=GG
GG =
6N ×0.1m
2.4N ×0.3m
×100%≈83.3%。

(5)由表中第1次实验和第3次实验数据可知:使用同一滑轮组,提升的重物越重,滑轮组的机械效率越高。

15.下图是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置。

(1)实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长木板、弹簧测力计各一个,砝码若干,为了完成实验,还需要的测量工具是 。

(2)实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码,改变物块的重力,用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动。

实验的部分数据如下表:
①该同学运用控制变量法探究的是斜面的机械效率
与 、 、 的关系。

②在第四次实验中,斜面的机械效率为 。

刻度尺 (2)①接触面的粗糙程度 物块重 斜面倾斜程度 ②71%
在本实验中,需要用刻度尺测量物块上升高度和物块移动的距离。

(2)分析表中数据可知,该同学探究的是斜面的机械效率与接触面的粗糙程度、物块重及斜面倾斜程度的关系;在第四次实验中,W 有=Gh=5.0N ×0.35m =1.75J,W 总=Fs=3.1N ×0.80m =2.48J,斜面的机械效率η=G 有
G 总
=
1.75J
2.48J
×100%≈71%。

16.如图所示,滑轮组在向上的拉力F 作用下,将重为120 N 的物体匀速提起,在10 s 内物体上移的距离为2 m 。

求:
(1)物体上升的速度。

(2)有用功。

(3)如果拉力F 为50 N,滑轮组提升该重物时的机械效率。

.2 m/s (2)240 J (3)80%
物体上升的速度v=G G =2m
10s =0.2m/s;
(2)有用功W 有=Gh=120N ×2m=240J;
(3)由题图可知n=3,则绳子自由端移动的距离s=3h=3×2m=6m, 总功W 总=Fs=50N ×6m=300J,
η=G 有
G 总
=240J
300J ×100%=80%。

17.利用电子秤显示压力大小反映水箱水位变化的装置示意图如图所示。

该装置由滑轮C,长方体物块A 、B 以及杠杆DE 组成。

物块A 通过细绳与滑轮C 相连,物块B 放在电子秤上并通过细绳与杠杆相连,杠杆可以绕支点O 转动并始终在水平位置平衡,且DO ∶OE=1∶2。

已知物块A 的密度为1.5×103
kg/m 3
,底面积为0.04 m 2
,高为1 m,物块A 的上表面与水箱顶部相平,物块B 的重力为 150 N 。

滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦以及滑轮、杠杆和绳的自重均忽略不计(g 取10 N/kg,水的密度为1.0×103
kg/m 3
)。

(1)当水箱装满水时,物块A 的下表面受到水的压强是多大?此时物块A 所受的拉力是多大? (2)从水箱装满水到水位下降1 m,电子秤所显示的压力示数变化范围是多少?
4
Pa 200 N (2)0~100 N
物块A的下表面受到水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1.0×104Pa。

物块A排开水的体积V排=V A=Sh=0.04m2×1m=0.04m3。

物块A受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=400N。

物块A受到的重力G A=ρA gV A=1.5×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=600N。

物块A受到的拉力F=G A-F浮=600N-400N=200N。

(2)当物体A全部浸没水中时,通过滑轮对D点的拉力F D=200N
2
=100N
物块B对杠杆的拉力F1=G G·GG
GG =100N×GG
2GG
=50N
电子秤的示数F1'=G B-F1=150N-50N=100N
当物体A全部露出水面时,通过滑轮对D点的拉力F D'=600N
2
=300N
物块B对杠杆的拉力F2=G G'·GG
GG =300N×GG
2GG
=150N
电子秤的示数F2'=G B-F2=150N-150N=0
从水箱装满水到水位下降1m,电子秤所显示的压力示数变化范围为0~100N。

11。