中考考点_简单机械知识点汇总(全)(word)1
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中考考点_简单机械知识点汇总(全)(word)1
一、简单机械选择题
1.下图所示的工具中,属于费力杠杆的是:
A.钢丝钳B.起子
C.羊角锤D.镊子
【答案】D
【解析】
【详解】
动力臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆,四幅图中只有镊子的动力臂是小于阻力臂的,故应选D。
2.下列说法中正确的是
A.机械效率越高,机械做功一定越快
B.做功越多的机械,机械效率一定越高
C.做功越快的机械,功率一定越大
D.功率越大的机械做功一定越多
【答案】C
【解析】
机械效率越高,表示有用功与总功的比值越大,功率表示做功快慢,功率越大,机械做功一定越快.机械效率与功率没有关系,故A错误.
做功越多的机械,有用功与总功的比值不一定大,机械效率不一定高,故B错误.
功率是表示做功快慢的物理量,做功越快的机械,功率一定越大,故C正确,符合题意为答案.
功等于功率与时间的乘积,时间不确定,所以功率越大的机械做功不一定越多,故D错误.
3.如图所示,定滑轮重4N,动滑轮重0.5N,在拉力F的作用下,1s内将重为4N的物体A沿竖直方向匀速提高了10cm.如果不计绳重和摩擦.则以下计算结果正确的是
A .绳子自由端移动速度为0.3m/s
B .拉力F 的大小为4N
C .拉力F 的功率为0.45W
D .滑轮组的机械效率为75%
【答案】C
【解析】
【详解】
由图知道,承担物重的绳子的有效股数是:n =2,
A .绳端移动的距离是:
s =2h =2×0.1m=0.2m ,
绳子自由端移动的速度是:
0.2m 0.2m/s 1s
s v t =
== , 故A 错误; B .不计绳重和摩擦,则拉力()()11=4N 0.5N 2.25N 2
F G G n =
+⨯+=动, 故B 错误;
C .拉力做的总功:W 总 =Fs =2.25N×0.2m=0.45J ,拉力F 的功率: 0.45J 0.45W 1s
W P t =
==总 , 故C 正确; D .拉力做的有用功W 有 =Gh =4N×0.1m=0.4J ,滑轮组的机械效率是: 0.4J 100%100%0.45J
W W η=⨯=⨯有总≈88.9%, 故D 错误。
4.如图,小明分别用甲、乙两滑轮把同一沙桶从1楼地面缓慢地提到2楼地面,用甲滑轮所做的功为W 1,机械效率为1η;用乙滑轮所做的总功率为W 2,机械效率为2η,若不计绳重与摩擦,则( )
A .W 1<W 2,η1>η2 B. W 1=W 2,η1<η2
C .W 1>W 2 , 1η<2η
D .W 1=W 2 , 1η=2η
【答案】A
【解析】因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面,所以两种情况的有用功相同;根据η =W W 有
总可知:当有用功一定时,利用机械时做的额外功越少,则总功越
少,机械效率越高。
而乙滑轮是动滑轮,所以利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。
即W 1<W 2,η1>η2.故选C.
5.利用如图所示的滑轮,在粗糙水平面上匀速拉动物体,下列叙述正确的是( )
A .重力做的功是有用功
B .拉力F 1做的功是额外功
C .绳子自由端的拉力F 做的功是总功
D .该滑轮的机械效率可能等于100%
【答案】C
【解析】A 、由图知,是水平使用动滑轮拉动物体,克服物体受到的摩擦力做的功为有用功,故A 错;
B 、由图知,是水平使用动滑轮拉动物体,克服物体受到的摩擦力做的功,即拉力F 1做的功为有用功,克服绳与动滑轮之间的摩擦、克服动滑轮和绳重而做的功为额外功,故B 错;
C 、绳子自由端的拉力F 做的功包括有用功、额外功,为总功,故C 正确;
D 、在拉动物体的过程中要克服绳与动滑轮之间的摩擦、要克服动滑轮和绳重而做一定的额外功,使得有用功小于总功,该滑轮的机械效率总小于100%,故D 错.
故选C .
6.如图所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力可以忽略不计,在物体匀速上升的过程中
A.甲图省力,机械效率甲图大B.甲图省力,机械效率一样大C.乙图省力,机械效率乙图大D.乙图省力,机械效率一样大【答案】B
【解析】
【详解】
分析甲、乙两图可知,n甲=3、n乙=2;因绳重和摩擦忽略不计,所以由
1
F G
n
G
=+
动
()可
知,甲图更省力;由η=W
W
有
总
=
Gh
Gh G h
+
动
可知,甲乙滑轮组的机械效率一样,故选B.
7.将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端(如图所示),斜面长1.2m,高0.4m,斜面对物体的摩擦力为0.3N(物体大小可忽略).则下列说法正确的是
A.沿斜面向上的拉力0.3N B.有用功0.36J,机械效率20%
C.有用功1.8J,机械效率20% D.总功2.16J,机械效率83.3%
【答案】D
【解析】
试题分析:由题意知:物重G=4.5N,高h=0.4m,斜面长L=1.2m,受到的摩擦力f=0.3N,则所做的有用功W有=Gh=4.5N×0.4m=1.8J,所做的额外功W额=fL=0.3N×1.2m=0.36J.故总功为W总=W有+W额=1.8J+0.36J=2.16J,机械效率η=W有/W总=1.8J/2.16J=83.3%.故选项D是正确的.
【考点定位】功、机械效率的相关计算.
8.下列杠杆中属于费力杠杆的是
A. B. C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】
A、剪刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A错误;
B、起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B错误.
C、如图的镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C正确;
D、钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D错误;
故选B.
【点睛】
重点是杠杆的分类,即动力臂大于阻力臂时,为省力杠杆;动力臂小于阻力臂时,为费力杠杆,但省力杠杆费距离,费力杠杆省距离。
9.如图所示的装置中,物体A重100N,物体B重10N,在物体B的作用下,物体A在水平面,上做匀速直线运动,如果在物体A上加一个水平向左的拉力F,拉力的功率为30W,使物体B匀速上升3m所用的时间为(不计滑轮与轴之间的摩擦,不计绳重)
A.1s B.2s C.3 s D.4s
【答案】B
【解析】分析:(1)物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动,A受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力,可求出摩擦力。
(2)拉动A向左运动,A受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平衡,可求出拉力。
(3)利用滑轮组距离关系,B移动的距离是A移动距离的3倍,求出A移动的距离,则拉力所做的功为,再利用求出做功时间。
解答:不计滑轮与轴之间的摩擦、不计绳重和滑轮重,物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时,。
拉动A向左运动时,A受到向右的拉力不变,摩擦力的方向向右,此时受力如图:
;,则,因此拉力F做
功:,所用时间为。
故选:B。
【点睛】此题注意分析滑轮组的绳子段数,确定所使用的公式,做好受力分析是解题关键。
10.皮划艇是我国奥运优势项目之一,如图所示,比赛中运动员一手撑住浆柄的末端(视为支点),另一手用力划浆.下列说法正确的是()
A.为省力,可将用力划浆的手靠近支点
B.为省力,可将用力划浆的手远离支点
C.为省距离,可将用力划浆的手远离支点
D.将用力划浆的手靠近支点,既能省力又能省距离
【答案】B
【解析】
【分析】
结合图片和生活经验,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】
运动员一手撑住浆柄的末端(视为支点),另一手用力划浆.
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆.AB.为省力,可将用力划浆的手远离支点,故A错误,B正确;
CD.为省距离,可将用力划浆的手靠近支点,但费距离,故CD错误;
11.如图所示,滑轮组的每个滑轮质量相同,用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度(不计绳重和摩擦),下列说法正确的是
A.用同一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变
B.若G1=G2,则甲的机械效率大于乙的机械效率
C.若G1=G2,则拉力F1与F2所做的总功相等
D.若G1=G2,则甲、乙滑轮组所做的额外功相等
【答案】B
【解析】
【分析】
(1)同一滑轮组提起重物不同时,所做的额外功相同,有用功不同,根据机械效率为有用功和总功的比值判断滑轮组机械效率是否变化;
(2)滑轮组所做的总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功,根据W=Gh比较两者所做总功之间的关系;
(3)滑轮组所做的有用功为克服物体重力所做的功,根据W=Gh比较两者的大小,再根据机械效率为有用功和总功的比值比较两者机械效率之间的关系;
(4)根据W=Gh比较有用功的大小.
【详解】
A.用同一个滑轮组提起不同的重物时,额外功不变,但有用功不同,有用功和总功的比值不同,则滑轮组的机械效率不同,故A错误;
BC.若G1=G2,且货物被提升的高度相同,根据W有=G物h可知,两滑轮组所做的有用功相等;
不计绳重和摩擦,拉力所做的总功为克服物体重力和动滑轮重力所做的功,因甲滑轮组只有1个动滑轮(即动滑轮重更小),所以由W总=(G物+G动)h可知,甲滑轮组做的总功
小于乙滑轮组做的总功,由
W
W
η=有
总
可知,甲滑轮组的机械效率高,故B正确,C错误;
D.两物体被提升的高度相同,动滑轮的重力不同,根据W=G动h可知,甲、乙滑轮组所做的额外功不相等,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,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.
12.如图所示,用一滑轮组在5s 内将一重为200N 的物体向上匀速提起2m ,不计动滑轮及绳自重,忽略摩擦。
则
A .物体上升的速度是2.5m/s
B .拉力F 大小为400N
C .拉力F 的功率为40W
D .拉力F 的功率为80W 【答案】D
【解析】
【详解】
A .由s v t =得体的速度: 2m 0.4m s 5s
h v t === 故A 项不符合题意;
B .图可知,绳子段数为2n =,不计动滑轮及绳自重,忽略摩擦,则拉力:
11200N 100N 22
F G ==⨯= 故B 项不符合题意;
CD .绳子自由端移动的速度:
220.4m s 0.8m s v v ==⨯=绳物
拉力F 的功率:
100N 0.8m s 80W W Fs P Fv t t
====⨯= 故C 项不符合题意,D 项符合题意。
13.如图所示,斜面长3m ,高0.6m ,建筑工人用绳子在6s 内将重500N 的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150N (忽略绳子的重力).则下列说法正确的是
A.斜面上的摩擦力是50N B.拉力的功率是50W
C.拉力所做的功是300J D.斜面的机械效率是80%
【答案】A
【解析】
【分析】
(1)利用W=Fs计算该过程拉力F做的功;利用W有=Gh求出有用功,利用W额=W总﹣W有求出额外功,然后利用W额=fs计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小;(2)利用P
=W
t
求拉力做功功率;(3)由η=
W
W
有
总
求斜面的机械效率.
【详解】
AC.拉力F做的功:W总=Fs=150N×3m=450J;有用功:W有用=Gh=500N×0.6m=300J,额外功:W额=W总﹣W有用=450J﹣300J=150J,由W额=fs可得,物体在斜面上受到的摩
擦力:f=W
s
额=
150
3
J
m
=50N,故A正确、C错误;B.拉力的功率:P=
W
t
总=
450
6
J
s
=75W,故B错;D.斜面的机械效率:η=
300
450
W J
W J
有
总
= ×100% 66.7%,故D错误.故
选A.
14.如图所示,一直杆可绕O点转动,杠杆下端挂一重物,为了提高重物,用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置,在这个过程中直杆
A.始终是省力杠杆B.始终是费力杠杆
C.先是省力的,后是费力的D.先是费力的,后是省力的
【答案】C
【解析】
【详解】
由图可知动力F1的力臂始终保持不变,物体的重力G始终大小不变,在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中,重力的力臂逐渐增大,在L2<L1之前杠杆是省力杠杆,在L2>L1之后,杠杆变为费力杠杆.
15.如图,O为拉杆式旅行箱的轮轴,OA为拉杆.现在拉杆端点A处施加一竖直向上的力F,使箱体从图示位置绕O点缓慢逆时针转至接近竖直位置.则力F的大小
A .一直变大
B .始终不变
C .一直变小
D .先变小后变大
【答案】B
【解析】
【详解】
由题意可知,箱体的重力不变,也就是杠杆的阻力大小不变,动力F 竖直向上,重力G 竖直向下,这两个力的方向始终平行,根三角形的相似性可知,动力臂与阻力阻的比值是不变的,根据杠杆的平衡条件可知动力与阻力的比值也是不变的,由于阻力不变,所以动力F 的大小是始终不变的,故应选B .
16.如图所示的滑轮组,用F =30N 的拉力,拉动水平地面上重为300N 的物体,使物体匀速前进了2m.物体和地面之间的摩擦力为45N ,在此过程中,下列说法正确的是
①拉力做的功是120J ②绳子自由端移动的距离是2m ③滑轮组的机械效率是75% ④A 点受到的拉力为300N
A .①④
B .②③
C .①③
D .③④
【答案】C
【解析】
【详解】
①②.由图可知,n =2,则绳子自由端移动的距离: 222m=4m s s ==⨯绳物;故②错误;
拉力做的功:
30N 4m=120J W Fs ==⨯绳总;故①正确;
③.克服物体和地面之间的摩擦力做的功为有用功,则有用功:
W 有=fs 物=45N ×2m=90J ,
滑轮组的机械效率:
90J 100%100%=75%120J
W W η=⨯=⨯有
总故③正确; ④.因物体在水平地面上做匀速运动,则此时A 处绳子的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力,所以,A 点受到的拉力:F A =f =45N ;故④错误;
故ABD 错误,C 正确。
17.在探究“杠杆平衡条件“实验中,杠杆在力F 作用下水平平衡,如图所示,现将弹簧测力计绕B 点从a 位置转动到b 位置过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F 与其力臂的乘积变化情况是( )
A .一直变小
B .一直变大
C .一直不变
D .先变小后变大
【答案】C
【解析】
【详解】 将测力计绕B 点从a 位置转动到b 位置过程中,钩码的重力不变,其力臂OA 不变,即阻力与阻力臂的乘积不变;由于杠杆始终保持水平平衡,所以根据杠杆的平衡条件
1122Fl F l
可知,拉力F 与其力臂的乘积也是不变的.
【点睛】
重点是杠杆平衡条件的应用,要理解当力与杠杆垂直时,力臂是最长的,倾斜后力臂会变短,正是由于杠杆保持平衡,所以力臂减小的同时,拉力要增大.
18.在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式,所用动力最小的是(不计机械自重、绳重和摩擦)( )
A .
B .
C .
D .
【答案】D
【解析】不计机械自重绳重和摩擦,即在理想状况下:A. 图示是一个定滑轮拉力F 1=G ;
B. 根据勾股定理知h =
=3m,图中为斜面,F 2×5m =G×3m,得到F 2=0.6G ;C. 如图所示,由图可知,由杠杆平衡条件可得:F 3×L 2=G×L G ,拉力F 3=G×G =0.4G ;D. 由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数n =3,拉力F 4=G ;因此最小拉力是F 4;故选:D 。
点睛:由图示滑轮组,确定滑轮组的种类,根据滑轮组公式求出拉力F 1、F 4;由勾股定理求出斜面的高,根据斜面公式求出拉力F 2的大小;由图示杠杆求出动力臂与阻力臂的关系,然后由杠杆平衡条件求出拉力F 3;最后比较各力大小,确定哪个拉力最小。
19.如图所示,物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体,不计绳重及摩擦.若每个滑轮质量相同,对比两个滑轮组,下列说法正确的是
A.甲更省力,甲机械效率大
B.乙更省力,机械效率一样大
C.乙更省力,乙机械效率大
D.甲更省力,机械效率一样大
【答案】B
【解析】
【详解】
由图可知,作用在乙上绳子的股数是3,更省力些;用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体,不计绳重及摩擦,只克服动滑轮重做额外功,若每个滑轮质量相同,则提升相同高度时,甲乙所做的有用功和额外功均相同,故机械效率一样大.故本题正确选项是B.
20.室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味,使用时用脚踩踏板,桶盖开启.根据室内垃圾桶的结构示意图可确定:()
A.桶中只有一个杠杆在起作用,且为省力杠杆
B.桶中只有一个杠杆在起作用,且为费力杠杆
C.桶中有两个杠杆在起作用,用都是省力杠杆
D.桶中有两个杠杆在起作用,一个是省力杠杆,一个是费力杠杆
【答案】D
【解析】
图中的垃圾桶有两个杠杆,DEF为一个杠杆,动力臂大于阻力臂属于省力杠杆;ABC为另一个杠杆,动力臂小于阻力臂属于费力杠杆,故答案选D.
点睛:本题考查杠杆的分类,难点是如何从生活中的工具中抽象出杠杆,解题方法是判断省力费力杠杆时从动力臂和阻力臂的大小入手.
21.用如图所示的滑轮组在10s 内将300N 的重物匀速提升3m ,已知动滑轮重30N ,不计绳重与摩擦,则
A .利用滑轮组所做的有用功是450J
B .绳子自由端移动的速度是0.9m/s
C .拉力的功率是99W
D .滑轮组的机械效率是80%
【答案】C
【解析】
利用滑轮组所做的有用功:W 有=Gh =300N×3m=900J ,故A 错误;拉力做的功:W 总=(G+G 动)h =(300N+30N )×3m=990J ,拉力的功率:P =W/t =990W10s=99W ,故C 正确;滑轮组的机械效率:η=W 有/W 总×100%=900J/990J×100%≈90.9%,故D 错误;由图可知,n =2,则绳端移动的距离:s=nh =2×3m=6m ,绳子自由端移动的速度:v=s/t =6m/10s=0.6m/s ,故B 错误,故选C 。
22.如图所示,某人用扁担担起两筐质量为m 1、m 2的货物,当他的肩处于O 点时,扁担水平平衡,已知l 1>l 2,扁担和筐的重力不计。
若将两筐的悬挂点向O 点移近相同的距离△l ,则
A .扁担仍能水平平衡
B .扁担右端向下倾斜
C .要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,其质量为(m 2-m 1)
21l l l -V D .要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,其质量为(m 2-m 1)
2l l l
-V V 【答案】D
【解析】
【详解】
AB .原来平衡时,m 1gl 1=m 2gl 2,
由图知,l1>l2,所以m1<m2,
设移动相同的距离∆l,则左边:m1g(l1−△l)=m1gl1−m1g△l,
右边:m2g(l2−△l)=m2gl2−m2g△l,
因为m1<m2,所以m1△lg<m2△lg,
则m1(l1−△l)g>m2(l2−△l)g,则杠杆的左端向下倾斜,故AB错误;CD.因为m1(l1−△l)g>m2(l2−△l)g,故往右边加入货物后杠杆平衡,即:m1(l1−△l)g=(m2+m)(l2−△l) g,
且m1gl1=m2gl2,
得m=(m2−m1
)
2
l
l l
V
V,故C错误,D正确。
23.如图所示,杠杆上分别放着质量不相等的两个球,杠杆在水平位置平衡,如果两球以相同速度同时匀速向支点移动,则杠杆
A.仍能平衡
B.不能平衡,大球那端下沉
C.不能平衡,小球那端下沉
D.无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】
开始时两球平衡,即力矩相等;当运动时,两球速度相同,则在相同时间内移动的距离相同,大球的力矩减少的快,则大球力矩会小于小球力矩,杠杆向小球那端下沉.
24.如图所示,轻质杠杆可绕O(O 是杠杆的中点)转动,现在B端挂一重为G的物体,在A端竖直向下施加一个作用力F,使其在如图所示的位置平衡,则
A.F 一定大于G
B.F 一定等于G
C.F 一定小于G
D.以上说法都不正确
【答案】B
【解析】
【详解】
由题意知,O 是杠杆的中点,所以G的力臂与F的力臂相等;则由杠杆的平衡条件知:F一定等于G。
故ACD错误,B正确。
25.如图,用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提升了2m,动滑轮重为100N(不计绳重和摩擦),下列说法正确的是
A.绳子自由端拉力的功率是70W
B.滑轮组的机械效率是85.7%
C.提升重物的过程中所做的额外功是400J
D.提升的重物变成400N时,滑轮组的机械效率将变大
【答案】B
【解析】
【详解】
A.根据图示可知,n=2,不计绳重和摩擦,拉力:
F=1
2
(G+G轮)=
1
2
(600N+100N)=350N,
拉力端移动距离:
s=2h=2×2m=4m,
总功:
W总=Fs=350N×4m=1400J,拉力的功率:
P=W
t
总=
1400J
10s
=140W;
故A错;
B.有用功:
W有用=Gh=600N×2m=1200J,滑轮组的机械效率:
η=W
W
有
总
=
1200J
1400J
≈85.7%,
故B正确;
C.提升重物的过程中所做的额外功:
W额=W总﹣W有用=1400J﹣1200J=200J,
故C错;
D.当提升重物的重力减小为400N,做的有用功就变小,而额外功几乎不变,有用功和总功的比值变小,故滑轮组的机械效率变小,故D错;。