2019浙江中考 科学物理系列 提高篇.docx

2019浙江中考科学物理系列提高篇
7简单的机械
知识讲解
一、杠杆
1.在力的作用下，能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。

力臂是支点到力的作用线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。

2.杠杆五要素
2.杠杆处于静止状态或匀速转动状态,称为杠杆平衡。

杠杆平衡条件为：F,/, = Fih ，即寻=¥。

5.力臂的画法
要正确画出杠杆上各力的力臂，明确力臂的概念是关键。

画法可按以下几步完成。

(1)首先在杠杆的示意图上，确定支点
(2)画出动力作用线和阻力作用线，必要时要用虚线将力的作用线延长。

(3)过支点向力的作用线作垂线，即从支点到力的作用线的垂直距离就是力臂。

二、滑轮
1.定滑轮的实质是等臂杠杆,特点是不能省力,但能改变力的方向。

2.动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,特点是能省一半力,但不能改变力的方向,费一倍的距离。

3.使用滑轮组时，物体和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一,即F=£(G物+ G动)；绳子移动的距离就是物体上升高度的
几倍，即s=nho
经典例题
例1 （2018-金华中考）如图，用刻度均匀的匀质杠杆进行“杠杆平衡条件啪勺实验（每 个钩码重为0.5 N ）,下列说法正确的是（ ）
B. 图乙，在AB 处各增加一钩码，杠杆仍然能保持平衡
C. 图丙，弹簧测力计「从G 位置转到b,为保持杠杆在水平位置平衡，其示 数需变大
D. 图丁，用弹簧测力计在C 点向上拉杠杆，为保持杠杆在水平位置平衡, 其示数小于3牛
例2 （2018-十堰）如图所示，滑轮组将重50 N 的物体A 以0.2 m/s 的速度沿水平地 面匀速向前拉动了 1 m,拉力F 的大小为10 N,滑轮组的机械效率为80%,下列说法 中正确的是（ ）
B. 2 5内绳子自由端移动的距离为0.4 m
D.物体A 受到水平地面的摩擦力为16 N 例3 (20J8-荆州中考)如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施工现场，工程师用 起吊装置在江中起吊工件。

己知工件重4 000 N,每个滑轮重500 N,声音在水 中的传播速度是1 50() m/So 在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声. 波，经过0.02 s 后收到冋波。

当工件在水面下匀速上升时，绳子自由端的拉力为 500 No (不计绳重和摩擦,g=10N/kg, p 水=1.0x10’kg/m')
(1) 求工件在水下的深度。

A. 实验前岀现图甲所示情况, 应将杠杆的平衡螺母向左调
A.拉力F 做功的功率为2 W C.滑轮组做的有用功为
5（） J 甲 乙
内
丁
(2)不计工件的高度，求水对工件产生的压强。

(3)不计动滑轮体积，求工件的体积。

(4)求工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率(结果在小数点后保留一位数
同步练习
-、选择题
1.（2017-舟山）图是一种切甘蔗用的钏刀示意图。

下列有关说法正确的是
A.刀刃很薄,可以增大压力
B.钏刀实质上是一种费力杠杆
C.甘蔗放在a点比b点更易被切断
D.手沿R方向用力比沿F2方向更省力
2.（2018-临沂中考）图甲所示的杠杆是水平平衡的。

如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，如图乙所示，则杠杆（）
L-i
-
-----
------- J L-i
-------
甲乙
A.右端下沉
B.左端下沉
C.要保持平衡应将左端的物体向右移动
D.要保持平衡应在右端再加挂一个物体
3.（2017-绍兴中考）如图甲是制作面团的情景，把竹杠的一端固定在绳扌I【中，人骑在另一端施加一个■向下的大小为F的力，面团被不断挤压后变得更有韧性，图乙为压而团原理图，关于压而团过程的叙述正确的是（）
A.面团对杆的作用力方向向下
B.面团对杆的作用力大小等于F
C.而团被压扁说明力能使物体发生形变
D.A点向下移动的距离小于B点向下移动的距离
4.（2018•衢州中考）如图所示是汽车起重机，其中A、B组成滑轮组（结构如示意图）, C杆伸缩•可改变吊臂的长短，。

杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度，O为吊臂的转动轴，装在E里的电动机牵引钢丝绳，利用滑轮组提升重物，H为在车身外侧增加的支柱，F为吊臂顶端受到竖直向下的力。

下列有关汽车起重机的叙述中错误的是（）
A.滑轮组中A滑轮用于改变力的方向
B.当C杆伸长时吊臂对D杆的压力将变大
C.当D杆伸长时力F的•力臂将变小
D.丹的作用是工作时以防翻车和避免轮胎受到的压力过大
5.（2016-宁波中考）如图，用5N的力F向下拉绳子，使物体在6 s内匀速上升0.3 mo这一过程中（）
A.物体上升速度为0.1 m/s
B.拉力所做的功为1.5 J
C.拉力做功的功率为0.5 W
D.物体的机械能守恒
6.（2017-台州）小柯用图所示装置提升重为400 N的物体，不计摩擦和滑动自重，下列说法正确的是（）
A.两个滑轮均为定滑轮
B.人将绳子拉过1 m,物体也上升1 m
C.物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200 N
D.使用该装置不能省力，但能改变力的方向
二、填空题
1. _______________ （2016-湖州中考）如图所示是三类不同用途的杠杆模型。

这三类杠杆中，一定是省力杠杆的是第_______ 类，钓鱼竿与第类杠杆原理相同。

第一类第二类第三类
2.（2017•衢州中考）如图为•小柯制作的“杠杆力臂演示仪=杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，OA=0.2m, OB=0.1 m, G【= 2N,杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。

no
（1）______________________________________________ 当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时，G2的重力为___________________________ No
（2）松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，-再拧紧螺母形成一根可绕0点转动的杠杆点对应B点），保持Gi位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2应该移动到（）
A. B'点处
B.①点处
C.②点处
D.③点处
3.（2018•杭州中考）如图所示，将长为1.2米的轻质木棒平放在水平方形台而上，左右两端点分别为A、B,它们距台面边缘处的距离均为0.3米。

在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。

0.3米0.3米
7
30牛
（1）若G=30牛，台面受到木棒的压力为______ 牛。

(2)若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于________ 牛。

(3)若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则G的取值范围为牛。

三、计算题
1.(2018-潍坊)如图所示，工人用滑轮组提升重为400 N的货物，所用拉力恒为240 N, 货物被匀速提升1()m。

求：
(1)工人做的功；
(2)滑轮组的机械效率。

伽内将货物匀速向上提高了6“作用在钢绳上的拉力为400 (1)影响滑轮组机械效率的因素之一是 _____________________
甲乙G/N
(2)若工人在1 N,求拉力的功率。

7认识简单的机械（答案版）
经典例题
例1 （2018-金华中考）如图，用刻度均匀的匀质杠杆进行“杠杆平衡条件啪勺实验（每 个钩码重为（）.5 N ）,下列说法正确的是（C ）
A. 实验前岀现图甲所示情况，应将杠杆的平衡螺母向左调
B. 图乙，在AB 处各增加一钩码，杠杆仍然能保持平衡
C. 图丙，弹簧测力计・从Q 位置转到仏为保持杠杆在水平位置平衡，其示 数需变大
D. 图丁，用弹簧测力计在C 点向上拉杠杆，为保持杠杆在水平位置平衡, 其示数小于3牛
例2 （2018-十垠）如图所示，滑轮组将重50 N 的物体A 以0.2 nVs 的速度沿水平地 面匀速向前拉动了 1 m,拉力F 的大小为10 N,滑轮组的机械效率为80%,下列说法 中正确的是（D ）
A.拉力F 做功的功率为2 W
C.滑轮组做的有用功为50 J B.2 s 内绳了自由端移动的距离为0.4 m
D.物体A 受到水平地面的摩擦力为16 N 乙
内
例3 (20J8-荆州中考)如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施丁•现场，工程师用 起吊装置在江中起吊工件。

已知工件重4 000 N,每个滑轮重500 N,声音在水 中的传播速度是1 500 m/so 在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声" 波，经过0.02 s 后收到回波。

当工件在水面下匀速上升时，绳子自由端的拉力为 500 No (不计绳重和摩擦,g=10N/kg, p 水=1.0xl03 kg/m 3)
(1) 求工件在水下的深度。

(2) 不计工件的高度，求水对工件产牛的压强。

(3) 不计动滑轮体积，求工件的体积。

(4) 求工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率(结果在小数点后保留一位数 字)。

12.解：(1)力=讥=1 500 m/sx*x0.02 s= 15 mo
S=p 水g/z=1.0xl03 kg/m 3xl0N/kgxl5 m=1.5xl05 Pa 。

⑶不计绳重及摩擦，F 拉=*(G 物+G 轮一F 浮)，
J=G 物+G 轮一/iF 拉=4 000 N+500 N —3x500 N = 3 000 N,
F 浮=卩水gV 排,
=2k= ___ J s
八号、
3 排—P 水g —1.0x1 o' kg/n?x 1 o N/kg — m
(4) 工件在水中匀速上升时,
G 物一F 浮 4 000 N —3 000 N 讥= 3x500 N
答：⑴工件在水下的深度为15 m ；
(2) 水对工件产牛.的压强为1.5x10〃 Pa ；
⑶工件的体积为()3 m 3；
3 000N Vr.#=V xl00%^66.7%o
(4)滑轮组的机械效率为66.7%o
同步练习
-、选择题
1.（2017-舟山）图是一种切甘蔗用的钏刀示意图。

下列有关说法正确的是
A.刀刃很薄,可以增大压力
B.钏刀实质上是一种费力杠杆
C.甘蔗放在a点比b点更易被切断
D.手沿R方向用力比沿F2方向更省力
2.（2018-临沂中考）图甲所示的杠杆是水平平衡的。

如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，如图乙所示，则杠杆（A ）
L-i
-
-----
------- J L-i
-------
甲乙
A.右端下沉
B.左端下沉
C.要保持平衡应将左端的物体向右移动
D.要保持平衡应在右端再加挂一个物体
3.（2017-绍兴中考）如图甲是制作面团的情景，把竹杠的一端固定在绳扌I【中，人骑在另一端施加一个■向下的大小为F的力，而团被不断挤压后变得更有韧性，图乙为压而团原理图，关于压而团过程的叙述正确的是（C ）
A.面团对杆的作用力方向向下
B.面团对杆的作用力大小等于F
C.而团被压扁说明力能使物体发生形变
D.A点向下移动的距离小于B点向下移动的距离
4.（2018•衢州中考）如图所示是汽车起重机，其中A、B组成滑轮组（结构如示意图）, C杆伸缩•可改变吊臂的长短，。

杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度，O为吊臂的转动轴，装在E里的电动机牵引钢丝绳，利用滑轮组提升重物，H为在车身外侧增加的支柱，F为吊臂顶端受到竖直向下的力。

下列有关汽车起重机的叙述中错误的是（A）
A.滑轮组中A滑轮用于改变力的方向
B.当C杆伸长时吊臂对D杆的压力将变大
C.当D杆伸长时力F的•力臂将变小
D.丹的作用是工作时以防翻车和避免轮胎受到的压力过大
5.（2016-宁波中考）如图，用5N的力F向下拉绳子，使物体在6 s内匀速上升0.3 mo这一过程中（C ）
A.物体上升速度为0.1 m/s
B.拉力所做的功为1.5 J
C.拉力做功的功率为0.5 W
D.物体的机械能守恒
6.（2017-台州）小柯用图所示装置提升重为400 N的物体，不计摩擦和滑动自重，下列说法正确的是（C）
A. 两个滑轮均为定滑轮
B. 人将绳子拉过1 m,物体也上升1 m
C. 物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200 N
D. 使用该装置不能省力，但能改变力的方向
二、填空题
1. （2016-湖州中考）如图所示是三类不同用途的杠杆模型。

这三类杠杆中，一定是 省力杠杆的是第_二—类,钓鱼竿与第—三—类杠杆原理相同。

2. （2017•衢州中考）如图为•小柯制作的“杠杆力臂演示仪=杠杆AOB 可绕O 点（螺 母）转动，OA=0.2m, OB=0.1 m, G 【= 2N,杠杆自身重力和摩擦不计，固定装 置未画出。

（1） 当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时，G2的重力为—4—No
（2） 松开螺母保持OA 不动，使OB 向下折一个角度后，•再拧紧螺母形成一根 可绕0点转动的杠杆点对应B 点），保持Gi 位置不变，要使杠杆在图乙 位置保持平衡，则G2应该移动到（C ）
A. B'点处
B.①点处
C.②点处
D.③点处
3.（2018•杭州中考）如图所示，将长为1.2米的轻质木棒平放在水平方形台而上， 左右两端点分别为A 、B,它们距台面边缘处的距离均为0.3米。

在A 端挂一个 重为30牛的物体，在B 端挂一个重为G 的物体。

⑴若G=30牛，台面受到木棒的压力为—60——牛。

第一类 ①+Ppm
f 怠
第二类 第三类
no
0.3米
0.3米
7 30牛
⑵若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于______ 90—牛。

(3) ___ 若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则G的取值范围为 10
〜90 __ 牛。

三、计算题
1.(2018-潍坊)如图所示，工人用滑轮组提升重为400 N的货物，所用拉力恒为240 N, 货物被匀速提升1()m。

求：
(1)工人做的功；
(2)滑轮组的机械效率。

解:⑴由图知,刃二2,贝I」绳子自由端移动的距离5=2/?=2xl0 m=20 m, 工人做的功W.Q=F S=240N X20 m二4800 J。

⑵提升物体做的有用功W {i=Gh=400 NxlO m二4000 J, 则滑轮组的机械效率“=土你100%二鬻#xi00%=83.3%。

2. (2017-襄阳)质量为60畑的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的 机械效率随货物重力变化的关系图像如图乙所示，机械中摩擦力及绳重忽略不计。

(g 取 \0N/kg)
(1) 影响滑轮组机械效率的因素之一是 ____________________ 。

(2) 若工人在1加加内将货物匀速向上提高了 6加，作用在钢绳上的拉力为400 N,求拉力的功率。

(3) 求动滑轮受到的重力。

(4) 该工人竖肓向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是 多少?(结果保留一位小数)
解：(1)物重(或动滑轮重)。

⑵由题图甲可知屮=3,则绳端移动的距离:
5=/?/?=3X 6 m=18 m,
拉力做的功：
W=Fs=400 Nx 18 m=7200 J,
拉力的功率：
(3) 由图乙可知，物重G=300 N 时，滑轮组的机械效率“=60%,
因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物 重做的功为总功，
所以,滑轮组的机械效率：
解得:G 动二200 N 。

(4) 己知工人的质量为60
p=w =7200] t~ 60s = 120 Wo
f
l= "总 xl00%= Gh （G+G 动）
/1 xl°°% 盂鈴 xl00%=60%, W%
300
甲 乙
则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力: F K=G人=加人g=60 kgxlO N/kg=6OO N,
由F）（G+G动）可得，提升的最大物重：
G k=nF大心动=3x600 N-200 N=1600 N,
则滑轮组的最大机械效率：
G大°严动xl00%= 1600 N
1600 N + 200 N
X100%~88.9%
o。