中考物理二轮复习简单机械和功练习含答案和解释Word文档格式.docx
《中考物理二轮复习简单机械和功练习含答案和解释Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中考物理二轮复习简单机械和功练习含答案和解释Word文档格式.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高度h/m
有用功
W有/J
拉力
F/N
弹簧测力计移
动的距离s/m
总功
W总/J
机械效
率η
1
A
0.50
0.2
0.10
0.20
0.4
0.08
125%
2
1.90
0.38
0.95
100%
3
B
0.25
0.6
4
0.75
0.45
84.4%
第9题图
(2)实验中机械效率η______1(选填“>”“=”或“<”),而表格中1、2两次实验的机械效率分别为125%和100%.这是什么原因?
通过观察图乙和图丙,手持弹簧测力计在竖直方向时,发现指针的位置不同,图乙中指针在零刻线的下方.
(3)经过分析,找到了机械效率为100%和125%的原因是:
用滑轮组A进行实验时,弹簧测力计的示数比细绳实际的拉力要________,用测量值计算出的总功比细绳实际拉力做的功要________,因此测得的机械效率比实际效率要高.
(4)实验总结:
在测量滑轮组机械效率的实验中,考虑弹簧测力计对读数的影响,测拉力时,弹簧测力计一般要竖直向________移动;
若弹簧测力计倒置时测拉力,要先将指针调至零刻线处.
命题点五 功、功率的相关计算
10.利用图示滑轮组将重为1200N的摩托车匀速提升2m,所用时间为1min,拉力F为280N.此过程中绳子自由端移动的距离为__________m,额外功为__________J,拉力做功的功率为__________W.
第10题图
11
“擦窗机器人”的质量为2kg,它的“腹部”有吸盘,当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上.(g取10N/kg)
(1)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力________(选填“变大”“变小”或“不变”).
(2)吸盘与玻璃的接触面积为1.2×
10-3m2,若吸盘在此面积上对玻璃的压强为1.5×
105Pa,则吸盘对玻璃的压力是多大?
(3)擦窗机器人以0.1m/s的速度匀速竖直向下运动8s,它所受重力做的功是多少?
重力做功的功率是多大?
第11题图
12.图示为某型号压路机,其部分参数如下表.其中,振动频率30Hz是指压路机在施工中钢轮1秒钟压路30次.(g取10N/kg)
整机质
量(kg)
18000
钢轮振动
频率(Hz)
30
行驶速度
(km/h)
2.5/
9.8
振幅(mm)
2.0/
1.0
发动机功
率(kW)
110
钢轮激振力
(×
103N)
320/
160
(1)压路机静止时对水平路面的压力是________N;
钢轮的质量大、与地面____________小,对地面的压强大.
(2)压路机以2.5km/h的速度在路面上匀速行驶6min,通过的路程是多少?
(3)若钢轮的激振力为大小不变垂直作用在路面上的力,振动的振幅为钢轮每次下压路面的距离,则以表中较大激振力和较大振幅工作1min,激振力对路面所做的功是多少?
功率是多大?
第12题图
13.上海世博会采用了我国自行开发研制的纯电动中巴车用于接待来宾.该车部分技术参数如下表:
长/宽/高(mm)
7030/2050/2650
最大车速(km/h)
100
空车质量(kg)
2080
最大功率(kW)
80
电源
锂电池
座位数(含司乘)
15
参考表中数据,完成以下要求:
(g取10N/kg)
(1)该车轮胎上的花纹是为了增大________;
电动车与以汽油为燃料的汽车比较,它的优点是______________________________________(写出一条即可).
(2)该车静止在水平路面上,空载时轮胎与路面接触的总面积为0.15m2,车对路面的压强是多大?
(3)该车在最大功率下,以最大车速在水平路面上匀速直线行驶5km,需要多长时间?
车在运动过程中受到的阻力是多大?
命题点六 机械效率的相关计算
14.图甲所示为一种搬运建筑材料的装置,AB是个杠杆,O为支点.杠杆平衡时,B端受到的向下的拉力________A端受到的向下的拉力(选填“大于”“小于”或“等于”);
用于装载货物的小车自重为500N,若搬运2000N的货物,电动卷扬机拉钢丝绳的力F甲=1600N,该滑轮组的机械效率η甲=________;
若用同样的滑轮按乙图组装,匀速提升相同的货物,电动卷扬机拉钢丝绳的力为F乙,乙滑轮组的效率为η乙,考虑实际情况,则F甲________F乙,η甲________η乙(选填“>
”“<
”或“=”).
第14题图
15.人们常用木板搭成一个斜面将重物运到汽车上,某次搬运中用3m长的木板将240N的重物匀速推到1.5m高处.推力F为150N.该斜面的效率为________,物体所受的摩擦力为________N.若要提高该斜面的效率,可采取的措施是__________________(写出一条即可).
第15题图
16.图示的起重机将重为6×
103N的货物匀速提升10m,它的电动机做功1.25×
105J,起重机匀速提升货物做的有用功为________J,机械效率为________.对于实际机械,机械效率总小于100%的原因是_____________________________________________________________________.
第16题图
17.如图所示,用平行于斜面、大小为1.25N的拉力F,将重为1.8N的物体从斜面底端匀速拉至顶端,则有用功是________J,机械效率是________.
第17题图
18.图示为一个升降晾衣架示意图,它依靠滑轮组升降衣物.某次晾晒重80N的湿衣物时,人匀速拉动绳子使衣物上升了1.2m,机械效率为80%,那么人所做的功为__________J,人对绳子的拉力为____________N.
第18题图
19.司机师傅很轻松地转动方向盘就能改变汽车的行驶方向,为什么会有这样的效果呢?
同学们利用如图所示装置进行了研究,用弹簧测力计拉着绕在大轮上的细绳向上运动时,小轮绕着共同的轴心转动可以提升物体.要使挂在小轮上重力为2N的物体匀速上升10cm,则测力计的示数为0.8N,上升的距离为30cm.由此可知,利用此装置可以________(选填“省力”或“省功”),其机械效率是________%.
第19题图
20.如图是一台两栖履带起重机.它可以在陆地和水深不超过2.5米的滩涂路面行驶工作.
(1)起重机安装宽大履带的目的是减小起重机对地面的________.
(2)当起重机吊起4.8×
105N的货物时,货物匀速升高15m用时40s.若滑轮组的机械效率为75%,滑轮组上绳子自由端的拉力及拉力的功率各是多少?
第20题图
21.如图所示,质量为72kg的人用滑轮组提升重物,把质量为30kg的物体匀速提升了2m,用时12s,拉力为120N,他与地面接触的总面积为0.04m2,请解答下列问题.(不计绳重和轮与轴之间的摩擦,g取10N/kg)
(1)当物体匀速上升时,人对地面的压力____________(选填“大于”“小于”或“等于”)人的重力,此时人对地面的压强是多大?
(2)求匀速提升该重物时滑轮组的机械效率.
(3)若用此滑轮组在相同时间内,把质量为45kg的物体匀速提高相同高度,拉力的功率是多大?
第21题图
22.如图甲所示,工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢,货物移动的距离s与时间t的关系如图乙所示.在此期间,工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为594N.此斜面的长为5m,高为1m,这箱货物重为1500N.
第22题图
(1)0~5s内,这箱货物处于________状态,工人所做的功为________J.
(2)5~30s内,这箱货物运动的速度是多少?
拉力做功的功率是多大?
(3)该斜面的机械效率是多少?
答案:
1.费力 惯性 【解析】劈木头时,斧柄相当于杠杆,后面手的位置是支点,前面手所用的力是动力,斧头所受的力是阻力,由于动力臂小于阻力臂,所以斧柄相当于一个费力杠杆;
而斧头继续向下运动是由于斧头具有惯性.
2.省力 减小 【解析】从题图可以看出所使用的犁的动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;
犁的铧表面光滑,可以减小泥土对铧的摩擦力.
3.小于 省力 向上 【解析】根据凸透镜成像规律可知,当把凸透镜当作放大镜使用时,物体到凸透镜的距离应该小于一倍焦距;
由题图可知,使用该指甲刀时,拇指在杠杆上用力的力臂大于指甲对杠杆阻力的力臂,故它属于省力杠杆;
当拇指用力压杠杆时,刀片要向下压指甲,又因物体间力的作用是相互的,且刀片对指甲的力和指甲对刀片的力是作用力与反作用力,这两个力的方向相反,故指甲对刀片的力的方向是向上的.
【延伸】费力 c 【解析】由图分析可知投石机动力臂小于阻力臂,所以它是一个费力杠杆;
在a、b、c三个力的方向上,c的力臂最长,由杠杆平衡条件可知,c的力最小.
4.平衡螺母 F1l1=F2l2
【延伸】大于 【解析】根据杠杆的平衡条件:
F1×
L1=F2×
L2可知:
FA•LA=FB•LB,由图知,萝卜粗的一端离支点近,力臂小,即LA<LB,所以FA>FB;
由题意知FA=GA,FB=GB,所以GA>GB.
5.如答图所示
第5题答图
【作图步骤】①画重力示意图:
过重心沿竖直向下的方向画带箭头的线段,并标上重力符号G(注:
重力方向竖直向下);
②画重力力臂:
过支点O作重力作用线的垂线段,用大括号括起来,标上力臂符号L和垂足.
6.如答图所示
第6题答图
【解析】力臂是支点到力的作用线的距离.揭井盖时,力F是动力,O是支点,过O点作力F的垂线,并标上垂足,支点到垂足之间的距离就是这个力的力臂,并用大括号括起来,用L表示.
7.如答图所示
第7题答图
【解析】本题考查力和力臂的作法,部分学生误认为OA就是力臂,这是错误的,力臂是从支点到力的作用线之间的垂足距离.
8.如答图所示(2分)
第8题答图
【延伸】1.如答图所示
延伸1题答图
【解析】渔网的重力作用点作用在鱼网的重心上,过支点O作重力G的垂线即为重力力臂L,并标上垂足.具体如答图所示.
2.如答图所示
延伸2题答图
【解析】由题分析可知站在地面上的人将物体提升,即绳子要从定滑轮出来.具体如答图所示.
9.
(1)0.15(1分) 66.7%(1分)
(2)<(2分) (3)小(1分) 小(少)(1分) (4)上(1分)
【解析】
(1)依据功的计算公式W=Fs和机械效率的计算公式η=W有用W总×
100%很容易算出空白处所填的数据;
(2)实际中机械效率应该小于1;
(3)由题图乙、丙观察可知,由于实验时手持弹簧测力计的影响(图乙手持弹簧测力计时,重力对结果有很大影响),导致1、2两次实验机械效率大于(或等于)1,所以用它实验时,示数要比实际拉力小,则测得总功也比实际拉力做的功小;
(4)为了防止类似现象的发生,实验时一般要将弹簧测力计竖直向上拉动.
10.(每空1分,共3分)12 960 56 【解析】由题图可知滑轮组由6段绳子承担物重,绳子自由端移动的距离是摩托车提升高度的6倍,摩托车提升2m,则绳子的自由端移动的距离是12m;
此时拉力做的总功W总=Fs=280N×
12m=3360J,对摩托车做的有用功W有=Gh=1200N×
2m=2400J,故额外功W额=W总-W有=3360J-2400J=960J;
拉力做功的功率P=W总t=3360J60s=56W.
11.
(1)不变(1分) 【解析】当机器人在竖直玻璃上静止时,它在竖直方向上只受到两个力的作用,即重力和摩擦力.当真空泵继续向外抽气时,它在竖直方向上也只受这两个力的作用,根据二力平衡的知识可知,摩擦力的大小总等于重力的大小,所以摩擦力大小不变.
解:
(2)由p=FS知吸盘对玻璃的压力
F=pS=1.5×
105Pa×
1.2×
10-3m2=180N(2分)
(3)擦窗机器人8s下降的高度
h=s=vt=0.1m/s×
8s=0.8m(1分)
擦窗机器人的重力
G=mg=2kg×
10N/kg=20N(1分)
重力做的功
W=Gh=20N×
0.8m=16J(1分)
重力做功的功率
P=Wt=16J8s=2W(2分)
12.
(1)1.8×
105(1分) 接触面积(1分) 【解析】根据压路机的整机质量,可以求得压路机的重力G=mg等于其在水平路面上静止时,对水平路面的压力;
因为钢轮的质量大,则压力大,与地面的接触面较小,故它对地面的压强大.
(2)6min内通过的路程
s=vt=2.53.6m/s×
6×
60s=250m(2分)
(3)钢轮1min压路的次数
n=30次/s×
60s=1800次(1分)
钢轮振动一次做的功
W=Fs=320×
103N×
2×
10-3m=640J(1分)
1min做功为W总=nW=1800×
640J=1.152×
106J(1分)
功率P=W总t=1.152×
106J60s=1.92×
104W(1分)
13.
(1)摩擦(或摩擦力)(1分) 环保(1分)
(2)空载时车对路面的压力
F=G=mg=2080kg×
10N/kg=2.08×
104N(1分)
车对路面的压强p=FS=2.08×
104N0.15m2≈1.39×
105Pa
(在138667~1.39×
105Pa范围均计分)(2分)
(3)解法一:
所用时间t=sv=5km100km/h=0.05h=180s
或t=sv=5×
103m27.78m/s≈179.99s
(在178.57~180s范围均计分)(1分)
牵引力所做的功W=Pt=8×
104W×
180s=1.44×
107J
由W=Fs得,F=Ws=1.44×
107J5×
103m=2880N
(在2857~2880N范围均计分)(2分)
由题知该车做匀速直线运动,故f=F=2880N
(在2857~2880N范围均计分)(1分)
解法二:
所用时间t=sv=5km100km/h=0.05h=180s
(在178.57~180s范围均计分)(2分)
P=Wt=Fst=Fv,F=Pv=8×
104W27.78m/s≈2880N
(在2857~2880N范围均计分)(1分)
14.(每空1分,共4分)小于 62.5% > > 【解析】对杠杆AOB分析知,由于B端受到的向下的拉力的力臂大于A端受到的向下的拉力的力臂,所以B端受到的向下的拉力小于A端受到的向下的拉力;
分析甲图可知有两段绳子承担物重,由η甲=W有W总×
100%=G物hF甲2h×
100%=G物2F甲×
100%=2000N2×
1600N×
100%=62.5%;
分析乙图可知有三段绳子承担物重,则F甲大于F乙,乙图又增加了一个滑轮,摩擦力变大,所以η甲也大于η乙.
15.(每空1分,共3分)80% 30 使斜面更光滑(或减小摩擦力) 【解析】有用功:
W有用=Gh=240N×
1.5m=360J,总功:
W总=Fs=150N×
3m=450J,故斜面的效率为η=W有用W总×
100%=360J450J×
100%=80%;
因为W总=W有用+W额,所以克服摩擦力做的额外功:
W额=W总-W有用=450J-360J=90J,因为W额=fs,所以摩擦力f=W额s=90J3m=30N;
要提高斜面的效率,可减小由于克服摩擦力所做的额外功,如使斜面更光滑等.
16.(每空1分,共3分)6×
104 48% 机械不可避免地要做额外功(或有用功总小于总功等) 【解析】用起重机提升重物时,克服重物重力所做的功是有用功,即W有=Gh=6×
10m=6×
104J;
电动机所做的功是总功,则η=W有W总×
100%=6×
104J1.25×
105J×
100%=48%,即机械效率为48%;
对于实际机械,不可避免地要做额外功,使得有用功总是小于总功,所以机械效率总是小于100%.
17.(每空2分,共4分)0.36 72% 【解析】把物体从斜面底端匀速拉至顶端做的有用功为W有用=Gh=1.8N×
0.2m=0.36J;
拉力所做的总功为W总=Fs=1.25N×
0.4m=0.5J,故斜面的机械效率为η=W有用W总×
100%=0.36J0.5J×
100%=72%.
18.(每空2分,共4分)120 25 【解析】本题考查了功、机械效率的计算.在提升过程中,人对湿衣物所做的功是有用功,人所做的功为总功,即W有=Gh=80N×
1.2m=96J,由机械效率是80%可知,W总=W有η=96J80%=120J;
再根据公式W总=Fs知,人对绳子的拉力F=W总s=W总hn=120J1.2m×
4=25N.
19.(每空2分,共4分)省力 83.3 【解析】本题考查的是简单机械——轮轴.从题图中可以看出动力臂大于阻力臂,因此是一个省力装置;
其次本题还考查了机械效率的概念.机械效率η=W有W总×
100%=2N×
10cm0.8N×
30cm×
100%≈83.3%.
20.
(1)压强(1分) 【解析】起重机安装宽大履带的目的是通过增大受力面积来减小压强.
解:
(2)提升重物时做的有用功
W有用=G物h=4.8×
105N×
15m=7.2×
由η=W有用W总×
100%得,拉力做的总功
W总=W有用η=7.2×
106J75%=9.6×
由W=Fs得,拉力
F=W总s=W总2h=9.6×
106J2×
15m=3.2×
105N(2分)
拉力做功的功率P=W总t=9.6×
106J40s=2.4×
105W(2分)
【一题多解】
(2)问还可以这样求解:
100%=GhFs×
100%=G2F×
100%得,拉力
F=G物2η=4.8×
105N2×
75%=3.2×
105N(3分)
绳子自由端移动的速度
v=st=2ht=2×
15m40s=0.75m/s(1分)
则拉力做功的功率为
P=Wt=Fv=3.2×
0.75m/s=2.4×
21.解:
(1)小于(1分)
人向下拉绳子时,人对地面的压力
F=G人-F拉=m人g-F拉=72kg×
10N/kg-120N=600N(1分)
人对地面的压强
p=FS=600N0.04m2=1.5×
104Pa(1分)
(2)滑轮组的机械效率
η=W有W总×
100%=G1hF拉s×
100%=m1ghF拉S×
100%=
30kg×
10N/kg×
2m120N×
3×
2m×
100%=600J720J×
100%≈83.3%(2分)
(3)匀速提升30kg物体时,由F=G1+G动n得,动滑轮重
G动=nF拉-G1=3×
120N-300N=60N(1分)
匀速提升45kg物体时,拉力
F拉′=G2+G动n=m2g+G动n=45kg×
10N/kg+60N3=170N(1分)
拉力做功的功率
P总′=W总′t=F拉′st=170N×
2m12s=1020J12s=85W(1分)
22.
(1)静止(1分) 0(1分) 【解析】因为0~5s内,物体静止;
没有在力的方向上移动距离,所以这段时间工人不做功,即做功为0J.
(2)这箱货物运动的速度是:
v=st=5m25s=0.2m/s(1分)
拉力做功为:
W=Fs=594N×
5m=2970J(1分)
拉力做功的功率是:
P=Wt=2970J25s=118.8W(1分)
(3)工人对这箱货物所做的功为有用功:
W有用=Gh=1500N×
1m=1500J(1分)
拉力所做的功是总功为:
W总=W=2970J
斜面的机械效率是:
η=W有用W总×
100%=1500J2970J×
100%≈50.5%(1分)
(2)问的功率还可以这样求解:
由P=Wt和W=Fs、v=st可得:
P=Fv=594N×
0.2m