中考物理复习专题练习简单机械文档格式.docx
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第8题图
9.(2020黔东南州)如图所示,用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来,B处挂一重物G,请你在杠杆上画出最小的动力F1及动力臂l1,使杠杆在图中位置平衡.
第9题图
三、实验题
10.(2020盐城)小明做“探究杠杆平衡条件”实验.
第10题图
(1)实验前,杠杆静止时的位置如图甲所示.要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向________调节.
(2)使用弹簧测力计时,首先进行的操作是________.
(3)如图乙所示,在杠杆左侧挂2个钩码,每个钩码的质量为50g.为了便于在杠杆上直接读出力臂的大小,在A点沿________向下方向拉动弹簧测力计,直至杠杆在________位置平衡.并将第一次数据记录在表格中.表中F1大小为弹簧测力计示数,F2大小为钩码的重力,L1、L2分别为F1、F2对应的力臂.
序号
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
1.5
10.0
1.0
15.0
2
3.0
2.0
3
20.0
4
30.0
(4)接下来,小明又进行了三次实验,将数据填在表中,最后总结得出规律.每次实验总是在前一次基础上改变F2、L1、L2中的一个量.小华分析数据后发现,第________次实验与前一次改变的量相同,需要调整的实验步骤是____________________.
四、计算题
11.(2020科研测试五)如图所示,重力不计的轻质杠杆AB可绕支点O无摩擦转动,AO∶OB=1∶2.将边长为10cm的均匀正方体甲放在电子秤上并悬挂在杠杆的A端,将重力为20N的均匀正方体乙置于杠杆的B端(乙的重心和B点在同一竖直线上),此时杠杆处于水平平衡状态,电子秤的示数为10N.求:
(1)甲对电子秤的压强;
(2)甲的密度;
(3)在乙上放一个小正方体丙,杠杆仍处于水平平衡状态,电子秤的示数变为0,则丙的重力是多少.
第11题图
考点2 滑轮 滑轮组及机械效率
1.(2020盐城)如图所示,小明利用动滑轮匀速提升木箱,以下做法可以提高动滑轮机械效率的是( )
第1题图
A.适当增加木箱重力
B.增大木箱上升高度
C.增大提升木箱的速度
D.换用质量更大的动滑轮
2.(2020聊城)如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别将A、B两物体匀速向上提升,若所用拉力大小相等,绳端在相同时间内移动了相同的距离.不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.两物体上升的速度相同
B.两种装置的机械效率相等
C.两次提升物体所做的有用功相等
D.两种装置中拉力做功的功率相等
3.(2020宁夏)用如图所示滑轮组,将一质量为50kg的物体,在10s内匀速向上提升2m,已知拉力F=300N.在此过程中,下列说法正确的是( )
第3题图
A.绳子自由端移动的距离为6m
B.拉力F的功率为60W
C.人所做的额外功为300J
D.该滑轮组的机械效率约为83.3%
4.(2020滨州改编)如图所示,重800N的物体在100N水平拉力F的作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20s,滑轮组的机械效率为60%.在此过程中,下列说法正确的是( )
A.拉力F做的功为400J
B.物体与地面间的滑动摩擦力为180N
C.额外功的功率为18W
D.若物体的重力和运动速度不变,只增大水平地面的粗糙程度,则滑轮组的机械效率会降低
二、填空题
5.(2020淄博改编)利用图中所示的装置分别用力竖直匀速提升重100N的物体,物体运动速度为0.1m/s,每个滑轮重20N,不计绳重和摩擦.拉力F甲=________N,拉力F乙做功的功率是________W.
6.(2020连云港)用如图所示滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升1m,拉力大小为120N,拉力做功的功率为______W,有用功为________J,滑轮组的机械效率为________.
7.(2020育才中学模拟)如图所示,用滑轮组将重为60N的正方体物体在5s内沿水平方向匀速拉动4m,所施加的拉力大小为15N,物体受到的摩擦阻力为重力的0.4倍,则拉力的功率为______W,该滑轮组的机械效率为________.
8.(2020哈尔滨)提高机械效率,能够更充分地发挥机械设备的作用.“测量机械效率”实验装置如图.(每个动滑轮重相同,忽略摩擦及绳重)
第8题图
(1)实验中应________拉动弹簧测力计.
(2)实验过程中收集到a、b、c三组实验数据如下.
装置
钩码
重/N
钩码上升
的高度/m
弹簧测力
计示数/N
绳子自由端移
动的距离/m
a
0.1
0.2
b
0.3
c
5
计算出a组实验的:
有用功__________J,机械效率________.
(3)比较a、b两组的机械效率,它们的关系是:
ηa______ηb,若提升相同物重到相同高度,与a装置相比,b装置的优势是____________.比较b、c滑轮组,它们机械效率的关系是:
ηb________ηc,影响它们机械效率高低的因素是______________.
9.(2020天水)在九年级物理拓展课上,李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景,设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料,若他用250N的拉力在20s内将450N的材料提升了10m(不计绳重和摩擦,g=10N/kg).求:
(1)拉力的功率是多少?
(2)提升450N材料时,此滑轮组的机械效率是多少?
(3)若绳子能承受的最大拉力为400N时,此滑轮组的机械效率最大可提高到多少?
参考答案
1.D 【解析】羊角锤、核桃夹和园艺剪使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,食品夹使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,D正确.故选D.
2.C 【解析】指甲剪由三个杠杆组成,A、B错误;
力臂是支点到力的作用线的距离,对杠杆ABC,若以B为支点,则动力臂是l,C正确,D错误.故选C.
3.B 【解析】由定义可知,支点O到动力作用线的距离是动力臂,由题图可知,撬棒的动力臂大于阻力臂,所以撬棒是省力杠杆,A错误;
在撬动石块的过程中,应用此撬棒是为了省力,B正确;
根据杠杆平衡条件可知,当阻力与阻力臂不变时,动力F越靠近支点O,动力臂越小,所需的动力就越大,会更费力,C错误;
对于省力杠杆,省了力,就费距离,D错误.故选B.
4.C 【解析】由图甲可知,杠杆左端下沉,则需要将平衡螺母向右调节,才能使杠杆在水平位置平衡,A错误;
图乙中,若在A点用力拉杠杆使杠杆平衡,由于没有明确力的方向,动力臂可能小于阻力臂,则此时杠杆是费力杠杆,B错误;
图丙中,设杠杆一小格长度为l,一个钩码重力为G,当杠杆右端钩码向右移动一格,右端力与力臂的乘积为2G×
4l=8Gl,左端钩码向左移动一格,左端力与力臂的乘积为3G×
3l=9Gl,左侧力与力臂的乘积较大,故杠杆左端下沉,C正确;
图丁中,动力、阻力在杠杆支点的同侧,且两个力的方向相同,则杠杆不可能处于平衡状态,D错误.故选C.
5.440 【解析】根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得:
F·
AO=G·
L2(L2为支点O到杠杆重心的距离);
其中L2=
AB-AO=
×
2.8m-0.3m=1.1m,则有F=
=
=440N.
6.3.6 B 【解析】由杠杆平衡条件得,GAL1=GBL2,代入相关数值得,3N×
12cm=GB×
10cm,解得:
B的重力为GB=3.6N;
若A、B的挂点同时向支点O移动2cm,则左端力和力臂的乘积M1=3N×
(12cm-2cm)=30N·
cm,右端力和力臂的乘积M2=3.6N×
(10cm-2cm)=28.8N·
cm,由于M1>
M2,所以挂石头B的一端将会上翘.
7.如答图所示
第7题答图
【解析】力F的力臂是从支点O到F的作用线的距离,从支点O向力F的作用线作垂线段,并标出力臂的符号l,具体如答图所示.
8.如答图所示
第8题答图
9.如答图所示
第9题答图
【解析】根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,在其他条件不变时,动力臂越长,动力越小,故要画出最小的力,就必须使其力臂最长.①选择杠杆上离支点最远的点为动力作用点(如图B点);
②直接用虚线连支点O与作用点B,该距离为动力F1的动力臂l1,用大括号括起来并标上l1;
③判断动力的方向(如答图,动力方向应该斜向上,此时杠杆才能平衡);
④过B点斜向上垂直动力臂l1作出动力F1,并标上垂足.
10.
(1)右
(2)校零 (3)竖直 水平 (4)4 保持F2和L1不变,改变L2的大小
【解析】
(1)如图甲所示,杠杆的左端下沉,应把杠杆两端的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)在使用弹簧测力计之前,应校零,调节指针在零刻度线处;
(3)如图乙所示,在杠杆的左侧挂2个钩码,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得,用弹簧测力计在杠杆右侧的A点竖直向下拉动,直到杠杆在水平位置平衡;
(4)分析表格中的数据发现,第4次实验数据与前一次的变化量相同,需要调整的实验步骤是保持F2和L1的大小不变,改变L2的大小.
11.解:
(1)当杠杆在水平位置平衡时,电子秤的示数为10N,即电子秤受到的压力为F=10N,所以甲物体对电子秤的压强为:
p=
=1000Pa
(2)由题意可知,当杠杆在水平位置平衡,由杠杆原理可知:
FA×
OA=GB×
OB,因AO∶OB=1∶2,解得甲对杠杆的拉力FA=
=40N
因杠杆对甲的拉力与甲对杠杆的拉力是一对相互作用力,即F拉=FA,此时物体甲的受力情况为:
G甲=F支+F拉,则物体甲的重力:
G甲=F支+F拉=10N+40N=50N,所以甲物体的质量为:
m=
=5kg
由ρ=
可得,甲物体的密度ρ=
=5×
103kg/m3
(3)当电子秤的示数为0时,则有FA′=GA=50N,根据杠杆平衡条件可得,FA′×
OA=GB′×
OB,因AO∶OB=1∶2,解得GB′=
=25N,则丙物体的重力为:
G丙=GB′-G乙=25N-20N=5N
1.A 【解析】如果增大木箱重力,额外功不变,有用功会增大,机械效率会变大,A符合题意;
由η=
可知,增大木箱上升的高度,机械效率不变,B不符合题意;
动滑轮机械效率与速度无关,C不符合题意;
增大动滑轮的质量,额外功增加,有用功不变,机械效率变小,D不符合题意.故选A.
2.D 【解析】由图可知,甲是定滑轮,乙是动滑轮,绳端在相同时间内移动了相同的距离,由v=
可知绳端移动的速度相同,A物体上升的速度等于绳端移动的速度,B物体上升的速度是绳端移动速度的一半,A错误;
所用拉力大小相等,绳端在相同时间内移动了相同的距离,由W总=Fs可知总功相等,不计绳重和摩擦,甲图中物体的重力GA=F,乙图中物体的重力GB=2F-G动,A物体上升的高度hA=s,B物体上升的高度hB=
s,甲图中有用功W有甲=GAhA=Fs,乙图中有用功W有乙=GBhB=(2F-G动)×
s=Fs-
G动s,则W有甲>W有乙,C错误;
甲图中机械效率η甲=
=100%,乙图中机械效率η乙=
=(1-
)×
100%,则η甲>η乙,B错误;
由P=Fv绳可知两种装置中拉力做功的功率相等,D正确.故选D.
3.D 【解析】由图可知承担物重的绳子的股数为2,绳子自由端移动的距离为s=nh=2×
2m=4m,A错误;
拉力F的功率为P=
=120W,B错误;
人所做的额外功为W额外=W总-W有用=Fnh-Gh=300N×
2×
2m-500N×
2m=200J,C错误;
该滑轮组的机械效率为η=
100%=
100%=83.3%,D错误.故选D.
4.B 【解析】物体移动的距离为s=vt=0.1m/s×
20s=2m,绳端移动的距离为s′=ns=3×
2m=6m,拉力做的功为W总=Fs=100N×
6m=600J,A错误;
有用功为W有=W总·
η=600J×
60%=360J=fs=f×
2m,解得f=180N,B正确;
额外功为W额=W总-W有=600J-360J=240J,功率为P=
=12W,C错误;
物体重力和运动速度不变,只增大接触面的粗糙程度,有用功增大,则机械效率升高,D错误.故选B.
5.100 12
6.36 300 83.3% 【解析】拉力做的总功W总=Fs=Fnh=120N×
3×
1m=360J,功率P=
=36W;
有用功为W有用=Gh=300N×
1m=300J;
机械效率η=
100%≈83.3%.
7.24 80% 【解析】拉力F通过的距离s绳=2S物=2×
4m=8m;
拉力F所做的功为W总=Fs绳=15N×
8m=120J;
拉力做功的功率为P=
=24W;
地面对物体的摩擦阻力为f=0.4×
60N=24N;
克服摩擦力所做的功W有用=fs物=24N×
4m=96J;
滑轮组的机械效率η=
100%=80%.
8.
(1)匀速竖直向上
(2)0.2 66.7% (3)= b比a拉力小 <
被提升的物重 【解析】
(1)测量滑轮组机械效率时,应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计,这样才能保证测得的数据准确;
(2)W有=Gh=2N×
0.1m=0.2J;
W总=Fs=1.5N×
0.2m=0.3J,机械效率η=
100%≈66.7%;
(3)分析数据而知,ηa和ηb相等,b装置更有优势,原因是b装置吊着动滑轮的绳子段数多,更加省力;
分析数据可知ηb要小于ηc,因为此时c装置中所提升的物重比b装置中所提升的物重大.
9.解:
(1)由题图可知,n=3,则绳端移动的距离为s=nh=3×
10m=30m
拉力做的功为W=Fs=250N×
30m=7500J
拉力的功率为P=
=375W
(2)机械效率为η=
100%=60%
(3)由F=
(G+G动)得,动滑轮重力为G动=nF-G=3×
250N-450N=300N
能吊起物体的最大重力为G′=nF′-G动=3×
400N-300N=900N
滑轮组最大机械效率为η′=
100%=75%