中考物理复习专题练习简单机械.docx
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中考物理复习专题练习简单机械
简单机械
考点1杠杆
一、选择题
1.（2020北京）如图所示，正在使用的四种工具，属于费力杠杆的是（ ）
2.（2020益阳）如图所示是指甲剪的示意图，F是剪指甲时施加的一个力，则关于指甲剪的下列说法正确的是（ ）
A.指甲剪只由一个杠杆组成B.指甲剪由两个杠杆组成
C.对杠杆ABC，若以B为支点，则动力臂是l
D.对杠杆ABC，若以B为支点，则动力臂是BC
3.（2020安顺）撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具．如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景，撬棒上O点为杠杆的支点．下列分析正确的是（ ）
A.此时撬棒为等臂杠杆B.应用此撬棒的主要目的是省力
C.力F的作用点靠近O点会更省力
D.应用此撬棒的主要目的是省距离
4.（2020荆州）下面是“探究杠杆的平衡条件”实验装置图，关于此实验说法正确的（ ）
第4题图
A.图甲中，欲使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应该向左调节
B.图乙中，在A点用力拉杠杆，一定是省力杠杆
C.图丙中，若杠杆左端钩码向左、右端钩码向右各移动一格，则杠杆左端下沉
D.图丁中，当F的大小等于钩码重力一半时，可以使杠杆平衡
二、填空作图题
5.（2020安徽）停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出，如图甲所示．我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆．若横杆AB粗细相同、质量分布均匀，重G＝120N，AB＝2.8m，AO＝0.3m．要使横杆AB保持水平平衡，需在A端施加竖直向下的力F＝________N.
第5题图
6.（2020攀枝花）如图所示，用细线把两块石头A、B分别挂在杠杆两边，杠杆在水平位置平衡，A的力臂L1＝12cm，B的力臂L2＝10cm.A的重力GA＝3N，则B的重力GB＝________N．若将A、B的挂点同时向支点O移动2cm，则挂石头________（选填“A”或“B”）的一端将会上翘．
第6题图
7.（2020梧州）请在图中画出订书机受到的动力F的力臂l.
第7题图
8.（2020巴中）如图所示，轻质杠杆OMN上挂一重物，为使杠杆在图中位置平衡．请在N端画出最小力的示意图．
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
10.0
2.0
15.0
3
1.5
20.0
2.0
15.0
4
1.0
30.0
2.0
15.0
（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
一、选择题
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（ ）
第4题图
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.
第5题图
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________．
第6题图
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________．
第7题图
三、实验题
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
2
0.1
1.5
0.2
b
2
0.1
1.0
0.3
c
5
0.1
2.0
0.3
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______________．
四、计算题
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？
第9题图
参考答案
考点1杠杆
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
考点2 滑轮 滑轮组及机械效率
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%＝
×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%＝
×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%＝
×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%＝
×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%＝
×100%＝
×100%＝
×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%＝
×100%＝75%
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