中考科学压轴专题14 简单机械计算学生版.docx

1、中考科学压轴专题14 简单机械计算学生版2020年中考科学压轴专题汇编 专题14 简单机械计算 【考点1】杠杆计算【例1-1】.如图 ,将长为1.2米的轻质杆平放在水平方形台面上 ,杆左右两端点分别为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。问： （1）若G=30牛 ,则台面受到杆的压力为多少牛? （2）若要使杆右端下沉 ,B端挂的物体至少要大于多少牛? （3）若B端挂物体后 ,杆仍在水平台面上静止 ,则G的取值范围是多少牛? 【变式1-1】如图所示 ,轻质杠杆OP长1m ,能绕O点转动 ,P端用细绳悬于N点。现有一质量为1kg的物

2、体A通过滑环挂在M点（滑环和绳子的质量可忽略） ,OM的长度为0.1m ,由于杆OP与水平方向成30角倾斜 ,滑环刚好能由M向P端匀速滑动 ,滑动速度为0.02m/s ,细绳能承受的最大拉力为9N。（g取10N/kg）求： （1）滑环从M点开始滑动 ,经过多长时间后细绳会断裂； （2）从滑环自M点滑动到细绳PN断裂时 ,A所受重力做的功； （3）上述过程中 ,A所受重力做功的功率。 【例1-2】某科学兴趣小组利用硬棒(质量可忽略不计)、细线、若干已知重力的物体、刻度尺等器材来研究杠杆平衡的条件。如图所示 ,在C处挂一待测物体B ,当重为8牛的物体A挂在D处时 ,硬棒在水平位置平衡 ,用刻度尺测

3、得OC为6厘米 ,OD为18厘米。 （1）此时物体B的重力是多少牛？ （2）保持O点位置和物体A的重力不变 ,在C处挂上不同重力的物体 ,移动物体A的位置 ,使硬棒在水平位置平衡 ,分别在OE上标出相应的重力值所对应的刻度 ,就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆。问该杠杆的刻度是否均匀？请说明理由。 【变式1-2】小明利用一根木筷、物体M、托盘和烧杯自制简易密度秤 ,主要制作步骤如下: 如图所示 ,将烧杯放入A端的托盘中 ,改变物体M悬挂点的位置至B ,使木筷在水平位置静止；在A端的烧杯内注入体积为V的水 ,改变物体M悬挂点的位置至C ,使木筷在水平位置再次静止 ,在C点标注水的密度值为1

4、.0g/cm3；在A端的烧杯内注入体积为V0的其它液体 ,重复步骤 ,在密度秤上标注刻度。 （1）要在该密度秤上标出密度为0.5g/cm3的刻度线 ,则所标刻度线_(选填“在”或“不在”)BC的中间位置； （2）小明发现他所制成的密度秤相邻两刻度线之间的距离太小 ,导致用此密度秤测量液体密度时误差较大 ,为此同学们提出了如下改进方案 ,其中可行的是 : A.增大物体M的质量B.换长些的木筷制作密度秤C.换更轻的木筷制作密度秤D.标密度秤的刻度线时 ,适当增大装入烧杯的液体的体积V0（3）小明最终所制成的密度秤 ,OA的长度为4m ,OB的长度为2m ,OD的长度为10cm ,物体M的质量为10

5、0g ,每次测量时 ,在A端烧杯内均倒入体积为100cm3的液体 ,则该密度秤所能测量的液体的最大密度为多少? 【考点2】滑轮计算【例2-1】如图所示 ,小明用滑轮组将重为500N的物体在10s内匀速提升了1.5m每个滑轮的重相等 ,均为20N ,不计绳重及摩擦求： （1）小明受到地面的摩擦力 （2）小明做功的功率 （3）滑轮组的机械效率 【变式2-1】6.小明同学利用两个相同滑轮组成的滑轮组提升重物。在与动滑轮相切的细绳上作一标记A(如图甲所示) ,然后用一定大小拉力竖直向上匀速拉动绳子自由端 ,使总重为90N的物体匀速上升。当物体上升高度为10cm时 ,小明同学在与动滑轮相切的细绳上作另标

6、记B ,并测出AB两点间的距离SA(如图乙所示) ,此过程机械效率为60%。(不计绳重及摩擦)则： （1）AB两点间的距离SAB为_cm。 （2）该过程中拉力做的有用功多大? （3）动滑轮的重为多少? （4）细绳对C点的拉力为_N。 【例2-2】小雨站在水平地面上 ,通过如图所示的滑轮组从井中提水（不计绳重及摩擦）已知小雨的重 力为500N、双脚与地面的接触面积为0.04m2 , 圆柱形水桶的底面积为0.2m2、容积为0.1m3（不计桶的厚度） （1）将空桶匀速下放的过程中（桶底未接触水面） ,小雨对地面的压强为1.15104Pa ,则桶和动滑轮总重是多少？ （2）向上提水 ,当桶底受到水向上

7、的压强为2.5103Pa时 ,小雨对地面的压强为1104Pa；小雨将水桶拉离水面后 ,匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是多少？ 【变式2-2】如图 ,用滑轮组从H=12m深的水中匀速提起底面积为0.04m2、高2m的实心圆柱体 ,该物体的密度是2.5103kg/m3 , 如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连 ,绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力为880N。（1）求该物体露出水面前所受的浮力是多少N? （2）若不计轮绳摩擦、绳和动滑轮自重、水的阻力 ,以物体以0.2m/s的速度从水底匀速被提起 ,经多长时间滑轮上的绳子被拉断?（钢绳未断） （3）若考虑摩擦、绳和动滑轮重 ,该装置的机械效率为75% ,将

8、物体匀速提升至露出水面前 ,人拉力F做的功为多少J? 【考点3】斜面与效率计算【例3-1】小明想把重1000N的木箱A搬到高h=5m ,长L=10m的斜面上 ,如图所示他站在斜面上 ,沿斜面向上用F=600N的拉力使木箱A以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端求： （1）小明同学拉木箱的功率是多大？（2）该斜面的机械效率是多少？（3）木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？【变式3-1】在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上 ,工人把重1200N的物体沿着长L=5m、高h=1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端 ,沿斜面所用的拉力为300N（不计空气阻力）求： （1）将物体从

9、斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中 ,拉力做了多少功？ （2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？ （3）物体和斜面之间的摩擦力是多大？ 1.图甲是一种壶口处配有自动开合小壶盖的电水壶。 （1）如图乙 ,电水壶底部的导线连接装置有铜环、铜环和铜柱。经测试发现：、是绝缘的 ,、之间常温下有十几欧姆的电阻。则与水壶金属外壳相连的装置是_。 （2）图丙是自动开合小壶盖简化侧视图。OA是小壶盖 ,C是其重力作用点。B是小壶盖的配重。OB是配重柄。AOB能绕固定点O自由转动。请在图丙中作出小壶盖的重力G及其力臂l。 （3）已知：小壶盖质量为4g ,OA3cm ,OC1.4cm ,OB1cm ,AOB135。

10、要求倒水时 ,壶身最多倾斜45 ,小壶盖便自动打开；壶身竖直时 ,小壶盖在水平位置自动闭合。求配重B的质量取值范围。(配重柄质量和O点的摩擦均忽略不计 , 取1.4) 2.如图是水位装置的示意图。该装置主要由滑轮C、D ,物体A、B以及轻质杠杆MN组成。物体A通过细绳与滑轮C相连 ,物体B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动 ,杠杆始终在水平位置平衡 ,且MO：MN=1：3。物体B受到的重力为100N ,A的底面积为0.04m2 , 高1m。当物体A恰好浸没在水中时 ,物体B对电子秤的压力为F1；若水位下降至物体A恰好完全露出水面时 ,物体B对电子秤的压力为F2 , 已知：F1

11、F2=61。滑轮重、滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计。求： （1）物体A完全浸没时 ,A受到的浮力F浮。_ （2）物体A的密度A。_ （3）当物体A有部分浸入水中时 ,如果把细绳由N端向左移动到N处 ,电子秤的示数恰好为零 ,NN：MN=16 ,此时物体A浸在水中的体积V浸。_ 3.如图所示 ,质量不计的轻板AB可绕转轴O在竖直面内转动 ,OA=0.4m ,OB=1.6m.地面上质量为15kg、横截面积为0.3m2的圆柱体通过绳子与A端相连。现有大小不计、重为50N的物体在水平拉力F=10N的作用下 ,以速度V=0.2m/s从O点沿板面向右作匀速直线运动。求： （1）物体开始运动前

12、,圆柱体对地面的压强； （2）物体在板面上运动的时间； （3）物体在板面上运动过程中 ,拉力F做功的功率 4.将一个圆柱体A分别竖直放在水和液体甲中 ,都能漂浮 ,并且分别有2/5和1/4的体积露出液面。（1）两种情况下 ,圆柱体A所受浮力之比为_； （2）甲液体的密度为_； （3）如图 ,现有一个左右力臂之比为3:1的轻质杠杆。用细线将圆柱体A悬挂在杠杆左端并放入液体甲中 ,再用细线在杠杆右端悬挂一个完全相同的圆柱体B并放在水平地面上 ,当杠杆两端细线均被拉直且平衡时 ,圆柱体A有1/3的体积露出液面 ,且该圆柱体底面所受液体压强为800Pa。请在图中画出地面受圆柱体B压力的示意图；求此时圆

13、柱体B对地面的压强为多少? 5.运用知识解决问题：（1）因为液体的压强随着深度的增加而_ ,拦河坝上部受到水的压强比下部_ ,所以拦河坝设计成上窄下宽的形状 （2）汽车在水平公路上匀速直线行驶 ,请在图1中画出它在水平方向上所受力的示意图 （3）如图2所示 ,小雨在轻质杠杆的A端施加竖直向下的拉力 ,使其水平平衡已知小雨的拉力为120N ,OA：OB=3：2 ,浸没在液体中的物体M的重力为300N、体积为0.01m3 , 则液体的密度液=_请写出解题思路 6.如图所示 ,一小型牵引车通过滑轮组打捞深井中的重物 ,物重为1.2103N ,密度为1.6103kg/m3。测得物体在出水面前、完全出水

14、面后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1：2 ,不计绳重、轮绳摩擦及水的阻力。 试分析计算回答：（1）滑轮组在此次打捞重物体现的特点有 （选填）。 A.只省力B.只改变力的方向C.省力且改变力的方向D.不省力、不改变力的方向（2）动滑轮的重力为多少N? （3）重物在出水面前 ,滑轮组的机械效率是多少? （4）若重物在出面后上升的速度为0.6m/s ,则牵引车的拉力功率为多少W? 7.某工人用如图所示的装置把一重为1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10秒 ,已知斜面长6m、高2m ,此装置的机械效率为80%（滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计）求： （1）拉力F； （2）拉力F做功的功率

15、； （3）箱子和斜面间的摩擦力 8.如图所示 ,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图已知井深12m ,物体重G=6103N ,汽车重G车=3104N ,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.2103N ,汽车受到的阻力为车重的0.1倍求： （1）将物体从井底拉至井口的过程中 ,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？ （2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数） （3）若汽车运动的速度为3m/s ,则将物体由井底拉至井口需要多长时间？ （4）汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？ 9.新农村建设中 ,某工人利用如图所示的滑轮组提升重2700N的物体 ,物体上升了2m ,绳子末端的拉力为75

16、0N ,不计绳重和摩擦力 ,求： （1）工人做的有用功是多少？ （2）该滑轮组的机械效率是多少？ （3）动滑轮的总重力是多少N？ 10.在拓展课上 ,小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景 ,设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体 ,沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛 ,物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍 ,不计绳重及机械的摩擦。求： （1）人的拉力所做的功。 （2）人的拉力做功的功率。 （3）动滑轮受到的重力。 11.利用如图所示的滑轮组 ,用F=800N的力拉绳子自由端 ,货物A重3000N ,A以0.6m/s的速度匀速直线运动10s ,整

17、个过程中 ,滑轮组的机械效率为75% ,求：（1）货物A在10s内移动的距离。 （2）该过程中拉力F的功率。 （3）水平地面对货物A的摩擦力大小。 12.如图所示用滑轮组打捞水中物体的示意图 ,已知物体A的质量为80kg ,体积为210-2m3。当卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N时 ,物体A在水中以0.1m/s的速度匀速竖直上升（物体A始终未露出水面。不计绳重和摩擦 ,g取10N/kg）。求：（1）物体A在水中（未露出水面）时受到的浮力F浮； （2）物体A在水中匀速竖直上升时 ,拉力F的功率P； （3）动滑轮所受的重力G动。 13.小明到某山区旅游时 ,发现一种利用滚轴和绳子组装

18、的特殊机械（如图所示） ,当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运到二楼上面 ,对此小明充满好奇 ,经主人同意后 ,小明借助该装置 ,用很小拉力就能将质量为80千克的重物匀速提升了3米！请根据所学知识解答下列问题： （1）该装置可简化看成由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组 ,则属于动滑轮是的_（选填“A”或“B”）（2）重物上升3米的过程中 ,小明对重物做的功为多少？（3）主人介绍滑轮B的质量为5千克 ,不计绳重和摩擦 ,整个过程中 ,小明做的功是多大？14.如图所示 ,现将重为5N的物体A沿长1.2m ,高0.6m的斜面匀速从底端拉到顶端 ,在此过程中 ,F的大小恒为3N ,所有时间是12s ,求：（1）物体A从底端到顶端的平均速度 （2）物体A从底端到顶端过程中拉力F的功率 （3）求此斜面的机械效率（保留一位小数） 15.建筑工人要向楼上运送货物 ,为了省力 ,他在一个斜面上安装了一个滑轮组 ,做成如图所示的机械装置 ,斜面的倾角为30且固定在水平面上工人用400N的力拉绳子 ,重为500N的货物沿斜面匀速向上运动6m所用时间为20s ,求此过程中（1）重物沿斜面匀速运动的速度大小 （2）工人提升重物做的有用功 （3）该装置的机械效率