河北专版2018年秋中考物理总复习第14讲简单机械检测.docx

第14讲简单机械第1课时杠杆和滑轮命题点1杠杆分类(8年1考)1(2013河北)如图所示的工具中属于费力杠杆的一组是(C) 核桃夹船桨手推车碗夹A B C D命题点2探究杠杆的平衡条件(8年1考)2(2018河北)探究杠杆的平衡条件(1)杠杆两端的螺母作用是_调节杠杆在水平位置平衡_(2)小明用如图甲所示装置，进行实验并收集了下表中的数据，分析数据可知，杠杆的平衡条件是_F1l1F2l2_实验次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m10.50.21.00.121.00.151.50.133.00.12.00.15(3)小明又用如图乙所示装置进行实验，请在图中画出拉F的力臂，弹簧测力计的读数应是_2_N(一个钩码重0.5 N)解：(4)如图丙所示，小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币，杠杆仍在水平位置平衡她用刻度尺测出l1和l2，则2l1_(填“”“”或“”)3l2.【拓展】探究了杠杆的平衡条件后，小红对天平上游码的质量进行了计算，她用刻度尺测出L1和L2(如图丁所示)，则游码的质量为_g.命题点3杠杆平衡条件及其应用(8年2考)3(2015河北)如图所示，将边长为10 cm的正方体合金块，用细绳挂在轻质杠杆的A点处，在B点施加力F130 N时，杠杆在水平位置平衡，合金块对水平地面的压强恰好为0.撤去F1，在B点施加力F2时，合金块对地面的压强为1.2103 Pa.(OB3OA，g取10 N/kg)(1)画出F2的力臂(2)求合金块的质量(3)求F2的大小解：(1)如图所示(2)由杠杆的平衡条件：F动l动F阻l阻则G90 N根据Gmg，所以m9 kg(3)由于p，则F支F压pS1.2103 Pa(0.1 m)212 N由于F2与OB的夹角为30，所以F2的力臂l2OB，则(GF支)lOAF2l2F2 52 N4(2014河北)小明做俯卧撑时(如图所示)，可将其视为一个杠杆，重心在O点他将身体撑起时，地面对两脚尖的支持力为250 N，两脚尖与地面的接触面积为60 cm2，双手与地面的接触面积为300 cm2.(1)画出以B点为支点时重力的力臂l.(2)如果小明的两脚尖对地面的压强与双手对地面的压强之比为52，地面对双手的支持力为多少？(3)小明在1 min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离都为0.36 m，则他1 min内克服重力所做的功为多少？解：(1)(2)由于p，则F手500 N(3)由杠杆的平衡条件：F1l1F2l2以B为支点时：F脚尖ABGl以A为支点时：F手ABG(ABl)将F脚尖250 N、F手500 N、AB1.5 m代入式，解得：G750 N，l0.5 m构建数学模型如图所示，利用相似三角形得，当肩部上升的距离为h0.36 m时，重心上升的距离为h则：h0.24 m1 min内克服重力所做的功：WnGh30750 N0.24 m5 400 J重难点1杠杆的动态平衡问题(2018临沂)图(a)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(b)所示，则杠杆(A)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【变式训练1】如图所示，刻度均匀的杠杆处于水平平衡状态，每个钩码质量均相等若将两边的钩码分别向靠近支点的方向移动相同的距离后，杠杆将(C)重难点2杠杆的最小力问题(2018眉山)如图所示，轻质杠杆OA能绕O点转动，请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图(要求保留作图痕迹)解：【变式训练2】如图所示，画出使杠杆AB在如图位置静止时所用最小力F的作用点和方向解：实验突破探究杠杆的平衡条件(2018枣庄)如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置(1)实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向_右_调节，使杠杆在水平位置平衡(2)杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的_左_端会下沉，要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变钩码悬挂点的位置和较少钩码的前提下，只需将_左侧的钩码去掉一个_即可(3)小李和小王又分别设计了两种实验方案，小李的方案如图丙所示，小王的方案如图丁所示你认为_小李_的实验方案更好，请说明你的理由_弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量_(4)实验中小王发现：如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡？请说明理由_这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零，不影响杠杆的平衡_(5)如图戊所示，若不在D点挂钩码，改用弹簧测力计在D点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将_变大_戊己(6)小明组在实验中，发现用如图己装置的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距)，但老师建议同学们不宜采用这种方式，主要是因为_C_(填字母)A一个人无法独立操作B力臂与杠杆不重合C力和力臂数目过多，不易得出结论D杠杆受力不平衡1(2018烟台)如图所示的杠杆，属于费力杠杆的是(C)2(2017济宁)如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力图中能够正确表示动力臂的是(B)Al1 Bl2 Cl3 Dl43如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦)，其中所需动力最小的是(D)4(2018邯郸一模)如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图下列说法中正确的是(C)A刀刃很薄可以增大压力B铡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F1方向用力比沿F2方向更省力5(2018潍坊)如图所示，杠杆处于平衡状态如果杠杆两侧的钩码各减少一个，杠杆将(B)A左端下降 B右端下降 C仍然平衡 D无法判断6(2018连云港)如图所示，O为杠杆的支点，杠杆右端挂有重为G的物体，杠杆在力F1的作用下在水平位置平衡如果用力F2代替力F1使杠杆仍在水平位置保持平衡，下列关系中正确的是(B)AF1F2 BF1F2 CF2G DF1G7 (2018乌鲁木齐)如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G160 N，G238 N，甲、乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止则每个动滑轮的重力为(B)A3 N B6 N C11 N D22 N8(2017聊城)如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为2 cm，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30角)杠杆，使杠杆在水平位置平衡时下列说法正确的是(D)A动力臂为0.08 mB此时为省力杠杆C弹簧测力计的示数为4 ND钩码总重为2 N9在生活和生产实践中，很多地方用到了简单机械，比如汽车方向盘实际上是一个_轮轴_，盘山公路实际上是一个_斜面_(填“杠杆”“滑轮”“轮轴”或“斜面”)10(2018天津)利用图甲中的撬棒撬石块时，撬棒相当于_省力_(填“省力”或“费力”)杠杆：利用图乙中的滑轮组匀速提升900 N的重物时，若忽略滑轮自重、绳重及摩擦，人对绳的最小拉力为_300_N.11(2018河南)高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触如图为输电线的牵引装置钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25 kg，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，输电线A端受到的拉力大小为_10_000_N若某段时间内坠砣串下降了30 cm，则输电线A端向左移动了_15_cm.(g取10 N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩)12(2017曲靖)如图所示，小轿车的方向盘相当于一个轮轴，若F120 N，盘的半径为20 cm，轴的直径为4 cm，不计摩擦阻力，则F2_200_N门锁的把手相当于一个_省力_(填“省力”或“费力”)轮轴13 (2018广安)如图，AB是能绕B点转动的轻质杠杆，在中点C处用绳子悬挂重为100 N的物体(不计绳重)在A端施加竖直向上的拉力使杠杆在水平位置平衡，则拉力F_50_N若保持拉力方向始终垂直于杠杆，将A端缓慢向上提升一小段距离，在提升的过程中，拉力F将_减小_(填“增大”“减小”或“不变”)14(2018唐山古冶区模拟)在探究杠杆平衡条件的实验中：(1)小明把杠杆支在支架上，若杠杆左端下沉，可调节左端的平衡螺母向_右_端移动，使杠杆在水平位置平衡(2)如图甲所示，在杠杆右侧B处挂两个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，应在杠杆左侧A处挂_3_个相同的钩码(3)如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，杠杆仍然在水平位置平衡，弹簧测力计的示数_变大_(填“变大”“不变”或“变小”)，原因是_弹簧测力计拉力的力臂变小_(4)探究过程中，如图丙在杠杆左端某一固定位置挂一个重力G2.5 N的物体，在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F，保证杠杆处于平衡状态根据多次测量的F、L数据，画出F和的图线如图丁，由图丁可得出杠杆平衡的条件是F与L成_反比_，根据杠杆平衡条件，可求出重力G的力臂是_0.2_m.15(2018荆州)如图所示，一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，OA20 cm，G1是边长为5 cm的正方体，G2重为20 N当OB10 cm时，绳子的拉力为_10_N，此时G1对地面的压强为2104 Pa.现用一水平拉力使G2以5 cm/s的速度向右匀速直线运动，经过_10_s后，可使G1对地面的压力恰好为零16 (2018威海)如图为吊装工具示意图，物体M为重5 000 N的配重，杠杆AB的支点为O，OAOB12，每个滑轮重100 N当重为700 N的工人用300 N的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为_400_N，物体M对地面的压力为_4_500_N(杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计)17(RJ教材8下P80T2变式)(2018宜昌)如图甲所示，钢丝钳可以看成是两个杠杆的组合，图乙是其中的一个杠杆用钢丝钳剪铁丝时，将铁丝放在A处还是B处更省力呢？请在图乙中你认为更省力的位置处画出阻力F2的示意图和动力F1的力臂解：18(RJ教材8下P84T4变式)如图所示，滑轮组用80 N的力提起了重300 N的物体(不计摩擦)，请你画出该滑轮组的绕绳方法解：第2课时机械效率命题点1影响滑轮组机械效率的因素(8年1考)1(2015河北)用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是(ABD)AF1大于F2BF1和F2做的功一定相等C甲、乙的机械效率不相等D绳子自由端移动的距离不相等，物体运动的时间可能相等命题点2测量滑轮组的机械效率(8年1考)2(2011河北)下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据.动滑轮重G动/N物重G/N钩码上升高度h/m动力F/N动力作用点移动距离s/m滑轮组的机械效率10.510.10.70.347.6%20.520.11.10.360.6%30.540.120.366.6%(1)请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法解：(2)将表格中的数据补充完整(3)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，除克服动滑轮重所做的额外功外，其他额外功将_变大_(填“变大”“变小”或“不变”)进一步分析可知，在动滑轮和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与_物重_和_摩擦力_有关(4)若第一次实验中，钩码上升0.1 m所用的时间为1.5 s，则动力的功率为_0.14_W.命题点3机械效率相关计算(8年5考)3(多选)(2017河北)用五个相同质量的滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳子自由端分别用力将重力为G的物体匀速提升，乙滑轮组的效率为乙，不计摩擦、绳和木板的重，下列说法正确的是(BCD)A两个滑轮组的机械效率可能相等BF1一定大于F2C每个滑轮重为D甲、乙将重物提升相同的高度，F1与F2的功率可能相等4(2018河北)一台起重机在10 s内将重为3 600 N的货物匀速提高了4 m，起重机做的有用功是_1.44104_J_若起重机做的额外功是9 600 J，则机械效率是_60%_，起重机的总功率是_2_400_W.5(2016河北)如图所示是某建筑工地用电动机、定滑轮和斜面组成的装置，将重为1 600 N的建材从斜面底端匀速拉到顶端已知斜面倾角为30，斜面高为4.5 m，建材移动的速度为0.4 m/s，电动机的输出功率为400 W，斜面的效率与整个装置的效率之比12109.(忽略定滑轮处摩擦及绳重)求：(1)对建材做的有用功(2)斜面的效率(3)电动机消耗的电能解：(1)W有用Gh1 600 N4.5 m7 200 J(2)PWFsv拉力：F1 000 N斜面的机械效率：180%(3)装置的效率：2180%72%电动机消耗的电能：W1104 J6(2013河北)如图所示，重为1 140 N的物体，它与水平地面的接触面积为1.5103 cm2.工人师傅用600 N的力匀速提升物体，物体的速度为0.2 m/s.(不计摩擦及绳重)求：(1)工人师傅拉绳的功率(2)滑轮组的机械效率(3)体重为450 N 的小明用此滑轮组提升物体，但物体没有被拉动，物体对地面的最小压强为多大解：(1)拉力的功率：P拉Fv绳600 N20.2 m/s240 W(2)滑轮组的机械效率：95%(3)由于忽略摩擦及绳重，2FGG动动滑轮重：G动2FG2600 N1 140 N60 N绳端最大拉力等于人的重力，则物体对滑轮组的拉力：F拉2G人G动滑轮组提升物体的拉力：F拉GF支则物体受到的支持力：F支GG动2G人1 140 N60 N2450 N300 N所以物体对地面的最小压强：p2.0103 Pa7(2012河北)如图所示，重为16 N的物体A在拉力F的作用下，5 s内匀速运动了0.5 m拉力F做的功随时间变化的图象如图乙所示已知动滑轮重0.5 N，物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.25倍求：(1)拉力F的功率(2)拉力F大小(3)克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例解：(1)由图乙可知，5 s内拉力F做的功为2.5 J拉力的功率：P0.5 W(2)由图甲可知，绳子末端移动的距离为物体移动距离的2倍绳子末端的速度：v绳2v物220.2 m/s由于物体匀速运动，则PFv所以拉力：F2.5 N(3)克服绳重及摩擦所做的额外功：W额外W总W有用W动由于物体A做匀速运动，拉力F与其受到的摩擦力f大小相等，即Ff0.25G0.2516 N4 N则克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例：重难点有关机械效率的计算(2018咸宁)如图所示，用滑轮组在4 s内将重为160 N的物体匀速提升2 m，若动滑轮重20 N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重则在此过程中，下列说法正确的是(B)A绳子自由端向上移动了4 m B拉力F的功率为90 WC拉力F为90 N D滑轮组的机械效率为80%【变式训练1】(多选)(2018滨州)如图所示，重400 N的物体在30 N的水平拉力F的作用下，以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10 s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是(ACD)A绳子自由端移动的距离为3 mB有用功为400 JC拉力F的功率为9 WD物体与地面间的滑动摩擦力为72 N【变式训练2】(2018德阳)如图所示，沿斜面把一个质量为12 kg的物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是F100 N，斜面长2 m、高1 m，则其机械效率是_60_%，物体所受摩擦力是_40_N(g取10 N/kg)【变式训练3】如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为_2.5_N，测力计上升的高度s为0.2 m物块重G为1.5 N，物块上升的高度h为0.3 m，则杠杆的机械效率为_90_%.实验突破测量滑轮组的机械效率某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示甲 乙 丙丁实验次数物理量123钩码重G/N446钩码上升高度h/m0.10.10.1绳端拉力F/N1.81.62.4绳端移动距离s/m0.30.4机械效率74.1%62.5%(1)实验中应沿竖直方向_匀速_拉动弹簧测力计，使钩码上升(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用_乙_(填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验(3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大)，滑轮组的机械效率_越低_(填“越高”“不变”或“越低”)(4)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离s_0.3_m，机械效率_83.3%_(5)比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，_增大提升的物重，可以提高滑轮组的机械效率_(6)有的同学认为：机械越省力，它的机械效率越高分析表中数据，你认为这句话是_错误_(填“正确”或“错误”)的(7)只要滑轮组结构一定，知道绕动滑轮的有n段细绳，测滑轮组机械效率的实验器材就可以不需要_刻度尺_(填一种测量工具名称)，且机械效率的表达式通式为_(用本题中有关字母表示)(8)如采用图丙装置，改变动滑轮重G动，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象，分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为_3_N(忽略绳重和摩擦)(9)关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你认为正确的有_AE_(填序号，可能不止一项正确)A在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小B在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大C忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同D忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同E忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大F忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越小1(2018东营)对物理概念的理解是学好物理的关键关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是(C)A通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%B做功多的机械，功率一定大C功率大的机械，做功一定快D做功快的机械，机械效率一定高2(2017东营)如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是(B)甲乙A甲更省力，甲机械效率大B乙更省力，机械效率一样大C乙更省力，乙机械效率大D甲更省力，机械效率一样大3(2018重庆)部分农户在新建住房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材在一次提升建材的过程中，建筑工人用400 N的拉力，将重600 N的建材在10 s内匀速提高3 m则下列判断正确的是(C)A滑轮所做的有用功为1 200 JB滑轮受到的重力为100 NC该滑轮的机械效率75%D绳子自由端移动的速度大小为0.3 m/s4(2018乐山)图甲中用力F1水平拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离，水平拉力为F2.使用动滑轮的过程中(D)A总功为W总F2sB有用功为W有GsC机械效率为D额外功为W额2F2 sF1s5(2017随州)同一物体(质量为m)先用滑轮组(如图甲)匀速提升，后沿斜面(如图乙)匀速提升，两次提升高度均为h，两次拉力大小均为mg，斜面长AB2h，则这两次提升物体的机械效率比较(C)甲乙A甲乙 B甲乙C甲乙 D条件不足无法比较6(2017重庆B卷)工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300 N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离F1、F2始终沿竖直方向；图甲中OB2OA，图乙中动滑轮重为60 N，重物上升速度为0.01 m/s.不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是(C)A甲、乙两种方式都省一半的力B甲方式F1由150 N逐渐变大C乙方式机械效率约为83.3%D乙方式F2的功率为3 W7(2017达州)用如图所示滑轮组拉着重为30 N的物体A匀速前进0.2 m，则绳子自由端移动的距离为_0.6_m；若物体A与地面的摩擦力为9 N，则拉力所做的有用功是_1.8_J；若实际拉力F4 N，则该滑轮组的机械效率为_75%_8如图所示，小明在3 s内将一个重100 N的物体从斜面底部向上匀速拉到斜面的顶端，沿斜面的拉力F为75 N，物体沿斜面移动的距离s为5 m，上升的高度h为3 m，则人对物体做的有用功是_300_J_，拉力做功的功率是_125_W_；斜面的机械效率为_80%_9(2018临沂)小明用如图所示的动滑轮提起140 N的水桶，动滑轮重20 N(不计绳重和摩擦)，小明拉绳子的动力为_80_N；如果向水桶内再加入40 N的水，提起时动滑轮的机械效率_变大_(填“变大”“变小”或“不变”)10小代用如图所示的滑轮组将重为640 N的物体匀速提升了2 m，用时40 s，此过程中滑轮组机械效率为80%，不考虑绳重及摩擦，则绳端的拉力是_400_N，拉力的功率是_40_W.11(2018石家庄路北区三模)在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示)，实验数据记录如下表次数钩码重/N钩码上升距离/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计上升距离/cm机械效率12100.83083.3%24101.53036103090.9%(1)第2次实验中滑轮组的机械效率为_88.9%_(结果保留一位小数)(2)第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知弹簧测力计示数为_2.4_N.(3)分析数据可得结论：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越_高_(填“高”或“低”)(4)根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8 N的物体匀速提升10 cm，此时滑轮组的机械效率可能为_C_(只填字母)A71.6%B. 82.4%C92.1%(5)根据表中的数据分析可知，随着物重的增大，额外功_变大_(填“变大”“变小”或“不变”)原因是_克服摩擦做功更多_12(2018呼和浩特)如图所示，用甲、乙两种滑轮组，分别匀速竖直向上提升同一重物，从相同位置开始提升至同一高度处，求：(1)若不计绳重、滑轮重及摩擦，两次拉力F1和F2之比；(2)若不计绳重及摩擦，重物质量为400 g，动滑轮质量为100 g，匀速拉动过程中甲、乙两装置的机械效率解：(1)由图知，甲图中，n12