中考物理考点复习 第13讲 简单机械试题

我们在这里，召开私营企业家联谊会，借此机会，我代表成都市渝中工商局、渝中区私营企业协会，祝各位领导新年快乐、工作愉快、身体健康，祝各位企业家事业兴旺 第13讲 简单机械 第1课时 杠杆、斜面 命题点1 杠杆分类 1(2013河北)如图所示的工具中属于费力杠杆的一组是(C) A B C D 命题点2 杠杆平衡条件及其应用 2(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) (2)由杠杆的平衡条件：F动l动F阻l阻 则GF90 N 根据Gmg，所以m 9 kg (3)由于p，则F支F压pS 1.2103 Pa(0.1 m)212 N 由于F2与OB的夹角为30，所以F2的力臂 l2OB (GF支)lOAF2l2 则： F252 N 3(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lABGl 以A为支点时：F手lABG(lABl) 将F脚尖250 N、F手500 N、lAB1.5 m代入式，解得：G750 N，l0.5 m 肩部上升的距离为h0.36 m时，重心上升的距离为h，则：h 0.24 m 1 min内克服重力所做的功： WnGh30750 N0.24 m5 400 J 命题点3 斜面 4(2016河北)如图所示，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1：2109.(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)P WFs v 拉力F1 000 N 斜面的效率180% (3)装置的效率2180%72% 电动机消耗的电能W104 J 绿版练 1(2016哈尔滨)如图，用撬棒撬起石块并保持平衡，下列说法正确的是(B) A动力对撬棒的转动效果小于阻力对撬棒的转动效果 B手在A点竖直向下施力时，撬棒是个省力杠杆 C手在A点向不同方向施力时，力的大小都相等 D手分别在A、B两点沿竖直向下方向施力时，在B点比在A点费力 2(2016天津)如图所示，在处于水平平衡的杠杆上A点，挂上4个钩码(每个钩码的质量为50 g)，若使杠杆在水平位置保持平衡，作用在杠杆B点的力量最小为(g取10 N/kg)(D) A15 N B6 N C3 N D1.5 N 3(2016乐山)如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，分别在A、B两端挂上质量为m1、m2的重物时，杠杆平衡，此时AO恰好处于水平位置，AOBO, 不计杠杆重力，则m1、m2的关系为(B) Am1m2 Bm1m2 Cm1m2 D无法判断 4(2016随州)如图，工人沿斜面把一箱货物(重为G)从斜面底端缓慢匀速地拉进车厢，拉力恒为F，斜面高为h，斜面倾角为，用此斜面拉升货物的机械效率为，则下列选项正确的是(D) A总功为W总Gh B C D 5如图所示，斜面长s4 m，高h2 m，用平行于斜面向上的7.5 N的拉力将10 N重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，则(D) A斜面的机械效率是75% B物体所做的额外功为20 J C物体所受的摩擦力等于拉力 D斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关 6(2016揭阳)轻质木杆AB可以绕O点转动，OAOB31，A端细线下挂300 N的重物静止在水平地面上，若使木杆保持水平位置，且重物对水平地面的压力为零，在B点要用900 N的力竖直向下拉此木杆为费力(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆 7(2016聊城)如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时它相当于一个省力(填“省力”或“费力”)杠杆若旅行箱内装满物体且质量分布均匀，其总重为210 N，轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一，要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡，则竖直向上的拉力F为70 N. 8(2016绥化)将一个重240 N的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为120 N，如图所示，物体沿斜面移动的距离s3 m，上升的高度h1.2 m，则人对物体做的有用功是288 J，斜面的机械效率是80%. 9(2016兰州)一个重为300 N的物体Q，底面积400 cm2，将其放在水平地面上，它对地面的压强是7500 Pa.如图所示，现将物体Q挂在杠杆的B端，在A端悬挂一个重为100 N的物体P，使杠杆在水平位置平衡，忽略杠杆自重的影响，若OAOB25，那么地面对物体Q的支持力为260 N. 10(2016石家庄裕华模拟)如图所示，沿斜面向上拉一个重为5 N的物体匀速运动到斜面顶端，斜面长1.2 m，高0.3 m，拉力做功为2.4 J，这个斜面的机械效率是62.5%，物体受到的摩擦力是0.75 N，若增大斜面的倾斜程度，仍把该物体从斜面底端匀速拉到相同的高度，在此过程中所做的额外功减小(填“增大”“减小”或“不变”) 11(2016揭阳)请画出门手柄受到的压力F的力臂 解： 12(2016钦州)某学习小组进行“探究杠杆的平衡条件”实验 (1)实验前，发现杠杆左高右低，这时应将平衡螺母向左(填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡 (2)调节杠杆平衡后，在不同的位置挂不同数量的钩码，使杠杆重新平衡，得到如表中的实验数据： 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm 1 6 5 5 6 2 5 10 10 5 3 4 15 6 10 4 2 20 8 分析实验数据得到两种结论：F1l1F2l2；F1l1F2l2.你认为正确的是第(填“”或“”)种结论，实验4中的阻力臂是5cm. (3)如图甲所示，在杠杆的左端20 cm处挂2个50 g的钩码，而在杠杆的右端10 cm处用弹簧测力计竖直往下拉，使杠杆在水平位置平衡，这时测力计的读数F2N；如果测力计沿图中虚线方向向下拉，使杠杆在水平位置平衡，则测力计读数F(填“”“”“”)F，g取10 N/kg. (4)杠杆在图乙的水平位置平衡后，用手使杠杆缓慢地转过一个角度(如图丙)后松手，杠杆能(填“能”或“不能”)保持静止 13(多选)(2016邢台二模)如图所示，杠杆AB质量忽略不计，支点O固定不动，在A端用细绳挂一物体M，OAOB23，物体M为正方形，边长为0.2 m，所受重力为200 N，在B端施加竖直向下的拉力F，大小为40 N，此时杠杆在水平位置平衡，则下列说法中正确的是(ACD) A杠杆A端受到的拉力为60 N B地面对物体M的支持力为260 N C若只改变拉力F的方向，则物体M对地面的压强变大 D若只在B端悬挂重物N，恰好使得M对面的压力为零，则GNGM23 14(2013乌鲁木齐)小明在探究“斜面的机械效率”的实验中，用长度s0.50 m的木板搭成一个斜面，用弹簧测力计将重力G5.0 N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端 (1)小明在实验中，调整斜面的高度为h0.22 m，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数F4.0 N，则有用功为1.1_J，机械效率为55%. (2)小明利用上述器材进一步研究发现，木板搭成倾角不同的斜面时，将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L(木板在水平面上的正投影长度)有如下关系： L(m) 0.45 0.40 0.35 0.30 W额外(J) 0.90 0.80 0.70 0.60 通过数据分析，小明得出初步结论：W额外与L成正比，小明查阅资料后证实此结论是正确的根据此结论，当斜面的水平长度L0.40 m时，斜面的机械效率为65.2_%；当木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为2 N. 15(2016常州)学完杠杆知识后，小明在综合实践活动中制作杆秤，他取一根质量均匀分布的圆木棒，测得木棒AB长度为80 cm，质量为50 g；一质量为350 g的小盘和一个未知质量的螺母(g取10 N/kg) (1)如图甲所示，小明将小盘悬于棒的A端，用细线在O点提起木棒，木棒恰好水平平衡，则OA为多长？ (2)小明用螺母作为秤砣，他用调节好的托盘天平去测量螺母的质量，平衡时砝码的质量及游码在标尺上的位置如图乙所示，则螺母的质量为150 g. (3)小明用该杆秤称某物体的质量，平衡时的情形如图丙所示，则该物体的质量有多大？ 解：(1)因为木棒质量均匀分布，所以OA段木棒的质量mOALOA，OB段木棒的质量mOB50 gLOA，OA段木棒重力的力臂lOA，OB段木棒的力臂lOB，由杠杆的平衡条件可得：m小盘gLOAmOALOAmOBglOB，即m小盘LOAmOAlOAmOBlOB，则350 gLOALOA(50 gLOA)，解得：LOA5 cm (2)设物体的质量为m，由杠杆的平衡条件可得：(m小盘m)gLOAmOAglOAm螺母gLOBmOBglOB，即mLOAm小盘LOAmOAlOAm螺母LOBmOBlOB， 因为m小盘lOAmOAlOAmOBlOB， 所以，mlOAm螺母lOB， 解得：mm螺母 m150 g2 250 g 第2课时 滑轮 命题点1 滑轮组的综合分析 1(多选)(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F2 BF1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 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 (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 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 1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 47.6% 2 0.5 2 0.1 1.1 0.3 60.6% 3 0.5 4 0.1 2 0.3 66.7% (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)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 滑轮组的综合计算 3(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：100% 100%100%100%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，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 Pa 4.(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)由题图可知，5 s内拉力F做的功为2.5 J 拉力的功率为P0.5 W (2)由题图可知，绳子末端移动的距离为物体移动距离的2倍 绳子末端的速度为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为 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为 绿版练 1(2016南平)利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是(C) A重力做的功是有用功 B拉力F1做的功是额外功 C绳子自由端的拉力F做的功是总功 D该滑轮的机械效率可能等于100% 2 (2016盘锦)用如图所示的滑轮组把一个重为30 N的物体沿竖直方向匀速提升0.6 m，拉力为12 N，不计绳重与摩擦，下列说法正确的是(A) A滑轮组机械效率是83.3% B承重绳子段数是2 C动滑轮重是18 N D绳子自由端移动距离是0.2 m 3(2016乌鲁木齐)如图所示利用动滑轮提升一个重为G的物块不计绳重和摩擦，其机械效率为60%，要使此滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G的物体的个数为(D) A3个 B4个 C5个 D6个 4 (多选)(2016南昌)在测“滑轮组机械效率”的活动中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A(如图甲所示)，然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码，当钩码上升的高度为H时，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为2H(如图乙所示)，则以下所求物理量正确的是(BCD) A拉力所做的功W2FH B拉力所做的有用功W有用GH C该滑轮组的机械效率1 D该滑轮组的机械效率 5(2016南京)如图所示，搬运工人用滑轮将重为425 N的重物匀速提升4 m，所用拉力为250 N，时间为20 s则此过程中有用功是1_700 J，额外功是300 J，拉力的功率是100 W，滑轮的机械效率是85%. 6 (2016泉州)如图所示，用甲、乙两种装置将物体匀速提升相同高度，物体重均为10 N，滑轮重均为1 N，不计绳重，所用的拉力分别是F1和F2，机械效率分别是1和2，则F1F2，12.(填“”“”或“”) 7(2016石家庄一模)大师傅用如图所示的滑轮组将重物从地面运到20 m高的楼上，绳自由端拉力为300 N，重物重为750 N，重物以0.2 m/s的速度匀速上升，则工人所做的有用功为1.5104 J，工人做功的功率是180W，此时滑轮组的机械效率是83.3%(保留一位小数) 8 (2016玉林)如图所示，用F50 N的力通过滑轮组水平拉重为80 N的物体，使其向左匀速运动，在这过程中拉力F做功为40 J，已知物体受到水平地面的摩擦力为60 N，则物体运动的距离为0.4 m，该滑轮组的机械效率为60%.(忽略绳子和动滑轮的重力) 9 (2015阜新)下表是小明做“测量滑轮组的机械效率”实验时收集的有关数据： 实验序号 动滑轮重 Gm/N 物重 G/N 钩码上升的高度h/m 拉力 F/N 拉力作用点移动的距离s/m 有用功 W有/J 总功 W总/J 滑轮组的机械效率 1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 0.21 47.6% 2 0.5 2 0.1 1.1 0.3 0.2 60.7% 3 0.5 4 0.1 2 0.3 0.4 0.6 (1)请你将表格中的数据补充完整： 0.1：0.33：66.7%. (2)请你在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法 解： (3)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重越大，滑轮组的机械效率低高(填“高”或“低”) (4)第一次实验中，提升钩码所用的时间为1.5 s，则拉力的功率是0.14W. 10(2016聊城)在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如表： 实验 次数 钩码所受 的重力 G/N 提升高 度h/m 拉力 F/N 绳端移动 的距离 s/m 机械 效率 1 2 0.05 1.0 0.15 66.7% 2 4 0.05 1.7 0.15 78.4% 3 6 0.05 0.15 (1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高 (2)表格中编号处数据应为2.4，编号处数据应为83.3%. (3)分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与提起物体受到的重力有关 (4)若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率不变(填“变大”“变小”或“不变”) 11(2016保定竞秀三模)如图所示装置(滑轮组的绕绳未画出)，绳重及摩擦不计，若绕绳所能承受的最大拉力为600 N，工人将重为600 N的货物提至高处，工人对绳向下的拉力F1为350 N，货物在50 s内匀速上升了4 m求： (1)按题意在图上画出绳子的绕法； (2)拉力F2的功率； (3)该装置最多能提起重多少N的货物 解：(1)所图所示 (2)根据题意知n2，绳子自由端速度 v0.16 m/s 拉力F的功率：PFv350 N0.16 m/s56 W (3)nF拉G动G 动滑轮重：G动2F动G2350 N600 N100 N Gmax2FmaxG动2600 N100 N1100 N 12(2016邵阳)在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图为了尽快疏通道路，交警只用了30 s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5 t的故障车匀速拖离了现场若故障车被拖离的速度是6 m/s，绳子自由端的拉力F是500 N，该装置的机械效率是80%.求： (1)故障车在30 s内通过的路程； (2)拉力F在30 s内所做的功； (3)故障车在被拖离过程中受到的阻力 解：(1)由v 变形得故障车在30 s内通过的路程：s车vt6 m/s30 s180 m (2)由图可知，n3，绳子自由端移动的距离：s绳3s车3180 m540 m 拉力F在30s内所做的功： WFs绳500 N540 m2.7105 J (3)由图知，n3，水平滑轮组的机械效率： 所以故障车在被拖离过程中受到的阻力： f3F3500 N80%1 200 N 13用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦