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专题八 简 单 机 械 人类第一次登月 美国宇航员阿姆斯特朗登上月球刹那所说的名言“ 对个人来说, 这只是一小步; 对人类来说, 这是迈出一大 步” 牢牢铭记在地球人的心上. 1 9 6 9年7月2 0日下午4时, 全世界5亿电视观众都看到了这一全人类为之自豪 的壮观画面. 内容清单能力要求 杠杆及五要素记住、 理解 杠杆平衡条件探究 杠杆的应用列举、 解释 定滑轮、 动滑轮、 滑轮组及其应用识别、 区分 了解机械使用的历史发展过程, 认识机械的使用对社会发展的作用列举 2 0 1 3年全国中考真题演练 一、选择题 1 .(2 0 1 3江苏盐城) 如图所示, 保持杠杆在水平位置平衡, 在其 他条件不变的情况下, 下列操作能使弹簧测力计示数变大的 是(). A .减少钩码的个数 B .将钩码悬挂点的位置向右移 C .保持拉力方向不变, 将弹簧测力计向右移 D .保持弹簧测力计悬挂点的位置不变, 使其向右倾斜 2 .(2 0 1 3江苏扬州) 下列机械或工具的使用, 属于费力杠杆的 是(). 3 .(2 0 1 3江苏常州) 如图所示, 杠杆始终处于水平平衡状态, 改 变弹簧测力计拉力的方向, 使其从.此过程中, 弹 簧测力计的示数将(). A .逐渐变大B .逐渐变小 C .先变大后变小D .先变小后变大 4 .(2 0 1 3江苏连云港) 下列四种情形中所使用的杠杆属于省力 杠杆的是(). 5 .(2 0 1 3 山 东 临 沂) 下 列 关 于 简 单 机 械 的 理 解, 正 确 的 是 (). A .吃饭用的筷子是个省力杠杆 B .滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关 美国宇航局测试最新月球车 为2 0 2 0年重返月球, 美国国家航空和航天局正在偏远的华盛顿州中部摩西莱克沙漠地区对未来登月设 备进行测试.摩西莱克沙漠地区松软、 粉末状的土壤里混合有火山灰, 与月球地表的土壤十分相似.这些土壤 形成的高耸、 光滑的沙丘酷似月球表面的山脉.因此, 这里是月球表面交通工具的最佳测试场所. C .使用杠杆, 就是为了省力 D .使用定滑轮不省力.但可以省距离 6 .(2 0 1 3山东淄博) 下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四 种方式( 不计机械重和摩擦) , 其中所需动力最小的是(). 7 .(2 0 1 3山东菏泽) 如图所示, 下列工具的使用中, 属于费力杠 杆的是(). 8 .(2 0 1 3山东泰安) 如下图所示的用具中, 属于费力杠杆的是 (). 二、填空题 9 .(2 0 1 3江苏镇江) 图中A O B是可绕O点无摩擦转动的轻 杆,A端挂重3 0 0N的物块, A O与O B长度之比为54.人 始终沿竖直方向拉挂在B端的轻环.要使轻杆水平平衡, 人 应施 加 拉 力 为 N, 人 要 不 被 拉 起, 则 人 重 至 少 为 N.与水平平衡相比, 当轻杆在图中虚线位置平衡 时, 人的拉力将 ( 填“ 变大” “ 变小” 或“ 不变” ). 1 0 .(2 0 1 3江苏南京) 如图所示, 小明正在做俯卧撑, 把他的身体 看作一个杠杆, O为支点,A为重心, 他的体重为5 5 0N.地面 对手的支持力F的力臂是 m, 大小为 N. 1 1 .(2 0 1 3湖北襄阳) 如图所示, 一根粗细均匀的杠杆, 等距标 注了刻度, 可绕A端转动, 当在B处施加3 0N竖直向上的 拉力F时, 杠杆刚好平衡, 则杠杆自重为 N. 1 2 .(2 0 1 3甘肃兰州) 在探究“ 杠杆平衡条件” 的实验中, 若杠杆 在使用前左高右低, 要使它水平平衡, 应将杠杆左端的平衡 螺母向 调节.某小组得到的两组实验数据如下表 所示: 动力 F1/N 动力臂 L1/c m 阻力 F2/N 阻力臂 L2/c m 2511 0 1623 根据实验数据, 可以得出的结论是: ( 用 文字或符号表述均可). 1 3 .(2 0 1 3江苏盐城) 在物理综合实践活动中, 小华设计了如图 所示的机械模型.推动硬棒C D或E F, 使它们在水平面内绕 轴O转动, 即可将绳逐渐绕到轴O上, 提升重物G, 硬棒C D 是 杠杆, 滑轮B ( 填“ 能” 或“ 不能” ) 改变 力的 大 小.在 重 物 上 升 的 过 程 中, 轴O上 增 加 的 绳 长 重物上升的高度. 三、实验与简答题 1 4 .(2 0 1 3江苏泰州) 如图所示是一个简易压水机, 其中A O B 是杠杆, 作出动力F1的力臂. 1 5 .(2 0 1 3山东德州) 如图所示, 请画出杠杆A B在图示位置静 止时作用在B点的最小力F及其力臂L. 3年中考2年模拟物理 太空垃圾清洁工 英国研制出将其用于清理环绕地球轨道太空垃圾的微型卫星, 卫星仅6k g重.首颗S NA P1号卫星 携带有微型G P S导航系统、 计算机、 推进装置、 角度控制装置等, 最重要仪器是4台摄像机, 相当于它的 “ 眼睛” , 利用摄像机追踪并靠近太空垃圾, 最终把太空垃圾“ 抓住” , 然后放慢速度, 与垃圾一同跌入地球 大气层烧毁. 1 6 .(2 0 1 3山东日照) 如图所示, 用滑轮组提升重物用笔画线代 替绳子在图中画出最省力的绳绕法. 1 7 .(2 0 1 3江苏苏州) 某同学做探究杠杆平衡条件的实验. ( 1) 实验时, 为了方便对力臂的测量, 该同学先调节平衡螺 母, 使杠杆在 位置平衡; 通过多次实验, 该同学 得到了杠杆的平衡条件. ( 2) 实验中, 在杠杆上的A点挂四个重均为0. 5N的钩码, 用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点, 使杠杆 水平平衡, 如图所示, 测力计的示数是 N; 如果 将测力计沿图中虚线方向拉, 仍使杠杆在水平位置平衡, 则测 力 计 的 示 数 将 ( 填 “ 变 大 ”“ 不 变 ”或 “ 变小” ). 1 8 .(2 0 1 3浙江金华) 如图是农村曾用的舂米工具的结构示意 图.杆A B可绕O点转动, 杆右端均匀柱形物体的长度与杆 右侧的O B相等, 杆A B的重力不计, 柱形物体较重. ( 1) 若作用在A点的动力F方向始终竖直向下, 则杆从水平 位置 缓 慢 转 动1 0 角 的 过 程 中, 动 力F大 小 的 变 化 是 . ( 2) 若作用在A点的动力F方向始终与杆垂直, 则杆从水平 位置 缓 慢 转 动4 5 角 的 过 程 中, 动 力F大 小 的 变 化 是 . 四、计算题 1 9 .(2 0 1 3江苏扬州) 工人用如图所示的装置将重物提高5m, 已知物重为8 0 0N, 人对绳的拉力为5 0 0N. 求此过程中: ( 1) 做的总功; ( 2) 做的有用功; ( 3) 滑轮组的机械效率. 2 0 .(2 0 1 3江苏镇江) 如图甲所示, 用弹簧测力计拉着绳子利用 滑轮组将重3N的物体匀速提升0. 5m. ( 1) 求图甲中弹簧测力计对绳的拉力所做的功; ( 2) 求图甲中滑轮组的机械效率; ( 3) 请在图乙中画出比图甲更省力的绕线. 2 0 1 2 2 0 1 1年全国中考真题演练 一、选择题 1 .(2 0 1 2浙江衢州) “ 给我一个支点和一根足够长的棍, 我就能 撬起整个地球.” 下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的 杠杆属于同一类型的是(). 2 .(2 0 1 2四川广安) 这几年来“ 用工荒” 越来越严重, 用机器取 代人工已是必然趋势.这不, 河南商丘市一家刀削面馆, 由于 工人工资高, 还难以招到人, 店主干脆自己发明了一台能代替 人削面的机器人 “ 奥特曼” , 如图所示.有关这个机器人的说 第一颗原子弹 二战期间, 最先发现核裂变的德国首先开始研制核武器.爱因斯坦致信美国总统罗斯福“ 加紧研制原子弹”. 1 9 4 2 年8月美国实施以研制原子弹为内容的“ 曼哈顿计划” ,1 2月, 在美国芝加哥大学建成了世界第一座核反应堆, 首次实 现人工控制的核链式反应. 1 9 4 5年7月1 6日, 美国爆炸了世界上第一颗原子弹. 法正确的是(). A .这个机器人不用消耗能量, 应该多 发明这类机器 B .这个机器人手中刀的刃很薄是为了 增大刀对面团的压强 C .这个机器人固定在沉重的钢铁架上 为了减少对地面的压力 D .这个机器人的“ 手臂” 和人的手臂运 动情形相同, 是个省力机械 3 .(2 0 1 2福建泉州) 如图所示的各类杠杆中, 属于省距离的是 (). 4 .(2 0 1 2四川凉山) 如图所示, 杠杆A O B用细线悬挂起来, 当 A端挂重物G1,B端挂重物G2时, 杠杆平衡, 此时O A恰好处 于水平位置,A O=B O, 杠杆重力不计, 则(). A .G1G2 C .G1=G2D .都有可能 5 .(2 0 1 2河南) 如图所示, 在调节平 衡后的杠杆两侧, 分别挂上相同规 格的钩码, 杠杆处于平衡状态.如果 两侧各去掉一个钩码, 则(). A .左端下降 B .右端下降 C .仍然平衡 D .无法判断 6 .(2 0 1 2浙江杭州) 如图所示的装置中, 均匀木棒A B的A端 固定在铰链上, 悬线一端绕过某定滑轮, 另一端套在木棒上使 木棒保持水平, 现使线套逐渐向右移动, 但始终保持木棒水 平, 则悬线上的拉力( 棒和悬线均足够长) (). A .逐渐变小B .逐渐变大 C .先逐渐变大, 后又变小D .先逐渐变小, 后又变大 7 .(2 0 1 2四川巴中) 工厂为搬运一个笨重的机器进车间, 工人 师傅设计如图所示的方案( 机器下面的小圆圈代表并排放置 的圆形钢管) , 其中最省力的方案为(). 二、填空题 8 .(2 0 1 2江苏宿迁) 利用杠杆投掷石球, 如图, 作用在A点的 力沿 时最小.已知石球重1 0 0N,O AO B=14, 则 作用在A点力的最小值为 ( 不计杠杆自重及摩擦). 9 .(2 0 1 2江苏无锡) 如图所示是列车上常用的手推车, 车内货 物均匀摆放.车前行时, 需经过障碍物.当车的前轮遇到障碍 物A时, 售货员向下按扶把, 这时手推车可以视为杠杆, 若手 推车和货物总重2 0 0N, 动力臂和阻力臂之比为23, 则服务 员作用在扶把上的动力为 N.当后轮遇到障碍物A 时, 售货员竖直向上提扶把, 这时支点是 ( 填“A” “B” 或“C” ) 点, 这种情况下, 手推车可以视为 ( 填“ 省力” 或“ 费力” ) 杠杆. 1 0 .(2 0 1 2四川南充) 如图所示, 在水平地面上放一个重3 0 0N, 底面积为1 0 0c m 2的物体, 不考虑绳的重力和绳与滑轮间的 摩擦, 匀速拉动物体时, 物体与地面的摩擦力为6 0N, 则水 平拉力F= N, 物体对地面的压强是 P a . ( 各连接部分的绳均水平) 1 1 .(2 0 1 2北京) 小鹏利用滑轮组及相关器材进行实验, 记录的 实验数据如下表所示.请根据表中数据归纳出拉力F与重 力G的关系:F= . G/N2345678 F/N0. 91. 31. 72. 12. 52. 93. 3 3年中考2年模拟物理 链式反应 铀核被一个中子击中后分裂为两个碎片, 若同时再有一个以上的中子从铀核中释放出来, 它们就能引起其它 铀核的裂变, 如此继续, 就会发生自动而持续的链式反应.进一步的实验研究中, 约里奥-居里夫妇、 费米、 西拉德、 津恩等都证实在铀核分裂时能产生23个中子, 同时释放出大量能量.在理论上肯定了链式反应是能够发生的. 三、实验与简答题 1 2 .(2 0 1 2陕西) 请在图中用笔画线, 画出用滑轮组提升重物最 省力的绕法. 甲 1 3 .(2 0 1 2湖南岳阳) 小明同学探 究“ 杠杆的平衡条件”. ( 1) 实验前, 杠杆停在图甲所示 的位置, 为使杠杆在水平位 置平衡, 应该将右端平衡螺 母 向 ( 填 “ 左 ”或 “ 右” ) 调节; ( 2) 调节杠杆水平平衡后, 小明 进行的三 次 实 验 如 图 乙 所 示.根据实验, 他得出杠杆的平衡条件为“ 动力支点到 动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离” , 你认为这个结论是 ( 填“ 正确” 或“ 错误” ) 的, 实 验过程中使杠杆水平平衡的目的是 ; 乙 ( 3) 在图乙(b) 装置的左右 两边 各 取下 一个 钩码 后, 杠 杆 ( 填“ 左” 或“ 右” ) 端下沉, 为使杠杆恢复水平平 衡, 只需将右侧钩码移至第 格; 丙 ( 4) 用绳子拴住一根粗细不同的大树某处, 静止后大树水平 平衡, 如图丙所示.现将大树从拴绳处沿竖直方向切成 A、B两段, 根据图乙可判断GA GB( 填“” “=” 或“1 n (G+G动). 其中G动为动滑轮的重力,n为滑轮组中承担重物的绳子的 股数. ( 3) 使用滑轮组提升重物时, 滑轮组的机械效率: 由=W 有用 W总 = W有用 W有用+W额外 = G G+G动 可知, 不同滑轮组提升 相同的重物时, 动滑轮越重, 越小. 由=W 有用 W总 =W 总-W额外 W总 =1- W额外 W有用+W额外 =1- G动 G+G动 , 可知使用同一滑轮组时, 提升重物越重时, 越大. ( 4) 使用滑轮组时, 绳子自由端移动的距离s与重物移动的 距离h的关系是: s=n h. 若在等式两边同时除以t, 则可得出绳子自由端移动的速度 v与重物移动的速度v物的关系:v=n v物. ( 5) 使用滑轮组来匀速拉动水平面上的物体时, 若不计滑轮 重、 绳重及摩擦时, 则绳子拉力F=1 nf, 其中f 为物体受到的摩 擦力. 1 .在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实的物体都可以看 做是 . 2 .作用在杠杆上使杠杆转动的力叫做 , 阻碍杠杆 转动的力叫 , 杠杆绕着转动的支撑点叫做 . 3 . 叫做力臂. 4 .杠杆的平衡条件是 . 5 .杠杆可以分成三种: 、 和 , 天 平属于 杠杆. 6 .使用时滑轮的位置固定不变的叫 , 使用时滑轮 的位置跟被拉的物体一起运动的叫 . 7 .使用 滑轮不省力, 但可以改变力的方向.使用 滑轮可以省一半力. 8 .国 旗 旗 杆 的 顶 部 安 装 的 是 滑 轮, 它 的 作 用 是 . 9 .轮轴由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成, 大 的称为 , 小的为 .轮轴实质上是可以连续转动 的 .应用有古代的辘轳、 汽车的方向盘、 齿轮、 自行车的 车把等. 1 0 .斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面, 斜面是一 种省力机械; 斜面长是斜面高的几倍, 推力就是物体受到重力 的 . 3年中考2年模拟物理 核力 1 9 3 4年, 约里奥-居里夫妇在用粒子轰击铝靶时, 得到一种天然不存在的新放射性元素磷, 这是历史上第一 种人造的放射性同位素, 当然这也是对原子核结构理论的有力证明.为了说明质子和中子结合在尺度很小的原子核 内, 科学界提出了“ 核力” 概念, 核力不同于当时已知的万有引力和电磁力. 1 9 3 31 9 3 9年间的中子-质子散射实验, 确定了核力的基本性质. 1 .力臂 力臂是从支点到力的作用线的距离, 即“ 点到线” 的距离, “ 点” 指的是支点, “ 线” 指的是力的作用线, 力的作用线就是力所 在的直线; 不是支点到力的作用点的距离. 如图, 支点为O,O A是支点到力的作用点,L是支点到力的 作用线的距离. 2 .滑轮和滑轮组 实质 力的关系 (F, G) 距离的关 系( s,h) 作用 定滑轮等臂杠杆 F=Gs=h 改变力的方向 动滑轮 动力臂是阻力臂 的二倍的杠杆 F= 1 2G s=2h 省力 滑轮组 F=1 nG s=n h 既可以省力, 也可以改变 力的方向 ( 忽略摩擦,G=G物+G动滑轮) 1 .杠杆平衡 【 例1】 (2 0 1 3四川乐山) 重为G的均匀木棒竖直悬于 O点, 在其下端施一水平拉力F, 让棒缓慢转到图中虚线所示位 置.在转动的过程中(). A .动力臂逐渐变大B .阻力臂逐渐变小 C .动力F逐渐变大D .动力F逐渐减小 【 解析】 先找出力臂, 再利用杠杆原理得出力的变化. 【 答案】 C 2 .杠杆中最小力的问题 【 例2】 (2 0 1 3辽宁沈阳) 如图 所示, 轻质杠杆A B O能绕O点自由转 动, 若在杠杆末端A点施加一个力提起 重物G, 使杠杆在水平位置平衡, 则此杠 杆 ( 填“ 一定” 或“ 不一定” ) 是省力杠杆; 若在A点施加一 个最小的力使杠杆在水平位置平衡, 此力的方向是 . 【 解析】 A点力的方向不同, 力臂的大小则不同, 不能确定 动力臂与阻力臂的大小关系, 所以此时杠杆不一定省力; 若在A点施加一个最小的力, 应使其力臂最长为O A, 所以 力应垂直于O A向上. 【 答案】 不一定 垂直于O A向上. A组 2 0 1 3 2 0 1 2年全国中考模拟基础训练题组 四、选择题 1 .(2 0 1 3甘肃庆阳) 园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝 时, 常把树枝尽量 往 剪刀 轴O靠 近, 这 样做 的 目的 是为 了 (). A .增大阻力臂, 减小动力移动的距离 B .减小动力臂, 减小动力移动的距离 C .增大动力臂, 省力 D .减小阻力臂, 省力 2 .(2 0 1 2浙江金衢一模) 用下列简单机械, 使重量同为G的 物体都处于静止状态, 不计摩擦、 机械自重及绳的重量, 其中 用力最小的是(). 第一次链式核反应实验 从原子中提取有用能量的想法曾经被一些世界顶尖科学家, 包括爱因斯坦, 认为是不可能的.转折发生 在在1 9 4 2年1 2月的一个寒冷的冬日, 诺贝尔奖得主、 意大利物理学家恩里科费米完成了世界上第一个原 子反应堆C P-1的建设.费米证明了核反应是可能的, 也是可受控制的, 而且还能为世界带来核能源. 3 .(2 0 1 2江苏苏州一模) 下列属于省力杠杆的是( ). 4 .(2 0 1 2安徽安庆模拟) 如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻 炼身体的简易装置( 不考虑轮重和摩擦).使用时: 瘦子固定不 动, 胖子用力FA拉绳使G匀速上升; 胖子固定不动, 瘦子用力 FB拉绳使G匀速上升.下列说法中正确的是( ). A .FAFB C .FB=2GD .以上说法都不对 5 .(2 0 1 3福建泉州) 如图所示, 用下列装置提升同一重物, 若不 计滑轮自重及摩擦, 则最省力的是(). 6 .(2 0 1 3四川乐山) 重为G的均匀木棒竖直悬于O点, 在其下 端施一水平拉力F, 让棒缓慢转到图中虚线所示位置.在转动 的过程中(). A .动力臂逐渐变大 B .阻力臂逐渐变小 C .动力F逐渐变大 D .动力F逐渐减小 二、填空题 7 .(2 0 1 2江苏苏州二模) 各式各样的剪刀都是一对的杠杆. 如图所示, 要剪开铁皮应该用 最合适, 剪纸或布时, 应该用 最合适.( 填对应的标号) 三、实验与简答题 8 .(2 0 1 3浙江湖州) 如图装置为某学生在科技创新大赛时发明 的可以直接测量液体密度的“ 密度天平”.其制作过程和原理 如下: 选择一根长1m的杠杆, 调节两边螺母使杠杆在水平位 置平衡.在左侧离中点1 0c m的A位置用细线固定一个质量 为1 5 0g、 容积为8 0m L的容器.右侧用细线悬挂一质量为 5 0g的钩码( 细线的质量忽略不计) .测量时往容器中加满待 测液体, 移动钩码使杠杆在水平位置平衡, 在钩码悬挂位置直 接读出液体的密度. ( 1) 该“ 密度天平” 的“ 零刻度” 应标在右端离支点O 厘米处. ( 2) 该“ 密度天平” 的量程为多大? ( 3) 若 将 钩 码 的 质 量 适 当 增 大, 该 “ 密 度 天 平” 的 量 程 将 ( 填“ 增大” “ 减小” 或“ 不变” ). 9 .(2 0 1 2江苏亭湖调研) 在图中杠杆B点挂着重物G, 若在 A点施加一个最小的力F使杠杆平衡在图中的位置, 请画出 此力的示意图和力臂. 3年中考2年模拟物理 和平利用核能 核电站建成是和平利用原子能的主要标志. 1 9 5 4年6月, 原苏联建成了第一个小型原子能发电站, 首先 突破了核能源实际有效利用的新技术;1 9 5 6年英国建成第一座天然铀石墨冷气发电、 产钚两用堆; 1 9 5 7年 1 2月美国也建成了实验性压水堆核电站. 2 0世纪6 0年代以后, 核电站进入了实用阶段. B组 2 0 1 3 2 0 1 2年全国中考模拟提优训练题组 一、选择题 1 .(2 0 1 3四川雅安) 工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂 房,他们设计了如图所示的四种方案( 机器下方的小圆表示 并排放 置 的 圆 形 钢 管 的 横 截 面).其 中 最 省 力 的 方 案 是 (). 2 .(2 0 1 2黑龙江齐齐哈尔模拟) 图为某种吊车的工作示意 图.利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动; 伸缩撑杆为圆弧状, 伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直.下列关于这个吊 车的有关说法正确的是(). A .吊臂是一个省力杠杆 B .使用这种吊车, 好处是可以少做功 C .匀速顶起吊臂的过程中, 伸缩撑杆的支持力大小保持不变 D .匀速顶起吊臂的过程中, 伸缩撑杆的支持力渐渐变小 3 .(2 0 1 3山西) 小明小组利用如图所示装置探究“ 杠杆平衡条 件” 时, 在杠杆两侧挂上不同个数的钩码, 移动钩码使杠杆在 水平位置平衡, 这样三次实验后得出结论: 动力支点到动力 作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离.下列能帮 助他得出正确结论的操作是(). A .去掉一侧钩码, 换用弹簧测力计竖直向下拉 B .去掉一侧钩码, 换用弹簧测力计斜向下拉 C .去掉一侧钩码, 换用弹簧测力计竖直向上拉 D .增加钩码个数, 再多次实验使结论更具普遍性 二、填空题 4 .(2 0 1 2江苏苏州二模) 如图所示, 物体A重2 0N, 滑轮重 1N, 绳重 不 计, 弹 簧 秤 示 数 为2 5 N, 则 物 体B的 重 为 N. 三、实验与简答题 5 .(2 0 1 2湖北黄冈模拟) 如图, 碗中盛有一碗水, 一根粗细均 匀的木筷静止在如图所示的位置, 木筷右上端与碗沿接触点 为O点.请你以O点为支点, 画出木筷所受重力及浮力的示 意图, 并标明重力和浮力的力臂. 6 .(2 0 1 2江西模拟) 如图所示, 是某课外小组设计的锅炉保险 阀门装置示意图.A是圆柱体阀门, 悬挂圆柱体阀门的细钢丝 绳从排气管D穿出, 排气管的横截面积S1=2c m 2, 锅炉正常 工作时圆柱体阀门被排气管D压在如图所示位置;B C是轻 质杠杆, 当蒸汽压强超过安全值时, 圆柱体阀门A被水蒸汽 向下压离开排气管口, 水蒸汽沿排气管口排出以保障锅炉的 安全, 当蒸汽压强低于安全气压时, 圆柱体阀门上升堵住排气 管口.锅炉内安全气压值为p=1. 31 0 5P a, 已知圆柱体阀门 A的质量m=5 0 0g, 底面积S2=1 0c m 2, 外界大气压p 0= 1. 01 0 5P a, B OB C=15.求: ( 整个装置的摩擦不计,g= 1 0N/ k g ) ( 1) 锅炉内刚好为安全气压时, 水蒸汽对阀门A的压力; ( 2) 为使锅炉安全, 在杠杆C点通过定滑轮悬挂铁锤的质量. 国际热核聚变实验堆 获取“ 自给自足” 的聚变能量的关键在于磁性.国际热核聚变实验堆是世界上规模最大的融合氘和氚的尝 试之一.氘和氚是氢的两个重同位素.一旦国际热核聚变实验堆建立起来, 它会不断加热氘和氚, 令其变成等离 子态, 产生5 0 0兆瓦的高温.接着, 这台装置将利用磁场去包含和控制那些过热的等离子质. 1 .小明用如图所示的滑轮组, 将重为1. 5N的物体 匀速提升到一定高度, 在此过程中, 手拉力的大小 实际应该是(). A .小于0. 7 5N B .等于0. 7 5N C .大于0. 7 5N D .等于0. 5N 2 .下列关于简单机械的描述不正确 的是( ). A .钓鱼竿是省力杠杆B .动滑轮是省力机械 C .天平是等臂杠杆D .利用斜面可以省力 3 .如图所示, 杠杆在水平位置处于平衡状态, 杠杆上每格均匀等 距, 每个钩码都相同.下列四项操作中, 会使杠杆左端下倾的 是(). 在杠杆的两侧同时各减掉一个钩码;在杠杆的两侧钩码 下同时各加挂一个相同的钩码;将杠杆两侧的钩码同时各 向外移动一小格;将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一 小格. A . B . C . D . 4 .如图所示, 物体做匀速直线运动, 拉力F=6 0N, 则物体受到 的摩擦力是(). A .6 0NB .1 2 0NC .2 0ND .1 8 0N 5 .如 图 是 一 种 拉 杆 式 旅 行 箱 的 示 意 图, 使 用 时 相 当 于 一 个 ( 填“ 省” 或“ 费” ) 力杠杆; 若箱和物品共重1 0 0N, 动 力臂是阻力臂的5倍, 则抬起拉杆的力至少为 N. 6 .用细线拴住一端粗、 一端细的 实心胡萝卜并悬挂起来, 静止 后胡萝卜的轴线水平, 如图所 示; 在拴线处沿竖直方向将胡 萝卜切成A、B两段.A、B哪段 重些呢? 甲、 乙、 丙三个同学提 出各自的猜想: 甲:A较重; 乙:B较重; 丙:A、 B一样重. ( 1) 请设计一个简易实验, 判断A、B的轻重. 所用器材: . 操作方法: . 现象及结论: . ( 2) 为进一步研究类似A、B轻重的问题, 某同学在一根有等 间距刻度的均匀杠杆两侧挂上每个质量都相等的钩码进 行实 验.杠杆 静 止于 水平 状态 的 三次 实验 情 境如 下图 所示. 根据下图的 实验, 可以 判断 ( 填“ 甲” “ 乙” 或 “ 丙” ) 同学的猜想是正确的. 根据上图的实验, 该同学得出结论: 只要满足“ 阻力阻力作用点到支点的距离=动力动力 作用点到支点的距离” , 杠杆就能平衡. a .这个结论是否正确? . b .用下图所示的装置, 怎样通过实验来说明该结论是否 正确. 7 .某同学利用身边的塑料直尺和硬币若干来验证杠杆平衡的条 件, 如图所示, 当杠杆在水平位置平衡时, 他测出从支点O到 硬币边缘的距离作为力臂L1和L2的大小, 他测力臂的方法是 ( 填“ 正确” 或“ 错误” ) 的.如果将两边的硬币以相同 大小的速度同时做远离支点的匀速移动, 则杠杆 ( 填 “ 仍平衡” “ 向左倾斜” 或“ 向右倾斜” ). 3年中考2年模拟物理 电车充电站 对于电车来说, 这是一个因果难辨的问题: 在嵌入道路的充电器网络或司机可以为他们的电池充电的站点. C o u l o m b T e c h n o l o g i e s公司正致力于消除这一障碍.该公司正在连接公共事业设施的公共场所建造自动充电站系统, 这样, 充电的 费用就可以加到家里的电费单上. 8 .如图, 手持l 0k g物体保持平衡, 此时肱二头肌收缩所承受的 力一定(). A .大于9 8NB .小于9 8N C .等于9 8ND .等于1 0N 9 .台风是一种破坏力很大的灾害性天气.某次台风把市民公园 的一棵大树吹倒了, 需要两个工人把它扶起, 工人们想到了下 列图示四种方案, 每个人所需拉力最小的方案是(). 1 0 .图1为用瓶起开启瓶盖的情景, 图2中关于该瓶起使用时的 杠杆示意图正确的是(). 图1 图2 1 1 .如图所示, 轻质杠杆MN长0. 8m,ON=0. 6m,F2=1 0 3 N, 杠杆处于静止状态, 与水平方向的夹角为3 0 ,F1的方向 竖直向下, F2沿水平方向.试计算: (1)F2的力臂; (2)F1的大 小; ( 3) 若知道O点支持物对杠杆支持力的方向垂直于杠杆 沿O P方向, 支持力F的大小. 参考答案全解全析 专题八 简单机械 3年考题探究 2 0 1 3年全国中考真题演练 1 .D 解析本题考查的是杠杆的平衡条件.根据杠杆平衡 条件, 减小钩码的个数, 动力也随之减小,A不符合题意; 将钩码悬挂点向右移动, 阻力臂减小, 动力也随之减小,B 不符合题意; 拉力的方向不变, 弹簧测力计向右移动, 动力 学科王独家 侵权必究 h t t p :/w w w .x u e k e w a n g .co m / 3年中考2年模拟物理 臂增大, 动力减小,C不符合题意; 弹簧测力计向右倾斜, 则动力臂变小, 动力变大,D符合题意.正确选项为D. 2 .B 解析本题考查的是杠杆的分类.费力杠杆的动力臂 小于阻力臂, 动力小于阻力, 筷子是费力杠杆, 羊角锤、 启 瓶器、 独轮车的动力臂大于阻力臂, 动力小于阻力, 是省力 杠杆, 正确选项为B. 3 .D 解析本题考查的是对杠杆平衡条件的应用.由图 知, 测力计在位置时, 其动力臂等于右段杆长, 此时动力 臂最长, 由的过程动力臂先变大后变小, 根据 杠杆的平衡条件, 测力计的示数先变小后变大.故选D. 4 . A 解析本题考查的是杠杆的分类.本题的解题关键是 通过观察实物, 体会支点的位置, 从而进一步判断出动力 臂与阻力臂的长度关系; 对于杠杆, 可以根据生活经验结 合动力臂与阻力臂的大小关系来判断.杠杆的分类主要包 括以下几种:省力杠杆, 动力臂大于阻力臂;费力杠 杆, 动力臂小于阻力臂;等臂杠杆, 动力臂等于阻力臂. 核桃夹是动力臂大于阻力臂, 动力小于阻力是省力杠杆; 其余的都 是 阻 力 臂 大 于 动 力 臂 是 费 力 杠 杆.正 确 选 项 为A. 5. B 6 .D 7 . A 8 . A 9 .3 7 5 3 7 5 不变 1 0 .1. 5 3 3 0 1 1 .5 0 1 2 .左 F1L1=F2L2 1 3 .省力 不能 等于 1 4 .图省略 1 5 . 1 6 . 1 7 .(1) 水平 (2) 1 变大 1 8 .(1)增大 (2)先增大后减小 1 9 .解: 从图可知,n=2,s=2h=25m=1 0m; (1)F=5 0 0N, s=1 0m, 因为W=F s, 所以拉 力 做 的 总 功 为:W总=F s=5 0 0 N1 0 m= 50 0 0J; (2)G=8 0 0N,h=5m, 因为W=F s 所以对物体做的有用功为: W有用=F s=G h=8 0 0N5m=40 0 0J; (3) 因为=W 有用 Q总 1 0 0% 所以该滑轮组的机械效率为: =W 有用 Q总 1 0 0%=40 0 0J 50 0 0J 1 0 0%=8 0%. 2 0 .解: (1) 由图知道,n=2, 则拉力端移动的距离s=2h=2 0. 5m=1m, 由图读出拉力F=2. 4N, 拉力做功: W总=F s=2. 4N1m=2. 4J; (2) 做的有用功: W有用=G h=5N0. 5m=2. 5J, =W 有用 W总 1 0 0%=2. 4J 2. 5J 1 0 0%=6 2. 5%; (3) 要使滑轮组最省力, 需要承担物重的绳子 段数最多, 所以要从动滑轮绕起, 如右上图所示: 2 0 1 22 0 1 1年全国中考真题演练 1 .D 2 .B 3 .C 4 . A 5 . A 解析设一个钩码的重为G, 一个格为L, 原来杠杆: 3G2L=2G3L, 处于平衡状态, 现在在两侧各去掉一个 钩码后, 左边=2G2L, 右边=G3L, 左边的力和力臂的 乘积大, 杠杆不再平衡、 左端下降.故选A. 6 .D 7 .D 解析A是直接用绳子拉动物体, 不能省力, 不符合 题意;B是通过下面并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动 减小了摩擦力, 较省力;C利用了定滑轮来拉动物体, 但下 面并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力, 较 省力;D不但利用了动滑轮来拉动物体, 下面还并排放置 的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力, 最省力, 符合 题意.故选D. 8 .b 4 0 0 解析(1) 在A端施力F, 当F的方向与杠杆垂 直时动力臂最大, 此时最省力, 即作用在A点的力沿b时 最小; (2) 根据杠杆的平衡条件知: FLO A=GLO B, 其中:LO ALO B=14,G=1 0 0N, 得F=4G=41 0 0N=4 0 0N. 9 .3 0 0 B 省力 解析(1) 由杠杆平衡条件可知: F L动=G L阻, 由G=2 0 0N,L动L阻=23, 得F=L阻 L动 . G= 3 2 2 0 0N=3 0 0N; (2) 当小推车后轮遇到障碍物A时, 售货员向上提扶把, 车体是绕着B点转动的, 故B点就是支点. 因为货物在车内摆放均匀, 重心就在车箱的中心, 重力是 阻力, 人对车的力作用在车把上, 方向向上, 所以手推车在 使用过程中, 动力臂大于阻力臂, 是省力杠杆. 1 0 .3 0 3 00 0 0 解析(1) 由图可见, 该滑轮组是克服物体的摩擦阻力 做功, 与动滑轮相连的绳子有2段, 则水平拉力F=1 2f= 1 2 6 0N=3 0N; (2) 物体放在水平地面上时, 对地面的压力等于重力, 即 F=G=3 0 0N, 受力面积为物体的底面积S=1 0 0c m2=1 0 01 0-4m2 =1 0-2m 2, 因此物体对地面的压强: p= F S = 3 0 0N 1 0-2m 2=3 00 0 0P a . 参考答案全解全析 1 1 .0. 4G+0. 1N 解析分析表格中的数据可得: 当G为2N,F为0. 9N.符合的数学关系式:20. 4+ 0. 1=0. 9; 当G为3N,F为1. 3N.符合的数学关系式:30. 4+ 0. 1=1. 3; 当G为4N,F为1. 7N.符合的数学关系式:40. 4+ 0. 1=1. 7; 当G为5N,F为2. 1N.符合的数学关系式:50. 4+ 0. 1=2. 1, 当G为6N,F为2. 5N.符合的数学关系式:60. 4+ 0. 1=2. 5, 当G为7N,F为2. 9N.符合的数学关系式:70. 4+ 0. 1=2. 9, 当G为8N,F为3. 3N.符合的数学关系式:80. 4+ 0. 1=3. 3, 可得到力F与重力G的关系式是:F=0. 4G+0. 1N. 1 2 .(1) 对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组, 可绕线 方法有两股和三股两种, 在不计滑轮自重及摩擦的情况 下, 动滑轮和重物由几股绳子承担, 拉力就是滑轮组提升 物重的几分之一.由此可知绳子股数越多越省力, 根据题 意滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多, 即三股绕线的 方法.答案如下图. 1 3 .(1) 右 (2) 错误 方便读出力臂 (3) 左 4 (4) 1 4 .(1) 便于在杠杆上直接读出力臂大小 (2)4 (3) 大于 1 5 .(1) 使用定滑轮提升同一重物时, 拉力的大小与拉力的方 向是否有关 (2) 解析(1) 由图一、 二、 三可知, 当使用定滑轮提升同一 重物时, 改变拉力的方向, 观察拉力的大小是否改变, 研 究拉力的大小与拉力的方向是否有关.(2) 研究该问题 时, 应该让物体保持静止状态或匀速运动状态, 故弹簧测 力计的操作方法可以是拉着重物保持静止或匀速向下拉 动重物. 1 6 .(1)G= m g =5 6k g 1 0N/k g =5 6 0N. (2) 按要求作图完整( 即: 标出重力的方向、 用字母L1标 出重力臂的长度). (3)O C=O B+B C=1. 0m+0. 4m=1. 4m. 根据杠杆的平衡条件GO B=FO C. 得F=GO B O C=5 6 0N 1. 0m 1. 4m=4 0 0N. 知识方法归纳 1 .杠杆 2 .动力 阻力 支点 3 .从支点到力的作用线的垂直距离 4 .F1l1=F2l2 5 .省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 等臂 6 .定滑轮 动滑轮 7 .定 动 8 .定 改变力的方向 9 .轮 轴 杠杆 1 0 .几分之一 2年模拟提优 A组 2 0 1 32 0 1 2年全国中考模拟基础训练题组 1 .D 2 .D 3 .B 4 .B 解析(1) 瘦子固定不动, 胖子拉绳使G匀速上升,