初中物理 知识竞赛辅导讲座 十二简单机械

用心 爱心 专心1 初中应用物理知识竞赛辅导讲座十二初中应用物理知识竞赛辅导讲座十二 简单机械简单机械 重点知识解读 1 杠杆平衡条件 F1L1 F2L2 2 定滑轮不省力 但能够改变力的方向 动滑轮能够省一半力 不能改变力的方向 3 在不计动滑轮重力和绳重 不计一切摩擦的情况下 滑轮组用几段绳子吊着重物 提起 物体所用的力就是物重的几分之一 4 斜面 当不计一切摩擦的情况下 当斜面长 L 是斜面高 h 的几倍时 所用推力 F 就是物 重 G 的几分之一 即 F hG L 竞赛知识拓展 1 画好力臂是解决杠杆问题的关键所在 先从整体中抽象出杠杆 然后确定支点 O 找出 动力 阻力 画出动力作用线和阻力作用线 再由支点向两个力的作用线作垂线 得 到力臂 2 对于滑轮或滑轮组 一根绳子上的力处处相等 3 轮轴是由轮和轴共同组成的装置 由杠杆平衡条件可得 F1R F2r 经典竞赛题分析 例 1 2011 全国初中应用物理知识竞赛河南预赛 小刚同学想测量家中一头肥猪的重 如图所示 他用绳将猪绑住挂在木棒的 B 点 将棒的一端 O 放在石坎上 人通过挂在 A 端 的测力计拉起木棒的另一端 使木棒刚好到达水平位置 已知测力计示数 F 320N OA 1 6m OB 0 4m 问 1 请你根据以上数据计算猪的重力大约是多少 2 你认为利用这种方法测出的猪的重力比实际重力 偏大还是偏小 并说明产生误差的原因是什么 3 如果猪的实际重力为 1200N 猪被拉离地面 0 1m 这个过程中杠杆装置的机械效率 是多少 解析 1 设猪的重力为 G 由杠杆平衡原理 G OB F OA 解得 G 1280N 2 利用这种方法测出的猪的重力比实际重力偏大 产生误差的原因是木棒具有重力 用心 爱心 专心2 3 猪被拉离地面 h 0 1m A 点升高 H 4h 0 4m 有用功 W有 Gh 总功 W总 FH 杠杆装置的机械效率是 100 93 75 W W 有 总 点评 此题涉及杠杆平衡原理 功的计算 机械效率 误差分析等 意在考查对实际问 题的分析 建模能力和综合运用知识的能力 竞赛实战训练 1 20101 2010 全国初中应用物理知识竞赛题全国初中应用物理知识竞赛题 图 5 是环卫工人用的一种垃圾夹的结构示意图 拉绳的一端固定在手把上 另一端穿过空心管杆与两夹爪的一端相连 当用力捏手把时 夹爪在拉绳的作用下可夹持物体 同 时弹簧被压缩 当松开手把时 夹爪 在弹簧的作用下恢复原状 在使用过 程中 手把和夹爪分别是 A 省力杠杆 费力杠杆 B 费力杠杆 省力杠杆 C 省力杠杆 省力杠杆 D 费力杠杆 费力杠杆 1 答案 A 解析 手把动力臂大于阻力臂 是省力杠杆 夹爪动力臂小于阻力臂 是费 力杠杆 2 20102 2010 全国初中应用物理知识竞赛题全国初中应用物理知识竞赛题 体操 投掷 攀岩等体育运动都不能缺少的 镁 粉 它的学名是碳酸镁 体操运动员在上杠前都要在手上涂擦 镁粉 其目的是 A 仅仅是为了利用 镁粉 吸汗的作用 增加手和器械表面的摩擦而防止打滑 B 仅仅是为了利用手握着器械并急剧转动时 镁粉 能起到衬垫作用 相当于在中间 添加了一层 小球 做 滚动摩擦 C 仅仅是为了利用 镁粉 填平手掌的褶皱和纹路 使手掌与器械的接触面增大 将 握力变得更加实在和均匀 D 上述各种功能都具有 用心 爱心 专心3 2 答案 D 解析 体操运动员在上杠前在手上涂擦 镁粉 的目的是为了利用 镁粉 吸 汗的作用 增加手和器械表面的摩擦而防止打滑 利用手握着器械并急剧转动时 镁粉 能起到衬垫作用 相当于在中间添加了一层 小球 做 滚动摩擦 利用 镁粉 填平 手掌的褶皱和纹路 使手掌与器械的接触面增大 将握力变得更加实在和均匀 所以选项 D 正确 3 2011 2011 上海初中物理知识竞赛题上海初中物理知识竞赛题 某人在车后用 80 牛的水平力推车 使车在平直公路上 匀速前进 突然发现车辆前方出现情况 他马上改用 120 的水平拉力使车减速 在减速的 过程中 车受到的合力大小为 A 40 牛 B 80 牛 C 120 牛 D 200 牛 3 答案 D 解析 用 80 牛的水平力推车 使车在平直公路上匀速前进 说明车运动受到 的阻力为 80N 改用 120 的水平拉力使车减速 在减速的过程中 车受到人向后拉力 120N 阻力 80N 所以车受到的合力大小为 120N 80N 200N 选项 D 正确 4 2011 上海初中物理知识竞赛题 分别用铁和铝做成两个外部直径和高度相等 但内 径不等的圆柱形容器 铁杯装满质量为 m1的水后总重为 G1 铝杯 装满质量为 m2的水后总重为 G2 下列关系不可能正确的是 A G1 G2 m1G2 m1 m2 C G1m2 D G1 G2 m1 m2 4 答案 A 解析 由于铁的密度大于铝 若 m1G2 所以 A 不可能正确 5 2011 上海初中物理知识竞赛题 如图所示 两根硬杆 AB BC 用铰链连接于 A B C 整个装置处于静止状态 关于 AB 杆对 BC 杆作用力 的方向正确的是 A 若计 AB 杆重力 而不计 BC 杆重力时 由 A 指向 B B 若计 AB 杆重力 而不计 BC 杆重力时 由 C 指向 B C 若不计 AB 杆重力 而计 BC 杆重力时 由 B 指向 A D 若不计 AB 杆重力 而计 BC 杆重力时 由 B 指向 C 用心 爱心 专心4 5 答案 C 解析 若计 AB 杆重力 而不计 BC 杆重力时 取 A 点为支点 由杠杆平衡条件 BC 杆对 AB 杆作用力的方向竖直向上 由牛顿第三定律 AB 杆对 BC 杆作用力的方向竖直向 下 选项 AB 错误 若不计 AB 杆重力 而计 BC 杆重力时 取 C 点为支点 由杠杆平衡条件 AB 杆对 BC 杆作用力的方向由 B 指向 A 选项 C 正确 D 错误 6 2011 上海初中物理知识竞赛题 如图所示 劲度系数为 k1的轻质弹簧 A 一端固定在 地面上并竖直放置 质量为 m 的物块压在弹簧 A 上 用一细绳跨过定滑轮 一端与 m 相连 另一端与劲度系数为 k2的轻质弹簧 B 相连 现用手握住弹簧 B 的右端使其位于 c 点时 弹 簧 B 恰好呈水平且没有形变 将弹簧 B 的右端水平拉到 d 点时 弹簧 A 恰好没有形变 已 知 k2 k1 则 c d 之间的距离为 A B mg kk kk 21 21 mg kk kk 21 21 C D 21 kk mg 21 kk mg 6 答案 A 解析 现用手握住弹簧 B 的右端使其位于 c 点时 弹簧 B 恰好呈水平且没有形 变 说明弹簧 B 中没有拉力 由胡克定律 弹簧 A 压缩x1 mg k1 将弹簧 B 的右端水平拉 到 d 点时 弹簧 A 恰好没有形变 说明弹簧 B 中拉力等于 mg 弹簧 B 拉伸x2 mg k2 c d 之间的距离为 x x1 x2 mg k1 mg k2 选项 A 正确 mg kk kk 21 21 7 2011 2011 上海初中物理知识竞赛复赛题上海初中物理知识竞赛复赛题 两个人共同搬一个 50 千克质量分布均匀的木箱上楼梯 如图所示 木箱长 1 25 米 高 0 5 米 楼梯和地面成 45 而且木箱与楼梯平行 如果两人 手的用力方向都是竖直向上的 那么在下面的人对木箱施加的力与上面的 人对木箱施加的力的比值是 A 8 3 B 7 3 C 5 3 D 5 4 7 答案 B 解析 以木箱重心为支点 二力力臂之和为 L1 L2 1 25 cos45 二力力臂之差为 L2 L1 0 5 cos45 联立解得L2 0 63 L1 0 27 由杠杆平衡条件可得 下面的人对木箱施加的力与上面的人对木箱施加的力的比值是 7 3 选项 B 正确 8 2011 2011 全国初中应用物理知识竞赛题全国初中应用物理知识竞赛题 随着我国航天员在轨道舱内停留时间的增加 在 用心 爱心 专心5 轨道舱内进行体育锻炼必将成为航天员需要完成的一 项重要工作 下列适合航天员在轨道舱中进行体育锻 炼的运动项目是 A 举哑铃 B 跳绳 C 踢毽子 D 拉弹簧拉力器 8 答案 D 解析 由于航天员在轨道舱中处于完全失重状态 与重力相关的体育锻炼的运 动项目举哑铃 跳绳 踢毽子都不适合 适合航天员在轨道舱中进行体育锻炼的运动项目 是拉弹簧拉力器 选项 D 正确 9 2011 2011 全国初中应用物理知识竞赛题全国初中应用物理知识竞赛题 图 1 为工人师傅用于推车运送纯净水的图片 对 于这两种方法中哪种方法比较省力的判断 下列说法中正确的是 A 图甲的方法比较省力 B 图乙的方法比较省力 C 图甲和图乙两种方法所用力的大小相等 D 无法判断 9 答案 A 解析 由于图甲的方法拉力方向斜向上 可减小推车对地面的压力 从而减小 摩擦力 所以图甲的方法比较省力 选项 A 正确 10 2009 2009上海初中物理知识竞赛复赛题上海初中物理知识竞赛复赛题 小明在广场上游玩时 将一充有氢气的气球系于 一辆玩具小汽车上 并将玩具小汽车放置在光滑的水平地面上 无风时细绳处于竖直方向 当一阵风沿水平方向吹向气球时 则下列说法中正确的是 A 小汽车可能被拉离地面 B 氢气球仍处于静止状态 C 小汽车一定沿地面滑动 D 小汽车仍处于静止状态 10 答案 C 解析 当一阵风沿水平方向吹向气球时 细绳方向倾斜 在细绳倾斜方向的 拉力作用下 小汽车一定沿地面滑动 选项C正确 11 2011 全国初中应用物理知识竞赛初赛 现有 3 块相同的砖 每块砖重为 10N 一人 用心 爱心 专心6 用竖直的两板将三块砖如图所示夹起 则 2 号 砖左侧和右侧各自所受摩擦力大小分别 为 A 5N 5N B 5N 10N C 10N 5N D 10N 10N 11 答案 A 解析 隔离 2 号 砖进行受力分析 2 号 砖受向下的重力和两侧向上的 摩擦力 根据对称性 由平衡条件可得 2 号 砖左侧和右侧各自所受摩擦力大小分别为 5N 选项正确 12 2007 全国初中应用物理知识竞赛 为了保证飞机在起降过程中的安全 飞机起飞和 降落时 下列操作中正确的是 A 起飞时前轮先离开地面 降落时前轮先接触地面 B 起飞时前轮先离开地面 降落时后轮先接触地面 C 起飞时前轮先离开地面 降落时前 后轮同时接触地面 D 起飞时前 后轮同时离开地面 降落时前 后轮同时接触地面 12 答案 B 解析 起飞时前轮先离开地面 有利于顺利起飞 降落时后轮先接触地面 增 大空气阻力 有利于安全降落 13 2007 全国初中应用物理知识竞赛 手机已成为现代生活中常用的一种通讯工具 一 般的手机都设有利用振动提示人们 来电 的装置 有一种手机提示 来电 是用一个微 型电动机带动转轴上的叶片转动 当叶片转动时 电动机也就跟着振动起来 从而又带动 手机振动 在图 1 所小的几种形状的叶片中 你认为能够实现上述振动功能的是 图 1 用心 爱心 专心7 13 答案 C 解析 当转轴不在转动体的对称中心时发生振动 所以能够实现上述振动功 能的是 C 二 综合应用题 1 20091 2009 上海初中物理知识竞赛复赛题上海初中物理知识竞赛复赛题 均匀三角板的重心在三角形三条中线的交点上 均 匀细杆的重心在杆的中点上 现有一块等腰直角三角板和三根均匀细杆 三根细杆的长度 分别与三角板的边长相等 将这三根细杆构成如图所示的三角形 设三角板的重心为 P 三根细杆构成的三角形的重心为 P P P 未在图中画出 以下是三位同学的观点 甲同 学认为 P 和 P 的位置重合 乙同学认为 P 和 P 的位置不重合 且 P 到斜边的距离大于 P 到斜边的距离 丙同学认为 P 和 P 的位置不重合 且 P 到斜边