简单机械-讲义

简单机械及其特点 杠杆五要素和平衡条件 1杠杆的五要素和平衡条件 定义一根在力的作用下绕着_转动的硬棒叫做杠杆五要素支点如图所示，杠杆绕着_，用字母_表示动力如图所示，使杠杆_的力，用字母_来表示阻力如图所示，_杠杆转动的力，用字母_来表示动力臂如图所示，从支点到_的_，用字母l1表示阻力臂如图所示，从支点到_的_，用字母l2表示探究杠杆平衡条件探究过程实验前调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，目的是消除杠杆自身重力对实验的影响，实验中使杠杆在水平位置平衡，目的是方便从杠杆上直接读出力臂结论动力动力臂阻力阻力臂F1l1F2l2说明为了消除实验中错误的结论：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，可用弹簧测力计代替一侧钩码斜拉杠杆【提示】画力臂：(1)先在杠杆示意图上确定出支点；(2)画出动力作用线和阻力作用线；(3)最后从支点向力的作用线引垂线。 2杠杆的分类 力臂关系力的关系距离关系实例省力杠杆l1_l2F1_F2省力，距离羊角锤、起子、撬棒等费力杠杆l1_l2F1_F2_，省距离钓鱼竿、起重机的吊臂、镊子等等臂杠杆l1_l2F1_F2不省力，不费力天平、定滑轮等【提示】省力杠杆必然费距离，省距离杠杆必费力，既省力又省距离的杠杆是不存在的 滑轮 比较分类 定滑轮动滑轮滑轮组示意图定义中间的轴_的滑轮和重物一起_的滑轮定滑轮、动滑轮组合成滑轮组实质_杠杆动力臂为阻力臂_倍的_杠杆特点不能_但是能改变_能省_的力，但不能改变_在不考虑绳子重及滑轮重和摩擦力的情况下，F_距离的关系_【提示】判断滑轮组绳子段数n的方法：可以在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，数一下与动滑轮相连的绳子的段数是几段，则n就是几。如图甲、乙所示。 斜面与轮轴 斜面轮轴示意图 定义一个与水平面成一定夹角的倾斜平面由_和_组成，能绕共同轴线转动的_叫做轮轴；半径较大的是轮，半径较小的是轴特点省力机械能够连续旋转的_，支点就在_，轮轴在转动时轮与轴有相同的_应用螺旋、楼梯、盘山公路等方向盘、水龙头、扳手【提示】轮轴不一定是省力机械，主要取决于动力作用在轮还是轴。重难点突破 杠杆【例1】如图所示的工具中属于费力杠杆的是( ),核桃夹) ,船桨),手推车) ,碗夹)A B C D【方法技巧】联系生活经验，要判断杠杆的类型，可依据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系：若动力臂大于阻力臂，则是省力杠杆，如刹车、撬棒、铡刀等；若动力臂小于阻力臂，则是费力杠杆，如镊子、起重机的起重臂等；若动力臂等于阻力臂，则为等臂杠杆，如天平和定滑轮等。【针对性训练】1)如图所示，将边长为10cm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F130N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1.2103Pa。(OB3OA，g取10N/kg) (1)画出F2的力臂；(2)求合金块的质量；(3)求F2的大小。 滑轮【例2】)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( ),A ) , B) , C) ,D )【方法技巧】竖直方向的滑轮组，理想状态时，若有n段绳子和动滑轮直接接触，即F，snh，v绳nv物；若是实际状态，只考虑动滑轮的重，F，若同时考虑绳子的重和摩擦，则F，但不影响距离和速度的关系。 【针对性训练】 2)如图所示，分别用甲乙两滑轮组提升重物。已知重物G1G212，滑轮重与物重之比G3G113，G4G214，若要在相同时间，将重物提升相同的高度，不计绳重与摩擦。则绳子自由端的速度v甲v乙_，拉力F1F2_。实验突破 探究杠杆平衡的条件 【例】在探究“杠杆平衡条件”的实验中，采用了如图所示的实验装置。(1)调节杠杆平衡时，都应该使它在_位置平衡。根据图示杠杆所处的位置，应将平衡螺母向_(选填“右”或“左”)调整。 (2)挂上钩码，正确调节使杠杆再次平衡。此时挂在杠杆上的钩码施加的动力、阻力方向恰好与杠杆_，挂钩码位置所对应的刻度值就等于_。(3)某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码，同时调节平衡螺母使杠杆平衡，你认为他们的做法是_。(4)实验的结果如下表所示： 动力(F1/N)动力臂(L1/cm)阻力(F2/N)阻力臂(L2cm)366325524224369234264428甲同学分析实验数据后认为杠杆的平衡条件是：动力动力臂阻力阻力臂。乙同学分析实验数据后认为杠杆的平衡条件是：动力动力臂阻力阻力臂。两个同学都认为自己是对的，对方是错误的，那么你认为他们中正确的应该是_同学，原因是_同学的结论仅从部分实验数据分析得到，不是所有实验数据都满足他总结的结论。(5)下列正在使用中的杠杆：用镊子取砝码、用扳手拧螺母、用钉锤拔钉子，属于费力杠杆的是_。【实验拓展】(1)让支点在杠杆的中央是为了_；实验时应多次测量是为了_；(2)实验时加减砝码应使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是：便于在杠杆上直接测量_； (3)如图所示，实验时若用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将_(选填“变大”、“变小”或“不变”)。【方法技巧】本题考查了杠杆平衡的调节，杠杆平衡条件的应用等问题，是实验的常考问题，一定要掌握。探究杠杆平衡条件时，要使力臂在杠杆上，有两个条件：杠杆在水平位置平衡；力竖直作用在杠杆上。优化训练简单机械及其特点一、选择题1根据工作需要选择合适的工具是劳动者的基本技能。要剪断铁丝等较硬的物体，下图中的4种剪刀应选择( ),A) ,B) ,C) ,D)2下图所示的工具中，属于费力杠杆的是( ),A.起子) ,B.剪子) ,C.钳子) ,D.镊子) 3如图所示，婷婷同学用12N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的木板A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B相对于地面静止，弹簧测力计的示数为2N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的是( )AB受到的摩擦力大小为2N，方向为水平向左B木板A受到地面的摩擦力大小为2N，方向水平向左C拉力F做功的功率为1.2WD在运动过程中若将拉力F增大，弹簧测力计的示数也将增大4端午节彦君坐动车到荆州旅游，下列对相关的物理现象分析合理的是( )A彦君坐在飞驰的列车中认为自己是静止的，她是以从身边走过的列车员为参照物B火车站，人必须站在安全线以外的区域候车，是因为人与行驶的列车之间的空气流速大，压强小C动车减速进站时，桌子上的水杯向前滑动，是因为速度减小，水杯受到的惯性减小D彦君在九龙渊观看了场面激烈的龙舟赛，参赛选手使用的船桨是省力杠杆5简单机械在我们的生活中应用很广泛，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)，其中不省力的是( ),A) ,B) ,C) ,D) 6)(多选)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( )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7 (多选)我市环卫工人用垃圾夹捡垃圾，结构图如图所示，拉绳的一端固定在手把上，另一端穿过空心管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。以下分析正确的是( ) A手把是省力杠杆B垃圾夹结构中包含多个杠杆C弹簧的作用是使垃圾夹在不使用时夹爪处于闭合状态D使用垃圾夹捡垃圾方便快捷但不能减少环卫工人对垃圾做的功二、填空及简答题8使用动滑轮可以_，但不能改变动力的方向；使用定滑轮不能省力，但可以改变动力的_。 9如图是运动员在空中降落时的图片。请回答下列问题：降落伞打开后，最终匀速降落。运动员在匀速降落过程中，机械能如何变化？答：_。 10图中是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动。已知AOOB32，悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为200N，悬挂在B端的配重所受的重力为80N。当杠杆AB在水平位置平衡时，加在配重下面绳端的竖直向下的拉力F是_N。11用一杆秤称得物体的质量是2kg，如图所示。根据杆秤上秤钩、提纽和秤砣三者的位置关系，估测出秤砣的质量大约是_kg。,(第11题图) ,(第12题图)12如图所示的杠杆(自重和摩擦不计)，O为支点，A处挂一重为100N的物体，为保证杠杆在水平方向平衡，在中点B处沿_(选填“F”、“F1”或“F2”)方向施加一个最小的力为_N。三、作图与实验探究题13如图所示，杠杆在力F1、F2的作用下(F2未画出)处于平衡状态。O为支点，L2是力F2的力臂，请在图中画出F1的力臂L1和力F2的示意图。 14物理实验复习时，小美和小丽在探究有关杠杆平衡的问题：(1)小美先将杠杆调至水平位置平衡，在左右两侧各挂如图甲所示的钩码后，杠杆的_端下降。要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变钩码总数和悬挂点位置，只需将_即可。(2)小丽还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况，于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉，结果杠杆转至竖直位置，如图乙所示。小丽在A点施加一个始终水平向右的拉力F，却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡。你认为原因是_。(3)他们认为(2)问中拉力是做功的。如果水平向右的拉力F大小不变，OA长L，将杠杆从竖直位置拉着转过30的过程中，拉力F做功为_。,图甲) ,图乙)四、计算应用题15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250N，两脚尖与地面的接触面积为60cm2，双手与地面的接触面积为300cm2。(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1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离都为0.36m，则他1min内克服重力所做的功为多少？ 2 机械效率 考点清单 机械效率 三种功有用功我们需要的，必须要做的功叫做有用功，用W有表示额外功我们在做有用功的同时，我们还不得不做的功叫做额外功，用W额表示总功有用功与额外功之和是叫做总功，用W总表示。用公式表示为_机械效率定义物理学中，将_跟_的比值叫做机械效率，用_表示表达式_说明机械效率是一个比值，通常用百分数表示，由于有用功_总功，故机械效率总_机械效率的高低与使用机械是省力还是费力 测量滑轮组的机械效率原理_过程沿_方向_拉动弹簧测力计使钩码升高，测出钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s结论同一滑轮组，提升重物越重，机械效率越_；提升相同重物，滑轮组越多，机械效率越_，但越_力提高机械效率的方法_动滑轮的重；加润滑油，减小_；_物重重难点突破 机械效率【例1】下列做法不能够改变滑轮组机械效率的是( )A改变提升重物的高度 B用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮C提升更重的物体 D给定滑轮加润滑油【方法技巧】影响滑轮组效率高低的因素：a动滑轮越轻，个数越少，即减小机械自重，则额外功相对就少，机械效率越高；b提升重物越重，做的有用功相对就多，机械效率越高；c若各种摩擦越小(如减小机件间的摩擦)，做的额外功就越少，机械效率越高。【针对性训练】1小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如图所示)，分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为1、2。下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦)( ) AF1F2，12BF1F2，12CF1F2，12 DF12 测滑轮组机械效率【例2】在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用两组滑轮组进行了5次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测定前4组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮得第5组数据，测得数据如表：(不计滑轮重) 实验次数动滑轮重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/%10.510.10.70.347.620.510.20.70.647.630.520.11.10.360.640.540.120.35140.10.5(1)请根据前四组数据，在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法。 (2)实验中应沿竖直方向_拉动弹簧测力计。(3)表格中编号处数据应为_；根据图乙中弹簧测力计可知编号处数据应为_N。(4)由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与_无关。(5)由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和_有关。(6)有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”。你认为这句话是_(选填“正确”或“错误”)的。你是用收集的数据中_两组数据对比分析来判断的。【方法技巧】此题是“探究滑轮组的机械效率”实验，考查了滑轮组机械效率的计算，根据数据分析影响滑轮组效率的因素，同时考查了有关滑轮组的组装及测力计的读数问题，要细心分析每一个问题。【实验拓展】为了测量绳子自由端的拉力F，A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，B同学认为应该在缓慢匀速提升时记数，正确的是_(选填“A”或“B”)同学的方法。理由是：_【针对性训练】2甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是( ) A若G1G2，拉力做的额外功相同 B若G1G2，拉力做的总功相同C若G1G2，甲的机械效率大于乙的机械效率D用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变3下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。 项目数据次数动滑轮重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%30.540.120.3(1)请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法。(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_(选填“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_和_有关。(4)第一次实验中，钩码上升0.1m所用的时间为1.5s，则动力的功率为_W。优化训练 机械效率 一、选择题1如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升1m。已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中( )A绳子自由端被拉下3m B做的有用功是800JC拉力F的功率是80W D滑轮组的机械效率是60%2)如图所示，用滑轮组把重为200N的货物提到9m高的楼上，所用拉力为80N，则总功和滑轮组的机械效率分别是( )A1400J 80% B1800J 80% C1800J 83.3% D2160J 83.3%3小聪测量了如图所示的滑轮组的机械效率，他先后进行了两次实验，将钩码分别匀速竖直提升h1和h2的高度(h1h2)。对两次实验中一些物理量进行比较，正确的是(其中s为绳子自由端通过的距离，H为动滑轮上升的高度)( ) As1s2 BH1H2 C12 DW有用1W有用24如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用了10秒，若在此过程中(忽略绳重和摩擦)，下列说法正确的是( ) A绳子自由端移动的距离是6m B动滑轮的重是10NC工人做功的功率是80W D滑轮组的机械效率是80%5在图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是( ),A.起子) ,B.镊子) ,C.钢丝钳) ,D.订书机)6分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m，每个滑轮的重均为10N。不计绳重及摩擦，此过程中( ) AF甲小于F乙 B甲的机械效率小于乙的机械效率CF甲做的功大于F乙做的功 DF甲做功的功率等于F乙做功的功率7如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体，若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力为FA，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是( ) Af/2FA Bf/3F CFA/2F DG/2F8(多选)用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组。分别用它们把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法中正确的是( )A绳子受的拉力F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率不同B绳子受的拉力F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率相同C绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等D绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等二、填空及简答题9盘山公路是一种变形的_(填写简单机械名称)。10如图所示，用塔式起重机上的滑轮组匀速起吊6000N的物体，物体上升5m所用的时间为10s，滑轮组的机械效率是80%，则有用功是_J，总功是_J，拉力F的功率是_W。,(第10题图) ,(第11题图)11)如图所示，手用F1的力直接将物体B匀速提升h，F1做功300J；若借助滑轮组把B匀速提升相同高度，滑轮组机械效率是30%，则F2做功为_J。 12如图所示，已知物体A和动滑轮的总重为200N，当物体A匀速上升高度为1m时，绳子移动的距离为_m，人对绳子的拉力为_N，拉力所做的功为_J。(绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计)13某同学利用斜面匀速提升重为500N的物体，已知沿斜面的拉力做功为1000J，斜面的机械效率为60%，则物体被提升的高度为_m。三、作图与实验探究题14实施4A级以上景区整改工程，在项目上有如图的滑轮，请在图中画出绕线方法。(要求所给的滑轮都利用) 15某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。 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_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_(选填“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_(选填“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_m，机械效率_。(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，_。四、计算应用题16如图为我国拥有完全自主知识产权的一种越野车，其越野性能公认已经超越“悍马”，坦克能去的地方它都能去，最大速度达到100km/h。当越野车匀速爬上一高14m，长20m的陡坡时，机械效率为70%(g取10N/kg，汽车的质量按3650kg计算)。求：(1)越野车受到的重力；(2)越野车以最大速度行驶50km所需的时间；(3)越野车爬坡时的牵引力。 17如图所示，重为1140N的物体，它与水平地面的接触面积为1.5103cm2。工人师傅用600N的力匀速提升物体，物体的速度为0.2m/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450N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。一、选择题（本大题7小题，每小题3分，共21分.在每小题列出的四个选项中，只有一个是正确的）1以下四种情况中，通过增大压力来增大压强的是（）A压路机安装较重的碾子 B推土机安装较宽的履带C铁轨下面垫枕木 D将篆刻刀的刀口磨得更锋利2将磁铁放在不同位置，让小球从斜面上滚下来，图甲中，小球做加速直线运动，图乙中，小球做曲线运动，这个实验说明了（）A力的作用是相互的B力可以改变物体的形状C力是维持物体运动的原因D力可以改变物体的运动状态3以下四种情景中，不属于减小摩擦的是（）A冰壶运动员在比赛中摩擦冰面B给门轴的合页处加润滑油C用力拉车闸，自行车很快会停下D机器的转动部分安装滚动轴承4如图为游客躺在著名的“死海”里休闲地看书的情景，如此神奇的体验，每年都吸引大批的游客慕名而来，以下说法不正确的是（）A从图中情景可以看出，“死海”的海水密度比人体密度大B游客对水的压力与受到的浮力是一对平衡力C游客往前踢水，人就会后退，说明物体间力的作用是相互的D游客浮在水面，其受到的浮力等于重力5下列情境中有关惯性的说法正确的是（）A安全带和安全气囊都是为了减小惯性，保护司机和乘客B对车辆限速，是因为速度越大，惯性越大C宇宙飞船中，王亚平“一指禅”弹飞打坐的聂海胜，是因为太空中人没有惯性D人和滑板车一起飞跃，下降后人仍然落在车上，是因为人和滑板车都有惯性6跳伞是一项挑战自我的极限运动，如图所示为一位跳伞运动员在空中匀速直线下落的情景，下列说法正确的是（）A重力做功的功率不断增大B运动员的动能不断增大C运动员的机械能不断减小D运动员的重力势能转化为动能7如图，用弹簧测力计将一个重为5N的木块从斜面底端匀速拉至顶端，测力计示数为1.25N已知木块移动的距离为100cm，上升的高度为20cm，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A木块对斜面的压力等于木块受到的重力B该装置的机械效率为80%C斜面对木块的摩擦力为1.2ND克服摩擦所做的功是有用功二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）8历史上第一次证明大气压强存在且很大的实验是 实验。通常情况下，海拔越高，大气压强越 ，从低海拔地区转移到高海拔地区做托里拆利实验时，测得的水银柱高度会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）9立交桥在现代交通系统中已经越来越普遍，如图所示，设计者通过盘旋而上的设计巧妙地增加了立交桥的长度，这种设计可以达到 的目的。立交桥属于简单机械当中的 ，生活中利用它的原理还有 （举例）。10我国自主研制的国产大飞机C919在轨道上高速滑行时，其机翼上方的空气流速比下方的空气流速 （选填“快”或“慢”）。如图为机翼的模型图，机翼上方受到空气的压力F1 下方受到空气的压力F2，飞机对地面的压力 飞机受到的重力（后两空选填“大于”、“小于”或“等于”）11如图，探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，压力作用效果是通过比较海绵的 程度来体现，这种实验方法称为 ；俗话说“磨刀不误砍柴工”所蕴含的物理知识是通过 来增大压力作用的效果。12如图是一架遥控直升飞机，当匀速升空时，飞机的动能 ，重力势能 ，机械能 （选填“增加减少”或“不变”）。13三峡升船机被称为“船舶电梯”，如图，过船规模为3000吨级，最大提升高度为113米。升船机由上闸门、船厢室段、下闸门组成，升船机利用 原理，3000吨是指排水量，表示船浮在水面上排开水的质量，此时船所受的浮力是 N，当船从长江驶入大海时，吃水深度 （选填“变大”、“变小”或“不变”）14（2分）如图为家庭用脚踏式垃圾桶，工作原理主要是杠杆的应用，其中ABC是 杠杆，DEF是 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），用脚踩F处，桶盖就会掀起，脚从F处移开，桶盖在的作用下把垃圾桶盖住。三、作图题（共7分）15如图甲是广州美食“竹升面”的制作过程，图乙是原理图。请画出压面团时最小的力F1以及阻力F2的力臂L2。16（2分）如图中画出在斜面上的茶杯所受的重力、支持力及茶杯对斜面的压力。17（2分）如图所示，小明站在地面上，用滑轮组提升重物，请画出最合适的绕线方法。四、实验题本大题共3小题，第18小题7分，19小题6分，第20小题6分，共19分）18（7分）小明利用如图所示装置“探究杠杆平衡条件”（1）实验时，若出现如图甲所示情况，应将杠杆的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调，直到杠杆在 位置平衡。（2）如图乙，为了保持杠杆平衡，弹簧测力计由A位置缓慢旋转到C位置的过程中，测力计的示数将先 后 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。（3）下表是在实验中记录杠杆平衡的部分数据实验次数F1（N）l1（cm）F2（N）l2（cm）12510231021532303表中空格处所缺的数据是： ， ；分析表中的实验数据可以得出的结论是 。19（6分）在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小璇同学根据实验所需组装好了滑轮组，如图所示，进行了3次测量，实验数据记录如表格所示：次数钩码所受的重力G/N钩码提升高度h/cm拉力F/N绳端移动距离s/cm机械效率1210.01.030.067%2320.01.460.071%3430.01.7（1）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计。（2）在第3次实验过程中，由于刻度尺长度不够导致数据填写不完整，则表格中、处应依次填入 、 。（3）从实验数据来看，3次测量中滑轮组的机械效率逐渐升高，下列相关解释最合理的是 A由提升高度h增加造成的 B由绳端移动距离s增加造成的C由钩码重力增加造成的 D由额外功减小造成的（4）实验中，拉动绳子的同时要读取弹簧测力计的示数，不便操作。某同学为了方便，让测力计静止时再读数，结果发现测力计的示数比原来小，原因是 ，那么测得的机械效率将 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。20（6分）小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验时，进行了如图甲所示的操作：（1）物体浸没在水中时受到的浮力是 N。（2）由操作，可探究浮力的大小与的关系；由操作，可探究浮力大小与 的关系；由操作，可探究浮力的大小与 的关系。（3）上述实验完成后，小明又提出问题：浮力大小与排开液体的重力之间有什么关系呢？于是他按照如图乙的A、B、C、D、E步骤进行实验，小明在操作中有一个步骤出现错误，该错误的步骤是 。改正错误后，经正确操作得到的结论是 。五、计算题（本大题共2小题，第21小题6分，第22小题7分，共13分）21（6分）如图，使用定滑轮将装有泥土总质量为10kg的沙袋匀速提升了5m，上升的速度为0.5m/s，不计绳重与摩擦，求（1）人对绳子自由端的拉力大小；（2）在这个过程中，人对沙袋做的功；（3）拉动绳子的功率。22（7分）水平面上放置了一个高为15cm、底面积S1=15cm2的圆柱形容器（容器的厚度不计），装有深度为10cm的水，如图甲所示，将一个高为20cm、底面积岛S2=10cm2的轻质塑料瓶（如图乙），缓慢地竖直压入容器中，直到碰到容器底部，在这个过程中有部分水溢出，求：（1）压入塑料瓶前，水对容器底部的压强；（2）在整个过程中水对塑料瓶产生的最大浮力；（3）将塑料瓶从容器中拿出后，容器底部受到水的压力六、综合题（本大题共3小题，第23小题6分，第24小题7分，第25小题7分，共20分）23（6分）小刘发现生活中很多时候都会用到滑动摩擦力，便猜想：滑动摩擦力可能与压力大小有关；滑动摩擦力可能与接触面的粗糙程度有关为了验证猜想，小刘利用弹簧测力计和一瓶苹果醋进行了如下实验：（1）将苹果醋放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向 拉动苹果醋，测力计的示数如图，则苹果来醋受到的摩擦力大小为 N。（2）实验中要通过 改变压力，并控制 不变，可验证猜想 （选填“”、“”）。（3）在实验中小刘沿水平方向加速拉动苹果醋，则苹果醋所受摩擦力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。24（7分）俗话说“水往低处流”，但水也能爬坡。如图，将足够长的空心塑料管灌满水，用木塞将塑料管的两端A、B堵住，然后将A端置于河水中，将B端置于菜地，接着依次拔下A、B端的木塞，这样河水就会流到菜地。（1）“水往低处流”是因为水受到 的作用；题中的河水是在 的作用下由A端进入塑料管并翻越了河堤。（2）若不计塑料管的摩擦，在浇灌菜地的过程中，水的 能转化成了 能，水的机械能 。（3）要实现这个方案，图中的 （选填“h1”、“h2”或“h3”）不能超过 m（已知当地的大气压强为9.8104Pa）。25（7分）2017年5月2日，我国制造的全球最大起重船“振华30”完成了港珠澳大桥的大技术难题，完成了最后一块沉管的沉放安装。安装沉管的过程中，“振华30”将6000吨的沉管从另一艘船上吊起，然后在空中水平旋转了90，最后将沉管放入水中，实现双向对接。“振华30”依靠两侧的“侧推器”确保在洋流中保持平稳，使沉管能精准对接。振华30”每侧均有一个功率为2750kW的“侧推器”，“侧推器”工作时，向一侧喷水，从而产生与喷水方向相反的侧推力。（1）如图甲，吊起沉管后，“振华30”船体浸入水中的体积增加了 m3；之后，“振华30”将吊起的沉管缓慢浸入水中，在浸入的过程中，“振华30”船体底部受到水的压强将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。（2）吊臂吊着沉管水平旋转90的过程，吊绳对沉管 （选填“做功”或“不做功”），理由是 。（3）若“振华30”的“侧推器”工作效率为30%，在沉管安装过程中，水对船左侧的冲击力为F=5.5104N，如图乙所示，为了保持船体的平稳，开启“侧推器”，让水从船体 （选填“左侧”或“右侧”）喷出，喷出速度为 m/s。一、选择题（本大题7小题，每小题3分，共21分.在每小题列出的四个选项中，只有一个是正确的）1-5：ADCBD6-7：CB二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）8马德堡半球；低；变小。9省力；斜面；盘山公路。10快；小于；小于。11凹陷；转换法；减小受力面积。12不变；增加；增加。13连通器；3107；变小。14费力；省力。三、作图题（共7分）151617四、实验题本大题共3小题，第18小题7分，19小题6分，第20小题6分，共19分）18（1）左；水平；（2）变大；变小；（3）1；20；F1L1=F2L2（动力动力臂=阻力阻力臂）。19（1）匀速；（2）90.0；78.4%；（3）C；（4）不会存在摩擦力对拉力的影响；偏大。20（1）1.0；（2）排开液体的体积；液体的密度；深度；（3）溢水杯没有装满水；F浮=G排。五、计算题（本大题共2小题，第21小题6分，第22小题7分，共13分）21解：（1）不计绳重与摩擦，使用定滑轮不省力，人对绳子自由端的拉力：F=G=mg=10kg10N/kg=100N；（2）不计绳重与摩擦，人对沙袋做的功等于克服沙袋重力做的功，则：W=Gh=100N5m=500J；（3）拉动绳子的功率：P=Gv=100N0.5m/s=50W。答：（1）人对绳子自由端的拉力为100N；（2）在这个过程中，人对沙袋做的功为500J；（3）拉动绳子的功率为5