2020年中考科学压轴专题14简单机械计算学生版

1、2020年中考科学压轴专题汇编专题14简单机械计算杠杆计算简单机械计算滑轮计算斜面与效率计算典例剖析【考点1】杠杆计算【例1-1.如图，将长为1.2米的轻质杆平放在水平方形台面上，杆左右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。问:(1)若G=30牛，则台面受到杆的压力为多少牛？(2)若要使杆右端下沉，B端挂的物体至少要大于多少牛？(3)若B端挂物体后杆仍在水平台面上静止，则G的取值范围是多少牛？【变式1-11如图所示，轻质杠杆OP长1m，能绕O点转动，P端用细绳悬于N点。现有一质量为1kg的物体A通过滑环挂在M点(滑环和绳

2、子的质量可忽略)，OM的长度为0.1m，由于杆OP与水平方向成30°角倾斜，滑环刚好能由M向P端匀速Vt动，滑动速度为0.02m/s，细绳能承受的最大拉力为9N。(g取10N/kg)求：(1)滑环从M点开始滑动，经过多长时间后细绳会断裂；(2)从滑环自M点滑动到细绳PN断裂时，A所受重力做的功;(3)上述过程中,A所受重力做功的功率。【例1-2】某科学兴趣小组利用硬棒(质量可忽略不计卜细线、若干已知重力的物体、刻度尺等器材来研究杠杆平衡的条件。如图所示，在C处挂一待测物体B，当重为8牛的物体A挂在D处日，硬棒在水平位置平衡，用刻度尺测得OC为6厘米，OD为18厘米。(1)此时物体B的

3、重力是多少牛？(2)保持O点位置和物体A的重力不变，在C处挂上不同重力的物体，移动物体A的位置，使硬棒在水平位置平衡，分别在OE上标出相应的重力值所对应的刻度，就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆。问该杠杆的刻度是否均匀？请说明理由。【变式1-2】小明利用一根木筷、物体M、托盘和烧杯自制简易密度秤，主要制作步骤如下：如图所示，将烧杯放入A端的托盘中，改变物体M悬挂点的位置至B，使木筷在水平位置静止；在A端的烧杯内注入体积为V的水，改变物体M悬挂点的位置至C，使木筷在水平位置再次静止，在C点标注水的密度值为1.0g/cm3;在A端的烧杯内注入体积为V。的其它液体，重复步骤，在密度秤上标注刻度

4、。(1)要在该密度秤上标出密度为0.5g/cm3的刻度线，则所标刻度线(选填在"或不在")BC的中间位置；(2)小明发现他所制成的密度秤相邻两刻度线之间的距离太小，导致用此密度秤测量液体密度时误差较大，为此同学们提出了如下改进方案，其中可行的是一：A.增大物体M的质量出.换长些的木筷制作密度秤C.换更轻的木筷制作密度秤D.标密度秤的刻度线时，适当增大装入烧杯的液体的体积V。(3)小明最终所制成的密度秤，OA的长度为4m,OB的长度为2m,OD的长度为10cm，物体M的质量为100g，每次测量时，在A端烧杯内均倒入体积为100cm3的液体，则该密度秤所能测量的液体的最大密度为

5、多少？【考点2】滑轮计算【例2-1】如图所示，小明用滑轮组将重为500N的物体在10s内匀速提升了1.5m.每个滑轮的重相等均为20N,不计绳重及摩擦.求：不一田O(1)小明受到地面的摩擦力.(2)小明做功的功率.(3)滑轮组的机械效率.【变式2-1】6.小明同学利用两个相同滑轮组成的滑轮组提升重物。在与动滑轮相切的细绳上作一标记A(如图甲所示)，然后用一定大小拉力竖直向上匀速拉动绳子自由端，使总重为90N的物体匀速上升。当物体上升高度为10cm时，小明同学在与动滑轮相切的细绳上作另标记B，并测出AB两点间的距离SA(如图乙所示)，此过程机械效率为60%。(不计绳重及摩擦)则：(1)AB两点间

6、的距离Sab为cm。(2)该过程中拉力做的有用功多大？(3)动滑轮的重为多少？(4)细绳对C点的拉力为No【例2-2】小雨站在水平地面上，通过如图所示的滑轮组从井中提水(不计绳重及摩擦).已知小雨的重力为500N、双脚与地面的接触面积为0.04m2,圆柱形水桶的底面积为0.2m2、容积为0.1m3(不计桶的厚度).(1)将空桶匀速下放的过程中(桶底未接触水面)，小雨对地面的压强为1.15xl4Pa则桶和动滑轮总重是多少？(2)向上提水，当桶底受到水向上的压强为2.5Xl0Pa时，小雨对地面的压强为1x1中式小雨将水桶拉离水面后，匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是多少？【变式2-2】如图，用滑轮组

7、从H=12m深的水中匀速提起底面积为0.04m2、高2m的实心圆柱体，该物体的密度是2.5X10kg/m3，如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连，绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力为880N。(1)求该物体露出水面前所受的浮力是多少N?(2)若不计轮绳摩擦、绳和动滑轮自重、水的阻力，以物体以0.2m/s的速度从水底匀速被提起，经多长时间滑轮上的绳子被拉断？(钢绳未断)(3)若考虑摩擦、绳和动滑轮重，该装置的机械效率为75%，将物体匀速提升至露出水面前，人拉力F做的功为多少J?【考点3】斜面与效率计算【例3-1小明想把重1000N的木箱A搬到高h=5m,长L=10m的斜面上，如图所示.他站在斜面上，沿

8、斜面向上用F=600N的拉力使木箱A以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端.求：(1)小明同学拉木箱的功率是多大？(2)该斜面的机械效率是多少？(3)木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？【变式3-1】在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1200N的物体沿着长L=5m、融会贯通，战胜中考高h=1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300N(不计空气阻力).求:(1)将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中(2)工人使用斜面做功的机械效率是多少？(3)物体和斜面之间的摩擦力是多大？，拉力做了多少功?压轴精练1.图甲是一种壶口处配有自动开合小壶盖

9、的电水壶。甲乙丙(1)如图乙，电水壶底部的导线连接装置有铜环、铜环和铜柱。经测试发现：、是绝缘的，、之间常温下有十几欧姆的电阻。则与水壶金属外壳相连的装置是。(2)图丙是自动开合小壶盖简化侧视图。OA是小壶盖，C是其重力作用点。B是小壶盖的配重。OB是配重柄。AOB能绕固定点O自由转动。请在图丙中作出小壶盖的重力G及其力臂1。(3)已知：小壶盖质量为4g,OA=3cm,OC=1.4cm,OB=1cm，/AOB=135°。要求倒水时，壶身最多倾斜45。小壶盖便自动打开；壶身竖直时，小壶盖在水平位置自动闭合。求配重B的质量取值范围。(配重柄质量和O点的摩擦均忽略不计，收取1.4)2.如图

10、是水位装置的示意图。该装置主要由滑轮C、D,物体A、B以及轻质杠杆MN组成。物体A通过细绳与滑轮C相连，物体B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且MO:MN=1:3。物体B受到的重力为100N,A的底面积为0.04m2,高1m。当物体A恰好浸没在水中时，物体B对电子秤的压力为Fi;若水位下降至物体A恰好完全露出水面时，物体B对电子秤的压力为F2,已知：Fi：F2=6：1。滑轮重、滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计。求：(1)物体A完全浸没时，A受到的浮力F浮。(2)物体A的密度pAo(3)当物体A有部分浸入水中时，如果把细绳由N端向左移动到N

11、'处，电子秤的示数恰好为零，NN':MN=1:6，此时物体A浸在水中的体积V浸。3 .如图所示，质量不计的轻板AB可绕转轴O在竖直面内转动，OA=0.4m,OB=1.6m.地面上质量为15kg、横截面积为0.3m2的圆柱体通过绳子与A端相连。现有大小不计、重为50N的物体在水平拉力F=10N的作用下，以速度V=0.2m/s从O点沿板面向右作匀速直线运动。求：JL(1)物体开始运动前，圆柱体对地面的压强；(2)物体在板面上运动的时间；(3)物体在板面上运动过程中，拉力F做功的功率4 .将一个圆柱体A分别竖直放在水和液体甲中，都能漂浮，并且分别有2/5和1/4的体积露出液面。(1)

12、两种情况下，圆柱体A所受浮力之比为;(2)甲液体的密度为;(3)如图，现有一个左右力臂之比为3:1的轻质杠杆。用细线将圆柱体A悬挂在杠杆左端并放入液体甲中，再用细线在杠杆右端悬挂一个完全相同的圆柱体B并放在水平地面上，当杠杆两端细线均被拉直且平衡时，圆柱体A有1/3的体积露出液面，且该圆柱体底面所受液体压强为800Pa。请在图中画出地面受圆柱体B压力的示意图；求此时圆柱体B对地面的压强为多少？5 .运用知识解决问题:Ei图3(1)因为液体的压强随着深度的增加而，拦河坝上部受到水的压强比下部，所以拦河坝设计成上窄下宽的形状.(2)汽车在水平公路上匀速直线行驶，请在图1中画出它在水平方向上所受力的

13、示意图.(3)如图2所示，小雨在轻质杠杆的A端施加竖直向下的拉力，使其水平平衡.已知小雨的拉力为120N,OA:OB=3:2，浸没在液体中的物体M的重力为300N、体积为0.01m3,则液体的密度p液=.请写出解题思路.6 .如图所示，一小型牵引车通过滑轮组打捞深井中的重物，物重为1.2x3N，密度为1.6x30g/m3。测得物体在出水面前、完全出水面后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1:2，不计绳重、轮绳摩擦及水的阻力。试眉三4分析计算回答：但mm(1)滑轮组在此次打捞重物体现的特点有(选填)。A.只省力B.只改变力的方向C.省力且改变力的方向iD.不省力、不改变力的方向(2)动滑轮的重力为多

14、少N?(3)重物在出水面前，滑轮组的机械效率是多少？(4)若重物在出面后上升的速度为0.6m/s，则牵引车的拉力功率为多少W?7.某工人用如图所示的装置把一重为1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10秒，已知斜面长6m、高2m，此装置的机械效率为80%(滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计).求：(1)(2)拉力F做功的功率;(3)箱子和斜面间的摩擦力.8.如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图.已知井深12m，物体重G=6X10N,汽车重G车=3X1(4N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.2X如，汽车受到的阻力为车重的0.1倍.求：I通,疗了1177v/二口1(1

15、)将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？(2)滑轮组的机械效率为多少？(保留一位小数)(3)若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？(4)汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？9 .新农村建设中，某工人利用如图所示的滑轮组提升重2700N的物体，物体上升了2m，绳子末端的拉力为750N,不计绳重和摩擦力，求：(1)工人做的有用功是多少？(2)该滑轮组的机械效率是多少？(3)动滑轮的总重力是多少N?10 .在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体，沿着水平地面匀速拉

16、动了2米。人的拉力为18牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：(1)人的拉力所做的功。(2)人的拉力做功的功率。(3)动滑轮受到的重力。11 .利用如图所示的滑轮组，用F=800N的力拉绳子自由端，货物A重3000N,A以0.6m/s的速度匀速直线运动10s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%，求：777777777777777777777711)货物A在10s内移动的距离。(2)该过程中拉力F的功率。(3)水平地面对货物A的摩擦力大小。12 .如图所示用滑轮组打捞水中物体的示意图，已知物体A的质量为80kg,体积为2X10m3。当卷扬机加在绳子自由端竖

17、直向下的拉力F为400N时，物体A在水中以0.1m/s的速度匀速竖直上升(物体A始终未露出水面。不计绳重和摩擦，g取10N/kg)。求：媪通(1)物体A在水中(未露出水面)时受到的浮力F浮；(2)物体A在水中匀速竖直上升时，拉力F的功率P;(3)动滑轮所受的重力G动。13 .小明到某山区旅游时，发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械(如图所示)，当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运到二楼上面，对此小明充满好奇，经主人同意后，小明借助该装置，用很小拉力就能将质量为80千克的重物匀速提升了3米！请根据所学知识解答下列问题：(1)该装置可简化看成由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，则属于动滑轮是的.(选填"A'或"B').(2)重物上升3米的过程中，小明对重物做的功为多少？(3)主人介绍滑轮B的质量为5千克，不计绳重和摩擦，整个过程中，小明做的功是多大？14 .如图所示，现将重为5N的