江西省2022年中考物理总复习课后强化训练-第12课时　简单机械

课后强化训练(十二)简单机械一、填空题1．(2021·赣州模拟)如图所示是小楠练习书法时的简化图，写字时毛笔杆相当于________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆；手握笔的位置向上移动，则写字时所需的动力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)．解析：写字时，毛笔杆的支点和动力作用点都在手指上，二者距离较近，而阻力作用点是笔端，距离支点较远，动力臂小于阻力臂，所以相当于费力杠杆；手握笔的位置向上移动，则阻力臂变大，纸张对笔的阻力基本不变；而支点和动力作用点同时上移，所以动力臂基本不变，由杠杆平衡条件可知，写字时所需的动力将变大．答案：费力变大2．(2020·雅安中考)如图所示，杆秤秤砣的质量为0.2kg，杆秤自身质量忽略不计．若杆秤水平静止时，被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0.05m和0.2m，则被测物体的质量为____________kg，若秤砣有缺损，则测量值比被测物体的真实质量要____________(选填“偏大”或“偏小”)．解析：如图所示：因为杠杆平衡，所以G1LOA＝G2LOB，即m1gLOA＝m2gLOB，则m1＝eq\f(m2LOB,LOA)＝eq\f(0.2kg×0.2m,0.05m)＝0.8kg.若秤砣有缺损，m2减小，而G1LOA不变，所以LOB要变大，杆秤所示的质量值要偏大．答案：0.8偏大3．如图所示是自行车手刹示意图，图中当手对车闸的作用力F＝10N时，刹车拉线受到力的大小为________N，这是________(选填“省力”或“费力”)杠杆．解析：由图知，动力臂l＝12cm，阻力臂l′＝3cm，动力F＝10N，由杠杆平衡条件可得Fl＝F′l′，则拉线受到的拉力F′＝eq\f(Fl,l′)＝eq\f(10N×12cm,3cm)＝40N；因为动力F<F′，所以这是一个省力杠杆．答案：40省力4．如图所示，在轻质杠杆的中点处悬挂一重物，在杠杆的最右端施加一个竖直向上的力F，此时杠杆保持水平平衡．若保持力F方向始终与杠杆垂直，把杠杆沿着顺时针方向缓慢转动45°，则力F将________(选填“变大”“变小”或“不变”)．解析：由题知，保持力F方向始终与杠杆垂直，把杠杆沿着顺时针方向缓慢转动45°，如图所示，由图知，从左图到右图，阻力大小不变，动力臂不变，阻力臂变小，根据平衡条件F×l1＝G×l2知，动力F变小．答案：变小5．(2021·江西模拟)利用图甲中的撬棒撬石块时，撬棒相当于________(选填“省力”或“费力”)杠杆；利用图乙中的滑轮组匀速提升900N的重物时，若忽略滑轮自重、绳重及摩擦，人对绳的最小拉力为________N.甲乙解析：由图知，利用撬棒撬石头时，支点为O，动力臂比阻力臂长，所以撬棒是省力杠杆；由图知，该滑轮组由3段绳子承担物重，即n＝3，不计滑轮自重、绳重及摩擦时，人对绳的拉力F＝eq\f(1,3)G＝eq\f(1,3)×900N＝300N.答案：省力3006．如图所示，物重10N，手拉弹簧测力计在A位置时示数为________N；若手拉弹簧测力计在A、B、C三个不同位置时，拉力FA、FB、FC的大小关系是__________(不计绳重和摩擦)．解析：使用的是定滑轮，不计绳重和摩擦，拉力F＝G＝10N，使用定滑轮时，能改变用力方向，但不能省力，FA＝FB＝FC.答案：10FA＝FB＝FC7．使用一个动滑轮竖直向上匀速提升重100N的物体，若动滑轮重力、绳子重力以及摩擦都不计，则作用在绳端的拉力是________N．若动滑轮重力是20N，绳重和摩擦都不计，则作用在绳端的拉力是________N.解析：若动滑轮、绳子重力以及摩擦都不计，F＝eq\f(1,2)G物＝eq\f(1,2)×100N＝50N；因为绳重和摩擦不计，动滑轮重G轮＝20N，所以匀速提升重物时绳子的拉力F′＝eq\f(1,2)×(G物＋G轮)＝eq\f(1,2)×(100N＋20N)＝60N.答案：50608．(2021·南昌模拟)安安同学利用如图示的滑轮组把物体A吊起来，物体A重为500N，动滑轮重100N，忽略绳重和摩擦，所用拉力为________N，若绳子下降3m，则物体上升______m.解析：由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝2，忽略绳重和摩擦，则所用的拉力F＝eq\f(1,2)(G＋G动)＝eq\f(1,2)×(500N＋100N)＝300N；绳子下降的距离s＝2h＝3m，则物体上升的高度h＝1.5m.答案：3001.59．(2021·赣州模拟)如图所示的简单机械是由固定的斜面和滑轮组成的．若斜面的长l与斜面高h的比值为2，整个机械的效率为80%，则使用该机械将重物沿斜面缓慢拉上的过程中，作用力F与重物所受重力G之比为________．解析：由题知，使用的是动滑轮，将重物拉到斜面顶端，拉力移动的距离s＝2l，l＝2h，则s＝4h，使用该装置做的有用功W有用＝Gh，使用该装置做的总功W总＝Fs＝4Fh，η＝eq\f(W有用,W总)＝eq\f(Gh,4Fh)＝eq\f(G,4F)＝80%，F∶G＝5∶16.答案：5∶16二、选择题10．如图所示的工具中属于费力杠杆的是()解析：瓶起子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；扳手在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意；羊角锤在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意．答案：C11．(2021·江西模拟)我国民间最早的汲水用具是“桔棒”(如图所示)，就是用一条横木支在木架上，一端挂着汲水的木桶，另一端挂着重物，这样可以节省汲水的力量．若需一次提起更多的水，下列做法可行的是()A．减轻所挂重物的质量B．增加所挂重物的质量C．增大横木的长度D．缩短重物到木架之间的距离解析：根据题意可知，一次提起更多的水即为阻力增大，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，在阻力臂、动力臂不变时，阻力增大，需增大动力才能重新平衡，故A不正确，B正确；在阻力增大、动力不变时，减小阻力臂或者增大动力臂也可使杠杆重新平衡，增大横木的长度并非改变力臂，故C不正确；缩短重物到木架之间的距离，其实就是减小动力臂，由杠杆原理可知，这样只能提起更少的水，故D不正确．答案：B12．(2021·抚州模拟)如图所示，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重为GB的物体，杠杆平衡时AO处于水平位置，若AO＝BO，杠杆自重不计，则GA和GB的大小关系是()A．GA>GB B．GA＝GBC．GA<GB D．无法比较解析：杠杆的力臂如图所示，由杠杆的平衡条件得GAlA＝GBlB；从图中可以看出力臂lA>lB，所以物体的重力GA<GB.答案：C13．(2021·江西模拟)一位同学双手的最大拉力为500N，现在他用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，最多能提起的物重为()A．500N B．1000NC．1500N D．250N解析：一定一动组成的滑轮组，最多由3段绳子承担物重．双手的最大拉力是500N，根据滑轮组的省力特点，此滑轮组最多提起的物重为：G＝3F＝3×500N＝1500N.答案：C14．(2021·上饶模拟)如图所示，杠杆处于平衡状态．如果杠杆两侧的钩码各减少一个，杠杆将()A．左端下降 B．右端下降C．仍然平衡 D．无法判断解析：图中杠杆处于平衡状态，设一个钩码的重为G，杠杆上一格的长度为l，根据杠杆平衡条件可得3G×2l＝2G×3l；如果杠杆两侧的钩码各减少一个，则有左边力与力臂的乘积：2G×2l＝4Gl，右边力与力臂的乘积G×3l＝3Gl，由于此时左边力与力臂的乘积较大，所以左端下降．答案：A15．利用同一个滑轮组提升物体，若不计绳重及摩擦等阻力，则()A．提升的物体重力越小，机械效率越高B．自由端的拉力越大，机械效率越高C．绳子股数改变，机械效率不变D．把物体提得越高，机械效率越高答案：C16．(2021·赣州模拟)如图所示，物体A在拉力F的作用下做匀速直线运动，若地面对物体的摩擦力大小为5N，则弹簧测力计的示数和拉力F的大小分别为()A．5N,10N B．5N,5NC．10N,10N D．10N,5N解析：因物体A做匀速直线运动，则作用在物体A上的拉力F拉＝Ff＝5N，F示＝F拉＝5N．作用在动滑轮轴上的拉力F＝2Ff＝2×5N＝10N.答案：A17．(2021·吉安模拟)如图所示，拉力F＝80N，物体重力G＝120N，不计摩擦和绳重．若将物体匀速提高1m，以下说法不正确的是()A．拉力做的有用功为80JB．动滑轮的重力为40NC．拉力做的总功为160JD．该滑轮组的机械效率为75%解析：由图可知，n＝2，拉力做的有用功W有＝Gh＝120N×1m＝120J，故A错误；不计摩擦和绳重，由F＝eq\f(1,n)(G＋G动)得，动滑轮的重力G动＝2F－G＝2×80N－120N＝40N，故B正确；拉力做的总功W总＝Fs＝F×2h＝80N×2×1m＝160J，故C正确；该滑轮组的机械效率η＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(120J,160J)×100%＝75%，故D正确．答案：A三、作图与实验题18．(2021·赣州模拟)如图所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，l1为F1的力臂．请在图中作出F2的力臂l2及力F1.答案：如图所示19．工人站在地面上用如图所示的滑轮组提升重物，画出滑轮组的绕绳方式．解析：因为滑轮组要求工人站在地面上提升重物，因此，在绕绳时，最终的绳子自由端方向应该向下，由外向内画出绕绳方式，如图所示，由两段绳子承担物重．答案：见解析20．(2021·江西模拟)小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件．次数F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm11102522101203215310(1)若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡．(2)在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是______________________．(3)在杠杆两端挂加钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂．多次实验并把数据记录在表格中．多次实验的目的是____________________________．(4)小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是_____________________________．(5)杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂________个钩码．(6)如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡．当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，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”)．解析：(1)图甲所示杠杆左端低右端高，要将杠杆调平需要将平衡螺母向右边调节；(2)在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂的大小，同时消除杠杆自重的影响；(3)多次实验的目的是使实验结论具有普遍性；(4)由表中数据有1N×10cm＝2N×5cm；2N×10cm＝1N×20cm；2N×15cm＝3N×10cm；根据表格实验数据得出杠杆平衡条件是F1l1＝F2l2；(5)设一个钩码的重力为G，杠杆上一小格的长度为l，A点挂4个钩码，A点到O点的距离为3l，B点到O点的距离为2l，设B点需要n个钩码，根据杠杆平衡的平衡条件得4G×3l＝nG×2l，解得n＝6，为使杠杆重新平衡，应在B点挂6个钩码；(6)弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，力臂变小，要使杠杆仍然在水平位置平衡，由杠杆的平衡条件，则拉力变大，即弹簧测力计的示数变大．答案：(1)右(2)便于测量力臂的大小，同时消除杠杆自重的影响(3)使结论具有普遍性(或寻找普遍的规律)(4)F1l1＝F2l2(或动力×动力臂＝阻力×阻力臂)(5)6(6)变大21．(2021·江西模拟)某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示．实验次数钩码重/N钩码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械效率140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.5__________(1)实验中应沿__________方向缓慢匀速拉动弹簧测力计．(2)小明同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止时读数，你认为他的想法__________(选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到__________对滑轮组机械效率的影响．(3)用如图丁所示装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整．(4)通过比较________(填实验次数的序号)两次实验数据得出结论使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子绕法无关．(5)通过比较3和4两次实验数据可知不同滑轮组的机械效率主要与__________有关．解析：(1)该实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，这样测力计示数才等于拉力大小；(2)在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力偏小，故她的想法是不正确的，因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响；(3)图丁中，绳子的有效段数为n＝4，绳端移动距离s＝nh＝4×0.1m＝0.4m，此时滑轮组的机械效率η＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(8N×0.1m,2.5N×0.4m)×100%＝80%；(4)甲乙两个相同的滑轮组只是绳子绕法不同，绳子的有效段数分别为2、3，提升相同的物体，但机械效率相同；故通过比较1和2两次实验数据得出结论，使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子绕法无关；(5)实验3、4中绳子的有效段数分别为3、4，即对应的图丙、图丁两装置，滑轮组不同，提升的重物相同，动滑轮越重，机械效率越小，故可得出结论，不同滑轮组的机械效率主要与动滑轮的总重有关．答案：(1)竖直(2)不正确摩擦(3)0.480%(4)1和2(5)动滑轮的总重四、计算题22．如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机，如果A处螺钉松脱，则支架会绕C点倾翻．已知AB长40cm，AC长30cm.室外机的重力为300N，正好处在AB中点．(支架重力不计)(1)求A处螺钉的水平拉力的大小．(2)若A处螺钉的水平拉力最大为400N，则在室外机位置不变的情况下，室外机重力不能超过多少？解析：(1)由杠杆的平衡条件知F·AC＝G·eq\f(1,2)AB即F×30cm＝300N×eq\f(1,2)×40cm解得F＝200N；(2)由杠杆的平衡条件知F最大·AC＝G′·eq\f(1,2)AB即400N×30cm＝G′×eq\f(1,2)×40cm解得G′＝600N.答案：(1)A处螺钉的水平拉力为200N；(2)室外机重力不能超过600N.23．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10m，物体重力G＝4×103N，汽车重G车＝3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2×103N，汽车受到的阻力为车重的eq\f(1,20).求：(1)若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要的时间；(2)滑轮组的机械效率；(保留一位小数)(3)将物体从井底拉至井口，汽车牵引力做的功．解析：(1)由图可知，滑轮组中由3段绳子承担物重，则物体上升的速度为v物＝eq\f(1,3)v车＝eq\f(1,3)×1.2m/s＝0.4m/s；物体由井底拉至井口需要的时间t＝eq\f(s,v物)＝eq\f(h,v物)＝eq\f(10m,0.4m/s)＝25s；(2)滑轮组的机械效率为η＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(Gh,F×3h)×100%＝eq\f(G,3F)×100%＝eq\f(4×103N,3×2×103N)×100%≈66.7%；(3)由题意可得，汽车受到的阻力为Ff＝eq\f(1,20)G车＝eq\f(1,20)×3×104N＝1500N；汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，在水平方向上，汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用；由力的平衡条件可得牵引力F牵＝F＋Ff＝2×103N＋1500N＝3500N；汽车运动的距离s车＝s绳＝3h＝3×10m＝30m；牵引力做功为W牵＝F牵s车＝3500N×30m＝1.05×105J.答案：(1)若汽车运动的速度为1.2m