安徽省2024八年级物理下册第10章机械与人全章高频考点专训课件新版沪科版

全章高频考点专训第10章名师点金以杠杆、滑轮、斜面为载体，综合压力、压强、浮力、功和功率等其他力学知识，考查作图、分析和计算能力，是中考的热门考点；试题综合性强，难度大；只有熟悉各种模型，才能正确解答。考点1

杠杆及其应用1.[学科内综合][2022·包头]如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA＝AB，在A点悬挂物体，在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（）A.F的大小为物重的2倍B.物重增加5N，F的大小也增加5NC.物体悬挂点右移，拉力F会增大D.将F改为沿图中虚线方向，拉力F会减小【点拨】由题图可知，OA＝AB，阻力臂为动力臂的一半，由杠杆的平衡条件可知F×OB＝G×OA，由于OB＝2OA

，所以拉力F的大小为物重的二分之一，故A错误；若物重增加5N，设F的变化量为ΔF，由杠杆平衡条件可知（F＋ΔF）×OB＝（G＋5N）×OA，解得ΔF＝2.5N，故B错误；当悬挂点右移时，阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，则动力F将变大，故C正确；保持杠杆在水平位置平衡，将拉力F转至虚线位置时，动力臂变小，因为阻力与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故D错误。【答案】C2.[立德树人

文化自信][2022·大连]明代学者宋应星所著的《天工开物》是世界上第一部记录农业和手工业生产技术的百科全书。如图所示的是书中记载的古人用脚踏碓（duì）将稻米去皮的情景。该脚踏碓的工作原理：用柱子架起一根木杠，杠的前端装有椭圆形碓头，脚连续踏踩杠的后端，木杠可绕O点上、下运动，碓头就不断砸打稻米。（1）该脚踏碓属于费力杠杆，请分析其属于费力杠杆的原因。（注：可在图上画出力臂示意图以辅助说明）【解】（1）由图可知，O是支点，从O点向阻力F2的作用线引垂线，可得阻力臂l2，同理可知动力臂为l1；由图可知，l1＜l2，由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，F1＞F2，所以脚踏碓是费力杠杆。（2）碓头砸打稻米时动能越大，稻米越容易去皮。请分析这种杠杆使稻米容易去皮的原因。【解】（2）碓头下落时，大部分的重力势能转化为动能，物体的质量一定时，所处的高度越大，具有的重力势能越大。由相似三角形知识可知，脚移动较小的距离，碓头即可移动较大的距离，可以使碓头有较大的动能，使稻米容易去皮。考点2

滑轮及其应用3.[新设问][2023·郴州]如图所示，物体重10N，每个滑轮重1N，在F＝2.5N的拉力作用下，物体上升了1m，则拉力做的有用功是

10

⁠J，克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为

3

⁠J。10

3

【点拨】拉力做的有用功W有＝Gh＝10N×1m＝10J，由题图可知，每个动滑轮吊起它的绳子的股数为2，绳子自由端移动的距离s＝2×2×2×1m＝8m，则力F做的功W总＝Fs＝2.5N×8m＝20J；总的额外功W额＝W总－W有＝20J－10J＝10J，提起动滑轮所做的额外功W动额＝G动h1＋G动h2＋G动h3＝1N×1m＋1N×2m＋1N×4m＝7J，克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功W摩擦额＝W额－W动额＝10J－7J＝3J。4.[生产生活][2023·六安期中]中国高铁运营里程突破4万公里，稳居世界第一。高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，如图甲所示，采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图，其中滑轮B为

动⁠滑轮。钢绳通过滑轮组悬挂总重力为40000N的坠砣，若某段时间内坠砣下降了20cm，不计滑轮和钢绳自重、摩擦，输电线P端受到的拉力大小为

8×104

⁠N，输电线P端向左移动了

10

⁠cm。动8×104

10

考点3

功和功率5.[2022·安顺]骑自行车是生活中一种环保的出行方式。小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长200m的平直路面，用时30s。若小明的质量为50kg，自行车受到的重力为200N，骑行时受到的阻力为总重力的0.03，则该过程中动力做功的功率是

140

⁠W。（g取10N/kg）140

6.[关键能力

数据处理能力][2023·成都]如图甲所示，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面上匀速移动，地面ab、bc的粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab＝2m，bc＝3m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙所示，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦。对此过程的分析，下列结论正确的是（）A.绳子自由端移动的距离为15mB.拉力F做的功为420JC.拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功D.物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变大【点拨】物体M从a点到c点过程中，通过的距离为2m＋3m＝5m，绳子的有效段数为2，故绳子自由端移动的距离s＝2s物＝2×5m＝10m，故A错误；ab＝2m，bc＝3m，绳子自由端移动的距离分别为s1＝2×2m＝4m，s2＝2×3m＝6m，由题图乙知，绳子的拉力分别为60N和100N，拉力做的功W＝W1＋W2＝F1s1＋F2s2＝60N×4m＋100N×6m＝840J，故B错误；本题中，克服物体摩擦力做的功为有用功，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，故克服动滑轮的重力做的功为额外功，在ab段和bc段动滑轮提升的高度不同，根据W＝Gh，拉力F在ab段做的额外功不等于在bc段做的额外功，故C错误；

【答案】D7.[2023·广州天河区一模]世界杯历史上第一座可完全拆解、可再利用的体育场“974球场”，由974个“中国造”的集装箱拼装而成，如图所示的是运载集装箱时的简化图（忽略空气阻力，g取10N/kg）。将质量为30t的集装箱匀速水平向右移动经过B点，到达C点后用时10s匀速下降到D点，求集装箱：【解】（1）集装箱受到的重力G＝mg＝30×103kg×10N/kg＝3×105N，由简化图可知，从A到C的过程中，集装箱沿着水平方向移动，没有在重力方向上移动距离，因此从A到C的过程中，重力不做功，从C到D的过程中，（1）从A到D的过程中，重力做的功。集装箱沿着重力方向下降的高度h＝6m，则从C到D的过程中，重力做的功W＝Gh＝3×105N×6m＝1.8×106J，因此从A到D的过程中，重力做的功为1.8×106J。（2）从C到D的过程中，重力做功的功率。

考点4

简单机械与力学综合8.[2023·泰州]如图所示，供轮椅上下的斜坡长L＝4m，高h＝2m。小明用120N的拉力平行于斜坡向上将重为200N的木箱从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为

400

⁠J，斜坡的机械效率为

83.3%

⁠（精确到0.1%），木箱所受摩擦力的大小为

20

⁠N。400

83.3%

20

9.[2022·黔东南]如图所示的是某工作队修建苍溪百利大桥时用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。物体M的棱长为1m，用7500N的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升2m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）【解】（1）没有露出水面前，物体M排开水的体积等于物体自身的体积，即V排＝V＝a3＝（1m）3＝1m3；根据阿基米德原理，物体M受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3＝1×104N。（1）物体M上升后，求还未露出水面时受到的浮力。【解】（2）物体M上表面在水面下4m时受到水的压强p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4m＝4×104Pa；上表面受到水的压力F1＝pS＝pa2＝4×104Pa×1m2＝4×104N；假设下表面受到水的压力为F2，根据浮力产生的原因有F浮＝F2－F1，物体M下表面受到的压力为F2＝F浮＋F1＝1×104N＋4×104N＝5×104N。（2）物体M上表面在水面下4m时，求它的下表面受到水的压力。（3）物体M上升后，未露出水面前，此滑轮组的机械效率是80%，求物体M的密度。

10.[2022·临汾期末]如图所示的是一种装有两条履带的起重机，质量为7000kg。起重机能够在土质松软的工地上施工。求：（g取10N/kg）

（1）若某次起吊时，将质量为600kg的货物以1m/s的速度匀速拉起，发动机输出功率为20kW，则本次起吊的机械效率为多少？（2）如果起重机的重心在履带的正中，在如图所示的状态下起吊保证不倾倒的情况下可以起吊货物的最大质量为多少？

11.[2022·广州模拟]有人用斜面和滑轮组合在一起来提升重600N的木箱，如图所示，动滑轮重20N，用160N的拉力F使木箱沿着斜面移动5m，同时木箱也升高了3m，此过程中由于绳、滑轮间摩擦而需做的额外功为40J。求：【解】（1）拉力做的有用功W有＝Gh＝600N×3m＝1800J。（1）拉力做的有用功。（2）整个装置的机械效率。

（3）斜面对木箱的摩擦力大小。

考点5

机械能及其转化12.[2023·德阳]第31届世界大学生夏季运动会在成都隆重举行。运动会设体操比赛，体操比赛中的自由体操运动员空中翻滚动作非常精彩。关于翻滚过程中体操运动员的动能与重力势能的变化情况，下列说法正确的是（

C

）CA.体操运动员上升过程中动能增大，重力势能增大B.体操运动员下降过程中动能增大，重力势能增大C.体操运动员上升过程中动能减小，重力势能增大D.体操运动员下降到最低点时重力势能最大13.[学科素养

能量观][2023·深圳一模]2022年11月，第十四届中国航展在珠海国际航展中心举行，我国四代机“歼20”在阳光的映衬下，身披七彩祥云，在国产大推力发动机的带动下，一会儿大角度上升，一会儿滑降，最后平稳地降落在珠海机场。下列说法正确的是（）A.“歼20”飞机滑降的过程中，重力势能始终不变

B.“歼20”飞机的飞行员与飞机相对静止，所以飞行员没有动能C.减