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文档简介
四、运动与力学
专题10简单机械
1.(2023・广西・中考真题)【中华传统文化】某小组在测量液体密度的实验中
(1)调节天平横梁平衡时,先把移到标尺左端零刻度线处,若指针静止时指在分度盘中央刻
度线的左侧,则应向(选填“左''或"右")调节平衡螺母,使横梁平衡。
(2)用天平测出空烧杯的质量,如图甲所示,质量为go用天平称量时,天平是(选
填“省力,,“费力”或“等臂,,)杠杆。
(3)将花生油倒入空烧杯,测出其总质量,再将烧杯中的花生油倒入量筒中测出其体积,但花生油太
多,无法全部倒入量简中。经小组讨论,只需增加一个步骤用天平测出的质量,即可求出花
生油的密度。
(4)受《天工开物》中枯棒汲水(图乙)启发,小组自制了“杠杆密度计”如图丙,将一轻质细硬杆用
细线固定在。点并悬挂起来,物块固定悬挂在A点,把不计质量的矿泉水瓶装满水,用细线悬挂在杆
上,将悬挂点移至8点,使杆在水平位置平衡。换用相同的矿泉水瓶装满不同液体,重复以上操作,
在杆上可标出悬挂点&、历、&……对应密度的刻度值。
①若8/点在B点的左侧,则131点对应的密度p/与水的密度p次水的关系是pX选填
或》
②若测得仄&到。点的距离分别为/、也则&点标注的密度值为(用〃木及题给字母表
示)
【答案】游码右37.4等臂见解析>Q水
【详解】(I)使用天平的时候,要将天平放在水平台面上,把游码移到横梁标尺的零刻度线处,
若指针左偏则应将平衡螺母向右调节,使天平横梁在水平位置平衡。
(2)[3]空烧杯的质量
m-20g+10g+5g+2.4g=37.4g
[4]天平左盘和右盘到支点的距离相同,则天平平衡时可看成等臂杠杆。
(3)[5]要求出花生油的密度,只需要知道量筒中花生油的质量跟体枳,则需要增加的步骤是:用天平
测出烧杯中剩余花生油跟烧杯的质量。
(4)①⑹当矿泉水瓶装满水时,由杠杆平衡条件可知GL=G水/⑺。当换用相同的矿泉水瓶装满不同
液体时,使杆在水平位置平衡,对应悬挂点在8人则
G液=GIQA_G水-3
若氏点在8点的左侧,则仇<%,则GQG木。两液体积极相同,则8>P水。
②⑺由杠杆平衡条件=玛右可得
则62=平,比点标注的密度值
,2
_〃水水/
7W,_G2_Z2gV7,
2一V-gy-gv-gVl2-12
一.杠杆
1.(2022・广西玉林・中考真题)如图所示,杠杆处于水平平衡状态,若在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量
相同的钩码,则杠杆()
A.仍然平衡B.右端下降C.左端下降1).匀速转动
【答案】c
【详解】设杠杆上每一格的长度为/,每个钩码的重力为G,原来杠杆水平平衡时,有2G>3/=3Gx2/
在杠杆两侧挂钩码处各增加•个质量相同的钩码时,左侧动力与动力臂的乘积为3Gx3/=9G/
右侧阻力与阻力臂的乘积为4Gx2/=8GZ
因为96/>86/
根据杠杆平条件可知,杠杆左端会下降,ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.(2022.广西河池.中考真题)下列关于力的说法正确的是()
A.所有杠杆都是省力杠杆
B.物体的重心一定在物体上
C.力的作用点不会影响力的作用效果
D.在弹性限度内,弹簧的伸长量跟其所受的栉力大小成iF比
【答案】D
【详解】A.动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆,动力臂等于阻力臂的杠杆是等臂杠杆,动力臂小于
阻力臂的杠杆是费力杠杆,故A错误;
B.质地均匀,外形规则物体的重心在它的几何中心上,但重心不•定在物体上,比如篮球、圆环等,
故B错误;
C,力的三要素:大小、方向、作用点,都会影响力的作用效果,故C错误;
D.在弹性限度内,弹簧所受的拉力增大一倍,弹簧的伸长量也增大一倍,所以弹簧的伸长量跟其所受
的拉力大小成正比,故D正确。
故选D。
3.(2022・广西贺州・中考真题)如图所示的四种工具中,属于省力杠杆的是()
C.羊角锤D.火钳
【答案】c
【详解】A.筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A不符合题意;
B.托盘天平在使用时,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,既不省力也不费力,故B不符合题意;
C.羊角锤在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C符合题意;
D.火钳在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
4.(2021•广西梧州•中考真题)如图所示的工具中,使用时属于费力杠杆的是()
【答案】B
【详解】A.起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省刀杠杆,故A不符合题意;
B.筷子在使用过程中,动力情小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C.定滑轮实质是动力臂等于阻力臂的杠杆,是等售杠杆,故C不符合题意;
D.天平的动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故D不符合题意。
故选Bo
5.(2021・广西贺州・中考真题)现有若干个规格相同的钩码,如图所示,为了使杠杆在水平位置平衡,应在
杠杆的A点挂几个钩码()
A.1B.2C.3D.4
【答案】C
【详解】设每个钩码为G,每个小格的长度为L,则右侧力与力臂的乘积
2Gx6L=12GL
左侧人点的力臂为4L根据杠杆平衡条件可知,A点所挂钩码的重力
即应在杠杆的A点挂3个钩码。故ABD错误,C正确。
故选C。
6.(2021・广西・中考真题)图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“春稻谷''的示意图。小华若要
A.支点不动,脚在杆上的位置前移
B.将支点靠近人,脚在杆上的位置不动
C.将支点靠近人,同时脚在杆上的位置前移
D.将支点远离人,同时脚在杆上的位置后移
【答案】D
【详解】由题知,阻力尸2大小不变,若要更省力,即减小根据杠杆平衡条件尸心/2可知,可以
增大//或减小〃或同时增大//和减小ho
A.支点不动,脚在杆上的位置前移,减小了//,/2不变,B将增大,故A错误;
B.将支点靠近人,脚在杆上的位置不动,//减小,同时〃增大,F/将增大,故B错误;
C.将支点靠近人,同时脚在杆上的位置前移,//减小,A增大,B将增大,故C错误;
D.将支点远离人,同时脚在杆上的位置后移,减小,2同时增大。,F/将减小,故D正确。
故选D。
7.(2022,广西百色•中考真题)如图所示,轻质细杆可绕竖直墙上的。点转动,末端挂一个重为150N的物
体,拉力广沿水平方向,当,二45。时,拉力代No若保持拉力沿水平方向,让细杆顺时针缓慢
旋转到图中虚线位置,则拉力将(选填“变大”或“变小”)。
【答案】150变大
【详解】[1]如下图:
〃二45,,拉力的方向沿水平方向,阻力来自物体的重力,阻力的方向竖直方向,
根据等腰直角三角形的知识可知,尸的力臂与阻力的力臂是相同的,根据杠杆的平衡条件可知,动力等
于阻力,所以
F=G=150N
⑵若保持拉力水平方向,让杠杆顺时针缓慢旋转一个小角度到虚线位置,易知,此时的动力臂变小,
阻力臂变大,在阻力不变的情况下,根据杠杆的平衡条件可知,拉力将变大。
8.(2021•广西柳州•中考真题)请画出图中力尸的力臂
o
【详解】由图中可知,0为杠杆支点,由力臂的定义可知,过0点作力F的延长线的垂线段,即为力产
对应的力臂L,如下图所示:
9.12021.广西百色・中考真题)如图所示,轻质杠杆的A点挂一个重物G,绳的拉力为用,。为杠杆的支点。
请在杠杆8端画出最小的动刀B并画出其力臂//,使杠杆在图中位置平衡。
«
答案
【详解】根据杠杆平衡的条件可得,阻力和阻力臂不变,动力臂越长,越省力,当力M作用在8点,
并且与杆垂直时,力情最长为//,最省力,如图所示:
10.(2025・广西•中考真题)某实验小组做“探究杠杆的平衡条件”实验。
9
5-
1b4l20
™
甲乙丙
(1)实验前,若杠杆静止时的位置如图甲所示,则需要将杠柠左端的螺母向调节,使杠杆在水
平位置平衡。
(2)实验操作中,在杆杆两侧桂上不同数量的钩码(每个钩码所受重力均为0.5N),移动钩码位置,使
杠杆重新水平平衡,如图乙所示,施加在杠杆右侧的力6为1.5N,读出其对应的力臂4为10.0cm,施
加在杠杆左侧的力工为N,读出其对应的力臂6为cm。
(3)改变K和4,相应调节工司3再做几次实验,分析记录的数据得到杠杆的平衡条件是。
(4)用木棒撬动大石头时,固定支点位置后,如图丙所示,要想用较小的力撬动这块大石头,应将支点
到手施力的作用线的距离(选填"增大”或"减小
【答案】(1)左(2)115.0cm(3)币=/%(4)增大
【详解】(1)据图可知,杠杆偏右,所以右端较重,需要增加左端的重力,所以平衡螺母向左移动。
(2)[1]祛码的重力等于拉力,据图可知,左侧的祛码数量为2,所以拉力尸2=1N.
⑵祛码悬挂在刻度15.0cm处,所以力臂为15.0cm,
(3)杠杆平衡的条件为动力x动力臂;阻力x阻力臂,即/^=工/2。
(4)在阻力和阻力臂不变的条件下,要使得动力小则需要增加动力臂,所以增大支点到手施力的作用
线的距离。
II.(2021・广西河池・中考真题)如图所示,某同学用轻质杠杆做“探究杠杆平衡条件”的实验,杠杆刻度均匀,
每个钩码重0.5N。
(I)实验前,杠杆如图中所示,为使杠杆在水平位置平衡,则应将平衡螺母向调节;
(2)如图乙所示,在3点用弹簧测力计向下拉,使杠杆仍在水平位置平衡。当弹簧测力计从。位置转
到人位置时,其示数大小将O
(3)如图丙所示,该同学用弹簧测力计竖直向上拉杠杆,使杠杆处于水平平衡状态,则弹簧测力计的
示数为O
【答案】右变大4N
【详解】从图中中“J以看出,杠杆的左端向卜倾斜,为使杠杆在水平位置平衡,则应将平衡螺
母向右调节。
(2)[2]依题意得,动力和动力臂不变。在8点用弹簧测力计向下拉,使杠杆仍在水平位置平衡。当弹
簧测力计从。位置转到人位置时,从图中可以看出,阻力博变小,由杠杆平衡得,阻力将变大,因此弹
簧测力计的示数将变大。
(3)[3]从图中可以看出,动力为
片=4xO.5N=2N
设杠杆上一小格的长度为L,动力臂为6L,阻力臂为3L,由杠杆平衡条件得
R2N?L...
居r=—=------=4N
-L23L
所以要使杠杆处于水平平衡状态,则弹簧测力计的示数为4N。
12.(2021•广西桂林・中考真题)以下是小桂“探究杠杆的平衡条件”的实验。
(I)实验前,杠杆静止时如图所示,接下来小桂应将平衡螺母向端调节,使杠杆处于水平平衡状
态;
(2)调节好后,小桂在杠杆两边挂上不同数量的钩码,并不断调节悬挂位置直至杠杆在____位置平衡,
将实验数据记录在下表后,分析得出杠杆的平衡条件::
动力F//N动力臂Li/m阻力F2M阻力臂L21m
25110
(3)小桂仅凭一组实验数据就得出结论的做法是否科学?答:o
【答案】左水平Fih=F2l2不科学
【详解】(I)[1]实验前,为了消除杠杆重力对实验的影响,应将杠杆调节在水平位置使杠杆平衡,图
中杠杆左高右低,所以平衡螺母应往左调使杠杆处于水平平衡状态。
(2)[2]实验中应通过调节钩码的数量和位置使杠杆在水平位置保持平衡,以便于测量力臂。
[3]根据实验数据可知,动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,所以杠杆的平衡条件是
Fih=F2l2
(3)[4]做法不科学,因为一组实验得出的结论具有偶然性,应当多次实验得出普遍性结论。
13.(2021.广西贵港.中考真题)A、B、C是密度为〃=4x|(Pkg/m3的某种合金制成的三个实心球,A球质量
为"M=80g,甲和乙是两个完全相同的木块,其质量为"人『〃『240g,若把B和C挂在杠杆的两边,
平衡时如图1所示。若用细线把球和木块系住,在水中平衡时如图2所示,甲有一半体枳露出水面,
乙浸没水中。(g取10N/kg,p^l.0xl03kg/m3)求:
(1)B、C两球的体积之比;
(2)细线对A球的拉力大小;
(3)C球的质量。
图1
【答案】(1)2:1;(2)0.6N;(3)0.16kg
【详解】解(I)根据杠杆平衡条件可知14=5右,可以列等式
“x2/p=“gx44
经整理可知,B、C两球的质量之比为
叫_%_2
“一I
根据V='可知,密度相同:质量之比即为体积之比,故B、C两球的体积之比2:1。
P
(2)A球的重力为
3
GA;叫g=80x10kgx10N/kg=0.8N
A球的浮力为
8()xlQ-3kg
/*'.:=pgVJH=1x1O'kg/m5xlON/kgx=0.2N
4xl03kg/m3
细线对A球的拉力大小
F=G-F:/=0.8N-0.2N=0.6N
(3)对甲受力分析,其受到了重力和拉力和浮力,故此浮力为
号=G,+5=240xIO-3kgx10N/kg+0.6N=3N
则乙所受的浮力为6N,设C球的体积为匕则B球的体积为2K将乙与B球和C球当成一个整体,
其受到了浮力和向下的重力,由于悬浮,浮力等于重力,故可以列等式为
%木乙+P水g丫+P水gx2V=G^^pVg+2pVg
经整理可知
V=4xl05m3
则C球的质量
m=pV=4x10'kg/m?x4xl0'm3=0.16kg
答:(1)B、C两球的体积之比为2:1;
(2)细线对A球的拉力大小0.6N;
(3)C球的质量为0」6kg。
二.滑轮
14.(2022•广西柳州•中考真题)如绍甲,大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。
该游戏装置与滑轮组类似,图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上,在两根木棍上绕几圈后女孩
捆住绳的另一辆向外拉,大人、男孩则各握住一根木棍向外过,三人中被拉动者为负,他们都使出了最
大力气,仍处于“僵持”状态,没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦,以下做法中最有可能使女孩获
胜的是()
圆木棍
<女孩
图甲图乙
A.仅将绳在两木棍上多绕1圈B.仅将绳在两木棍上少绕1圈
C.仅增加绳的总长D.仅减小绳的总长
【答案】A
【详解】AB.仅将绳在两木棍上多绕1圈,这样承担男孩所用木棍的绳子的段数增大,女孩越省力,可
能使女孩获胜,同理可知,仅将绳在两木棍上少绕1圈,不能使女孩获胜,故A符合题意,B不符合题
尽;
CD.改变绳的总长,不能改变力的大小,故CD不符合题意。
故选A。
15.(2022・广西・中考真题)如图所示的各种工具,正常使用时省力的是()
【答案】B
【详解】A.定滑轮的实质是等肾杠杆,使用时既不省力,乜不省距离,故A不符合题意:
B.动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,若不计轮重和摩擦,可以省一半的力,故B符合题意:
C.筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C不符合题意;
D.船桨在使用时,动力臂小于阻力臂,屈于费力杠杆,故D不符合题意。
故选Bo
16.(2022・广西河池・中考真题)如图所示,请画出最省力的滑轮组绳子的绕法。
【答案】
□
【详解】根据题滑轮组的工匕特点可知,使用滑轮组提升重物时,不计绳重和摩擦,绳端拉力尸大小
与绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数〃的关系为
因此绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数〃越大,滑轮组越省力,由图示可知,题中绕过动滑轮且施加
拉力的绳子股数最大为片3,故最省力的滑轮组绳子的绕法如图所示:
〃〃/4〃〃/
17.(2022・广西贺州・中考真题)如图所示的滑轮为(选填"动''或"定”)滑轮;若不计滑轮重及细绳和
滑轮间的摩擦,用辱宜向卜.的拉,力尸=N,可以匀速提升滑轮下重为100N的物体。
【答案】动50
【详解】"1如图所示,提升重物时,滑轮随着物体•起运动,故是动滑轮。
⑵动滑轮省一半的力,故竖直向上的拉力为
尸=3G物=gxl(X)N=50N
三.机械效率
18.(2022•广西桂林・中考真题)下列办法中,能提高如图滑轮组机械效率的是()
n
A.增大摩擦B.增大定滑轮重力
C.增大动滑轮重力D.增大被提升物体重力
【答案】D
【详解】A.增大摩擦,会增大额外功在总功所占比值,使机械效率降低,故A不符合题意:
B.增大定滑轮重力,小会改变额外功和有用功,即机械效率小变,故B不符合题意;
C.增大动滑轮重力,会增大领外功在总功所占比值,使机械效率降低,故C不符合题意;
D.增大被提升物体重力,增大有用功在总功所占比值,使机械效率增大,故D符合题意。
故选D。
19.(2021.广西河池.中考真题)如图所示,工人用500N的拉力户把重为800N的材料匀速提升了2m,用
时20s。若不计绳重及摩擦,则下列说法正确的是()
A.拉力户的功率为80WB.拉力尸在这20s内做的功为1000J
C.动滑轮的重为为200ND.用该装置匀速卷升更重的材料,机械效率不变
【答案】C
【详解】AB.拉力户在这20s内做的功为
W=&=500Nx2x2m=2000J
拉力”的功率为
故AB错误;
C.动滑轮的重为为
G=2F・G=2x500N-800N=200N
故C正确;
D.用该装置匀速提升更重的材料到相同高度,有用功变大,动滑轮重不变,额外功不变,这样有用功
占总功的比值变大,机械效率变大,故D错误。
故选C。
20.(2021•广西百色•中考真题)如图所示,甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等,用它们分别将相同质量
的钩码匀速竖直提升,在相等时间内绳子自由端A、B移动相同的距离(不计绳重和摩擦)。在此过程
中,下列选项正确的是()
A.两钩码上升的速度相等B.两套装置绳子自由端的拉力相等
C.甲装置做的总功比乙的多D.两套装置的机械效率不相等
【答案】C
【详解】A.图中使用的是动滑轮,承担物重的绳子股数〃产2;图乙使用的是滑轮组,承担物重的绳
子股数〃z=3;因为拉力端移动的距离户崩;所以拉力端移动的速度等于物体升高速度的〃倍,已知在
相等时间内绳端A、B移动相同的距离,则由速度公式呻色可知绳端A、B移动的速度相等,设其大小
t
为v,则由匕斫〃】,而知,钩码上升的速度分别为:L产],,1=,,所以两钩码上升的速度:”>—,
故A错误;
B.提升钩码的质量相同、重力相同,且滑轮的质量相同、重力相同,不计绳重及摩擦,拉力
F=—(G+G^n片2,n片3,所以绳端的拉力分别为
产产;(G+G动)
产片:(G+GM)
则绳端的拉力F»F乙,故B错误;
C.绳端拉力FQF乙,绳端A、B移动相同的距离,由W=Ps可知拉力做的总功
w,.>w乙心,即甲滑轮组的总功比乙多,故C正确;
D.忽略绳重和摩擦,机械效率
典.用—Gh_G
W©Gh+G^hG+G动
因为提升钩码的质量•相等、重力相等,所以动滑轮和滑轮组的机械效率相等,故D错误。
故选C。
21.(2022・广西梧州・中考真题)如图所示,工人师傅用250N的拉力,使重为2000N的物体以0.2m/s的速
度在水平地面上做匀速直线运动,已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍,动滑轮受到的
重力为80N,则工人师傅拉力的功率为W,该滑轮组的机械效率为0
【答案】10080%
【详解】由图可知,〃=2,则绳子自由端移动的速度
v祈〃u桁2x0.2m/s=0.4m/s
工人师傅拉力的功率
?=?=牛=产々=25ONx0.4m/s=IOOW
⑵物体在运动时受到地面的摩擦力
f=0.2G=0.2x2000N=400N
该滑轮组的机械效率
Wfsf400N
//=—^xl00%=^-xl00%=--^-xl00%=^-xl00%=--------x100%=80%
%Fs^尸.侬'物nF2x250N
22.(2022.广西贵港・中考真题)如图所示,用动滑轮提起重物。若重物为900N,工人用产=5CON的拉力将
重物沿竖直方向匀速提升了4m,则拉力所做的功为J,此动滑轮机械效率为o
F'
I□J
【答案】400090%
【详解】[1]由图可知,动滑轮上有两段绳子拉着重物,因为物体移动的距离为4m,所以绳子移动的距
离为
5提=2x4m=8m
根据公式
W=Fs
可知拉力所做的功为
W=Fs=500Nx8m=4000J
[2]根据题意可知,克服重力做的有用功为
Wit=Gh=900Nx4m=3600J
根据机械效率的公式
〃=艺也xlOO%
可知,此动滑轮机械效率为
〃=X100%=X100%=90%
唯4000J
23.(2022•广西玉林・中考真题)如图所示,某同学把重为L5N的物体匀速提升10cm,所用的拉力是0.8N,
则他做的有用功为J,滑轮组的机械效率为。
【答案】0.1562.5%
【详解】已知物重G=1.5N,动滑轮承重绳的段数〃=3,自由端拉力是/=0.8N,匀速提升高
/?=10cm=0.1m
有用功为
I/lfj-G/?-1.5NxO.lm-O.l5J
总功为
W^=Fs=Fnh=0.8Nx3x0.1m=0.24J
机械效率为
x100%=x100%=62.5%
以0.24J
24.(2021・广西玉林・中考真题)如图所示,在尸=2()0N的拉力作用下,物体A以2m/s的速度沿水平面做匀
速直线运动,若滑轮组所做有用功的功率为960W,则地面对物体的摩擦力为N,滑轮组的机械
效率为o(忽略绳子和滑轮的重力)
F=200N
【答案】
【详解】[1]克服地面对物体A的摩擦力做的功为有用功,有用功率
尸=,常
已知滑轮组所做有用功的功率为960W,物体A以2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动,则地面对物
体的摩擦力为
——=480N
⑵滑轮组绳子的有效段数为3,绳子自由端移动的距离为A移动距离的3倍,滑轮组的机械效率为
fsf480N
7=―;----=——=--------=80%
Fx3s3F3x2()0N
25.(2021.广西・中考真题)图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。匀速拉动车的过程中,车相对树木是,
(选填“静止”或“运动”)的,动滑轮上有段绳子承担对车的拉力,若对车的拉力为2400N,产为
1500N,则该滑轮组的机械效率是
【答案】运动280%
【详解】[1]匀速拉动车的过程中,车相对树木的位置发生了变化,以树木为参照物,车是运动的。
[2]由图可知,随车一起运动的是动滑轮,左侧是动滑轮,动滑轮上由2段绳子承担对车的拉力。
[3]该滑轮组的机械效率是
24()()N
z/=I!Wxl00%=^x100%=-^x100%=-^-xl00%=xlOO%=80%
W怠FsFn“nF2xl500N
26.(2022・广西百色•中考真题)如图所示,工人师傅用滑轮组将重为500N的物体在30s内匀速提升到6m
高的楼上,已知动滑轮重为100N,不计绳重及摩擦。求:
(1)拉力尸;
(2)拉力的功率;
(3)滑轮组的机械效率。(计算结果保留一位小数)
【答案】(I)200N;(2)I20W;(3)83.3%
【详解】解:(1)由尸=/(G物+G.J可知,拉力产为
尸=:(G物+G.J=^(5OON+1OON)=2OON
(2)物体的速度为
h6m八-,
%=—=--=0.2m/s
物t30s
绳子的速度为
V海=nv^;=3x0.2m/s=0.6m/s
由/>=网可知,拉力的功率为
P=尸5%*C=200Nx0.6m/s=120W
w
(3)由■可知,滑轮组的机械效率为
%
77=^x100%=组x100%=4x100%=A^_xlOO%=83.3%
%Fs犍nF3x200N
答:(1)拉力尸为200N;
(2)拉力的功率为120W;
(3)滑轮组的机械效率为83.3%。
(2021.广西梧州.中考真题)如图所示,利用滑轮把重为300N的物体从斜面底端沿斜面往上匀速拉动
10m,物体升高了6m,所用时间为10s,该装置的机械效率为75%,绳子自由端拉力为F,其方向始终
与斜面平行,求在此过程中:
(I)拉力做的有用功;
(2)拉力的大小;
(3)拉力的功率。
【答案】(1)1800J;(2)120N;(3)240W
【详解】解.:(I)拉力做的有用功
W/)=G/?=3OONx6m=18OOJ
(2)拉力做的总功
^=18001=2400]
总775%
滑轮是动滑轮,绳子自由端移动的距离
5=2J后2x10m=20m
拉力的大小
F=^=2400J=120N
s20m
(3)拉力的功率
°工变%40W
t10s
答:(1)拉力做的有用功是1800J;
(2)拉力的大小是120N;
(3)拉力的功率是240W。
一OOOOJ
一、单选题
1.(2025・广西•一模)如图所示,为我国古人抬起巨木的劳动情境示意图,其蕴含的物理学原理是()
A.惯性B.浮力C.杠杆平衡D.二力平衡
【答案】c
【详解】图中所示的情境中,古人利用一根横杆作为杠杆,洛巨木一端抬起,古人在杠杆的一端施加向
下的力,通过杠杆的作用,在巨木的一端产生向上的力,从而抬起巨木。
A.一切物体都有保持原来运动的状态不变的性质,我们把这种性质叫做惯性,故A不符合题意;
B.浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力,故B不符合题意;
C.根据杠杆平衡原理,动力x动力臂=阻力x阻力臂,只要动力臂足够长,就可以用较小的力来克
服较大的阻力,达到省力的效果,实现抬起巨木的目的,故C符合题意;
D.二力平衡是指作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两
个力就彼此平衡,故D不符合题意。
故选C。
2.(2025•广西河池•二模)如图所示,使用筷子时虽然费力但省距离,下列工具在使用中也能省距离的是()
【详解】A.托盘天平在使用时,是等臂杠杆,不省力,也大省距离,故A不符合题意;
B.核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力却费距离,故B不符合题意;
C.用钓鱼竿钓鱼,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力却省距离,故C符合题意;
D.用撬棒撬物体,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力却费距离,故D不符合题意.
故选C。
3.(2025・广西南宁•三模)下列工具或仪器在正常使用时属于费力杠杆的是()
【答案】A
【详解】A.船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费刀杠杆,故A符合题意;
B.核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力也不费力,故C不符合题意;
D.钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
4.(2025.广西柳州•模拟预测)小柳利用如图所示滑轮组将重物A提升到高处。下列说法正确的是()
A.小柳利用滑轮组的目的是为了省功B.重物A悬停时,小柳对重物不做功
C.用滑轮组做功多,说明它的机械效率高D.当重物A匀速缓慢上升时,小柳对重物不做功
【答案】B
【详解】A.根据功的原理,使用任何机械都不省功,使用滑轮组可以省力或改变力的方向,但
不能省功,故A错误;
B.做功的两个必要因素是:有力作用在物体上,且物体在这个力的方向上移动了距高。重物悬停时,
会受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力。但由物物体没有在拉力的方向上移动距离,所以小柳对重物
不做功。故B正确;
C.机械效率是有用功与总功的比值,做功多并不意味着有用功占总功的比例高,即不能说明
机械效率高,故C错误;
D.当重物A匀速缓慢上升时,小柳对重物施加了向上的力,重物在力的方向上移动了距离,
根据做功的条件,小柳对重物做了功,故D错误。
故选B。
5.(2025・广西来宾•一模)如图,是古人在建造宫殿时,利用木棒搬动巨大木料的情景。下列说法正确的是
()
A.支架下垫石块是为了减小对地面的压力
B.将巨木一端抬起,木棒相当于费力杠杆
C.巨木下垫圆木,增大了与地面间的摩擦
D.垫上圆木后,在移动巨木时可减小摩擦
【答案】D
【详解】A.支架下垫石块的主要目的是为了增大受力面积,从而减小支架对地面的压强,防止地面被
压坏,故A错误;
B.将巨木一端抬起,由图可知,此时动力臂大于阻力臂,巨木相当于省力杠杆,故B错误;
CD.垫上圆木后,移动巨木时巨木与地面之间的摩擦由滑动摩擦变为滚动摩擦,可减小摩擦,故C错
误,D正确。
故选D。
6.(2025・广西贵港•一模)如图是利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮,绕过滑轮的绳索一端悬吊水
桶,人拉或放绳索的另端即可让水桶升降。下列说法正确的是()
A.井架上的滑轮是动滑轮
B.利用这个装置能够省力
C.水桶静止时,人对水桶没有做功
D.提的水越多,该装置的机械效率越低
【答案】C
【详解】A.井架上的滑轮不随水桶一起运动,是定滑轮,故A错误:
B.定滑轮不能省力,可以改变力的方向,故B错误;
C.水桶静止时,在重力的方向上没有移动距离,人对水桶没有做功,故C正确;
D.提的水越多,利用这套装置做的有用功相对增加,额外功不变,则该装置的机械效率会变大,故D
错误。
故选C。
二、多选题
7.(2025・广西河池•模拟预测)如图所示,斜面长10m,高4m,小华用大小为50N的平行于斜面的拉力,
将重100N的物体,从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程口,下列说法正确的是()
A.利用此装置既可以省力,也可以省功
B.物体受到的摩擦力为I0N
C.对物体所做的有用功为400J
D.该斜面的机械效率为75%
【答案】BC
【详解】A.使用斜面可以省力,但费距离,因此不能省功,故A错误;
BC.拉力做的总功为唯=FL=5ONxlOm=5OOJ
克服物体重力做的有用功为卬产G力=100Nx4m=400J
额外功为邛曲=W/।匕=50。1-400J=100J
物体受到的摩擦力为/=隼=建=ION
L10m
故BC正确:
yv4OOJ
D.该斜面的机械效率为〃=肃=三37=X100%=80%
卜/DUUJ
故D错误。
故选BCo
三、填空题
8.(2025•广西南宁•一模)
⑴如图甲所示是“探究海波熔化的特点”实验的装置。如图乙所示是根据实验数据绘制的温度一时间图像,
由图可知,
(2)如图丙,在“探究光的反射定律”实验中,从光屏前不同方向都能看到光的传播路径,是因为光在光屏
上发生了(选填“镜面”或“漫”)反射。当入射角减小时,反射光线将(选填“靠近”或“远离”)
法线。
(3)如图丁,每周一升国旗时,随着绳子的拉动,旗杆顶端的滑轮不断转动,国旗缓缓上升。旗杆顶端的
滑轮属丁(选填“动滑轮”或“定滑轮”),该滑轮(选填“能”或“不能”)省力。
【答案】⑴48晶体(2)漫靠近⑶定滑轮不能
【详解】(1)口][2]如图甲所示是“探究海波熔化的特点”实验的装置.°如图乙所示是根据实验数据绘制的
温度一时间图像,由图可知,海波的熔点为48℃,可以判断海波是晶体。
(2)[1]如图丙,在“探究光的反射定律”实验中,从光屏前不同方向都能看到光的传播路径,是因为光
在光屏上发生了漫反射。
[2]反射角等于入射角,当入射角减小时,反射角也减小,反射光线将靠近法线。
(3)定滑轮可以改变力的方向,旗杆顶端的滑轮属于定滑轮,该滑轮相当于等比杠干,不能省力。
9.(2025•广西柳州•二模)一台起重机将重4000N的重物缓慢提高3m,起重机做的有用功是J。如果
额外功是8000J,机械效率是%<,
【答案】1200060
【详解】口】起重机将重4000N的重物缓慢提高3m,克服重物重力做的有用功
4
W(^=Gh=4000Nx3m=1.2x10.I
⑵额外功是8000J,起重:机做的总功唯=改用+喙=i.2xl04J+8000J=2x10」
机械效率是〃=*'100%=兴詈xl00%=60%
rr/XIIJJ
10.(2025・广西南宁•一模)博物馆门口旁边设有便于轮椅通行的斜坡,斜坡地砖上密布着细小的凹槽,这
是为了增大力;斜坡的坡度要设计小一些,目的是使推轮椅上坡时更(选填“省力”
或“省功”)。
【答案】摩擦省力
【详解】[II斜坡地砖上密布着细小的凹槽,这是在压力•定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩
擦力。
[2]博物馆门II旁边便于轮椅通行的斜坡实际上就是简单机械中的斜面,斜坡的坡度要设计小一些,目
的是通过增大移动距离,使推轮椅上坡时更省力。
四、实验题
II.(2025•广西柳州・二模)某小组在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)
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