2020年河南中考物理复习课件专题九简单机械.pptx

1、1.(2015河南,4,2分)图是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案,若拉船的力需要很大,则应选用方案 (选填“甲”或“乙”),因为采用这种方案可以 。(不计机械的自重及摩擦),A组 20152019年河南中考题组,答案 甲 省力 解析 两图中的滑轮都属于动滑轮,但使用的方式不同,假设船受到水的阻力是f,不计机械自重及摩擦,则 F甲=f/2,F乙=2f,所以方案甲更省力,所以应选用方案甲。 综合点评 本题是对动滑轮的综合考查。在乙方案中,人拉动的是动滑轮,与通常使用动滑轮时拉动绳子 自由端的方法不同,这样使用动滑轮不仅不省力,而且会费力。本题考查了学生的逆向思维能力,属较难题。 审题技巧 从

2、图中可以看出两种方案所使用动滑轮的方式不同,注意以逆向思维去思考问题。,2.(2018河南,4,2分)高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷得直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。 图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣质量为25 kg,不计滑轮和钢绳自 重及摩擦,输电线A端受到的拉力大小为 N。若某段时间内坠砣串下降了30 cm,则输电线A端向左 移动了 cm。(g取10 N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩),答案 1104 15 解析 根据滑轮的工作特点首先判断出滑轮组左侧为定滑轮,右侧为动滑轮,坠砣对钢绳自由端施加拉力, 不计滑轮和钢绳的自重及摩擦,所以输电线A端受

3、到的拉力等于2倍钢绳末端受到的拉力,即F=2G=2mg=2 25 kg2010 N/kg=10 000 N;A端移动的距离等于钢绳末端移动的距离的一半,故等于15 cm。 方法技巧 本题是滑轮组的特殊使用方法:在水平方向上使用滑轮组。空间想象能力薄弱的同学可以将 滑轮组竖着观察分析,这样有助于理解。,3.(2019河南,11,2分)图中开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆,不计自重。选项图能正确表示它工作示意图 的是 ( ),答案 B 使用开瓶器开启瓶盖时,用力向上抬起开瓶器,开瓶器绕顶端与瓶盖的接触点转动,所以开瓶器 顶端与瓶盖的接触点是支点,末端受到的向上的力是动力,瓶盖边缘对开瓶器向下的力是阻

4、力,B图所示的 杠杆能表示开瓶器工作示意图。 解题思路 根据开瓶器的工作过程分析其支点位置,然后再根据开瓶器的使用目的和受力情况来判断动力 与阻力方向。,4.(2019河南,13,2分)(双选)工人用如图所示的滑轮组,在时间t内,将重为G的货物匀速提升了h,人对绳子竖直 向下的拉力恒为F。以下说法正确的是 ( ) A.拉力F的功率为 B.额外功为(2F-G)h C.滑轮组的机械效率为 D.滑轮组的机械效率随h的增大而增大,答案 AB 图中的滑轮组承担货物的绳子段数n=2。自由端移动的距离s=2h,拉力做的功W总=Fs=2Fh,功 率P= = ,故A项正确。有用功W有=Gh,额外功W额=W总-W

5、有=2Fh-Gh=(2F-G)h,故B项正确。滑轮组的机 械效率为= = = ,故C项错。从C项的分析中可以看出滑轮组机械效率的表达式中没有h,说明机 械效率与h无关,D项错。 解题关键 首先正确分析承担货物的绳子的段数是解题关键。然后再根据= 推导出的表达式。,5.(2018河南,8,2分)下列工具中,使用时属于费力杠杆的是 ( ),答案 B 根据杠杆分类原则,若杠杆阻力臂大于动力臂,则是费力杠杆。B图中,手使用筷子时的阻力臂大 于动力臂,所以筷子属于费力杠杆。A、C是省力杠杆,D是等臂杠杆。,6.(2018河南,13,2分)(双选)如图所示,水平木板上有甲、乙两个木块,甲的质量大于乙的质量

6、。两木块下表 面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力F1和F2的作用下,以相同速度匀速直线运动了相同时间,下列说 法中正确的是 ( ) A.F1大于F2 B.F1比F2做功多 C.F2比F1的功率大 D.甲的重力做功较多,答案 AB 滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,题中条件为粗糙程度相同,所以只有压力影响滑动 摩擦力。甲对桌面的压力大于乙对桌面的压力,甲所受的摩擦力大于乙,因为都是匀速运动,所以拉力与摩 擦力大小相同,所以A正确。因为速度相同,时间相同,所以运动距离相同,因为W=Fs,F1大于F2,则F1做的功 多,所以B正确。根据P=W/t,时间相同时,F1做功多,故F1的功率大于F2

7、的功率,C错误。重力与运动方向垂直, 重力不做功,D错误。 审题技巧 题中给出的条件较多,对于选择题的四个选项应当逐项分析进行判断。 解题关键 本题重点考查影响滑动摩擦力大小的因素和功与功率的计算。解题的关键是把握题中“以相 同速度匀速直线运动”这个条件。匀速直线运动表示物体受到的是平衡力,即拉力等于摩擦力。,7.(2015河南,17,2分)如图所示,OA为轻质杠杆,可绕O点转动,在点B处用细绳悬挂一重物,在A端施加动力F1, 使杠杆在水平位置平衡。请画出杠杆受到的阻力F2及动力臂l1。,答案 如图所示 解析 作答的关键是把握力臂的定义:支点到力的作用线的距离。 思路分析 本题考查力臂的作图方

8、法,根据力臂的定义作图。 易错警示 考生容易错误地将重物的重力当作阻力,错误的原因是混淆了受力物体。,8.(2019河南,20,9分)我国从今年4月15日起,正式实施电动自行车新国标。李强购置了一辆符合新国标的电 动车,其整车质量为50 kg,最高速度为25 km/h。g取10 N/kg。试问: (1)对蓄电池充电时,电能转化为 能;行驶时,电动机提供动力,其工作原理是 。 (2)当蓄电池的电全部耗完后,若充电功率为100 W,充满电需要5 h,不计能量损失,则充满电后蓄电池储存的 电能为多少? (3)蓄电池充满电后,其储存电能的75%用于车克服阻力做功,当质量为70 kg的李强在水平路面上骑

9、着车,以 最高速度匀速电动行驶时,所受阻力为总重的 ,则车最多能行驶多少小时? (4)新国标对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制,这样做主要是为了防止车的 较大,以减 小行车危险。,答案 (1)化学 通电线圈在磁场中受力转动 (2)1.8106 J (3)1.8 h (4)动能 解析 (1)(2分)对蓄电池充电时,电能转化为化学能,电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动 (2)(2分)蓄电池充满电后,储存的电能W电=Pt=100 W53 600 s=1.8106 J (3)(4分)车所受阻力f= (m+M)g= (50 kg+70 kg)10 N/kg=30 N 车子克服阻力做功W=W

10、电=75%1.8106 J=1.35106 J 由W=fs可知行驶路程s= = =4.5104 m=45 km 由v= 可求出车行驶的最长时间t= = =1.8 h (4)(1分)对电动车的质量和最高速度都进行了限制,主要是为了防止车的动能较大。,9.(2017河南,20,9分)如图所示,工人用沿斜面向上、大小为500 N的推力,将重800 N的货物从A点匀速推至B 点;再用100 N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5 s,到达C点。已知AB长3 m,BC长1.2 m,距地面高1.5 m。试问: (1)利用斜面搬运货物主要是为了 ; (2)货物在水平台面上运动的速度为多少? (3)水平推力做功

11、的功率为多少? (4)斜面的机械效率为多少?,答案 (1)省力 (2)0.24 m/s (3)24 W (4)80% 解析 (1)(1分)利用斜面可以省力。 (2)(2分)货物在水平台面上运动的速度v= = =0.24 m/s (3)(3分)水平推力做的功W=F1s1=100 N1.2 m=120 J 则水平推力做功的功率P= = =24 W (4)(3分)有用功W有=Gh=800 N1.5 m=1 200 J 总功W总=Fs=500 N3 m=1 500 J 则斜面的机械效率= 100%= 100%=80%,思路分析 (1)斜面是一种省力机械,在实际工作过程中需要将货物提升一定高度时,利用斜

12、面将货物推到 斜面的顶端,这样虽然费距离,但可以省力。(2)货物在水平台面上通过的路程为BC段的长度,根据速度公式 可以计算出货物运动的速度。(3)水平推动货物做功的过程中力与距离在同一方向,直接用功的计算公式 计算出功,再代入功率公式计算即可。(4)货物克服重力做的功是有用功,沿斜面的推力对货物做的功是总 功,两者的比值就是斜面的机械效率。 易错警示 本题涉及的物理量的计算难度不大,但部分学生容易犯张冠李戴的低级错误。题中第(2)、(3) 问要求的是货物在水平面上BC段运动时的相关量,而第(4)问要求的是斜面的机械效率,认真审题才能避免 此类错误。,10.2016河南,20(2)(3),6分

13、在“大力士”比赛中,需要把一质量m=400 kg,边长l=1 m,质量分布均匀的立方 体,利用翻滚的方法沿直线移动一段距离,如图所示。g取10 N/kg。求: (2)“大力士”用翻滚的方法使立方体沿直线移动了10 m,用时20 s。“大力士”克服立方体重力做功的功 率; (3)翻滚立方体时,使立方体一边刚刚离开地面,所用最小力F的大小。,答案 (2)414 W (3)1.41103 N 解析 (2)(3分)立方体翻滚一次克服重力做的功 W0=Gh=4 000 N m=828 J 立方体移动10 m需要翻滚10次,则翻滚10次做功的功率 P= = = =414 W (3)(3分)根据杠杆平衡条件

14、得Fl1=Gl2 由图中几何关系可知当F最小时,l1= m,l2=0.5 m 代入数据得F= N=1.41103 N 思路分析 将正方体看作一个杠杆进行分析,支点在底部的右端边缘上,阻力是正方体自身的重力,作用点 在重心。 方法技巧 本题属于求杠杆中最小动力问题,通常采用的方法是找到物体上离支点最远的位置作为动力,作用点,再将此点与支点连线作动力臂就是最大的动力臂,对应的动力最小。,11.(2015河南,21,8分)质量为3 t的小型载重汽车,额定功率为100 kW,车上装有6 t的砂石。汽车先以10 m/s 的速度在平直公路上以20 kW的功率匀速行驶了10 min,消耗汽油1.2 kg,然

15、后又以额定功率用了2 min的时 间,将砂石从山坡底运送到50 m高的坡顶施工现场。g取10 N/kg。试问: (1)1.2 kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少?(已知汽油的热值为4.5107 J/kg) (2)汽车在平直公路上匀速行驶时,受到的阻力为多少? (3)汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少?,答案 (1)5.4107 J(2分) (2)2 000 N(3分) (3)25%(3分) 解析 (1)汽油完全燃烧放出的热量Q=m0q=1.2 kg4.5107 J/kg=5.4107 J (2)汽车匀速行驶时牵引力做的功W=Pt=20103 W600 s=1.2107 J 行驶的路程s=

16、vt=10 m/s600 s=6103 m 由功的计算公式,可得牵引力F= = =2 000 N 由于汽车做匀速运动,则受到的阻力f=F=2 000 N (3)有用功W有=mgh=6103 kg10 N/kg50 m=3106 J 总功W总=P额t=1105 W260 s=1.2107 J 则机械效率= 100%= 100%=25% 评分标准:参考以上标准,其他解法只要合理同样给分。,思路分析 汽车前进过程是发动机做功使其前进,在匀速前进过程中受到的阻力大小等于发动机产生的牵 引力。沿斜坡运送货物的过程所做的有用功是将货物提升一定高度克服其重力做的功,所以W有=Gh。 评分细则 综合应用题除了

17、必要的公式计算,对于一些物理公式的应用,如Q=mq、s=vt等还需要适当地加 上一些文字表述,如“汽油完全燃烧”、“汽车匀速行驶”等。,考点一 简单机械,B组 20152019年全国中考题组,1.(2019安徽,7,2分)图中物块甲和乙处于静止状态。已知甲重12 N,乙重8 N,不计绳重及一切摩擦,则甲受到 地面的支持力为 N。,答案 4 解析 物块甲受竖直向下的重力G甲=12 N、绳子竖直向上的拉力F拉=G乙=8 N、地面竖直向上的支持力F支 作用而静止,静止属于平衡状态,由力的平衡条件得:G甲=F拉+F支,则甲受到地面的支持力:F支=G甲-F拉=12 N- 8 N=4 N。 易错警示 本题

18、不能习惯性地认为地面对物块甲的支持力大小一定等于物块甲的重力。,2.(2018北京,25,4分)小华探究杠杆平衡条件时,使用的每个钩码的质量均相等,杠杆上相邻刻线间的距离相 等。如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节。 杠杆水平平衡后,在杠杆上的A点悬挂了2个钩码,如图乙所示,为使杠杆保持水平平衡,应在B点悬挂 个钩码。,答案 右 3 解析 由题图甲可知,杠杆左边下沉,为使杠杆在水平位置平衡,应该向右调节右端的平衡螺母。在题图乙 中,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,可知在B点应该挂3个钩码。,3.(2018天津,18,4分)利用图甲中的撬棒撬

19、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900 N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,答案 省力 300 解析 在撬动石块时,手用力为动力,石块对杠杆施加阻力,动力臂大于阻力臂,故为省力杠杆;由题图可知n= 3,故F= G物= 900 N=300 N。,4.(2019贵州贵阳,10,3分)如图所示是吊车正在起吊货物的示意图。该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并 使吊臂绕O点转动,从而通过钢绳将货物缓慢吊起。假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直,仅通过转动 吊臂提升货物的过程中,则下列分析正确的是 ( ) A.撑杆对吊臂的作

20、用力不断增大 B.钢绳对吊臂的作用力不断增大 C.撑杆对吊臂作用力的力臂不断增大,D.钢绳对吊臂作用力的力臂不断减小,答案 D 由题意“撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直”可知,撑杆对吊臂的作用力F1的力臂L1不变,C 错误;钢绳对吊臂的作用力F2等于货物的重力,保持不变,B错误;吊臂提升货物过程中,钢绳对吊臂作用力的 力臂L2逐渐变小,D正确;根据杠杆平衡条件得F1L1=F2L2,当L1、F2不变时,撑杆对吊臂的作用力F1随L2的减小 而减小,故A错误。,5.(2019江西,14,3分)如图所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉 力F1、F2、F3、F4的

21、大小关系是 ( ),A.F2F3=F4F1 B.F2F4F1F3 C.F4=F2F1F3 D.F4F2F3F1,答案 B 从本题图中看出有四种简单机械,第一种是杠杆,根据杠杆的平衡条件,得出F1=G。第二种是滑 轮组,此时,动滑轮由三段绳子承担,不计机械自重,则F2=G/3。第三种是一个动滑轮,此时,拉力作用在动滑 轮的轴上,这种状态下使用动滑轮不但不能省一半的力,而且要多一倍的力,不计机械自重,则F3=2G。第四 种是斜面,斜面的角度是30,可以推算出斜面的长度等于高度的两倍,不考虑摩擦,由公式Fs=Gh,得F4= G/2。通过计算结果比较可知,F2F4F1F3,故答案选B。,6.(2019

22、陕西,7,2分)工人用如图所示的装置运送砂石。下列说法正确的是(g取10 N/kg) ( ) A.滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小 B.图中动滑轮相当于一个省力杠杆 C.绳子自由端下拉1 m,桶上升2 m D.质量为65 kg的工人利用该滑轮组能提起150 kg的砂石,答案 B 定滑轮只能改变拉力的方向,不能改变拉力大小,A项说法错。动滑轮相当于一个省力杠杆,B项 正确。图中滑轮组承担物重的绳子是2段,当自由端移动距离s=1 m时,被拉动的桶移动h= =0.5 m,C项错。 工人用力向下拉动绳子时,最大的拉力等于自身重力G人,所以利用该滑轮组能提起的砂石最大重力G=2F= 2G人=2m人g=2

23、65 kg10 N/kg=1 300 N,砂石最大质量m= = =130 kg,所以D项错。 思路分析 使用滑轮组工作时,分析受力和移动距离的关键是先判断承担物重的绳子段数。通常的判断方 法是观察直接连接动滑轮绳子的段数。 易错警示 人用力向下拉动物体的过程中,最大的拉力不超过自身重力,当拉力等于人自身重力时,人处于 平衡状态,此时的拉力即最大拉力。,7.(2017新疆乌鲁木齐,14,2分)请在图中画出均匀木棒OA的重力示意图以及力F的力臂。,答案 如图所示 解析 均匀木棒的重心在棒的中心,重力的方向竖直向下;作力F的作用线,过O点作力F作用线的垂线段,垂 线段为力臂L。,8.(2017四川成

24、都,A27,8分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码重力相等,杠杆刻度均匀。 甲 乙,(1)平衡时,应该让杠杆静止在 位置。 (2)小周同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图甲所示,他们记录的数据为:动力F1=1.5 N,动力臂 L1=0.1 m,阻力F2=1 N,则阻力臂L2= m。 (3)下列四个因素中,不会带来实验误差的是 。 A.铁架台自身的重力足够大 B.单个钩码的重力不完全相等 C.悬挂钩码的绳套重力偏大 D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大 (4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后,他们想进一步探究,如果杠杆受到F2、F3两个阻力,结果会怎 样?通过实验,他们得到了图乙所示

25、的结果。根据这个结果,可以初步得到,在这种情况下杠杆的平衡条件 为:F1L1= 。(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示),答案 (1)水平 (2)0.15 (3)A (4)F2L2+F3L3 解析 (1)探究杠杆平衡条件时,调节杠杆在水平位置平衡,便于直接测量力臂,同时避免杠杆自重对实验的 影响。(2)由题图可知,动力臂两个格为0.1 m,阻力臂三个格则为0.15 m。(3)铁架台的自重不会影响力和力 臂,故不会带来实验误差。(4)由题图可以得出受到两个阻力时,杠杆的平衡条件为F1L1=F2L2+F3L3。,9.(2015河北,37,6分)如图所示,将边长为10 cm的正方体合金

26、块,用细绳挂在轻质杠杆的A点处,在B点施加力 F1=30 N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1.2103 Pa。(OB=3OA,g取10 N/kg) (1)画出F2的力臂。 (2)求合金块的质量。 (3)求F2的大小。,答案 (1)如图所示 (2)9 kg (3)52 N 解析 (1)应用“一找点,二画线,过支点作垂线段,力臂就是垂线段长”的方法,画出力臂,如答案图所示。 (1分) (2)由杠杆的平衡条件得:F动L动=F阻L阻 则G=F0= = =90 N(1分) 根据G=mg,所以m= = =9 kg(1分),(3)

27、由于p= ,则F支=F压=pS=1.2103 Pa(0.1 m)2=12 N(1分) 由于F2与OB的夹角为30,所以F2的力臂 L2= OB= OA (1分) (G-F支)LOA=F2L2 则:F2= = =52 N(1分),考点二 功、功率及机械效率 1.(2019安徽,5,2分)用沿斜面向上大小为3.5 N的力将一个重为4.9 N的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已 知斜面长为2 m,高为1 m,则该过程中斜面的机械效率为 。,答案 70% 解析 使用斜面时做的有用功: W有=Gh=4.9 N1 m=4.9 J, 拉力所做的功为总功: W总=Fs=3.5 N2 m=7 J, 斜面的机械效率:

28、 = = =70%,2.(2019江苏南京,17,5分)建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速起吊重4.2103 N的物体时, 物体5 s内上升了6 m,此过程中有用功为 J,钢丝绳移动的速度为 m/s;若滑轮组的机械效 率为70%,则额外功为 J,拉力F为 N,其功率为 W。,答案 2.52104 3.6 1.08104 2103 7.2103 解析 起重机吊起物体过程中的有用功 W有用=Gh=4.2103 N6 m=2.52104 J s绳=nh=36 m=18 m v绳= = =3.6 m/s = W总= = =3.6104 J W额外=W总-W有用=3.6104 J-2.52

29、104 J=1.08104 J W总=Fs绳 F= = =2103 N,P拉= = =7.2103 W,3.(2018河北,25,3分)一台起重机在10 s内将重为3 600 N的货物匀速提高了4 m,起重机做的有用功是 J。若起重机做的额外功是9 600 J, 则机械效率是 ,起重机的总功率是 W。,答案 14 400 60% 2 400 解析 有用功:W有=Gh=3 600 N4 m=14 400 J 机械效率:= = =60% 总功率:P= = =2 400 W,4.(2017福建,21,2分)如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB 的A、B

30、两物体,不计绳重和摩擦。若GAGB,则甲 乙;若FA=FB,则GA GB。(选填“”、 “=”或“”),答案 解析 用同一个滑轮组提起不同的重物,所做的额外功不变,物体越重,有用功越大,所以有用功与总功的比 值越大,机械效率越大,因此甲的效率大于乙的效率;根据题图可知,GA+G动=2FA,GB+G动=3FB,FA=FB时GAGB。 知识拓展 若有用功相同,额外功越多,机械效率越低;若额外功相同,有用功越多,机械效率越高。 解题关键 解决此题的关键是搞清有用功、额外功、总功之间的关系和滑轮组的特点。,5.(2019天津,6,3分)小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里,他提鸡蛋的力做功

31、最接近 ( ) A.9 J B.30 J C.90 J D.300 J,答案 C 两个鸡蛋所受的重力约为1 N,30个鸡蛋所受的重力约为15 N,从一楼走到三楼其实是升高了两 层楼的高度,一层楼高约3 m,所以上升的高度约为6 m,由W=Gh得人提鸡蛋的力做功约为90 J,故选项C正 确。,6.(2019新疆,10,2分)用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组甲和乙,分别匀速提升同一重物时,滑轮组甲 和乙的机械效率分别为80%和75%,不计绳重和摩擦,滑轮组甲和乙中的动滑轮重力之比为 ( ) A.43 B.34 C.54 D.45,答案 B 滑轮组的效率= = = 甲滑轮组的效率甲= ,即80%

32、= ,解之得G甲动= G 乙滑轮组的效率乙= ,即75%= ,解之得G乙动= G 甲和乙两个滑轮组中的动滑轮的重力之比为 = =,方法技巧 利用= 求出动滑轮重与物重之间的关系即可解决问题。 知识归纳 滑轮组水平放置: 有用功是物体克服摩擦力所做的功,即W有=fs 总功是拉力对滑轮组所做的功,即W总=Fs,机械效率= = = = 滑轮组竖直放置: 有用功是物体升高h所做的功,即W有=Gh 总功是作用在绳子自由端的拉力F与绳子自由端移动距离s的乘积,即W总=Fs 机械效率= = = = 若不计摩擦和绳重,则= = =,7.(2019广东广州,9,3分)如图所示。把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速

33、拉至B点,此过程绳的拉力对甲做 的功为WAB;用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿斜面从C点匀速拉至与B等高的D点,在此过程中绳 的拉力对乙做的功为WCD。斜面的机械效率为 ( ) A. B.,C. D.,答案 A 斜面的机械效率= ,根据题意,用绳子把物体甲从A点拉到B点,绳子的拉力对甲做的功WAB是 有用功,沿斜面把物体乙从C点拉到D点,绳子的拉力对乙做的功WCD是总功,故A正确。,8.(2018天津,5,3分)中国选手张湘祥在奥运会上获得男子举重62 kg级冠军,挺举成绩是176 kg,如图为他比 赛时的照片。他在挺举过程中对杠铃做的功最接近 ( ) A.600 J B.1 200 J

34、 C.1 800 J D.3 400 J,答案 D 运动员对杠铃所用的力约为F=G=mg=176 kg10 N/kg=1 760 N,挺举时要把杠铃从地面抓起,再 举过头顶,移动距离约为s=2 m,故运动员做功约为W=Fs=1 760 N2 m=3 520 J,故选择D。,9.(2018重庆A,7,3分)工人用如图所示的动滑轮,将重1 000 N的物体在5 s内匀速竖直提升了1 m,人对绳自由 端的拉力F为600 N,不计绳重和摩擦。以下结论正确的是 ( ) A.动滑轮的有用功为600 J B.动滑轮的重力为400 N C.动滑轮的机械效率为83.3% D.拉力F的功率为120 W,答案 C

35、W有=G物h=1 000 N1 m=1 000 J,A项错误;F= (G动+G物),G动=2F-G物=2600 N-1 000 N=200 N,B项 错误;= = =83.3%,C项正确;P= = = =240 W,D项错误。,10.(2018北京,34,3分)图是用动滑轮提升货物A的示意图。在竖直向上的拉力F的作用下,使重450 N的货物 A在50 s的时间里,匀速竖直上升了10 m。在这个过程中,拉力F做的功为5 000 J。 求:(1)有用功W有; (2)拉力F的功率P; (3)动滑轮的机械效率。,答案 (1)4 500 J (2)100 W (3)90% 解析 示例: (1)W有=Gh

36、=450 N10 m=4 500 J (2)P= = =100 W (3)= = =90%,考点一 简单机械,C组 教师专用题组,1.(2019广东广州,16,5分)如图1所示,A点为硬棒的重心,O为支点,硬棒水平静止,弹簧测力计的示数为 N。硬棒所受的重力为 N。能否用图1中的弹簧测力计按图2所示的方法测量同一硬棒所受的 重力? 依据是 。 图1 图2,答案 2.4 7.2 不能 硬棒的重力超过弹簧测力计的量程 解析 该弹簧测力计分度值为0.2 N,弹簧测力计读数为2.4 N;根据杠杆平衡条件Gl1=Fl2,则硬棒所受的重力 G= = =7.2 N;硬棒的重力超出弹簧测力计的量程(05 N)

37、,故不能直接测出硬棒的重力。,2.(2018黑龙江齐齐哈尔,21,2分)如图所示的杠杆(自重和摩擦不计),O是支点,A处挂一重为50 N的物体,为保 证杠杆在水平位置平衡,在中点B处沿 (选填“F1”、“F2”或“F3”)方向施加的力最小,为 N。,答案 F2 100 解析 当沿F2方向用力时,力臂为OB,当沿F1或F3方向用力时,对应的力臂均小于OB,故沿F2方向力最小。根 据杠杆平衡条件可知,F2= = =100 N,故最小力为100 N。,3.(2018云南昆明,13,2分)如图所示,轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A点处挂一个重为20 N的物体,B点处 加一个竖直向上的力F,杠杆在水平

38、位置平衡,且OBAB=21。则F= N,它是 杠杆。,答案 30 费力 解析 动力臂为OB,阻力臂为OA,因OBOA,故该杠杆为费力杠杆; = ,根据FOB=GOA,得F= G= 20 N=30 N。,4.(2015贵州遵义,28,4分)如图所示,在探究杠杆平衡条件的实验中,在支点左侧30 cm刻度处挂2个钩码,每个 钩码重0.5 N,现欲用弹簧测力计沿竖直向上的方向拉杠杆,使其在水平位置平衡,则拉力的作用点应在杠杆 支点的 (选填“右侧”或“左侧”),若该点距杠杆支点10 cm,此时弹簧测力计示数为 N。,答案 左侧 3 解析 测力计竖直向上拉动杠杆,若使杠杆平衡,则拉力作用点应在支点左侧,

39、 已知L1=10 cm,F2=1 N,L2=30 cm 则F1= = =3 N,5.(2017黑龙江哈尔滨,42,2分)如图所示,杠杆水平放置且自重忽略不计,O是支点,左侧挂一重物,动力F1大小 为3 N,整个装置处于静止状态,则物体的重力为 N。此时杠杆属于 杠杆(选填“省力”或 “费力”)。,答案 6 省力 解析 阻力F2=G,由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得 G=F2= = =6 N, 由于L1L2, 所以此时杠杆属于省力杠杆。,6.(2018新疆乌鲁木齐,6,3分)如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重和摩擦力,G1=60 N,G2=38 N,甲乙两种 情况下绳子在相等拉力F作用下

40、静止。则每个动滑轮的重力为 ( ) A.3 N B.6 N C.11 N D.22 N,答案 B 由题图可知,甲图中承担物重的绳子股数为3,乙图中承担物重的绳子股数为2,不计绳重和摩擦 力,则绳端拉力分别为F= (G1+G动),F= (G2+G动),得 (60 N+G动)= (38 N+G动),解得G动=6 N,故选B。,7.(2016湖南长沙,27,3分)如图为一健身器材模型,杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,OAOB=14,质量 为60 kg的小明站在水平放置的体重计上,通过该杠杆提起吊篮中的重物,吊篮重80 N。当边长为20 cm的正 方体重物甲刚被提起时,体重计示数为43 kg;当边长

41、为40 cm的正方体重物乙刚被提起时,体重计示数为18 kg。杠杆始终在水平位置保持平衡,A、B两端绳子拉力保持竖直。不计绳重、杠杆自重及摩擦,g取10 N/ kg。则重物甲与重物乙的密度之比为 ( ),A.13 B.23 C.32 D.31,答案 D 两重物体积之比为 = = 根据杠杆平衡条件有:FAOA=FBOB 即(G篮+G甲)OA=(G人-G示甲)OB 解得G甲=600 N (G篮+G乙)OA=(G人-G示乙)OB 解得G乙=1 600 N 故 = = = = = = = ,故选D。,8.(2015新疆乌鲁木齐,9,3分)如图,一质量分布均匀的12 kg铁球与轻杆AB焊接于A点后悬挂于

42、竖直墙壁的B 点,轻杆的延长线过球心O,轻杆的长度是铁球半径的三分之二。要使铁球刚好离开墙壁,施加在铁球上的 力至少为 ( ) A.27 N B.45 N C.72 N D.90 N,答案 B 如图所示,要使铁球刚好离开墙壁,根据杠杠平衡条件,则沿垂直OA方向施加在铁球上的力最小, 此时有F(2r+ r)=Gr,解得F=45 N。,9.(2015湖北黄冈,16,3分)使用下列简单机械,为了省力的是 ( ) A.龙舟比赛用的船桨 B.拔钉子的羊角锤 C.理发用的剪刀 D.旗杆顶的定滑轮,答案 B 龙舟比赛用的船桨是费力杠杆,为了省距离,A错;理发用的剪刀是费力杠杆,为了省距离,C错;旗 杆顶的定

43、滑轮既不省力也不费力,可以改变拉力方向,D错;羊角锤拔钉子,动力臂大于阻力臂,可以省力。故 选择B项。,10.(2015福建龙岩,12,2分)用如图所示的指甲剪剪指甲时,以O为支点的杠杆AOB属于 ( ) A.省力杠杆 B.费力杠杆 C.等臂杠杆 D.无法确定,答案 A AOB杠杆的支点是O点,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。故本题选A。,11.(2014四川成都B,5,2分)(双选)如图,轻质杠杆上各小格间距相等,O为杠杆中点。甲、乙是同种金属材料 制成的实心物体,甲为正方体,乙重为15 N。将甲、乙用能承受最大拉力为20 N的细线分别挂于杠杆上M、 Q两刻线处时,两细线被拉直且都沿竖直方向,

44、M、Q正好在甲、乙重心正上方,杠杆在水平位置平衡,这时甲 对地面的压强为4 000 Pa;当把乙移挂至R时,甲对地面的压强为3 750 Pa。下列说法中正确的是 ( ) A.金属块甲的重力为45 N,B.金属块乙的体积为200 cm3 C.将甲向右移动并挂于N正下方,乙仍挂于R,放手后杠杆仍能平衡 D.将甲向右移动并挂于P正下方,乙移挂至S,放手后甲被拉离地面,答案 AC 设甲的重力为G,甲的底面积为S,杠杆上1小格为L,则根据杠杆平衡条件可得:F甲6L=F乙2L,即 F甲6L=15 N2L,解得F甲=5 N,此时甲对地面的压强为p= = =4 000 Pa;同理可得:F甲6L=15 N3L,

45、解 得F甲=7.5 N,此时甲对地面的压强为p= =3 750 Pa;两式联立解得:G=45 N,A项正确;由于乙物体的 密度未知,其体积无法求出,B项错误;如果将甲向右移动并挂于N正下方,乙仍挂于R,此时假设杠杆仍能平 衡,则F4L=F乙3L。F乙=G乙=15 N,则F=11.25 N20 N,所 以放手后细线拉力会大于20 N,细线会断,则甲不会被拉离地面,D项错误。所以选A、C。 评析 本题考查学生对杠杆平衡条件的理解和运用,属难题,要求学生有较高的综合分析能力和运用数学 工具解决问题的能力,学会动态分析是解题的关键。,12.(2018山西,40,2分)如图所示,用一根细绳将杠杆AOB在

46、O点悬挂起来,B处挂一重物G,在杠杆上施加最小 动力F,使杠杆在图示位置平衡,请你在图中画出这个力的示意图。,答案 如图所示 解析 根据杠杆的平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定时,要想动力最小,动力臂就要最长,支点O和动力F作 用点B之间的距离OB为最长动力臂,然后画出最小动力F。,13.(2017甘肃兰州,27,3分)如图所示为某街道路灯悬挂的情境图。画出斜拉钢丝对横杆拉力F的示意图和 对应的力臂L。,答案 如图所示 解析 拉力的作用点在横杆上,拉力方向沿钢丝斜向上;从支点向拉力F的作用线作垂线,支点到垂足的距 离即力臂L。,14.(2018河北,33,6分)探究杠杆的平衡条件。 (1)杠杆两

47、端的螺母作用是 。 (2)小明用如图甲所示装置,进行实验并收集了下表中的数据,分析数据可知,杠杆的平衡条件是 。 甲,(3)小明又用如图乙所示装置进行实验。请在图中画出拉力F的力臂,弹簧测力计的读数应是 N。 (一个钩码重0.5 N) 乙 (4)如图丙所示,小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币,杠杆仍在水平位置平衡。她用 刻度尺测出L1和L2,则2L1 (选填“”“”或“=”)3L2。,丙 【拓展】探究了杠杆的平衡条件后,小红对天平上游码的质量进行了计算。她用刻度尺测出L1和L2(如图丁 所示),则游码的质量为 g。 丁,答案 (1)调节杠杆在水平位置平衡 (2)动力动力臂=阻力

48、阻力臂 (3)如图所示 2 (4) 【拓展】,解析 (1)实验前通过调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡; (2)分析数据可知,杠杆平衡条件是:动力动力臂=阻力阻力臂; (3)根据定义“支点到力的作用线的距离叫做力臂”画出拉力F的力臂;由“30角对应的直角边等于斜边 的一半”得拉力的力臂为“3”,利用杠杆平衡条件得:1.5 N4=F3,则F=2 N; (4)设硬币半径为r,重力为G。由杠杆平衡条件可得2G(L1+r)=3G(L2+r), 解得2L1G=(3L2+r)G, 所以2L13L2。 【拓展】设游码的质量为M,左盘放物体前有Mg =M螺g( +L0),即 M=( +L0)M螺,将一个5 g的物体放 在左盘中,游码移动到最大值时天平恰好平衡,可得关系5 g =M +M螺( +L0),即5 g =ML1,所以 M= g。,知识拓展 探究杠杆平衡条件实验前,调节杠杆两端平衡螺母使其在水平位置平衡,是为了可以直接在杠 杆上测量力臂大小,并避免杠杆自重对实验的影响;调节方法:左高左调,右高右调。 易错警示 杠