1、A组 2019年湖南中考题组,考点一 简单机械,1.(2019湖南衡阳,11,2分)如图所示的工具中,属于费力杠杆的是 ( ),答案 D 开瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;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;钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符 合题意;食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D符合题意。,答案 B 刀刃很薄是通过减小接触面积来增大压强的,错误;铡刀在使用时动力臂大于阻力臂,实质上 是一种省力杠杆,正确;在阻力不变的情况下,减小阻力臂,能减小动力,甘蔗放在a点比b点时的阻力臂更 小,
2、根据杠杆的平衡条件可知,动力会更小,更易被切断,正确;在阻力、阻力臂不变的情况下,动力臂越大, 动力越小,手沿F1方向时的动力臂比沿F2方向时的动力臂要小,根据杠杆平衡条件可知,动力变大,错误;只 有正确。故B选项正确。,3.(2019湖南益阳,15,2分)在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示,有关力的分析正确的是 ( ) A.车对地面的压力与车的重力是一对平衡力 B.车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是一对平衡力 C.脱困必需2 400 N的拉力时,绳索自由端的力F至少为1 200 N D.脱困必需2 400 N的拉力时,绳索自由端的力F至少为800 N,答案 C 车对地面的压力与车的重
3、力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故A错误;车拉 滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故B错误;由图可知, 与动滑轮连接的绳子股数n=2,不计绳重、滑轮重和绳与轮间的摩擦,则绳子自由端的拉力F= F= 2 400 N=1 200 N,因为绳重、滑轮重和绳与轮间的摩擦必然存在,所以绳索自由端的力F至少为1 200 N,故C正确, D错误。故选C。,思路分析 (1)平衡力的条件:两个力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。 (2)首先确定与动滑轮连接的绳子股数n,然后根据绳子自由端的拉力等于滑轮组对物体的拉力的 分析解
4、答(不计绳重、滑轮重及绳与轮间的摩擦)。,4.(2019湖南湘西,15,3分)一根原木放在水平地面上,粗略估计它的质量时,我们视其粗细相同,质量分布均 匀,现抬起一端使它稍离地面需要500 N的力(g=10 N/kg),则原木的质量大约为 ( ) A.50 kg B.100 kg C.250 kg D.500 kg,答案 B 如图,视原木为一杠杆,设杠杆的全长为L,动力臂是L,阻力臂是 L(图中未画出),现抬起一端使它 稍离地面需要500 N的力,根据动力动力臂=阻力阻力臂, 得FL=G L 500 NL=G L 解得G=1 000 N 原木的质量m= = =100 kg。,5.(2019湖南
5、郴州,18,2分)材料相同的甲、乙两个物体分别挂在杠杆A、B两端,O为支点(OAOB),如图所示, 杠杆处于平衡状态。如果将甲、乙物体(不溶于水)浸没于水中,杠杆将会 ( ) A.A端下沉 B.B端下沉 C.仍保持平衡 D.无法确定,答案 C 由题知,甲、乙两物体的密度相同,OAOB,即甲的力臂要小于乙的力臂; 根据杠杆的平衡条件可知,G甲L甲=G乙L乙, 即:gV甲L甲=gV乙L乙, 所以:V甲L甲=V乙L乙, 如果将甲、乙物体(不溶于水)浸没于水中,此时甲、乙都要受到浮力的作用,根据阿基米德原理可知,甲、 乙受到的浮力分别为: F浮甲=水gV甲,F浮乙=水gV乙, 此时左边拉力与力臂的乘积
6、为:(G甲-水gV甲)L甲=G甲L甲-水gV甲L甲 右边拉力与力臂的乘积为:(G乙-水gV乙)L乙=G乙L乙-水gV乙L乙 由于V甲L甲=V乙L乙, 所以:水gV甲L甲=水gV乙L乙,结合式,可得= 即此时左右两边拉力与力臂的乘积仍然相等,故杠杆仍然会保持平衡。故选C。,思路分析 甲、乙浸没在水中后对杠杆的拉力F=G-F浮,根据杠杆的平衡条件判断杠杆的平衡状况。,解题关键 判断杠杆的倾斜方向,只要计算出力力臂的乘积,杠杆将向乘积大的一端倾斜,若相等,杠杆维 持平衡。,6.(2019湖南株洲,26,4分)采用如图所示站姿锻炼手臂力量:双脚并拢,脚尖O触地,脚后跟踮起,手臂水平,手 掌支撑在竖直墙
7、壁上的A点,B为人体重心所在位置。锻炼时,躯体伸直,手臂弯曲和伸直动作交替进行。现 要估测手掌对墙壁的压力F。(g为已知常量) (1)用体重计称量出人体的体重(质量)m:用卷尺分别测量出 两点间的竖直距离l1和 两点间的 水平距离l2;(填“A、O”或“B、O”) (2)手掌对墙壁的压力F= (用已知和测得的物理量表示); (3)锻炼时,脚尖离开墙壁越远,手掌对墙壁的压力就越 。,答案 (1)A、O B、O (2) (3)大,解析 (1)用体重计称量出人体的体重(质量)m,此时人体可视为杠杆,如图: 脚尖O为支点,支持力F的力臂为A、O两点间的竖直距离,重力G的力臂为B、O两点间的水平距离,用
8、卷尺 分别测量出A、O两点间的竖直距离l1和B、O两点间的水平距离l2; (2)由杠杆的平衡条件可得Fl1=mgl2, 所以墙壁对手掌的支持力F= ; 支持力与手对墙壁的压力是一对相互作用力, 故F=F= ; (3)由Fl1=mgl2可知,锻炼时,脚尖离开墙壁越远,l1减小,l2增大,质量不变,重力不变,手掌对墙壁的压力就越大。,思路分析 (1)以脚尖O为支点,分别找出F的力臂和重力G的力臂;(2)根据杠杆的平衡条件可求;(3)锻炼时, 脚尖离开墙壁越远,重力的力臂越大,支持力的力臂越小,根据杠杆的平衡条件分析手掌对墙壁的压力。,7.(2019湖南益阳,18,4分)如图所示是吊车吊起货物的示意
9、图,已知AB=4 m,BC=6 m。吊臂是一个杠杆,当吊 臂吊着2 t的货物处于静止状态时,杠杆的支点是 点(选填“A”、“B”或“C”),伸缩撑杆对吊臂的 支持力大小为 N,g=10 N/kg。,答案 A 5104,解析 吊臂在升起过程中,围绕着A转动,故A为支点; 货物重G=mg=2 000 kg10 N/kg=2104 N, AC=AB+BC=4 m+6 m=10 m,设AC与水平线夹角为, 伸缩撑杆对吊臂的支持力竖直向上,其力臂AE=AB cos ,货物对吊臂拉力的力臂AD=AC cos , 由杠杆的平衡条件得FAB cos =GAC cos 。 F=G = = =5104 N。,思路
10、分析 杠杆绕着转动的点叫作支点,根据杠杆的平衡条件求出支持力的大小。,解析 (1)由题意可知,水箱装满水时,水的质量为3 kg,则G=mg=3 kg10 N/kg=30 N (2)由题图乙可知,物体未接触水时,a上端作用力为6 N,即F1=6 N L1=OA L2=OB=3OA 根据杠杆平衡条件 F1L1=F2L2 6 NOA=F23OA 得出F2=2 N GM=F2=2 N M= = =0.2 kg (3)当加水的质量大于或等于2 kg时,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2有24 NOA=FBOB 则FB=8 NGM,答案 (1)30 (2)0.2 (3)23,则FB方向竖直向下,M的受力示
11、意图为: M浸没时: F浮=GM+FB=2 N+8 N=10 N 加水1.1 kg时,M排开水的质量为0.1 kg,是M刚浸没时排开水的质量的 F浮= F浮= 10 N=1 N p1= = 此时:FB=GM-F浮=2 N-1 N=1 N FBOB=FAOA 则F=FA=FB3=1 N3=3 N,继续加水后FA=4F=4FA=43 N=12 N FBOB=FAOA FB=4 NGM 故FB方向竖直向下 则F浮=GM+FB=2 N+4 N=6 N = 则M排开水的质量为0.6 kg p2= = 则p1p2= =23,考点二 功、功率、机械效率,1.(2019湖南株洲,7,2分)甲、乙、丙、丁四个同
12、学进行攀岩比赛,他们做的功W与时间t的关系如图所示。若 规定做功最快的获胜,则最后胜出的一定是 ( ) A.甲 B.乙 C.丙 D.丁,答案 A 在相同时间内,做功越多,功率越大,也就是做功越快。由图像知,当时间相同时,甲做功最多,则甲 功率最大,即做功最快。故选A。,2.(2019湖南衡阳,8,2分)如图所示,用滑轮组提升重900 N的物体,使它在10 s内匀速上升1 m,已知 所用的拉力F为400 N。则在提升重物的过程中(不计绳重和摩擦),下列说法正确的是 ( ) A.拉力做功的功率为90 W B.拉力在这10 s内做的功为400 J C.动滑轮的重力为300 N D.若用该滑轮组匀速提
13、升更重的物体时,则绳子拉力会变大,但机械效率不变,答案 C 由题意可知,拉力在10 s内做的总功W总=Fs=400 N31 m=1 200 J,拉力F做功的功率P= = =120 W,故A、B选项均错误;由图知道,滑轮组中承担物重的绳子的股数n=3,故拉力F= (G+G动),代 入数据解得G动=300 N,故C正确;由= = = 知,如果提起更重的物体,滑轮组的机械效率变 大,故D错误。,解题关键 本题考查滑轮组中拉力所做的功、功率以及滑轮组的机械效率,关键在于判断滑轮组中承担物 重的绳子的股数。,3.(2019湖南株洲,15,3分)(多选)在测量图甲所示滑轮组机械效率的实验中,通 过改变物重
14、G或动滑轮重G动进行多次实验,得到了形如图乙所示的效率与物重 或动滑轮重的关系,图中纵轴表示机械效率的倒数-1,若不计绳重与摩擦,则横 轴可能表示 ( ) A.G B.G-1 C.G动 D.,答案 BC 由图甲可知,物重和动滑轮重由3段绳子承担,此滑轮组的机械效率: = = = = = 则-1=1+ =1+G-1G动, 已知图中纵轴表示机械效率的倒数-1,由此可知,若不计绳重与摩擦,则横轴可能表示G-1或G动,故选B、C。,思路分析 根据机械效率公式推导出= ,然后可得 与G或G动的关系。,4.(2019湖南邵阳,13,2分)一物体在水平拉力F的作用下,沿力的方向以0.2 m/s的速度匀速运动
15、了4 s,拉力F大 小为5 N,4 s内拉力F做的功为 ( ) A.1 J B.3 J C.2 J D.4 J,答案 D 由v= 可得,物体移动的距离s=vt=0.2 m/s4 s=0.8 m,拉力F做的功W=Fs=5 N0.8 m=4 J。故 选D。,思路分析 已知物体沿力的方向以0.2 m/s的速度匀速运动了4 s,可求得物体移动的距离,已知拉力F大小为 5 N,利用W=Fs可求得4 s内拉力F做的功。,5.(2019湖南邵阳,31,8分)某物理兴趣小组在测量滑轮组的机械效率,实验过程如下: 用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力G并填入表格。 按图安装滑轮组,分别记下沙袋和绳端的位置。 匀速拉
16、动弹簧测力计,使沙袋升高,读出拉力F的值,用刻度尺测出沙袋上升的高度h和绳端移动的距离s, 将这三个量填入表格。 算出有用功W有,总功W总,机械效率。 改变沙袋中沙子的重量,重复上面的实验。,请根据实验过程和实验记录,思考并回答: (1)在第一次实验中,粗心的小冬同学忘记在表格中填写绳端移动的距离s,你认为s应该为 m。 (2)根据表中数据,可计算得出第二次实验的机械效率为 。 (3)根据表中数据,分析得出所用动滑轮的重为 N。(绳重和摩擦忽略不计) (4)分析三次实验中的数据,可以发现用同一个滑轮组提升重物,物重越大,滑轮组的机械效率 。(选填 “越大”、“越小”或“不变”),答案 (1)0
17、.6 (2)75% (3)0.3 (4)越大,解析 (1)绳子的有效股数为3,根据s=nh,在第一次实验中,绳端移动的距离s=30.2 m=0.6 m; (2)根据表中数据,可计算得出第二次实验的机械效率为: 2= 100%= 100%=75%; (3)不计绳重和摩擦,绳子自由端的拉力:F= , 结合第一次实验的数据可得,所用动滑轮的重力: G动=3F-G=30.3 N-0.6 N=0.3 N; (4)纵向分析三次实验中的数据,可以发现用同一个滑轮组提升重物,物重越大,滑轮组的机械效率越大。,6.(2019湖南长沙,38,6分)如图所示为洋湖湿地公园的“河道保洁船”清理水面垃圾时的情景,保洁船
18、的质 量为2.5 t,收集宽度为3.4 m。它某次工作时以1 m/s的速度做匀速直线运动,其牵引力为5104 N,保洁船工作 50 s,求这段时间内: (1)保洁船行驶的路程; (2)牵引力做的功; (3)牵引力的功率。,答案 (1)50 m (2)2.5106 J (3)5104 W,解析 (1)保洁船工作50 s行驶的路程 s=vt=1 m/s50 s=50 m (2)保洁船工作50 s,牵引力所做的功 W=Fs=5104 N50 m=2.5106 J (3)保洁船的功率 P= = =5104 W,思路分析 (1)保洁船行驶的路程可由s=vt求出;(2)求出路程后,根据公式W=Fs求出牵引
19、力所做的功;(3)由 公式P= 求出牵引力的功率。,7.(2019湖南郴州,28,10分)一辆重为2104 N的电动汽车,以恒定功率50 kW在平直的公路上匀速行驶3 km, 用时3 min。已知汽车在行驶中所受阻力为车重的0.1,汽车轮胎与地面接触的总面积为0.5 m2。求: (1)汽车对地面的压强; (2)汽车的牵引力所做的功; (3)汽车发动机的机械效率。(计算结果保留一位小数),答案 (1)4104 Pa (2)6106 J (3)66.7%,解析 (1)因水平地面上物体的压力和自身的重力相等, 所以,汽车对地面的压强: p= = = =4104 Pa; (2)因电动汽车匀速行驶时处于
20、平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力, 所以,汽车的牵引力: F=F阻=0.1G=0.12104 N=2103 N, 则汽车的牵引力所做的功: W机械=Fs=2103 N3103 m=6106 J; (3)由P= 可得,电动汽车消耗的电能: W电=Pt=50103 W360 s=9106 J, 汽车发动机的机械效率: = 100%= 100%66.7%。,B组 20152018年湖南中考题组,考点一 简单机械,1.(2017湖南邵阳,5,2分)在如图所示的简单机械中,属于省力杠杆的是 ( ),答案 B 钓鱼竿、筷子、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。,解题关键 结合图片和生活
21、经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于 哪种类型的杠杆。,答案 B 不计绳重及摩擦,因为拉力F= (G物+G动),n1=2,n2=3,所以绳端的拉力F1= (G物+G动),F2= (G物+G 动),所以F1F2,故A错误; 因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W额=G动h,W有用=G物h,所以利用滑轮组做的有用功相同、额外 功相同,则总功相同,因为= ,所以两滑轮组的机械效率相同,故B正确; C.使用动滑轮能够省力,动滑轮为省力机械,故C错误; D.因为绳子自由端移动的距离s=nh,n1=2,n2=3,提升物体的高度h相同,所以s1=2h,s2=3h,则s
22、1s2,故D错误。,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。,4.(2017湖南邵阳,26,2分)如图所示,物体在5 N的水平拉力F作用下,沿水平面以0.2 m/s的速度匀速运动了4 s, 拉力F的功率为 W。,答案 2,解析 由图可知,该滑轮为动滑轮,物体运动的速度为0.2 m/s,则绳子的自由端的速度为:v=20.2 m/s=0.4 m/ s,拉力F的功率为P=Fv=5 N0.4
23、m/s=2 W。,答案 (1)1.2 (2)3 5 (3)0.72 m,解析 (1)由于拉力始终竖直向上,由杠杆的平衡条件可知,拉力不变(动力臂与阻力臂之比不变)由图甲可 知,当B端离地1.2 m时,A端刚离地,所以金属棒长1.2米; (2)因为W=Gh, 所以金属棒的重力G= = =5 N,即F2=5 N; 由图乙可知拉力F1= = =3 N; (3)由杠杆平衡条件得,重心到A端的距离d= =0.72 m。,6.(2018湖南衡阳,20,2分)如图所示,一根木棒以O点为支点撬动石块,画出作用在A点的最小动力F1,并画出 阻力F2的力臂l2。,答案 如图所示,解析 力臂越大越省力,最大的力臂即
24、支点到力的作用点的距离,根据力的示意图的画法作出垂直于OA的 作用力即作用在A点的最小动力F1,方向斜向下;作出力F2的作用线,由支点O向力F2的作用线作垂线,O点到 垂足的距离即阻力F2的力臂l2。,7.(2018湖南长沙,34,6分)在认识到杠杆转动跟力、力臂有关后,某实验小组通过实验进一步探究杠杆的平 衡条件。以下是他们的部分实验过程: (1)首先,将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在 位置平 衡,以方便直接读出力臂; (2)接下来,他们使杠杆在如图位置静止,多次实验,记录数据如表格所示(每个钩码的重力为1 N,杠杆质量、 刻度分布均匀);小玲认为杠
25、杆的平衡条件应为F1=F2,L1=L2;而小军则认为实验还需要进一步改进。你认为 小玲总结的杠杆的平衡条件是 (选填“正确的”或“错误的”);,(3)如果小军在杠杆的左端A点处再加挂2个钩码(即左端共4个钩码),接下来,他应该将右端的两个钩码 向右移动 格,杠杆才会在原位置再次平衡。,答案 (1)水平 (2)错误的 (3)3,解析 (1)杠杆在使用前,需调节两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡; (2)实验时,实验数据应具有随机性,不能在力臂相等的条件下进行多次实验,应在两力臂不同的情况下进行 多次实验,故小玲总结的杠杆的平衡条件是错误的; (3)由正确实验可以得出杠杆的平衡条件是:动力动力臂
26、=阻力阻力臂,即F1L1=F2L2。若在A点处再加挂两 个钩码,设每个钩码重为G,杠杆上每小格长度为L,则根据F1L1=F2L2,可得4G3L=2GnL,解得n=6,则应向右 移动3格,杠杆才会在原位置再次平衡。,考点二 功、功率、机械效率,1.(2018湖南长沙,26,3分)下列关于功的说法正确的是 ( ) A.小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对汽车做了功 B.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功 C.足球在水平地面上滚动一段距离时,重力对足球做了功 D.举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃做了功,答案 D A选项,有力无距离,没有做功,故
27、错误;B选项,拉力竖直向上,与通过的距离垂直,没有做功,故错 误;C选项,重力竖直向下,与通过的距离垂直,没有做功,故错误;D选项,有力且在力的方向上移动了距离,做 了功,故正确。,答案 A 小明推箱子虽然用了力,但箱子仍然静止在原位置,即有推力没有移动距离,所以小明对箱子没 有做功,故A正确;重力的方向是竖直向下的,箱子虽然受重力,但箱子在竖直方向上没有移动距离,所以重力 不做功,故B错误;小明推箱子时,在水平方向上箱子受到推力和地面的阻力作用,在这两个力的作用下箱子 保持静止,说明这两个力是一对平衡力,这两个力大小相等,故C错误;二力平衡的条件之一是两个力的方向 相反,箱子所受的重力与箱子
28、对地面的压力方向都是竖直向下的,所以不可能是平衡力,故D错误。,解题关键 掌握并理解做功包含的两个必要因素和二力平衡的条件及应用。,3.(2017湖南怀化,12,3分)小张用40 N的推力将重为100 N的物体沿水平方向匀速推动了10 m,则小张对物体 所做的功是 ( ) A.400 J B.600 J C.1 000 J D.1 400 J,答案 A 小张对物体所做的功:W=Fs=40 N10 m=400 J。,4.(2018湖南岳阳,13,4分)用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720 N的货物匀速提高10 m,所做的总功为12 0 00 J,此时滑轮组的机械效率为 ;用该滑轮组提升更重的物体
29、,机械效率会 (选填“变 小”、“不变”或“变大”)。,答案 60% 变大,解析 有用功W有=Gh=720 N10 m=7 200 J 已知所做的总功W总=12 000 J 则滑轮组的机械效率= 100%= 100%=60%; 用该滑轮组提升更重的物体,在提升高度相同时,由于物体重力增大,则有用功增多,而额外功几乎不变,所以 有用功在总功中所占的比例变大,机械效率会变大。,解题关键 解本题需掌握滑轮组机械效率的计算公式,了解滑轮组机械效率的高低与哪些因素有关。,5.(2017湖南衡阳,23,2分)新材料碳纤维具有高强度、高耐热、密度小等特性。一架由碳纤维材料制作的 小型无人机,质量为2 kg,
30、在5 s内匀速竖直上升10 m,则该无人机克服自身重力做功为 J,功率为 W。,答案 200 40,解析 无人机克服自身重力做的功与自身重力做的功大小相等,由题意可求得:G=mg=2 kg10 N/kg=20 N, W克=W=Gh=20 N10 m=200 J,功率P=W克/t=200 J/5 s=40 W。,解题关键 知道在一个过程中,克服某个力做的功与这个力做的功大小相等。,6.(2017湖南长沙,38,6分)如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景,在 10 s的时间 内,工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1 m,已知拉力F为400 N,建筑材 料的重力G为900 N,求这个过
31、程中: (1)绳子自由端移动的距离; (2)此滑轮组的机械效率; (3)拉力F的功率。,答案 (1) 3 m (2)75% (3)120 W,解析 (1)建筑材料匀速提升h物=1 m 动滑轮上承担物重的绳子股数n=3 绳子自由端移动的距离 s=nh物=31 m=3 m (2)有用功W有用=Gh物=900 N1 m=900 J 总功W总=Fs=400 N3 m=1 200 J 因此= 100%= 100%=75% (3)由功率P= 有拉力F的功率PF= = =120 W,解题关键 熟记功、机械效率计算公式,关键是确定动滑轮上承担物重的绳子的股数为3。,C组 教师专用题组,考点一 简单机械,1.(
32、2018黑龙江龙东地区,8,2分)下图所示的简单机械中一定费力的是 ( ),答案 D A.起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;B.撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力 臂,是省力杠杆;C.羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;D.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小 于阻力臂,是费力杠杆。故选D。,2.(2018吉林长春,10,2分)悬挂重物G的轻质杠杆,在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。若力施加在A 点,最小的力为FA;若力施加在B点或C点,最小的力分别为FB、FC,且AB=BO=OC。下列判断正确的是 ( ) A.FAG B.FB=G C.FCFC,答案 C 如图所示,F
33、A、FB、FC分别为作用在A、B、C的最小力,OD为FG的力臂,FG=G,根据杠杆平衡条件 得,FGOD=FAOA=FBOB=FCOC,又因为OAOB=OCOD,则得到:FAFB=FCG,故A、B、D选项错误,C正 确。,思路分析 根据杠杆平衡条件得,作用在某点最小的力,其力臂最长(最长的力臂为支点到作用点的距离), 再通过比较四个力臂的长短确定力的大小关系。,3.(2016黑龙江哈尔滨,25,2分)如图,用橇棒撬起石块并保持平衡。下列说法正确的是 ( ) A.动力对橇棒的转动效果小于阻力对橇棒的转动效果 B.手在A点竖直向下施力时,橇棒是个省力杠杆 C.手在A点向不同方向施力时,力的大小都相
34、等 D.手分别在A、B两点沿竖直向下方向施力时,在B点比在A点费力,答案 B 橇棒保持平衡,则动力对棒的转动效果等于阻力对棒的转动效果,A项错误;手在A点竖直向下施 力时,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,B项正确;手在A点沿不同方向用力,力臂大小会改变,则力的大小会变 化,C项错误;手分别在A、B两点沿竖直向下方向施力,在B点时力臂更大,更省力,故D项错误。正确选项 为B。,4.(2015山东威海,8,2分)图是吊车起吊货物的结构示意图,伸缩撑杆为圆弧状,工作时它对吊臂的支持力始 终与吊臂垂直,使吊臂绕O点缓慢转动,从而将货物提起,下列说法正确的是 ( ) A.吊臂是一个省力杠杆,但要费距离 B
35、.吊臂是一个费力杠杆,但可以省功 C.匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆支持力的力臂变小 D.匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆支持力渐渐变小,答案 D 由题图可知,吊臂的动力臂小于阻力臂,故它是一个费力杠杆,A项错误;使用任何机械都不省功, B项错误;匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,故动力臂始终不变,C项错误; 当吊臂绕O点缓慢转动时,阻力臂变小,由杠杆的平衡条件知,伸缩撑杆支持力渐渐变小,D项正确。,评析 本题考查的是杠杆的利用,看似简单,其实难度并不小。当吊臂的伸缩撑杆伸长时,动力始终与杠杆 垂直,故动力臂不变,但阻力臂是变化的,这是一个容易被忽视的地方。,5.(20
36、16安徽,7,4分)拉杆式旅行箱可看成杠杆,如图所示。已知OA=1.0 m,OB =0.2 m,箱重G=120 N。请画出 使箱子在图示位置静止时,施加在端点A的最小作用力F的示意图,且F= N。,答案 如图 24,解析 把旅行箱看做一个杠杆。阻力是箱重,阻力臂L2=OB。根据杠杆平衡条件可知:阻力和阻力臂乘积一 定时,动力臂越长则动力越小。作用在A点的力与OA垂直时力臂最长,L1=OA。由杠杆平衡条件可得FL1= GL2,解得:F=GL2/L1=24 N。,评析 本题考查杠杆在实际中的应用,确定最大动力臂是解题关键。,6.(2016广东,13,3分)如图所示,由不同物质制成的甲和乙两种实心球
37、的体积相等,此时杠杆平衡(杠杆自重、 挂盘和细线的质量忽略不计),则杠杆左右两边的力臂之比为 ,1个甲球和1个乙球的质量之比为 ,甲球和乙球的密度之比为 。,答案 21 13 13,解析 由题图可知左右两边力臂之比是42=21,由杠杆平衡条件可知(2G甲+G乙)2=(G甲+3G乙)1,解方程 可得3G甲=G乙,所以1个甲球和1个乙球的质量之比是13,由于体积相同,由密度公式= ,可知甲球和乙球 的密度之比也是13。,7.(2018黑龙江绥化,31,4分)在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,小明发现在没有挂物体时,杠杆处于如甲 图所示的状态,他应将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,
38、使杠杆在水平位置平 衡。挂上重力均为0.5 N的钩码后,再次平衡时如乙图所示,小明得出了杠杆的平衡条件是“动力动力臂= 阻力阻力臂”,小明得出结论的过程中存在的不妥之处是 ;如丙图所示,把乙图a点的钩 码取下,换用弹簧测力计使杠杆再次平衡时,发现其示数大于0.5 N,根本原因(直接观察到的不属于根本原 因)是 ;采用丁图的装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与其他同学得出的结论不相 同,其主要原因是 。,答案 右 仅凭一组数据得出结论,具有偶然性(没有进行多次实验,结论不具有普遍性) (拉力的)力臂变 小 杠杆自重对实验产生影响,解析 (1)题图甲,杠杆的右端上翘,应将杠杆的平衡螺母向右调节,
39、使杠杆在水平位置平衡。 (2)小明在实验中,只得到一组数据就得出结论,具有偶然性。 (3)题图丙中,拉力向右倾斜,此时拉力的力臂变小,根据杠杆的平衡条件,拉力的力臂变小,则拉力变大。 (4)利用题图丁所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对实验有影响。,8.(2017湖南衡阳,28,6分)小张在探究“杠杆平衡条件”实验中,给他提供 的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的 钩码若干个。 (1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,如图所示,此时应把杠 杆左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节; (2)小张将实验数据记录在下表中:,表格中空缺的实验
40、数据“”是 ; (3)小张在实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了 (只有一个正确答案,选填答案序号)。 减小摩擦 多次测量取平均值减小误差 使每组数据更准确 获取多组实验数据归纳出物理规律,答案 (1)右 (2)20 (3),解析 (1)由图可知杠杆“左重右轻”,应将杠杆左端的平衡螺母向右调;(2)由表格中第1、2次实验数据可 得到一个初步结论:当杠杆平衡时,动力动力臂=阻力阻力臂,将这一结论用到第3次实验中,可以求得第3 次实验的阻力臂应为20 cm;(3)该探究实验中多次实验的目的是得到普遍规律(或避免结论的偶然性)。,拓展延伸 实验大致分为三大类:测量实验(目的是测量一个物理量的值),
41、探究实验(目的是得到一个结论 或规律),验证实验(验证一个结论或规律的正确性)。测量实验中进行多次实验,如果测得的值相差很小(比 如:测量长度、测量定值电阻阻值),这些差异可以理解为误差,则说明这个物理量是一个定值,可以将多次 测量的结果求平均值,以便减小误差,如果测得的值相差较大(比如:测小灯泡电阻、测小灯泡功率),说明这 个物理量不是一个定值,多次测量的结果不能求平均值,而是通过分析差异的原因得到一个普遍规律;探究 实验、验证实验中多次实验的目的是让结论更具有普遍性(或避免结论的偶然性)。,答案 (1)左 (2)2 (3)如图所示,解析 (1)杠杆静止时,发现杠杆的左端上翘,故应把平衡螺母
42、向左调节。(2)设在A点施加的力为动力,则阻 力为0.5 N3=1.5 N,阻力臂为4个格的长度4l,在A点施加一个最小的力,则动力臂的大小最大为3个格的长度 3l,根据杠杆的平衡条件,得最小动力F1= =2 N。(3)沿F2的方向作出F2的力的作用线,过O点向该力的 作用线作垂线,垂线段即该力的力臂。,考点二 功、功率、机械效率,1.(2018广东广州,7,3分)如图所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q。OP段拉 力F1为300 N,F1做的功为W1,功率为P1;PQ段拉力F2为200 N,F2做的功为W2,功率为P2。则 ( ) A.W1W2 B.W1P2 D.P
43、1P2,答案 C 由W=Fs知F1做的功W1=F1sOP=300 N4 m=1 200 J,F2做的功W2=F2sPQ=200 N6 m=1 200 J,W1=W 2,A、B错误;物体由O运动到Q过程中速度不变,F1F2,由P=Fv知P1P2,C正确,D错误。,2.(2018四川攀枝花,8,3分)某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重),在相同时间内 把重物G提升相同高度,F1和F2大小相等,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是 ( ) A.力F1和F2做功的功率相同 B.力F1和F2做的总功相同 C.乙滑轮组更省力,两个滑轮组机械效率一样大 D.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高,
44、答案 D 由题图知,甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3,乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。 若重物上升高度为h,则两滑轮组中绳端移动的距离分别为s甲=3h,s乙=4h; 甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总=F13h,乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总=F24h, 已知F1=F2,所以W甲总乙,故D正确。,答案 (1)0.6 N (2)0.72 J 0.9 J 80%,解析 (1)当重物静止时,由题意得 G+G动=3F1 (1分) 解得G动=0.6 N(1分) (2)动滑轮转过1圈的过程中,重物升高的高度为0.5C,绳子自由端升高的高度为1.5C W有=G0.5C=0.72 J(1分) W总=F21.
45、5C=0.9 J(1分) =W有/W总=80% (1分) (其他方法解答只要正确均可),易错警示 动滑轮转动1圈,不考虑动滑轮打滑,则s=1.5C,h= C。,知识归纳 滑轮组中,n是与动滑轮相连的绳子段数, F= (G动+G物), s=nh, = = 。,4.(2016陕西,33,7分)如图是一台两栖履带起重机,它可以在陆地和水深不超过2.5米的滩涂路面行驶工作。 (1)起重机安装宽大履带的目的是减小起重机对地面的 。 (2)当起重机吊起4.8105 N的货物时,货物匀速升高15 m用时40 s。若滑轮组的机械效率为75%,滑轮组上绳 子自由端的拉力及拉力的功率各是多少?,答案 (1)压强
46、(2)3.2105 N 2.4105 W,解析 (2)解法一 提升重物时做的有用功 W有=G物h=4.8105 N15 m=7.2106 J(1分) 由= 100%得,拉力做的总功 W总= = =9.6106 J(1分) 由W=Fs得,拉力 F= = = =3.2105 N(2分) 拉力做功的功率 P= = =2.4105 W(2分) 解法二 由= 100%= 100%= 100%得,拉力,F= = =3.2105 N(3分) 绳子自由端移动的速度 v= = = =0.75 m/s(1分) 则拉力做功的功率 P= =Fv=3.2105 N0.75 m/s=2.4105 W(2分),评析 解法一
47、为传统做法,思路清晰、规范,适于大多数同学的解题思路;解法二有一定的综合性,适于能力 较强的同学。,5.(2018四川南充,26,8分)如图是工人将重160 N的物体匀速放下的过程,已知物体下降的距 离为3 m,用时3 s,工人的拉力为50 N,工人质量为50 kg。(物体未浸入水中,且不计绳重及 摩擦) (1)求工人放绳的速度。 (2)求滑轮组的效率1。 (3)如果物体完全浸入水中后滑轮的机械效率为2,已知12=43(物体在水中仍匀速下 降,动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦,g=10 N/kg)。求当物体完全浸入水中后,工人 对地面的压力。,答案 (1)4 m/s (2)80% (3)52
48、5 N,解析 (1)物体下降速度为v= = =1 m/s 工人放绳的速度为v绳=4v物=41 m/s=4 m/s (2)放绳长度s=4h=43 m=12 m 有用功W有用=Gh=160 N3 m=480 J 总功W总=Fs=50 N12 m=600 J 滑轮组的机械效率1= 100%= 100%=80%; (3)物体未浸入水中时 由F= (G动+G)可得,动滑轮重力G动=4F-G=450 N-160 N=40 N 已知12=43 则物体完全浸入水中后滑轮组的机械效率为2= 1= 80%=60% 物体完全浸入水中后,滑轮组的机械效率2= = = =60%,解得F=60 N; 物体完全浸入水中后,对动滑轮受力分析,可得4F绳=F+G动 则人对绳子的拉力F拉=F绳= (F+G动)= (60 N+40 N)=25 N 因为物体间力的作用是相互的,所以绳子对人的拉力F拉也为25 N; 人的重力为G人=m人g=50 kg10 N/kg=500 N 对人进行受力分析可知,人受到竖直向上的支持力F支=G人+F拉=500 N+25 N=525 N 因为物
