1、 中考物理专题八简单机械功和功率考点一简单机械A组2019年全国中考题组1.(2019天津,7,3分)图1是用撬棒撬石头的情景,图2中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是()图1图2答案答案A力臂应当是支点到力的作用线的距离。B中阻力方向错误,阻力是阻碍杠杆转动的力,应当是向下,B错误;C、D中动力臂、阻力臂错误,C、D错误。解题关键解题关键动力、阻力都是作用在杠杆上的力,要明确两个力的施力物体,从而正确画出力的方向,再画力臂。易错警示易错警示力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离。2.(2019河南,11,2分)图1中开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆,不计自重。图2能正确表示
2、它工作示意图的是()图1 图2答案答案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力,B图所示的杠杆能表示开瓶器工作示意图。解题思路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。3.(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
3、.撑杆对吊臂的作用力不断增大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。4.(2019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
4、.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 mD.质量为65 kg的工人利用该滑轮组能提起150 kg的砂石答案答案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=265 kg10 N/kg=1 300 N,砂石最大质量m=130 kg,所以D项错。2sGg1 300N10 N/kg思路分析思路分析使用滑轮组工作时
5、,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,此时的拉力即为最大拉力。5.(2019四川成都,A18,4分)如图,是三种类型剪刀的示意图,请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会选择 (选填“A”、“B”或“C”)剪刀,这样选择是为了省 。答案答案C力解析解析因为铁皮较硬,所以剪铁皮时要用省力杠杆,C剪刀的动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,故选C剪刀。6.(2019新疆,20,10分)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:(1)实验前,杠
6、杆静止时,发现杠杆左端低、右端高,此时杠杆处于 (填“平衡”或“非平衡”)状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节。(2)调节杠杆在水平位置平衡后,进行如图所示的实验,用量程为5 N的弹簧测力计在A点竖直向上拉(如图中M所示),杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为2.5 N;若弹簧测力计斜向上拉(如图中N所示),杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数 (填“大于”或“小于”)2.5 N,此时拉力的方向与竖直方向的最大夹角为 (填“30”“45”或“60”)。(3)杠杆上每个平衡螺母的质量为m,杠杆的总质量(含两个平衡螺母)为50m。实验前,调节杠杆在
7、水平位置平衡的过程中,若只将右端的平衡螺母移动了距离L,则调节前后杠杆(含两个平衡螺母)的重心在杆上移动的距离为 (填“”“”或“”)。50L49L48L答案答案(1)平衡右(2)大于60(3)50L解析解析(1)杠杆处于静止状态时杠杆平衡;当杠杆静止时,发现杠杆左端低、右端高,为让杠杆在水平位置平衡,这时应将平衡螺母向右调节。(2)弹簧测力计沿竖直方向拉,其读数为2.5 N,若拉力F倾斜,如图所示此时F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件知,力变大,弹簧测力计的示数大于2.5 N;随着倾角的增大,弹簧测力计的示数越来越大,弹簧测力计的量程为5 N,即拉力最大为5 N,根据杠杆的平衡条件F1L1=F
8、2L2,当阻力和阻力臂不变时,动力变为原来的二倍,则动力臂变为原来的二分之一,即OB=OA,三角形的直角边等于斜边的一半,此直角边对应的角为30,所以拉力与竖直方向的最大夹角为60。(3)设杠杆的总长度为4a,平衡螺母不移动时,杠杆的重心在杠杆的中点,当右端的平衡螺母移动L,设重心移12动的距离为x,根据杠杆的平衡条件可知,m(2a+x)+24m(2a+x)=24m(2a-x)+m(2a-x+L),化简得50 x=L,则x=。50L易错点拨易错点拨本题易错点有两个,第一个是误认为杠杆只有在水平位置才是平衡状态;第二个是一定要看清第(2)问中求的是拉力的方向与竖直方向的夹角,不是与水平方向的夹角
9、。7.(2019江苏南京,25,4分)如图所示为一拉杆旅行箱的示意图。将其视为杠杆,O为支点,B为重心,BC为竖直方向,A为拉杆端点。已知箱重为250 N,OA为120 cm,OC为24 cm。(1)图中在A点沿图示方向施加动力F,箱子静止。则动力F的力臂为 cm,大小为 N。(2)使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为 N。(3)生活中,常把箱内较重物品靠近O点摆放,这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。答案答案(1)60100(2)50(3)变小解析解析(1)如图所示,F的力臂为L1=OA=120 cm=60 cm,根据杠杆的平衡条件可知FL1=GL21
10、212可得F=100 N。(2)当施加动力F垂直于OA时,F的力臂最大,为120 cm,F最小。Fmin=50 N。(3)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知:动力臂L1和阻力F2不变,阻力臂L2减小时,F1也将减小。故把箱内较重物品靠近O点摆放时,最小动力将变小。21GLL250N24cm60cm21maxGLL250N24cm120cm解题方法解题方法解决杠杆问题时,应根据杠杆的平衡条件,寻找出对应物理量或确定相关物理量的变化情况,进行求解。考点二功、功率、机械效率1.(2019北京,8,2分)图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是()A.从发力到上拉的过程
11、中,运动员对杠铃不做功B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功答案答案D从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上移动一段距离,运动员对杠铃做功,A错误;从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上移动一段距离,运动员对杠铃做功,B错误;从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上移动一段距离,运动员对杠铃做功,C错误;举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上没有移动距离,运动员对杠铃不做功,D正确。2.(2019天津,6,3分)小华把装有3
12、0个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里,他提鸡蛋的力做功最接近()A.9 JB.30 JC.90 JD.300 J答案答案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。3.(2019内蒙古包头,6,3分)如图所示,拉力F为5 N,物体A以0.1 m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动(B表面足够长);物体B静止在地面上,受到地面水平向左4 N的摩擦力,弹簧测力计示数为12 N。下列说法正确的是()A.物体A受到的摩擦力为10 NB.拉
13、力F的功率为1.5 WC.滑轮组的机械效率为80%D.拉力F增大到15 N时,物体B开始向左运动答案答案C物体B静止,受到的拉力(12 N)等于地面对B的摩擦力(4 N)和A对B的摩擦力之和,则A对B的摩擦力为8 N,A受到的摩擦力等于A对B的摩擦力,为8 N,故A错误;拉力的功率P=Fv=5 N20.1 m/s=1 W,故B错误;滑轮组的机械效率=80%,故C正确;拉力增大,A的运动速度增大,但不会影响A对B的摩擦力大小,故物体B依然受平衡力,保持静止,D错误。2fsFs4.(2019北京,20,2分)(多选)某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示,
14、物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为450 g,所用动滑轮的质量为50 g,绳子自由端的拉力F为1.3 N。g取10 N/kg。在02 s的过程中,下列说法中正确的是()A.绳子自由端移动的速度为5.0 cm/sB.拉力F的功率为0.26 WC.有用功为0.45 JD.滑轮组的机械效率为90%答案答案BC绳子自由端移动的速度v=0.2 m/s,A错误;拉力F的功率P=Fv=1.3 N0.2 m/s=0.26 W,B正确;有用功W有=mgh=0.45 kg10 N/kg0.1 m=0.45 J,C正确;滑轮组的机械效率=87%,D错误。st0.1m0.5sGhFs4.
15、5N0.1m1.3N0.4m解题思路解题思路根据图像可计算出绳子自由端移动的速度,再利用拉力和速度算出总功率,从图像中可知物体上升的高度,从而算出有用功,利用机械效率公式可计算出滑轮组的机械效率。易错警示易错警示图像中给出了绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系图线a和物体上升的高度随时间变化的关系图线b,提取信息时必须区分开。5.(2019重庆A,11,2分)用图的滑轮组将一个重为180 N的物体沿竖直方向在10 s内匀速提升2 m,所用的拉力为100 N,10 s内拉力F的功率为 W,该滑轮组的机械效率为%。答案答案6060解析解析拉力的功率P=60 W;该滑轮组的机械效率=100%=1
16、00%=100%=100%=60%。Wt总Fst100N 3 2m10s WW有用总GhFsGnF180N3 100N6.(2019吉林,15,1分)如图所示,用滑轮组把300 N的重物匀速提升3 m,人所做的有用功是 J;如果用该滑轮组提升400 N的重物,它的机械效率将 。答案答案900变大(或增大、提高、增加)解析解析人做的有用功:W有用=Gh=300 N3 m=900 J;当提升重物的重力增加时,做的有用功变大,而额外功几乎不变,有用功和总功的比值变大,滑轮组的机械效率变大。规律总结规律总结滑轮组的机械效率与重物的重力有关,还与动滑轮的重力和绳子与轮、轮与轴之间的摩擦力有关,为了提高滑
17、轮组的机械效率,可以提高重物的重力、减小动滑轮的重力和摩擦力。知识归纳知识归纳此类题目所涉及的物理量通常有:机械效率、有用功W有用、额外功W额外、总功W总、重物重力G、重物升高的高度h、作用在绳子自由端的拉力F、绳子自由端移动的距离s、承担重物的绳的股数n。有用功是重物升高h所做的功,即W有用=Gh。额外功是克服动滑轮所受重力和绳子与轮、轮与轴之间的摩擦力所做的功。若不计摩擦,额外功是动滑轮的重力G动与升高高度h的乘积,即W额外=G动h。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=。WW有用总GhFsGhF nhGnFWW有用总G
18、hGhG h动GGG动7.(2019陕西,33,8分)图示为某种型号的剪叉式高空作业平台。这台机器利用起升电机升降作业平台,方便工人高空作业。该机器的部分数据如表所示。整机质量(空载)/kg3 200安全工作载荷/kg200起升电机额定电压/V24起升电机额定功率/kW4.0轮胎接地总面积/m20.08(1)这台机器空载且静止时,对水平地面的压强是多大?(g取10 N/kg)(2)起升电机以额定功率工作时,将总重为1 000 N的人和作业工具以0.2 m/s的速度举高8 m。该机器做的有用功是多少?机械效率是多少?(3)此类机器机械效率一般较低的主要原因是:。答案答案(1)4105 Pa(2)
19、8103 J5%(3)机器所做额外功较多(或自重较大)(答案合理即可得分)解析解析(1)机器静止在水平地面F=G=mg=3 200 kg10 N/kg=3.2104 N(1分)则机器对地面的压强p=4105 Pa(2分)(2)机器做的有用功W有用=Gh=1 000 N8 m=8103 J(1分)由v=,得t=40 s(1分)由表格可知,P=4 kW=4 000 W机器做的总功W总=Pt=4 000 W40 s=1.6105 J(1分)机器的机械效率=100%=100%=5%(1分)(其他方法参照赋分)(3)此类机器所做额外功较多(或自重较大)(1分)FS43.2 10 N0.08mstsvhv
20、8m0.2 m/sWW有用总358 10 J1.6 10 J考点一简单机械B组20152018年全国中考题组1.(2018河南,8,2分)下列工具中,使用时属于费力杠杆的是()答案答案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。2.(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作用下静止。则每个动滑轮的重力为()A.3 NB.6 NC.11 ND.22 N答案答案B由题图可知,甲图中承担物重
21、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。131213123.(2017湖北黄冈,3,3分)为了消防安全,楼房每层必须配备灭火器。下列关于图示灭火器的说法正确的是()A.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个省力杠杆B.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个费力杠杆C.干粉能喷出是因为灭火器内的气压等于外界大气压D.干粉能喷出是因为灭火器内的气压小于外界大气压答案答案A由题图中的手柄结构可知,用力压下手柄过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,A项正确,B项
22、错误;灭火器内的干粉能被喷出,是因为灭火器内的气压大于外界的大气压强,所以C、D两项错。4.(2018天津,18,4分)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。图甲图乙答案答案省力300解析解析在撬动石块时,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。1313考点二功、功率、机械效率1.(2018重庆A,7,3分)工人用图所示的动滑轮,将重1 000 N的物体在5 s内匀速竖直提升了1 m,人
23、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 JB.动滑轮的重力为400 NC.动滑轮的机械效率为83.3%D.拉力F的功率为120 W答案答案C 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。12G hF s 物1 000J600N2mWtF st600N2m5s2.(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,图为他比赛时的照片。
24、他在挺举过程中对杠铃做的功最接近(g取10 N/kg)()A.600 JB.1 200 JC.1 800 JD.3 400 J答案答案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。3.(2016宁夏,27,3分)如图所示,同一滑轮采用甲、乙两种连接方式匀速提升重为100 N的物体,已知滑轮重20 N(绳重及滑轮和轴处的摩擦忽略不计)。则()A.手的拉力:F甲F乙;机械效率:甲F乙;机械效率:甲乙D.手的拉力:F甲F乙;机械
25、效率:甲F乙。两滑轮提升相同重物且提升相同高度时,有用功相同,甲种方式不做额外功,乙种方式需克服动滑轮重力做额外功,所以甲乙。故选C。2GG物轮100N20N2解题思路解题思路(1)定滑轮不省力,F甲=G物=100 N;动滑轮省一半力,F乙=(G轮+G物)=60 N。(2)机械效率=,做相等的有用功,额外功越多,越小。12WW有总WWW有有额知识拓展知识拓展(1)影响滑轮组机械效率的因素G动;G物;G绳;摩擦。其中G动、G绳及摩擦都是影响额外功大小,G物影响有用功大小。(2)滑轮组机械效率与物体提升高度h、提升物体速度(做功快慢)及绕绳方式无关。4.(2018河北,25,3分)一台起重机在10
26、 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。答案答案14 40060%2 400解析解析有用功:W有=Gh=3 600 N4 m=14 400 J机械效率:=100%=100%=60%总功率:P=2 400 WWWW有有额14 400J14 400J9 600 JWWt有额14 400J9 600 J10s5.(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
27、,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)答案答案110415解析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端受到的拉力等于2倍钢绳末端受到的拉力,即F=2G=2mg=225 kg2010 N/kg=10 000 N;A端移动的距离等于钢绳末端移动的距离,故等于15 cm。12方法技巧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图横着观
28、察分析,这样有助于理解。考点一简单机械C组教师专用题组1.(2019北京,5,2分)图所示的用具中,在使用时属于费力杠杆的是()答案答案A筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,A正确;瓶盖起子、撬棒、核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,B、C、D错误。2.(2019广西北部湾经济区,15,2分)如图所示,杠杆在拉力F的作用下水平平衡。现将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F的变化情况是()A.一直变大B.一直变小C.一直不变D.先变大后变小答案答案A保持杠杆水平平衡,将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,动力臂l1会一直减小
29、,阻力F2=G和阻力臂l2不变,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2,可知动力F1即拉力F一直变大,故选A。易错警示易错警示要充分理解力臂是指支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离,另外将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,动力臂是在变小的,在a位置,动力臂最大。3.(2019山东青岛,5,2分)如图为探究杠杆平衡条件的实验装置,杠杆平衡时,钩码对杠杆的阻力F2=1.0 N,阻力臂l2=20 cm,测力计示数F1=2.5 N,则动力臂l1为()A.15 cmB.8 cmC.50 cmD.80 cm答案答案B 当杠杆平衡时,根据杠杆的平衡条件可知:F1l1=F2l2,故选B
30、。2 2111.0N20cm8cm2.5NF llF4.(2018黑龙江齐齐哈尔,8,2分)如图所示的用具,在正常使用的过程中,属于费力杠杆的是()答案答案C费力杠杆为动力臂小于阻力臂的杠杆,省力杠杆为动力臂大于阻力臂的杠杆。A、B、D为省力杠杆,C为费力杠杆,故选C。5.(2016黑龙江哈尔滨,25,2分)如图,用撬棒撬起石块并保持平衡。下列说法正确的是()A.动力对撬棒的转动效果小于阻力对撬棒的转动效果B.手在A点竖直向下施力时,撬棒是个省力杠杆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点费力答案答案B撬棒保持平衡,则动力对棒的转动
31、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。6.(2018陕西,6,2分)如图所示的不锈钢空调架,安装时横杆OB伸出墙外由斜杆AC支撑,其中O、A两点固定在墙上,C端固定在横杆OB上。通常将空调室外机置于该支架上时不紧靠墙体。下列相关说法正确的是()A.空调架对墙没有力的作用B.若以O为支点,OB一定是一个省力杠杆C.若室外机向外移动,AC对OB的支撑力变大D.室外机不能紧靠墙体主
32、要是为了防止漏电答案答案C为了不让空调架倾倒,墙给空调架一个支持力,根据力的作用是相互的,空调架对墙有力的作用,故A错误;若以O为支点,沿AC方向的力是动力,空调对支架的压力是阻力,阻力臂和动力臂大小不能比较,OB可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆,故B错误;室外机向外移动,阻力臂变大,阻力不变,动力臂不变,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,即AC对OB的支撑力变大,故C正确;空调室外机离墙太近,会影响空调的通风散热,故D错误。7.(2018福建A,14,2分)墨经最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是()A.“权”小于“重”时,A端一
33、定上扬B.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本”C.增大“重”时,应把“权”向A端移D.增大“重”时,应换用更小的“权”答案答案C本题考查杠杆的平衡条件。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2,在本题中“标”表示L1,“本”表示L2,“权”表示F1,“重”表示F2。当F1F2时,是否平衡还要看L1与L2的关系,故A错。当F1G B.FB=GC.FCFC 答案答案C如图所示,FA、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
34、析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。9.(2015广东广州,11,3分)AC硬棒质量忽略不计,在棒的B、C两点施加力F1、F2,F2的方向沿OO线,棒在图所示位置处于静止状态。则()A.F1F2,所以A项错。F1的力臂小于s1,根据杠杆平衡条件可得出F1,所以B项错。F1的方向竖直向下,所以F2的方向应为沿OO线向上,所以D项错。221s Fs评析评析本题综合考查杠杆平衡条件的应用。难点是对力臂的理解和作图,属易错题。10.(2017天津,13,3分)(多选)如图所示,某人用扁担担起两筐质量分
35、别为m1、m2的货物,当他的肩处于O点时,扁担水平平衡,已知l1l2,扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离l,则()A.扁担左端向下倾斜B.扁担右端向下倾斜C.要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,其质量为(m2-m1)D.要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,其质量为(m2-m1)2lll12lll答案答案AC扁担可以看成杠杆,O点为支点,原来平衡,则m1gl1=m2gl2l1l2,m1gm2g,两筐悬挂点均向O点移动l,则左边减少m1gl,右边减少m2gl,m1glm2gl,左边下沉,A项正确;要恢复平衡,需向右侧筐内加入货物,设其质量为m,则m1g(l1-
36、l)=(m2g+mg)(l2-l)m1gl1-m1gl=m2gl2+mg(l2-l)-m2gl得:m=,C项正确。212()mmlll11.(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。答案答案4解析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。易错警示易错警示本题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
37、力。规律总结规律总结对物体正确进行受力分析、熟练应用平衡条件是解题的前提与关键。当物体在水平地面上处于静止状态时,竖直方向上受到的一定是平衡力,根据平衡条件建立等量关系可计算其中一个力。12.(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。答案答案右3解析解析由题图甲可知,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
38、,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,可知在B点应该挂3个钩码。13.(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,杠杆在水平位置平衡,且OB AB=2 1。则F=N,它是 杠杆。答案答案30费力解析解析动力臂为OB,阻力臂为OA,因OBm2)的实心物块后恰好水平平衡。(1)求左右悬挂点到支点O的距离L1与L2之比。(2)将两物分别浸没于水中(如图乙),杆将会 (选填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”),试通过推导说明。答案答案(1)m2 m1(2)仍然平衡推导过程见解析解析解析(1)杠杆平衡时有:F1
39、L1=F2L2m1gL1=m2gL2变形得到:L1 L2=m2 m1(2)杠杆仍然平衡以浸没于水的物体为研究对象进行受力分析:F拉+F浮=m物gF拉=m物g-F浮=m物g-水gV物=m物g所以:F拉1L1=m1gL1F拉2L2=m2gL2m1gL1=m2gL2F拉1L1=F拉2L21水物1水物1水物因此杠杆仍然平衡15.(2018湖北武汉,24,4分)如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,接下来应向 (选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平并静止。(2)如图乙所示,A点挂有2个质量均为
40、50 g的钩码,为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个质量均为50 g的钩码。(g=10 N/kg)(3)将杠杆的支点移到如图丙所示的位置,为了让杠杆在水平位置平衡,请你在杠杆上画出最小动力F的示意图。答案答案(1)达到右(2)3(3)最小动力F的示意图如图所示 解析解析(1)杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆达到平衡状态,只不过不是在水平位置平衡。要让杠杆在水平位置平衡,应向右调节杠杆两端的螺母。(2)由图乙知,F1=25010-3 kg10 N/kg=1 NL1为三格的长度,L2为两格的长度根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得F2=1.5 N1个钩码的重力G=5010-3 kg10
41、N/kg=0.5 Nn=3,即应在B点挂3个质量均为50 g的钩码,才能让杠杆在水平位置平衡。(3)动力要最小,动力的力臂必须最长。在杠杆中寻找作用点,根据力臂最长画出F,如答案图所示。1 N322FG16.(2017广东广州,16)用力F1把门推开,弹性绳会被拉长。如图,门处于静止状态。(1)画出弹性绳对门的拉力F2的示意图。(2)O为支点,画出F1的力臂。(3)根据杠杆的平衡条件 可知F1 F2(选填“”、“=”、“”)。答案答案(1)(2)如图所示(3)F1L1=F2L2L2,所以F1”、“=”或“(3)12.5解析解析(1)探究杠杆的平衡条件时,要先使杠杆在水平位置平衡,调节方法:哪边
42、高,平衡螺母向哪边调。(2)竖直向下拉弹簧测力计时,拉力的力臂为4(格),若弹簧测力计向左倾斜拉,则拉力的力臂会变小,故F2F1;若弹簧测力计向右倾斜拉,则拉力的力臂也会变小,故F3F1。(3)若要悬挂的重物最重,则应把重物挂在左侧刻度线“1”处,使阻力臂最小,将弹簧测力计挂在右侧刻度线“5”处,使动力臂最大,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得2.5 N5=G1,所以G=12.5 N。评析评析本题考查杠杆平衡条件的探究实验,要明白实验前杠杆应怎样调节水平平衡;还考查了对力臂的理解和认识,在竖直向下拉时,力臂可以在杠杆上直接读出,当拉力方向改变时,力臂就不再是支点到力的作用点的距离了。19
43、.(2019山西,44,3分)汽车超载是当前发生交通事故的重要原因之一。全国各地设置了许多超载监测站加强监管。如图所示,一辆两轴货车正在水平地面上设置的某种电子地磅秤上称重。先让货车前轮单独开上电子地磅秤,其读数为8 t;前轮驶离电子地磅秤,再让后轮单独开上电子地磅秤,其读数为9 t。国家规定两轴货车限载车货总重18 t,请你通过计算分析该货车是否超载。答案答案见解析解析解析货车前轮开上地磅秤时,以后轮为支点,如图甲所示 甲根据杠杆的平衡条件得F前l=G车l1(1分)货车后轮开上地磅秤时,以前轮为支点,如图乙所示 乙根据杠杆的平衡条件得F后l=G车l1(1分)联立式,得G车=F前+F后依题意G
44、车=G前+G后则m车=m前+m后=8 t+9 t=17 tG动时,Ff,省力,当ff,费力,故A错误;由题图可知,绳端移动的速度v绳=2v,则拉力的功率P=Fv绳=2Fv,故B正确;所做的额外功W额外=W总-W有用=F2s-Gs=(2nF-G)s,故C正确;此时滑轮组的机械效率=,故D错误。121n1nWW有用总2fsFs12GnF2GnF易错警示易错警示此滑轮组由2股绳子承担阻力和动滑轮的重力,拉力F=(G动+f),当拉力F=f,即(G动+f)=f,f=G动时,不省力也不费力,当fG动,Ff时,省力,当ff时,费力。1212一题多解一题多解不计绳重、轮与轴间的摩擦时,克服动滑轮重力做的功为额
45、外功,又由受力分析得动滑轮的重力G动=2F-f=2F-G,故额外功W额外=G动s=(2F-G)s=(2nF-G)s。1n1n1n4.(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 WB.拉力在这10 s内做的功为400 JC.动滑轮的重力为300 ND.若用该滑轮组匀速提升更重的物体时,则绳子拉力会变大,但机械效率不变答案答案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
46、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。Wt总1 200J10s13WW有总()GhGGh动11GG动解题关键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。5.(2016新疆乌鲁木齐,8,3分)如图所示,利用动滑轮提升一个重为G的物块,不计绳重和摩擦,其机械效率为60%。要使此动滑轮的机械效率达到90%,则需要提升重力为G的物块的个数为()A.3个 B.4个C.5个 D
47、.6个答案答案D由于不计绳重和摩擦=,由题意可知:=60%,=90%,n=6。WW有总0GhGhG h0GGG0GGG0nGnGG6.(2015新疆乌鲁木齐,8,3分)为模拟盘山公路,现将连接了重1 N小球的细线穿入一根长1 m的细管。如图,将细管从竖直放置的圆柱体底部a点开始斜向上缠绕5圈后,恰好绕至顶部b点,相邻细管间的高度均为12 cm。在b点处通过细线用0.8 N的拉力(与管的轴线平行)将管口的小球从a点匀速拉至b点。则缠绕在圆柱体上的细管(模拟的盘山公路)的机械效率为 ()A.83.3%B.80%C.75%D.60%答案答案C由题可知细管缠绕在圆柱体上后相当于一个斜面,图中a点到b点
48、的高度h=50.12 m=0.6 m,拉小球上升时,有用功W有=Gh=1 N0.6 m=0.6 J,总功W总=Fs=0.8 N1 m=0.8 J,所以缠绕在圆柱体上的细管的机械效率=75%。所以C正确,A、B、D错误。WW有总7.(2018河南,13,2分)(多选)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。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
49、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。因为速度相等,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,
50、即拉力等于摩擦力。8.(2017重庆A,7,3分)工人师傅用图所示的滑轮组,将重为800 N的物体缓慢匀速竖直提升3 m,人对绳端的拉力F为500 N,不计绳重和滑轮转轴处的摩擦,则 ()A.绳子自由端移动的距离为9 mB.动滑轮的重力为200 NC.人通过滑轮组做的有用功为1 500 JD.滑轮组的机械效率为53.3%答案答案B滑轮组中由两段绳子承担物体和动滑轮的总重,则绳子自由端移动的距离为s=nh=23 m=6 m;此过程中,所做有用功为W有=Gh=800 N3 m=2 400 J;所做总功为W总=Fs=500 N6 m=3 000 J;额外功为W额=W总-W有=3 000 J-2 40
