1、 中考物理 （江苏专用） 专题七 简单机械、功、功率和机械能 A组 2020年江苏中考题组 考点一 简单机械 1.(2020苏州,2,2分)如图所示的工具中,在使用时属于省力杠杆的是( ) 答案答案 B 开瓶器的动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。 2.(2020南通,7,2分)如图,裤架上的两个夹子分别夹住一条毛巾。以下方法能使裤架在水平位置平衡的是 ( ) A.右边夹子向左移动 B.左边夹子向左移动 C.右边毛巾的下角夹在左边夹子上 D.左边毛巾的下角夹在右边夹子上 答案答案 D 由图可知,裤架左低右高,说明左端较重,所以应将左边或右边的夹子向右移动,故A、B项不符 合题意;右边毛巾的下角夹在
2、左边夹子上,相当于给左端增加重物,右端减少重物,使左端更重,故C项不符合 题意;左边毛巾的下角夹在右边夹子上,相当于给左端减少重物,右端增加重物,使左端变轻,可以使裤架在 水平位置平衡,故D项符合题意。故选D。 3.(2020扬州,22,节选,2分)如图,在撬棒AD上作出撬起“石块1”的最小力F及对应的力臂l。 答案答案 如图所示 解析解析 根据F1l1=F2l2,当动力臂最大时动力最小,撬动石块1 ,以A为支点,AD为力臂时,力臂最长,动力最小,需 要垂直于AD向上用力。 4.(2020南京,18,4分)如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。O为固定转轴,A处连接着石球,脚踏杆 的B处可使
3、石球升高,抬起脚,石球会落下去击打稻谷。石球重50 N,不计摩擦和杆重。 (1)脚沿与杆垂直方向至少用力F1,才能将石球抬起。F1的力臂为 m,此时舂米工具是一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆。 (2)脚竖直向下至少用力F2为 N,才能将石球抬起。F2和F1的大小关系为F2 F1。 答案答案 (1)1 省力 (2)20 解析解析 (1)由图1可知,脚沿与杆垂直方向至少用力F1才能将石球抬起,则F1的力臂l1=AB-OA=1.4 m-0.4 m=1 m;此杠杆的阻力等于石球的重力G,对应的阻力臂l2小于动力臂l1,所以此时舂米工具是一个省力杠杆。 图1 (2)脚竖直向下用力时,在图2中分别作出
4、竖直向下的力F2及力臂l1、石球重力G及力臂l2,OBCOAD, =,由杠杆平衡条件得F2l1=Gl2,F2=G=50 N=20 N;两次石球抬起过程中,G和l2不变,F2 的力臂l1小于F1的力臂l1,所以F2F1。 2 1 l l OA OB 2 1 Gl l OA OB 0.4m 1m 图2 解题关键解题关键 对于杠杆问题,进行杠杆五要素的作图是解题的必要步骤。 5.(2020淮安,23,4分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中: (1)实验前杠杆的位置如图甲所示,若使杠杆在水平位置平衡,则应将杠杆的平衡螺母向 调节。 甲 乙 (2)杠杆调节平衡后,在如图乙所示A点悬挂3个钩码(每个钩码重力
5、为0.5 N),在B点用弹簧测力计竖直向下 拉杠杆,使杠杆在水平位置再次平衡,此时弹簧测力计示数F1= N。重复多次实验,进一步探究杠 杆的平衡条件。 (3)某小组的实验数据如下表所示,得到与其他组不一样的结论:动力F1与阻力F2成正比关系。你认为该结 论可靠吗? 。并说明理由: 。 实验序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1 15 1.5 10 2 2 15 3 10 3 3 15 4.5 10 答案答案 (1)左 (2)1 (3)不可靠 l1和l2取固定值,无法得到普遍性规律 解析解析 (1)由图甲可知杠杆右端下沉,应将杠杆的平衡螺母向左调节。 (2)
6、由图乙可知,弹簧测力计示数为1 N。 (3)由F1=F2可知,如果为定值,F1与F2成正比,说明该结论是动力臂l1与阻力臂l2取固定值造成的,所以该 结论不可靠;l1与l2取固定值,无法避免偶然性,得不到普遍性规律。 2 1 l l 2 1 l l 解题关键解题关键 正比、反比等定量关系,需通过物理公式变形利用数学知识判断。 6.(2020盐城,25,7分)小明做“探究杠杆平衡条件”实验。 (1)实验前,杠杆静止时的位置如图甲所示。要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节; (2)使用弹簧测力计时,首先进行的操作是 ; (3)如图乙所示,在杠杆左侧挂2个钩码,每个钩码的质量为50 g,为了
7、便于在杠杆上直接读出力臂的大小,在 A点沿 向下方向拉动弹簧测力计,直至杠杆在 位置平衡。并将第一次数据记录在表格 中,表中F1大小为弹簧测力计示数,F2大小为钩码的重力,l1、l2分别为F1、F2对应的力臂; (4)接下来,小明又进行了三次实验,将数据填在表中,最后总结得出规律。每次实验总是在前一次基础上改 变F2、l1、l2中的一个量。小华分析数据后发现,第 次实验与前一次改变的量相同,需要调整的实 验步骤是 。 序号 F1/N l1/cm F2/N l2/cm 1 1.5 10.0 1.0 15.0 2 3.0 10.0 2.0 15.0 3 1.5 20.0 2.0 15.0 4 1.
8、0 30.0 2.0 15.0 答案答案 (1)右 (2)校零 (3)竖直 水平 (4)4 保持F2和l1不变,改变l2的大小 解析解析 (1)杠杆的右端上翘,要使它在水平位置平衡,平衡螺母应向上翘的右端调节。 (2)使用弹簧测力计时,需要先将指针调到零刻度线处。 (3)由图乙可知,在杠杆左侧挂2个钩码,为了便于在杠杆上直接读出力臂的大小,需使杠杆在水平位置平衡, 由于力臂是支点到力的作用线的距离,所以在A点沿竖直向下拉动弹簧测力计,直至杠杆在水平位置平衡。 (4)由实验1、2可知,l1和l2不变,F2增大1 N;由实验2、3可知,F2和l2不变,l1增大10 cm;由序号4、3可知,F2和l
9、2 不变,l1增大10 cm,所以第4次实验应与前一次改变的量相同。由于改变F2、l1、l2中的一个量,所以需要保 持F2和l1不变,改变l2的大小。 考点二 功、功率、机械效率 1.(2020淮安,5,2分)小明两次分别用时90 s、40 s从一楼爬到五楼,小明的体重与前后两次上升的高度均不 变,比较两次爬楼过程( ) A.用时少的做功多 B.用时少的做功功率大 C.用时多的做功多 D.用时多的做功功率大 答案答案 B 小明的体重与前后两次上升的高度均不变,则爬楼做功相同,根据P=得,用时少的做功功率 大,B项正确;A、C、D项错误;故选B。 W t 2.(2020南京,16,4分)如图所示
10、,物体重210 N,动滑轮重25 N。工人用125 N的拉力将物体匀速提升3 m,用了 10 s,此过程中有用功是 J,拉力的功率是 W,滑轮的机械效率是 ,克服动滑轮重所 做的额外功占总功的 %。 答案答案 630 75 84% 10 解析解析 由题图可知,工人用动滑轮提升物体,此过程中有用功W有=Gh=210 N3 m=630 J;绳端移动的距离s= 2h=23 m=6 m,拉力的功率P=75 W;拉力做的总功W总=Fs=125 N6 m=750 J,滑轮的机 械效率=100%=100%=84%;此过程中克服动滑轮重所做的额外功W动=G动 h=25 N3 m=75 J,此 额外功占总功的比
11、例=100%=100%=10%。 W t Fs t 125N6m 10s W W 有 总 630J 750J W W 动 总 75J 750J 易错警示易错警示 用动滑轮提升物体时,克服动滑轮重力所做的功只是额外功的一部分,不能用100%-84%=16% 表示克服动滑轮重力所做额外功在总功中的占比。 3.(2020扬州,19,3分)如图,“测动滑轮机械效率”时必须沿 方向匀速向上拉动弹簧测力计。钩码 重为1 N,弹簧测力计的示数为 N,动滑轮的机械效率是 。 答案答案 竖直 0.6 N 83.3% 解析解析 动滑轮相当于动力臂是阻力臂二倍的杠杆,阻力臂是滑轮半径,拉力只有在竖直方向上时,动力臂
12、才 是滑轮的直径。测力计分度值为0.1 N,读出拉力为0.6 N。=83.3%。 2 G F 1 1.2 4.(2020连云港,15,3分)用如图所示滑轮组在10 s内将重为300 N的物体匀速提升1 m,拉力大小为120 N,拉 力做功的功率为 W,有用功为 J,滑轮组的机械效率为 。 答案答案 36 300 83.3% 解析解析 图中三股绳子拉起动滑轮,所以n=3,拉力F做的功是总功W总=Fs=F nh=120 N31 m=360 J,所以拉 力做功的功率为P=36 W,有用功W有=Gh=300 N1 m=300 J,机械效率=100%=100% 83.3%。 W t 总 360J 10s
13、 W W 有 总 300J 360J 5.(2020苏州,24,6分)科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置,小明观察后画出简图(如图)进行 研究。若爷爷质量m人=60 kg,奶奶用F=240 N的拉力将爷爷匀速拉升到顶端,该过程中奶奶手握住绳子向 下拉动的总长度s=6 m。不计绳重和摩擦,g取10 N/kg。求: (1)奶奶所做的功; (2)动滑轮(含座椅)的质量; (3)该升降座椅装置的机械效率(保留一位小数)。 答案答案 (1)1 440 J (2)12 kg (3)83.3% 解析解析 (1)W=F s=240 N6 m=1 440 J (2)3F=(m人+m动)g 代入数据得:
14、m动=12 kg (3)W有=m人gh=60 kg10 N/kg2 m=1 200 J =100%=100%83.3% W W 有 1 200J 1 440J 6.(2020南通,17,6分)如图,塔式起重机上的滑轮组将重为1.2104 N的重物匀速吊起2 m时,滑轮组的机械效 率为80%,g取10 N/kg。 (1)求提升重物做的有用功; (2)求绳端的拉力; (3)若动滑轮的质量为40 kg,求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。 答案答案 (1)2.4104 J (2)5103 N (3)5.2103 J 解析解析 (1)提升重物做的有用功 W有=Gh=1.2104 N2 m=2.4104 J
15、(2)由图可知,n=3,则绳端移动的距离 s=nh=32 m=6 m 由=可得总功 W总=3104 J 绳端的拉力 F=5103 N (3)由W有+W额=W总可得,额外功 W W 有 总 W 有 4 2.4 10 J 80% W s 总 W额=W总-W有=3104 J-2.4104 J=6103 J 克服动滑轮重力所做的额外功 W动=G动h=m动gh=40 kg10 N/kg2 m=800 J 克服摩擦和钢丝绳重所做的功 W=W额- W动=6103 J-800 J=5.2103 J 克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5.2103 J。 7.(2020泰州,43,6分)小明利用如图所示的滑轮组,将质量
16、为90 kg的物体在1 min内匀速提升5 m,竖直向上的 拉力为360 N。求: (1)物体的重力(g取10 N/kg); (2)小明拉力的功率; (3)滑轮组的机械效率(结果保留一位小数)。 答案答案 (1)900 N (2)90 W (3)83.3% =100%83.3% 解析解析 (1)物体的重力G=mg=90 kg10 N/kg=900 N (2)由图可知,与动滑轮相连的绳子段数n=3,物体匀速提升5 m时,绳端移动的距离是 s=3h=35 m=15 m 小明拉力做功 W总=Fs=360 N15 m=5 400 J 小明拉力的功率 P=90 W (3)有用功 W有=Gh=900 N5
17、 m=4 500 J 滑轮组的机械效率 W t 总 5 400J 60s W W 有 总 4 500J 5 400J 8.(2020连云港,22,9分)随着科技的发展,无人驾驶汽车已进入人们的生活。无人驾驶汽车通过车载激光雷 达、摄像头等传感器实现自动驾驶。一质量为1.2 t的无人驾驶汽车,静止时四个轮子与地面的总接触面 积为0.12 m2,在平直道路上以36 km/h的速度匀速行驶,受到的牵引力大小为4103 N。某时刻车头上的激 光雷达向正前方的固定障碍物发射一束激光信号,经310-7 s激光雷达接收到障碍物反射回的信号(该时间 内汽车行驶的距离忽略不计)。已知光速为3108 m/s,g取
18、10 N/kg。求该汽车: (1)静止时对水平地面的压强大小; (2)此刻车头到障碍物的距离; (3)以36 km/h的速度匀速行驶时牵引力的功率。 答案答案 (1)1.0105 Pa (2)45 m (3)4104 W 解析解析 (1)F=G=mg=1.2103 kg10 N/kg=1.2104 N(1分) P= =1.0105 Pa。(2分) (2)s=v光t=3108 m/s310-7 s=45 m(3分) (3)v=36 km/h=10 m/s(1分) P=Fv= 4103 N10 m/s=4104 W(2分) F S 4 2 1.2 10 N 0.12m 1 2 1 2 W t Fs
19、 t 易错警示易错警示 第(2)问中,车头到障碍物的距离为发射的激光路程的一半。第(3)问中,已知速度和牵引力时求 功率,可以用功率的常用式P=Fv,但此公式不是基本公式,需写出推导,并且使用时物理量全部取国际单位 制单位。 考点三 机械能及其转化 1.(2020南京,9,2分)如图所示是荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放,到达D点后返回,B、C两点等 高。下列说法正确的是( ) A.球在B、C两点的动能相等 B.球在A、D两点的机械能相等 C.球从B点到O点的过程中机械能减少 D.球从O点到C点的过程中重力势能减少 答案答案 C 由荡秋千的简化模型可知,此过程重力势能与动能相互转化,但由
20、于受空气阻力影响,机械能逐 渐减少,B、C两点等高,重力势能相等,但在C点的机械能小于在B点的机械能,故在C点的动能小于在B点的 动能,A项错误;在D点的机械能小于在A点的机械能,B项错误;球从B点到O点的过程中,机械能减少,部分机 械能转化为内能,C项正确;球从O点到C点的过程中,高度增加,重力势能增大,D项错误。 解题关键解题关键 对于机械能转化问题,一定要确定有无阻力,如果阻力不计,则机械能守恒;如果存在阻力,机械 能不守恒。解答本题的关键是,从运动情况(球从A点运动至D点返回,D点低于A点)判断存在阻力。 2.(2020南通,8,2分)在“探究纸锥下落的快慢”的活动中,将纸锥从高处释放
21、。若纸锥竖直下落时,受到的 空气阻力随下落速度的增大而增大,则纸锥在空中竖直下落过程中,下列情形可能的是( ) A.速度先增大后不变 B.速度先增大后减小 C.动能转化为重力势能 D.机械能先增大后减小 答案答案 A 纸锥竖直下落时,受到的空气阻力随下落速度的增大而增大,开始下落时重力大于阻力,合力向 下,所以下落速度增大,当受到的空气阻力增大到与重力相等时,合力为零,纸锥下落的速度不变,故A项符合 题意,B不符合题意;纸锥刚开始加速下落时一部分重力势能转化为动能,当纸锥匀速下落时,重力势能减小, 动能不变,重力势能转化为其他形式的能,故C项不符合题意;纸锥下落过程中,有空气阻力作用,所以机械
22、能 一直减小,故D项不符合题意。 3.(2020盐城,5,2分)小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是( ) A.通过最低点时的动能为零 B.下降过程中的动能不变 C.到达最高点的重力势能最大 D.上升过程中的重力势能减小 答案答案 C 通过最低点时速度最大,动能最大,故A错误;下降过程中,高度变小,重力势能变小,速度增大,动 能增大,故B错误;到达最高点时,高度最大,重力势能最大,故C正确;上升过程中,高度增大,重力势能增大,故 D错误。故选C。 4.(2020镇江,17,3分)如图所示,某同学站在电梯内的电子秤上,在电梯向下匀速运动的过程中,该同学的重 力势能 ,机械能 (上述两空均选填“
23、增大”、“减小”或“不变”)。在电梯减速停靠一 楼的过程中,电子秤的示数比该同学所受重力 。 答案答案 减小 减小 大 解析解析 在电梯向下匀速运动的过程中,该同学运动速度不变,高度减小,故其重力势能减小,动能不变,机械 能减小。在电梯减速停靠一楼的过程中,该同学也在减速,支持力大于重力,故电子秤的示数比该同学所受 重力大。 5.(2020无锡,21,3分)用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关,物体的质量m1=m2m3,实 验时,让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落,将木桩打入沙中,三次实验木桩进入沙中的深度如图所 示。木桩进入沙中的深度越深,则物体对木桩做的功越 。比较a、
24、b可知,物体重力势能的大小与 物体的 有关;比较 可知:物体重力势能的大小与物体的质量有关。 答案答案 多 高度 a、c 解析解析 木桩进入沙中越多,说明物体对木桩做功越多,说明物体具有的重力势能越大,所以比较a、b可知质 量相同的物体,高度越大,具有的重力势能越大;要比较重力势能与质量的关系,需要控制物体的高度相同, 所以应该选择a、c进行比较。 6.(2020连云港,13,2分)在水平地面上铺一张纸,将两个弹性相同、质量分别为mA和mB的皮球A和B表面涂 黑,让它们从相同高度由静止下落,在纸上留下黑色圆斑如图所示,分析图中两个圆斑大小,可推断:mA mB(选填“大于”、“小于”或“等于”)
25、。皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低,由此判断,皮 球的机械能总量 (选填“不变”、“减少”或“增大”)。 答案答案 小于 减少 解析解析 皮球下落反弹过程中能量转化情况为重力势能动能弹性势能动能,A留下的圆斑比B小,说明 其弹性形变小,弹性势能较小,则转化前的动能较小,最初的重力势能较小,又由于从同样高度下落,因此A的 质量较小。皮球反弹高度低于下落高度,说明皮球机械能在减少。 7.(2020镇江,25,6分)“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图1所示将小车从斜面上高h处由 静止释放,运动至木板上后与木块碰撞通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉 布的方法,得到
26、了图2虚线框内的四个实验场景。 图1 图2 (1)为探究小车动能与质量的关系,应选用场景和 (选填“”、“”或“”)进行实验;选 用场景和进行实验时,可探究小车动能与 的关系。 (2)在实验中,小车动能越大,发生碰撞时对木块所做的功就越 ,木块被碰撞后在木板上 。 (3)若将场景和中的木块均移走,利用这两个场景可探究 对物体运动的影响,为提高实验结论 的准确性,还需再增加一次实验,为此,在场景的基础上,你所作的调整是 。 答案答案 (1) 速度 (2)大(或多) 滑行的距离越长 (3)阻力(或摩擦力) 在木板上铺设玻璃板(或毛巾) 解析解析 (1)为探究小车动能与质量的关系,应控制小车滑下的高
27、度相同、质量不同,故应选用场景和进 行实验;选用场景和进行实验时,小车质量相同但滑下高度不同,即可探究小车动能与速度的关系。 (2)在实验中通过木块被撞击后滑行的距离比较小车动能大小,即小车动能越大,发生碰撞时对木块所做的 功就越大,木块被碰撞后在木板上滑行的距离越长。 (3)若将场景和中的木块均移走,利用这两个场景可探究阻力或摩擦力对物体运动的影响,为提高实验 结论的准确性,还需再增加不同接触面的实验数据,故可在场景的基础上,在木板上铺设玻璃板或毛巾。 B组 20162019年江苏中考题组 考点一 简单机械 1.(2019扬州,2,2分)下列工具属于省力杠杆的是( ) 答案答案 D 扳手的动
28、力臂大于阻力臂,是省力杠杆。A、B、C均为费力杠杆,动力臂小于阻力臂,可以省距 离。故选D。 2.(2018连云港,3,2分)如图所示,O为杠杆的支点,杠杆右端挂有重为G的物体,杠杆在力F1的作用下在水平位 置平衡。如果用力F2代替力F1,使杠杆仍在水平位置保持平衡,下列关系中正确的是( ) A.F1F2 C.F2G D.F1=G 答案答案 B 作出F1、F2对应的动力臂l1、l2,如图所示,可知l1F2。 3.(2019苏州,28,5分)利用杠杆开展相关实验探究: (1)安装好杠杆,将其放到水平位置后松手,发现杠杆沿顺时针方向转动,如图甲所示。则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直
29、到杠杆在水平位置平衡; (2)如图乙所示,在A点挂3个重力均为0.5 N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置 平衡,弹簧测力计的示数为 N;若在第(1)小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实 验,弹簧测力计的示数会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 (3)始终竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示。此过程中,弹簧测力计 拉力的力臂 (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),拉力的大小 。 答案答案 (1)左 (2)2.0 偏小 (3)变小 不变 解析解析 (1)调节杠杆平衡的方法是调节平衡螺母,哪一侧质量大就会向该侧旋转,该侧就
30、会变低,平衡螺母向 旋转后变高的一侧调节。 (2)根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2,则30.5 N4L=F弹3L,可得F弹=2.0 N;如果(1)中未调节平衡,杠杆顺时针 转动,即右侧重,即杠杆的重心在右侧,那么根据平衡条件可知弹簧测力计示数偏小。 (3)如图杠杆在旋转的过程中,缓慢转过一个角度,弹簧测力计拉力作用线向O点靠近,力臂变小,阻力是钩码 对杆的拉力,阻力F2=G,阻力臂为OA cos (为杠杆与水平面之间的夹角), 由于在B点处施加一竖直向下的力F1,动力臂为OB=OB cos , 根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2可得, F1 OB cos =G OA cos , 所以
31、F1=,故拉力的大小保持不变。 G OA OB 名师点睛名师点睛 此类题综合性很强,且难度很大,解答时,从分析受力入手,利用杠杆平衡条件可解答此题。 4.(2019淮安,13,3分)小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中: (1)实验前调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,目的之一是方便测量 ; (2)如图甲所示,在杠杆左边A处挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂 个钩码; (实验中所用的钩码均相同) (3)小明又用弹簧测力计在C处竖直向上拉。如图乙所示,当弹簧测力计逐渐向右倾时,使杠杆仍然在水平 位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。 甲 乙 答
32、案答案 (1)力臂 (2)3 (3)变大 解析解析 (1)调节杠杆在水平位置平衡,可以在杠杆上直接读取力臂。 (2)根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,设每格长度为L,则4G3L=nG4L,可知n=3。 (3)弹簧测力计向右倾斜,拉力的力臂变小,根据杠杆平衡条件可知,拉力变大。 解题关键解题关键 调节杠杆在水平位置平衡的目的:消除杠杆自重对实验的影响;便于测量力臂。 杠杆平衡条件:F1l1=F2l2。 力臂:支点到力作用线的距离,可以不在杠杆上。 杠杆平衡条件变形:F1=F2,因F2、l2均不变,l1减小,F1增大。 2 1 l l 知识拓展知识拓展 用杠杆提升重物至杠杆接近水平时的三种情
33、况,均可依据F1=判断,如图甲,弹簧测力计始 终垂直于杠杆,F2、l1均不变,l2变大,F1变大;如图乙,弹簧测力计始终竖直向上,F2不变,l2与l1比值不变,F1不 变;如图丙,弹簧测力计始终水平,F2不变,l1变小,l2变大,故F1变大。 2 2 1 F l l 丙 甲 乙 5.(2019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
34、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)60 100 (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 1 2 1 2 FL1=GL2 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。 2 1 G
35、L L 250N24cm 60cm 2 1max GL L 250N24cm 120cm 6.(2019无锡,22,3分)小红利用杠杆制成一种多功能杆秤,使用前,杠杆左端低,右端高,应将平衡螺母向 调节,直至杠杆处于水平平衡。她取来质量均为100 g的实心纯金属块a和b、合金块c(由a、b的材料组 成)。她将a挂在A处,且浸没于水中,在B处挂上100 g钩码,杠杆恰好处于水平平衡,如图所示,测得OA=50 cm,OB=40 cm,则a的密度为 g/cm3。接下来,她分别将b、c挂于A处并浸没于水中,当将钩码分别 移至C、D处时,杠杆均水平平衡,测得OC=30 cm,OD=34 cm,则合金块c
36、中所含金属a和金属b的质量之比为 。(水=1.0103 kg/m3) 答案答案 右 5 23 解析解析 使用前左低右高,说明杠杆重心偏左,平衡螺母应向右调。 由杠杆平衡条件可得 m0gOB=(Ga-F浮)OA 即m0gOB=(mag-水g)OA 解得a=5 g/cm3 同理,m0gOC=(mbg-水g)OA 解得b=2.5 g/cm3 m0gOD=(mcg-水gVc)OA ma+mb=mc +=Vc 联立,解得mamb=23 a a m b b m a a m b b m 考点二 功、功率、机械效率 1.(2019连云港,9,2分)物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲时
37、,受到的水平 推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图乙时,受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。 则下列关系正确的是( ) A.F1=F2 P1P2 B.F1=F2 P1F2 P1P2 D.F1P2 答案答案 B 由甲、乙两图可知,物体都在做匀速直线运动,推力F与滑动摩擦力是一对平衡力,而两种情况 下滑动摩擦力相等,故F1=F2;v甲=2 m/s,v乙=4 m/s,P1=F1v甲,P2=F2v乙,则P1s2,根据W=Fs可以判断出W1W2,故B正确,D错误。因为W1W2,t1=t2=6 s,根据P= 可知,06 s内拉力对物体做功的功率大于612 s内拉力对物体做功的功率,
38、故C错误。 1 1 s t 3m 6s 2 2 s t 1m 6s 1 6 W t 解题关键解题关键 滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。 3.(2018连云港,6,2分)如图所示,一物块从光滑斜面上A点由静止滑下,B为斜面AC的中点,设物块在AB段重 力做功为W1,重力的功率为P1;在BC段重力做功为W2,重力的功率为P2。则下列关系正确的是( ) A.W1W2 P1P2 B.W1=W2 P1=P2 C.W1=W2 P1P2 D.W1W2 P1P2 答案答案 C W1=GhAB,W2=GhBC,hAB=hBC,故W1=W2;tBC,由P=可得P1P2。 ABvBCv W t 解
39、题关键解题关键 光滑斜面、物块加速滑下,故vBvC D.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能 答案答案 C 弧形轨道表面粗糙,故小球在运动过程中会受到摩擦力,因此需要克服摩擦力做功,故A错误。 小球在运动过程中需要克服摩擦力做功,机械能不断减小,故小球在B点的机械能小于在A点的机械能,又因 为小球在A、B两点的重力势能相同,则小球在B点的动能小于在A点的动能,故B错误。因为小球在B点的 动能小于在A点的动能,所以小球在B点的速度小于在A点的速度,从B到C小球继续减速,因此小球在C点的 速度小于在B点的速度,故C正确。小球在C点的动能为0,因此小球在C点的重力势能等于其机械能,而小球
40、 在运动过程中需要克服摩擦力做功,因此小球在A点具有的机械能大于在C点具有的重力势能,故D错误。 解题关键解题关键 在动能和势能转化的过程中,存在摩擦等阻力时,机械能会减小。 3.(2019无锡,17,2分)如图所示,将钢锯条固定在桌面边缘,将棋子放在钢锯条的端部,然后用手将锯条的端 部压下一段距离,松手后,棋子会被弹起一定的高度,此过程中,钢锯条的弹性势能转化为棋子的 势 能,增加钢锯条被下压的距离,发现棋子被弹起的高度增加,实验表明,物体的 越大,它的弹性势能 越大。 答案答案 重力 弹性形变 解析解析 将钢锯条端部压下一段距离,钢锯条发生了弹性形变,具有弹性势能,压下的距离越大,弹性形变
41、程度 越大,弹性势能就越大,弹起时转化成棋子的重力势能就越多,棋子上升的高度就越大。 方法技巧方法技巧 判断同一物体动能、势能及其变化的方法动能看速度;重力势能看高度;弹性势能看弹性 形变程度。 4.(2018无锡,18,2分)如图,弹簧的左端固定,右端连接一个小球,把它们套在光滑的水平杆上,a是压缩弹簧后 小球静止释放的位置,b是弹簧原长时小球的位置,c是小球到达最右端的位置。则小球从a运动到c的过程 中,在 (选填“a”、“b”或“c”)位置机械能最大;从b到c的过程中,小球的动能转化为弹簧的 。 答案答案 b 弹性势能 解析解析 ab过程:弹力对小球做功,小球做加速运动,到b点时速度最大
42、;bc过程:弹簧向左拉小球,拉力阻 碍小球运动,小球做减速运动。故在b点时小球的动能最大,机械能最大。从b到c的过程中,小球的动能转 化为弹簧的弹性势能。 5.(2018扬州,25,2分)如图所示,探究重力势能的大小与哪些因素有关时,为了显示重力势能的大小,甲用橡 皮泥代替沙子,乙用海绵代替沙子,你认为更合适的是 (甲/乙)的方法,理由是 。 答案答案 甲 “甲中橡皮泥形变能保持并记录”或“橡皮泥形变不能恢复,便于前后进行比较”或“橡皮 泥发生范性形变”或“海绵会部分恢复原状,不能保持最大形变”(合理即可) 解析解析 橡皮泥形变后不能恢复原状,便于前后进行比较,而海绵形变后会部分恢复原状,不利
43、于观察记录。 6.(2018连云港,14,3分)如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定坡度。 从节能的角度分析,这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将 能转化为 能储存起来, 此过程中机械能总量 。 答案答案 动 重力势 减少 解析解析 列车无动力滑行进站上坡,速度减小,动能减少,高度增加,重力势能增加,即动能转化为重力势能;由 于有摩擦等阻力,机械能总量不断减少。 7.(2017南京,15,4分)如图所示,我国自主研制的首艘货运飞船天舟一号,由长征七号运载火箭发射升空。地 面控制中心通过 波向它发出指令,这种波在真空中传播速度为 m/s。天舟一号在随火箭 加速上升
44、过程中,动能 (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),机械能 。 答案答案 电磁 3108 变大 变大 解析解析 地面控制中心是通过电磁波向卫星发出指令的,电磁波在真空中的传播速度为3108 m/s,加速上升 时,动能变大,重力势能变大,机械能变大。 审题技巧审题技巧 抓住关键词“加速上升”。 知识归纳知识归纳 光属于电磁波,电磁波在真空中的传播速度是3108 m/s。 8.(2017泰州,47,5分)如图所示,在探究物体动能的大小与哪些因素有关时,让同一小车分别从同一斜面的不 同高度由静止释放,撞击水平面上同一木块。 (1)本实验探究的是 (木块/小车/斜面)的动能与 的关系,实验中是通
45、过观察 来比较动能大小的; (2)第一次实验的情景如图甲所示,在进行第二次实验前,应先将撞出的木块 。 (3)若操作正确,第二次实验木块最终的位置如图乙所示,则此实验的结论是: 。 答案答案 (1)小车 速度 木块被撞击后移动的距离 (2)最终的位置标注出来 (3)在质量一定时,物体速度越大,动能越大 解析解析 (1)甲、乙两图是同一小车从不同高度释放,撞击时速度不同,本实验是通过观察比较木块被撞击后 移动的距离来比较动能大小的。 (2)为了比较木块移动的距离必须标注木块最终位置。 (3)见答案。 C组 教师专用题组 考点一 简单机械 1.(2019天津,7,3分)图1是用撬棒撬石头的情景,图
46、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,方向向下,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 cm
47、 B.8 cm C.50 cm D.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。 2 2 1 1 1.0N20cm 8cm 2.5N F l l F 3.(2018苏州,1,2分)如图的常见器具都应用了杠杆,其中属于省力杠杆的是( ) 答案答案 B 托盘天平在使用过程中动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;独轮车在使用时动力臂大于阻力臂,是 省力杠杆;筷子和船桨在使用过程中动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。故选B。 4.(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的大小关系是( ) A
