1、中考物理 （湖南专用） 专题八 简单机械 功和功率 机械能 1.(2020湖南邵阳,18,2分)在物理实验室我们常使用托盘天平测量物体的质量。请你根据学过的杠杆知 识判断托盘天平属于 ( ) A.省力杠杆 B.费力杠杆 C.等臂杠杆 D.不确定 答案答案 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。故选C。 知识归纳知识归纳 杠杆的分类:省力杠杆,动力臂大于阻力臂;费力杠杆,动力臂小于阻力臂;等臂杠杆,动 力臂等于阻力臂。 A组组 2020年湖南中考题组年湖南中考题组 2.(2020湖南湘西,11,3分)在如图所示的简单机械中,属于省力杠杆的是( ) 答案答案 B
2、 钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A不符合题意;用锤子撬钉子时,动 力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B符合题意;筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C 不符合题意;用踏碓捣米时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D不符合题意。故选B。 思路分析思路分析 结合图片和生活经验,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。 3.(2020湖南益阳,11,2分)如图所示是指甲剪的示意图,F是剪指甲时施加的一个力,则下列关于指甲剪的 说法正确的是( ) A.指甲剪只由一个杠杆组成 B.指甲剪由两个杠杆组成 C.对杠杆ABC,若以
3、B为支点,则动力臂是L D.对杠杆ABC,若以B为支点,则动力臂是BC 答案答案 C 由图可知,杠杆ABC的下面由两个杠杆组成,这两个杠杆的支点在最右侧,所以指甲剪由三个 杠杆组成,故A、B错误;对杠杆ABC,若以B为支点,动力臂为支点到动力的作用线的距离,所以L为动力臂, 故C正确,D错误。故选C。 思路分析思路分析 (1)根据杠杆的定义分析指甲剪由几个杠杆组成;(2)根据力臂的定义分析动力臂。 4.(2020湖南长沙,21,3分)罗老师用加装了杠杆装置的压缩空气引火仪来演示实验,她将一小团硝化棉放 入厚玻璃筒内,握住杠杆的A端迅速向下压,棉花被点燃。下列说法正确的是( ) A.该杠杆是费力
4、杠杆 B.该杠杆是省力杠杆 C.向下压活塞时,将内能转化为机械能 D.在B点竖直向下压比在A点竖直向下压省力 答案答案 B 引火仪对杠杆的力是阻力,罗老师在A端往下压的力是动力,动力臂大于阻力臂,该杠杆是省 力杠杆,A错误,B正确;向下压活塞时,将机械能转化为内能,C错误;在A点竖直向下压的动力臂比在B点压 的大,所以在A点竖直向下压更省力,D错误。 5.(2020湖南衡阳,6,3分)如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置,若每个钩码的质量为50 g,为了让杠 杆在水平位置平衡,下列判断正确的是(g取10 N/kg)( ) A.在A点挂4个钩码能使杠杆平衡 B.在B点用弹簧测力计竖直向下拉,当示
5、数为0.5 N时,能使杠杆平衡 C.用弹簧测力计在B点拉,无论如何改变用力方向都要省力 D.用弹簧测力计在A点拉,无论如何改变用力方向都要费力 答案答案 D 每个钩码重力为G=0.05 kg10 N/kg=0.5 N,设每个小格长度为L,则O点左侧力与力臂的乘积 为1 N3L=3 NL;在A点挂4个钩码时,杠杆右侧力与力臂的乘积为2 N2L=4 NL3 NL,杠杆不能平衡, 故A错误。在B点用弹簧测力计竖直向下拉,当示数为0.5 N时,杠杆右侧力与力臂的乘积为0.5 N5L= 2.5 NL1 N;当力的方向改变时,力臂减小,力变大, 即无论如何改变用力方向,力都要大于1 N,都要费力,故D正确
6、。故选D。 6.(2020湖南常德,23,6分)农忙时节小明帮爷爷挑谷子,初次干农活的他在左筐中装了20 kg,右筐中装了 25 kg,如果扁担的长度为1.8 m,则他在距扁担左端 m处将谷子挑起来才能使挑担水平(扁担和筐 的重力均不考虑);为了方便行走,小明将两筐谷子同时向内移动了0.1 m,则需要 筐(选填“左” 或“右”)增加约 kg(保留1位小数)谷子,才能基本保持挑担水平。 答案答案 1 右 0.7 解析解析 根据杠杆平衡条件有G左L左=G右L右,则:=。扁担的长度为1.8 m,则他在距 扁担左端L左=1.8 m=1 m处将谷子挑起来才能使挑担水平。将两筐谷子同时向内移动了0.1 m
7、,则左边 力臂变为0.9 m,右边力臂变为0.7 m,此时G左L左=200 N0.9 m=180 N m,G右L右=250 N0.7 m=175 N m,左 边力与力臂乘积大于右边力与力臂乘积;要使挑担基本保持水平,根据杠杆平衡条件应该在右边增加谷 子,m=-m右=-25 kg0.7 kg。 L L 左 右 G G 右 左 m g m g 右 左 m m 右 左 25 20 5 4 5 9 m L L 左左 右 20kg0.9m 0.7m 7.(2020湖南郴州,25,10分)小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。 (1)为排除杠杆自重对实验的影响,实验前把杠杆中心支在支架上,杠杆静止在图甲
8、所示位置,此时应将杠 杆右端的螺母向 调节(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置达到平衡。 (2)在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码,调节钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡。这样做的目 的是 。 (3)实验时,小明在杠杆左侧A位置(左边位置第四格)先挂了3个钩码,如图乙所示,则在右侧B位置(右边位 置第三格)应挂 个相同规格的钩码,杠杆可以重新在水平位置平衡。 (4)如图丙所示,小明在A位置挂一个弹簧测力计,在B位置挂了2个钩码。现将弹簧测力计从C位置移到D 位置。在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡。则弹簧测力计示数 (选填“变大”“变 小”或“不变”),原因是 。 答案答案 (1)右
9、(2)直接从杠杆上读出力臂 (3)4 (4)变小 阻力和阻力臂不变,拉力的力臂变大,拉力会 变小 解析解析 (1)为排除杠杆自重对实验的影响,实验前把杠杆中心支在支架上,杠杆静止在图甲所示位置,杠杆 右端偏高,应将杠杆右端的螺母向右端移动,使杠杆在水平位置平衡;(2)在杠杆两侧挂上不同数量相同规 格的钩码,调节钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡,这样做是为了直接从杠杆上读出力臂;(3)设一个 钩码的重力为G,杠杆上一个小格长度为L,由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2知,3G4L=nG3L,解得n=4,即应 在B位置挂上4个钩码,使杠杆在水平位置平衡;(4)图丙中,弹簧测力计从C位置移到D位置的
10、过程中,要保 持杠杆仍在水平位置平衡,则拉力F将变小,这是因为阻力和阻力臂不变,拉力的力臂变大,相应的力会变 小,这样才能继续平衡。 1.(2020湖南邵阳,17,2分)一物体受到5 N竖直向上的拉力F作用,沿水平方向以0.2 m/s的速度匀速运动了 10 s,拉力F对物体做的功为( ) A.0 J B.1 J C.10 J D.50 J 考点二 功、功率和机械效率 答案答案 A 一物体受到5 N竖直向上的拉力F作用,沿水平方向以0.2 m/s的速度匀速运动了10 s,力与物体 的运动方向垂直,对物体没有做功,即做功为0 J,故选A。 知识归纳知识归纳 本题考查了力是否做功的判断方法,做功的两
11、个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方 向上通过的距离。二者缺一不可。 2.(2020湖南湘西,13,3分)下图几种情景中,人做了功的是( ) 答案答案 C 人推车没有推动,有力,没有通过距离,所以不做功,故A错误;搬而未起,有力,没有通过距离,所 以不做功,故B错误;物体在绳子拉力的作用下升高,有力,物体在力的方向上通过了距离,所以做了功,故C 正确;提着滑板在水平路面上前行,力的方向是竖直向上的,运动方向是水平的,没有在力的方向上通过 距离,所以不做功,故D错误。故选C。 3.(2020湖南郴州,11,2分)如图所示,是一个老人和小孩攀爬同一楼梯时的情景。若需要比较攀爬楼梯过 程中老人
12、和小孩消耗的功率大小,测量的物理量有( ) A.只需测量各自爬楼梯的高度 B.只需测量老人的质量、小孩的质量 C.需要测量老人的质量、小孩的质量、各自爬楼梯所需的时间 D.需要测量老人的质量、小孩的质量、各自爬楼梯的高度和所需的时间 答案答案 C 爬楼时,克服重力做功,爬相同的楼梯,则高度相同,根据P=比较功率的大小,因此只需 要测量老人的质量、小孩的质量、各自爬楼梯所需的时间即可比较老人和小孩消耗的功率大小,故 选C。 W t mgh t 4.(2020湖南长沙,27,3分)小杰背着书包回家,在水平路面上行走100 m用时100 s,乘坐电梯从1楼到21楼 用时30 s。以下符合实际的是(
13、) A.电梯对小杰做功约3.6103 J B.小杰乘坐电梯上升时,对书包不做功 C.电梯对小杰做功的功率约1 200 W D.小杰在水平路面行走时,重力做功的功率约600 W 答案答案 C 小杰背着书包时的总质量约为60 kg,由G=mg可得小杰背着书包时的总重力约为600 N,估测 电梯上升高度h=(21-1)3 m=60 m,则电梯对小杰做的功W=G h=600 N60 m=3.6104 J,A错误;小杰乘电 梯上升时,小杰对书包的支持力和书包移动的方向在同一直线上,故小杰对书包做功,B错误;电梯对小杰 做功的功率P=1 200 W,C正确;小杰在水平路面行走时,重力方向和小杰移动方向垂直
14、,重 力不做功,功率为0,D错误。 W t 4 3.6 10 J 30s 5.(2020湖南常德,17,3分)如图所示,用F1的力将物体B匀速提升h,F1做功600 J,若借助滑轮组用F2的力把物 体B匀速提升相同高度,F2做功为1 000 J。下列说法正确的是( ) A.两个过程中的拉力F1=3F2 B.F1做功的功率比F2做功的功率小 C.滑轮组机械效率为40% D.F2做功的距离为3h 答案答案 D F1做功600 J,由W=Fs可知F1=。由图可知,滑轮组的绳子股数n=3,所以绳子自由端移 动的距离即F2做功的距离s2=3h,F2做功1 000 J,由W=Fs可知F2=,所以F13F2
15、,故A选项错误,D选 项正确;题中没有给出两次运动的时间关系,所以无法比较两个力做功的功率,故B选项错误;因为用F1的 力将物体B匀速提升,所以拉力F1等于物体B的重力G,所以滑轮组的有用功为W有=Gh=F1h=600 J,滑轮组 的总功等于拉力F2做的功,即W总=W2=1 000 J,所以滑轮组的机械效率=60%,故C选项错 误。故选D。 1 1 W s 600J h 2 2 W s 1 000J 3h W W 有 总 600J 1 000J 6.(2020湖南湘潭,23,2分)用20 N的水平推力,将重为280 N的购物车沿水平地面向前推动了5 m。在此过 程中,购物车的重力做功 J,水平
16、推力对购物车做功 J。 答案答案 0 100 解析解析 购物车在水平地面上移动5 m,没有在重力的方向上移动距离,所以重力不做功,即重力做功为0 J; 推力对购物车做功:W=Fs=20 N5 m=100 J。 解题关键解题关键 本题考查了功的计算以及做功的两个必要因素,根据做功的两个必要因素确定重力是否做 功是解答本题的关键。 7.(2020湖南湘西,19,3分)某型号起重机在10 s内将大石块沿竖直方向匀速提升,做了5104 J的功,则该起 重机提升大石块的功率为 W。 答案答案 5103 解析解析 P=5103 W。 W t 4 5 10 J 10s 思路分析思路分析 已知该起重机提升大石
17、块做的功和所用时间,根据P=求出起重机提升石块的功率。 W t 8.(2020湖南益阳,19,2分)一辆重型卡车正在平直公路上以20 m/s的速度匀速行驶,卡车的牵引力为1.0 104 N。卡车行驶1 min发动机做的功是 J,发动机做功的功率为 W。 答案答案 1.2107 2105 解析解析 卡车通过的距离s=vt=20 m/s60 s=1 200 m,卡车发动机做的功W=Fs=1.0104 N1 200 m=1.2 107 J,做功的功率P=Fv=1.0104 N20 m/s=2105 W。 W t Fs t 9.(2020湖南益阳,18,4分)小芳利用如图装置测量滑轮组提升某重物时的机
18、械效率,测 得这个重物重为1 N,重物被缓慢提升的高度为0.2 m,竖直向上的拉力为0.4 N。则绳 端移动的距离为 ,此时该滑轮组的机械效率为 (保留一位小数)。 答案答案 0.6 m 83.3% 解析解析 由图知,n=3,则绳端移动的距离s=3h=30.2 m=0.6 m;拉力做的有用功W有用=Gh=1 N0.2 m=0.2 J, 拉力做的总功W总=Fs=0.4 N0.6 m=0.24 J,滑轮组的机械效率=83.3%。 W W 有用 总 0.2J 0.24J 实验 次数 物重 G(N) 物体上升 高度h(m) 拉力 F(N) 绳子自由端 移动距离s(m) 机械效率 1 4 0.1 2.0
19、 0.3 66.7% 2 5 0.1 0.3 69.4% 3 6 0.1 2.6 0.3 10.(2020湖南岳阳,20,8分)“测滑轮组的机械效率”的实验数据如下表: (1)实验时,应沿竖直向上的方向 拉动弹簧测力计; (2)第2次实验中弹簧测力计的示数如图所示为 N; (3)第3次实验滑轮组的机械效率是 ;(保留一位小数) (4)如果用这个滑轮组提升7 N的重物,则它的机械效率可能是 (选填序号)。 A.60% B.70% C.80% 答案答案 (1)匀速 (2)2.4 (3)76.9% (4)C 解析解析 (1)在实验过程中,应沿竖直方向匀速向上拉动弹簧测力计。 (2)由图可知,测力计分
20、度值为0.2 N,则第2次实验中弹簧测力计的示数为2.4 N。 (3)第3次实验滑轮组的机械效率=76.9%。 (4)由实验数据可知,用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高,所以,使用该滑轮组提升7 N 的重物,此时物重比第3次实验的物重还大,则此时滑轮组的机械效率大于76.9%,可能为80%,故选C。 Gh Fs 6N0.1m 2.6N0.3m 11.(2020湖南湘潭,27,7分)测量如图所示滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表。 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率 1 1.0 5 15 55.6% 2 1.5 5 0.8
21、 15 3 2.0 5 1.0 15 66.7% 4 2.0 10 1.0 30 66.7% (1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做 运动。第1次实验时,弹簧测力 计示数如图所示,为 N。 (2)第2次实验时所做的有用功为 J,滑轮组的机械效率是 。 (3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越 (选填“大”或 “小”),滑轮组的机械效率越高;分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 (选填“有关”或“无关” )。 (4)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是 。 A.增大绳重 B.减轻动滑轮重
22、C.加快物体提升的速度 答案答案 (1)匀速直线 0.6 (2)0.075 62.5% (3)大 无关 (4)B 解析解析 (1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速直线运动。测力计分度值为0.1 N,第1次实验时,弹簧测力计示数为0.6 N。 (2)第2次实验时所做的有用功为W有用2=G2h2=1.5 N0.05 m=0.075 J,总功W总2=F2s2=0.8 N0.15 m=0.12 J,滑 轮组的机械效率=62.5%。 (3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越大,滑轮组的机械效率越高; 分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩
23、码上升的高度无关。 (4)增大绳重,提升同一物体到相同高度时,有用功相同,增大了额外功,有用功与总功的比值变小,机械效 率变小;减轻动滑轮重,提升同一物体到相同高度时,有用功相同,减小了额外功,有用功与总功的比值变 大,机械效率变大;滑轮组的机械效率与物体提升的速度无关。故选B。 2 2 W W 有用 总 0.075J 0.12J 12.(2020湖南衡阳,25,4分)如图所示,用一个动滑轮使重10 N的物体在5 s内匀速升高0.2 m,绳子自由端所 用的拉力F为6 N。求: (1)绳子自由端移动的速度; (2)拉力F做的功。 答案答案 (1)0.08 m/s (2)2.4 J 解析解析 (1
24、)由图可知,n=2,当物体升高0.2 m时,绳子的自由端移动距离s=2h=20.2 m=0.4 m 绳子自由端移动的速度:v=0.08 m/s; (2)拉力F做的功:W=Fs=6 N0.4 m=2.4 J。 s t 0.4m 5s 13.(2020湖南邵阳,35,9分)如图所示,用一个滑轮组匀速提升重0.9 N的物体,在物体匀速上升5 cm的过程 中,弹簧测力计的示数为0.4 N。(不计摩擦及绳重)求: (1)在此过程中拉力做的功; (2)该滑轮组的机械效率; (3)动滑轮受到的重力。 答案答案 (1)0.06 J (2)75% (3)0.3 N 解析解析 (1)已知h=5 cm=0.05 m
25、,则绳子自由端移动的距离s=3h=30.05 m=0.15 m,在此过程中拉力做的功 W总=Fs=0.4 N0.15 m=0.06 J; (2)有用功W有用=Gh=0.9 N0.05 m=0.045 J,该滑轮组的机械效率=75%; (3)由F=(G+G动)可得,动滑轮受到的重力G动=3F-G=30.4 N-0.9 N=0.3 N。 W W 有用 总 0.045J 0.06J 1 3 1.(2020湖南长沙,24,3分)“收官之作,星耀全球”。2020年6月23日,长征三号乙运载火箭搭载着北斗三 号最后一颗全球组网卫星成功发射,标志着我国全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署。下列说法 正确的是
26、( ) A.燃料燃烧时,将化学能转化为内能 B.火箭加速升空时,将动能转化为重力势能 C.卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为机械能 D.卫星与地面之间通过超声波传递信息 考点三 机械能 答案答案 A 燃料燃烧时,将化学能转化为内能,故A正确;火箭加速升空时,动能、重力势能都增加,是燃料 的化学能转化为燃气的内能,再转化为火箭的机械能,故B错误;太阳能电池板将太阳能直接转化为电能, 故C错误;卫星与地面之间通过电磁波传递信息,故D错误。 2.(2020湖南邵阳,15,2分)正在匀速上升的观光电梯,关于它的动能和重力势能的变化,下列说法正确的是 ( ) A.动能不变,重力势能增大 B.动能减小,重
27、力势能增大 C.动能增大,重力势能减小 D.动能增大,重力势能增大 答案答案 A 正在匀速上升的观光电梯,速度不变,质量不变,则它的动能不变;同时高度增大,其重力势能增 大,故A正确。 知识归纳知识归纳 (1)动能大小的影响因素:质量、速度;质量越大,速度越大,动能越大。 (2)重力势能大小的影响因素:质量、被举的高度;质量越大,高度越高,重力势能越大。 解题关键解题关键 利用控制变量法判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。 3.(2020湖南衡阳,10,3分)2020年6月23日,最后一颗北斗卫星在西昌顺利发射升空,标志我国自主研发、 组建的北斗卫星定位系统成功组网。下列说法中错误的是
28、( ) A.其中的地球“同步”卫星相对于地面是静止的 B.其中沿椭圆轨道绕地球运行的卫星在远地点时,重力势能最大,动能为0 C.卫星与地面设备之间是利用电磁波传递信息的 D.卫星的太阳能电池板工作时将太阳能转化成电能 答案答案 B 因为同步卫星的转动和地球的转动是同步的,它相对地面的位置没有发生变化,所以地球 “同步”卫星相对于地面是静止的,故A正确;卫星运行到远地点时,速度最小,距离地球的高度最大,此时 卫星的重力势能最大,动能最小但不为0,故B错误;电磁波传播不需要介质,卫星与地面设备之间是利用 电磁波传递信息的,故C正确;卫星上的太阳能电池板工作时,将太阳能转化成电能,故D正确。故选B。
29、 4.(2020湖南衡阳,15,3分)(多选)将不同质量的钢球从如图所示光滑轨道ABCD上的A点释放,通过水平面 BC,运动到斜面CD上的过程中,下列相关解释中正确的有( ) A.从A运动到B的过程中重力势能转化为动能 B.钢球在水平面BC上由于受到惯性,所以能继续向前运动 C.钢球在斜面CD上受到的重力和支持力不是一对平衡力 D.钢球的质量越大,到达B点时的速度越大 答案答案 AC 从A运动到B的过程中,高度减小,速度变大,重力势能减小,动能变大,重力势能转化为动能, 故A正确;钢球在水平面BC上由于具有惯性,所以能继续向前运动,惯性是一种性质,不能说受到惯性,故B 错误;钢球在斜面CD上受
30、到的重力和支持力没有在同一条直线上,不是一对平衡力,故C正确;从A点滑下, 到达B点时,由于下降的高度相同,则速度相同,速度大小与质量无关,故D错误。故选A、C。 5.(2020湖南益阳,15,2分)“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在 O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释 放,像火箭一样被“竖直发射”,经上升到最高位置C点,在B点时速度最大。对此过程,下列描述正确的 是( ) A.人从A到C的过程中,重力势能增加,动能一直减少 B.人从A到B的过程中,动能增加,重力势能减少 C.人在B点时动能最大 D.人
31、在B点时弹性绳的弹性势能最大 答案答案 C 人从A到C的过程中,质量不变,高度增大,重力势能一直增加,AB段速度逐渐变大,动能逐渐变 大,BC段速度逐渐变小,动能逐渐变小,故A、B错误;人的质量一定,在B点时速度最大,动能最大,故C正确; 人在A点时弹性绳的弹性形变最大,弹性势能最大,故D错误。故选C。 解题关键解题关键 在反向蹦极的过程中,是重力势能与动能、弹性势能之间的相互转化,掌握动能、重力势 能、弹性势能大小的影响因素是解题的关键。 6.(2020湖南常德,20,4分)抗疫防控期间,常德市防疫部门利用雾炮车对城区街道喷洒消毒剂进行消毒和 除尘,雾炮车在水平路面匀速前进喷洒消毒液的过程中
32、,雾炮车的动能 (选填“变大”、“不 变”或“变小”),喷洒时离得较远的环卫工人也能闻到消毒液的气味,这是 现象。 答案答案 变小 扩散 解析解析 雾炮车在水平路面匀速前进喷洒消毒液的过程中,雾炮车的速度不变,但质量变小,故其动能变 小。喷洒消毒液时离得较远的环卫工人也能闻到消毒液的气味,是因为消毒液的分子在不停地做无规 则运动,进入环卫工人的鼻子引起嗅觉,属于扩散现象。 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( ) 考点一 简单机械 B组组 20162019年湖南中考题组年湖南中考题组 答案答案 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
33、杠杆。 解题关键解题关键 结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它属于 哪种类型的杠杆。 2.(2019湖南常德,12,3分)如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图,下列有关说法正确的是( ) 刀刃很薄可以减小压强 铡刀实质上是一种省力杠杆 甘蔗放在a点比b点更易被切断 手沿F1方向用力比沿F2方向更省力 A.只有正确 B.只有正确 C.只有正确 D.只有正确 答案答案 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,根据杠
34、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
35、离地面需要500 N的力,根据动力动力臂=阻力阻力臂, 得FL=GL 500 NL=GL 1 2 1 2 1 2 解得G=1 000 N 原木的质量m=100 kg。 G g 1 000N 10N/kg 4.(2019湖南郴州,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 答案答案 C 由题知,甲、乙两物体的密度相同,OAGM 则FB方向竖直向下,M的受力示意图为: M G g 2N 10N/kg 答案答案 (1)3
36、0 (2)0.2 (3)23 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 FB OB=FA OA 则F=FA=FB3=1 N3=3 N 1 10 1 10 1 10 GGF S 浮水箱 20N S 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 F F 浮
37、浮 6 10 (1kg0.6kg) 10N/kg0.8kg 10N/kg6N S 30N S 20N S 30N S 1.(2019湖南株洲,7,2分)甲、乙、丙、丁四个同学进行攀岩比赛,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 考点二 功、功率和机械效率 答案答案 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.(2017湖南岳阳,2,3分)如图,小明沿水平地面推箱子,但箱子没有移动,此过程( ) A.小明对箱子没有做功 B.重力对箱
38、子做了功 C.小明对箱子的推力大于地面对箱子的阻力 D.箱子所受的重力与箱子对地面的压力是一对平衡力 答案答案 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。 解题关键解题
39、关键 掌握并理解做功包含的两个必要条件和二力平衡的条件及应用。 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. -1 G动 答案答案 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。 W W 有用 总
40、 Gh Fs1 ()3 3 Gh GGh 动 G GG 动 1 1 G G 动 G G 动 思路分析思路分析 根据机械效率公式推导出=,然后可得与G或G动的关系。 G GG 动 -1 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1 2 000 J,此时滑轮组的机械效率为 ;用该滑轮组提升更重的物体,机械效率会 (选填“变 小”、“不变”或“变大”)。 答案答案 60% 变大 解析解析 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
41、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。 W W 有 总 7 200J 12 000J 解题关键解题关键 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。 答案答案 2 解析解析 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=F
42、v=5 N0.4 m/s=2 W。 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。 答案答案 (1)50 m (2)2.5106 J (3)5104 W 解析解析 (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=2.510
43、6 J (3)牵引力的功率 P=5104 W W t 6 2.5 10 J 50s 思路分析思路分析 (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求出牵引力所做的功; (3)由公式P=求出牵引力的功率。 W t 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) 答案答案 (1)4
44、104 Pa (2)6106 J (3)66.7% 解析解析 (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%。 F S G S 4 2 2 10 N 0.5m W t
45、电 W W 机械 电 6 6 6 10 J 9 10 J 1.(2019湖南长沙,24,3分)下列有关机械能及其转化的说法正确的是( ) A.弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能 B.拦河大坝使上游的水位升高,提高了水的重力势能 C.蹦床运动员从高处落下,其动能转化为重力势能 D.人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小,动能增大 考点三 机械能 答案答案 B 弯弓射箭时,弓的弹性势能转化成箭的动能,故A错误。蹦床运动员从高处落下时,其重力势 能转化为动能,故C错误。人造卫星在从近地点飞向远地点的过程中,受地球引力作用,速度逐渐减小,即 动能在减小,但势能在增加,故D错误。 2.(2019湖南株洲
46、,13,3分)(多选)炎陵龙渣瑶乡境内有一瀑布(如图),溪水自悬崖飞泻直下,喷雪溅珠,习称 “白米下锅”,天气晴好时瀑布前常会出现一弯彩虹。关于这一自然景观,下列说法正确的是( ) A.溪水飞泻直下时,重力势能转化为动能 B.溪水飞泻直下时,动能转化为重力势能 C.瀑布前出现彩虹的主要原因是光的反射 D.瀑布前出现彩虹的主要原因是光的色散 答案答案 AD 溪水飞泻直下时,高度降低,速度增大,所以重力势能减小,动能增加,重力势能转化为动能,故 A正确,B错误;彩虹是太阳光通过空气中的小水珠发生折射,由于不同颜色的光偏折的程度不同,从而将 太阳光分解成七色光的现象,这种现象叫光的色散,故C错误,D
47、正确。故选A、D。 解题关键解题关键 掌握动能、重力势能的影响因素,掌握光的色散的实质,是顺利解答本题的关键。 3.(2018湖南邵阳,6,2分)人造地球卫星广泛应用于全球通信、军事侦察、气象观测、资源普查、环境监 测、大地测量等方面。如图所示,当卫星从近地点向远地点运动时,它的( ) A.重力势能减小 B.速度增大 C.机械能增大 D.动能转化为重力势能 答案答案 D 人造地球卫星在远地点时动能最小,重力势能最大;在近地点时动能最大,重力势能最小;从近 地点向远地点运动时,动能转化为重力势能,动能减小,重力势能增大,速度减小,但机械能是不变的。故 选D。 4.(2017湖南衡阳,15,2分)
48、下列四幅图中,动能和势能之间没有发生相互转化的是( ) 答案答案 C A选项中,用弓将箭射出时,弓的弹性势能转化为箭的动能;B选项中,上升的滚摆,滚摆的动能 转化为它的重力势能;C选项中,在水平公路匀速行驶的汽车,汽车的动能和重力势能均未发生变化;D选 项中,人造地球卫星绕地球运行时,当它由近地点向远地点运动时,它的动能减小,重力势能增加,动能转 化为重力势能(由远地点向近地点运动时的能量转化刚好相反)。故动能和势能之间没有发生转化的是C。 5.(2016湖南常德,12,3分)高速公路上,为了控制车速,常在某些路段设置减速带(在路面布有许多减速道钉让车辆 减速)。现有一辆超速的小汽车经过一段水平的减速带后速度恢复了正常。则此过程中 ( ) A.小汽车的动能变小,机械能不变 B.小汽车的动能变小,机械能变小 C.
