【實用資料】專題七簡單機(jī)械功功率和機(jī)械能PPT

專題七簡單機(jī)械功功率和機(jī)械能A組-年江蘇中考題組五年中考考點一簡單機(jī)械1.(蘇州,1,2分)如圖的常見器具都應(yīng)用了杠桿,其中屬于省力杠桿的是?()

答案

B托盤天平在使用過程中動力臂等于阻力臂,是等臂杠桿;獨輪車在使用時動力臂大

于阻力臂,是省力杠桿;筷子和船槳在使用過程中動力臂小于阻力臂,是費(fèi)力杠桿。故選B。2.(連云港,3,2分)如圖所示,O為杠桿的支點,杠桿右端掛有重為G的物體,杠桿在力F1的作

用下在水平位置平衡。如果用力F2代替力F1,使杠桿仍在水平位置保持平衡,下列關(guān)系中正確

的是?()

A.F1<F2

B.F1>F2

C.F2<G

D.F1=G答案

B作出F1、F2對應(yīng)的動力臂l1、l2,如圖所示,可知l1<l2。在阻力、阻力臂一定的條件

下,由杠桿平衡條件可知,動力臂越大,動力越小,可得F1>F2。

3.(蘇州,27,4分)在“探究杠桿的平衡條件”實驗中:?(1)圖甲中,為使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將右端的平衡螺母向

側(cè)調(diào)節(jié)。(2)圖乙中,杠桿恰好處于水平平衡狀態(tài),若在A處下方再掛一個鉤碼,則B處所掛鉤碼須向右移

動

格,可使杠桿在水平位置再次平衡。(3)杠桿處于圖甲所示位置時,小李同學(xué)就在杠桿上掛鉤碼進(jìn)行實驗,小明認(rèn)為這樣操作會對實

驗產(chǎn)生以下影響:①杠桿自身重力可能會對實驗產(chǎn)生影響②可能不便于測量力臂或出現(xiàn)力臂測量錯誤③無法得出杠桿平衡條件你認(rèn)為正確的是

。A.①②

B.①③

C.②③答案(1)右(2)1(3)A解析(1)由圖甲可知,杠桿左端下沉,要向右調(diào)節(jié)平衡螺母。(2)由杠桿平衡條件可知,左、右兩邊鉤碼數(shù)與格數(shù)乘積相等才能平衡。在A處再掛一個鉤碼,

則左邊為4×2=8,右邊鉤碼應(yīng)向右移1格,才能達(dá)到平衡狀態(tài)。(3)圖甲杠桿左端下沉說明杠桿的重心不在支點上,杠桿自重力臂不為0,對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生影響,

故①正確;圖甲杠桿不在水平位置平衡,鉤碼懸掛點到支點的距離不是力臂,不便于測量力臂,

故②正確;如果考慮杠桿自重,還是可以得到杠桿平衡條件的,只是操作方法可能更復(fù)雜,故③

錯誤。應(yīng)選A。思路分析

對實驗操作的評價要求較高,改變了傳統(tǒng)的考查方式,屬于創(chuàng)新題。易錯警示認(rèn)為第(3)問中的③說法是對的。4.(蘇州,22,4分)物理實驗復(fù)習(xí)時,小美和小麗再探有關(guān)杠桿平衡的問題(1)小美先將杠桿調(diào)節(jié)至水平位置平衡,在左右兩側(cè)各掛如圖甲所示的鉤碼后,杠桿的

端下降。要使杠桿重新在水平位置平衡,如果不改變鉤碼總數(shù)和懸掛點位置,只需將

即可。(2)小麗還想探究當(dāng)動力和阻力在杠桿同側(cè)時杠桿的平衡情況,于是她將杠桿左側(cè)的所有鉤碼

拿掉,結(jié)果杠桿轉(zhuǎn)至豎直位置,如圖乙所示。小麗在A點施加一個始終水平向右的拉力F,卻發(fā)

現(xiàn)無論用多大的力都不能將杠桿拉至水平位置平衡。你認(rèn)為原因是

。(3)他們認(rèn)為(2)問中拉力是做功的。如果水平向右的拉力F大小不變,OA長L,將杠桿從豎直位

置拉著轉(zhuǎn)過30°的過程中,拉力F做功為

。

答案(1)左取下左側(cè)2個鉤碼掛到右側(cè)鉤碼下方(2)水平位置時動力臂為零,杠桿無法平衡(3)

FL解析(1)若每個鉤碼重為G,杠桿上每格長L,由圖甲可知,左側(cè)5G×4L=20GL,右側(cè)2G×3L=6GL,

即20GL>6GL,所以杠桿左端下降;如果不改變鉤碼總數(shù)和懸掛點位置,若要杠桿平衡,只需左側(cè)

取下n個鉤碼掛到右側(cè),則(5-n)G×4L=(2+n)G×3L,解得:n=2,即需將左側(cè)2個鉤碼掛到右側(cè)。(2)將杠桿左側(cè)的所有鉤碼拿掉,在A點施加一個始終水平向右的拉力F,杠桿在水平位置時F的

作用線通過支點,即動力臂為0,根據(jù)杠桿的平衡條件,杠桿無法平衡。(3)由圖乙可知杠桿從豎直位置轉(zhuǎn)過30°的過程中,F的作用點水平移動距離為OA長的一半,即

L,所以拉力F做的功:W=F×

L=

FL。考點二功、功率、機(jī)械效率1.(鹽城,7,2分)將掉在地面上的一本物理書撿起來放在課桌上,人對物理書做的功最接近

于?()答案

C一本初中物理書的質(zhì)量約260g,根據(jù)G=mg可計算出其重力約2.6N;課桌的高度約80cm,將書從地上撿起來放到課桌上,這個過程中人克服書的重力所做的功W=Gh=2.6N×0.8m=2.08J,2J最接近2.08J,故選C。2.(無錫,9,2分)用如圖所示的滑輪組勻速提升200N的重物G,豎直向上的拉力F為100N,重

物被提升1m,不計繩重和滑輪的摩擦,下列說法正確的是?()

A.拉力做的額外功是100JB.動滑輪的重力為50NC.拉力做的總功是200JD.繩子末端移動的距離是2m答案

A

s繩=3h=3×1m=3m,故D錯誤;W總=Fs繩=100N×3m=300J,故C錯誤;W有用=Gh=200N×

1m=200J,W額外=W總-W有用=300J-200J=100J,故A正確;G動=

=

=100N,故B錯誤。3.(連云港,6,2分)如圖所示,一物塊從光滑斜面上A點由靜止滑下,B為斜面AC的中點,設(shè)物

塊在AB段重力做功為W1,重力的功率為P1;在BC段重力做功為W2,重力的功率為P2。則下列關(guān)

系正確的是?()

A.W1>W2

P1>P2B.W1=W2

P1=P2C.W1=W2

P1<P2D.W1<W2

P1<P2答案

C

W1=GhAB,W2=GhBC,hAB=hBC,故W1=W2;

<

,sAB=sBC,故tAB>tBC,由P=

可得P1<P2。4.(揚(yáng)州,9,2分)將一本物理書從地面撿起放到課桌上,所做的功大約是?()C.20JD.200J答案

B一本物理書的質(zhì)量約0.25kg,課桌高約0.8m,則W=Gh=mgh=0.25kg×10N/kg×0.8m

=2J。5.(連云港,5,2分)下列有關(guān)功的說法正確的是?()B.吊車吊著重物使其沿水平方向勻速移動過程中,吊車對重物做了功答案

A足球在水平地面上滾動時,在重力的方向(豎直方向)上沒有通過距離,重力沒有做

功,故A正確;吊車吊著重物在水平方向勻速移動過程中,在豎直方向(拉力的方向)上沒有移動

距離,故拉力也沒有做功,故B錯誤;杠鈴?fù)Ａ粼诳罩袥]有移動距離,故運(yùn)動員對杠鈴沒有做功,C

錯誤;根據(jù)W=Fs,又知力F和在力的方向上移動的距離均相同,則所做的功W就相同,故D錯誤。解題關(guān)鍵做功的兩個必要條件:一、有力作用在物體上二、在力的方向上通過一段距離。知識拓展有力有距離,力對物體不一定做功,只有物體在力的作用下通過了距離,力對物體才

做功。6.(泰州,25,2分)根據(jù)如圖所示的幾個情景,下列說法正確的是?()

A.女孩搬起一個箱子,女孩對箱子做了功B.司機(jī)費(fèi)了很大的力也未能推動汽車,但司機(jī)對汽車做了功C.吊車吊著貨物水平移動一段距離,吊車對貨物做了功D.足球被踢出后在草地上滾動的過程中,運(yùn)動員對足球做了功答案

A女孩搬起一個箱子,女孩對箱子有力的作用,且沿力的方向運(yùn)動了一段距離,所以女

孩對箱子做了功,故A正確;司機(jī)費(fèi)了很大的力也未能推動汽車,雖然有力的作用,但在力的方向

上沒有移動距離,所以司機(jī)對汽車沒有做功,故B錯誤;吊車吊著貨物水平移動一段距離,吊車對

貨物有向上的力,但在力的方向上并沒有移動距離,所以吊車對貨物沒有做功,故C錯誤;足球被

踢出后在草地上能繼續(xù)滾動,是由于慣性,此過程中運(yùn)動員對足球沒有力的作用,故D錯誤。7.(蘇州,17,4分)國家生態(tài)環(huán)境部研究表明,機(jī)動車污染是大氣污染的重要來源,為減少大

氣污染,電動汽車正在逐漸替代燃油汽車。電動汽車的動力源是電動機(jī),其原理是通電線圈在

中受力轉(zhuǎn)動。某電動汽車以60kW的輸出功率沿平直路面以72km/h的速度勻速行

駛1min,汽車受到的阻力為

N,牽引力做功為

J,汽車消耗的電能

(選

填“等于”、“大于”或“小于”)牽引力做的功。答案磁場3×103×106大于解析電動機(jī)的工作原理是通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動。P=60kW=6×104W,v=72km/h=20m/s,t=1min=60s,汽車勻速運(yùn)動,則f=F=

=

=3×103N;W=Pt=6×104W×60s=3.6×106J。由于電動機(jī)消耗的電能還有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故電動機(jī)消耗的電能大于輸出的機(jī)械能,即牽

引力做的功。知識拓展

由W=Fs及P=

得P=

=

=Fv。易錯警示

電動機(jī)的輸出功率不等于輸入功率。8.(淮安,14,3分)如圖所示,工人用250N的拉力將重為400N的裝修材料勻速提升6m,所用

時間為1min,則工人做的有用功是

J,工人做功的功率是

W,動滑輪的機(jī)械效

率是

。

答案24005080%解析

W有=Gh=400N×6m=2400JW總=Fs=250N×2×6m=3000JP=

=

=50Wη=

×100%=

×100%=80%方法技巧求總功的方法:①W總=Fs;②W總=Pt;③W總=W有+W額;④W總=

。命題趨勢機(jī)械功和機(jī)械效率的計算通常以滑輪組和斜面為背景。9.(南京,17,5分)用如圖所示的滑輪組將重85N的物體勻速提升2m,拉力F為50N。此過程

中有用功為

J,總功為

J,滑輪組機(jī)械效率為

。根據(jù)已知條件,以下四

個物理量:①動滑輪上升的高度、②動滑輪的重力、③額外功、④拉力的功率,還能求出的有

和

(選填序號)。

答案17020085%①③解析

W有用=Gh=85N×2m=170J,W總=Fs=50N×2×2m=200J,η=

=

=85%。動滑輪上升的高度等于物體上升的高度,故①可求;W額外=W總-W有用=200J-170J=30J,即③可求;由于不知

道克服摩擦做了多少功,題目中又沒有說明不計摩擦,故無法求出動滑輪重,即②不可求;由P=

可知,不知道做功時間,無法求出功率,即④不可求。命題趨勢

機(jī)械功和機(jī)械效率的計算是中考必考題目之一,在填空題或解答題中出現(xiàn)。解題關(guān)鍵

求解滑輪組的機(jī)械功和機(jī)械效率時,弄清是否不計摩擦非常關(guān)鍵。10.(揚(yáng)州,18,3分)用如圖裝置,在20s內(nèi)將80N的水桶提升3m,拉力為50N,則拉力的功率為

W,該裝置的機(jī)械效率是

%。若不計繩重和摩擦,則動滑輪的重力為

N。

答案158020解析

P=

=

=

=15Wη=

×100%=

×100%=

×100%=80%F=

(G+G動)?G動=2F-G=2×50N-80N=20N11.(鹽城,19,3分)在“再探動滑輪”的實驗中,小明用動滑輪將重3N的鉤碼勻速向上提

升,拉力為1.8N,2s內(nèi)鉤碼上升0.2m。此過程中有用功為

J,拉力做功的功率為

W,動滑輪的機(jī)械效率為

。答案0.60.3683.3%解析使用動滑輪提升物體時,克服物體重力做的功是有用功,所以有W有用=G鉤碼h=3N×0.2m=

0.6J。拉力端移動的距離s=2h=2×0.2m=0.4m,拉力做的總功W總=Fs=1.8N×0.4m=0.72J,拉力

做功的功率P=

=

=0.36W。動滑輪機(jī)械效率η=

×100%=

×100%=83.3%。12.(蘇州,21,3分)如圖所示,用滑輪組將1.5kg的物體勻速提高0.5m,拉力F為10N,則有用

功為

J,滑輪組機(jī)械效率為

。若增加所提物體的重力,滑輪組機(jī)械效率

(變

大/變小/不變)。(不計繩重和摩擦,g取10N/kg)

答案7.575%變大解析

W有=Gh=mgh=1.5kg×10N/kg×0.5m=7.5JW總=Fs=10N×2×0.5m=10Jη=

×100%=75%物重增加,有用功在總功中占的比例增大,機(jī)械效率增大。解題關(guān)鍵

弄清繩端移動距離等于物體上升高度的2倍。13.(蘇州,16,3分)如圖所示,用同一滑輪按甲、乙兩種方式勻速提升同一物體,物體重100N,滑輪重25N,繩重和摩擦不計。圖甲中F甲=

N,圖乙裝置的機(jī)械效率η乙=

,若圖乙

中再加掛一物體,機(jī)械效率將

。

答案10080%變大解析甲圖中的滑輪是定滑輪,定滑輪不省力,所以拉力F=G物=100N;圖乙中的滑輪是動滑輪,

不計繩重和摩擦?xí)rη乙=

=

=

=80%;滑輪組的機(jī)械效率與物重和動滑輪重有關(guān),當(dāng)動滑輪重不變時,物重越大,機(jī)械效率越高,所以增加物重,機(jī)械效率會變大。14.(蘇州,24,6分)小華和媽媽去超市購物,她們將17kg物品放在小推車中推行,小推車在某

段時間內(nèi)速度v隨時間t變化的關(guān)系圖像如圖所示。已知小推車重130N,所受阻力是總重的0.15。(g取10N/kg)

(1)在0~10s內(nèi),水平推力

(大于/小于/等于)阻力,阻力大小為

N。(2)10~20s內(nèi)水平推力做了多少功?(3)10~20s內(nèi)水平推力的功率多大?答案(1)大于45(2)360J(3)36W解析(1)0~10s內(nèi)小車做加速運(yùn)動,推力大于阻力,10~20s內(nèi)做勻速運(yùn)動,推力與阻力是一對平

衡力,F=f=0.15G總=0.15×(mg+G車)=0.15×(17kg×10N/kg+130N)=45N。(2)s=vt=0.8m/s×10s=8m,W=Fs=45N×8m=360J。(3)P=

=

=36W。一題多解

P=Fv=45N×0.8m/s=36W,W=Pt=36W×10s=360J。易錯警示認(rèn)為0~10s內(nèi)推力等于阻力。知識拓展阻力與運(yùn)動快慢無關(guān)。15.(蘇州,25,6分)水平地面上放著重為200N、邊長為0.2m的正方體物塊?，F(xiàn)用斜面將其

由底端勻速拉到頂端,如圖所示。已知平行于斜面的拉力為120N,物體移動的距離為2m,升高

1m。求:

(1)物塊放在水平地面上時對地面的壓強(qiáng);(2)斜面的機(jī)械效率;(3)物塊沿斜面向上滑動時所受的摩擦力大小。答案(1)5×103Pa(2)83.3%(3)20N解析(1)對地面的壓強(qiáng):p=

=

=

=5×103Pa(2)W有用=Gh=200N×1m=200JW總=Fs=120N×2m=240Jη=

×100%=

×100%=83.3%(3)W額外=W總-W有用=240J-200J=40Jf=

=

=20N命題趨勢

機(jī)械功和機(jī)械效率的計算題目,通常以滑輪或斜面為背景,是中考必考題。16.(連云港,22,9分)如圖所示,水平地面上有一個掃地機(jī)器人,它通過安裝在身體底部的三

個輪子與地面接觸,清掃中利用軟毛刷和吸氣孔收集灰塵,遇到障礙物能夠自動改變方向繼續(xù)

行進(jìn)。某次機(jī)器人開始掃地1min后遇到障礙原地旋轉(zhuǎn)20s,然后繼續(xù)掃地2min,總行駛路程為

36m。已知機(jī)器人質(zhì)量為3.8kg,圓形身體半徑為0.2m,三個輪子與地面接觸的總有效面積為2×10-4m2,行進(jìn)中受地面的摩擦阻力大小恒為10N,忽略灰塵質(zhì)量、毛刷支撐以及氣流的影響,

取g=10N/kg。求:

(1)機(jī)器人清掃工作中對地面的壓強(qiáng);(2)機(jī)器人在本次清掃中的平均速度;(3)若機(jī)器人某段時間以0.5m/s的速度做勻速直線運(yùn)動,計算機(jī)器人該段時間內(nèi)牽引力的功率。答案×105Pa(2)0.18m/s(3)5W解析(1)F=G=mg=3.8kg×10N/kg=38Np=

=

=1.9×105Pa(3分)(2)t=60s+20s+120s=200sv=

=

=0.18m/s(3分)(3)F牽=f=10NP=F牽v=10N×0.5m/s=5W(3分)考點三機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1.(2018揚(yáng)州,9,2分)下列人或物體運(yùn)動到最高點,若外力全部撤銷,能保持做勻速直線運(yùn)動的是

()

答案

C在A、B、D三圖中,物體到達(dá)最高點瞬間的速度為零,若此時外力全部撤銷,物體將

處于靜止?fàn)顟B(tài)。C中皮球做斜拋運(yùn)動,到達(dá)最高點時依然有向前的速度,若此時外力全部撤銷,

皮球?qū)㈤_始做勻速直線運(yùn)動。方法技巧斜拋運(yùn)動是豎直方向的上拋運(yùn)動和水平方向的勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動。易錯警示有學(xué)生會誤認(rèn)為物體運(yùn)動到最高點時速度就為零,這是錯誤的。2.(蘇州,8,2分)質(zhì)量為m的小環(huán)穿在固定的光滑曲桿上,從某點A靜止釋放后沿曲桿運(yùn)動,如

圖所示,不計空氣阻力,下列說法正確的是?()

A點高于D點,小環(huán)就能到達(dá)D點D點,離開D點后將豎直向下運(yùn)動A點到D點,重力勢能一直減小,機(jī)械能不變A點到B點,動能一直增加,機(jī)械能不變答案

D由于曲桿光滑且不計空氣阻力,故小環(huán)在整個運(yùn)動過程中機(jī)械能是守恒的。若小

環(huán)能從A點運(yùn)動到D點,則小環(huán)從A點到B點的過程中,其重力勢能減少,動能增加,即重力勢能轉(zhuǎn)

化為動能;從B點到C點,動能轉(zhuǎn)化為重力勢能,重力勢能增加;從C點到D點,重力勢能轉(zhuǎn)化為動

能,故C錯誤,D正確。由于機(jī)械能守恒,只有A點高于C點或A點與C點高度相同,小環(huán)才能到達(dá)C

點,從而到達(dá)D點,故A錯誤。小環(huán)離開D點后,由于慣性要保持沿D點的切線運(yùn)動,在重力作用

下做曲線運(yùn)動,故B錯誤。3.(揚(yáng)州,7,2分)揚(yáng)州城區(qū)的高層建筑越來越多,但高空拋物卻存在巨大的安全隱患,因為高

處的物體具有較大的()答案

B

重力勢能就是指物體由于被舉高而具有的能,故選B。4.(泰州,30,2分)如圖所示,將擺球從A點靜止釋放,擺球在A、C兩點間來回擺動,B為最低

點,不計空氣阻力,下列說法正確的是?()

A點到B點,擺球動能增大,機(jī)械能增大B點到C點,擺球動能減小,機(jī)械能減小B點的機(jī)械能最大,在A、C兩點的機(jī)械能最小答案

C由于不計空氣阻力,所以擺球由A點到C點的過程中機(jī)械能守恒,故只有C正確。易錯警示看清題目,不計空氣阻力。5.(淮安,4,2分)蕩秋千的人從最高點向最低點擺動過程中,速度變大,則他的?()A.重力勢能增加,動能不變B.重力勢能不變,動能增加C.重力勢能減小,動能增加D.重力勢能減小,動能減小答案

C蕩秋千的人從最高點向最低點擺動的過程中,其質(zhì)量不變,速度變大,故其動能變大;

同時其質(zhì)量不變,高度變小,故其重力勢能減小。易錯警示看清題目,是從最高點向最低點擺動過程中。知識拓展有阻力,機(jī)械能減小;沒有阻力,機(jī)械能不變。知識拓展重力勢能大小的影響因素:物體的質(zhì)量,物體的高度。動能大小的影響因素:物體的

質(zhì)量,物體的速度。6.(無錫,18,2分)如圖,彈簧的左端固定,右端連接一個小球,把它們套在光滑的水平桿上,a

是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置,b是彈簧原長時小球的位置,c是小球到達(dá)最右端的位置。

則小球從a運(yùn)動到c的過程中,在

(選填“a”、“b”或“c”)位置機(jī)械能最大;從b到c

的過程中,小球的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的

。

答案

b彈性勢能解析

a→b過程:彈力對小球做功,小球做加速運(yùn)動,到b點時速度最大;b→c過程:彈簧向左拉小

球,拉力阻礙小球運(yùn)動,小球做減速運(yùn)動。故在b點時小球的動能最大,機(jī)械能最大。從b到c的

過程中,小球的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。7.(揚(yáng)州,25,2分)如圖所示,探究重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)時,為了顯示重力勢能的

大小,甲用橡皮泥代替沙子,乙用海綿代替沙子,你認(rèn)為更合適的是

(甲/乙)的方法,理由

是

。

答案甲“甲中橡皮泥形變能保持并記錄”或“橡皮泥形變不能恢復(fù),便于前后進(jìn)行比

較”或“橡皮泥發(fā)生范性形變”或“海綿會部分恢復(fù)原狀,不能保持最大形變”(合理即可)解析橡皮泥形變后不能恢復(fù)原狀,便于前后進(jìn)行比較,而海綿形變后會部分恢復(fù)原狀,不利于

觀察記錄。8.(連云港,14,3分)如圖是上?！懊髦榫€”某輕軌車站的設(shè)計方案圖,與站臺連接的軌道有

一定坡度。從節(jié)能的角度分析,這樣的設(shè)計可以讓列車無動力滑行進(jìn)站時將

能轉(zhuǎn)化

為

能儲存起來,此過程中機(jī)械能總量

。

答案動重力勢減少解析列車無動力滑行進(jìn)站上坡,速度減小,動能減少,高度增加,重力勢能增加,即動能轉(zhuǎn)化為

重力勢能;由于有摩擦等阻力,機(jī)械能總量不斷減少。9.(南京,15,4分)如圖所示,我國自主研制的首艘貨運(yùn)飛船天舟一號,由長征七號運(yùn)載火箭

發(fā)射升空。地面控制中心通過

波向它發(fā)出指令,這種波在真空中傳播速度為

m/s。天舟一號在隨火箭加速上升過程中,動能

(選填“變大”、“變小”或“不

變”,下同),機(jī)械能

。

答案電磁3×108變大變大解析地面控制中心是通過電磁波向衛(wèi)星發(fā)出指令的,電磁波在真空中的傳播速度為3×108m/s,加速上升時,動能變大,重力勢能變大,機(jī)械能變大。審題技巧

抓住關(guān)鍵詞“加速上升”。知識歸納光屬于電磁波,電磁波在真空中的傳播速度是3×108m/s。10.(宿遷,14,3分)如圖所示,在“探究影響重力勢能大小的因素”實驗中,有三個實心的、

大小相同的鐵球A、鐵球B和塑料球C。球A、C離沙地高度相同?，F(xiàn)讓三個球同時由靜止釋放,球落到沙地上的狀態(tài)如圖中虛線球所示,

(1)根據(jù)

可以判斷出A球釋放前的重力勢能最大;(2)比較球A、C可得出影響重力勢能大小的因素是

;(3)球在空中下落時減少的重力勢能主要轉(zhuǎn)化為

。答案(1)球陷入沙中的深度(2)質(zhì)量(3)動能解析(1)球陷入沙中的深度越大,說明克服阻力做的功越多,釋放前的重力勢能就越大。(2)A、C兩球下落的高度相同,質(zhì)量不同,A球陷入沙中的深度更大,可以得出質(zhì)量越大,重力勢

能越大的結(jié)論。(3)球在空中下落時高度減小,速度增大,重力勢能主要轉(zhuǎn)化為動能。11.(泰州,47,5分)如圖所示,在探究物體動能的大小與哪些因素有關(guān)時,讓同一小車分別從

同一斜面的不同高度由靜止釋放,撞擊水平面上同一木塊。

(1)本實驗探究的是

(木塊/小車/斜面)的動能與

的關(guān)系,實驗中是通過觀察

來比較動能大小的;(2)第一次實驗的情景如圖甲所示,在進(jìn)行第二次實驗前,應(yīng)先將撞出的木塊

。(3)若操作正確,第二次實驗?zāi)緣K最終的位置如圖乙所示,則此實驗的結(jié)論是:

。答案(1)小車速度木塊被撞擊后移動的距離(2)最終的位置標(biāo)注出來(3)在質(zhì)量一定時,物體速度越大,動能越大解析(1)甲、乙兩圖是同一小車從不同高度釋放,撞擊時速度不同,本實驗是通過觀察比較木

塊被撞擊后移動的距離來比較動能大小的。(2)為了比較木塊移動的距離必須標(biāo)注木塊最終位置。(3)見答案。B組—年全國中考題組考點一簡單機(jī)械1.(2018福建A,14,2分)《墨經(jīng)》最早記述了秤的杠桿原理。圖中“標(biāo)”“本”表示力臂,

“權(quán)”“重”表示力。以下說法符合杠桿平衡原理的是

()

A.“權(quán)”小于“重”時,A端一定上揚(yáng)B.“權(quán)”小于“重”時,“標(biāo)”一定小于“本”C.增大“重”時,應(yīng)把“權(quán)”向A端移D.增大“重”時,應(yīng)換用更小的“權(quán)”答案

C本題考查杠桿的平衡條件。根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2,在本題中“標(biāo)”表示L1,“本”表示L2,“權(quán)”表示F1,“重”表示F2。當(dāng)F1<F2時,是否平衡還要看L1與L2的關(guān)系,故A

錯。當(dāng)F1<F2時,L1一定大于L2,故B錯。增大F2,F1、L2不變時,L1=

,L1也必須增大才能平衡,所以增大“重”時,應(yīng)把“權(quán)”向A端移,故C正確。當(dāng)F2增大時,若L1、L2保持不變,F1=

,F1也必須增大才能平衡,所以增大“重”時,應(yīng)換用更大的“權(quán)”,故D錯。2.(吉林長春,10,2分)懸掛重物G的輕質(zhì)杠桿,在力的作用下傾斜靜止在如圖所示的位置。

若力施加在A點,最小的力為FA;若力施加在B點或C點,最小的力分別為FB、FC,且AB=BO=OC。

下列判斷正確的是?()

A.FA>G

B.FB=GC.FC<G

D.FB>FC答案

C如圖所示,FA、FB、FC分別為作用在A、B、C的最小力,OD為FG的力臂,FG=G,根據(jù)

杠桿平衡條件得,FG×OD=FA×OA=FB×OB=FC×OC,又因為OA>OB=OC>OD,則得到FA<FB=FC<G,

故A、B、D選項錯誤,C正確。

思路分析

根據(jù)杠桿平衡條件得,作用在某點最小的力,其力臂最長(最長的力臂為支點到作

用點的距離),再通過比較四個力臂的長短確定力的大小關(guān)系。3.(天津,13,3分)(多選)如圖所示,某人用扁擔(dān)擔(dān)起兩筐質(zhì)量分別為m1、m2的貨物,當(dāng)他的肩

處于O點時,扁擔(dān)水平平衡,已知l1>l2,扁擔(dān)和筐的重力不計。若將兩筐的懸掛點向O點移近相同

的距離Δl,則?()

C.要使扁擔(dān)恢復(fù)水平平衡需再往某側(cè)筐中加入貨物,其質(zhì)量為(m2-m1)?D.要使扁擔(dān)恢復(fù)水平平衡需再往某側(cè)筐中加入貨物,其質(zhì)量為(m2-m1)?答案

AC扁擔(dān)可以看成杠桿,O點為支點,原來平衡,則m1gl1=m2gl2∵l1>l2,∴m1g<m2g,兩筐懸掛點均向O點移動Δl,則左邊減少m1gΔl,右邊減少m2gΔl,m1gΔl<m2gΔl,∴左邊下沉,A項正確;要恢復(fù)平衡,需向右側(cè)筐內(nèi)加入貨物,設(shè)其質(zhì)量為Δm,則m1g(l1-Δl)=(m2g+Δmg)(l2-Δl)∴m1gl1-m1gΔl=m2gl2+Δmg(l2-Δl)-m2gΔl得:Δm=

,C項正確,故選擇A、C。4.(湖北黃岡,3,3分)為了消防安全,樓房每層必須配備滅火器。下列關(guān)于圖示滅火器的說

法正確的是?()

A.用力壓下手柄過程中,手柄相當(dāng)于一個省力杠桿B.用力壓下手柄過程中,手柄相當(dāng)于一個費(fèi)力杠桿答案

A由題圖中的手柄結(jié)構(gòu)可知,用力壓下手柄過程中,動力臂大于阻力臂,屬于省力杠桿,

A項正確,B項錯誤;滅火器內(nèi)的干粉能被噴出,是因為滅火器內(nèi)的氣壓大于外界的大氣壓強(qiáng),所

以C、D兩項錯。5.(北京,27,1分)如圖是挖井時從井中提升沙土的杠桿示意圖。杠桿AB可以在豎直平面內(nèi)

繞固定點O轉(zhuǎn)動,已知AO∶OB=3∶2,懸掛在A端的桶與沙土所受的重力為200N,懸掛在B端的

配重所受的重力為80N。當(dāng)杠桿AB在水平位置平衡時,加在配重下面繩端的豎直向下的拉力

F是

N。(不計桿重和繩重)

答案220解析根據(jù)杠桿平衡原理可得:G×AO=(G配+F)×OB,即200N×3=(80N+F)×2,所以F=220N。6.(河北,33,6分)探究杠桿的平衡條件。(1)杠桿兩端的螺母作用是

。(2)小明用如圖甲所示裝置,進(jìn)行實驗并收集了下表中的數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù)可知,杠桿的平衡條件

是

。

甲實驗次數(shù)動力/N動力臂/m阻力/N阻力臂/m10.50.21.00.121.00.151.50.133.00.12.00.15(3)小明又用如圖乙所示裝置進(jìn)行實驗。請在圖中畫出拉力F的力臂,彈簧測力計的讀數(shù)

應(yīng)是

N。(一個鉤碼重0.5N)

乙(4)如圖丙所示,小紅實驗時在一平衡杠桿的兩端放上不同數(shù)量的相同硬幣,杠桿仍在水平位置

平衡。她用刻度尺測出L1和L2,則2L1

(選填“>”“<”或“=”)3L2。

丙【拓展】探究了杠桿的平衡條件后,小紅對天平上游碼的質(zhì)量進(jìn)行了計算。她用刻度尺測出L1和L2(如圖丁所示),則游碼的質(zhì)量為

g。

丁答案(1)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡(2)動力×動力臂=阻力×阻力臂(3)如圖所示2

(4)>【拓展】

解析(1)實驗前通過調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母,使杠桿在水平位置平衡;(2)分析數(shù)據(jù)可知,杠桿平衡條件是:動力×動力臂=阻力×阻力臂;(3)根據(jù)定義“支點到力的作用線的距離叫作力臂”畫出拉力F的力臂;由“30°角對應(yīng)的直角

邊等于斜邊的一半”得拉力的力臂為“3”,利用杠桿平衡條件得:1.5N×4=F×3,則F=2N;(4)設(shè)硬幣半徑為r,重力為G。由杠桿平衡條件可得2G×(L1+r)=3G×(L2+r),解得2L1G=(3L2+r)G,所以2L1>3L2?！就卣埂吭O(shè)游碼的質(zhì)量為M,左盤放物體前有Mg×

=M螺g(

+L0),即

M=(

+L0)M螺,將一個5g的物體放在左盤中,游碼移動到最大值時天平恰好平衡,可得關(guān)系5g×

=M×

+M螺×(

+L0),即5g×

=M×L1,所以M=

g。知識拓展

探究杠桿平衡條件實驗前,調(diào)節(jié)杠桿兩端平衡螺母使其在水平位置平衡,是為了可

以直接在杠桿上測量力臂大小,并避免杠桿自重對實驗的影響;調(diào)節(jié)方法:左高左調(diào),右高右

調(diào)。易錯警示

杠桿兩端放上不同數(shù)量的硬幣在水平位置平衡時,硬幣對杠桿壓力的作用點在硬

幣中心位置,所以左、右兩側(cè)力臂分別為r+L1、r+L2,不能忽略硬幣半徑r的長度。7.(四川成都,A27,8分)在“探究杠桿的平衡條件”實驗中,每個鉤碼重力相等,杠桿刻度均

勻。

圖1

圖2(1)平衡時,應(yīng)該讓杠桿靜止在

位置。(2)小周同學(xué)所在實驗小組完成某次操作后,實驗現(xiàn)象如圖1所示,他們記錄的數(shù)據(jù)為:動力F1=1.5N,動力臂L1=0.1m,阻力F2=1N,則阻力臂L2=

m。(3)下列四個因素中,不會帶來實驗誤差的是

。(4)小周同學(xué)所在實驗小組在完成規(guī)定實驗后,他們想進(jìn)一步探究,如果杠桿受到F2、F3兩個阻

力,結(jié)果會怎樣?通過實驗,他們得到了圖2所示的結(jié)果。根據(jù)這個結(jié)果,可以初步得到,在這種

情況下杠桿的平衡條件為:F1L1=

。(F1、F2、F3的力臂分別用L1、L2、L3表示)答案(1)水平(2)0.15(3)A(4)F2L2+F3L3

解析(1)探究杠桿平衡條件時,調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,便于直接測量力臂,同時避免杠桿

自重對實驗的影響。(2)由題圖可知,動力臂兩個格為0.1m,阻力臂三個格則為0.15m。(3)鐵

架臺的自重不會影響力和力臂,故不會帶來實驗誤差。(4)由題圖可以得出受到兩個阻力時,杠

桿的平衡條件為F1L1=F2L2+F3L3?？键c二功、功率、機(jī)械效率1.(2017甘肅蘭州,9,3分)如圖所示,用力F拉著重為G的物體豎直勻速上升,在時間t內(nèi)物體上升

的高度為h(物體未拉出水面),若物體的體積為V,水的密度為ρ,則下列算式正確的是

()

A.η=

B.η=

C.W有=Gh

D.P有=

答案

D

η=

=

=

,A、B錯誤;W有=

h=

h,C錯誤;P有=

=

,D正確。故選D。2.(寧夏,27,3分)如圖所示,同一滑輪采用甲、乙兩種連接方式勻速提升重為100N的物體,

已知滑輪重20N(繩重及滑輪和軸處的摩擦忽略不計)。則?()

A.手的拉力:F甲>F乙;機(jī)械效率:η甲<η乙B.手的拉力:F甲=F乙;機(jī)械效率:η甲=η乙C.手的拉力:F甲>F乙;機(jī)械效率:η甲>η乙D.手的拉力:F甲<F乙;機(jī)械效率:η甲<η乙答案

C

題中甲是定滑輪,乙是動滑輪。繩重及滑輪和軸處的摩擦忽略不計時,F甲=G物=100N,F乙=

=

=60N,所以F甲>F乙。兩滑輪提升相同重物且提升相同高度時,有用功相同,甲種方式不做額外功,乙種方式需克服動滑輪重力做額外功,所以η甲>η乙。故選C。3.(天津,18,4分)在水平地面上,工人師傅用100N的力沿水平方向推著重為300N的箱子勻

速前進(jìn),5s內(nèi)移動了6m。在這個過程中,地面對箱子的摩擦力為

N,推力做功的功率為

W。答案100120解析因為箱子水平勻速運(yùn)動,所以箱子受平衡力作用,地面對箱子的摩擦力等于推力,大小為

100N;推力做功的功率:P=

=

=

=120W。4.(貴州遵義,30,2分)如圖所示,用滑輪組拉動重為70N的物體A,使物體A在水平方向上移

動5m,所用拉力F為20N,地面對物體A的摩擦力為30N,則拉力F做的功為

J,滑輪組的機(jī)

械效率為

。

答案20075%(0.75)解析物體移動距離s1=5m,所以自由端移動距離s2=2×5m=10m,則拉力F做的功W總=F·s2=20N×10m=200J,克服摩擦力做的功為有用功W有=f·s1=30N×5m=150J,所以機(jī)械效率η=

×100%=

×100%=75%。5.(遼寧沈陽,19,9分)為了改善老舊住宅樓的保溫效果,沈陽開展了“暖房子工程”,圖為

施工現(xiàn)場使用的提升裝置。已知被提升的建筑材料的質(zhì)量為200kg,動滑輪重力為500N,拉力

F在10s內(nèi)將重物勻速提升了10m,不計繩重及摩擦。(g=10N/kg)求:(1)提升裝置所做的有用功;(2)拉力F的功率;(3)該裝置的機(jī)械效率。答案(1)2×104J(2)2500W(3)80%解析(1)G=mg=200kg×10N/kg=2000NW有=Gh=2000N×10m=2×104J(2)F=

(G+G')=

×(2000N+500N)=1250Ns=nh=2×10m=20mW總=Fs=1250N×20m=25000JP=

=

=2500W(3)η=

=

=80%6.(湖北黃岡,17,7分)爬梯式混凝土攪拌機(jī)(如圖)是用于一般建筑工地、橋梁水電等工程

的建筑機(jī)械,由攪拌部分和提升部分組成。工作時,攪拌機(jī)將原料加工成混凝土后自動倒入運(yùn)

料斗。在提升電機(jī)的帶動下,運(yùn)料斗通過頂端的定滑輪沿豎直爬梯上升到一定位置,然后將混

凝土卸下。已知某型號爬梯式混凝土攪拌機(jī)部分參數(shù)如下表所示。(g取10N/kg)求:型號JZM×××整機(jī)質(zhì)量(kg)1970空的運(yùn)料斗重(N)600提升電機(jī)功率(kW)4.5

(1)若攪拌機(jī)與地面的接觸面積為0.05m2,則工作前攪拌機(jī)對水平地面的壓強(qiáng)是多大?(2)若運(yùn)料斗每完成一次運(yùn)料平均耗時1min,每次所裝混凝土質(zhì)量為400kg,則運(yùn)送30m3的混

凝土需要多長時間?設(shè)混凝土的密度為2×103kg/m3。(3)某次將裝有4000N混凝土的運(yùn)料斗提升到某高度用時16s,提升部分的機(jī)械效率為80%。

則提升過程中運(yùn)料斗受到爬梯的阻力是多大?不計繩重、滑輪摩擦及空氣阻力。答案(1)394000Pa(2)150min(3)400N解析(1)工作前攪拌機(jī)對水平地面壓強(qiáng)為p=

=

=

=

=394000Pa(2)30m3混凝土的總質(zhì)量為m總=ρV總=2×103kg/m3×30m3=60000kg故運(yùn)送30m3的混凝土所需要的時間為t總=

×1min=150min(3)設(shè)運(yùn)料斗被提升的高度為h,則有η=

=

=

f=

-G混-G斗=

-4000N-600N=400N思路分析

(1)根據(jù)表格中給出的攪拌機(jī)的質(zhì)量,利用G=mg求出攪拌機(jī)的重力,進(jìn)而求得攪拌

機(jī)對水平地面的壓力,根據(jù)p=

求出對地面的壓強(qiáng);(2)根據(jù)混凝土的體積和密度利用公式m=ρV求出運(yùn)送混凝土的總質(zhì)量,根據(jù)總質(zhì)量和一次運(yùn)送的質(zhì)量求出運(yùn)送次數(shù),即可求出運(yùn)送時間;

(3)克服物體重力做的功為有用功,克服運(yùn)料斗重力和阻力做的功為額外功,根據(jù)機(jī)械效率公式

得η=

=

=

,代入數(shù)據(jù)求出阻力。解題關(guān)鍵

掌握壓強(qiáng)的公式和有用功、額外功、機(jī)械效率的計算是解答本題的關(guān)鍵。7.(北京,45,3分)如圖是用滑輪組提升建筑材料A的示意圖,在豎直向下的拉力F作用下,使

重900N的建筑材料A在5s的時間里,勻速豎直上升了1m,繩自由端勻速豎直向下移動了2m。

在這個過程中,拉力F為500N,滑輪組的機(jī)械效率為η,拉力F做功的功率為P。求:(1)滑輪組的機(jī)械效率η;(2)拉力F的功率P。

答案(1)90%(2)200W解析示例:(1)W有=Gh=900N×1m=900JW總=Fs=500N×2m=1000Jη=

=

=90%(2)P=

=

=200W考點三機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1.(2016安徽,14,3分)擲實心球是某市的中考體育加試項目之一。擲出去的實心球從a處出手

后,在空中運(yùn)動的軌跡如圖所示,球最終停在水平地面e點處(不計空氣阻力)。則實心球

(

)

A.在a處重力勢能最小B.在b處動能為零C.在a、b、c三處機(jī)械能相等D.在d處動能為零答案

C物體的重力勢能大小與物體的質(zhì)量和被舉高的高度有關(guān)。實心球的質(zhì)量不變,a處

位置不是最低處,所以A項錯。實心球在b處具有水平向右的速度,所以動能不為零,B項錯。不

計空氣阻力,實心球在空中運(yùn)動過程中只受重力作用,所以機(jī)械能守恒,C項正確。由b到d的過

程是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程,實心球落到d點后繼續(xù)運(yùn)動,到e點處停止,所以實心球在d處

的動能不為零,D項錯。評析本題考查動能和勢能大小的判斷,理解影響機(jī)械能大小的因素是解題關(guān)鍵。本題涉及

機(jī)械能守恒的判定:實心球在空中運(yùn)動過程中如果不考慮空氣阻力,則實心球的機(jī)械能守恒。2.(山東濰坊,15,4分)(多選)如圖所示,斜面與水平面在M點通過小圓弧相連,彈簧左端固定,

原長時右端在N點,小物塊從斜面上P點由靜止滑下,與彈簧碰撞后又返回到P點。則?()

P向M運(yùn)動過程中,重力勢能減少P向M運(yùn)動過程中,機(jī)械能減少P向M運(yùn)動過程中,機(jī)械能不變D.彈簧被壓縮到最短時,彈簧的彈性勢能最大答案

ACD小物塊從P向M運(yùn)動過程中,質(zhì)量不變,高度變小,重力勢能減少,故A選項正確。

小物塊從P到N與彈簧碰撞后還能返回到P,說明小物塊從P向M運(yùn)動過程中,機(jī)械能不變,故B選

項錯誤,C選項正確。彈簧被壓縮到最短時,彈簧的彈性形變程度最大,彈性勢能最大,故D選項

正確。故本題應(yīng)選A、C、D。3.(遼寧沈陽,11,2分)如圖所示,小華將外形相同的實心鋁、銅圓柱體(ρ鋁<ρ銅)都涂成黑色,

隨機(jī)標(biāo)記A、B。將A、B分別從同一斜面的相同高度由靜止釋放,撞擊靜止在同一水平面上、

相同位置的同一紙盒,發(fā)現(xiàn)A將紙盒撞得更遠(yuǎn)。這說明滾到斜面底端時,

的動能大,

是鋁制的。(以上兩空均選填“A”或“B”)

答案

A

B解析

A、B兩圓柱體分別從同一斜面的相同高度由靜止釋放,它們到斜面底端時速度相等;A

將紙盒撞得更遠(yuǎn),說明A對紙盒做功較多,A滾到斜面底端時具有的動能較大,所以A的質(zhì)量較

大,A為銅圓柱體,B為鋁圓柱體。4.(內(nèi)蒙古包頭,10,6分)在研究“物體動能與質(zhì)量和速度的關(guān)系”實驗中,將鋼球從某一高

度由靜止釋放,鋼球擺到豎直位置時,撞擊水平木板上的木塊,將木塊撞出一段距離。

實驗次數(shù)鋼球質(zhì)量m/g鋼球下擺高度h/cm木塊滑行距離s/cm1203035240306536030

(1)本實驗使鋼球獲得動能的操作方法是

。(2)從表中數(shù)據(jù)可以看出,實驗中控制了

相同,從而探究動能與

的關(guān)系。(3)第1次實驗時若不考慮能量損失,鋼球?qū)δ緣K最多可做

J的功;第3次實驗時,木塊被

撞后滑出木板無法記錄數(shù)據(jù),需要重做第3次實驗,甲同學(xué)建議換用同樣較長的木板,乙同學(xué)建

議換一個較大的木塊,丙同學(xué)建議降低鋼球下擺的高度,你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采用

同學(xué)的建議。(4)由上述實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可得出結(jié)論:

。答案(1)讓鋼球從高處擺下(2)速度質(zhì)量(3)0.06甲(4)速度一定時,質(zhì)量越大,動能越大解析(1)要使鋼球獲得動能,就必須使鋼球運(yùn)動起來,因此將鋼球拉到一定高度釋放后,鋼球

在重力的作用下,就會運(yùn)動起來,因此使鋼球獲得動能的操作方法是讓鋼球從高處擺下;(2)從

表中的數(shù)據(jù)可直接看出的是鋼球下擺的高度相同,但鋼球下擺高度相同是為了控制鋼球撞擊

到木塊這一時刻的速度相同;由表還可知,當(dāng)鋼球的速度相同、質(zhì)量不同時,木塊滑行的距離也

不同,故可知探究的是鋼球的動能與質(zhì)量的關(guān)系;(3)第1次實驗時若不考慮能量損失,鋼球?qū)δ?/p>

塊最多可做的功為W=Gh=mgh=0.02kg×10N/kg×0.3m=0.06J。由于鋼球動能的大小是通過

木塊滑行的距離來體現(xiàn)的,既然因木板不夠長而使木塊滑出無法測量,那么只要取一塊同樣較

長的木板就可以了,故應(yīng)采取甲同學(xué)的建議;(4)由實驗數(shù)據(jù)可知,當(dāng)鋼球下擺的高度相同時,即

鋼球的速度相同時,鋼球的質(zhì)量越大,木塊滑行得越遠(yuǎn),即動能越大,故可得出結(jié)論:在速度一定

時,質(zhì)量越大,動能越大。C組教師專用題組考點一簡單機(jī)械1.(2018宿遷,8,2分)如圖所示,工人師傅用動滑輪將箱子吊到陽臺上,箱子重為500N,動滑輪重

為10N。在工人師傅豎直向上的拉力F作用下,箱子勻速上升了2m,不計繩重和摩擦,則在此

過程中

()A.F=250NB.F=510NC.繩自由端被收起的長度為4mD.裝置的機(jī)械效率η=100%答案

C

F=

=

=255N,故A、B錯誤;s=2h=2×2m=4m,故C正確;η=

=

=

=

≈98%,故D錯誤。2.(內(nèi)蒙古包頭,6,3分)如圖所示,物體在沿斜面向上拉力的作用下,從傾角為30°的斜面底

端勻速拉到斜面的頂端。已知物體所受重力為G,斜面的機(jī)械效率為75%。若物體受到的拉力

和摩擦力分別用F和f表示,則?()

A.F=?G

f=?GB.F=?G

f=?GC.F=?G

f=?GD.F=?G

f=?G答案

B

W總=Fs,W有=Gh,因斜面傾角為30°,則s=2hη=

=

得F=

GW額=W總-W有=Fs-Gh=

G·2h-Gh=

Gh又W額=fs=f·2h則f=

=

=

G,故選擇B。3.(河北,21,3分)(多選)用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙

兩個滑輪組,在繩自由端用大小分別為F1和F2的拉力,將相同的物體勻速提升相同的高度。若

不計繩重及摩擦,下列說法正確的是?()

A.F1大于F2B.F1和F2做的功一定相等C.甲、乙的機(jī)械效率不相等D.繩子自由端移動的距離不相等,物體運(yùn)動的時間可能相等答案

ABD由題圖可知,甲滑輪組由兩股繩子承擔(dān)物重,則拉力F1=

(G+G動),繩子自由端移動的距離等于物體移動距離的2倍,乙滑輪組由三股繩子承擔(dān)物重,則拉力F2=

(G+G動),繩子自由端移動的距離等于物體移動距離的3倍,如果物體被提升的速度相同,則物體被提升相同高

度所用時間將相等,物體被提升相同高度時,繩子自由端移動的距離不相等,所以選項A、D正

確;因不計繩重及摩擦,拉力所做的功W=(G+G動)h,因為動滑輪重、物重和提升高度均相同,所

以拉力做功相同,選項B正確;甲、乙的機(jī)械效率η=

=

=

,因為動滑輪重和物重均相同,所以甲、乙的機(jī)械效率相同,選項C錯誤。4.(徐州,32,3分)如圖所示,一根均勻的細(xì)木棒OC,OA=?OC,B為OC的中點。在C點施力將掛在A點的重為180N的物體勻速提升0.2m,木棒的機(jī)械效率為90%。這里的木棒是一種簡單

機(jī)械,稱為

,提升該物體做的有用功是

J,木棒重為

N(不計摩擦)。

答案杠桿3610解析根據(jù)圖示可知,木棒可以繞O點轉(zhuǎn)動,故該木棒相當(dāng)于杠桿;有用功:W有=Gh=180N×0.2m=36J;因為OA=

OC,B為OC的中點,所以O(shè)B=2OA,故當(dāng)物體上升0.2m時,B點將上升0.4m;不計摩擦,由η=

=

和W額=G木h'可得:90%=

,解得G木=10N。5.(鎮(zhèn)江,18,4分)如圖,輕桿OA可繞O點自由轉(zhuǎn)動,用細(xì)線將15N的重物掛在A處,小林在B處

用豎直向上的拉力提住輕桿,OB和BA長度之比為3∶5。下列問題中,輕桿始終在水平位置處

于平衡。(1)此杠桿類型與

相同(選填“釣魚竿”或“羊角錘”);(2)拉力大小為

N;(3)若僅增加物重,則拉力的變化量與物重的變化量之比為

;(4)若拉力方向變?yōu)?/p>

圖中虛線所示方向,則拉力將變

。

答案(1)釣魚竿(2)40(3)8∶3(4)大解析(1)動力臂OB小于阻力臂OA,故屬于費(fèi)力杠桿,釣魚竿是費(fèi)力杠桿,羊角錘屬于省力杠

桿。(2)F×OB=G×OA,F=

×G=

×15N=40N(3)F×OB=G×OA,

=

=

(4)拉力方向變?yōu)樘摼€方向,拉力的力臂減小,拉力將變大。6.(鹽城,18,3分)在探究杠桿平衡條件的實驗中,保持杠桿在水平位置平衡,就可直接從杠

桿上讀出

。如圖所示,在支點左側(cè)20cm刻度處掛3個重均為0.5N的鉤碼,右側(cè)30cm

刻度處用彈簧測力計沿豎直方向拉杠桿,使其水平平衡,據(jù)此彈簧測力計拉力為

N,保

持彈簧測力計懸掛點的位置不變,使其拉力方向斜向右下方,仍使杠桿水平平衡,彈簧測力計示

數(shù)變

。

答案力臂1大解析在實驗中,杠桿在水平位置平衡是為了方便讀出力臂大小;由杠桿平衡條件F1l1=F2l2,得F1×30cm=3×0.5N×20cm,所以F1=1N;保持彈簧測力計懸掛點的位置不變,使其拉力方向斜向

右下方,力臂變小,即l1<30cm,根據(jù)杠桿平衡條件得,1.5N×20cm=F1×30cm,即F1=

,因為l1<30cm,所以F1>1N。7.(吉林,23,3分)在“探究杠桿平衡條件”的實驗中:(1)把質(zhì)量分布均勻的杠桿中點作為支點,其目的是消除

對實驗的影響;(2)如圖甲所示,是已經(jīng)平衡的杠桿,若在兩側(cè)的鉤碼下再各增加一個相同的鉤碼,杠桿會失去

平衡,那么只需將

(選填下列序號),杠桿就會重新平衡;

甲①左側(cè)鉤碼向左移動4個格②右側(cè)鉤碼向左移動2個格③平衡螺母向左適當(dāng)調(diào)節(jié)(3)小明改用彈簧測力計做實驗,如圖乙所示,使杠桿在水平位置平衡,則彈簧測力計的示數(shù)

1N(選填“大于”、“小于”或“等于”)。(每個鉤碼0.5N)

乙答案(1)杠桿自重(2)②(3)大于解析(1)把質(zhì)量分布均勻的杠桿中點作為支點,并調(diào)節(jié)杠桿在水平位置,是為了消除杠桿自重

對實驗的影響;(2)在已經(jīng)平衡的杠桿兩側(cè)的鉤碼下再各加一個相同的鉤碼,則左邊力與力臂的乘積為3G×4L

(L為每小段長度),右邊力與力臂的乘積為2G×8L,故杠桿要重新平衡應(yīng)將右側(cè)鉤碼向左移動2

個格;(3)若測力計的拉力豎直向上,則根據(jù)杠桿平衡條件得F×8L=0.5N×4×4L,則拉力F=1N,若拉力

方向斜向上,則其力臂小于8L,故拉力大于1N。8.(連云港,13,4分)在探究杠桿平衡條件的實驗中:(1)如圖a所示,要使杠桿在水平位置平衡,可將杠桿左端的平衡螺母向

調(diào)節(jié)。(2)如圖b所示,調(diào)節(jié)平衡后,左側(cè)掛上鉤碼,在右側(cè)用彈簧測力計(圖中未畫出)拉杠桿,使其在水

平位置平衡,為便于測量力臂,應(yīng)使彈簧測力計拉力的方向

。

(3)操作過程中,當(dāng)彈簧測力計的示數(shù)達(dá)到量程仍不能使杠桿水平平衡,你認(rèn)為接下來合理的操

作是

。(寫出一條即可)(4)甲同學(xué)測出一組數(shù)據(jù)后就得出了“動力×動力臂=阻力×阻力臂”的結(jié)論,乙同學(xué)認(rèn)為他的

做法不合理,理由是

。答案(1)左(2)豎直向下(3)測力計拉力的位置向右移、換用量程較大的測力計、減少左側(cè)鉤碼的數(shù)量、左側(cè)鉤碼的

位置向右移、不使用測力計在右端直接掛鉤碼等(答出其中一點即可)(4)一組實驗數(shù)據(jù)太少,具有偶然性,不便找出普遍規(guī)律解析(1)圖a杠桿左高右低,要使杠桿在水平位置平衡,可將左端的平衡螺母向左調(diào)節(jié);(2)當(dāng)彈

簧測力計拉力方向與杠桿垂直時,此時拉力作用點到支點的距離就是其力臂,這樣便于從杠桿

上直接讀出力臂,由題圖知杠桿水平平衡時拉力方向應(yīng)豎直向下;(3)當(dāng)彈簧測力計的示數(shù)達(dá)到

量程仍不能使杠桿水平平衡,可以換用量程較大的測力計;根據(jù)杠桿的平衡條件,也可以減少左

側(cè)鉤碼的數(shù)量或者左側(cè)鉤碼右移等;(4)實驗時應(yīng)多次測量,找出共性,使實驗結(jié)論更具有普遍

性。所以只用一次實驗就得出杠桿平衡的條件,這種結(jié)論具有偶然性,不便找出普遍規(guī)律。9.(淮安,16,2分)如圖所示,以中點O作為支點,調(diào)節(jié)杠桿水平平衡,在O點右側(cè)第8格上掛2個

鉤碼,每個鉤碼的重力為0.5N,用彈簧測力計在O點左側(cè)第4格上豎直向下拉,使杠桿水平平衡,

該拉力大小為

N;將測力計由圖示位置向左轉(zhuǎn)動,杠桿始終保持水平平衡,則測力計的

示數(shù)將

(選填“增大”、“減小”或“不變”)。

答案2增大解析設(shè)每一格長度為L,由題意有1N×8L=F×4L,得F=2N;杠桿始終保持水平平衡,將測力計

由圖示位置向左轉(zhuǎn)動,拉力對應(yīng)的力臂變小,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,在右側(cè)的鉤碼和力臂不

變的情況下,則測力計的示數(shù)將增大。10.(鹽城,24,6分)探究杠桿的平衡條件。(1)安裝好杠桿,發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉,應(yīng)把杠桿右端的平衡螺母向

調(diào)節(jié),使杠桿在水平

位置平衡,此時杠桿自身重力的力臂為

。(2)彈簧測力計使用前指針如圖所示,則測量時,首先應(yīng)該進(jìn)行的操作是

。(3)小紅在杠桿的一側(cè)掛鉤碼,在杠桿的另一側(cè)某一位置用彈簧測力計沿

方向拉住杠

桿,使其在水平位置平衡,以便直接從杠桿上讀出力臂。(4)下表是小紅實驗得到的數(shù)據(jù),據(jù)此分析可以發(fā)現(xiàn)這次實驗不妥之處

。實驗次數(shù)動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm11.5103.0521.0202.01031.0302.015答案(1)左0(2)校正“0”點(3)豎直向下(4)實驗次數(shù)少,動力臂是阻力臂的2倍,實驗

數(shù)據(jù)沒有普遍性。解析(1)右端下沉,則右端偏“重”,故應(yīng)向左調(diào)。(2)彈簧測力計使用前,必須要校正“0”

點。(3)當(dāng)拉力方向豎直向下時,才能直接從杠桿的刻度上讀出力臂的大小。(4)見答案。11.(江西南昌,21,7分)探究杠桿的平衡條件【提出問題】如圖1所示,是一種常見的桿秤,此時處于水平位置平衡。

圖1發(fā)現(xiàn)一:小明在左側(cè)掛鉤上增加物體,可觀察到提紐左側(cè)下沉,他認(rèn)為改變杠桿的水平平衡可以

通過改變作用在杠桿上的

來實現(xiàn);發(fā)現(xiàn)二:接著小新移動秤砣使其恢復(fù)水平位置平衡,說明通過改變

的長短也可以改變杠

桿的平衡。那么,杠桿在滿足什么條件時才平衡呢?【制定計劃與設(shè)計實驗】實驗前,輕質(zhì)杠桿處于如圖2所示的狀態(tài),使用時,首先應(yīng)將杠桿的平衡螺母向

(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使杠桿處于水平位置平衡,這樣做的好處是

。圖2【實驗結(jié)論】如圖3所示,他們進(jìn)行了三次實驗,對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得出杠桿的平衡條件是

。圖3【拓展應(yīng)用】如圖4所示,是用手托起重物的示意圖,圖中前臂可以看作是一個

杠桿(選填“省力”、

“費(fèi)力”或“等臂”)。假如托起6N的重物,請你根據(jù)圖4所示,估算出手臂要用的動力大約是

N。

圖4答案【提出問題】力力臂【制定計劃與設(shè)計實驗】右方便直接測出力臂【實驗結(jié)論】動力×動力臂=阻力×阻力臂【拓展應(yīng)用】費(fèi)力48(48左右均可)評分意見:共7分,每空1分。有其他合理答案均參照給分。解析【提出問題】發(fā)現(xiàn)一:增加作用在杠桿上的力可以改變杠桿平衡;發(fā)現(xiàn)二:改變秤砣的

位置即改變力臂的長短也可以改變杠桿平衡?！局贫ㄓ媱澟c設(shè)計實驗】題圖中杠桿左低右

高,故應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡,這樣鉤碼豎直向下的作用力與水平杠桿

垂直,方便力臂的測量。【實驗結(jié)論】分析三次實驗數(shù)據(jù)得到杠桿的平衡條件是動力×動力

臂=阻力×阻力臂?！就卣箲?yīng)用】把人的前臂看作杠桿,動力臂小于阻力臂,故屬于費(fèi)力杠桿,

結(jié)合題圖知動力臂約為阻力臂的1/8,根據(jù)杠桿的平衡條件得動力約為阻力的8倍,即動力約為6N×8=48N。12.(淮安,21,6分)如圖所示,是“探究杠桿平衡條件”的裝置圖。(1)實驗前為方便測量力臂長度,應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到

平衡,如果杠桿的左端向下傾斜,平

衡螺母應(yīng)向

端調(diào)節(jié)。(2)實驗記錄的數(shù)據(jù)如表中所示,收集多組數(shù)據(jù)的目的是

;

實驗得到的結(jié)論是

(用字母符號表示)。(3)圖中杠桿處于平衡狀態(tài),每個鉤碼受到的重力是0.5N,則彈簧測力計豎直向下的拉力

是

N;拉著彈簧測力計,逐漸向右傾斜,并保持杠桿平衡,彈簧測力計的示數(shù)將

。實驗次數(shù)動力F1/N動力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm10.5101520.5151.5531.5203104220410答案(1)水平位置右(2)探究杠桿平衡所遵循的普遍規(guī)律

F1L1=F2L2(3)2變大解析(1)在本實驗中要求杠桿每一次都在水平位置平衡,便于測力臂;杠桿左端向下傾斜,平

衡螺母應(yīng)向右調(diào)節(jié)。(2)多次實驗是為了尋找普遍性規(guī)律;分析表中數(shù)據(jù)得到的結(jié)論是F1L1=F2

L2。(3)3個鉤碼重為3×0.5N=1.5N,L2=20cm,L1=15cm,由F1L1=F2L2得F1=2N,即彈簧測力計向

下的拉力為2N;當(dāng)彈簧測力計向右傾斜時,動力臂變小,所以拉力變大。13.(鎮(zhèn)江,26,6分)如圖所示,小華正在做俯臥撐,可以將他的身體看作一個杠桿,O為支點,A

為他的重心,相關(guān)長度已在圖中標(biāo)明。已知他的質(zhì)量m=60kg,g=10N/kg。(1)求小華受到的重力G;(2)求圖示時刻地面對雙手支持力F的力臂l1,并在圖中畫出此力臂;(3)求圖示時刻地面對雙手的支持力F。

答案(1)600N(2)見解析(3)400N解析(1)由G=mg得

(1分)G=600N(1分)(2)支持力F的力臂l1=100cm+50cm=150cm(1分)力臂如圖所示

(1分)

(3)由杠桿的平衡條件有:Fl1=Gl2

(1分)得F=400N(1分)評析本題考查的是杠桿原理和力臂的畫法,屬于難度較小的題。14.(甘肅蘭州,27,4分)如圖是一種抽水馬桶的水箱自動上水裝置示意圖。當(dāng)水箱內(nèi)的水

達(dá)到一定深度時,浮標(biāo)帶動杠桿壓住入水口,停止上水。請在圖中作出力F1、F2的力臂L1、L2,O

為支點。

答案如圖所示

解析力臂為支點到力的作用線的距離。15.(湖南長沙,36,6分)小剛和小明等同學(xué)一起做“探究杠桿的平衡條件”的實驗。

(1)小剛將杠桿中點置于支架上,當(dāng)杠桿靜止時,發(fā)現(xiàn)杠桿的左端上翹,此時,他應(yīng)將杠桿兩端的

平衡螺母向

(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡。(2)如圖甲所示,若每個鉤碼重0.5N,且杠桿上每格相等,小明在杠桿左端圖示位置處掛上3個鉤

碼,為使杠桿在水平位置平衡,他在圖中A處施加一個方向向上的力F1,此力大小至少為

N。(3)若撤去力F1,改在杠桿右端B處施加一個方向向下的力F2(如圖乙所示),仍使杠桿平衡。請在

圖乙中畫出力F2的力臂。答案(1)左(2)2(3)如圖所示

解析(1)杠桿靜止時,發(fā)現(xiàn)杠桿的左端上翹,故應(yīng)把平衡螺母向左調(diào)節(jié)。(2)設(shè)在A點施加的力

為動力,則阻力為0.5N×3=1.5N,阻力臂為4個格的長度4l,在A點施加一個最小的力,則動力臂

的大小最大為3個格的長