1、1第 12 课时 简单机械知能优化训练中考回顾1.(2018贵州贵阳中考)人们应用不同的简单机械来辅助工作,正常使用下列简单机械时说法正确的是( )A.筷子可以省距离 B.所有剪刀一定都省力C.定滑轮可以省力 D.撬棒一定越短越省力答案 A2.(2018湖北黄石中考)为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如下两种方式拉升重物,下面关于探究的做法和认识正确的是 ( )A.用动滑轮提升重物上升 h 高度,测力计也上升 h 高度B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少C.减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率D.若用定滑轮拉重物,当拉力竖直向下时最省力答案 C3.(2018四川乐山中考
2、)图甲中用力 F1水平拉着重力为 G 的物体在水平路面上匀速移动 s 的距离。图乙中用动滑轮拉着同一物体也在同一路面上匀速移动 s 的距离,水平拉力为 F2。使用动滑轮的过程中( )A.总功为 W 总 =F2s B.有用功为 W 有 =GsC.机械效率为 = D.额外功为 W 额 =2F2s-F1sGs2F2s答案 D4.(多选)(2018山东滨州中考)如图所示,重 400 N 的物体在 30 N 的水平拉力 F 的作用下,以 0.1 m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了 10 s,滑轮组的机械效率为 80%,则在此过程中,下列说法正确的是( )2A.绳子自由端移动的距离为 3 mB.有
3、用功为 400 JC.拉力 F 的功率为 9 WD.物体与地面间的滑动摩擦力为 72 N答案 ACD5.(2018四川德阳中考)如图所示,沿斜面把质量为 12 kg 的一个物体匀速拉到最高处,沿斜面向上的拉力是 F=100 N,斜面长 2 m、高 1 m,则其机械效率是 %,物体所受摩擦力是 N。( g 取 10 N/kg) 答案 60 406.(2018湖北武汉中考)下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,
4、A 点挂有 2 个质量均为 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。 (3)将杠杆的支点移到如图丙所示的位置,为了使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 (1)达到 右 (2)3 (3)如图所示模拟预测31.小梦在做探究杠杆平衡条件的实验时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究,如图所示。他这样做的最终目的是( )A.便于直接读出拉力的大小B.便于提供不同方向的拉力C.便于正确认识力臂D.便于测量力臂的大小答案 C解析 从支点到力的作用线的距离叫力臂,在杠杆两侧挂钩码,由于重力的方向是竖
5、直向下的,力臂在杠杆上可以直接读出,若一侧用弹簧测力计取代钩码且弹簧测力计倾斜时,拉力不再与杠杆垂直,这样力臂会发生变化,相应变短,根据杠杆的平衡条件,力会相应增大才能使杠杆仍保持平衡,这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识。故选 C。2.吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图如图所示。利用伸缩撑杆可使吊臂绕 O 点缓慢转动,伸缩撑杆为圆弧状,伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列说法正确的是( )A.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力大小不变B.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变小C.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变大D.吊臂是一个省力的杠杆答
6、案 B解析 如图,画出力臂 l1与 l2,l1 乙 ,W 甲 W 乙C. 甲 乙 ,W 甲 W 乙答案 A解析 此题中,钩码的重力相同,钩码上升的高度相同,据 W 有 =Gh 可知,所做的有用功相同;此时对动滑轮做的功是额外功,不计绳子和摩擦,滑轮相同,即额外功相同,即 W 额 是相同的,据 W 总 =W 有 +W 额 可知,所以 W 总 是相同的,故拉力做的功相同,即 W 甲 =W 乙 ,机械效率 = ,故也是相同的,即 甲 = 乙 。W有W总9.在右图装置中,动滑轮重 3 N,用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端,1 s 内将重为 27 N 的物体提高 0.2 m,如果不计绳重及摩擦,则
7、下列计算结果正确的是( )A.绳子自由端移动的速度为 0.2 m/sB.滑轮组的机械效率为 90%C.提升物体所做的有用功为 6 JD.弹簧测力计的示数为 9 N答案 B解析 由题图可知,滑轮组承担物重的绳子股数 n=3,1s 内将物体提高 0.2m,则物体升高速度为0.2m/s,绳子自由端移动的速度 v=3v 物 =30.2m/s=0.6m/s,故 A 错;由于不计绳重及摩擦,则绳端的拉力 F= (G 物 +G 轮 )= (27N+3N)=10N,即弹簧测力计的示数为 10N,故 D 错;绳子自由端移动距离13 13s=3h=30.2m=0.6m,拉力 F 做的总功 W 总 =Fs=10N0
8、.6m=6J,有用功 W 有用 =Gh=27N0.2m=5.4J,故C 错;滑轮组的机械效率 = 100%=90%,故 B 正确。W有用W总 =5.4J6J10.如图所示,古代士兵常用定滑轮把护城河上的吊桥拉起。使用定滑轮可以 (选填“省力”“省距离”或“改变动力的方向”);吊桥可以看作杠杆,绳子对它的拉力是动力,吊桥的重力是阻力。在拉起吊桥的过程中,阻力臂大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。答案 改变动力的方向 变小7解析 (1)图中使用定滑轮的作用是改变动力的方向;(2)吊桥的重心在中点,重力的方向是竖直向下的,在吊起桥的过程中,从支点 O 到重力的作用线的距离变小,即阻力臂变小。1
9、1.小雪用三个相同的滑轮组成如图所示的滑轮组,将重为 120 N 的物体匀速提高了 4 m。若机械效率为 80%,不计绳重及滑轮与轴的摩擦,则每个滑轮重为 N。 答案 30解析 由题图可知, n=3,= ,则 F= =50N;W有W总 =GhFs=GnF Gn = 120N380%若不计绳重和摩擦, F= (G+G 动 ),则 G 动 =3F-G=350N-120N=30N。1312.如图所示,利用动滑轮来提升一个物体,拉力 F 竖直向上。动滑轮其实就是一个变形的杠杆,请在图中标出它的支点 O,并画出 F 的力臂 l。答案 如图所示解析 动滑轮的支点 O 在绳子与边框的接触点上,动力 F 为绳
10、子的拉力,方向向上,过支点 O 向动力作用线作垂线,就得到动力臂 l。13.右图是探究杠杆的平衡条件实验。(1)实验过程中应将杠杆调节到水平位置平衡,这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响和 ;如果杠杆的右端向下倾斜,平衡螺母应向 (选填“左”或“右”)端调节。 (2)在杠杆的左边 A 处挂 2 个相同的钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右端 B 处挂 个相同的钩码。 8(3)在(2)杠杆平衡的基础上,将 A、 B 两处的钩码同时减去 1 个,那么杠杆 (选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡。 (4)去掉 B 处的钩码用弹簧测力计在 C 处由竖直向上拉动改为逐渐倾斜时,为使杠杆仍在水平
11、位置平衡,则弹簧测力计示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 答案 (1)便于测量力臂 左 (2)3 (3)不能 (4)变大解析 (1)当在杠杆上挂物体时,杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂,同时消除了杠杆自重对杠杆平衡的影响;杠杆的右端向下倾斜,说明这一侧的自重与力臂的乘积大,应将平衡螺母向左调节;(2)设一个钩码的重为 G,杠杆一个小格的长度为 L,由 F1L1=F2L2可得 FB= =3G,所以FALALB=2G3L2L应在杠杆右端 B 处挂 3 个相同的钩码;(3)设一个钩码的重力为 G,杠杆一个小格代表 L,如果将图中 A、 B 两处的钩码同时减去 1 个,杠杆的左
12、端: G3L=3GL,杠杆的右端:2 G2L=4GL,杠杆左端力和力臂的乘积不等于右端力和力臂的乘积,所以杠杆不能在水平位置保持平衡;(4)用弹簧测力计在 C 处由竖直向上拉动改为逐渐倾斜时,仍然使杠杆在水平位置平衡时,动力臂变小,阻力、阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,动力将变大,即弹簧测力计示数将变大。14.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图所示。物理量 1 2 3钩码重G/N 4 4 6钩码上升高度 h/m 0.1 0.1 0.1绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4绳端移动距离 s/m 0.3 0.4机械效率 74.1%62.5%(1)实验中应沿竖直
13、方向 拉动弹簧测力计,使钩码上升。 (2)通过表中数据可分析出第 2 次实验是用 (选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验。9(3)通过第 1 次实验和第 2 次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率 (选填“越高”“不变”或“越低”)。 (4)小组同学再用第 1 次实验中使用的装置做第 3 次实验,表中第 3 次实验中空缺的数据应为绳端移动距离 s= m,机械效率 = 。 (5)比较第 1 次实验和第 3 次实验可得出结论:使用同一滑轮组, 。 答案 (1)匀速 (2)乙 (3)越低 (4)0.3 83.3% (5)
14、提升的重物越重,滑轮组的机械效率越高解析 (1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升。(2)由表中实验数据可知,第 2 次实验绳端移动的距离是钩码上升高度的 4 倍,由图示滑轮组可知,实验使用的是乙图所示装置做的实验。(3)由表中第 1 次实验和第 2 次实验的数据可知,使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率越低。(4)由表中第 1 次实验数据可知,绳端移动的距离是钩码上升高度的 3 倍,第三次实验使用同样的装置,则第 3 次实验:绳端移动距离 s=3h=30.1m=0.3m,机械效率= 100%83 .3%。W有W总 =GhFs=
15、 6N0.1m2.4N0.3m(5)由表中第 1 次实验和第 3 次实验数据可知:使用同一滑轮组,提升的重物越重,滑轮组的机械效率越高。15.下图是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置。(1)实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长木板、弹簧测力计各一个,砝码若干,为了完成实验,还需要的测量工具是 。 (2)实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码,改变物块的重力,用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动。实验的部分数据如下表:实验次数接触面粗糙程度物块重G/N物块上升的高度h/m沿斜面的拉力F/N物块移动的距离l/m机械效率1较粗糙(木块木板)2.0 0.25 1.2 0.80
16、 52%2 同上 2.0 0.35 1.4 0.80 63%3 同上 5.0 0.35 3.5 0.80 63%4较光滑(铁块5.0 0.35 3.1 0.8010木板) 该同学运用控制变量法探究的是斜面的机械效率与 、 、 的关系。 在第四次实验中,斜面的机械效率为 。 答案 (1)刻度尺 (2) 接触面的粗糙程度 物块重 斜面倾斜程度 71%解析 (1)在本实验中,需要用刻度尺测量物块上升高度和物块移动的距离。(2)分析表中数据可知,该同学探究的是斜面的机械效率与接触面的粗糙程度、物块重及斜面倾斜程度的关系;在第四次实验中, W 有 =Gh=5.0N0.35m=1.75J,W 总 =Fs=
17、3.1N0.80m=2.48J,斜面的机械效率= 100%71%。W有W总 =1.75J2.48J16.如图所示,滑轮组在向上的拉力 F 作用下,将重为 120 N 的物体匀速提起,在 10 s 内物体上移的距离为 2 m。求:(1)物体上升的速度。(2)有用功。(3)如果拉力 F 为 50 N,滑轮组提升该重物时的机械效率。答案 (1)0.2 m/s (2)240 J (3)80%解析 (1)物体上升的速度 v= =0.2m/s; st=2m10s(2)有用功 W 有 =Gh=120N2m=240J;(3)由题图可知 n=3,则绳子自由端移动的距离 s=3h=32m=6m,总功 W 总 =F
18、s=50N6m=300J,= 100%=80%。W有W总 =240J300J17.利用电子秤显示压力大小反映水箱水位变化的装置示意图如图所示。该装置由滑轮 C,长方体物块 A、B 以及杠杆 DE 组成。物块 A 通过细绳与滑轮 C 相连,物块 B 放在电子秤上并通过细绳与杠杆相连,杠杆可以绕支点 O 转动并始终在水平位置平衡,且 DOOE= 1 2。已知物块 A 的密度为1.5103 kg/m3,底面积为 0.04 m2,高为 1 m,物块 A 的上表面与水箱顶部相平,物块 B 的重力为 11150 N。滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦以及滑轮、杠杆和绳的自重均忽略不计( g 取 10 N/kg
19、,水的密度为 1.0103 kg/m3)。(1)当水箱装满水时,物块 A 的下表面受到水的压强是多大?此时物块 A 所受的拉力是多大?(2)从水箱装满水到水位下降 1 m,电子秤所显示的压力示数变化范围是多少?答案 (1)104 Pa 200 N (2)0100 N解析 (1)物块 A 的下表面受到水的压强:p= 水 gh=1.0103kg/m310N/kg1m=1.0104Pa。物块 A 排开水的体积 V 排 =VA=Sh=0.04m21m=0.04m3。物块 A 受到的浮力 F 浮 = 水 gV 排 =1.0103kg/m310N/kg0.04m3=400N。物块 A 受到的重力 GA=
20、AgVA=1.5103kg/m310N/kg0.04m3=600N。物块 A 受到的拉力 F=GA-F 浮 =600N-400N=200N。(2)当物体 A 全部浸没水中时,通过滑轮对 D 点的拉力 FD= =100N200N2物块 B 对杠杆的拉力 F1= =50NFDODOE=100NOD2OD电子秤的示数 F1=GB-F1=150N-50N=100N当物体 A 全部露出水面时,通过滑轮对 D 点的拉力 FD= =300N600N2物块 B 对杠杆的拉力 F2= =150N FDODOE=300NOD2OD电子秤的示数 F2=GB-F2=150N-150N=0从水箱装满水到水位下降 1m,电子秤所显示的压力示数变化范围为 0100N。
