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    备战2021年中考科学精讲精练专题19:简单机械(含答案解析)

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    备战2021年中考科学精讲精练专题19:简单机械(含答案解析)

    1、专题专题 1919 简单机械简单机械 【知识点回顾】【知识点回顾】 一、杠杆一、杠杆 考点 1 指认杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂 1杠杆的定义:在力的作用下,能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。杠杆可以是直的、也可以是弯的。 2杠杆的五要素:_、动力、阻力、动力臂、阻力臂。 3动力和阻力的方向不一定相反,但作用效果一定相反。 考点考点2 绘制杠杆的动力臂和阻力臂图示绘制杠杆的动力臂和阻力臂图示 1力臂是_的距离,而不是支点到力的作用点的距离。 2作力臂的步骤 a找出支点 O 的位置; b画出动力作用线和阻力作用线; c从支点分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段即为_和_。 考点考点3 概述

    2、杠杆的平衡条件概述杠杆的平衡条件 1杠杆保持_或_状态,称为杠杆平衡。 2杠杆平衡的条件 动力 动力臂阻力 阻力臂,即_。 考点4 应用杠杆的平衡条件解决简单的问题 c 杠杆类型 力臂关系 平衡时力的关系 优缺点 应用 省力杠杆 l1l2 _ 省力,费距离 撬棒、瓶盖起子等 费力杠杆 l1F2 _,省距离 镊子、火钳等 等臂杠杆 l1l2 F1F2 不省力,不省距离 天平、定滑轮等 考点考点5 指认人体中的杠杆指认人体中的杠杆 1人的头颅等臂杠杆 抬头时,可以在颈部找到杠杆,杠杆的支点在脊柱之顶,支点后的肌肉收缩提供动力,头颅的重量是 阻力。这个杠杆几乎是个_杠杆。 2人的手臂费力杠杆 肘关节

    3、是支点,肱二头肌肉所用的力是_力,手拿的重物的重力是_力,显然我们的前 臂是一种_力杠杆。虽然费力,但是可以省距离(少移动距离),提高工作效率。 3走路时的脚省力杠杆 脚掌前部是支点,人体的重力就是_力,腿肚肌肉产生的拉力就是_力。这种杠杆可以 克服较大的体重。 二、滑轮二、滑轮 考点考点6 辨认定滑轮、动滑轮和滑轮组辨认定滑轮、动滑轮和滑轮组 1定滑轮:工作时轴固定不动的滑轮,如图甲。 2动滑轮:工作时轴发生移动的滑轮,如图乙。 考点考点7 知道定滑轮和动滑轮的特点知道定滑轮和动滑轮的特点 实质 力的关系 (F,G) 距离的关系 (s,h) 作用 定滑轮 等臂杠杆 FG sh 改变力的方向

    4、动滑轮 动力臂是阻力臂 两倍的杠杆 F1 2G s_ 省力 滑轮组 F _ snh 既可以省力,也可 以改变力的方向 考点考点8 知道滑轮组的特点(限于两个滑轮的滑轮组)知道滑轮组的特点(限于两个滑轮的滑轮组) 1滑轮组:由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组。 2特点:既能改变用力的_,也能_。 考点 9 使用滑轮组(限于两个滑轮的滑轮组)解决简单的问题 使用滑轮组时,滑轮组用 n 段绳子拉物体,拉物体所用的力 F 就是物重的 n 分之一,即 F_, n 表示拉物体绳子数。 考点 1 2.支点 考点 2 1.支点到力的作用线 2.动力臂 阻力臂 考点 3 1.静止 匀速转动 2.F1l1F2l2 考点

    5、 4 F1F2 费力 考点 5 1.等臂 2.动 阻 费 3.阻 动 考点 7 2h 1 nG 考点 8 2.方向 省力 考点 9 G/n 【例题精析】【例题精析】 例 1 (2020绍兴)如图,甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结 论,又能直接显示出钩码的重力大小,于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽 略、绳和滑轮之间摩擦不计) 。下列四套装置中能实现的是( ) A B C D 【解答】解: (1)在 AC 两图中,钩码挂在拉环上(即左边测力计倒置使用) ,因为弹簧测力计本身有重力,所以此 时测力计显示的示数等于测力计自身的重力与钩码重

    6、力之和, 则不能直接显示出钩码的重力大小, 故 AC 错误; (2)在 BD 两图中,钩码挂在挂钩上(即左边测力计正常使用) ,所以能直接显示出钩码的重力大小; B 图中,右边的测力计倒置使用,此时右边测力计的示数等于左边测力计的重力与钩码重力之和,而 左边测力计的示数等于钩码的重力,所以两边测力计的示数不相等,不能得出正确结论,故 B 错误; 设两测力计的重力均为 G,由于定滑轮上的左边都是钩码和一个测力计在拉绳子,则绳子的拉力为 F G1+G; D 图中,左边测力计的示数为:F左G1; 手拉右边测力计的挂钩,由力的平衡条件可得,右边测力计的示数(即测力计受到向下的拉力) :F右F GG1+

    7、GGG1; 所以,F左F右G1,能得出正确结论,故 D 装置中能实现所有的要求; 故选:D。 例 2 (2019台州)消防安全,人人有责。下列有关灭火器使用方法的分析不正确的是( ) A提灭火器时,手靠近瓶口,容易提起 B拔保险销时,放开手柄,有利于拔出 C用力压手柄时,手靠近瓶口,容易压下 D对准火源根部扫射,灭火物质覆盖可燃物,快速灭火 【解答】解: A提灭火器时,灭火器的重力为阻力,手掌上部与柄接触的位置为支点,手的下部对柄向上的力为动 力,手靠近瓶口,这样能减小阻力臂,根据杠杆平衡条件可知,可以减小下面手的动力,容易提起灭火 器,故 A 正确; B拔保险销时,放开手柄,减小了对保险销的

    8、压力,从而减小了摩擦力,有利于拔出,故 B 正确; C由图 3 知,用力压手柄(手柄类似于衣服夹子,如下图) ,手靠近瓶口时(即靠近支点) ,动力臂减 小,根据杠杆的平衡条件可知,动力应增大,所以不容易压下手柄,故 C 错误; D根据灭火原理可知,对准火源根部扫射,灭火物质覆盖可燃物与氧气隔绝,可以快速灭火,故 D 正 确。 故选:C。 例 3 (2019绍兴)如图是上肢力量健身器示意图,杠杆 AB 可绕 O 点在竖直平面内转动,AB3BO,配 重的重力为 120 牛, 重力为 500 牛的健身者通过细绳在 B 点施加竖直向下的拉力为 F1时, 杠杆在水平位 置平衡,配重对地面的压力为 85

    9、牛,在 B 点施加竖直向下的拉力为 F2时,杠杆仍在水平位置平衡,配 重对地面的压力为 60 牛。已知 F1:F22:3,杠杆 AB 和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计,下列说法 正确的是( ) A配重对地面的压力为 50 牛时,健身者在 B 点施加竖直向下的拉力为 160 牛 B配重对地面的压力为 90 牛时,健身者在 B 点施加竖直向下的拉力为 120 牛 C健身者在 B 点施加 400 牛竖直向下的拉力时,配重对地面的压力为 35 牛 D配重刚好被匀速拉起时,健身者在 B 点施加竖直向下的拉力为 540 牛 【解答】解: 当配重在地面上保持静止状态时,它受到的绳子的拉力 F 为:FGFN;

    10、 因为动滑轮上有 2 段绳子承担物重, 因此杠杆 A 点受到的拉力:FA2F+G动2 (GFN)+G动; 根据杠杆的平衡条件得到:FA OAFB OB; 即【2 (GFN)+G动】 OAFB OB, 因为:AB3BO; 所以:AO2BO; 那么【2 (GFN)+G动】 2FB 1, 即 FB4 (GFN)+2G动; 当压力为 85N 时,F14 (120N85N)+2G动; 当压力为 60N 时,F24 (120N60N)+2G动; 因为:F1:F22:3; 所以: 4(120;85):2动 4(120;60):2动 = 2 3; 解得:G动30N; A当配重对地面的压力为 50N 时,B 点

    11、向下的拉力为: FB4 (GFN)+2G动FB4 (120N50N)+2 30N340N,故 A 错误; B当配重对地面的压力为 90N 时,B 点向下的拉力为: FB4 (GFN)+2G动FB4 (120N90N)+2 30N180N,故 B 错误; C健身者在 B 点施加 400N 竖直向下的拉力时, 根据 FB4 (GFN)+2G动得到: 400N4 (120NFN)+2 30N; 解得:FN35N,故 C 正确; D配重刚好被拉起,即它对地面的压力为 0, 根据 FB4 (GFN)+2G动得到: FB4 (120N0N)+2 30N540N500N; 因为人的最大拉力等于体重 500N

    12、,因此配重不可能匀速拉起,故 D 错误。 故选:C。 例 4 (2019嘉兴)为便于研究,某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不 计摩擦,下列有关分析正确的是( ) A两个滑轮在装置中起的作用相同 B拉力移动的距离与配重上升的距离相同 C沿方向 1 与 2 匀速拉动配重,所用的力大小相等 D将配重提升相同高度,用该装置与直接提升所做的功相等 【解答】解: A、由图可知,该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成,动滑轮能够省力,但不能改变力的方向;定滑 轮不能省力,可以改变力的方向,故 A 错误; B、该滑轮组中 n2,由 s2h 可知,拉力移动距离等于配重上升高度的二倍,故

    13、 B 错误; C、如图所示,绳子最后绕过的是定滑轮,定滑轮相当于等臂杠杆,沿方向 1 与 2 匀速拉动配重,动力 臂都等于定滑轮的半径,所以两次的拉力相等,若不计摩擦,均等于1 2(G+G 动) ,故 C 正确; D、直接提升配重做的功是有用功,用该装置将配重提升相同高度还要对动滑轮做功,即用该装置所做 的功(总功)大于有用功,故 D 错误。 故选:C。 例 5 (2019衢州)如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间,其中拉力最小的是( ) A B C D 【解答】解: 如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间,以树根为支点,树的重力不变、重心一定, 则阻力和阻力臂一定,

    14、支点与动力作用点的连线是最长的动力臂,根据杠杆的平衡条件,动力臂越大, 动力越小;图 C 中动力作用点离支点最远,F3与树干垂直,则可知 F3最小,故 C 正确。 故选:C。 例 6 (2020宁波)现有一根形变不计、长为 L 的铁条 AB 和两根横截面积相同、长度分别为 La、Lb的铝 条 a、b,将铝条 a 叠在铁条 AB 上,并使它们的右端对齐,然后把它们放置在三角形支架 O 上,AB 水 平平衡,此时 OB 的距离恰好为 La,如图所示。取下铝条 a 后,将铝条 b 按上述操作方法使铁条 AB 再 次水平平衡,此时 OB 的距离为 Lx下列判断正确的是( ) A若 LaLbL,则 La

    15、Lx + 2 成立 B若 LaLbL,则 Lx + 2 成立 C若 LbLa,: 2 LxLa成立 D若 LbLa,则 Lx + 2 成立 【解答】解:由题意可知,将铝条 a 叠在铁条 AB 上,并使它们的右端对齐,然后把它们放置在三角形 支架 O 上,AB 水平平衡,此时 OB 的距离恰好为 La, (1)如下图所示,若 LaLbL,用铝条 b 替换铝条 a 就相当于在铝条 a 左侧放了一段长为 LbLa、重 为 GbGa的铝条, 这一段铝条的重心距 B 端的长度为 La+ 2 = + 2 , 而铁条 AB 和铝条 a 组成的整体的重心在支架原来的位置,距 B 端的长度为 La, 要使铁条

    16、AB 水平平衡,由杠杆的平衡条件 F1L1F2L2可知,支架 O 应移到上述两个重心之间, 即 LaLx + 2 ,故 A 正确、B 错误; (2)如下图所示,若 LbLa,用铝条 b 替换铝条 a 就相当于从铝条 a 左侧截掉一段长为 LaLb、重为 GaGb的铝条, 也相当于距 B 端 Lb+ 2 = + 2 处施加一个竖直向上的力,其大小等于 GaGb, 由杠杆的平衡条件 F1L1F2L2可知,要使铁条 AB 水平平衡,支架 O 应向 A 端移动,则 LxLa,故 C 错误; 由 LbLa可知,LxLa= + 2 + 2 ,故 D 错误。 故选:A。 例 7 (2020金华)简单机械广泛

    17、应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾,对垃圾桶进行了简易 改装(如图甲) 。被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆。图乙为桶盖与绳子成 90 角且处于静止状态 时的示意图,O 为杠杆支点,A 为绳子拉力 F 的作用点,B 为桶盖的重心。 根据图乙回答下列问题: (1)定滑轮的作用是 改变力的方向 ; (2)该状态下的桶盖属于 省力 (填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。 【解答】解: (1)定滑轮的作用是可以改变力的方向; (2)由图可知,垃圾桶盖使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。 故答案为: (1)改变力的方向; (2)省力。 例 8 (2020杭州)杆秤是一种用来测量物体

    18、质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重 物时,将秤砣移至 O 点提纽处,杆秤恰好水平平衡,于是小金将此处标为 0 刻度。当秤盘上放一个质量 为 2kg 的物体时,秤砣移到 B 处,恰好能使杆秤水平平衡,测得 OA5cm,OB10cm。 (1)计算秤砣的质量。 (2)小金在 B 处标的刻度应为 2 kg若图中 OC2OB,则 C 处的刻度应为 4 kg。 (3)当秤盘上放一个质量为 2kg 的物体时,若换用一个质量更大的秤砣,移动秤砣使杆秤再次水平平衡 时,其读数 (选填“”或“”)2kg,由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。 【解答】解: (1)由题知,秤盘上放一个质量为 2kg

    19、 的物体时,秤砣移到 B 处,恰好能使杆秤水平平衡, 由杠杆的平衡条件有:m物g AOm砣g OB, 秤砣的质量:m砣= m物= 5 10 2kg1kg; (2)由题知,秤盘上不放重物时,将秤砣移至 O 点提纽处,杆秤恰好水平平衡,由此知 O 处为 0 刻度, 秤盘上放一个质量为 2kg 的物体时,秤砣移到 B 处,恰好能使杆秤水平平衡,所以在 B 处标的刻度应为 2kg; 秤砣在 C 处时杆秤恰好水平平衡,此时秤盘上放的重物质量为 m, 则 mg AOm砣g OC,且 OC2OB, 所以 mg AOm砣g 2OB 可得:m4kg, 所以 C 处刻度应为 4kg。 (3)当秤盘上放一个质量为

    20、2kg 的物体时,若换用一个质量更大的秤砣,移动秤砣使杆秤再次水平平衡 时,由杠杆的平衡条件可知:G物 OAG砣 l,G物 OA 的值不变,G砣增大,力臂 l 变小,读数变小, 故读数小于 2kg。 故答案为: (1)秤砣的质量为 1kg; (2)2;4; (3)。 例 9 (2019杭州)如图甲,有一轻质杆,左右各挂由同种金属制成、质量分别为 m1和 m2(m1m2)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 仍然平衡 (选填“左端下降”“右端下降“或“仍然平衡”) , 试通过推导说明。 【解答

    21、】解: (1)轻质杆左右各挂物块后,根据杠杆的平衡条件 F1L1F2L2可得: G1L1G2L2, 即:m1gL1m2gL2, 所以,1 2 = 2 1; (2)根据 = 可知同种金属制成的实心物块的体积分别为: V1= 1 ,V2= 2 ; 当浸没水中后,实心物块受到的浮力分别为: F浮1水gV排1水gV1水g 1 ,F浮2水gV排2水gV2水g 2 ; 轻质杆左右两边受到的拉力分别为: F1G1F浮1m1g水g 1 =m1g(1 水 ) , F2G2F浮2m2g水g 2 =m2g(1 水 ) , 则:F1L1m1g(1 水 )L1, F2L2m2g(1 水 )L2, 由于,m1gL1m2g

    22、L2, 所以,F1L1F2L2; 即:杠杆仍然平衡。 答: (1)左右悬挂点到支点 O 的距离 L1与 L2之比为 m2:m1。 (2)仍然平衡。 例 10 (2018台州)图甲是一种壶口处配有自动开合小壶盖的电水壶。 (1)如图乙,电水壶底部的导线连接装置有铜环、铜环和铜柱经测试发现:、之间是绝缘 的,、之间常温下有十几欧姆的电阻。则与水壶金属外壳相连的装置是 铜环 。 (2)图丙是自动开合小壶盖简化侧视图。OA 是小壶盖,C 是其重力作用点。B 是小壶盖的配重。OB 是配重柄。AOB 能绕固定点 O 自由转动。请在答题纸图丙中作出小壶盖的重力 G 及其力臂 L。 (3)已知:小壶盖质量为

    23、4 克,OA3 厘米,OC1.4 厘米,OB1 厘米,AOB135 要求倒水 时,壶身最多倾斜 45 ,小壶盖便自动打开;壶身竖直时,小壶盖在水平位置自动闭合。求配重 B 的质 量取值范围。 (配重柄质量和 O 点的摩擦均忽略不计,2取 1.4) 【解答】解: (1)铜是导体,由题意,铜环、铜环之间是绝缘的,说明之间有底盘的绝缘体,、 之间常温下有十几欧姆的电阻,为加热电阻,故与水壶金属外壳相连的装置只能是铜环,否则与 或相连则有触电的危险。 (2)小壶盖的重力 G 方向竖直向下,根据力臂的定义做出重力的力臂,如下图 l 所示: (3)当配重柄水平时,可求出配重的最小质量,杠杆示意图如图 2:

    24、 OD= 1 2 OC= 1 2 1.4cm1cm,根据杠杆的平衡条件: G1l1G2l2,m1gl1m2gl2,m2m11 = 41 1 =4g; 当小壶盖水平时,可求出配重的最大质量,杠杆示意图如图 3: OE= 1 2 OB= 1 2 1cm0.71cm, 根据杠杆的平衡条件: G1l1G2l2,m1gl1m2gl2, m2m1 = 41.4 0.71 7.89g。 故答案为: (1)铜环; (2)如图 1 所示; (3)配重 B 的质量取值范围为 4g7.89g。 (最小值为 3.92g、 3.96g、3.98g 等,最大值为 7.8g、7.84g、7.9g、8g 等都可) 。 【习题

    25、巩固】【习题巩固】 一选择题(共一选择题(共 15 小题)小题) 12020 年 1 月 14 日,宁波三官堂大桥最后一节超大节段钢结构焊接完成,标志着大桥实现合龙。合龙段 焊接缝的精度要求为 1cm,而结构长度受温度的影响很大,每变化 1.5就会影响合龙段间隙 1cm,所以 必须要等到结构预制时计算的气温才可以精准合龙。 为了等待最佳的“天时”, 施工人员守候了整整 3 天。 如图是当时的场景照片,结合所学知识,判断下列说法不正确的是( ) A气温是描述天气状况的因素之一 B拉住锻钢的滑轮组起到了省力杠杆的作用 C钢段向上运动时,滑轮组的机械效率不断提高 D锻钢离开船体后,船底部受到的液体压

    26、强比锻钢离开前小 【解答】解: A气温是描述天气状况的因素之一,故 A 正确; B拉住锻钢的滑轮组能省力,起到了省力杠杆的作用,故 B 正确; C钢段向上运动时,由于动滑轮和物体重力保持不变,根据公式 = 有用 总 = +动 = +动可知, 滑轮组的机械效率保持不变,故 C 错误; D锻钢离开船体后,船体的重力减小,根据 F浮G 可知,船体受到的浮力减小;根据阿基米德原理 F 浮水gV排可知,船体排开水的体积变小,那么船底到水面的深度减小;根据公式 pgh 可知,船底部 受到的液体压强比锻钢离开前小,故 D 正确。 故选:C。 2如图所示,用质量相同的滑轮构成甲、乙、丙三个装置,在相等的时间里

    27、分别把同一个重物匀速提升相 同高度。不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( ) A甲装置所用力最大 B甲装置所做的额外功最小 C乙装置的机械效率最小 D丙装置拉绳的速度最大 【解答】解: A、甲和乙装置都有两段绳子承担总重,且物重和动滑轮重都相同,不考虑绳重和摩擦, 由 F= 1 2(G 物+G动)可知 F甲F乙,即甲装置所用的拉力与乙一样大,故 A错误; BC、物重和动滑轮重都相同,重物提升的高度也相同,由 W有用G物h、W额G动h 可知,利用三个装 置做的有用功相同、额外功相同,总功(即拉力做的功)相同; 因为 = 有用 总 100%,所以三个装置的机械效率相同,故 BC 错误。 D、已知在相

    28、等的时间里分别把同一个重物匀速提升相同高度,则物体上升的速度相同, 甲、乙有两段绳子承担总重,则绳端移动速度 v甲v乙2v物; 丙有三段绳子承担总重,则绳端移动速度 v丙3v物; 所以,丙装置拉绳的速度最大;故 D 正确; 故选:D。 3 小科利用注射器设计制作了一个挖掘机模型, 如图所示。 通过推拉注射器、 的活塞, 引起注射器、 的活塞移动而带动机械臂挖土。对此挖掘机工作原理分析错误的是( ) A模型中可以找到三个杠杆 B图中杠杆均可以用来省力 C抓手 P 处重物重力太大引起挖掘机翻倒时,以 O2 为支点 D若在 Q 点放置重物,挖掘机挖掘时更不易翻倒 【解答】解: A、由图可知,PCN

    29、可以绕着 C 点转动,CMO 可以绕着 O 点转动;当抓手 P 处重物重力太大会引起挖 掘机翻倒,此时整个装置以 O2 为支点转动,所以从模型中可以找到三个杠杆,故 A 正确; B、PCN 可以绕着 C 点转动、CMO 绕着 O 点转动时,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故 B 错误; C、抓手 P 处重物重力太大时,即阻力和阻力臂的乘积较大,大于整个装置的重力和力臂的乘积,则整 个装置会绕着 O2转动,会侧翻,故 C 正确; D、若在 Q 点放置重物,相当于增大了整体的重力,在重力的力臂不变的情况下,重力和重力的力臂的 乘积变大,能使挖掘机挖掘更重的物体,所以不易翻倒,故 D 正确; 本题选错

    30、误的; 故选:B。 4如图,A 物体重力为 100N,B 物体重力为 30N,此时 A 物体恰好向右做匀速直线运动,A 物体受到的 滑动摩擦力为其重力的 0.2 倍,下列说法正确的是(不计绳重和摩擦) ( ) AA 受到的绳子的拉力为 30N B若将 A 匀速向左拉动,则需要给 A 施加一个水平向左的 20N 的拉力 C若将 B 的重力增加一倍,则 A 受到的摩擦力也增加一倍 D动滑轮的重力为 10N 【解答】解:A、A 受到的绳子的拉力:Ff0.2 100N20N;故 A 错误; B、若把 A 匀速向左拉动,A 受到向左的拉力和向右的拉力、摩擦力作用,由于 A 匀速运动,故向左的 拉力等于向

    31、右的作用力的合力;又因为接触面的粗糙程度和压力均不变,故摩擦力不变,则拉力为 20N+20N40N,故 B 错误。 C、 若把 B 的重增加一倍, 但 A 与地面的粗糙程度不变, 压力也不变, 因此 A 受到的摩擦力也不会改变, 故 C 错误; D、由 F= 1 2(GB+G 动)可得,动滑轮的重力:G动2FGB2 20N30N10N;故 D 正确。 故选:D。 5用下列方法匀速提升同一重物,若不计绳子、滑轮的重力及摩擦,其中最省力的是( ) A B C D 【解答】解:不计绳子、滑轮的重力及摩擦,提起的是同一物体 G, A、此图是动滑轮,由动滑轮及其工作特点可知,省一半的力,即 F= 1 2

    32、G; B、此图是定滑轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即 FG; C、此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子有 3 股,则 F= 1 3G; D、此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子有 2 股,则 F= 1 2G。 由以上可知:在不计绳子、滑轮的重力及摩擦的情况下最省力的是 C。 故选:C。 6如图所示,作用在杠杆一端始终与杠杆垂直的力 F,将杠杆缓慢匀速地由位置 A 拉至位置 B,在这个过 程中力 F 的大小将( ) A变大 B不变 C变小 D先变大后变小 【解答】解:由题知,动力 F 作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直,则在杠杆缓慢由 A 到 B 的过程中,动 力臂 OA 的长度没有变化,阻力 G

    33、的大小没有变化,而阻力臂 L 却逐渐增大; 由杠杆的平衡条件知:FOAGL阻,当 OA、G 不变时,L阻越大,则 F 越大,因此在这个过程中拉力 F 逐渐变大。 故选:A。 7某同学旅游时,发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械。当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻 便地搬运到二楼上面。他借助该装置提升 100 牛的重物(不计摩擦和装置的自重) 。下列说法正确的是 ( ) A可以把 A、B 简化看成动滑轮 B人将绳拉过 1 米时,物体也上升 1 米 C物体匀速上升时,人对绳的拉力为 20 牛 D利用该装置不能省力,但能改变力的方向 【解答】解: A、提升物体时,A 的轴固定不动,属于定滑轮;B

    34、 和物体一起移动,属于动滑轮,故 A 错; B、由图知,A、B 组成滑轮组,n5,则拉力端移动距离 s5h;人将绳拉过 1m 时,物体上升的高度 h 0.2m,故 B 错; C、不计摩擦和装置的自重,人对绳的拉力:F= 1 5G= 1 5 100N20N,故 C 正确; D、由 C 项解答和图示可知,利用该装置既能省力,又能改变力的方向,故 D 错。 故选:C。 8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( ) A铡刀实质上是一种费力杠杆 B刀刃很薄可以增大压力 C手沿 F1方向用力比沿 F2方向更省力 D甘蔗放在 a 点比 b 点更易被切断 【解答】解: A、铡刀在使用时动力臂大

    35、于阻力臂,实质上是一种省力杠杆,故 A 错误; B、刀刃很薄是通过减小受力面积来增大压强的,故 B 错误; C、手沿 F1方向用力比沿 F2方向时的动力臂要小,根据杠杆平衡条件可知,动力越大,故 C 错误; D、甘蔗放在 a 点比 b 点时的阻力臂更小,根据杠杆的平衡条件可知,动力会越小,更易被切断,故 D 正确。 故选:D。 9如图所示,长 1 米的粗细均匀的光滑金属杆可绕 O 点转动,杆上套一滑环,用测力计竖直向上拉着滑环 缓慢向右移动,并保持金属杆处于水平状态。则测力计示数 F 与滑环离开 O 点的距离 s 之间的关系图象 为( ) A B C D 【解答】解:由题意可知,杠杆是粗细均匀

    36、的一只金属杆,重心在杠杆的中点,即阻力和阻力臂是保持 不变的,离开 O 点的距离 s 为动力臂,根据杠杆的平衡条件可知, FsGLG,则动力为:F= ,即 F 与 S 成反比,所以图象 B 是正确的。 故选:B。 10在杠杆的两端挂着质量和体积都相同的铝球和铁球,这时杠杆平衡将两球分别浸泡在质量和溶质质量 分数都相同的稀硫酸中(如图所示) ,直至两个烧杯中均没有气泡产生为止,两球的外形变化不大且无孔 洞出现。下列推测中正确的是 反应结束后,烧杯甲中的溶液质量大 反应结束后,烧杯乙中的溶液质量大 拿掉烧杯后,要使杠杆重新平衡,支点应向 A 端移动 拿掉烧杯后,要使杠杆重新平衡,支点应向 B 端移

    37、动( ) A B C D 【解答】解:通过化学方程式可算出铁球和铝球减少的质量比。 设消耗的铁和铝的质量分别为 x、y,硫酸的质量为 100g,质量分数为 a%则: Fe+H2SO4FeSO4+H2 2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2 56 98 54 294 x 100g a% y 100g a% 即 56 = 98 100%, 解得:x= 56 98 g, 54 = 294 100%, 解得:y= 54 294g, 故消耗的铁和铝的质量之比为:56 98 g:54 294g28:9 、因为铁球减少的质量大,则放铁球的那个烧杯溶液质量增加的多,即烧杯乙中溶液质量大,故 错误,正确

    38、; 因为铁球减少的质量大,所以拿掉烧杯后杠杆向铝球倾斜,要想使杠杆平衡,支点应向 A 端移动, 故正确,错误。 故选:C。 11如图是开瓶盖的起子,可以看成是一个杠杆,能正确表示出杠杆的支点、动力和阻力的图是( ) A B C D 【解答】解: A、如图,动力和阻力都使起子绕支点 O 顺时针转动。故 A 错误; B、要把瓶盖打开,要克服瓶盖和瓶口之间的摩擦力,瓶盖给起子的阻力是向下的。故 B 错误; C、瓶盖给起子的阻力是向下的。动力是起子绕支点 O 逆时针转动,阻力绕支点 O 顺时针转动。故 C 正 确; D、动力和阻力都使起子逆时针转动。故 D 错误。 故选:C。 12小明小组利用如图所示

    39、装置探究“杠杆平衡条件”时,在杠杆两侧挂上不同个数的钩码,移动钩码使杠杆 在水平位置平衡,这样三次实验后得出结论:动力 支点到动力作用点的距离阻力 支点到阻力作用点 的距离。下列能帮助他得出正确结论的操作是( ) A去掉一侧钩码,换用弹簧测力计竖直向下拉 B去掉一侧钩码,换用弹簧测力计竖直向上拉 C去掉一侧钩码,换用弹簧测力计斜向下拉 D增加钩码个数,再多次实验使结论更具普遍性 【解答】解:“动力 支点到动力作用点的距离阻力 支点到阻力作用点的距离”,是在杠杆在水平位置 平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的,此时的力臂正是支点到力作用点的距离。为得 出普遍结论,应改变力的方向使力臂

    40、不等于支点到力作用点的距离,多做几次实验,得出实验结论,故 正确的实验操作应该是 C、去掉一侧钩码,换用弹簧测力计斜向下拉。 故选:C。 13如图甲、乙所示是由相同的滑轮组装的滑轮组,甲 乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重 物匀速提升相同的高度,空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计,下列说法正确的是( ) A甲的拉力是乙的拉力的 3 倍 B甲拉力的功率大于乙拉力的功率 C乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的 2 倍 D如果考虑滑轮质量,图甲装置的机械效率比图乙的小 【解答】解:由题知,重物重力相同(设其大小为 G) ,物体升高的速度相同(设其大小为 v) , (1)对于图甲,因为

    41、两个都是定滑轮,空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计,所以 F甲G,绳 子的速度 v甲v; 拉力功率 P甲F甲v甲Gv;如果考虑滑轮质量,但空气阻力、摩擦、绳子的质量均不计,该装置的额 外功为 0,甲100%; (2)对于图乙,因为是一个定滑轮、一个动滑轮,n2,空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计, 所以 F乙= 1 2G,绳子的速度 v 乙2v;拉力功率 P乙F乙v乙= 1 2G 2vGv;如果考虑滑轮质量,空气阻 力、摩擦、绳子的质量均不计,该装置的额外功0,乙100%; 有以上分析可知: A、甲的拉力是乙的拉力的 3 倍,故 A 不符合题意; B、因为甲拉力功率 P 甲F 甲 v

    42、甲Gv,乙拉力功率 P 乙F 乙 v 乙12G 2vGv,所以甲拉力的功 率等于乙拉力的功率,故 B 不符合题意; C、乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的 2 倍,故 C 符合题意; D、如果考虑滑轮质量,图甲装置的机械效率比图乙的大,故 D 不符合题意。 故选:C。 14如图所示,均匀相同的砖,平放在水平地面,用竖直向上的力 F1和 F2分别作用于 ab 和 ab的中点,使 它们慢慢地直立起来(砖不滑动) ,则( ) AF1F2 BF1F2 CF1F2 D不能确定 【解答】 解: 第一种情况: 以cd的下边为支点转动, F1克服重力的力矩才能将砖抬起, 即F1 bcmg 1 2bc, F

    43、1= 1 2mg。 第二种情况: 以cd的下边为支点转动, F2克服重力的力矩才能将砖抬起, 即F2bcmg 1 2bc, F2= 1 2mg, 所以 F1F2。 故选:A。 15一均匀木板 AB,B 端固定在墙壁的转轴上,木板可在竖直面内转动,木板下垫了块 C,恰好使木板水 平放置,如图所示,现在水平力 F 将 C 由 A 向 B 匀速推动过程中,推力 F 将( ) A大小不变 B逐渐增大 C先增大后减小 D先减小后增大 【解答】解:杆受重力 G 和 C 对它的支持力 FN,由力矩平衡条件知 G1 2lFNL在 C 逐渐向右推移的 过程中,支持力 FN对轴 B 的力臂 L 逐渐减小,则 FN

    44、逐渐增大。由此可知,C 和木板间、C 和地面间的 摩擦力逐渐增大,由平衡条件知,水平推力 F 也逐渐增大。 故选:B。 二实验探究题(共二实验探究题(共 2 小题)小题) 16做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图,杠杆上相邻刻线间的距离相等。 (1)杠杆在如图甲的位置静止时 是 (选填“是”或“不是”)处于杠杆平衡状态的。 (2)如图乙,杠杆在水平位置平衡后,在 A 点挂两个钩码,在 B 点竖直向下拉弹簧测力计,仍使杠杆 水平位置平衡。当弹簧测力计改为斜拉时,再次使杠杆水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 变大 。 (选填“变大”、“变小”或“不变”) (3) 小华改变钩码的个数和位置进行了多次

    45、实验, 其目的是 使实验结论更具有普遍性, 避免偶然性 。 【解答】解: (1)杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态,图甲中杠杆处于静止状态,因而杠杆处于平衡 状态; (2)斜向下拉时,阻力和阻力臂一定,动力臂变小,动力变大,所以,测力计的示数将变大; (3)本实验中进行多次测量的目的是:使实验结论更具有普遍性,避免偶然性; 故答案为: (1)是; (2)变大; (3)使实验结论更具有普遍性,避免偶然性。 17王强同学设计了如图所示的装置进行实验,其中杠杆 OAB 支点为 O(杠杆 OAB 质量不计) ,OA:OB 1:3他实验的步骤如下: 步骤一:用一细绳将体积为 180cm3的金属

    46、块悬挂于 A 点,然后向容器中加水,使金属块浸没在水中。 步骤二:使杠杆 OAB 在水平位置静止,读出弹簧测力计此时的读数为 1.2N。 (1)金属块浸没在水中时受到的浮力为 1.8 N。 (2)被测金属块密度: 3 103kg/m3 。 【解答】 解:(1) 金属块浸没在水中时受到的浮力为 F浮水gV排103kg/m3 10N/kg 180 10 6m31.8N; (2)根据杠杆平衡条件得到: FB OBFA OA 1.2N 3FA 1 FA3.6N 金属块的重力 GF浮+FA计3.6N+1.8N5.4N; 金属块的密度 = = 5.4 10/1801063 =3 103kg/m3。 故答案

    47、为: (1)1.8; (2)3g/cm3或 3 103kg/m3 三计算题(共三计算题(共 3 小题)小题) 18工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼,每次运送量不定。滑轮组的机械效率随重力不同 的建材变化的图象如图乙所示,滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计。求: (1)若工人用 200N 的拉力,将建材匀速竖直向上提升了 6m,工人所做功; (2)当所运送建材的重为 400N 时,工人作用在绳子上的拉力; (3)当滑轮组的机械效率为 80%时,所运送建材受到的重力。 【解答】解: (1)拉力移动距离:snh2 6m12m, 拉力做功:WFs200N 12m2400J; (2)由图乙可知,建材的重为 400N 时,滑轮组机械效率为 50%, 由 = 有 总 = = = 得,建材的重为 400N 时,工人作用在绳子上的拉力; F= = 400 250% =400N; (3)由 F= 1 (G+G 动)得,动滑轮重:G动2FG2 400N400N400N, 由 = 有 总 = 有 有+额 = +动 = +动得当机械效率为 80%时,所运送建材受到的重力: G= 动 (1) = 80%400 (180%) =1600N。 答


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