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2019年中考物理总复习系列知识梳理+突破考点:第12章《简单机械》

1、第十二章简单机械知识点 1:杠杆五要素和平衡条件1杠杆的五要素和平衡条件(1)定义:一根在力的作用下能绕着_固定点 O_转动的硬棒叫做杠杆(2)杠杆的五要素:支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂(3)平衡条件:动力动力臂阻力阻力臂( F1l1 F2l2) 【提示】画力臂:(1)先在杠杆示意图上确定出支点。(2)画出动力作用线和阻力作用线。(3)最后从支点向力的作用线引垂线。2杠杆的分类:省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆【提示】省力杠杆必然费距离,省距离杠杆必然费力,既省力又省距离的杠杆是不存在的。知识点 2:滑轮1.滑轮与滑轮组2.斜面与轮轴【提示】轮轴不一定是省力机械,主要取决于动力作用于轮还是轴。

2、知识点 3:机械效率1.定义:物理学中,将_有用功_跟_总功_的比值叫做机械效率,用 表示2.表达式_ _W有W总3.测量滑轮组的机械效率: _W有W总 GhFs1.考查热点:杠杆力劈的作图及其平衡条件的探究,滑轮组的绕制,机械效率的理解及简单计算2.考查题型:以填空题、作图题、计算题、实验题为主3.备考重点:杠杆与滑轮的作图,机械效率的理解及简单计算考点 1:杠杆的分类例 1 如图所示,所使用杠杆属于费力杠杆的是( A )备考指导突破考点,典例呈现知识梳理考纲要求:1. 简单机械改变力的大小和方向.(探究)2. 机械效率.(了解)3. 机械使用的历史发展过程;机械的使用对社会发展的作用.(认

3、识)方法点拨:生活生产中,常用工具的杠杆分类:(1)省力杠杆:羊角锤、指甲剪、撬棒、剪刀、扳手、钢丝钳等。(2)费力杠杆:船桨、钓鱼竿、镊子、筷 子、坩埚钳、火钳等。(3)等臂杠杆:天平、跷跷板、定滑轮等。例 2 图甲是钳子使用时的情景。图乙是图甲中 A 部分受力的简化图, F1是钳子受到的动力, B 点是阻力的作用点, O 是支点,请在图乙中画出动力臂 l1和阻力 F2。【答案】方法点拨:(1)力臂表示的是支点 O 到力的作用线的距离,是从支点 O 向力的作用线引垂线,不是支点 O 到力的作用点的距离。(2)画力臂时可以按照以下步骤:先在杠杆上确定支点 O;找到动力和阻力的作用点,沿力的方向

4、画出动力作用线和阻力作用线;最后从支点 O 向力的作用线引垂线。考点 2:滑轮与滑轮组例 3 如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重和摩擦力, G160 N, G238 N,甲、乙两种情况下绳子在相等拉力 F 作用下静止。则每个动滑轮的重力为( B )A3 N B6 N C11 N D22 N方法点拨:(1)使用动滑轮能省一半力需满足两个条件:一是不考虑动滑轮重及绳子与轮间的摩擦力;二是拉绳子的力的方向必须是竖直向上的(若动滑轮水平放置,拉力方向是水平的),且拉力作用在绳子上,阻力作用在动滑轮的轴上。(2)判断滑轮组绳子段数 n 的方法:可以在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线,数一下与动滑轮相连的

5、绳子的段数是几段,则 n 就是几。如图甲、乙所示。考点 3:机械效率的计算例 4 用如图所示的滑轮组在 5 s 内将静止在水平地面上质量 m40 kg,底面积 S1 m 2的物体匀速竖直提升 3 m,所用拉力 F250 N,问:(1)提升前,物体静止在水平地面上时对地面的压强是多大?( g 取 10 N/kg)(2)滑轮组提升物体过程中做的有用功是多少?(3)拉力 F 的功率是多少?(4)滑轮组的机械效率是多少?解:(1)物体静止在水平地面上,则 F 压 G mg40 kg10 N/kg400 N。物体对地面的压强是 p 400 Pa。F压S 400 N1 m2(2)滑轮组提升物体过程中做的有

6、用功 W 有 Gh400 N3 m1 200 J。(3)由图可知:动滑轮上绳子的段数 n2,则拉力作用点移动的距离 s nh23 m6 m。 W 总 Fs250 N6 m1 500 J,拉力 F 的功率 P 300 W。W总t 1 500 J5 s(4)滑轮组的机械效率 80%。W有W总 1 200 J1 500 J方法点拨:计算滑轮组的机械效率:设物体上升的高度为 h,机械效率:(1) 。W有W总 GhFs GnF(2)若不计绳重及摩擦,则 。W有W有 W额 GhGh G动 h GG G动实验:探究杠杆的平衡条件命题点1杠杆平衡螺母的调节(左高向左调,右高向右调)。2让支点处于杠杆中央的目的

7、(减小杠杆自重对实验造成的影响)。3实验开始需调节杠杆在水平位置平衡的目的(方便读出杠杆的力臂)。4弹簧测力计的使用和读数。5测量多组数据的目的(避免偶然性,使得出的结论更具有普遍性)。6测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆,测力计示数的变化。7分析数据总结杠杆平衡条件( F1l1 F2l2)。8杠杆平衡条件的应用。实验结论:动力动力臂阻力阻力臂,写成公式 F1l1 F2l2。例 5 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:(1)把支点放在质地均匀的杠杆中间,在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲所示,为使杠杆 在水平位置平衡,应将杠杆左端螺母向_右_(选填“左”或“右”)边旋一些。(2)调好后,第一组按图

8、乙进行实验,第二组按图丙进行实验,你认为第_二_组实验更好,理由是_便于测量力臂_。(3)某 小组通过多次实验,得出以下数据,分析数据得出杠杆的平衡条件是_F1l1 F2l2_(用字母表示)。请你应用杠杆的平衡条件,将表格中的数据填完整。次数物理量1 2 3 4l1/m 0.1 0.15 0.2 0.2F1/N 0.5 0.5 1.5 _2_l2/m 0.05 0.05 0.1 0.1F2/N 1 1.5 3 41.(2018 山东东营)对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率,下列说法正确的是( C )A通过改进机械的性能可以使机械效率达到 100% B做功多的机械,功率一定

9、大C功率大的机械,做功一定快 D做功快的机械,机械效率一定高2.(2018 浙江省绍兴市)归纳推理是一种重要的科学思维方法。下列归纳推理正确的是(A)A.甲图:向右移动滑片,若通过 R1的电流增加 a 安,则通过 R2的电流也增加 a 安B.乙图:仍呈清晰的像,若物距增加 b 厘米,则像距也要增加 b 厘米C.丙图:加水液面升高,若小铁球受到的浮力增加 c 牛,则大铁球受到的浮力也增加 c牛D.丁图:保持天平平衡,若左侧增加 d 个钩码,则右侧也要增加 d 个钩码3.(2018 河南省)下列工具中,使用时属于费力杠杆的是( B )4.(2018 山东聊城)人体中的许多部位都具有杠杆的功能。如图

10、是人用手托住物体时手臂的示意图,当人手托 5kg 的物体保持平衡时,肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定( B )A大于 5kg B大于 49N中考连接,挑战自我C小于 49N D等于 49N 5.(2018 山东临沂)图(a)所示的杠杆是水平平衡的。如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体,如图(b)所示,则杠杆( A )A右端下沉B左端下沉C要保持平衡应将左端的物体向右移动D要保持平衡应在右端再加挂一个物体 6.(2018 四川巴中)如图所示,在轻质杠杆 OA 的中点悬挂一个重物,在 A 端施加一个始终与 OA 垂直的力 F,由水平位置匀速提到如图虚线的位置,在这个过程中,拉力 F

11、的大小( C )A一直变大 B始终不变 C一直变小 D先变小后变大7.(2018 四川绵阳)如图所示,两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上,质量分布不均匀的木条 AB 重 24N,A、B 是木条两端,O、C 是木条上的两个点,AO=BO,AC=OCA 端放在托盘秤甲上,B 端放在托盘秤乙上,托盘秤甲的示数是 6N现移动托盘秤甲,让 C 点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数是( C )A8NB12NC16ND18N8.(2018 浙江宁波)如图所示,F 1=4N,F 2=3N,此时物体 A 相对于地面静止,物体 B 以0.1m/s 的速度在物体 A 表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑

12、轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦) 。下列说法错误的是( D )AF 2的功率为 0.6WB弹簧测力计读数为 9NC物体 A 和地面之间有摩擦力D如果增大 F2,物体 A 可能向左运动9.(2018 福建 B 卷) 墨经最早记述了秤的杠杆原理。图中“标” “本”表示力臂, “权”“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是( C )A “权”小于“重”时,A 端一定上扬B “权”小于“重”时, “标”一定小于“本”C增大“重”时,应把“权”向 A 端移D增大“重”时,应换用更小的“权”10.(2018 广西北部湾)在探究“杠杆平衡条件”实验中,杠杆在力F 作用下水平平衡,如图所示,现将弹簧测

13、力计绕 B 点从 a 位置转动到 b 位置过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力 F 与其力臂的乘积变化情况是( C )A一直变小 B一直变大 C一直不变 D先变小后变大11.(2018 四川达州)如图所示,光滑带槽的长木条 AB(质量不计)可以绕支点 O 转动,木条的 A 端用竖直细线连接在地板上,OA0.6m,OB0.4m在木条的 B 端通过细线悬挂一个长方体木块 C,C 的密度为 0.8103kg/m3,B 端正下方放一盛满水的溢水杯现将木块 C 缓慢浸入溢水杯中,当木块浸入水中一半时,从溢水口处溢出 0.5N 的水,杠杆处于水平平衡状态然后让质量为 300g 的小球从 B 点沿槽向 A

14、端匀速运动,经 4s 的时间系在 A 端细绳的拉力恰好等于 0,下列结果不正确的是(忽略细绳的重力,g 取 10N/kg)( D )A木块受到的浮力为 0.5NB木块 C 受到细线的拉力为 0.3NC小球刚放在 B 端时 A 端受到细线的拉力为 2.2ND小球的运动速度为 0.2m/s12.(2018 贵州贵阳)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 )A筷子可以省距离 B所有剪刀都一定省力 C定滑轮可以省力 D撬棒越短一定越省力13.(2018 湖北咸宁)如图所示,用滑轮组在 4s 内将重为 160N 的物体匀速提升 2m,若动滑轮重 20N,不计滑轮与轴

15、之间的摩擦及绳重。则在此过程中,下列说法正确的是( B )A绳子自由端向上移动了 4m B拉力 F 的功率为 90WC拉力 F 为 90N D滑轮组的机械效率为 80%14.(2018 陕西省)如图所示的不锈钢空调架,安装时横杆 OB 伸出墙外由斜杆 AC 支撑,其中 O、A 两点固定在墙上,C 端固定在横杆 OB 上,通常将空调室外机置于该支架上时不紧靠墙体.下列相关说法正确的是( C )A.空调架对墙没有力的作用 B.若以 O 为支点,OB 一定是一个省力杠杆C.若室外机向外移动,AC 对 OB 的支撑力变大 D.室外机不能紧靠墙体主要是为了防止漏电15.(2018 湖北省宜昌市)下列有关

16、起重机提升货物时机械效率的说法,正确的是( B )A.有用功越多。机械效率越高 B.同一起重机提起的货物越重,机械效率越高C.额外功越少,机械效率越高 D.同一起重机提起同一货物越快,机械效率越高16.(2018 福建 B 卷)如图,用同一滑轮组分别将物体 A 和物体 B 匀速提升相同的高度。与提升 B 相比,提升 A 的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响,则提升 A 的过程( D )A额外功较小 B额外功较大 C总功较小 D总功较大17.(2018 四川省广安市)如图所示,斜面长 3m,高 0.6m,建筑工人用绳子在 6s 内将重500N 的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,

17、拉力是 150N(忽略绳子的重力) ,则下列说法正确的是( A )A.斜面上的摩擦力是 50N B.拉力的功率是 50WC.拉力所做的功是 300J D 斜面的机械效率是 80%18.(2018 湖南省常德市)如图所示,小红用 10N 的拉力将重为 20N 的物体在 5s 内匀速提升了 0.2m,则以下说法正确的是(B )A.绳子自由端移动的距离为 0.4mB.有用功为 4JC.滑轮组的机械效率为 83.3%D.拉力的功率为 12W19.(2018 四川省自贡市)如右图所示,用滑轮组提升重物时,重 400N 的物体在 10s 内匀速上升了 1m。已知拉绳子的力 F 为 250N,则提升重物的过

18、程中( D )A.做的总功是 400J B.拉力 F 的功率是 25WC.绳子自由端被拉下 1m D.滑轮组的机械效率是 80%20.(2018 湖南省邵阳市)如 右 图 所 示 , 某 同 学 使 用 动 滑 轮 把 600N 的 重 物 匀速 提 升 了 3m, 所 用 的 拉 力 是 400N。 下列说法正确的是(B )A机械效率是 80% B有用功是 1800JC额外功是 300J D总功是 2100J21.(2018 河南省)高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷的直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。图 2 为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂 20 个相同的坠砣,每个坠砣质量为

19、25kg,不计滑轮和钢绳自重和摩擦,输电线 A 端受到的拉力大小为 N。若某段时间内坠砣串下降了 30cm,则输电线 A 端向左移动了 cm。 ( g 取 10N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩)【答案】10000;15。22.(2018 湖南娄底)如图是用滑轮组提升物体A的示意图,物体A受到的重力大小为GA=100N。在匀速竖直提升物体A的过程中,物体A上升的速度大小为v=0.4m/s,滑轮质量、绳重及一切摩擦均可忽略不计,(1)绳子自由端的拉力大小 F= N;(2)拉力 F 做功的功率 P= W。(3)物体 A 的机械能 (填“增加” 、 “减少”或“不变” ) 。【答案】 (1)50;(2)

20、40;(3)增加23.(2018 四川遂宁)小丽同学用水平力F拉动如图所示装置,使重 100N的A物体 4s内在水平地面上匀速运动了 80cm,物体B重 50N(物体B与A始终接触),此过程中地面受到的摩擦力为 10N,弹簧测力计的示数为 8N.若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦,则滑轮移动的速度为 m/s,物体A受到B施加的摩擦力 (选填“水平向左” 、“水平向右”或“为零”),水平拉力F为 N, 水平拉力F的功率为 W.【答案】0.1;水平向右;36;3.624.(2018 天津)利用图甲中的撬棒撬石块时,撬林相当于 (选填“省力”或“费力” )杠杆:利用图乙中的滑轮组匀速提升

21、 900N 的重物时,若忽略滑轮自重、绳重及摩擦,人对绳的最小拉力为 N。【答案】省力;30025.(2018 云南省昆明市)如 图 所 示 , 轻 质 杠 杆 OA可 绕 O点 无 摩 擦 转动 , A点处挂一个重为 20N 的 物 体 , B点处加一个竖直向上的力F ,杠 杆 在 水 平 位 置 平 衡 , 且 OB: AB=2: 1。 则 F= N, 它 是 杠杆。【答案】30 费力26.(2018 浙江杭州)如图所示,将长为 1.2 米的轻质木棒平放在水平方形台面上,左右两端点分别为 A、B,它们距台面边缘处的距离均为 0.3 米。在A 端挂一个重为 30 牛的物体,在 B 端挂一个重

22、为 G 的物体。(1)若 G=30 牛,台面受到木棒的压力为 牛。(2)若要使木棒右端下沉,B 端挂的物体至少要大于 牛。(3)若 B 端挂物体后,木棒仍在水平台面上静止,则 G 的取值范围为 牛。【答案】 (1)60;(2)90;(3)l09027.(2018 山东东营)如图所示,杠杆 AOB 能绕 O 点转动。在 A 点挂一重物 G,为使杠杆保持平衡且用力最小,在 B 点施加一个力,这个力应该是图中的 。【答案】F 228.(2018 山东临沂)小明用如图所示的动滑轮提起 140N 的水桶,动滑轮重20N(不计绳重和摩擦) ,小明拉绳子的动力为 N;如果向水桶内再加入40N 的水,提起时动

23、滑轮的机械效率 (选填“变大” 、 “变小”或“不变” )。【答案】80;变大29.(2018 山东枣庄)如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用 FA、F B匀速提升重力为 GA、G B的 A、B 两物体,不计绳重和摩擦。若 GAG B,则 甲 乙 ;若 FA=FB,则 GA GB (选填“” 、“”或“=” )【答案】;30.(2018 海南)如图所示,用动滑轮把重为 40N 的物体 A 以 0.5m/s 的速度匀速提升,用时 4s,拉力 F 的大小是 25N,则拉力 F 的功率是 W,动滑轮的机械效率是 。【答案】25;80%31.(2018 湖北荆门)工人利用斜面和滑轮将物体

24、从斜面底端匀速拉到顶端,斜面高 1m,长 2m,物体重 500N,平行于斜画的拉力 200N,所用时间 10s。在此过程中,物体动能 (选填“增大” 、 “减小”或“不变” ) 。重力势能 (选填“增大” 、 “减小”或“不变” ) 。拉力的功率为 W,把物体直接提高到斜面顶端做的功为有用功,则这个装置的机械效率为 。【答案】不变;增大;80;62.5%32.(2018 江苏淮安)如图所示,工人用 250N 的拉力将重为 400N 的装修材料匀速提升 6m,所用时间为 lmin,则工人做的有用功是 J,工人做功的功率是 W,动滑轮的机械效率是 。【答案】2400;50;80%33.(2018

25、河北)一台起重机在 10s 内将重为 3600N 的货物匀速提高了 4m,起重机做的有用功是 J。若起重机做的额外功是 9600J,则机械效率是 ,起重机的总功率是 W。【答案】14400 60% 240034.(2018 浙江湖州)在拓展课上,小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景,设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在 4 秒内将一个重为 100 牛的物体,沿着水平地面匀速拉动了 2 米。人的拉力为 18 牛,物体移动时受到地面的摩擦力为物重的 0.35 倍,不计绳重及机械的摩擦。求:(1)人的拉力所做的功。(2)人的拉力做功的功率。(3)动滑轮受到的重力。【答案】 (1)72J(2)18

26、W(3)1N。 35.(2018 广东省)如题 19 图是建筑工地上的起重机示意图,起重机的电动机功率为3103W,当它把质量为 1t 的重物匀速提起 24m 时,用时 100s.(g=10N/kg)求:(1)在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少?机械效率是多少?(2)若起重机 AB 长为 20m,吊起重物时 B 端的配重质量为 4t,为使起重机不翻倒,则 OB 长为多少?(不计摩擦和起重机自重)【答案】 (1)2400W;80%;(2)4m。36.(2018 浙江省台州市)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:、

27、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 。(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 4 克,OA=3 厘米,OC=1.4 厘米,OB=1 厘米,AOB=135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, 取 1.4)【答案】 (1);(2)如图所示: (3)4g4.78g

28、。37.(2018 山东枣庄)如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。(1)实验前没挂钩码时,杠杆静止的位置如图甲所示,此时应将螺母向 调节,使杠杆在水平位置平衡。(2)杠杆平衡后,小李在左右两侧分别挂上钩码,如图乙所示,杠杆的 端会下沉,要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下,只需将 即可。(3)小李和小王又分别设计了两种实验方案,小李的方案如图丙所示,小王的方案如图丁所示。你认为 的实验方案更好,请说明你的理由 。(4)实验中小王发现:如果在杠杆的 O 点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平

29、衡?请说明理由 。【答案】 (1)右;(2)左;将左侧的钩码去掉一个;(3)小李;弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直,力臂在杠杆上便于测量;(4)这个作用在杠杆 O 点的力的力臂等于零,不影响杠杆的平衡。38.(2018 山东泰安)图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端,将重为 4.5N 的物体从 A 位置提升到 A位置,同时弹簧测力计从图中的 B 位置上升到 B位置,在这个过程中,弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题:(1)物体提升的高度是 cm,拉力是 N,该滑轮组的机械效率 = ;(2)若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮

30、,改为图丙所示的装置,提升同一物体,则滑轮组的机械效率 (选填“变大” 、 “变小”或“不变” ) 。【答案】 (1)5.0; 2;75%;(2)变小。39 (2018 湖南娄底)在图中画出力 F 对支点 O 的力臂。【答案】40 (2018 四川眉山)如图所示,轻质杠杆 OA 能绕 O 点转动,请在杠杆中的 A 端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力 F 的示意图(要求保留作图痕迹) 。【答案】41.(2018 湖北咸宁) 过去农村用的舂米工具是一个杠杆,如图所示是它的结构示意图。O 为固定转轴,在 A 端连接着石球,脚踏 B 端可以使石球升高,抬起脚,石球会落下打击稻谷。请在图中画出动力 F1的力臂和石球所受重力 G 的示意图。【答案】