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专题11简单机械命题点1杠杆类型的判断【命题趋势】①杠杆类型的判断主要在选择题中考查,个别地市会在填空题中涉及.②试题有时以纯文字的形式进行考查,有时以四幅图的形式进行考查;③命题时多结合生活中的一些杠杆(独轮车、镊子等)的应用为背景进行.【归纳整理】杠杆类型的判断及应用:名称结构特征特点应用举例省力杠杆动力臂大于阻力臂省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀费力杠杆动力臂小于阻力臂费力、省距离缝纫机踏板、起重臂的前臂、理发剪刀、钓鱼竿等臂杠杆动力臂等于阻力臂不省力、不费力天平、定滑轮1.(2021·辽宁)如图所示的工具中,属于费力杠杆的是()A.瓶盖起子B.食品夹C.核桃钳D.起钉锤2.(2021·湖南怀化)下列情境中的杠杆属于费力杠杆的是()A.羊角锤拔钉子 B.起子开瓶盖C.镊子夹物 D.钳子剪导线3.(2021·北京)图示的四种工具中,正常使用时属于费力杠杆的是()A.园艺剪 B.筷子C.瓶盖起子 D.核桃夹4.(2021·广东深圳)下列杠杆中属于费力杠杆的是()A.撬石头 B.船桨C.小推车 D.修树剪刀5.(2021·黑龙江绥化)(多选)下列简单机械中能够省力的是()A.独轮车 B.镊子 C.撬棍 D.天平命题点2eq\a\vs4\al(杠杆平衡条件及其应用)(高频)(含动态杠杆问题)【命题趋势】①常结合杠杆在生活中的应用命题;②主要出现在选择题中,有时也会在填空题、实验探究题及计算题中涉及.在计算题中考查利用杠杆平衡条件计算力或力臂.6.(2021·湖南岳阳)A中的杠杆和物体处于静止状态,B、C、D中的物体被匀速吊起,所有物体重力均为G,不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦,则所用拉力F最小的是()A. B.C. D.7.(2021·山东潍坊)“节约用水,人人有责”,应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆,O为支点,F为阻力,分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头,其中用力最小的是()
A.a B.b C.c D.d8.(2021·新疆)如图所示,用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,阻力臂l阻和动力F动的变化情况是()A.l阻不变,F动变大 B.l阻不变,F动不变C.l阻变大,F动变大 D.l阻变大,F动不变9.(2021·山东枣庄)如图所示,一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动,在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F,使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中,力F的大小将()A.先变大,后变小 B.先变小,后变大 C.一直是变大的 D.一直是变小的10.(2021·四川泸州)在泸州市第36届青少年科技创新大赛上,秋雨同学展示了如图所示的“硬币玩转杠杆”装置,活动中使用的硬币完全相同。在刻度均匀的杠杆上放硬币之前,杠杆在水平位置平衡,说明该杠杆的重心在_______点。在A点叠放两枚硬币时,则可在E点叠放_______枚硬币能使杠杆再次水平平衡。保持A点叠放两枚硬币不变,在杠杆上已标出的其余6个点上放硬币,有些点无论放多少枚硬币都无法使杠杆再次水平平衡,这些点是_______。命题点3滑轮、滑轮组和斜面的特点【命题趋势】①滑轮、斜面特点的理解和相关计算一般在选择题和计算题中考查,个别地市会在填空题中涉及.②命题时主要结合滑轮或者斜面考查其特点或功、功率以及机械效率的计算.11.(2021·内蒙古赤峰)升国旗时,旗手缓缓向下拉绳子,旗子就会徐徐上升,如图所示,关于旗杆上端定滑轮的作用,说法正确的是()A.省力 B.省功 C.费力 D.改变力的方向12.(2021·湖南岳阳)A中的杠杆和物体处于静止状态,B、C、D中的物体被匀速吊起,所有物体重力均为G,不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦,则所用拉力F最小的是()A. B.C. D.13.(2021·山东烟台)用如图所示的四种方式匀連提升同一物体(不计机械自重和摩擦),其中最费力的是()A. B.C. D.14.(2021·陕西)如图所示,工人师傅用沿斜面向上1000N的推力。将重为2000N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m,则此过程中的有用功为______J,斜面的机械效率为______。使用斜面可以______(选填“省力”或“省功”)。命题点4eq\a\vs4\al(机械效率的相关计算)(难点、重点)【命题趋势】①在选择题、填空题和计算题中均有出现;②命题时大多结合滑轮(组)或斜面一起出现,在填空题和计算题中经常结合功或功率的知识综合考查.③机械效率是中考的难点.计算时要特别注意绳子的段数与物体移动的距离(速度)及绳子自由端移动的距离(速度)的关系.【归纳整理】机械效率的相关计算:机械装置图公式定滑轮a.W有用=Ghb.W总=Fs=Fhc.η=eq\f(W有用,W总)×100%=eq\f(Gh,Fs)×100%动滑轮及滑轮组a.W有用=Ghb.W总=Fs=Fnhc.η=eq\f(W有用,W总)×100%=eq\f(Gh,Fs)×100%=eq\f(Gh,Fnh)×100%=eq\f(G,nF)×100%滑轮组a.W有用=fs物b.W总=Fs=Fns物c.η=eq\f(W有用,W总)×100%=eq\f(fs物,Fs)×100%=eq\f(fs物,Fns物)×100%=eq\f(f,nF)×100%斜面a.W有用=Ghb.W额外=fsc.W总=Fs或W总=Gh+fsd.η=eq\f(Gh,Fs)×100%或η=eq\f(W有用,W总)×100%=eq\f(Gh,Gh+fs)×100%说明F表示拉力、G表示物重、s表示物体移动的距离、n表示动滑轮上绳子的段数、h表示物体上升的高度、f表示物体与斜面的摩擦力,不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦15.(2021·山东菏泽)如图所示,用动滑轮提起一重为的物体,在内将物体匀速提高,已知动滑轮重(不计绳重和摩擦),则()A.手对绳子的拉力为 B.拉力做功的功率为C.手拉绳子移动的速度为 D.该装置的机械效率为16.(2021·黑龙江齐齐哈尔)(多选)如图所示是一位同学组装的提升重物的装置,他用的力在内把重的物体匀速提升。则此过程中,下列说法正确的是()A.他做的总功是B.他做的有用功是C.他对滑轮组做功的功率是D.该滑轮组的机械效率是17.(2021·广西南宁)图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。匀速拉动车的过程中,车相对树木是______(选填“静止”或“运动”)的,动滑轮上有______段绳子承担对车的拉力,若对车的拉力为2400N,F为1500N,则该滑轮组的机械效率是______。18.(2021·青海)一名建筑工人用如图所示的滑轮组,将一个重为450N的货物,在10s内沿竖直方向匀速提升了4m,建筑工人所用的拉力是300N。则该建筑工人所做的有用功是______J,建筑工人做功的功率是______W,该滑轮组的机械效率是______。19.(2021·江苏泰州)如图,小明将一个重为3N的小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为1.25N,小车沿斜面移动的距离s=1.6m,上升的高度h=0.6m。则小明对小车做的有用功是________J,斜面的机械效率是___________。20.(2021·山东泰安)如图所示,甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物,在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处,用时10s,此过程中甲工人做功的功率P甲=30W;乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3m到达指定位置B,拉力F乙为80N。求:(1)甲工人做的功;(2)该滑轮组的机械效率。命题点5简单机械作图【命题趋势】涉及的主要内容有:①杠杆的力臂作图:a、根据力画力臂,b、画使杠杆平衡的最小力,c、根据力臂画力;②杠杆力臂作图和力的示意图综合考查;③滑轮组的绕线(主要是根据所给滑轮组画最省力的绕线法);其中根据力画力臂是中考的常考点.【归纳整理】杠杆作图:(1)力臂作图步骤如下:步骤方法一找点首先在杠杆的示意图上,确定支点O二画线画好动力作用线及阻力作用线,画的时候要用虚线将力的作用线延长三作垂线段从支点O向力的作用线引垂线,作出垂足,则从支点到垂足的距离就是力臂四标示最后用大括号勾出力臂,在旁边标上字母L1或L2,分别表示动力臂或阻力臂(2)求最小动力方法技巧:①动力作用点要选在杠杆上距支点最远处;②连接动力作用点和支点(用实线);③以动力作用点为垂足,作动力作用点与支点连线的垂线;④根据动力和阻力使杠杆移动的方向相反,确定动力的方向.(3)力臂作图规范:①作图必须用直尺、铅笔,所作线要直;②在作力或力臂时,要画出垂足;③力臂用实线,并在两端加箭头表示(或用虚线表示并用大括号标明),在旁边标上字母.类型一杠杆作图21.(2021·山西)中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分。如图是用切刀将黄芪切片的示意图,请你在图中画出施加在手柄上A点最小力F的示意图及其力臂l。22.(2021·宁夏)采用如图所示站姿锻炼手臂力量:双脚并拢,脚尖O触地,脚后跟踮起,手臂水平,手掌支撑在竖直墙壁上的A点,B为人体重心所在位置。锻炼时,躯体伸直,手臂弯曲和伸直动作交替进行。(人体可视为杠杆,O点为支点)。(1)在图中画出人所受重力的示意图。(2)画出墙壁对手掌的支持力F的力臂l。23.(2021·内蒙古通辽)如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时,浮标带动杠杆压住入水口,停止上水。请在图中画出动力、阻力和动力臂。
类型二滑轮组绕线24.(2021·贵州)用滑轮组将放在水平地面上的重物G提起,在图中画出重物G所受重力的示意图和滑轮组最省力的绳子绕法。25.请在图中用笔画线代替绳子,将两个滑轮连成滑轮组,要求人用力往下拉绳使重物升起.命题点6探究杠杆的平衡条件(高频)【命题趋势】①杠杆平衡螺母的调节;②调节杠杆在水平位置平衡的目的;③弹簧测力计的使用和读数;④杠杆平衡条件的应用(F1L1=F2L2);⑤测力计放置角度的变化与测力计的示数的变化关系.26.(2021·陕西)在:“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)为方便测量力臂,实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母,使之在______位置平衡;(2)如图-1,此时杠杆处于平衡状态,如果在杠杆两端各挂一个相同的钩码,杠杆将______(选填“保持平衡”“顺时针转动”或“逆时针转动”);(3)如图-2是一个加宽的杠杆装置,此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点,力臂是线段______(选填“OA”“OB”或“AB”),此时杠杆______(选填“仍能”或“不能”)保持平衡。27.(2021·天津)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:(1)实验前,若使如图所示的杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节;(2)实验时,在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,三次实验获得的数据如下表所示。分析可得杠杆的平衡条件是______;次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm11.015.01.510.021.020.02.010.032.015.03.010.0(3)为了进一步验证实验结论,又做了图所示的实验,在杠杆水平平衡时;①已知每个钩码的质量均为50g,则此次实验中阻力F2大小为______N,阻力臂l2为______cm;(g取10N/kg)②请你在图中画出动力F1的力臂。(____)命题点7测量滑轮组的机械效率【命题趋势】涉及的主要的考查内容有:①实验操作过程中的注意事项(匀速移动弹簧测力计);②弹簧测力计的读数;③承力的绳子段数的判断;④有用功和总功的判断;⑤绳子自由端移动的距离和物体上升高度的关系;⑥滑轮组的机械效率与物重和钩码重的关系;⑦机械效率的计算.28.在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、乙、丙3次实验,实验数据记录如下:实验次数钩码所受的重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η120.051.00.1566.7%240.051.70.1578.4%360.05①0.15②(1)实验中要竖直向上____________拉动弹簧测力计,使钩码升高.(2)表格中编号①处数据应为________,编号②处数据应为________.(3)分析以上实验数据可以得出如下结论:同一滑轮组的机械效率主要与________________有关.(4)若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率________(选填“变大”“变小”或“不变”).命题点8测量斜面的机械效率29.小亮看到工人利用斜面把货物推到车上,联想到物理课上学过的知识,提出了以下两个问题:(1)斜面越缓越省力,是不是机械效率越高呢?(2)对于同一个滑轮组,提升的物体越重,机械效率越高;对于同一个斜面,是不是所推的物体越重,机械效率越高呢?为了解决以上问题,小亮与几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究,记录的部分实验数据如下表:实验次数斜面倾角物重G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η(%)①45°10.70.910.977.8②30°10.50.710.50.771.4③30°20.51.4111.4(1)表格中缺少2个数据,请补充完整(保留一位小数).(2)在实验操作过程中,应沿斜面向上________拉动木块;实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向________(选填“左”或“右”)移动.(3)通过对比实验①②的数据,得出的结论是斜面越缓越省力,机械效率越________.(4)通过对比实验________的数据(选填实验次数),得出的结论是对于同一斜面,机械效率与所拉动物体的重力________.专题11简单机械命题点1杠杆类型的判断【命题趋势】①杠杆类型的判断主要在选择题中考查,个别地市会在填空题中涉及.②试题有时以纯文字的形式进行考查,有时以四幅图的形式进行考查;③命题时多结合生活中的一些杠杆(独轮车、镊子等)的应用为背景进行.【归纳整理】杠杆类型的判断及应用:名称结构特征特点应用举例省力杠杆动力臂大于阻力臂省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀费力杠杆动力臂小于阻力臂费力、省距离缝纫机踏板、起重臂的前臂、理发剪刀、钓鱼竿等臂杠杆动力臂等于阻力臂不省力、不费力天平、定滑轮1.(2021·辽宁)如图所示的工具中,属于费力杠杆的是()A.瓶盖起子B.食品夹C.核桃钳D.起钉锤【答案】B【解析】A.瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;B.食品夹在使用过程中,动力臂较短,是费力杠杆,故B符合题意;C.核桃钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;D.起钉锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,故D不符合题意。故选B。2.(2021·湖南怀化)下列情境中的杠杆属于费力杠杆的是()A.羊角锤拔钉子 B.起子开瓶盖C.镊子夹物 D.钳子剪导线【答案】C【解析】A.羊角锤拔钉子,动力臂大于阻力臂,故是省力杠杆,故A不符合题意;B.起子开瓶盖,动力臂大于阻力臂,故是省力杠杆,故B不符合题意;C.镊子夹物,是阻力臂大于动力臂,故是费力杠杆,故C符合题意;D.钳子剪导线,动力臂大于阻力臂,故是省力杠杆,故D不符合题意。故选C。3.(2021·北京)图示的四种工具中,正常使用时属于费力杠杆的是()A.园艺剪 B.筷子C.瓶盖起子 D.核桃夹【答案】B【解析】A.园艺剪在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;B.筷子使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;C.瓶盖起子使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;D.核桃夹使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。故选B。4.(2021·广东深圳)下列杠杆中属于费力杠杆的是()A.撬石头 B.船桨C.小推车 D.修树剪刀【答案】B【解析】A.从图中可以看到,撬石头时,支点是木棒与中间石头的接触点,左边石头对木棒的压力是阻力,右边的人对木棒的压力是动力,很明显看到动力臂大于阻力臂,则它属于省力杠杆,故A不符合题意;B.从图中可以看到,船桨划船时,支点是船桨与船的接触点,人划船时出的力是动力,水对船桨的推力是阻力,人手对船桨的作用点距离支点较近,水对船桨的作用点距离支点较远,动力臂小于阻力臂,则它属于费力杠杆,故B符合题意;C.从图中可以看到,工人使用小推车工作时,支点是小推车的下面车轮中间点,人手往上抬的力是动力,小推车自身的重力是阻力,人手对小推车的作用点距离支点较远,小推车自身的重力作用点距离支点较近,动力臂大于阻力臂,则它属于省力杠杆,故C不符合题意;D.从图中可以看到,修树剪刀使用时,剪刀中间点作为支点,人手出的力是动力,剪刀受到树木的力是阻力,人手对剪刀的作用点距离支点较远,树木对剪刀的作用点距离支点较近,动力臂大于阻力臂,则它属于省力杠杆,故D不符合题意。故选B。5.(2021·黑龙江绥化)(多选)下列简单机械中能够省力的是()A.独轮车 B.镊子 C.撬棍 D.天平【答案】AC【解析】AC.独轮车、撬棍在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故AC符合题意;B.镊子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B不符合题意;D.天平在使用时,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故D不符合题意。故选AC。命题点2eq\a\vs4\al(杠杆平衡条件及其应用)(高频)(含动态杠杆问题)【命题趋势】①常结合杠杆在生活中的应用命题;②主要出现在选择题中,有时也会在填空题、实验探究题及计算题中涉及.在计算题中考查利用杠杆平衡条件计算力或力臂.6.(2021·湖南岳阳)A中的杠杆和物体处于静止状态,B、C、D中的物体被匀速吊起,所有物体重力均为G,不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦,则所用拉力F最小的是()A. B.C. D.【答案】D【解析】A.根据杠杆的平衡条件可知杠杆平衡时故拉力;B.图B中为定滑轮提升物体,不能省力,只能改变力的方向,绳端拉力;C.图C中使用滑轮组提升物体,动滑轮上有2段绳子承载,自由端拉力;D.图D中使用滑轮组提升物体,动滑轮上有3段绳子承载,自由端拉力;其中D图中自由端拉力最小。故选D。7.(2021·山东潍坊)“节约用水,人人有责”,应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆,O为支点,F为阻力,分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头,其中用力最小的是()
A.a B.b C.c D.d【答案】B【解析】根据杠杆平衡的条件,阻力和阻力臂不变,动力的力臂最大时,动力最小,所以用力沿b方向关闭水龙头时,动力臂最大,用力最小,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。8.(2021·新疆)如图所示,用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,阻力臂l阻和动力F动的变化情况是()A.l阻不变,F动变大 B.l阻不变,F动不变C.l阻变大,F动变大 D.l阻变大,F动不变【答案】C【解析】由题意可知,在用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,剪刀与没有剪断的纸,接触位置在不断向前移动,支点是剪刀中间那个位置,那么纸对剪刀的作用力是阻力,这个力的力臂是阻力臂,从图中可以看到,阻力臂在不断变大,即l阻变大,这个阻力可以看作是大小不变,人手在剪刀上出的力是动力,对应的是动力臂,从图中可以看到,动力臂大小不变,这个缓慢剪断的过程中,可把剪刀看作处于平衡状态,根据杠杆的平衡条件,可得,大小不变,在变大,大小不变,则在变大。故选C。9.(2021·山东枣庄)如图所示,一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动,在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F,使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中,力F的大小将()A.先变大,后变小 B.先变小,后变大 C.一直是变大的 D.一直是变小的【答案】A【解析】杠杆转动过程中克服自身重力做功,质地均匀的木杆其重力的作用点在木杆的中点,方向始终竖直向下。当木杆由OA位置转动到水平位置的过程中,木杆重力不变,其力臂变大,力F的力臂不变,由杠杆的平衡条件可知,力F变大;当杠杆从水平位置转动到OB位置,木杆重力不变,其力臂变小,力F的力臂不变,由杠杆的平衡条件可知,力F变小。故力F先变大后变小。故A正确;BCD错误。故选A。10.(2021·四川泸州)在泸州市第36届青少年科技创新大赛上,秋雨同学展示了如图所示的“硬币玩转杠杆”装置,活动中使用的硬币完全相同。在刻度均匀的杠杆上放硬币之前,杠杆在水平位置平衡,说明该杠杆的重心在_______点。在A点叠放两枚硬币时,则可在E点叠放_______枚硬币能使杠杆再次水平平衡。保持A点叠放两枚硬币不变,在杠杆上已标出的其余6个点上放硬币,有些点无论放多少枚硬币都无法使杠杆再次水平平衡,这些点是_______。【答案】D6B、C、D【解析】[1]杠杆在水平位置平衡时,其重心在杠杆的几何中心,即D点。[2]设杠杆上每两点间的距离为l,每个硬币的重为G,据题意及杠杆的平衡条件有2G⋅3l=nG⋅l解得,在E点放置的硬币枚数n=6枚[3]保持A点叠放的硬币不变,那么在B、C、D这三点放硬币无法让杠杆两次水平平衡,因为BC两点上放置硬币时,动力和阻力在杠杆的同一侧且力的方向相同,而D点放置硬币时,阻力作用在杠杆的重心上,那么杠杆只受到一个动力的作用,也无法平衡。命题点3滑轮、滑轮组和斜面的特点【命题趋势】①滑轮、斜面特点的理解和相关计算一般在选择题和计算题中考查,个别地市会在填空题中涉及.②命题时主要结合滑轮或者斜面考查其特点或功、功率以及机械效率的计算.11.(2021·内蒙古赤峰)升国旗时,旗手缓缓向下拉绳子,旗子就会徐徐上升,如图所示,关于旗杆上端定滑轮的作用,说法正确的是()A.省力 B.省功 C.费力 D.改变力的方向【答案】D【解析】ACD.旗手缓缓向下拉绳子,旗子就会徐徐上升,故旗杆上端定滑轮的作用是改变力的方向;使用定滑轮不能省力,但不是为了费力,故D正确,AC错误;B.使用任何机械都不省功,故使用定滑轮不能省功,故B错误。故选D。12.(2021·湖南岳阳)A中的杠杆和物体处于静止状态,B、C、D中的物体被匀速吊起,所有物体重力均为G,不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦,则所用拉力F最小的是()A. B.C. D.【答案】D【解析】A.根据杠杆的平衡条件可知杠杆平衡时故拉力;B.图B中为定滑轮提升物体,不能省力,只能改变力的方向,绳端拉力;C.图C中使用滑轮组提升物体,动滑轮上有2段绳子承载,自由端拉力;D.图D中使用滑轮组提升物体,动滑轮上有3段绳子承载,自由端拉力;其中D图中自由端拉力最小。故选D。13.(2021·山东烟台)用如图所示的四种方式匀連提升同一物体(不计机械自重和摩擦),其中最费力的是()A. B.C. D.【答案】A【解析】设物体重力为G,不计机械自重和摩擦,则没有额外功。选项A中为动滑轮,拉力F1=2G;选项B中为定滑轮,拉力F2=G;选项C中滑轮组有效绳子段数n=3,则拉力F3=;选项D中有用功等于总功,斜面长为高的2倍,则W有=W总Gh=F4sGh=F4×2h解得F4=。综上分析可知,F1最大、最费力。故选A。14.(2021·陕西)如图所示,工人师傅用沿斜面向上1000N的推力。将重为2000N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m,则此过程中的有用功为______J,斜面的机械效率为______。使用斜面可以______(选填“省力”或“省功”)。【答案】3×10375%省力【解析】[1]斜面作为简单机械使用时,有用功等于克服物体重力做的功,因此[2]总功等于推力做的功,因此所以,机械效率为[3]任何机械都不能省功,反而会需要做额外功。使用斜面的时候,推力比重力小,因此可以省力。命题点4eq\a\vs4\al(机械效率的相关计算)(难点、重点)【命题趋势】①在选择题、填空题和计算题中均有出现;②命题时大多结合滑轮(组)或斜面一起出现,在填空题和计算题中经常结合功或功率的知识综合考查.③机械效率是中考的难点.计算时要特别注意绳子的段数与物体移动的距离(速度)及绳子自由端移动的距离(速度)的关系.【归纳整理】机械效率的相关计算:机械装置图公式定滑轮a.W有用=Ghb.W总=Fs=Fhc.η=eq\f(W有用,W总)×100%=eq\f(Gh,Fs)×100%动滑轮及滑轮组a.W有用=Ghb.W总=Fs=Fnhc.η=eq\f(W有用,W总)×100%=eq\f(Gh,Fs)×100%=eq\f(Gh,Fnh)×100%=eq\f(G,nF)×100%滑轮组a.W有用=fs物b.W总=Fs=Fns物c.η=eq\f(W有用,W总)×100%=eq\f(fs物,Fs)×100%=eq\f(fs物,Fns物)×100%=eq\f(f,nF)×100%斜面a.W有用=Ghb.W额外=fsc.W总=Fs或W总=Gh+fsd.η=eq\f(Gh,Fs)×100%或η=eq\f(W有用,W总)×100%=eq\f(Gh,Gh+fs)×100%说明F表示拉力、G表示物重、s表示物体移动的距离、n表示动滑轮上绳子的段数、h表示物体上升的高度、f表示物体与斜面的摩擦力,不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦15.(2021·山东菏泽)如图所示,用动滑轮提起一重为的物体,在内将物体匀速提高,已知动滑轮重(不计绳重和摩擦),则()A.手对绳子的拉力为 B.拉力做功的功率为C.手拉绳子移动的速度为 D.该装置的机械效率为【答案】B【解析】A.手对绳子的拉力为故A不符合题意;B.拉力做的总功为拉力做功的功率为故B符合题意;C.由可知,手拉绳子移动的速度为故C不符合题意;D.有用功为机械效率为故D不符合题意。故选B。16.(2021·黑龙江齐齐哈尔)(多选)如图所示是一位同学组装的提升重物的装置,他用的力在内把重的物体匀速提升。则此过程中,下列说法正确的是()A.他做的总功是B.他做的有用功是C.他对滑轮组做功的功率是D.该滑轮组的机械效率是【答案】CD【解析】A.如图,绳子有2段,物体上升5米,绳子移动10米,拉力为80牛,拉力做功为总功故A错误;B.物体上升5米,物重120牛,有用功为故B错误;C.拉力做功为总功为800J,时间为10秒,他做功的功率为故C正确;D.机械效率为故D正确。故选CD。17.(2021·广西南宁)图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。匀速拉动车的过程中,车相对树木是______(选填“静止”或“运动”)的,动滑轮上有______段绳子承担对车的拉力,若对车的拉力为2400N,F为1500N,则该滑轮组的机械效率是______。【答案】运动280%【解析】[1]匀速拉动车的过程中,车相对树木的位置发生了变化,以树木为参照物,车是运动的。[2]由图可知,随车一起运动的是动滑轮,左侧是动滑轮,动滑轮上由2段绳子承担对车的拉力。[3]该滑轮组的机械效率是18.(2021·青海)一名建筑工人用如图所示的滑轮组,将一个重为450N的货物,在10s内沿竖直方向匀速提升了4m,建筑工人所用的拉力是300N。则该建筑工人所做的有用功是______J,建筑工人做功的功率是______W,该滑轮组的机械效率是______。【答案】180024075%【解析】[1]将一个重为450N的货物,在10s内沿竖直方向匀速提升了4m,该建筑工人所做的有用功是[2]绳子的有效段数为2,物体匀速提升了4m,则绳子自由端移动的距离工人所做的总功是建筑工人做功的功率是[3]该滑轮组的机械效率是=75%19.(2021·江苏泰州)如图,小明将一个重为3N的小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为1.25N,小车沿斜面移动的距离s=1.6m,上升的高度h=0.6m。则小明对小车做的有用功是________J,斜面的机械效率是___________。【答案】1.890%【解析】[1]小明对小车做的有用功W有=Gh=3N×0.6m=1.8J[2]总功为W总=Fs=1.25N×1.6m=2J斜面的机械效率是20.(2021·山东泰安)如图所示,甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物,在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处,用时10s,此过程中甲工人做功的功率P甲=30W;乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3m到达指定位置B,拉力F乙为80N。求:(1)甲工人做的功;(2)该滑轮组的机械效率。【答案】(1)300J;(2)62.5%【解析】解:(1)甲工人做的功W甲P甲t300J(2)货物与地面的摩擦力fF甲150N滑轮组对货物的拉力F牵f150N滑轮组的机械效率62.5答:(1)甲工人做的功为300J;(2)该滑轮组的机械效率为62.5。命题点5简单机械作图【命题趋势】涉及的主要内容有:①杠杆的力臂作图:a、根据力画力臂,b、画使杠杆平衡的最小力,c、根据力臂画力;②杠杆力臂作图和力的示意图综合考查;③滑轮组的绕线(主要是根据所给滑轮组画最省力的绕线法);其中根据力画力臂是中考的常考点.【归纳整理】杠杆作图:(1)力臂作图步骤如下:步骤方法一找点首先在杠杆的示意图上,确定支点O二画线画好动力作用线及阻力作用线,画的时候要用虚线将力的作用线延长三作垂线段从支点O向力的作用线引垂线,作出垂足,则从支点到垂足的距离就是力臂四标示最后用大括号勾出力臂,在旁边标上字母L1或L2,分别表示动力臂或阻力臂(2)求最小动力方法技巧:①动力作用点要选在杠杆上距支点最远处;②连接动力作用点和支点(用实线);③以动力作用点为垂足,作动力作用点与支点连线的垂线;④根据动力和阻力使杠杆移动的方向相反,确定动力的方向.(3)力臂作图规范:①作图必须用直尺、铅笔,所作线要直;②在作力或力臂时,要画出垂足;③力臂用实线,并在两端加箭头表示(或用虚线表示并用大括号标明),在旁边标上字母.类型一杠杆作图21.(2021·山西)中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分。如图是用切刀将黄芪切片的示意图,请你在图中画出施加在手柄上A点最小力F的示意图及其力臂l。【答案及解析】求根据杠杆平衡条件,力臂最大时,杠杆有最小动力,先找杠杆上距离支点最远的点作为力的作用点,两点连线作为最长动力臂OA,过点A,作垂直于力臂的力即是最小力F,力的方向向下,如图所示:22.(2021·宁夏)采用如图所示站姿锻炼手臂力量:双脚并拢,脚尖O触地,脚后跟踮起,手臂水平,手掌支撑在竖直墙壁上的A点,B为人体重心所在位置。锻炼时,躯体伸直,手臂弯曲和伸直动作交替进行。(人体可视为杠杆,O点为支点)。(1)在图中画出人所受重力的示意图。(2)画出墙壁对手掌的支持力F的力臂l。【答案及解析】(1)[1]重力的方向竖直向下,作用点在物体的重心上,如图所示:。(2)[2]作力F的作用线,以O为支点,作支点到力F作用线的距离就是力臂l,如图所示:。23.(2021·内蒙古通辽)如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时,浮标带动杠杆压住入水口,停止上水。请在图中画出动力、阻力和动力臂。【答案及解析】杠杆的B点受到竖直向上的动力作用,浮标在A点给杠杆竖直向上的阻力作用,动力臂为动力作用线到支点O的距离,如下图所示:
类型二滑轮组绕线24.(2021·贵州)用滑轮组将放在水平地面上的重物G提起,在图中画出重物G所受重力的示意图和滑轮组最省力的绳子绕法。【答案及解析】从重物的重心竖直向下作有向线段即重物的重力示意图;根据滑轮组省力特点,承担物体重力的绳子股数最多最省力,图中滑轮组只有一个动滑轮,承担物体重力的绳子股数最多是3,根据“奇动偶定”,从动滑轮挂钩开始连线,如图:
25.请在图中用笔画线代替绳子,将两个滑轮连成滑轮组,要求人用力往下拉绳使重物升起.【答案及解析】要求绳子自由端向下,可以从人开始倒着画,绕过定滑轮后有两种画法,一是将绳子固定于动滑轮的挂钩,二是再绕过动滑轮将绳端固定于定滑轮的挂钩上,为了达到省力效果,应选第二种画法,如答图所示.命题点6探究杠杆的平衡条件(高频)【命题趋势】①杠杆平衡螺母的调节;②调节杠杆在水平位置平衡的目的;③弹簧测力计的使用和读数;④杠杆平衡条件的应用(F1L1=F2L2);⑤测力计放置角度的变化与测力计的示数的变化关系.26.(2021·陕西)在:“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)为方便测量力臂,实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母,使之在______位置平衡;(2)如图-1,此时杠杆处于平衡状态,如果在杠杆两端各挂一个相同的钩码,杠杆将______(选填“保持平衡”“顺时针转动”或“逆时针转动”);(3)如图-2是一个加宽的杠杆装置,此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点,力臂是线段______(选填“OA”“OB”或“AB”),此时杠杆______(选填“仍能”或“不能”)保持平衡。【答案】水平顺时针转动OA仍能【解析】(1)[1]实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母,使其在水平位置平衡,以便于测量力臂。(2)[2]由于左边的力臂小于右边的力臂,加上相同的钩码后,左边力臂与钩码重力之积小于右边力臂与钩码重力之积,故杠杆顺时针转动。(3)[3][4]力臂仍然为OA,因为力臂是支点到力臂的作用线的距离,故力臂是OA;由于力臂大小不变,钩码重力不变,右边的力臂和钩码的重力之积不变,故仍然平衡。27.(2021·天津)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:(1)实验前,若使如图所示的杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节;(2)实验时,在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,三次实验获得的数据如下表所示。分析可得杠杆的平衡条件是______;次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm11.015.01.510.021.020.02.010.032.015.03.010.0(3)为了进一步验证实验结论,又做了图所示的实验,在杠杆水平平衡时;①已知每个钩码的质量均为50g,则此次实验中阻力F2大小为______N,阻力臂l2为______cm;(g取10N/kg)②请你在图中画出动力F1的力臂。(____)【答案】右F1l1=F2l2(动力×动力臂=阻力×阻力臂)110.0【解析】(1)[1]如图所示,实验前,杠杆静止时,向左偏,应该将右端的平衡螺母向右调节。(2)[2]由表格内的三组数据可知,杠杆平衡的条件为F1l1=F2l2(动力×动力臂=阻力×阻力臂)。(3)①[3]已知每个钩码的质量均为50g,由图可知,杠杆下方挂2个钩码,总质量为100g,则阻力F2大小为F2=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N[4]由图可知,阻力臂l2为10.0cm。②[5]首先作力F1的力的作用线,过支点O作力作用线的垂线,标上垂直符号以及力臂l1,如图所示:
命题点7测量滑轮组的机械效率【命题趋势】涉及的主要的考查内容有:①实验操作过程中的注意事项(匀速移动弹簧测力计);②弹簧测力计的读数;③承力的绳子段数的判断;④有用功和总功的判断;⑤绳子自由端移动的距离和物体上升高度的关系;⑥滑轮组的机械效率与物重和钩码重的关系;⑦机械效率的计算.28.在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同
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