九年级上册物理知识点提升练习专题十二 简单机械 机械效率-学用

、2024版《5年中考3年模拟》中考物理全国版专题十二简单机械机械效率曲一线5年中考考点1杠杆模型的构建与分析判断考向1杠杆力臂作图1.(2023湖南衡阳,18,2分)桔槔是中国古代用于灌溉或汲水的一种器具,是杠杆的一种应用,如图甲所示。图乙是桔槔的简化示意图,请在图乙中作出水桶所受重力示意图,并画出动力F1的力臂l1。2.[2022四川成都A,21(2),2分]如图是小兰在练习“斜身引体”项目时的情景。把人体视为杠杆,O为支点,动力等效为F1。请画出F1的力臂L1。考向2杠杆类型判断3.(2023山东烟台,9,2分)筷子发源于中国,是华夏饮食文化的标志之一。如图所示,使用筷子时虽然费力但省距离,下列工具在使用中也能省距离的是()4.(2023甘肃,12,2分)如图所示是三种类型的剪刀,请为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会选择(选填“A”“B”或“C”)剪刀,这样选择的目的是(选填“省力”“省距离”或“省功”)。

考向3杠杆动态分析5.(2022江苏泰州,39,3分)建设中的常泰大桥为斜拉索公路、铁路两用大桥,如图为小华制作的斜拉索大桥模型,她用长30cm、重5N的质地均匀分布的木条OA做桥面,立柱GH做桥塔。OA可绕O点转动,A端用细线与GH上的B点相连,桥面OA实质是一种(填简单机械名称),保持桥面水平,细线对OA的拉力F=N;将细线一端的固定点由B点改至C点,拉力F的大小变化情况是。由此小华初步了解到大桥建造很高桥塔的好处。

6.(2022江苏扬州,26,4分)某同学锻炼时,双脚并拢,脚尖O触地,脚后跟踮起,手掌支撑在竖直墙壁上,手臂水平,A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示,不计墙壁对手掌的摩擦力。(1)以O为支点,请在图中作出动力F的力臂l。(2)该同学质量为50kg,则墙壁对人的支撑力约为N。

(3)若增大脚尖与墙壁的距离,手臂仍然水平支撑在墙壁上,支撑力F如何变化?,并说明理由。

考向4杠杆最小动力分析与作图7.(2023四川南充,20,2分)如图甲是小菁自行车的手闸,其中ABO可视为一种杠杆,简化示意图如图乙,O为支点,F2为阻力,请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1的示意图及其力臂L1。8.[2023江苏苏州,22(3),2分]图中,用直棒提升重物,画出图示位置所用最小力F1和阻力F2的力臂L2。考点2杠杆平衡条件的应用考向1简单计算9.(2023江苏连云港,3,2分)如图所示,每个钩码的质量为50g,在均匀杠杆的A处挂2个钩码,B处挂1个钩码,杠杆恰好水平平衡。在A、B两处再各加1个钩码,那么()A.杠杆仍水平平衡B.杠杆的左边向下倾斜C.杠杆的右边向下倾斜D.将A处的钩码向左移动一格,杠杆仍能水平平衡10.(2023河北,25,3分)在均匀直尺的中央挖一小凹槽,把一个薄金属片一端插入橡皮中,另一端支在直尺的凹槽内制成一个简易“天平”。静止时直尺水平平衡。在直尺的两侧各放一个相同的小盘,在小盘中倒入质量不等的大米和小米,调整小盘在直尺上的位置,使直尺再次水平平衡。如图所示。由图可知,大米的质量(选填“大于”或“小于”)小米的质量。F是左盘对直尺施加的力,请在图中画出F的力臂。现向左盘中再加入少量大米,写出一种能够使直尺恢复平衡的方法:。

考向2杠杆平衡的计算11.(2022北京,26,4分)俯卧撑是一项常见的健身项目,采用不同的方式做俯卧撑,健身效果通常不同。图甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境,他的身体与地面平行,可抽象成如图乙所示的杠杆模型,地面对脚的力作用在O点,对手的力作用在B点,小京的重心在A点。已知小京的体重为750N,OA长为1m,OB长为1.5m。甲乙丙(1)图乙中,地面对手的力F1与身体垂直,求F1的大小。(2)图丙所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境,此时他的身体姿态与图甲相同,只是身体与水平地面成一定角度,栏杆对手的力F2与他的身体垂直,且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。12.(2023浙江杭州,34,6分)如图所示为自动升降单杆晾衣架,顶盒中有牵引装置,甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳,水平晾杆上有7个挂衣孔,相邻两孔间距相等,甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把重为30N的衣服(含衣架)挂在5号孔(不计晾杆和绳的重力,不计摩擦和空气阻力)。(1)绳甲对晾杆的拉力为F甲,绳乙对晾杆的拉力为F乙,则F甲F乙(选填“大于”“等于”或“小于”)。

(2)此时绳甲对晾杆的拉力F甲为多少?(3)闭合开关,牵引装置工作,将晾杆保持水平状态匀速提升1.2m,用时10s,此过程该装置牵引钢丝绳做功的功率是多少?考点3探究杠杆平衡条件13.(2022河南,18,6分)在探究杠杆平衡条件的实验中:(1)将装置放在水平桌面上,静止时如图甲所示。为了使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向(选填“左”或“右”)调节。

(2)实验中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表中。图乙是第3次杠杆平衡时的情景,此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为,②为。

实验次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m12.50.220.25220.151.50.231.50.1①②(3)分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件:。

(4)某小组对实验过程交流、讨论后,按图丙所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法,并指出,用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性,因为这样做改变了。在测量拉力F的力臂时,小组内有不同的意见,你认为拉力F的力臂应为(选填“OA”“OB”或“AB”)。

考点4滑轮、滑轮组的特点14.(2022广东,6,3分)分别使用下列四种装置匀速提升同一重物,不计滑轮重、绳重和摩擦,最省力的是()ABCD15.(2022山东枣庄,27,2分)如图所示,若利用滑轮组向下拉绳将重物提升,请画出滑轮组绕绳方法。考点5斜面的特点16.(2022山东威海,9,2分)如图所示,为了把两件相同货物搬运到汽车上,工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面,用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面AB的底端匀速推到顶端,另一件货物用同样的方法沿斜面CD搬运。下列说法正确的是()A.沿斜面AB推动更省力B.沿斜面CD推动,工人克服货物重力做的功更多C.无论利用哪个斜面,工人克服货物重力做功的功率一定相同D.沿斜面推动货物的过程中,货物的机械能增大考点6功、功率、机械效率概念的理解17.(2021湖北宜昌,8,2分)下列有关机械做功、功率、机械效率的说法,正确的是()A.效率越高的机械,功率越大B.做功越多的机械,功率越大C.做有用功越多的机械,效率越高D.功率越大的机械,做功越快考点7机械效率的相关计算考向1纵向使用滑轮组18.(2023四川成都B,4,2分)(多选)如图甲所示装置,小欢用力F向下拉绳子,使物体M在水平地面匀速移动,地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N,动滑轮重为5N,ab=2m,bc=3m。物体M从a点到c点过程中,拉力F与M移动距离的关系如图乙,不考虑物体大小对运动的影响,忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦,对此过程的分析,下列结论正确的是()A.绳子自由端移动的距离为15mB.拉力F做的功为840JC.拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功D.物体从ab段到bc段,滑轮组的机械效率变大19.(2023山东烟台,26,11分)在宜居宜业和美乡村建设中,某施工队正在进行农村基础设施改建,建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥。如图甲所示,某次搬运过程中,工人在30s的时间内,将8袋水泥匀速提起6m,电动机牵引绳子的拉力F为2400N,每袋水泥质量为50kg。g取10N/kg,求:(1)拉力F做功的功率;(2)滑轮组的机械效率(小数点后保留1位小数);(3)为了一次能提升更多的水泥,物理实践小组利用学过的知识对升降机的滑轮组进行重新设计,如图乙所示。假设升降机足够稳定,电动机输出功率足够大,电动机牵引绳子的拉力仍为2400N,吊篮及动滑轮的总重力为200N,不计绳重和摩擦,则这种设计的装置一次能提起多少袋水泥?考向2横向滑轮组20.(2022福建,20,2分)如图,用滑轮组帮助汽车脱困时,滑轮B的作用是;汽车被匀速拉动时,作用在绳子上的拉力F为1000N,滑轮组的机械效率为80%,则汽车受到的摩擦力为N。

考向3斜面的机械效率21.(2023江西,16,8分)如图所示,利用斜面将箱子推进车厢,通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了。某同学用100N的力沿斜面向上匀速推动箱子,已知箱子质量为20kg,斜面长3m,斜面高1.2m,g=10N/kg。求:(1)箱子受到的重力;(2)箱子受到的摩擦力;(3)斜面的机械效率;(4)使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。考向4组合机械22.(2021四川成都B,4,2分)(多选)工人用如图所示装置把重为1000N的物体,从斜面底部匀速拉到2m高的平台上(斜面与水平地面的夹角为30°),用时20s。工人对绳子的拉力为400N,动滑轮重为20N,不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦,下列计算结果正确的是()A.绳子对物体的拉力为780NB.绳子对物体做的功为4000JC.工人做功的功率为100WD.整个装置的机械效率为62.5%23.(2022山东威海,28,9分)为了建设精致城市,每到春天园林工人要在过街天桥上放置花草,为城市增添一抹绿色。如图所示,工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置。木棒放置在天桥栏杆上始终保持水平,与栏杆M接触点为O;用沙袋将木棒B端压在栏杆N上,在木棒A端吊装滑轮组。OA∶OB=1∶2,每个沙袋重300N,每个滑轮重24N。(木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩擦均忽略不计)(1)若A点受到竖直向下的拉力为1000N,为了保持木棒水平平衡,在B端至少需要放置几个沙袋?(2)若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子,将重为376N的花架匀速提升5m。求:①滑轮组的机械效率。②滑轮组对绳AC的拉力。考点8机械效率的测量24.(2022海南,19,9分)小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面,且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同,这引发了小明对斜面的兴趣。他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关,便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究。(1)测量斜面的机械效率,需要的测量工具是、。

(2)请设计出实验数据记录表。(3)准备动手实验时,有小伙伴提出,斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关。则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时,应当保持不变,这里采用的科学研究方法是。

3年模拟5·3基础练时间:30分钟一、选择题(每小题2分,共10分)1.(2023湖北黄冈、孝感、咸宁)如图是我国古代劳动人民运送巨木的情景。他们通过横杆、支架、悬绳、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,将其移到其他地方。下列说法正确的是()A.横杆相当于一个动力臂大于阻力臂的杠杆,可以省距离B.缩短横杆上悬绳与支架之间的距离,更有利于将巨木抬起C.支架下端垫有底面积较大的石块是为了增大对地面的压力D.巨木下垫上圆木是通过改变接触面的粗糙程度来增大摩擦2.(2022广西北部湾)如图所示的各种工具,正常使用时省力的是()A.定滑轮B.动滑轮C.筷子D.船桨3.(2023江苏连云港)下列关于机械效率的说法正确的是()A.越省力的机械,机械效率越高B.做功越快的机械,机械效率越高C.所做有用功越多的机械,机械效率越高D.有用功与总功的比值越大的机械,机械效率越高4.(2023广东广州)用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动,如图,水瓶匀速直线下降10m,使人匀速升高0.5m,水瓶对绳a的拉力为F1=30N,绳b对人的拉力为F2=480N。此过程()A.有用功为300JB.F1做的功等于F2做的功C.F1做的功小于F2做的功D.滑轮组的机械效率为80%5.(2023湖南常德)如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮,用来提升同一物体,G物=200N(不计绳重、轮重和摩擦),要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是()A.F甲=200N,并向上移动4mB.F甲=100N,并向上移动2mC.F乙=200N,并向上移动1mD.F乙=400N,并向上移动1m二、填空题(每空1分,共5分)6.(2023安徽)如图1,爸爸和小红坐在跷跷板的两侧,在水平位置保持平衡。将其简化成图2所示的杠杆,不计杠杆自重的影响,若小红的质量为15kg,则爸爸的质量为kg。

7.(2023天津)图1是我国古代汲水装置——桔槔,图2是它水平静止时的简化模型,该装置是(填简单机械名称);此时配重物重力为G1,水桶重力为G2,l1∶l2=2∶1,若不计杆重,则G1∶G2=。

8.(2023山东济宁)两个滑轮按如图所示的方式组合,用5N的拉力F拉动绳端,使物体在5s内水平向左匀速滑动1m,物体与地面间的摩擦力为9N,则拉力F的功率为W,滑轮组的机械效率为。

三、作图题(2分)9.(2023四川成都A,节选)植树节当天,学校初二年级开展植树活动。同学们分工合作,如图甲,小高正在用铁锹铲土。将铁锹视为杠杆,O为支点,请在图乙中画出:①手在A处施加的最小动力F的示意图;②F的力臂L。四、实验题(5分)10.(2023湖北武汉)在探究杠杆平衡条件的实验中(g取10N/kg):(1)调节平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止。选取若干个质量均为50g的钩码,在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,移动钩码,使杠杆重新在水平位置平衡,分别记下F1、F2、l1、l2的数值。重做几次实验,部分实验数据如表所示。

次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm13.05.01.510.022.015.02.015.031.025.02.510.0…………由表中数据可得,F1、F2、l1、l2之间的关系式是。

(2)①在第(1)问的某次实验中,杠杆右侧挂了4个钩码,左侧用弹簧测力计竖直向下拉,当杠杆在如图甲所示位置静止时,弹簧测力计的示数是N。

②保持杠杆右侧所挂4个钩码的位置不变,取下弹簧测力计,在杠杆右侧用弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆,当杠杆再次水平并静止时,弹簧测力计对杠杆的拉力为F=1.5N,请在图乙中画出弹簧测力计对杠杆的拉力F的示意图及其力臂l。五、计算题(第11题5分,第12题8分,共13分)11.(2023安徽)如图,一固定斜面顶端装有定滑轮,为测量该装置提升物体时的机械效率,用弹簧测力计连接细绳,跨过定滑轮将重为6N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6m,物体上升的高度为0.3m,弹簧测力计的示数为4N。求此过程中(1)做的有用功;(2)该装置的机械效率。12.(2022湖南张家界)天门山盘山公路是网红打卡地,公路共计99道弯,似玉带环绕,层层叠起,直冲云霄,公路全长大约10km,公路的海拔落差高度约1000m。为助力“2022年湖南省首届旅游发展大会”,实现省委省政府提出的“立标打样”“办一次会、兴一座城”的目标要求,天门山景区购置了一批新能源纯电动客车,客车满载时总质量为6000kg。现有一辆满载的新能源客车,以80kW的恒定功率,4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。(行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变,g取10N/kg)请完成下列问题:(1)整个过程中,电动机对客车和游客所做的有用功为多少?(2)盘山公路的机械效率为多少?(3)整个过程中,电动机的牵引力为多少?汽车受到的阻力为多少?5·3提升练时间:30分钟一、选择题(每小题2分,共10分)1.(2022湖南邵阳)某天,“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说:“看,我能提起很重的物体哦(如图)!”“物理”大师竖起大拇指说:“真厉害!其实,你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”以下对于这根杠杆在提起重物的过程中,分析合理的是()A.前臂杠杆的支点O在肘关节处B.肱二头肌给桡骨的力F1是阻力C.重物给前臂的力F2是动力D.前臂是一根省力杠杆2.(2022浙江宁波)“美好的一天,从拉着行李箱返校学习开始”。图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平路面上,行李箱匀速前进并保持倾角不变。假如这一过程中行李箱(含箱内物体)受到的重力G如图乙所示,则该同学对行李箱施加的拉力有没有可能是图乙的F1、F2,你的判断是()A.F1可能,F2不可能B.F1不可能,F2可能C.F1和F2都可能D.F1和F2都不可能3.(2023天津)(多选)在测量滑轮组机械效率的实验中,用如图所示的滑轮组先匀速提升重为G1的物体,额外功与有用功之比为1∶3;再匀速提升重为G2的物体。先后两次绳子自由端的拉力之比为2∶5。若不计绳重和摩擦,则()A.G1∶G2=2∶5B.G1∶G2=1∶3C.先后两次滑轮组的机械效率之比为3∶4D.先后两次滑轮组的机械效率之比为5∶64.(2022湖北随州)由于热胀冷缩,户外的导线在夏天会变得松弛,冬天又拉得很紧。某些地方用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。某次导线对滑轮N的拉力为F,配重水泥块(重力为G)被匀速拉升的高度为h(不考虑滑轮自重、绳重和绳与滑轮之间的摩擦)。下列说法中正确的是()A.M是动滑轮B.拉力F=2GC.拉力F做的功为3FhD.拉力F移动的速度与配重水泥块上升的速度相同5.(2023湖南常德)如图所示是锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时,阀门就会被拉开。如OB=2m,OA=0.5m,阀门的底面积S=2cm2,锅炉内气体压强的安全值p=6×105Pa(杠杆的重力,摩擦均不计,p0=1×105Pa),则B所挂重物的重力是()A.20NB.25NC.30ND.120N二、填空题(每空1分,共5分)6.(2023广东广州)图1中工人用工具搬运石头,该工具可简化成图2中杠杆AB,移动支架,可使支点O在AB间移动。杆水平静止,忽略杆重。(1)人对杆的压力为F1,绳对杆的拉力为F2,F1、F2竖直向下,①在图2中画出F1的力臂l1;②F2的力臂l2=(用F1、F2、l1表示)。

(2)同一石头仍悬挂在杆B端,人对杆A端的压力方向不变,只通过移动支点O使该压力变小,杆仍保持水平静止,支点O应向(选填“A”“B”)端移动。

7.(2022湖南怀化)体积相同的实心物块甲和乙,它们分别挂在一根轻质不等臂杠杆AOB的左右两端,保持水平位置平衡,已知甲和乙的密度之比为1∶2,则AO∶OB=,若将甲、乙如图所示同时浸没在水中,则杠杆端将下降。(选填“A”或“B”)

三、作图题(每题2分,共4分)8.(2023甘肃)如图所示,小亮用滑轮组将装修材料运到楼上,请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。9.(2022辽宁阜新)如图所示,一木箱放在水平地面上,用最小的力F使其向左翻转,请画出支点O和最小力F及其力臂L的示意图。四、计算题(每题8分,共16分)10.(2023湖南长沙)如图,小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器,已知动滑轮的质量为5kg,每个杠铃片的质量为10kg。不计绳重和摩擦,g取10N/kg,小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中,求:(1)杠铃片在0.5s内上升0.2m,杠铃片的速度;(2)动滑轮下挂着两个杠铃片,握杆对绳子拉力的大小;(3)动滑轮下挂着四个杠铃片,杠铃片上升了0.1m,在此过程中握杆对绳子的拉力做的功。11.(2022湖南郴州)如图所示,用细线将一质量可忽略不计的杠杆悬挂起来,把质量为0.3kg的物体A用细线悬挂在杠杆的C处;质量为0.5kg的物体