易错点12 简单机械常考易错陷阱分析-备战2023年中考物理考试易错题 带解析

易错点12简单机械常考易错陷阱分析简单机械常考易错陷阱分析陷阱一：杠杆的五要素理解易错？（1）杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。（2）动力和阻力都是杠杆受到的力，作用点都在杠杆上。（3）动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反。（4）力臂是支点到力的作用线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。（5）如果力的作用线恰好通过支点，则其力臂为零。陷阱二：三类杠杆的特点及应用辨别易错？类型力臂关系力的关系特点应用举例省力杠杆l1＞l2F1＜F2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l1＜l2F1＞F2费力、省距离缝纫机踏板、起重臂

人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等臂杠杆l1=l2F1=F2既不省力也不省距离，既不费力也不费距离天平，定滑轮陷阱三：动滑轮和定滑轮的相关概念理解易错。名称定滑轮动滑轮作用力的关系物重GG拉力大小F＝G拉力方向与物体运动方向相反与物体运动方向相同移动距离的关系物体移动的距离hh拉力移动的距离s＝hs＝2h特点不省力但可以改变力的方向省一半的力，但不能改变力的方向实质等臂杠杆动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆陷阱四：滑轮组绳子的绕法易错。（1）确定绕过动滑轮的绳子的根数：首先根据题目中的条件，如绳子能承受的最大拉力F、要承担的重物G物和动滑轮的重力G动，计算出承担物重所需绳子段数n=+，如果算出的绳子段数不是整数，一律进一位。例如：所得结果为n=3.4时，我们应选择绳子的根数为4。（2）确定绳子固定端的位置和绳子的绕法。当绳子的根数n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上，开始绕绳子；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，开始绕绳子。（3）示例：陷阱五：几种简单机械的机械效率易错。【例题1】关于杠杆，下列说法中正确的是（）A．从支点到力的作用点的距离称为力臂B．作用在杠杆上的动力和阻力，方向有可能是相同的C．支点总是处在动力作用点和阻力作用点之间的某一位置D．人们在生产劳动中使用杠杆的目的都是为了省力【提示】：根据杠杆的五要素的概念进行分析，即杠杆绕固定点转动的点为支点，使杠杆转动的力为动力，阻碍杠杆转动的力为阻力，支点到力的作用线的距离为力臂。【解析】：A、力臂是指从支点到力的作用线的距离，故A错误；B、作用在杠杆上的动力和阻力方向可以相同，如：天平平衡时，物体和砝码对秤盘的压力都是竖直向下的，故B正确；C、支点是杠杆绕某固定点转动的点，支点不一定处在动力作用点和阻力作用点之间的某一位置，如使用钓鱼竿时，支点处在动力作用点和阻力作用点之外的某一位置，所以C错误；D、杠杆分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，所以使用杠杆不一定都是为了省力，故D错误。故选：B。【例题2】如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力F1、F2、F3的大小关系是（）A．F2＜F1＜F3 B．F2＜F1＜F3 C．F1＜F2＜F3 D．F2＜F3＜F1【提示】：不计机械自重和摩擦：（1）先判断处动力臂和阻力臂关系，再根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得出力F1和重力G的关系。（2）使用滑轮组时，先判断出承担总重绳子的段数n，再根据F2＝G得出力F2和重力G的关系。（3）使用动滑轮，动力作用在轴上，则有F3＝2G。【解析】：不计机械自重和摩擦时：（1）第一个图是等臂杠杆，L1＝L2，由杠杆平衡条件可得F1＝G；（2）第二个图是滑轮组，承担总重绳子的段数n＝3，F2＝G；（3）第三个图是动滑轮，动力作用在轴上，F3＝2G；故F2＜F1＜F3，故B正确，ACD错误。故选：B。【例题3】下列关于功、功率和机械效率的说法中。正确的是（）A．做功越慢的机械，功率一定越小 B．越省力的机械，其机械效率一定越高 C．做有用功越多的机械，其机械效率越高 D．功率不同的机器，做的功一定不相等【提示】：（1）功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快；（2）机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值；（3）机械效率与做功功率和机械的省力情况无关。【解析】：A、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小说明做功慢。故A正确；B、机械效率是有用功与总功的比值，与机械的省力情况无关。故B错误；C、机械效率是指有用功与总功的比值，有用功较多，总功不确定，机械效率不能确定。故C错误；D、功率不同的机械，做的功有可能相等。如功率为5000W的机械60s做的功与功率为1000W的机械300s做的功相同。故D错误。故选：A。【强化1】图中，站在地面上的小华借助滑轮组匀速提升重物，请画出最省力的绕线方法．【提示】：首先要会组装滑轮组．知道承担物重的绳子段数越多越省力．在此题中，人在地面用力，所以拉力方向下．【解答】：要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起．故答案为：．【强化2】一辆搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受总重力G＝1200N，独轮车的有关尺寸如图所示，它是一个杠杆．推车时，人手向上的力F应为N，生活中应用这个特点的杠杆还有（请举出一例）．【提示】：结合图片和生活经验，先判断独轮车在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆，并举例生活中省力杠杆的应用；再根据杠杆平衡原理计算人手向上的力的大小．【解析】：独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆．根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2得，FL1＝GL2，F×1m＝1200N×0.3mF＝360N；生活中的省力杠杆还有钳子。故答案为：省力；360；钳子。【强化3】小泽和小阳同学在做“测滑轮组机械效率”的实验。（1）他们分别设计了如图所示的甲和乙的滑轮组，二种实验方案中，较省力的是图。（2）根据下表数据，你认为他们最后选用了图的滑轮组。实验次数提升钩码重G/N钩码上升高度h/m拉力F/N拉力上升高度s/m机械效率η/%110.10.50.366.7220.20.90.674.1330.451.21.3583.3（3）分析表中数据发现，所提升的物体越重，滑轮组的机械效率越。（4）在安全、有效的前提下提高机械的效率，下面的方法可行的是。A．改进结构，使机械更合理更轻巧B．一次能提升的货物分为几次提升C．增大提升物体的高度【提示】：（1）承担动滑轮的绳子的段数越多，就越省力；（2）根据物体上升的高度与绳子自由端通过的距离分析；（3）根据表格中的数据分析物体的重力对滑轮组机械效率的影响；（4）根据影响机械效率的因素分析。【解析】：（1）承担动滑轮的绳子的段数越多，就越省力，甲图是三段，乙图是两端，故甲图省力；（2）由表格中的数据可知，绳子自由端移动的距离是物体上升距离的3倍，故选用的是甲图；（3）由表中的数据可知，使用相同的滑轮组提升不同的重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越高；（5）A、改进结构，使机械更合理更轻巧，能减小额外功，故能提高机械效率，故A正确；B、一次能提升的货物分为几次提升，不会改变有用功的大小，但此时所做的额外功增加，所做的总功增大，故机械效率降低，故B错误；C、若不计绳重和摩擦力，根据η＝＝＝＝知滑轮组的机械效率与提升物体的高度没有关系，所以增大物体上升的高度不影响机械效率，故C错误。故答案为：（1）甲；（2）甲；（3）高；（4）A。1.关于力臂，下列说法中正确的是。A.从支点到力的作用点的距离 B.从支点到力的作用线的距离C.力臂不可能为零 D.力臂一定都在杠杆上【答案】B【解析】：力臂是从支点到力的作用线的距离，抓住其数学特征：点到直线的距离2.如图是滑轮的两种用法，以下说法中正确的是（）A.甲是动滑轮，使用时不能省力 B.乙是动滑轮，使用时可以省力C.甲是定滑轮，使用时可以省力 D.乙是定滑轮，使用时不能省力【答案】B【解析】：根据定滑轮和动滑轮的特点可知：甲是定滑轮，不省力，但能改变力的方向；乙是动滑轮，能省一半的力，但不能改变力的方向。故选：B。3.如图，体积相同的铁块和铝块挂在杠杆的两端，杠杆处于平衡状态，现将铁块和铝块同时浸没到水中，杠杆将（）A．左端下降 B．右端下降 杠杆仍然平衡 D．条件不足，无法判断【答案】B。【解析】：因铝块、铁块体积相同，ρ铁＞ρ铝，有m铁＞m铝，G铁＞G铝，由杠杆平衡条件，两侧力与力臂的乘积相同，但铝一侧的力臂大于铁一侧的力臂；浸没水中后，铁、铝受到的浮力相等，但铝一侧减小的力与力臂的乘积大，所以杠杆不再平衡，铁一侧将下降，即右端下降。故选：B。4.如图所示，“”和“”是指甲刀的两个杠杆，下列说法正确的是（）A.““是省力杠杆，“”是费力杠杆B.“”是费力杠杆，“”是省力杠杆C.“”是省力杠杆，“”是省力杠杆D.“”是费力杠杆，“”是费力杠杆【答案】A【解析】：如图所示，对于，在使用时，它的动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆；“”在使用时，它的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确、BCD错误。故选：A。5.如图所示，将同一物体分别沿光滑斜面由、匀速提升到时，如若沿斜面的拉力分别为、，各个过程拉力做功为、，则它们的大小关系正确的是A.， B.，C.， D.，【答案】B【解析】：斜面的倾斜角度小于，所以物体沿运动时拉力较小，即；斜面光滑说明摩擦力为，没有做额外功，则两次做的功都等于克服物体重力做的功；两次分别把同一物体提升到相同的高度，克服物体重力做的功相同，所以拉力做功也相同，即。综上分析可知，选项ACD错误，B正确。故选：B。6.如图所示是电动传送机，传送带斜面长15m，高7.5m，每袋货物质量m＝30kg。传送机匀速传送一袋货物到A处所做的有用功为J，传送机工作时的机械效率是75%，则传送一袋货物所做的额外功是J．（g取10N/kg）【答案】2250；750。【解析】：（1）知道传送货物的质量，利用W＝Gh＝mgh求传送一袋货物所做的有用功；（2）知道传送机工作时的机械效率，利用η求总功，传送一袋货物所做的额外功等于总功减去有用功。解：（1）传送一袋货物所做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝30kg×10N/kg×7.5m＝2250J；（2）由η可得总功：W总3000J，传送一袋货物所做的额外功：W额＝W总﹣W有＝3000J﹣2250J＝750J。故答案为：2250；750。7.下列说法中正确的是（）A.机械效率高的机械，做功就越多B.功率大的机械，做功就越多C.功率小的机械，其机械效率越低D.功率大的机械，做功就越快【答案】D【解析】：（1）机械效率等于有用功与总功的比值，反映了有用功在总功中所占比例的大小；（2）功率表示物体做功快慢的物理量，即P。解：A、机械效率等于有用功与总功的比值，反映了有用功在总功中所占比例的大小，所以机械效率高的机械，做功不一定越多，故A错误；B、功率大的机械，做功不一定越多，因为做功的时间不明确，故B错误；C、功率和机械效率是两个不同的物理概念，二者没有必然的联系，故C错误；D、功率表示物体做功快慢的物理量，机械功率越大，则机械做功越快，故D正确。故选：D。8.起重机的机械效率、功率与其对外做功多少的关系正确的是（）A．做功越快的机器，功率一定越大 B．做功越多，机械效率一定越高 C．功率越大的机器做功一定越多 D．机械效率越高，做功一定越快【答案】A。【解答】：A、功率是表示做功快慢的物理量，做功越快，机器的功率就越大。故A正确；B、机械效率是有用功与总功的比值，机械效率高低与做功多少无关。故B错误；C、机器的功率大，说明做功快，但不能说明做功多。故C错误；D、机械效率越大，说明有用功与总功的比值大，做功不一定快，功率不一定大。故D错误。故选：A。9.小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”，使用了如图所示的实验装置。实验前，小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N，每个钩码的重力为0.5N，实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数（见下表）序号12345678动滑轮重G0/N1.01.01.31.01.01.01.01.0所挂钩码的重力G/N0.51.01.52.02.53.03.54.0弹簧测力计示数F/N0.81.21.31.61.82.22.32.7（1）分析实验数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，使用该滑轮组（选填“省力”或“不省力”）（2）在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为（3）小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况，用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法：物块移动的距离为cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为。【答案】（1）不省力；（2）F＝；（3）如图所示；3.10；60%【解析】：（1）分析表中序号为1、2的两组数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，测力计示数大于所挂钩码的重力G，故此时使用该滑轮组不省力；（2）由图1可知n＝2，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为：F＝；（3）用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，当绳子的有效段数最多为3时，最省力，如下图所示：由图知，物块移动的距离为44.10cm－41.00cm＝3.10cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为：10.小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有，刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和质量相同的重的钩码若干个。如图甲所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向______选填“左”或“右”调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做是为了消除杠杆自重对实验的影响和______。小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验装置如图乙所示，进而得出了杠杆在水平位置平衡时，动力动力臂阻力阻力臂，李晨说小明的实验存在不足之处，认为小明还应______。小丽同学通过对数据分析后得出的结论是：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，与小组同学交流后，本组同学为了证明小丽同学的结论是错误的，他做了如图丙的实验，完成位置实验测量后，再将测力计沿位