1 第第 1212 课时课时 简单机械简单机械 知能优化训练训练 中考回顾 1 1.(2018贵州贵阳中考)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.筷子可以省距离B.所有剪刀一定都省力 C.定滑轮可以省力D.撬棒一定越短越省力 答案 A 2 2.(2018湖北黄石中考)为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如下两种方式拉升重物,下面关于探究的做法和 认识正确的是( ) A.用动滑轮提升重物上升h高度,测力计也上升h高度 B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少 C.减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率 D.若用定滑轮拉重物,当拉力竖直向下时最省力 答案 C 3 3.(2018四川乐山中考)图甲中用力F1水平拉着重力为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离。图乙中 用动滑轮拉着同一物体也在同一路面上匀速移动s的距离,水平拉力为F2。使用动滑轮的过程中( ) 2 A.总功为W总=F2sB.有用功为W有=Gs C.机械效率为=D.额外功为W额=2F2s-F1s Gs 2F2s 答案 D 4 4.(多选)(2018山东滨州中考)如图所示,重 400 N 的物体在 30 N 的水平拉力F的作用下,以 0.1 m/s 的速 度沿水平地面向左匀速直线运动了 10 s,滑轮组的机械效率为 80%,则在此过程中,下列说法正确的是( ) A.绳子自由端移动的距离为 3 m B.有用功为 400 J C.拉力F的功率为 9 W D.物体与地面间的滑动摩擦力为 72 N 答案 ACD 5 5.(2018四川德阳中考)如图所示,沿斜面把质量为 12 kg 的一个物体匀速拉到最高处,沿斜面向上的拉力是 F=100 N,斜面长 2 m、高 1 m,则其机械效率是 %,物体所受摩擦力是 N。(g取 10 N/kg) 答案 60 40 6 6.(2018湖北武汉中考)下图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。 (1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,接 下来应向 (选填“左”或“右”)调节杠杆两 端的螺母,使杠杆保持水平并静止。 3 (2)如图乙所示,A点挂有 2 个质量均为 50 g 的钩码,为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个质量 均为 50 g 的钩码。 (3)将杠杆的支点移到如图丙所示的位置,为了使杠杆在水平位置平衡,请你在杠杆上画出最小动力F的示意 图。 答案(1)达到 右 (2)3 (3)如图所示 模拟预测 1 1.小梦在做探究杠杆平衡条件的实验时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码 继续探究,如图所示。他这样做的最终目的是( ) A.便于直接读出拉力的大小 B.便于提供不同方向的拉力 C.便于正确认识力臂 D.便于测量力臂的大小 答案 C 解析从支点到力的作用线的距离叫力臂,在杠杆两侧挂钩码,由于重力的方向是竖直向下的,力臂在杠杆上可 以直接读出,若一侧用弹簧测力计取代钩码且弹簧测力计倾斜时,拉力不再与杠杆垂直,这样力臂会发生变化, 相应变短,根据杠杆的平衡条件,力会相应增大才能使杠杆仍保持平衡,这样做实验可以加深学生对力臂的正 确认识。故选 C。 4 2 2.吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图如图所示。利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动,伸缩撑杆 为圆弧状,伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列说法正确的是( ) A.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力大小不变 B.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变小 C.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变大 D.吊臂是一个省力的杠杆 答案 B 解析如图,画出力臂l1与l2,l1乙,W甲W乙 C.甲乙,W甲W乙 答案 A 解析此题中,钩码的重力相同,钩码上升的高度相同,据W有=Gh可知,所做的有用功相同;此时对动滑轮做的功 是额外功,不计绳子和摩擦,滑轮相同,即额外功相同,即W额是相同的,据W总=W有+W额可知,所以W总是相同的,故 拉力做的功相同,即W甲=W乙,机械效率=,故也是相同的,即甲=乙。 W有 W总 9 9.在右图装置中,动滑轮重 3 N,用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端,1 s 内将重为 27 N 的物体提高 0.2 m,如果不计绳重及摩擦,则下列计算结果正确的是( ) A.绳子自由端移动的速度为 0.2 m/s B.滑轮组的机械效率为 90% C.提升物体所做的有用功为 6 J D.弹簧测力计的示数为 9 N 答案 B 解析由题图可知,滑轮组承担物重的绳子股数n=3,1s 内将物体提高 0.2m,则物体升高速度为 0.2m/s,绳子自 由端移动的速度v=3v物=30.2m/s=0.6m/s,故 A 错;由于不计绳重及摩擦,则绳端的拉力F=(G物+G轮) 1 3 = (27N+3N)=10N,即弹簧测力计的示数为 10N,故 D 错;绳子自由端移动距离s=3h=30.2m=0.6m,拉力F做 1 3 8 的总功W总=Fs=10N0.6m=6J,有用功W有用=Gh=27N0.2m=5.4J,故 C 错;滑轮组的机械效率 =100%=90%,故B正确。 W有用 W总 = 5.4J 6J 1010.如图所示,古代士兵常用定滑轮把护城河上的吊桥拉起。使用定滑轮可以 (选填“省力” “省距离”或“改变动力的方向”);吊桥可以看作杠杆,绳子对它的拉力是动力,吊桥的重力是阻力。在拉起 吊桥的过程中,阻力臂大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 答案改变动力的方向 变小 解析(1)图中使用定滑轮的作用是改变动力的方向;(2)吊桥的重心在中点,重力的方向是竖直向下的,在吊起 桥的过程中,从支点O到重力的作用线的距离变小,即阻力臂变小。 1111.小雪用三个相同的滑轮组成如图所示的滑轮组,将重为 120 N 的物体匀速提高了 4 m。若机械效率为 80%, 不计绳重及滑轮与轴的摩擦,则每个滑轮重为 N。 答案 30 解析由题图可知,n=3,=,则F=50N; W有 W总 = Gh Fs = G nF G n = 120N 3 80% 若不计绳重和摩擦,F=(G+G动),则G动=3F-G=350N-120N=30N。 1 3 9 1212.如图所示,利用动滑轮来提升一个物体,拉力F竖直向上。动滑轮其实就是一个变形的杠杆,请在图中标出 它的支点O,并画出F的力臂l。 答案如图所示 解析动滑轮的支点O在绳子与边框的接触点上,动力F为绳子的拉力,方向向上,过支点O向动力作用线作垂 线,就得到动力臂l。 1313.右图是探究杠杆的平衡条件实验。 (1)实验过程中应将杠杆调节到水平位置平衡,这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响和 ;如 果杠杆的右端向下倾斜,平衡螺母应向 (选填“左”或“右”)端调节。 (2)在杠杆的左边A处挂 2 个相同的钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右端B处挂 个相同 的钩码。 (3)在(2)杠杆平衡的基础上,将A、B两处的钩码同时减去 1 个,那么杠杆 (选填“能”或“不能”)在 水平位置保持平衡。 (4)去掉B处的钩码用弹簧测力计在C处由竖直向上拉动改为逐渐倾斜时,为使杠杆仍在水平位置平衡,则弹 簧测力计示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 答案(1)便于测量力臂 左 (2)3 (3)不能 (4)变大 解析(1)当在杠杆上挂物体时,杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂,同时消除了杠杆自重对杠 杆平衡的影响;杠杆的右端向下倾斜,说明这一侧的自重与力臂的乘积大,应将平衡螺母向左调节; (2)设一个钩码的重为G,杠杆一个小格的长度为L,由F1L1=F2L2可得FB=3G,所以应在杠杆 FALA LB = 2G 3L 2L 右端B处挂 3 个相同的钩码; 10 (3)设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,如果将图中A、B两处的钩码同时减去 1 个,杠杆的左端: G3L=3GL,杠杆的右端:2G2L=4GL,杠杆左端力和力臂的乘积不等于右端力和力臂的乘积,所以杠杆不能在 水平位置保持平衡; (4)用弹簧测力计在C处由竖直向上拉动改为逐渐倾斜时,仍然使杠杆在水平位置平衡时,动力臂变小,阻 力、阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,动力将变大,即弹簧测力计示数将变大。 1414.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图所示。 物理量 123 钩码重 G/N 446 钩码上升 高度h/m 0.10.10.1 绳端拉力 F/N 1.81.62.4 绳端移动 距离s/m 0.30.4 机械效率 74.1%62.5% (1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计,使钩码上升。 (2)通过表中数据可分析出第 2 次实验是用 (选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验。 (3)通过第 1 次实验和第 2 次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个 数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率 (选填“越高”“不变”或“越低”)。 (4)小组同学再用第 1 次实验中使用的装置做第 3 次实验,表中第 3 次实验中空缺的数据应为绳端移动距离 s= m,机械效率= 。 11 (5)比较第 1 次实验和第 3 次实验可得出结论:使用同一滑轮组, 。 答案(1)匀速 (2)乙 (3)越低 (4)0.3 83.3% (5)提升的重物越重,滑轮组的机械效率越高 解析(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升。 (2)由表中实验数据可知,第 2 次实验绳端移动的距离是钩码上升高度的 4 倍,由图示滑轮组可知,实验使 用的是乙图所示装置做的实验。 (3)由表中第 1 次实验和第 2 次实验的数据可知,使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越 多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率越低。 (4)由表中第 1 次实验数据可知,绳端移动的距离是钩码上升高度的 3 倍,第三次实验使用同样的装置,则 第 3 次实验:绳端移动距离s=3h=30.1m=0.3m,机械效率=100%83.3%。 W有 W总 = Gh Fs = 6N 0.1m 2.4N 0.3m (5)由表中第 1 次实验和第 3 次实验数据可知:使用同一滑轮组,提升的重物越重,滑轮组的机械效率越高。 1515.下图是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置。 (1)实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长木板、弹簧测力计各一个,砝码若干,为了完成实 验,还需要的测量工具是 。 (2)实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码,改变物块的重力,用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直 线运动。实验的部分数据如下表: 实 验 次 数 接触 面粗 糙程 度 物块 重 G/N 物块 上 升的 高 度 h/m 沿斜 面 的拉 力 F/N 物块 移 动的 距 离 l/m 机 械 效 率 1 较粗 糙 (木块 2.00.25 1.20.80 52% 12 木板) 2 同上 2.00.35 1.40.80 63% 3 同上 5.00.35 3.50.80 63% 4 较光 滑 (铁块 木板) 5.00.35 3.10.80 该同学运用控制变量法探究的是斜面的机械效率与 、 、 的关系。 在第四次实验中,斜面的机械效率为 。 答案(1)刻度尺 (2)接触面的粗糙程度 物块重 斜面倾斜程度 71% 解析(1)在本实验中,需要用刻度尺测量物块上升高度和物块移动的距离。(2)分析表中数据可知,该同学探 究的是斜面的机械效率与接触面的粗糙程度、物块重及斜面倾斜程度的关系;在第四次实验中,W有 =Gh=5.0N0.35m=1.75J,W总=Fs=3.1N0.80m=2.48J,斜面的机械效率=100%71%。