杠杆与滑轮在生活中的应用-2022年中考科学重难点专题复习

杠杆与滑轮在生活中的应用 一、选择题 1.为了出行方便，行李箱的下部装有滑轮，上部装有可以拉伸的拉杆，当行李箱很重时可把拉杆拉长，这样的设计和做法是因为（▲） A.装滑轮可以增大对地面的压强，将拉杆拉长是为了减小向上的拉力 B.装滑轮可以减小对地面的压强，将拉杆拉长是为了增大向上的拉力 C.装滑轮可以减小摩擦力，将拉杆拉长是为了减小向上的拉力 D.装滑轮可以增大摩擦力，将拉杆拉长是为了增大向上的拉力 【答案】C 【解析】【分析】【详解】装滑轮可以以滚动代替滑动从而减小摩擦力；将拉杆拉长是为了在阻力和阻力臂不变时，增大动力臂来减小动力，即减小向上的拉力。故C符合题意。 2.（2013宁波卷－16）如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m，已知G=18N,F=10N，这一过程中，不能得到的结论是（▲） A.绳子自由端上升0.4m B.拉力F做功4J C.动滑轮重为2N D.该动滑轮的机械效率为90% 【答案】 C 【解析】由图示可知，承重绳子的有效股数n=2，由滑轮组公式、功的公式、效率公式分析答题。 【分析】由图示求出绳子的有效股数，熟练应用滑轮组公式、功的公式、效率公式即可正确解题。 【详解】由于物体上升的距离是0.2m，故拉力上升的距离为0.4m，A正确；拉力做的功 W=Fs=10N×0.4m=4J，B也正确；由于在忽略绳重和摩擦时，对动滑轮进行受力分析，才有2F=G+G动，解之得G动=2N，但该题没说忽略绳子重和摩擦，故C不对；由于滑轮组的机械效率η==90%，故D也是正确的。故选：C。 3.如图是生活中常用的剪指甲工具，小京在剪指甲时机械效率为90%，指甲刀口间的距离为0.2厘米，指甲的厚度为0.2毫米，剪断一次指甲时，刀口与指甲间的作用力为4.5牛，则（▲） A.剪断一次指甲的过程需要做的额外功是1焦 B.剪断一次指甲的过程需要做的有用功是1焦 C.剪断一次指甲的过程需要做的有用功是1×10-2焦 D.剪断一次指甲的过程需要做的总功是1×10-3焦 【答案】D 【解析】（1）由题干中数据知道指甲的厚度，即剪断一次指甲刀口与指甲间作用力移动的距离，利用W=Fs求剪断一次指甲做的有用功； （2）知道指甲刀的效率，利用效率公式求剪断一次指甲做的总功； （3）利用W总=W有用+W额求出剪断一次指甲做多少额外功。 【分析】本题综合考查了功的计算、机械效率的计算，涉及到用所学知识计算身边的指甲刀的有关物理量，与实际生活联系，有意义！ 【详解】（1）剪断一次指甲对指甲做的有用功：W有用=Fs=4.5N×0.2×10-3m=9×10-4J，故B、C错误； （2）∵指甲刀的效率：η= ∴剪断一次指甲做的总功： W总===1×10-3J，故D正确；（3）剪断一次指甲做多少额外功：W额=W总-W有用=1×10-3J-9×10-4J=1×10-4J，故A错误，故选D。 4.一滑轮组经过改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升相同的高度，改进后与改进前相比（▲） A.有用力减小，总功减小 B.有用功增加，总功增加 C.有用功不变，总功不变 D.有用功不变，额外功减小 【答案】D 【解析】用滑轮组把同一物体匀速提升同样的高度，有用功相同；由题知改装后的机械效率高，根据机械效率的公式知道总功减小，而总功等于有用功加上额外功，据此分析判断。 【分析】本题考查了有用功、额外功、总功、机械效率及其之间的关系，由“把同一物体匀速提升同样的高度”知道做的有用功相同是解本题的突破口，用好效率公式是关键。 【详解】因为把同一物体匀速提升同样的高度，所以利用滑轮组做的有用功相同；由η= ×100%可得，改装后的机械效率高，即改装后利用有用功所占总功的比例增加，即总功减小或额外功减少,故选D。 5.如图所示，OB为粗细均匀的均质杠杆，O为支点，在离O点距离为a的A处挂一个质量为M的物体，杠杆每单位长度的质量为m,当杠杆为多长时，可以在B点用最小的作用力F维持杠杆平衡（▲） A. B. C.2Ma/m D.无限长 【答案】A 【解析】解答本题需要根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2去分析计算：本题中动力为F，动力臂为OB，而阻力有两个（一个是重物Mg，另一个是杠杆本身的重力），所以阻力臂也有两个（重物G的力臂是OA，杠杆重力的力臂是 OB），明确了动力、动力臂、阻力和阻力臂之后，我们就可以根据杠杆平衡条件列出一个方程，然后根据数学方面的知识求解方程。 【分析】本题是一道跨学科题，需要学生掌握物理的杠杆知识和数学的一元二次方程的相关知识，题中学生容易出错的地方有三个：①对于杠杆重力的确定；②对于阻力及阻力臂的确定；③对于根的判别式的确定． 【详解】（1）由题意可知，杠杆的动力为F，动力臂为OB，阻力