2025年中考物理备考-近三年四川中考物理模拟题分类汇编之简单机械

三年陕西中考物理模拟题分类汇编之简单机械 一．选择题（共12小题） 1．（2024•雁塔区校级模拟）如图甲所示是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂，其简化原理图如图乙所示，已知AO＞OB，捣谷人对B点的作用力F1使水平静止的横木转动。不计横木的重力和转动摩擦，下列说法正确的是（　　） A．图乙中的舂相当于省力杠杆 B．利用该装置捣谷可以省功 C．人的脚越靠近O点越费力 D．若只将支点O右移可使捣谷更省力 2．（2024•陕西模拟）桨板是一项极具挑战性和趣味性的水上运动。如图，是桨板爱好者在湖面练习的情形。下列说法正确的是（　　） A．人用船桨划水时，船桨相当于省力杠杆 B．停止划动船桨，桨板停下的过程中，桨板不受力的作用 C．船桨对水的力和水对船桨的力是一对平衡力 D．桨板静止在平静的水面上时，其运动状态保持不变 3．（2023•高新区模拟）图中的情景节选自我国古代科技著作《天工开物》，下列说法正确的是（　　） A．甲图“六桨客船”中，划水的船桨属于省力杠杆 B．乙图“河池山锡”中，水由高处流下是因为受到惯性作用 C．丙图“竹笆沉底”中，船上装载的竹笆越多时，船受到的水的浮力越大 D．丁图“没水采珠”中，水面下的采珠人下潜的越深时受到水的压力越小 4．（2022•陕西模拟）如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（　　） A．天平 B．瓶盖起子 C．食品夹 D．钳子 5．（2024•眉县二模）在工地上工人用如图装置将质量为50kg的建筑材料匀速提升6m，电动机的输出功率为500W，用时10s，g取10N/kg，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．增加建筑材料的重量会降低滑轮组的机械效率 B．绳子自由端移动的速度为1.8m/s C．10s内电动机输出功为3000J D．滑轮组的机械效率为60% 6．（2022•碑林区校级三模）如图是一种千斤顶，当手压摇臂时，重物便被举高，用这种千斤顶把某汽车的一个后轮顶起时，施加在摇臂上向下的压力为200N，每压一次，手向下移动的距离是50cm，压10次后，车后轮被抬高10cm，整个过程做的有用功为600J，则下列说法正确的是（　　） A．这种千斤顶属于费力杠杆 B．人的手对千斤顶做的总功是1 000 J C．该千斤顶的机械效率是50% D．当千斤顶向上顶车后轮的过程中，这个后轮对地面的压强变大 7．（2023•临潼区模拟）如图是西安某住宅小区门口栏杆的示意图，当在A处施加一个动力时，可将栏杆逆时针拉起来，下列四个选项中的杠杆与它类型一致的是（　　） A．钓鱼竿 B．核桃夹 C．托盘天平 D．羊角锤 8．（2023•临潼区模拟）如图所示是汽车起重机的示意图，其中A、B组成滑轮组，C杆伸缩可改变吊臂的长短，D杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度，O为吊臂的转动轴。装在E里的电动机牵引钢丝绳，利用滑轮组提升重物，H为在车身外侧增加的支柱，F为吊臂顶端受到竖直向下的力。下列有关汽车起重机的叙述中错误的是（　　） A．滑轮组中A滑轮可以省力 B．当C杆伸长时吊臂对D杆的压力将变大 C．当D杆伸长时力F的力臂将变大 D．H的作用是工作时以防翻车、避免轮胎受到的压力过大 9．（2024•陕西模拟）港珠澳大桥的成功建成离不开我国自行制造的世界上最大的吊装船“振华30”。如图是“振华30”正在吊装重达6000t沉管隧道最后的一段，吊装中使用了非常复杂的滑轮组，以下相关说法正确的是（　　） A．定滑轮数目很多，一定很省力 B．动滑轮数目很多，一定很费距离 C．图中钢丝绳段数很多，一定能提高机械效率 D．图中滑轮组非常复杂，机械效率可能大于100% 10．（2023•碑林区校级一模）图示物品展示了古代劳动人民的智慧，所涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．紫砂壶属于连通器 B．日晷是测量长度的工具 C．杆秤是测量重力大小的工具 D．孔明灯在上升是因为流速大的地方压强小 11．（2022•碑林区校级模拟）滑轮是提升重物时经常用到的一种机械，工人师傅用500N的拉力F，利用如图所示的滑轮将重800N的重物在30s内匀速提高了6m。下列判断正确的是（　　） A．绳端移动的速度为0.2m/s B．提升重物所做的有用功为3000J C．工人师傅拉绳子的功率为200W D．该滑轮的机械效率为62.5% 12．（2022•雁塔区校级模拟）如图甲所示是高空作业的师傅在美化楼体外墙的情境，其结构的原理图如图乙所示，已知吊篮的质量为50kg；工人以及工具的总重为600N，绳子自由端的拉力的大小为500N。在电动机拉力的作用下，吊篮在10s内上升了2m，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端拉动的速度为0.2m/s B．整个装置的机械效率为73.3% C．若绳子的最大承受能力是600N，则吊篮中的人与工具的总重不能超过900N D．装置动滑轮的重力为200N 二．填空题（共8小题） 13．（2022•雁塔区校级一模）如图所示，这是家用手摇晾衣架，A滑轮的作用是 　 　；若衣服和晾衣架的总重为120N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力F＝　 　N。摇柄上刻有花纹，这是通过增大 　 　来增大摩擦力。 14．（2022•岐山县一模）小聪利用一长木板在地面和高台处搭建一个斜面，如图所示，高台高为3m，长木板长9m。小聪用大小为500N的拉力F将重为1200N的物体从地面拉上高台，用时45s。则小聪所做的有用功为 　 　J，拉力F做功的功率为 　 　W，斜面的机械效率为 　 　。小聪使用斜面可以 　 　（选填“省力”或“省功”）。 15．（2022•王益区一模）一辆汽车不小心开进了泥水坑中，司机取来一套滑轮组将汽车从泥水坑中拉出，如图所示。若汽车重为1.2×104N，受的阻力为车重的0.15倍，司机用800N的拉力，经过30s拉着滑轮组自由端匀速前进了6m，则司机做功的功率是 　 　W，司机拉动该滑轮组的机械效率是 　 　，写出该滑轮组的一个优点：　 　。 16．（2023•雁塔区校级三模）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，将一件货物从斜面AB的底端匀速推到顶端，另一件货物从斜面CD的底端以相同的速度匀速推到顶端。两次搬运过程中，克服货物重力做功功率 　 　（填“相等”或“不相等”）。若货物的质量为100kg，D到水平地面的高度为2m，CD的长度为4m，沿CD的推力为625N，则克服重力做功为 　 　J，斜面机械效率为 　 　。 17．（2023•高新区校级模拟）为了方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道.沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以 　 　（选填“省力”、“省功”或“省距离”）。若将重600N的小车沿8m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为300N，在此过程中所受斜面摩擦力大小为 　 　N，斜面的机械效率为 　 　。 18．（2024•惠城区校级三模）工人用如图所示的滑轮组在5s内将质量为40kg的物体匀速竖直提升3m，所用拉力F＝250N。该过程中，拉力的功率为 　 　W，滑轮组的机械效率为 　 　。若增大提升物体的重力，滑轮组的机械效率将 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（g取10N/kg） 19．（2024•眉县模拟）如图所示，工人师傅用沿斜面向上、大小为800N的推力，将重为1500N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端的车厢。已知斜面长3m、高1m，则此过程中工人师傅做的总功为 　 　J，斜面的机械效率为 　 　。使用斜面可以 　 　（选填“省力”或“省功”）。 20．（2024•宝鸡三模）如图所示是为方便残疾人上下台阶而设计的专用通道，某人坐电动轮椅通过专用通道以0.5m/s的速度匀速上升到高处，电动轮椅的牵引力恒为150N。该过程中，利用专用通道可以 　 　（选填“省力”“省距离”或“省功”）；电动轮椅牵引力做功的功率为 　 　W。用碳纤维制作轮椅车架，可以使轮椅更轻便，说明碳纤维的 　 　较小。 三．作图题（共2小题） 21．（2024•子洲县三模）如图所示，是重为550N的小浩做俯卧撑时的示意图。他的身体可视为杠杆，O点为支点，A点为重心。在图中画出小浩受到的重力G的示意图及其力臂L。 22．（2023•灞桥区校级三模）建筑工人在A处，使用如图所示的滑轮组提升物体，试在图中画出最省力的绕线方法。 四．实验探究题（共2小题） 23．（2023•礼泉县一模）图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置． （1）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 　 　（选填“平衡”或“非平衡”）状态；要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向 　 　（选填“左”或“右”）侧调节． （2）图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动右侧钩码的悬线（如图丙所示），就会发现杠杆 　 　（选填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）． （3）在探究过程中，需要进行多次实验的目的是 　 　． （4）某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装置进行探究，在杠杆O点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在A点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为 　 　N．以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子拉力为阻力F2，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1L1总是 　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）F2L2，其原因可能是 　 　． 24．（2024•雁塔区校级模拟）在我们初中物理课本中，多次利用斜面进行探究实验，如图所示。 （1）图甲利用斜面测量小车的平均速度，该实验的原理是 　 　； （2）乙、丙实验都有让物体从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是：控制物体滑到斜面底端时 　 　相同； （3）图丙是探究“影响动能大小因素”的实验，动能的大小是通过 　 　来反映的； （4）图丁测量斜面的机械效率时，弹簧测力计的读数为 　 　N。 五．计算题（共1小题） 25．（2024•陕西校级模拟）如图为国产某新型电动汽车，其部分参数如表所示： 电池节数 8000节 电池质量 0.05kg/节 电池的能量密度 0.25kW•h/kg 耗能参考值 0.2kW•h/km 注：电池的能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值；耗能参考值是经测试该电动汽车在平直公路上匀速行驶时每公里消耗电能。 （1）若该电动汽车以100km/h的速度在平直的高速公路上连续匀速行驶0.1h，求它消耗的电能； （2）不同能源的单位能耗的碳排放量不同，电能的CO2排放系数为1.00kg/（kW•h）即每消耗1kW•h的电能相当于排放1.00kg的CO2气体。求汽车在上述运动过程中消耗的电能相当于排放多少CO2？ （3）汽车动力有一项重要指标叫推重比，是指汽车的最大动力和汽车总重力之比。若这种电动汽车的推重比是0.5，能提供的最大推力为5400N，在平直高速路面所受的阻力为车总重的0.05，求该电动汽车的效率； （4）若给该电动汽车的电池都充满电，在效率不变的情况下，求汽车可以在这种路况下行驶的路程。 三年陕西中考物理模拟题分类汇编之简单机械 参考答案与试题解析 一．选择题（共12小题） 1．（2024•雁塔区校级模拟）如图甲所示是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂，其简化原理图如图乙所示，已知AO＞OB，捣谷人对B点的作用力F1使水平静止的横木转动。不计横木的重力和转动摩擦，下列说法正确的是（　　） A．图乙中的舂相当于省力杠杆 B．利用该装置捣谷可以省功 C．人的脚越靠近O点越费力 D．若只将支点O右移可使捣谷更省力 【考点】功的原理；杠杆的分类；杠杆在生活中的应用．版权所有 【专题】简单机械；应用能力． 【答案】C 【分析】（1）判断是省力杠杆还是费力杠杆，先确定动力臂和阻力臂，再比较二者大小，动力臂大于阻力臂是省力杠杆，小于阻力臂是费力杠杆。 （2）功的原理告诉我们，使用任何机械都不省功。 （3）使用杠杆时，当阻力、阻力臂不变时，增大动力臂则更省力，减小动力臂会更费力。 【解答】解：A.由图乙可知，捣谷时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。故A错误。 B.使用任何机械都不省功。故B错误。 C.捣谷时，阻力、阻力臂不变，人的脚越靠近O点，减小动力臂会更费力。故C正确。 D.阻力、阻力臂不变，只将支点O右移，也是减小动力臂会更费力。故D错误。 故选：C。 【点评】该题从古代劳动人民生活使用的工具中，考查学生对杠杆分类的判断和应用。解题关键是对杠杆平衡条件的理解和运用。 2．（2024•陕西模拟）桨板是一项极具挑战性和趣味性的水上运动。如图，是桨板爱好者在湖面练习的情形。下列说法正确的是（　　） A．人用船桨划水时，船桨相当于省力杠杆 B．停止划动船桨，桨板停下的过程中，桨板不受力的作用 C．船桨对水的力和水对船桨的力是一对平衡力 D．桨板静止在平静的水面上时，其运动状态保持不变 【考点】杠杆的分类；物体运动状态变化的判断；平衡力与相互作用力的辨析；力与运动的关系．版权所有 【专题】应用题；运动和力；简单机械；应用能力． 【答案】D 【分析】（1）结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，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； （2）根据桨板受力分析回答； （3）相互作用力的特点：大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上； （4）物体运动状态的改变包括速度大小和方向的改变。 【解答】解：A、船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误； B、桨板停下的过程中，桨板会受到重力、水的浮力和人对桨板的作用力，故B错误； C、船桨对水的力作用在水上，水对船桨的力作用在船桨上，这两个力大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上，属于相互作用力，故C错误； D、桨板静止在平静的水面上时，其速度大小和方向不变，因此运动状态保持不变，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了杠杆的分类、平衡力与相互作用力的辨析和物体运动状态变化的判断等知识，基础题。 3．（2023•高新区模拟）图中的情景节选自我国古代科技著作《天工开物》，下列说法正确的是（　　） A．甲图“六桨客船”中，划水的船桨属于省力杠杆 B．乙图“河池山锡”中，水由高处流下是因为受到惯性作用 C．丙图“竹笆沉底”中，船上装载的竹笆越多时，船受到的水的浮力越大 D．丁图“没水采珠”中，水面下的采珠人下潜的越深时受到水的压力越小 【考点】杠杆的分类；惯性的概念；液体压强规律；阿基米德原理的理解．版权所有 【专题】运动和力；应用能力． 【答案】C 【分析】（1）省力杠杆时动力臂大于阻力臂的杠杆。 （2）惯性不是力。 （3）物体漂浮时，重力等于浮力。 （4）根据F＝Ps判断压力的大小。 【解答】解：A、划水的船桨属于费力杠杆，故A错误。 B、水由高处流下是因为受到重力作用，故B错误。 C、船漂浮在水面上，它的重力等于浮力，船上装载的竹笆越多时，它的重力越大，故船受到的水的浮力越大，故C正确。 D、水面下的采珠人下潜的越深时，他受到的压强越大，根据F＝Ps可知，他受到水的压力越大，故D错误。 故选：C。 【点评】本题是简单的综合题，属于基础题。 4．（2022•陕西模拟）如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（　　） A．天平 B．瓶盖起子 C．食品夹 D．钳子 【考点】杠杆的分类．版权所有 【专题】应用题；简单机械． 【答案】C 【分析】结合生活经验，先判断杠杆在使用过程中，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。 【解答】解：A、天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故A错误； B、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误； C、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C正确； D、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误。 故选：C。 【点评】杠杆的分类主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。 5．（2024•眉县二模）在工地上工人用如图装置将质量为50kg的建筑材料匀速提升6m，电动机的输出功率为500W，用时10s，g取10N/kg，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．增加建筑材料的重量会降低滑轮组的机械效率 B．绳子自由端移动的速度为1.8m/s C．10s内电动机输出功为3000J D．滑轮组的机械效率为60% 【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；功率的计算；滑轮组的特点．版权所有 【专题】应用题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】D 【分析】（1）提高滑轮组机械效率的方法：增大提升的物重，减小摩擦、减小动滑轮重力； （2）由图知，承担重物绳子的段数n＝2，根据s＝nh和v＝可求绳端速度； （3）由W＝Pt计算10s内电动机输出功； （4）根据W有＝Gh＝mgh计算有用功，电动机输出的功是总功，根据η＝计算滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、增加建筑材料的重量，同样情况下就增大了有用功，则有用功在总功中所占的比例增大，所以滑轮组的机械效率会增大，故A错误； B、由图知，承担重物绳子的段数n＝2，由s＝nh和v＝可得，绳端速度v＝＝＝1.2m/s，故B错误； C、由题知，电动机的输出功率为500W，10s内电动机输出功W＝Pt＝500W×10s＝5000J，故C错误； D、对建筑材料做的有用功W有＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×6m＝3000J，电动机输出的功是总功，即W总＝5000J， 所以滑轮组的机械效率η＝＝＝60%，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了滑轮组特点、功率公式、机械效率公式的应用，明确有用功和总功的含义是关键。 6．（2022•碑林区校级三模）如图是一种千斤顶，当手压摇臂时，重物便被举高，用这种千斤顶把某汽车的一个后轮顶起时，施加在摇臂上向下的压力为200N，每压一次，手向下移动的距离是50cm，压10次后，车后轮被抬高10cm，整个过程做的有用功为600J，则下列说法正确的是（　　） A．这种千斤顶属于费力杠杆 B．人的手对千斤顶做的总功是1 000 J C．该千斤顶的机械效率是50% D．当千斤顶向上顶车后轮的过程中，这个后轮对地面的压强变大 【考点】其他机械的效率计算；压力的大小；功的简单计算；杠杆的分类；机械效率的简单计算．版权所有 【专题】应用题；压强、液体的压强；简单机械；功、功率、机械效率． 【答案】B 【分析】（1）根据力臂关系可以把杠杆分为三类：动力臂大于阻力臂，省力杠杆；动力臂等于阻力臂，等臂杠杆；动力臂小于阻力臂，费力杠杆。 （2）已知手向下移动的距离和压力，根据公式W＝Fs可求人的手对千斤顶做的总功； （3）利用η＝×100%计算千斤顶的机械效率； （4）当千斤顶向上顶后轮时，后轮受到向上的力，所以对地面的压力减小，根据p＝分析压强变化。 【解答】解： A、千斤顶使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误； B、人的手对千斤顶做的总功W＝Fs＝200N×0.5m×10＝1000J，故B正确； C、千斤顶的机械效率η＝×100%＝×100%＝60%，故C错误； D、当千斤顶向上顶后轮时，后轮受到向上的力，所以对地面的压力减小，根据p＝可知压强变小，故D错误。 故选：B。 【点评】本题通过千斤顶的使用考查功、机械效率的计算，杠杆的分类和压强的大小比较，是一道综合性较强的题目，使学生知道物理知识在生活生产中的应用。 7．（2023•临潼区模拟）如图是西安某住宅小区门口栏杆的示意图，当在A处施加一个动力时，可将栏杆逆时针拉起来，下列四个选项中的杠杆与它类型一致的是（　　） A．钓鱼竿 B．核桃夹 C．托盘天平 D．羊角锤 【考点】杠杆的分类．版权所有 【专题】定性思想；简单机械；理解能力． 【答案】A 【分析】本题主要考查两个方面的知识：（1）力臂的定义：从支点到力的作用线的距离叫做力臂。（2）杠杆的分类方法：动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆；动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆；动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆。 【解答】解：由图可知杠杆绕A点右侧的轴转动，则A点的动力臂远小于杠杆重力的阻力臂，所以杠杆是一个费力杠杆。 核桃夹、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆。 钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意、BCD不合题意。 故选：A。 【点评】本题的解题关键是首先明确杠杆的支点在点A右侧的轴上，再进一步判断出动力臂小于阻力臂。 8．（2023•临潼区模拟）如图所示是汽车起重机的示意图，其中A、B组成滑轮组，C杆伸缩可改变吊臂的长短，D杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度，O为吊臂的转动轴。装在E里的电动机牵引钢丝绳，利用滑轮组提升重物，H为在车身外侧增加的支柱，F为吊臂顶端受到竖直向下的力。下列有关汽车起重机的叙述中错误的是（　　） A．滑轮组中A滑轮可以省力 B．当C杆伸长时吊臂对D杆的压力将变大 C．当D杆伸长时力F的力臂将变大 D．H的作用是工作时以防翻车、避免轮胎受到的压力过大 【考点】滑轮组的特点；减小压强；杠杆在生活中的应用．版权所有 【专题】应用题；简单机械；应用能力． 【答案】C 【分析】（1）不随物体一起移动的滑轮是定滑轮，随物体一起移动的滑轮是动滑轮，定滑轮可以改变力的方向，动滑轮可以省力； （2）当C杆伸长时吊臂阻力臂变长，阻力和动力臂不变时，根据杠杆平衡条件分析解答力的变化； （3）当D杆伸长时，物体变高，伸长臂的夹角变大，阻力臂F的力臂将变小； （4）操纵汽车起重机时，应在车身外侧增加支柱，以防翻车，并避免轮胎受到过大的压力，损坏轮胎。 【解答】解：A、A滑轮随物体一起移动是动滑轮，动滑轮可以省力但不可以改变力的方向，故A正确； B、当C杆伸长时吊臂阻力臂变长，在阻力和动力臂一定时，阻力臂越长，动力越大，根据物体间力的作用是相互的知，对D杆的压力将变大，故B正确； C、当D杆伸长时力，物体变高，阻力臂F的力臂将变小，故C错误； D、操纵汽车起重机时，应在车身外侧增加支柱即H，以防翻车，并避免轮胎受到过大的压力，故D正确。 故选：C。 【点评】本题以汽车起重机为背景，考查了滑轮的分类、杠杆平衡条件的应用等知识，是一道中档题。 9．（2024•陕西模拟）港珠澳大桥的成功建成离不开我国自行制造的世界上最大的吊装船“振华30”。如图是“振华30”正在吊装重达6000t沉管隧道最后的一段，吊装中使用了非常复杂的滑轮组，以下相关说法正确的是（　　） A．定滑轮数目很多，一定很省力 B．动滑轮数目很多，一定很费距离 C．图中钢丝绳段数很多，一定能提高机械效率 D．图中滑轮组非常复杂，机械效率可能大于100% 【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；滑轮组绳子上的拉力；提高滑轮组的机械效率．版权所有 【专题】简单机械；功、功率、机械效率；理解能力；应用能力． 【答案】B 【分析】（1）定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力，只能改变力的方向； （2）动滑轮是动力臂大于阻力臂的杠杆，所以可以省力，但费距离； （3）有用功与额外功之和是总功，有用功与总功之比是机械效率。在有用功一定时，额外功越多，机械效率越低； （4）使用任何机械时，不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于100% 【解答】解：A、定滑轮不能省力，只能改变力的方向，故A错误； B、使用动滑轮虽然能够省力，但费距离，并且动滑轮越多越费距离，故B正确； C、使用滑轮组过程中，克服钢丝绳重和摩擦做的功是额外功，在有用功一定时，钢丝绳段数越多，额外功越大，机械效率越低，故C错误； D、机械越复杂，需要克服机械重及摩擦做的功越多，也就是所做的额外功越多，在有用功一定时，额外功越多，机械效率越低，更不可能达到或大于100%，故D错误。 故选：B。 【点评】此题考查了滑轮组的优缺点及机械效率的影响因素。通过解答此题，我们要认识到，要根据实际情况选择机械，滑轮组中动滑轮越多虽然越省力，但机械效率一般会降低。 10．（2023•碑林区校级一模）图示物品展示了古代劳动人民的智慧，所涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．紫砂壶属于连通器 B．日晷是测量长度的工具 C．杆秤是测量重力大小的工具 D．孔明灯在上升是因为流速大的地方压强小 【考点】杠杆在生活中的应用；光沿直线传播的应用；连通器的应用；流体压强与流速的关系．版权所有 【专题】应用题；其他综合题；应用能力． 【答案】A 【分析】（1）上端开口，底部相互连通的容器是连通器； （2）“日晷”又称“日规”指的是我国古代利用日影测量时间的一种计时仪器。日晷通常由铜制的指针晷针和石制的圆盘晷面组成； （3）杠杆是可以绕某一固定点转动的硬棒； （4）浸在液体和气体中的物体都要受到浮力的作用。 【解答】解：A、紫砂壶的壶嘴和壶身上端开口、底部相互连通，是利用连通器的原理，故A正确； B、日晷是测量时间的计时仪器，不是测量长度的工具，故B错误； C、杆秤利用的是杠杆原理，属于测量质量的工具，故C错误； D、孔明灯上升是因为热的空气密度小于空气的密度，从而受浮力升空的，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了浮力、杠杆、连通器的应用，以及杠杆的应用，属于综合性题目。 11．（2022•碑林区校级模拟）滑轮是提升重物时经常用到的一种机械，工人师傅用500N的拉力F，利用如图所示的滑轮将重800N的重物在30s内匀速提高了6m。下列判断正确的是（　　） A．绳端移动的速度为0.2m/s B．提升重物所做的有用功为3000J C．工人师傅拉绳子的功率为200W D．该滑轮的机械效率为62.5% 【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；功率的计算；动滑轮；有用功、额外功与总功．版权所有 【专题】计算题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】C 【分析】（1）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用v＝求出绳端移动的速度； （2）利用W有＝Gh求有用功； （3）利用W总＝Fs求拉力做的总功，利用P＝求拉力做功的功率； （4）利用η＝×100%求滑轮的机械效率； 【解答】解：A、由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×6m＝12m， 绳端移动的速度：v＝＝＝0.4m/s，故A错误； B、提升重物所做的有用功：W有＝Gh＝800N×6m＝4800J，故B错误； C、拉力做的总功：W总＝Fs＝500N×12m＝6000J， 拉力做功的功率：P＝＝＝200W，故C正确； D、滑轮的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了使用滑轮时速度、有用功、总功、功率和机械效率的计算，明确有用功和总功是关键。 12．（2022•雁塔区校级模拟）如图甲所示是高空作业的师傅在美化楼体外墙的情境，其结构的原理图如图乙所示，已知吊篮的质量为50kg；工人以及工具的总重为600N，绳子自由端的拉力的大小为500N。在电动机拉力的作用下，吊篮在10s内上升了2m，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端拉动的速度为0.2m/s B．整个装置的机械效率为73.3% C．若绳子的最大承受能力是600N，则吊篮中的人与工具的总重不能超过900N D．装置动滑轮的重力为200N 【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；滑轮组的特点；绳子自由端移动的速度；滑轮组的中的相关计算．版权所有 【专题】计算题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】C 【分析】（1）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用v＝求绳子自由端拉动的速度； （2）利用W有＝Gh求有用功，利用W总＝Fs求拉力做的总功，利用η＝×100%求滑轮组的机械效率； （3）利用不计绳重和摩擦时F＝（G+G动+吊）求动滑轮和吊篮的总重力，利用不计绳重和摩擦时F＝（G+G动+吊）求拉力为600N时吊篮中的人与工具的总重； （4）根据G＝mg求吊篮的重力，动滑轮和吊篮的总重力等于动滑轮的重力加上吊篮的重力，据此求出动滑轮的重力。 【解答】解：A、由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×2m＝6m， 绳子自由端移动的速度：v＝＝＝0.6m/s，故A错误； B、整个装置做的有用功：W有＝Gh＝600N×2m＝1200J， 拉力做的总功：W总＝Fs＝500N×6m＝3000J， 整个装置的机械效率：η＝×100%＝×100%＝40%，故B错误； C、因为不计绳重和摩擦时F＝（G+G动+吊），所以动滑轮和吊篮的重力：G动+吊＝nF﹣G＝3×500N﹣600N＝900N， 因为不计绳重和摩擦时F＝（G+G动+吊），所以拉力为600N时吊篮中的人与工具的总重：G'＝nF'﹣G动+吊＝3×600N﹣900N＝900N，故C正确； D、吊篮的重力：G吊＝m吊g＝50kg×10N/kg＝500N， 则装置动滑轮的重力：G动＝G动+吊﹣G吊＝900N﹣500N＝400N，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了使用滑轮组时绳子的拉力、有用功、总功和机械效率的计算，利用好不计绳重和摩擦时F＝（G+G动+吊）是关键。 二．填空题（共8小题） 13．（2022•雁塔区校级一模）如图所示，这是家用手摇晾衣架，A滑轮的作用是 　改变用力的方向　；若衣服和晾衣架的总重为120N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力F＝　30　N。摇柄上刻有花纹，这是通过增大 　接触面的粗糙程度　来增大摩擦力。 【考点】滑轮组的中的相关计算；增大有益摩擦的方法；定滑轮；定滑轮的实质；滑轮组绳子上的拉力．版权所有 【专题】重力、弹力、摩擦力；简单机械；应用能力． 【答案】改变用力的方向；30；接触面的粗糙程度。 【分析】（1）定滑轮使用时，轴的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向； （2）从图中可知n＝4，若衣服和晾衣架的总重为120N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，根据F＝G总可知静止时绳的拉力； （3）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。 【解答】解：A滑轮为定滑轮，作用是改变用力的方向； 从图中可知n＝4， 若衣服和晾衣架的总重为120N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，根据F＝G总可知静止时绳的拉力F＝G总＝×120N＝30N； 摇柄上刻有花纹是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。 故答案为：改变用力的方向；30；接触面的粗糙程度。 【点评】本题主要考查定滑轮的作用、增大摩擦的方法以及滑轮组绳子的拉力计算，难度不大。 14．（2022•岐山县一模）小聪利用一长木板在地面和高台处搭建一个斜面，如图所示，高台高为3m，长木板长9m。小聪用大小为500N的拉力F将重为1200N的物体从地面拉上高台，用时45s。则小聪所做的有用功为 　3600　J，拉力F做功的功率为 　100　W，斜面的机械效率为 　80%　。小聪使用斜面可以 　省力　（选填“省力”或“省功”）。 【考点】斜面机械效率的计算；功率的计算；轮轴及其应用；有用功、额外功与总功．版权所有 【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】3600；100；80%；省力 【分析】（1）已知物体的重力、高台高度，根据W有用＝Gh求小聪做的有用功； （2）已知拉力的大小、木板长度（斜面长），根据W总＝Fs求拉力做的总功，再利用P＝求拉力做功的功率； （3）斜面的机械效率等于有用功与总功之比； （4）使用机械可以省力、可以省距离，但不能省功。 【解答】解：（1）小聪做的有用功：W有用＝Gh＝1200N×3m＝3600J； （2）拉力做的总功为：W总＝Fs＝500N×9m＝4500J， 拉力F所做功的功率：P＝＝＝100W； （3）斜面的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝80%； （4）使用斜面可以省力，但费距离，需要克服摩擦多做额外功，即不能省功。 故答案为：3600；100；80%；省力。 【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、功率、机械效率的计算，属于基础题目。 15．（2022•王益区一模）一辆汽车不小心开进了泥水坑中，司机取来一套滑轮组将汽车从泥水坑中拉出，如图所示。若汽车重为1.2×104N，受的阻力为车重的0.15倍，司机用800N的拉力，经过30s拉着滑轮组自由端匀速前进了6m，则司机做功的功率是 　160　W，司机拉动该滑轮组的机械效率是 　75%　，写出该滑轮组的一个优点：　省力　。 【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；功率的计算．版权所有 【专题】计算题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】160；75%；省力。 【分析】（1）根据W＝Fs得出拉力的功，根据P＝得出拉力的功率； （2）根据f＝0.15G求汽车受到的阻力；由图示可知，与动滑轮相连绳子的股数：n＝3，根据绳子自由端移动的距离s＝ns车求汽车移动的距离，根据W有＝fs车得出有用功，根据η＝×100%得出滑轮组的效率； （3）使用滑轮组可以省力。 【解答】解：（1）由图示可知，与动滑轮相连绳子的股数n＝3， 拉力的功： W总＝Fs＝800N×6m＝4.8×103J， 拉力的功率： P＝＝＝160W； （2）由题意可知，汽车受到的阻力： f＝0.15G＝0.15×1.2×104N＝1.8×103N， 由图示可知，与动滑轮相连绳子的股数：n＝3，则汽车移动的距离： s车＝＝＝2m， 有用功： W有用＝fs车＝1.8×103N×2m＝3.6×103J， 滑轮组的效率： η＝×100%＝×100%＝75%； （3）由题意可知，绳子自由端的拉力小于汽车受到的阻力，因此使用该滑轮组可以省力。 故答案为：160；75%；省力。 【点评】此题主要考查的是学生对功和功率计算公式及其变形公式的熟练运用和掌握，此题中物体沿水平方向运动，知道克服摩擦力做的功是有用功，与物体重力（竖直方向）没有关系是解决此题的关键。 16．（2023•雁塔区校级三模）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，将一件货物从斜面AB的底端匀速推到顶端，另一件货物从斜面CD的底端以相同的速度匀速推到顶端。两次搬运过程中，克服货物重力做功功率 　不相等　（填“相等”或“不相等”）。若货物的质量为100kg，D到水平地面的高度为2m，CD的长度为4m，沿CD的推力为625N，则克服重力做功为 　2000　J，斜面机械效率为 　80%　。 【考点】斜面机械效率的计算；功的简单计算；功率的大小比较．版权所有 【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】不相等；2000；80%。 【分析】（1）两次搬运货物重力、提升的高度相等，由W＝Gh可知克服货物重力做功的大小关系；而CD的长度大于AB的长度，两次搬运的速度相同，由t＝可知所用时间不相等；做功大小相等、做功时间相等，由P＝可知功率大小关系； （2）利用G＝mg求货物重力，利用W＝Gh求克服重力做的有用功；利用W＝Fs求推力做的总功；斜面的机械效率等于有用功与总功之比。 【解答】解： （1）由W＝Gh可知，两次搬运G与h均相等，所以两次工人克服货物重力做的功相等；CD的长度大于AB的长度，两次搬运的速度相同，由t＝可知，所用时间不相等；做功大小相等、做功时间相等，由P＝可知，沿两个斜面推货物，工人克服货物重力做功的功率不相等； （2）货物重力G＝mg＝100kg×10N/kg＝1000N， 克服重力做的有用功： W有用＝Gh＝1000N×2m＝2000J； 推力做的总功： W总＝Fs＝625N×4m＝2500J； 斜面的机械效率： η＝＝×100%＝80%。 故答案为：不相等；2000；80%。 【点评】本题考查了斜面的特点、使用斜面时功率大小比较，以及有用功、总功、机械效率的计算，灵活应用相关公式是关键。 17．（2023•高新区校级模拟）为了方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道.沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以 　省力　（选填“省力”、“省功”或“省距离”）。若将重600N的小车沿8m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为300N，在此过程中所受斜面摩擦力大小为 　150　N，斜面的机械效率为 　50%　。 【考点】斜面机械效率的计算；功的简单计算；轮轴及其应用．版权所有 【专题】计算题；功、功率、机械效率；理解能力． 【答案】省力；150；50%。 【分析】（1）使用斜面能够省力。 （2）利用W＝Fs可求出拉力做的功，即总功；再利用W＝Gh求出有用功；然后利用机械效率的计算公式可求出斜面的效率η。 （3）根据总功与有用功的差得出额外功，再根据W额＝fs，变形后可求摩擦力f。 【解答】解：专用通道相当于斜面，而使用斜面能够省力，所以沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以省力，但要多移动距离，且使用任何机械都不能省功； 所做有用功为：W有＝Gh＝600N×2m＝1200J； 总功为：W总＝Fs＝300N×8m＝2400J； 额外功为：W额＝W总﹣W有＝2400J﹣1200J＝1200J； 由W额＝fs得，摩擦力为：f＝＝＝150N； 机械效率为：η＝＝＝50%。 故答案为：省力；150；50%。 【点评】知道斜面的特点，熟练运用计算功、机械效率的公式，明确额外功是用来克服斜面上的摩擦，是解答此题的关键。 18．（2024•惠城区校级三模）工人用如图所示的滑轮组在5s内将质量为40kg的物体匀速竖直提升3m，所用拉力F＝250N。该过程中，拉力的功率为 　300　W，滑轮组的机械效率为 　80%　。若增大提升物体的重力，滑轮组的机械效率将 　增大　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（g取10N/kg） 【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；功率的计算．版权所有 【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】300；80%；增大 【分析】由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，根据s＝nh和v＝计算绳端移动的速度，根据P＝＝＝Fv计算拉力的功率；根据η＝＝＝计算滑轮组的机械效率； 同一滑轮组，提起物体越重，机械效率越高。 【解答】解：由图可知，通过动滑轮绳子的段数n＝2， 由s＝nh和v＝可得，绳端移动的速度： v＝＝＝1.2m/s， 拉力的功率： P＝＝＝Fv＝250N×1.2m/s＝300W； 滑轮组的机械效率： η＝＝＝＝＝80%。 增大提升物体的重力，有用功在总功中所占的比例增大，机械效率增大。 故答案为：300；80%；增大。 【点评】本题考查了滑轮组特点、功率以及机械效率计算公式的应用以及滑轮组机械效率影响因素的认识，难度适中。 19．（2024•眉县模拟）如图所示，工人师傅用沿斜面向上、大小为800N的推力，将重为1500N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端的车厢。已知斜面长3m、高1m，则此过程中工人师傅做的总功为 　2400　J，斜面的机械效率为 　62.5%　。使用斜面可以 　省力　（选填“省力”或“省功”）。 【考点】斜面机械效率的计算；斜面及其应用；总功．版权所有 【专题】定量思想；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】2400；62.5%；省力。 【分析】（1）使用斜面时，克服物体重力做的功为有用功，根据W＝Gh求出有用功；再根据W＝Fs求出推力做的功，即总功；然后根据机械效率的公式可求出斜面的机械效率η； （2）使用斜面的好处是能够省力，使用任何机械都不省功。 【解答】解：（1）此过程中的有用功为：W有＝Gh＝1500N×1m＝1500J， 所做的总功为：W总＝Fs＝800N×3m＝2400J， 则斜面的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝62.5%； （2）使用斜面能够省力，但不能省功。 故答案为：2400；62.5%；省力。 【点评】熟练运用功、机械效率的计算公式，明确有用功和总功的含义，是解答此题的关键。 20．（2024•宝鸡三模）如图所示是为方便残疾人上下台阶而设计的专用通道，某人坐电动轮椅通过专用通道以0.5m/s的速度匀速上升到高处，电动轮椅的牵引力恒为150N。该过程中，利用专用通道可以 　省力　（选填“省力”“省距离”或“省功”）；电动轮椅牵引力做功的功率为 　75　W。用碳纤维制作轮椅车架，可以使轮椅更轻便，说明碳纤维的 　密度　较小。 【考点】斜面及其应用；密度在生产、生活中的应用；功率的计算．版权所有 【专题】简单机械；分析、综合能力． 【答案】省力；75；密度。 【分析】利用斜面可以省力，根据P＝＝＝Fv计算功率； 根据体积一定时，密度越小质量越小分析。 【解答】解：残疾人用通道是一种斜面，斜面是一种省力机械，斜面越长越省力，即利用专用通道可以省力。 电动轮椅牵引力做功的功率为 碳纤维制作轮椅车架，根据可知，体积相同的情况下，质量小的碳纤维的密度较小。 故答案为：省力；75；密度。 【点评】本题考查斜面的作用与功率的计算以及密度知识，属于基础题。 三．作图题（共2小题） 21．（2024•子洲县三模）如图所示，是重为550N的小浩做俯卧撑时的示意图。他的身体可视为杠杆，O点为支点，A点为重心。在图中画出小浩受到的重力G的示意图及其力臂L。 【考点】力和力臂的画法；重力的示意图．版权所有 【专题】作图题；重力、弹力、摩擦力；简单机械；应用能力． 【答案】 【分析】从小浩重心作出竖直向下的重力；从支点作重力的作用线的垂线段，即为其力臂L。 【解答】解：重力的方向是竖直向下的，从小浩的重心A画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G＝550N表示，即为其所受重力示意图； 从支点作重力作用线的垂线段即为支持力F的力臂L，如图所示： 【点评】本题考查了学生对力臂的画法，属于基础题。 22．（2023•灞桥区校级三模）建筑工人在A处，使用如图所示的滑轮组提升物体，试在图中画出最省力的绕线方法。 【考点】滑轮组的设计与组装．版权所有 【专题】设计与制作题；简单机械；应用能力． 【答案】 【分析】滑轮组绕绳时既要考虑到省力情况，也要注意到人所处的位置。 【解答】解：由图可知，绳子端拉力方向向上，要画出最省力的绕线方法，则绳子首先系在动滑轮的上挂钩上，然后依次绕过定滑轮、动滑轮，最终由3根绳子承担物重，如右图所示： 【点评】此题考查滑轮组的设计与组装，属于常考题目，难度不大，作图时应注意拉力的方向。 四．实验探究题（共2小题） 23．（2023•礼泉县一模）图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置． （1）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 　平衡　（选填“平衡”或“非平衡”）状态；要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向 　左　（选填“左”或“右”）侧调节． （2）图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动右侧钩码的悬线（如图丙所示），就会发现杠杆 　左端下沉　（选填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）． （3）在探究过程中，需要进行多次实验的目的是 　得出普遍规律　． （4）某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装置进行探究，在杠杆O点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在A点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为 　2.3　N．以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子拉力为阻力F2，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1L1总是 　大于　（选填“大于”、“等于”或“小于”）F2L2，其原因可能是 　杠杆自重对杠杆平衡有影响　． 【考点】探究杠杆的平衡条件的实验中使用弹簧测力计的问题；探究杠杆的平衡条件；探究杠杆的平衡条件的实验前调节杠杆平衡；探究杠杆的平衡条件的实验中杠杆自重的影响．版权所有 【专题】简单机械；实验基本能力． 【答案】（1）平衡；左；（2）左端下沉；（3）得出普遍规律；（4）2.3；大于；杠杆自重对杠杆平衡有影响。 【分析】（1）杠杆平衡的判断：杠杆静止状态或者匀速转动状态；实验前杠杆平衡的调节方法：“左沉右调，右沉左调”。 （2）根据力臂的概念、杠杆平衡条件进行判断；当杠杆不平衡时，力和力臂乘积较大的那一端下沉。 （3）在探究过程中，需要进行多次实验的目的是得出普遍规律。 （4）根据测力计的分度值和指针位置读数；杠杆平衡的条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，据此结合题意进行解答。 【解答】解： （1）杠杆的平衡是指杠杆处于静止状态或匀速转动状态；挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，则此时杠杆处于平衡状态； 由图甲可知，杠杆左端高，右端低，则右边较重，要想使杠杆在水平位置平衡，根据“右沉左调”的调节方法，则接下来应将杠杆两端的螺母向左调节。 （2）图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动右侧钩码的悬线（如图丙所示），则右侧悬线对杠杆的拉力变为斜向下，右侧拉力的力臂会变小，这时杠杆右侧拉力与力臂的乘积变小，小于左侧拉力与力臂的乘积，所以杠杆的左端下沉。 （3）在探究过程中，需要进行多次实验的目的是得出普遍规律。 （4）由图丁可知，测力计的分度值为0.1N，此时弹簧测力计示数为2.3N； 由图丁可知，支点在杠杆的左端，以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子拉力为阻力F2，因杠杆自身是受重力作用的，即杠杆的重力也是阻力（杠杆自重对杠杆平衡有影响），所以当杠杆水平平衡时，F1l1总是大于F2l2。 故答案为：（1）平衡；左；（2）左端下沉；（3）得出普遍规律；（4）2.3；大于；杠杆自重对杠杆平衡有影响。 【点评】本题是探究杠杆平衡条件的实验，考查了对杠杆平衡的理解、如何调节杠杆的平衡以及杠杆平衡条件的应用等知识，难度适中。 24．（2024•雁塔区校级模拟）在我们初中物理课本中，多次利用斜面进行探究实验，如图所示。 （1）图甲利用斜面测量小车的平均速度，该实验的原理是 　v＝　； （2）乙、丙实验都有让物体从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是：控制物体滑到斜面底端时 　速度　相同； （3）图丙是探究“影响动能大小因素”的实验，动能的大小是通过 　小球推动木块通过的距离　来反映的； （4）图丁测量斜面的机械效率时，弹簧测力计的读数为 　0.7　N。 【考点】斜面机械效率的测量实验；实验 测量平均速度；测量平均速度的实验原理；探究阻力对物体运动的影响；小车从同一高度滑下的原因；探究影响物体动能大小的因素．版权所有 【专题】实验题；长度、时间、速度；重力、弹力、摩擦力；机械能及其转化． 【答案】（1）v＝； （2）速度； （3）小球推动木块通过的距离； （4）0.7。 【分析】（1）根据v＝可测量小车的平均速度； 根据控制变量法要控制物体滑到斜面底端时速度相同； （3）根据转换法，通过小球推动木块通过的距离来反映动能的大小； （4）根据弹簧测力计的分度值读数。 【解答】解：（1）图甲利用斜面测量小车的平均速度，该实验的原理是v＝； （2）乙、丙实验都有让物体从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是：控制物体滑到斜面底端时速度相同； （3）图丙是探究“影响动能大小因素”的实验，根据转换法，动能的大小是通过小球推动木块通过的距离来反映的； （4）图丁测量斜面的机械效率时，弹簧测力计的分度值为0.1N，读数为0.7N。 故答案为：（1）v＝； （2）速度； （3）小球推动木块通过的距离； （4）0.7。 【点评】本题考查力学中的几个实验，但难度不大。 五．计算题（共1小题） 25．（2024•陕西校级模拟）如图为国产某新型电动汽车，其部分参数如表所示： 电池节数 8000节 电池质量 0.05kg/节 电池的能量密度 0.25kW•h/kg 耗能参考值 0.2kW•h/km 注：电池的能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值；耗能参考值是经测试该电动汽车在平直公路上匀速行驶时每公里消耗电能。 （1）若该电动汽车以100km/h的速度在平直的高速公路上连续匀速行驶0.1h，求它消耗的电能； （2）不同能源的单位能耗的碳排放量不同，电能的CO2排放系数为1.00kg/（kW•h）即每消耗1kW•h的电能相当于排放1.00kg的CO2气体。求汽车在上述运动过程中消耗的电能相当于排放多少CO2？ （3）汽车动力有一项重要指标叫推重比，是指汽车的最大动力和汽车总重力之比。若这种电动汽车的推重比是0.5，能提供的最大推力为5400N，在平直高速路面所受的阻力为车总重的0.05，求该电动汽车的效率； （4）若给该电动汽车的电池都充满电，在效率不变的情况下，求汽车可以在这种路况下行驶的路程。 【考点】机械效率的简单计算；速度推导公式求解路程和时间．版权所有 【专题】功、功率、机械效率；分析、综合能力． 【答案】（1）它消耗的电能为2kW•h； （2）汽车在上述运动过程中消耗的电能相当于排放质量为2kg的CO2； （3）该电动汽车的效率为75%； （4）在效率不变的情况下，汽车可以在这种路况下行驶的路程为500km。 【分析】（1）根据速度公式得出在平直的高速公路上连续匀速行驶0.1h的路程电动汽车的路程，由表格数据可知，电动汽车在平直公路上匀速行驶时每公里消耗电能0.2kW•h，进一步求得它消耗的电能。 （2）根据电能的CO2排放系数得出汽车排放CO2的质量。 （4）这种电动汽车的推重比是0.5，能提供的最大推力为5400N，据此求得汽车总重，在平直高速路面所受的阻力为车总重的0.05，进一步求得汽车受到的阻力；电动汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，根据f＝F得出汽车受到的牵引力大小，利用W＝Fs求得有用功，结合效率计算公式求得该电动汽车的效率。 （4）结合表格数据求得电池可以充入的最大电能，利用效率公式求得汽车行驶时发动机所做的有用功，再利用W＝Fs求得汽车可以在这种路况下行驶的路程。 【解答】解：（1）连续匀速行驶0.1h的路程 s＝vt＝100km/h×0.1h＝10km， 由表格数据可知，电动汽车在平直公路上匀速行驶时每公里消耗电能0.2kW•h，则它消耗的电能W＝0.2kW•h/km×10km＝2kW•h； （2）由题知，电能的CO2排放系数为1.00kg/（kW•h），则汽车在上述运动过程中消耗的电能相当于排放CO2的质量 ； （3）这种电动汽车的推重比是0.5，能提供的最大推力为5400N，则汽车总重为 ， 在平直高速路面所受的阻力为车总重的0.05，所以汽车受到的阻力 f＝0.05G＝0.05×1.08×104N＝540N， 因汽车匀速行驶，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，牵引力F牵引＝f＝540N， 汽车做的有用功 ， 该电动汽车的效率 ； （4）电池可以充入的最大电能 W总'＝0.25kW•h/kg×（0.05kg/节×8000节）＝100kW•h， 在效率不变的情况下，汽车行驶时发动机所做的有用功： W有用'＝W总'•η＝100kW•h×75%＝75kW•h＝2.7×108J， 在这种路况下行驶时汽车的牵引力不变，则汽车最多行驶的路程： s′＝＝＝5×105m＝500km。 答：（1）它消耗的电能为2kW•h； （2）汽车在上述运动过程中消耗的电能相当于排放质量为2kg的CO2； （3）该电动汽车的效率为75%； （4）在效率不变的情况下，汽车可以在这种路况下行驶的路程为500km。 【点评】本题考查电能和功的计算等知识，综合性强，难度适中。 考点卡片 1．速度推导公式求解路程和时间 【知识点的认识】 速度公式：v＝（s用m做单位时，t应用s做单位，得出v的单位是m/s；s用km做单位时，t应该用h做单位） 公式的变形：s＝vt（求路程）；t＝（求时间） 【命题方向】 考查应用题以及图像题中涉及到有关路程和时间的计算。 例：汽车遇到意外情况时需要紧急刹车，这需要司机经历反应和制动两个过程，在司机的反应过程中汽车做匀速运动。在制动过程中汽车做减速运动。有一辆汽车正以36km/h的速度在平直的公路上行驶，求： （1）此车50分钟行驶的路程是多少？ （2）该车突然遇到紧急情况刹车，在司机的反应过程中汽车行驶了7米，则司机的反应时间是多少秒？ （3）若制动过程用了3秒，汽车在两个过程中共前进了29.6米，求从司机发现情况到汽车停下，汽车的平均速度是多少？ 分析：（1）已知汽车运动的速度和时间，根据v＝的变形计算50min运动的路程； （2）根据v＝的变形计算司机的反应时间是多少秒； （3）从司机发现情况到汽车停下，所用时间为反应时间和制动时间之和，根据v＝计算汽车的平均速度。 解析：解：（1）36km/h＝10m/s， 此车50分钟行驶的路程是：s＝vt＝10m/s×50×60s＝3×104m； （2）在司机的反应过程中汽车行驶了7米，则司机的反应时间是：t′＝＝0.7s； （3）从司机发现情况到汽车停下，所用时间为：t″＝0.7s+3s＝3.7s， 汽车的平均速度是v′＝＝8m/s。 答：（1）此车50分钟行驶的路程是3×104m； （2）司机的反应时间是0.7s； （3）从司机发现情况到汽车停下，汽车的平均速度是8m/s。 点评：本题考查速度公式的灵活运用，计算过程注意统一单位。 【解题方法点拨】 计算过程中注意单位的统一。 2．实验 测量平均速度 【知识点的认识】 1．设计实验 （1）实验原理：v＝s/t。 （2）实验器材：长木板、小木块、小车、刻度尺、停表、金属片。 （3）实验方法：取相等的路程，测出每段路程运动的时间，进行比较。 （4）实验步骤： ①在斜面上用刻度尺将路程分为相等的两段S1和S2，并标记A、B、C； ②将金属片放在B点，测出小车从A点滑到B点的时间tB，则t1＝tB； ③将金属片放在C点，测出小车从A点滑至C点的时间tC，则t2＝tC﹣tB； ④计算出S1、S2两段的速度v1、v2。 （5）设计实验数据表格 2．进行实验：按照设计的实验步骤操作即可。 【命题方向】 考查测量平均速度的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。 例：小明在“测小车的平均速度”的实验中，设计了如图所示的实验装置，小车从带刻度的斜面顶端由静止下滑，图中的圆圈是小车到达A、B、C三处时电子表的显示（数字分别表示“小时：分：秒”）。 （1）该实验的原理是　v＝　； （2）实验中为了方便计时，应使斜坡的坡度较　小　（填“大”或“小”）； （3）请根据图中信息回答：小车运动AB段路程sAB＝　40.0　cm，vAB＝　0.2　m/s； （4）由实验看出，小车在下滑过程中由于　vAB＜vBC　，故判断小车是在做　变速　运动（填“匀速”或“变速”）。 分析：（1）测量平均速度的实验原理是v＝； （2）斜面的坡度越大，小车在斜面上运动的速度越大，在斜面上运动的时间越短，不方便测量时间，据此分析； （3）根据刻度尺的分度值读出小车在AB段的路程，再由图读出AB段所用的时间，根据v＝求出AB段的平均速度； （4）由图读出BC段的路程和所用时间，利用v＝求出BC段的平均速度，再与AB段的平均速度比较即可知道小车的运动状态。 解析：解：（1）在“测小车的平均速度”的实验中，用刻度尺测小车运动的距离，用电子表测小车运动的时间，根据v＝求出小车的平均速度，故该实验的原理是v＝； （2）斜面的坡度越大，小车在斜面上运动的速度越大，在斜面上运动的时间越短，不方便测量时间，因此实验中为了方便计时，应使斜面的坡度较小； （3）图中刻度尺的分度值是1cm，则小车在AB段的路程为：sAB＝100.0cm﹣60.0cm＝40.0cm＝0.4m， AB段所用的时间为tAB＝15：35：22﹣15：35：20＝2s，则AB段的平均速度为： vAB＝＝＝0.2m/s； （4）由图可知BC段的路程为sBC＝60.0cm﹣10.0cm＝50.0cm＝0.5m，BC段所用的时间为tBC＝15：35：23﹣15：35：22＝1s， BC段的平均速度为：vBC＝＝＝0.5m/s； 由上述分析可知vAB＜vBC，因此小车在下滑过程中是在做变速运动。 故答案为：（1）v＝；（2）小；（3）40.0；0.2；（4）vAB＜vBC；变速。 点评：本题考查了测量平均速度的实验，解题关键是要知道某段路程的平均速度等于该段路程与所用时间的比值。 【解题方法点拨】 注意事项： （1）小车的前端对齐起始线，静止释放； （2）开始计时与小车释放的时间应该是同时的，发生碰撞时马上停表，必须专人操作。正式实验前应该练习几次，熟练之后会使测量的数据更准确。 3．测量平均速度的实验原理 【知识点的认识】 实验原理：v＝s/t。 【命题方向】 例：如图所示，“测量小车沿斜面下滑的平均速度”的实验原理是　v＝　，该实验的实验目的是练习用　刻度尺　和　秒表　测平均速度。 分析：（1）（2）在用斜面小车测量平均速度的实验中，要测量小车运动的路程和时间，用到刻度尺和停表，并代入公式v＝进行计算。 解析：解：（1）（2）实验的原理是：v＝，实验中要用刻度尺测量小车运动的路程，用停表测量小车运动的时间。 故答案为：（1）v＝；（2）刻度尺；停表。 点评：本题考查了测平均速度的原理、测量工具的选择，属于基础题目。 【解题方法点拨】 注意事项： （1）小车的前端对齐起始线，静止释放； （2）开始计时与小车释放的时间应该是同时的，发生碰撞时马上停表，必须专人操作。正式实验前应该练习几次，熟练之后会使测量的数据更准确。 4．密度在生产、生活中的应用 【知识点的认识】 密度的特殊用途：密度的特殊用途密度的特殊用途是根据需要选取不同密度的物质作产品的原材料．铅可用作网坠，铸铁用作落地扇的底座、塔式起重机的压铁等，都是冈为它们的密度比较大．铝合金用来制造飞机，玻璃钢用来制造汽车的外壳，泡沫塑料用来制作救生器件，氢气、氦气是气球的专用充气材料等，都因为它们的密度比较小． 【命题方向】 考查密度在生产、生活中的应用。 例：铝合金材料在生活中有广泛的应用。室内推拉门门框多用铝合金制成，因为铝合金　密度　小，质量小，推拉更轻便。铝合金的缺点是　熔点　低，不耐高温。 分析：（1）根据m＝ρV可知，体积相同的不同物质，质量与密度成正比。 （2）晶体在熔化时的温度叫做晶体的熔点。 解析：解：室内推拉门门框多用铝合金制成，因为铝合金密度小，质量小，推拉更轻便。 根据铝合金不耐高温可知，其缺点是熔点低。 故答案为：密度；熔点。 点评：本题考查的是学生对密度公式的正确理解和应用、熔点的概念，属于基础知识考查，难度不大。 【解题方法点拨】 解答时除了注意解答计算题的方法，还要在学习中多联系实际，平时多留意与密度相关的现象，学会用分析法分析问题． 5．重力的示意图 【知识点的认识】 力的图示和力的示意图都反映了力的三要素，力的图示精确，力的示意图简约．由于重力的方向是竖直向下的，也就是与水平面垂直，所以在画图时，或是找到竖直方向，或是找到水平方向都可以．但不少要求画出重力示意图的习题常有干扰因素出现，致使学生容易产生误解． 【命题方向】 画重力的图示和示意图是中考经常考查的知识点． 例：作图题。 手拉质量为0.4kg的小球在光滑水平桌面上做圆周运动，请在图中画出小球所受重力的示意图。 分析：先利用G＝mg求小球的重力，根据重力的作用点在重心，重力的方向竖直向下来作图 解析：解：小球的重力G＝mg＝0.4kg×10N/kg＝4N，重力的作用点在重心，重力的方向竖直向下。小球所受重力的示意图，如图所示： 点评：本题考查了重力的计算、力的示意图的画法，属于基础题目。 【解题方法点拨】 总之，无论是画重力的图示还是示意图，最重要的是要找准重心和增大其方向都是竖直向下的，我们不要被题意中的其他因素所误导． 6．探究阻力对物体运动的影响 【知识点的认识】 实验目的：探究阻力对物体运动的影响 实验原理：力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因 实验器材：斜面、小车、木板、毛巾、棉布、玻璃板、米尺 注意事项： 小车每次都必须从同一高度由静止释放 实验步骤： 1.在水平桌面上固定斜面，使斜面在实验中的倾角固定，在斜面上找好释放小车的起点，并做出明显的标记 2.把毛巾铺在水平木板上，将小车从斜面的释放标记处由静止释放，记下小车最终在毛巾上停下来的位置，用米尺测量从斜面底部到小车停下来的位置之间的距离，记录到表格中 3.将毛巾换成棉布，重复步骤 2. 4.将棉布取下，使小车在木板上运动，重复步骤 2. 5.将玻璃板放在木板上，重复步骤 2. 6.完成实验记录中的表格，总结阻力对物体运动的影响 实验结论：通过实验分析可知：小车受到的阻力越大，小车运动的路程越短。 【命题方向】 考查探究阻力对物体运动的影响的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。 例：在探究“推断物体不受力时的运动”的实验中，某小组设计了如图所示的实验。 （1）此实验中应分别让同一小车从同一斜面的　同一　（选填“同一”或“不同”）位置由静止下滑，这样做能够保证小车到达水平面起始端的　速度　相同。 （2）通过比较小车在毛巾、棉布、木板上滑行的距离，可以得出：小车受到的阻力越小。速度减小得越慢。进一步推理可知，如果运动的小车不受力，它将做　匀速直线　运动。 （3）通过本实验推理可知　B　（选填“A”或“B”）观点是正确的。 A.力是维持物体运动状态的原因 B.力是改变物体运动状态的原因 分析：（1）小车从同一斜面的相同高度由静止下滑，小车到达水平面时的速度相等； （2）（3）小车停下来的原因是小车受到了摩擦阻力，实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小，阻力越小小车运动的距离越远；据此推理出阻力为零时的运动情况。 解析：解：（1）为保证小车到达水平面时的速度相等，需让小车从相同斜面的同一高度由静止滑下； （2）表面越光滑，阻力就越小，小车运动的距离就越远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；假如小车受到的阻力为零，即小车不受力，小车的运动状态将不会改变，做匀速直线运动； （3）通过本实验推理可知力是改变物体运动状态的原因，故选B。 故答案为：（1）同一；速度；（2）匀速直线；（3）B。 点评：本题探究“阻力对物体运动的影响”，考查控制变量法和转换法、推理法的运用，难度不大。 【解题方法点拨】 运动的物体如果不受外力作用，它将永远匀速直线运动下去。牛顿第一定律也称惯性定律就是在此基础上总结出来的。这个定律因为是用科学推理的方法得出，所以不是用实验直接得出的。 7．小车从同一高度滑下的原因 【知识点的认识】 实验目的：探究阻力对物体运动的影响 实验原理：力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因 实验器材：斜面、小车、木板、毛巾、棉布、玻璃板、米尺 注意事项： 小车每次都必须从同一高度由静止释放 实验步骤： 1.在水平桌面上固定斜面，使斜面在实验中的倾角固定，在斜面上找好释放小车的起点，并做出明显的标记 2.把毛巾铺在水平木板上，将小车从斜面的释放标记处由静止释放，记下小车最终在毛巾上停下来的位置，用米尺测量从斜面底部到小车停下来的位置之间的距离，记录到表格中 3.将毛巾换成棉布，重复步骤 2. 4.将棉布取下，使小车在木板上运动，重复步骤 2. 5.将玻璃板放在木板上，重复步骤 2. 6.完成实验记录中的表格，总结阻力对物体运动的影响 实验结论：通过实验分析可知：小车受到的阻力越大，小车运动的路程越短。 【命题方向】 考查探究阻力对物体运动的影响的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。 例：伽利略等科学家曾作如图所示的实验，让小车从斜面的同一高处滑下，观察、比较小车沿不同平面的运动情况。 实验时让小车从斜面的同一高处滑下，目的是使小车到达平面时具有相同的　速度　； 分析：要解答本题需掌握：研究牛顿第一定律的时候，应使小车从斜面的同一高度滑下的目的；以及控制变量法的应用。 解析：解：要研究牛顿第一定律，必须应用控制变量法，控制小车起始速度相同，所以应使小车从斜面的同一高度滑下。因为从同一高度滑下就具有相同的重力势能，到达底端才有相同的动能，由于质量相等，所以速度相等。 点评：此题主要考查学生对牛顿第一定律实验探究的理解和掌握。在理解这一定律时要抓住“一切”、“没有受到力的作用”、“总”、“或”这些关键词语。 【解题方法点拨】 运动的物体如果不受外力作用，它将永远匀速直线运动下去。牛顿第一定律也称惯性定律就是在此基础上总结出来的。这个定律因为是用科学推理的方法得出，所以不是用实验直接得出的。 8．物体运动状态变化的判断 【知识点的认识】 运动状态的改变”即“速度的大小和方向的改变”。也就是说运动状态的改变包括以下三种情况： 速度的大小发生改变——加速或者减速； 速度的方向发生改变——曲线运动； 速度的大小和方向同时发生改变——曲线运动。 【命题方向】 判断物体运动的状态是否变化。 例：下列物体中，运动状态不变的是（　　） A.匀速转弯的汽车 B.在平直轨道上匀速前进的列车 C.加速上升的火箭 D.正在进站的高铁 分析：运动状态改变是指速度大小的改变、运动方向的改变或者二者同时改变。 解析：解：A、匀速转弯的火车，速度不变但方向在改变，故A不符合题意； B、在平直轨道上匀速前进的列车，速度和方向都不变，则运动状态没有改变，故B符合题意。 C、加速上升的火箭，运动速度是越来越快的，故C不符合题意； D、正在进站的高铁做减速运动，速度大小改变，故D不符合题意。 故选：B。 点评：正确理解物体运动状态的改变是指运动快慢或运动方向的改变或运动快慢和运动方向都改变，是解答本题的关键。 【解题方法点拨】 理解物体运动状态的改变是指运动快慢或运动方向的改变或运动快慢和运动方向都改变 9．惯性的概念 【知识点的认识】 （1）惯性的定义：一切物体保持原有运动状态不变的属性叫做惯性。 （2）惯性的特点 ①惯性是一切物体的固有属性，无论是固体、液体或气体，无论物体是运动还是静止，都具有惯性。 ②任何物体在任何时候都是有惯性的，它要保持原有的运动状态。 【命题方向】 考查惯性的概念以及惯性现象。 例：两端开口的玻璃管，下端套有扎紧的气球，管中装有适量水，处于竖直静止状态（图甲）；手握玻璃管突然向某一方向运动时，气球突然变大（图乙）。下列对该现象的判断，正确的是（　　） A.玻璃管是突然向上运动的 B.玻璃管是突然向下运动的 C.该现象的产生是由于水具有惯性 D.该现象的产生是由于玻璃管具有惯性 分析：物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，据此分析即可解答。 解析：解：由于水具有惯性，当手握玻璃管突然向上运动时，玻璃管上升，水保持静止，流入气球，使得气球突然变大。故AC正确、BD错误。 故选：AC。 点评：此题主要考查学生对惯性现象的理解，解释惯性现象时的步骤：①确定研究对象，阐明其原来的运动状态；②说明哪个物体或物体的哪一部分运动状态改变了；③说明哪个物体或物体的哪一部分由于惯性要保持原来的运动状态；④说明结论。 【解题方法点拨】 理解惯性的概念以及惯性的生活现象。 10．平衡力与相互作用力的辨析 【知识点的认识】 相互作用力的特点：①大小相等（等大）；②方向相反（反向）；③在同一条直线上（共线）；④作用在两个物体上（异物）；⑤同时产生，同时消失（同时） 平衡力的特点：①大小相等（等大）；②方向相反（反向）；③在同一条直线上（共线）；④作用在同一个物体上（同物）；⑤两个力可以单独存在 【命题方向】 判断两个力是否为一对平衡力，还是相互作用力是命题方向，因为学生往往区别不开．。 例：花瓶静止在水平桌面上，下列关于平衡力和相互作用力的说法正确的（　　） A.花瓶受到的重力与桌面对花瓶的支持力是一对平衡力 B.桌子受到的重力与桌子受到的支持力是一对平衡力 C.花瓶受到的重力与花瓶对桌面的压力是一对相互作用力 D.桌子受到的支持力与花瓶对桌面的压力是一对相互作用力 分析：二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上； 相互作用力的特点：大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上。解析：解：A、花瓶静止在水平桌面上，处于平衡状态，花瓶受到的重力与桌面对花瓶的支持力符合二力平衡条件，是一对平衡力，故A正确。 B、桌子受到的支持力等于桌子和花瓶的总重力，则桌子受到的重力与桌子受到的支持力大小不等，不是一对平衡力，故B错误。 C、花瓶受到的重力与花瓶对桌面的压力方向相同，不是一对相互作用力，故C错误。 D、桌子受到的支持力与花瓶对桌面的压力是作用在同一物体上的两个力，不是一对相互作用力，故D错误。 故选：A。 点评：此题考查了对物体的受力分析及平衡力与相互作用力的区别，区别主要在于：平衡力是作用在同一物体上的两个力；相互作用力是作用在两个物体上的力。 【解题方法点拨】 “平衡力”和“相互作用力”最大的区别就是：相互作用力作用在两个物体上，平衡力作用在同一个物体上。因此，我们只需要看力的作用点，如果在一个物体上，那就是平衡力，如果在两个物体上，就是相互作用力 11．力与运动的关系 【知识点的认识】 （1）物体在不受力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，即原来运动的物体在不受力时，总保持匀速直线运动状态；原来静止的物体不受力时，总保持静止状态． （2）物体在平衡力作用下总保持匀速直线运动状态或静止状态，力不是维持物体运动的原因． （3）物体如果受到力的作用，且受到的力不平衡，物体的运动状态就会发生改变． （4）如果物体处于静止状态或匀速直线运动状态，那么，它可能不受外力作用，也可能受平衡力作用． 【命题方向】 物体的运动状态的变化与平衡力结合是命题的方向，学生往往理解物体的运动需要力来维持这个误区也是命题的知识点。 例：物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为F2，两次运动时的速度分别为v1、v2。则下列关系正确的是（　　） A.F1＝F2；v1＝v2 B.F1＝F2；v1＜v2 C.F1＞F2；v1＞v2 D.Ff＜F2；v1＜v2 分析：根据图像确定物体两次的运动状态，然后根据其运动状态得出推力和摩擦力的关系，再根据摩擦力大小的影响因素得出两次受到的摩擦力大小，进而得出两次推力的大小关系。 解析：解：由图像甲可知，物体做匀速直线运动，速度大小为v1＝＝＝2m/s； 由图像乙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v2＝4m/s，则v1＜v2； 因为两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，物体对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则物体受到的摩擦力不变，故受到的水平推力为：F1＝F2。 故选：B。 点评：此题考查了学生对图像问题的分析能力，能从图像中得出相关的信息是解题的关键。 【解题方法点拨】 力与运动的关系是力学中的一个重点和难点，正确理解力与运动的关系是学好力学的关键．知道什么是物体运动状态的改变，物体受力不平衡时运动状态如何改变． 12．增大有益摩擦的方法 【知识点的认识】 增大有益摩擦的方法： （1）增大接触面的粗糙程度，如汽车轮胎做上花纹； （2）增大压力，如骑自行车捏闸的力越大，摩擦力越大； （3）变滚动为滑动，如汽车急刹车时车只滑不滚； （4）变湿摩擦为干摩擦． 【命题方向】 怎样增大摩擦力或减小摩擦力，生活中的现象使用的是增大还是减少摩擦都是命题方向。 例：自行车上应用了很多物理知识，其中属于增大摩擦力的是（　　） A.把手上刻有花纹 B.车轮做成圆形 C.给链条加润滑油 D.前后轮都安装在滚动轴承上 分析：（1）摩擦力大小的影响因素：压力大小和接触面的粗糙程度； （2）增大摩擦的方法：在接触面粗糙程度一定时，增大压力；在压力一定时，增大接触面的粗糙程度； （3）减小摩擦的方法：在接触面粗糙程度一定时，减小压力；在压力一定时，减小接触面的粗糙程度；使接触面脱离；用滚动代替滑动。 解析：解：A、把手上刻有花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故A符合题意； B、车轮做成圆形，是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力，故B不符合题意； C、给链条加润滑油，是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力，故C不符合题意； D、前后轮都安装在滚动轴承上，是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力，故D不符合题意。 故选：A。 点评：本题在考查影响滑动摩擦力大小的两个因素的同时，也考查了学生运用所学知识分析实际问题的能力，要求学生在生活中多注意观察，并学会应用。 【解题方法点拨】 解答此类题目时，分析操作前后的摩擦力变化即可．例如，锁生锈不好开时，将少量食用油注入锁孔就易开了，起初开锁难说明摩擦力大；操作后，开锁容易说明摩擦力减小．前后对比说明注入食油使摩擦力减小了，或者，直接分析操作符合增大或减小摩擦的哪一项，这需要我们熟练应用增大或减小摩擦的方法与途径． 13．压力的大小 压力的大小 14．减小压强 【知识点的认识】 利用公式：p＝来分析减小压强方法： （1）压力一定，增大受力面积； （2）受力面积一定，减小压力； （3）同时减小压力，增大受力面积． 应用：①载重卡车装有许多的车轮；②房屋建在较大的地基上；③书包带做得较宽． 【命题方向】 生活中那些是增大和减小压强的现象，是命题方向。 例：一名滑雪运动员穿上滑雪板后发现她在雪地上留下的痕迹变浅了。下列现象中与滑雪板的作用相同的是（　　） A.用久的菜刀磨一磨 B.同学们的书包带较宽 C.压路机的碾子很重 D.盲道上有凸起 分析：增大压强的方法：在压力一定时，减小受力面积；在受力面积一定时，增大压力； 减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积；在受力面积一定时，减小压力。 .解析：解：运动员穿上滑雪板后发现在雪地上留下的痕迹变浅了，是通过增大受力面积来减小压强。 A．用久的菜刀磨一磨，是通过减小受力面积增大压强，故A不正确； B．同学们的书包带较宽，是通过增大受力面积减小压强，故B正确； C．压路机的碾子很重，是通过增大压力增大压强，故C不正确； D．盲道上的凸起，是通过减小受力面积增大压强，让盲人容易感受到，故D不正确。 故选：B。 点评：本题考查增大和减小压强的方法，平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释，提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。 【解题方法点拨】 要知道压强大小的影响因素，会解释生活中有关增大和减小压强的现象 15．液体压强规律 1 16．连通器的应用 【知识点的认识】 连通器是一种上端开口、底部互相连通的容器，其应用广泛，主要基于连通器内液体的液面总是保持在同一水平面上的原理。以下是连通器的一些典型应用： 水渠的过路涵洞：用于让水流在不同高度或不同位置的水渠之间传递，保持水位一致。 牲畜的自动饮水器：通过连通器的原理，确保水位稳定，方便动物随时饮水。 锅炉水位计：用于监测锅炉内部的水位，确保锅炉安全运行。 日常生活中所用的茶壶、洒水壶：利用连通器的原理，使得液体在倒出时能够保持液面的平衡，方便使用。 三峡船闸和自来水水塔：这些是世界上最大的人造连通器，用于控制和调节水流，确保船只顺利通过和水流的供应。 【命题方向】 连通器原理的应用（生活中的事例）是命题方向例如，水渠的过路涵洞、牲畜的自动饮水器、水位计，以及日常生活中所用的茶壶、洒水壶等都是连通器．世界上最大的人造连通器是三峡船闸和自来水水塔。 例：如图所示的装置中，不属于连通器应用的是（　　） A.自动喂水装置 B.茶壶 C.下水的回水管 D.船闸 分析：上端开口，下部连通的容器叫做连通器，连通器的特点是容器中的水不流动时，各个容器中液面总是相平的。 解析：解：A、当瓶口在水面以下时，瓶子内的水和空气的压强之和等于外界的大气压强，水不流出；当瓶口露出水面时，空气进入瓶内，水流出，直到封住瓶口为止，利用的是大气压，不是连通器原理，故A符合题意； B、茶壶的壶身与壶嘴上端开口，底部相通，构成了连通器，壶嘴和壶身在同一高度，倒满水后，液面相平，故B不符合题意； C、洗手池下水的回水管，上端开口、底部连通，构成了连通器，故C不符合题意； D、船闸的闸室和上下游之间构成上端开口，下部连通的容器，故D不符合题意。 故选：A。 点评：本题考查连通器的原理，关键知道连通器是上端开口，底部相连的，液面静止时保持相平。 【解题方法点拨】 这些应用都基于连通器的基本原理，即当液体不流动时，连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上。这一原理不仅在技术和工程领域有着广泛的应用，也为日常生活带来了便利和安全保障。‌ 17．流体压强与流速的关系 【知识点的认识】 液体和气体都具有流动性，统称为流体．如：空气、水等．流体流动时的压强称作流体压强．空气和水流动时有快有慢，流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大． 【命题方向】 联系生活实际用流体压强与流速的关系解释现象是命题方向，一般出现选择题、填空题或简答题． 例：下列事例中能够说明流体压强与流速关系的是（　　） A.拦河坝设计成下宽上窄 B.高压锅容易把食物煮熟 C.用漏斗向下吹气乒乓球不下落 D.飞机飞行时机翼受到升力 分析：（1）液体内部压强随着深度的增加而增大； （2）气压越大，沸点越高，气压越小，沸点越低； （3）流体流速越大的位置，压强越小。解析：解：A、液体内部压强随着深度的增加而增大，即越往下面，河水的压强越大，所以拦河坝设计成下宽上窄，故A错误； B、高压锅是利用了液体的沸点随压强的增大而增大的原理制成的，故B错误； C、用漏斗向下吹气，乒乓球上方空气流速变快，压强变小，下方空气流速慢，压强较小，产生向上的压强差，所以乒乓球不下落，故C正确； D、飞机的机翼呈现流线型，故飞机在运动时，其机翼上方的空气流速快，压强小，而机翼下方的空气流速慢，压强大，故机翼受到一个向上的压强，所以飞机能起飞，故D正确。 故选：CD。 点评：本题四个选项考查了多个方面的知识，此类选择题是中考题中最常见的，是能较全面的考查基础知识的综合题。 【解题方法点拨】 流体流速大的位置压强小，流速小的位置压强大。解这些题目的关键是明确哪个地方流速较其他地方快。 18．阿基米德原理的理解 【知识点的认识】 （1）内容：浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。阿基米德原理又名浮力定律，是指浸入液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力，而与物体浸在液体中的深度、物体的质量、密度及物体的形状无关。 （2）公式：浸在液体里的物体受的浮力，大小等于物体排开的液体的重力。用公式表示为F浮＝G排＝ρ液gV排 ①F浮＝G排＝ρ液gV排，式中ρ液表示液体的密度，V排是被物体排开的液体的体积，g取9.8N/kg。 ②阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。 【命题方向】 考查阿基米德原理内容的理解，以及利用阿基米德原理计算浮力的大小。 例：我国首艘10万屯级智慧渔业大型工船“国信1号”。它的排水量为1.3×105t，满载时排开海水的体积为　1.26×105　m3；满载时工船受的浮力为　1.3×109　N；海面下2m深处海水的压强为　2.06×104　Pa。（ρ水＝1.03×103kg/m3，g＝10N/kg） 分析：（1）根据ρ＝可求出满载时排开海水的体积； （2）根据F浮＝G排＝m排g可求出满载时工船所受的浮力； （3）根据p＝ρgh可求出海面下2m深处海水的压强。 解析：解：（1）根据ρ＝可得满载时排开海水的体积为：V排＝＝≈1.26×105m3； （2）满载时工船所受的浮力为：F浮＝G排＝m排g＝1.3×105×103kg×10N/kg＝1.3×109N； （3）海面下2m深处海水的压强为：p＝ρ海水gh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×2m＝2.06×104Pa。 故答案为：1.26×105；1.3×109；2.06×104。 点评：本题主要考查密度公式、阿基米德原理以及液体压强公式的应用，灵活运用公式是解题的关键。 【解题方法点拨】 理解阿基米德原理的内容，并会用公式计算浮力的大小。 19．功的简单计算 【知识点的认识】 功是中学物理中一个重要概念，功能关系是解决力学问题的重要途径之一．因此，正确理解功的内涵和外延，正确把握求功的方法是解决力学问题的基础． 1、公式法：对于恒力的功，通常利用功的定义式W＝FS进行计算． 2、功率法：功跟完成这些功所需时间的比值，叫做功率．对于一段时间内外力的功，有时可以直接利用W＝Pt求出功 【命题方向】 功的计算是中考命题的重点，一般以考查的题型较多，计算题是重点。 例：一名同学用20N的水平推力推重为100N的超市购物车，购物车由静止开始沿水平方向前进了5m，在这个过程中重力做功为　0　J，推力做功为　100　J。 分析：（1）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离； （2）知道推力大小、购物车在推力方向上移动的距离，利用W＝Fs求推力做的功； 解析：解：购物车在水平地面上运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即做功为0J。 推力做功为：W＝Fs＝20N×5m＝100J。 故答案为：0；100。 点评：本题考查了功的计算和做功的两个必要因素，属于基础题。 【解题方法点拨】 理解计算功的方法，尤其要把握好知识点，熟悉公式的变形求功，然后才能正确运用这些规律和原理进行分析或计算，并通过练习和运用达到对物理知识的进一步理解和掌握．初中物理关于功的计算公式有多个，它们之间有什么区别，如何正确运用是解题关键． 20．功率的大小比较 【知识点的认识】 做功多少和所用时间都不同的情况下，通过公式P＝计算，然后进行比较． 【命题方向】 给出部分物理量通过公式P＝计算出功率的大小；结合图片根据图示判断功率的大小．。 例：一物体在水平向右的拉力F1作用下以2m/s的速度在水平地面上匀速运动了10m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1；若该物体在水平向右的拉力F2作用下以3m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2。则（　　） A.W1＝W2P1＞P2 B.W1＝W2P1＜P2 C.F1＞F2P1＝P2 D.F1＝F2P1＞P2 分析：根据影响滑动摩擦力大小的因素和二力平衡条件即可比较水平拉力的大小，根据W＝Fs比较拉力做功大小的关系；根据P＝ ＝Fv判断功率的大小关系。 解析：解：由题可知，同一物体先后以不同的速度在同一水平地面上匀速运动，则物体对水平地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，因此两次物体受到的滑动摩擦力不变； 又因为物体在水平地面上匀速运动，根据二力平衡条件可知，水平拉力F和滑动摩擦力f是一对平衡力，大小相等，即F1＝F2＝f； 物体运动的距离都为10m，且F1＝F2，由W＝Fs可知，拉力做的功：W1＝W2。 因为v1＜v2，且F1＝F2，由P＝＝Fv可知，拉力做功的功率：P1＜P2。 故答案为：B。 点评：此题主要考查学生对功的计算公式和功率的计算公式等知识点的灵活运用，知道滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关，而与物体的运动速度无关，然后利用二力平衡条件得出拉力关系是正确解题的关键。 【解题方法点拨】 功率的比较大小分为定性比较，定量比较。如果是定量比较大小，需要利用功率公式计算出功率的大小之后在进行比较。 21．功率的计算 【知识点的认识】 （1）功率：在物理学中，功与做功所用时间之比叫做功率。功率是表示物体做功快慢的物理量。 （2）功率的公式：P＝（其中P表示功率，W表示功，t表示时间） （3）计算功率的另一个公式：P＝Fv，即物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F所做功的功率可表示为Fv．（其中F表示物体所受的拉力，v表示物体运动的速度） a．推导：由P＝，联立W＝Fs，得P＝＝＝Fv。 由该公式可知：在功率P一定时，力F与速度v成反比。 b．应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。 【命题方向】 考查功率的计算题，常结合功、速度、效率等其他知识综合考查学。 例：我国自主研发的5G新能源无人驾驶拖拉机，标志着我国农业自动化迈出了新的一步。在某次耕作时，该拖拉机在平直公路上匀速行驶600m用时60s，匀速行驶过程中受到阻力为600N。求： （1）拖拉机的速度； （2）拖拉机牵引力做的功； （3）拖拉机做功的功率。 分析：（1）根据v＝得到在平直公路上行驶过程中，拖拉机的速度； （2）该拖拉机在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，牵引力和阻力是平衡力，由二力平衡条件可知牵引力的大小，根据W＝Fs得到该拖拉机牵引力做的功； （3）根据P＝得到拖拉机做功的功率。 解析：解：（1）拖拉机的速度为： ； （2）该拖拉机在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，牵引力和阻力是平衡力，牵引力的大小：F＝f＝600N， 发动机的牵引力做功：W＝Fs＝600N×600m＝3.6×105J； （3）拖拉机做功的功率为： P＝＝＝6×103W。 答：（1）拖拉机的速度为10m/s； （2）拖拉机牵引力做的功为3.6×105J； （3）拖拉机做功的功率为6×103W。 点评：本题考查速度、做功、功率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用。 【解题方法点拨】 （1）功率的定义式是指平均功率，即在t时间内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率。 （2）功率的定义式P＝可以变形为：W＝Pt和t＝，可分别用于求功和时间。当P一定时，W与t成正比，则＝；当W一定时，P与t成反比，则＝；当t一定时，W与P成正比，则＝。 （3）利用公式P＝Fv时要注意以下几点：a．拉力F必须是恒力，且物体运动的速度应不变；b．计算时，v的单位必须用m/s，这样算出的功率单位才是w；c．速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。在解决一些有关运动物体的功率问题时，应用此公式解题会更简便。 22．探究影响物体动能大小的因素 【知识点的认识】 提出问题：动能的大小与哪些因素有关？ 猜想和假设：动能的大小可能与物体的质量有关，还可能与物体的运动速度有关 实验器材：斜面、钢球、木块 实验步骤： ①让同一个钢球从斜面的不同高度自由滚下，推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近； ②换用质量不同的钢球，让它们从斜面的同一高度自由滚下，推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近。 实验现象： ①同一钢球从不同高度滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球滚到平面上时的速度越大，木块被推得越远； ②质量不同的钢球从同一高度滚下，钢球滚到平面上时的速度相同。质量越大的钢球将木块推得越远。 得出结论： ①物体动能的大小与物体的运动速度有关，物体运动速度越大，物体的动能越大； ②物体动能的大小与物体的质量有关，物体的质量越大，物体的动能越大。 归纳总结： 动能的大小与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大 【命题方向】 考查探究影响物体动能大小的因素的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。 例：小明为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。 （1）实验中探究的动能是指　A　。 A.钢球撞击木块时的动能 B.钢球撞击木块后的动能 C.木块被钢球撞击后的动能 （2）钢球在水平面上的动能是由　重力势　能转化而来的。 （3）若斜面下方水平面光滑，本实验　不能　（选填“能”或“不能”）达到实验目的。 （4）分析甲、乙两图的实验现象所得到的结论是　质量相同时，速度越大，动能越大　。 （5）通常来说，交通事故的原因主要是超载或超速，用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车　超载　（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。 分析：（1）据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小； （2）影响动能的因素：质量和速度；质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能的因素：质量和高度；质量越大，高度越高，重力势能越大； （3）根据牛顿第一定律分析回答； （4）影响物体动能大小的因素有质量和速度，找出相同的量和变化的量，分析得出动能大小与变化量的关系，据此得出结论； （5）研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变，根据图中现象得出结论。 解析：解：（1）由题意可知，实验中探究小球动能，即钢球撞击木块时的动能的大小，故A符合题意，BC不符合题意，故选：A； （2）钢球从斜面下滑过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，钢球速度变大，动能变大，因此钢球在水平面上的动能是由重力势能转化而来的； （3）本实验中水平面若绝对光滑，小球撞击木块后，根据牛顿第一定律可知，木块将做匀速直线运动，因无法比较木块移动的距离，故不能达到实验探究目的； （4）由甲、乙两图可知，钢球质量相同，下滑的高度不同，到达水平面时的速度不同，高度越高，到达水平面时的速度越大，推动木块移动的距离越远，故可得出结论：质量相同时，速度越大，动能越大； （5）由甲、丙两图可知，钢球下滑的高度相同，到达水平面时的速度相同，质量不同，质量越大推动木块移动的距离越远，说明钢球具有的动能越大，可以用来解释汽车超载行驶时危险性大的原因。 故答案为：（1）A；（2）重力势；（3）不能；（4）质量相同时，速度越大，动能越大；（5）超载。 点评：本题是探究影响动能大小的因素的实验，由于动能大小与质量和速度有关，所以实验中要用控制变量法，同时要掌握转换法在实验中的应用。 【解题方法点拨】 分析物体动能大小的变化时，要同时考虑物体的质量和物体运动速度两个因素的变化情况，不能只考虑其中的一个方面，特别是忽略物体质量的变化。例如：公路上匀速行驶的洒水车在洒水的过程中，虽然速度大小没有变化，但是洒水车的动能在减小，这是因为洒水车的质量在不断减小。 23．力和力臂的画法 【知识点的认识】 力臂的画法： （1）首先在杠杆的示意图上，确定支点O． （2）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适当延长． （3）在从支点O向力的作用线作垂线，在垂足处画出直角，从支点到垂足的距离就是力臂．用三角板的一条直角边与力的作用线重合，让另一条直角边通过交点，从支点向力的作用线画垂线，作出动力臂和阻力臂，在旁边标上字母，l1和l2分别表示动力臂和阻力臂． 【命题方向】 力臂的画法，判断是什么力臂都是命题方向。 例：如图是使用螺丝刀撬图钉的示意图，请在图中画出动力F1的力臂l1。 分析：从支点到动力作用线的距离叫动力臂。 解析：解：图中的O点为支点，从O点向力F1的作用线引垂线段l1，如图所示： 。 点评：本题考查的是力臂的作法，属于基础题目。 【解题方法点拨】 画杠杆示意图时应注意： （1）阻力作用点应画在杠杆上．有部分同学认为阻力由石头的重力产生，所以阻力作用点应画在石头重心上，这是错误的． （2）确定阻力方向．当动力使杠杆绕支点顺时针转动时，阻力一定使杠杆逆时针转动． （3）力臂不一定在杠杆上．力臂可用虚线画出并用大括号标明，也可用实线画出． 24．探究杠杆的平衡条件 【知识点的认识】 实验步骤： （l）实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置平衡，其目的是使杠杆的重心落在支点上，从而消除杠杆的重力对平衡的影响。在实验过程中，不允许再旋动两端的螺母。 （2）在已调节平衡的杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆平衡．支点两边的钩码重力分别是动力F1和阻力F2，用刻度尺量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2。改变力和力臂的数值，多次实验，并将实验数据填入表格。 注意事项：实验中使杠杆在水平位置平衡是为了方便测力臂。 实验结论：杠杆的平衡条件是动力×动力臂＝阻力×阻力臂，可写作F1L1＝F2L2。 【命题方向】 考查究杠杆的平衡条件的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。 例：在“探究杠杆平衡条件”的实验中，使用的钩码质量均相等，杠杆上每格长度均相等。 （1）为了使图甲中的杠杆在水平位置平衡，可以将杠杆右侧平衡螺母向　右　（选填“左”或“右”）调节。 （2）实验时，在已调平的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使其在水平位置重新平衡，使杠杆在水平位置平衡的目的是便于　测量力臂　。 （3）在杠杆两侧多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡，得到实验数据如下表。 分析表中的数据，得到杠杆的平衡条件是　F1L1＝F2L2　。 （4）本次探究经过多次实验的目的是　B　。 A.减小实验误差 B.寻找普遍规律 （5）如图乙所示，用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上的同一点C，使杠杆都在水平位置平衡，当弹簧测力计从a位置转到b位置时，其示数会　变大　（选填“变大”“不变”或“变小”）。 分析：（1）杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，调节平衡螺母应使杠杆重心右移；（2）测量过程中使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小； （3）杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；（4）为了得到普遍规律，避免偶然性，实验中应多次测量； （5）根据杠杆平衡的条件，通过判断力臂的大小关系，可以比较力的大小关系。 解析：解：（1）杠杆左端下沉，应将杠杆重心向右移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节；（2）测量过程中使杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，所以使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂； （3）分析表格中的数据知0.5N×20.0cm＝1.0N×10.0cm， 1.0N×15.0cm＝1.5N×10.0cm， 1.5N×10.0cm＝0.5N×30.0cm， 故可得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1L1＝F2L2；（4）通过分析表格中数据得到杠杆平衡的普遍规律，所以多次实验的目的是得到杠杆平衡的普遍规律，避免偶然性，故选：B； （5）当测力计从a位置转到b位置时，拉力F力臂变小，要保持杠杆仍在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，因阻力和阻力臂不变，则拉力将变大，即弹簧测力计的示数将变大。 故答案为：（1）右；（2）测量力臂；（3）F1L1＝F2L2；（4）B；（5）变大。 点评：本题考查了探究杠杆平衡条件的实验过程，包含对杠杆平衡条件的理解、实际操作、实验方法、数据分析等，考查较为全面，是我们应该掌握的重点实验。 【解题方法点拨】 利用科学探究的要素（提出问题；猜想与假设；制定计划与设计实验；进行实验与收集证据；分析与论证；评估；交流与合作．）去探究． 25．探究杠杆的平衡条件的实验前调节杠杆平衡 【知识点的认识】 杠杆处于静止状态和匀速转动状态都称为杠杆平衡；为了使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动。 【命题方向】 考查探究杠杆的平衡条件的实验前调节杠杆平衡。 例：在“研究杠杆的平衡条件”实验中，实验前要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。在某次实验时，王明同学先调好杠杆的水平位置平衡，然后开始实验，在杠杆两端挂上数目不等的钩码后，发现杠杆左端高、右端低，为了使杠杆恢复到水平位置平衡，以下操作中正确的是（　　） A.左端的钩码向右移 B.右端的平衡螺母向左移 C.右端的钩码向左移 D.左端的平衡螺母向右移 分析：（1）实验前，应首先进行杠杆平衡调节，杠杆不平衡时，左、右两端的螺母（或一端的螺母）向杠杆上翘的一端调节；但实验过程中，螺母再调节会改变杠杆重心的位置，使杠杆重力对杠杆平衡又产生影响，因此不能再调节平衡螺母； （2）根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，左端上翘，可以将左端钩码向左调节，或将右端钩码向左调节。 解析：解：（1）实验前先要调节杠杆两端的平衡螺母，使其在水平位置平衡，实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡，是为了便于测量力臂的长度，如杠杆不在水平位置平衡，应通过调节钩码的数量或位置来实现，而不能再调节平衡螺母，故BD错误； （2）根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，左端上翘，可以将左端钩码向左调节，或将右端钩码向左调节，故A错误，C正确。 故选：C。 点评：本题关键：知道杠杆的重力方向通过支点，就不会对杠杆平衡产生影响，二是在实验过程中不能再调节平衡螺母。 【解题方法点拨】 牢记方法：平衡螺母向上翘的一端移动 26．探究杠杆的平衡条件的实验中杠杆自重的影响 【知识点的认识】 杠杆水平平衡的目的主要是为了便于测量力臂，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响 【命题方向】 考查探究杠杆的平衡条件的实验前调节杠杆平衡。 例：张洋同学在探究杠杆平衡条件的实验中，在杠杆没有处于水平平衡时，就在杠杆上挂钩码进行实验，小旭认为这样操作会对实验产生以下影响，你认为正确的是：（　　） ①杠杆自身重力可能会对实验产生影响 ②可能不便于测量力臂或出现力臂测量错误 ③无法得出杠杆平衡条件 A.①② B.①③ C.②③ D.①②③ 分析：调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态，这时杠杆的重心在支点上，使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响，且便于测量力臂。 解析：解： ①杠杆没有调平就挂上钩码进行实验，杠杆的重心不在支点上，杠杆的自重对杠杆平衡产生影响，故①正确； ②③杠杆不在水平位置平衡，力臂不在杠杆上，不便于测量力臂，不便于得出杠杆的平衡条件，但在测量方法正确时可以得出杠杆的平衡条件。故②正确、③错误。 故选：A。 点评：本题考查了杠杆平衡的条件，杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用线的距离就是力臂，因此在此实验中我们应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，以便直接读出力臂。 【解题方法点拨】 理解杠杆水平平衡的目的。 27．探究杠杆的平衡条件的实验中使用弹簧测力计的问题 【命题方向】 考杠杆与弹簧测力计的综合。 例：小东利用已调水平平衡的杠杆，进行如图甲、乙所示的实验，且每次实验杠杆都保持水平平衡。已知杠杆上相邻刻度线之间的距离相等，所用钩码的质量均相等。下列说法正确的是（　　） A.实验前，在调节杠杆水平平衡时，若发现杠杆静止时左端向下倾斜，应该把杠杆右端的平衡螺母向左移 B.图甲中，若将挂在A、B两处的钩码各去掉一个，则杠杆左端下沉 C.图甲中，若将挂在A、B两处的钩码均向支点O移近1格，则杠杆左端下沉 D.图乙中，若将弹簧测力计由竖直向上拉改为沿图中虚线方向斜向上拉，且保持杠杆水平平衡，则弹簧测力计的示数变小 分析：（1）杠杆左端向下倾斜，应将平衡螺母应向右端移动，使杠杆在水平位置平衡； （2）（3）根据杠杆平衡条件进行分析； （4）若将弹簧测力计由竖直向上拉改为沿图中虚线方向斜向上拉动力臂变小，阻力、阻力臂不变，根据杠杆平衡条件得出弹簧测力计的示数变化。 解析：解：A、调节杠杆在水平位置平衡，杠杆左端向下倾斜，应将平衡螺母应向右端移动，使杠杆在水平位置平衡，故A错误； B、如图甲，设杠杆一个格为L，一个钩码重力为G，原来杠杆处于平衡状态， 由杠杆的平衡条件可得：2N×4L＝4N×2L，在A、B处各去掉一个相同的钩码， 左边＝1N×4L＝4NL，右边＝3N×2L＝6NL，此时左边＜右边， 即左边的力和力臂的乘积小，杠杆不再平衡，并且右端下沉，故B错误； C、在A、B处各去掉一个相同的钩码， 左边＝2N×3L＝6NL，右边＝4N×L＝4NL，此时左边＞右边， 即左边的力和力臂的乘积大，杠杆不再平衡，并且左端下沉，故C正确； D、图乙中，若将弹簧测力计由竖直向上拉改为沿图中虚线方向斜向上拉，且保持杠杆水平平衡，动力臂变小，阻力、阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，弹簧测力计的示数变大，故D错误。 故选：C。 点评：此题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，要注意分析力和对应的力臂。 28．杠杆的分类 【知识点的认识】 （1）杠杆分为三类： 省力杠杆（动力臂大于阻力臂，省力费距离） 费力杠杆（动力臂小于阻力臂，费力省距离） 等臂杠杆（动力臂等于阻力臂，不省力不费力，不省距离不费距离） （2）天平是等臂杠杆．关于天平的使用，我们已学过，天平是支点在中间的等臂杠杆，它是根据物体的重力跟质量成正比和杠杆平衡条件来工作的，天平平衡时，砝码加游码的总质量等于被称物体的质量． 〔3）秤是用来称量物体的质量的工具，它是根据杠杆平衡条件制成的，使用时，可以是等臂杠杆，也可以是不等臂杠杆． （4）生活中常见的省力杠杆：羊角锤头撬钉子、手推独轮车、剪树枝的剪刀、瓶盖起子、核桃夹等． 生活中常见的费力杠杆：人的前臂、钓鱼竿、裁缝用的剪刀、筷子、镊子等． 【命题方向】 判断生活中的杠杆式什么杠杆是命题的关键。 例：使用下列简单机械时，一定省力的是（　　） A.铡刀和定滑轮 B.撬棒和理发剪刀 C.羊角锤和手推车 D.瓶盖起子和钓鱼竿 分析：对于简单机械来说，如果要求它省力，那么动力臂就一定要大于阻力臂。选项中所列都是生活中常见的简单机械，只有逐一分析它们力臂的大小，才能判断其是否省力，同时还要注意，机械的力臂有时会随着使用方式的不同而变化。 解析：解：A、铡刀通常是省力的，但定滑轮的实质却是等臂杠杆，所以不合题意； B、撬棒通常是省力的，但理发剪刀一般刀口部分长于刀柄，属费力杠杆，所以不合题意； C、羊角锤和手推车都有着较长的用力柄，动力臂长于阻力臂，而且相对固定，所以符合题意； D、瓶盖起子通常是省力的，但钓鱼竿却是典型的费力杠杆，所以不合题意。 故选：C。 点评：判断一种简单机械是否省力，主要看它的力臂的分配，同一种机械在使用方式不同时，它的省力情况也会发生变化。 【解题方法点拨】 解题的关键是要看动力臂与阻力臂之间的大小关系．要与生活实际相联系，例如上面的例题由于人的前臂相当于杠杆，动力臂和阻力臂已经固定，且阻力臂大于动力臂，是一个费力杠杆．根据杠杆平衡条件可知：在动力臂和阻力臂确定的情况下，手托起的物体越重，肌肉提供的动力越大，感觉越累． 29．杠杆在生活中的应用 【知识点的认识】 【命题方向】 考查并分析杠杆在生活中的应用。 例：小艾陪爷爷去公园锻炼，看到工人在用园艺剪刀修剪树枝，如图所示。下列关于园艺剪刀正常修剪树枝时的说法正确的是（　　） A.园艺剪刀是费力杠杆 B.支点为大拇指与手柄的接触点 C.剪的树枝越远离支点越省力 D.将手往手柄末端移动更省力 分析：知道杠杆的五要素可以判断支点的位置，从而得出阻力与动力的方向，根据动力臂与阻力臂的关系分析杠杆的省力情况以及如何省力。 解析：解：AB．由题图可知，修枝剪的支点在转轴处，手对修枝剪的作用力为动力，树枝对修枝剪的作用力为阻力，动力臂大于阻力臂，故修枝剪为省力杠杆，故AB错误； C．剪的树枝越远离支点，阻力臂增大，在阻力和动力臂大小不变时，根据杠杆平衡条件可知，动力增大，即更费力，故C错误； D．修剪树枝时将手往手柄末端移动，动力臂增大，在阻力和阻力臂大小不变时，根据杠杆平衡条件可知，动力减小，即更省力，故D正确。 故选：D。点评：本题考查了杠杆平衡条件的应用，利用杠杆平衡条件分析问题，要抓住不变的量，根据变化的量进行分析解答。 【解题方法点拨】 灵活运用杠杆的平衡条件去分析杠杆在生活实际中的应用。 30．定滑轮 900 31．定滑轮的实质 【知识点的认识】 定滑轮实质上是等臂杠杆：定滑轮在力学原理上等同于一个等臂杠杆，其动力臂和阻力臂长度相等，因此不能省力。‌ 【命题方向】 考查定滑轮的实质，常以概念考查。 例：使用图所示滑轮的好处是　改变力的方向　，该滑轮属于　等臂　杠杆（选填“省力”“等臂”或“费力”）。用拉力F1匀速提升物体A，物体A在上升过程中重力势能　增大　（选填“增大”“不变”或“减小”）。 分析：定滑轮的实质是等臂杠杆，不能省力，但可以改变力的方向。重力势能的大小与质量、高度有关。 解析：解：由图可知，该滑轮为定滑轮，其实质是一个等臂杠杆，使用定滑轮可以改变力的方向； 物体A在上升过程中质量不变，高度变大，重力势能增大。 故答案为：改变力的方向；等臂；增大。 点评：本题考查了定滑轮的实质、使用定滑轮的好处、重力势能的变化，属于基础题。 【解题方法点拨】 理解定滑轮的概念及特点，牢记即可。 32．动滑轮 791 33．滑轮组的特点 【知识点的认识】 滑轮组：人们常把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组 滑轮组的特点： （1）使用滑轮组时，既可以省力，也可以改变施力的方向； （2）使用滑轮组提起重物时，动滑轮上有n段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的n分之一（忽略绳重及各处的摩擦力） ①不考虑滑轮重力有F＝； ②考虑滑轮的重力，则有F＝； ③绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h的关系是s＝nh。 【命题方向】 利用滑轮组的特点解题是命题一个方面。 例：关于滑轮，下列说法正确的是（　　） A.定滑轮的中心轴位置是固定不变的 B.滑轮组一定是省力的 C.滑轮组可以省力的同时省距离 D.动滑轮可以省力 分析：（1）定滑轮的特点：定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变，不省力，但可以改变力的方向。 （2）动滑轮的特点：能省一半的力，但不能改变力的方向。 （3）滑轮组是将定滑轮与动滑轮结合在一起，既能省力，又能改变力的方向。 解析：解：A、定滑轮的中心轴位置是固定不变的，故A正确； BC、滑轮组可以省力，当重物质量远远小于动滑轮质量时候，滑轮组不一定是省力的，故B正确，C错误； D、动滑轮可以省力，故D正确。 故选：ACD。 点评：本题主要考查了定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点，理解使用滑轮组可以省力，也可以改变力的方向。 【解题方法点拨】 滑轮组不是既可以省力又可以省距离，没有任何机械既可以省力又可以省距离。 34．滑轮组绳子上的拉力 【知识点的认识】 使用滑轮组提起重物时，动滑轮上有n段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的n分之一（忽略绳重及各处的摩擦力） ①不考虑滑轮重力有F＝； ②考虑滑轮的重力，则有F＝； 【命题方向】 考查根据滑轮组的特点，计算绳子上的拉力。 例：如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将体积为6dm3的物块匀速提高2m，不计绳重和摩擦，ρ物＝8.0×103kg/m3，g取10N/kg。 （1）物重和动滑轮重是多少？ （2）绳子自由端的移动速度是多少？ （3）若物块再增加150N，则要使物块匀速上升，作用在绳子自由端的拉力至少为多大？ 分析：（1）已知物体的密度和体积，根据ρ＝和G＝mg计算物重；不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）计算动滑轮重； （2）根据s＝nh和v＝计算绳子自由端的移动速度； （3）根据F＝（G+G动）计算，物块再增加150N，要使物块匀速上升，作用在绳子自由端的拉力。 解析：解：（1）由ρ＝可得物体的质量： m＝ρ物V＝8.0×103kg/m3×6×10﹣3m3＝48kg， 物重G＝mg＝48kg×10N/kg＝480N； 由图知，承担重物绳子段数n＝3，不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得，动滑轮重： G动＝nF﹣G＝3×200N﹣480N＝120N； （2）绳端移动距离： s＝nh＝3×2m＝6m， 绳子自由端的移动速度： v＝＝＝0.3m/s； （3）物块再增加150N后，物块重力： G′＝480N+150N＝630N， 作用在绳子自由端的拉力： F′＝（G′+G动）＝×（630N+120N）＝250N。 答：（1）物重为480N，动滑轮重为120N； （2）绳子自由端的移动速度为0.3m/s； （3）若物块再增加150N，则要使物块匀速上升，作用在绳子自由端的拉力至少为250N。 点评：本题考查了密度和重力公式、滑轮组特点、绳端拉力公式的应用，难度适中。 【解题方法点拨】 确定绳子的股数是关键，解题时要注意是否考虑动滑轮的重力。 35．绳子自由端移动的速度 【知识点的认识】 使用滑轮组提起重物时，动滑轮上有n段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的n分之一（忽略绳重及各处的摩擦力） 绳子自由端移动的速度v拉与物体移动的速度v物的关系是v拉＝nv物。 【命题方向】 考查绳子自由端移动的速度。 例：重力为600N的小明用如图所示的滑轮组运送货物，已知装货物的箱子重100N，当货物重300N时，用力在2min内将货物匀速竖直向上提升了24m，此时滑轮组机械效率为50%；机械中摩擦力及绳重忽略不计，g＝10N/kg。求： （1）物体上升速度。 （2）动滑轮重为多少？ （3）此滑轮组最大机械效率为多少？ 分析：（1）利用速度公式求物体上升速度； （2）利用W＝Gh求提升箱子和货物做的有用功，利用效率公式求拉力做的总功，拉力做的额外功W额＝W总﹣W有用；机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服动滑轮重力做的功为额外功，利用W额＝G动h得动滑轮的重力； （3）小明施加的最大拉力等于小明的重力，机械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力F＝（G+G动），据此可求提升的最大物重，机械中摩擦力及绳重忽略不计，滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝。 解析：解： （1）t＝2min＝120s， 物体上升速度v＝＝＝0.2m/s； （2）拉力做的有用功： W有用＝Gh＝（300N+100N）×24m＝9600J， 拉力做的总功： W总＝＝＝19200J， 拉力做的额外功： W额＝W总﹣W有用＝19200J﹣9600J＝9600J； 机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服动滑轮重力做的功为额外功， 由W额＝G动h得动滑轮的重力： G动＝＝＝400N； （3）小明施加的最大拉力： F最大＝G人＝600N， 机械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力F＝（G+G动），提升的最大物重： G最大＝nF最大﹣G动＝2×600N﹣400N＝800N， 机械中摩擦力及绳重忽略不计，滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝， 则滑轮组的最大机械效率： η最大＝＝×100%≈66.7%。 答：（1）物体上升速度为0.2m/s； （2）动滑轮重为400N； （3）此滑轮组最大机械效率约为66.7%。 点评：本题考查了使用滑轮组时物体上升速度、动滑轮重力、机械效率的计算，注意：计算滑轮组的机械效率时提升箱子做的功也是有用功，易错点！ 【解题方法点拨】 解题的关键是判断绳子的股数。 36．滑轮组的中的相关计算 【知识点的认识】 滑轮组中力、距离、速度的基本计算主要包5个方面： 1、画滑轮组中绳子的绕法； 2、计算绳端的拉力； 3、计算能够拉动重物的重力； 4、计算动滑轮的重力； 5、计算绳端或物体运动的速度； 6、做功、功率问题等。 【命题方向】 考查滑轮组的中的相关计算，包括拉力，动滑轮重力，绳子移动距离，做功，功率、效率等问。 例：如图所示，动滑轮重20N，所吊重物B重80N，物体A重240N，此时物体B恰好以1m/s的速度匀速下降。不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦。则：水平面对物体A的摩擦力是　50　N；若将重为40N的物体C悬挂于物体B的下方，现要使物体B和物体C一起恰好以2m/s的速度匀速上升，则要对物体A施加水平向右拉力F为　120N　。 分析：由图知，n＝2，不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，根据F＝（G+G动）求A端绳子的拉力；分析A的受力情况，根据力的平衡条件得出水平面对物体A的摩擦力； 当将重为40N的物体C悬挂于物体B的下方时，根据F＝（G+G动）求A端绳子的拉力，分析A的受力情况，根据力的平衡条件得出要对物体A施加的水平向右的拉力大小。 解析：解：由图知，n＝2，不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，根据F＝（G+G动）可得， A端绳子的拉力：F拉＝（GB+G动）＝×（80N+20N）＝50N， 此时A在水平方向上受到水平向左的拉力和水平向右的摩擦力作用，向左做匀速直线运动，受到的摩擦力与拉力平衡，大小相等，所以水平面对物体A的摩擦力：f＝F拉＝50N； 当将重为40N的物体C悬挂于物体B的下方时，根据F＝（G+G动）可得， A端绳子的拉力：F拉′＝（GBC+G动）＝×（80N+40N+20N）＝70N， 此时A在水平方向上受到水平向左的拉力、摩擦力和水平向右的拉力F的作用，向右做匀速直线运动，处于平衡状态，由于A对水平面的压力不变，水平面的粗糙程度不变，所以A受到的摩擦力大小仍为50N， 所以要对物体A施加的水平向右的拉力F大小：F＝F拉′+f＝70N+50N＝120N。 故答案为：50；120N。 点评：本题考查滑轮组中有关力的计算，以及力的平衡条件的应用，正确分析A的受力情况是关键之一。 【解题方法点拨】 明确滑轮组绳子的有效股数是关键，再根据力的关系公式和移动距离的关系公式计算即可。 37．滑轮组的设计与组装 【知识点的认识】 1、求出滑轮组绳子股数n设计滑轮组是比较难以掌握的一种题型，为了帮助大家掌握好这类题型，现归纳出解答设计滑轮组特点。 2、确定滑轮组个数及绳子始方位： （1）动滑轮N动＝n/2（n为偶数） （n﹣1）/2（n为奇数 ） （2）定滑轮N定＝N动（n为偶数端力向下）（n为奇数端力向上 ）N动+1（n为奇数端力向下）N动﹣1（n为偶数端力向上 ） （3）绳子始端固定方位：（偶定、奇动），n为偶数，绳子始端在定滑轮钩上；n为奇数则连在动滑轮钩上。 3、组装滑轮组：在完成1求出，2确定的基础上，绳子由里至外一圈地绕置即可。 【命题方向】 直接给出滑轮组提出要求绕例如绕出最省力的绕法，F＝1/3G，F＝1/5G等绕法，或另一种类型：F向上的绕法或F向下的绕法。 例：工人师傅利用如图所示的滑轮组和机车组装提升重物，绳索自由端与机车尾部A点相连，请在图中补全滑轮组的绕线方式。 分析：使用滑轮组可以省力，也可以改变力的方向，在设计与组装滑轮组时，要根据实际情况而定。 解析：解：由图知，滑轮组有一个动滑轮和一个定滑轮，题目要求绳索经地面上的滑轮改变拉力方向后与机车尾部水平相连，则拉力方向向下，如图所示： 点评：本题考查了滑轮组的绕法，滑轮组的组装有两种方法，从定滑轮绕起或从动滑轮绕起。要看清题目的每一个要求，选择合适的绕线方法。 【解题方法点拨】 （1）滑轮组的设计 按要求设计滑轮组是滑轮组学习内容的较高层次的要求，具体的设计方法可按如下步骤进行。 第一步：确定动滑轮的个数。首先算出承担所要拉起重物与动滑轮的自重所需要的绳子的根数n，其方法和滑轮组绳子的绕法中的方法相同，然后我们根据每两根绳子需要一个动滑轮来确定动滑轮的个数。当n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上，动滑轮的个数 N＝；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，动滑轮的个数 N＝。 第二步：确定定滑轮的个数。一般情况下，定滑轮的个数由绳子的段数n和拉力的方向共同决定。当n为奇数且拉力方向向下时，定滑轮的个数应为；拉力的方向向上时，定滑轮的个数为 ．当n为偶数且方向向下时，定滑轮的个数为；方向向上时，定滑轮的个数为﹣1。 （2）滑轮组绳子的绕法 第一步：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。 第二步：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。 38．轮轴及其应用 【知识点的认识】 （1）轮轴：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。 （2）作用：可以省力和改变力的方向。 （3）实质：是一个可连续转动的杠杆 （4）原理：使用轮轴时，一般情况下作用在轮上的力和轴上的力的作用线都与轮和轴相切，因此，它们的力臂就是对应的轮半径和轴半径、由于轮半径总大于轴半径，因此当动力作用于轮时，轮轴为省力费距离杠杆，实际的例子：有自行车脚踏与轮盘（大齿轮）是省力轮轴． 当动力作用于轴上时，轮轴为费力省距离杠杆，实际的例子有：自行车后轮与轮上的飞盘（小齿轮）、吊扇的扇叶和轴都是费力轮轴的应用． 【命题方向】 考查轮轴及其应用。 例：如图甲是《天工开物》中记载的一种农业生产汲水装置——辘轴，图乙是它提水时的示意图，为方便提水，应按照　省力　（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计，支点是　B　（选填“A”“B”或“C”）点；图丙中水龙头开关的设计也应用了同样原理，开关选用　①　（选填“①”或“②”）效果更好。 分析：（1）辘轳的实质是轮轴，根据轮轴的作用分析；支点是绕着转动的固定点； （2）水龙头开关的设计也应用了轮轴，增大轮的半径可以增大动力臂，在阻力和阻力臂一定时，可以省力。 解析：解：（1）辘轳的实质是轮轴，动力作用在轮上，可以省力；支点是绕着转动的固定点，即B点； （2）水龙头开关的设计也应用了轮轴，增大轮的半径可以增大动力臂，在阻力和阻力臂一定时，可以减小动力，故选择图中的①可以更省力。 故答案为：省力；B；①。 点评：本题考查了轮轴的应用与省力分析，属于综合题，但难度不大。 【解题方法点拨】 掌握轮轴的原理以及作用，学会对轮轴做省力分析。 39．斜面及其应用 【知识点的认识】 （1）定义：斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。 （2）特点：可以省力，但费距离。 （3）原理：根据做功公式W＝Fs可知，把如图所示的物体从地面提升到某高度需要做功W1＝Gh，从斜面上把物体堆到同样的高度做功W2＝Fs，不考虑摩擦择优Fs＝Gh，因为s＞h，所以F＜G，斜面可以省力，但费距离。 【命题方向】 考查斜面的原理及其应用。 例：工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，工人用平行于斜面向上的大小不变的恒力，把重物沿斜面从底端匀速推到顶端，如图所示。下列说法正确的是（　　） A.使用斜面可以省力，也可以省距离 B.因为还要克服摩擦，使用斜面不能省力 C.工人匀速推动重物的速度越大，推力做功越多 D.工人匀速推动重物的速度越大，推力的功率越大 分析：（1）根据斜面的工作特点和功的原理解答； （2）沿斜面匀速推动物体时，物体处于平衡状态，根据力的平衡条件分析解答； （3）根据W＝Fs分析解答； （4）根据＝分析解答。 解析：解：A、根据斜面的工作特点和功的原理可知，利用斜面提高物体可以省力，但不能省距离，故A错误； B、斜面也是一种常用的机械，使用斜面比较省力，在高度一定的情况下，斜面越长，则坡度越小，越省力，故B错误； C、由W＝Fs可知，推力做的功与物体在推力方向上移动的距离有关，与物体的速度无关，故C错误； D、由P＝Fv可知，推力的功率与物体的移动速度有关，在推力一定时，速度越大，推力的功率越大，故D正确； 故选：D。 点评：此题考查斜面的工作特点和功的原理、同时考查功和功率的影响因素，是一道综合性很强的题目，关键是相关公式和原理的熟练运用。 【解题方法点拨】 掌握斜面的原理以及作用，学会对斜面做省力分析。 40．有用功、额外功与总功 4 41．总功 【知识点的认识】 总功定义：有用功加额外功的和叫做总功。即动力所做的功。 公式：W总＝W有用+W额 【命题方向】 考查总功的概念及计算。 例：如图所示，斜面长s＝2m，高h＝0.8m.建筑工人将重G＝500N的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F＝250N，不计绳重力。求： （1）该过程拉力F做的总功是多少？ （2）该过程拉力F做的额外功是多少 （3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小是多少？ 分析：（1）已知斜面长和拉力F，根据W总＝Fs计算拉力做的总功； （2）已知货物箱重力和斜面的高，根据W有＝Gh计算有用功，从而计算该过程拉力F做的额外功； （3）根据W额＝fs计算货物箱在斜面上受的摩擦力。 解析：解：（1）该过程拉力F做的总功： W总＝Fs＝250N×2m＝500J； （2）克服货物箱做的有用功： W有＝Gh＝500N×0.8m＝400J； 由W总＝W有+W额可得额外功： W额＝W总﹣W有＝500J﹣400J＝100J； （3）克服货物箱在斜面上受的摩擦力做的功是额外功， 由W额＝fs可得： f＝＝＝50N。 答：（1）该过程拉力F做的总功是500J； （2）该过程拉力F做的额外功是100J； （3）货物箱在斜面上受的摩擦力是50N。 点评：本题考查作用斜面时有用功、额外功和总功的计算，难度不大。 【解题方法点拨】 明确做功目的，再运用W总＝W有用+W额来计算。 42．功的原理 【知识点的认识】 使用任何机械时，人们所做的功，都不会少于（大于或等于）不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功．这个结论叫做功的原理． 功的原理是人们经过长期的实验和研究得到的规律，是任何机械（不论是简单机械还是复杂的机器）都遵循的原理，它表明使用任何机械，能省力或省距离或改变力的方向，但都不能省功． 【命题方向】 考查功的原理的概念。 例：如图所示，光滑斜面长s＝3m，高h＝1m，小军用沿斜面向上的推力F＝20N将物体推到斜面顶端，则小军对物体做的功为　60　J，使用斜面　不能　（选填“能”或“不能”）省功。 分析：（1）根据W＝Fs计算所做的功。 （2）任何机械都不能省功； 解析：解：小军对物体做的功为：W＝Fs＝20N×3m＝60J；使用任何机械都不能省功。 故答案为：60；不能。 点评：本题考查了做功的有关知识，属于基础题。 【解题方法点拨】 记忆性知识，牢记即可。 43．机械效率的简单计算 【知识点的认识】 机械效率的计算公式是：η＝，其中η代表机械效率，‌W有用是有用功，‌W总是总功。‌这个公式用于计算任何类型的机械系统，‌无论是滑轮组、‌斜面、‌杠杆还是其他类型的机械装置。‌ 滑轮组：①η＝ ②不计绳重、摩擦，η＝＝； 斜面：η＝ 【命题方向】 考查机械效率的简单计算。 例：如图所示，用大小为125N的拉力F通过滑轮组将重为200N的物体匀速提升10cm，用时2s，不计绳重与摩擦，拉力的功率为　12.5　W，滑轮组的机械效率是　80　%。 分析：由图可知n＝2，根据s＝nh得出绳子自由端移动的距离，根据W总＝Fs得出拉力做的功，根据P＝得出拉力的功率；根据W有用＝Gh得出有用功，根据η＝得出滑轮组的机械效率。 解析：解：由图可知n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×10cm＝20cm＝0.2m， 拉力做的功：W总＝Fs＝125N×0.2m＝25J， 拉力的功率：P＝＝＝12.5W； 有用功：W有用＝Gh＝200N×m＝20J， 滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝80%。 故答案为：12.5；80。 点评：本题考查了使用滑轮组时功、功率和机械效率的计算，难度不大。 【解题方法点拨】 根据题目条件先分别求出有用功和总功，再运用公式计算。 44．提高滑轮组的机械效率 【知识点的认识】 （1）在机械能承受的范围内，尽可能增大物品运送量，充分发挥机械的作用； （2）改进机械结构，使其更合理、更轻巧。 （3）影响滑轮组机械效率的因素：被提升物体的重力，动滑轮的重力，绳子的绕法以及绳子与滑轮间的摩擦等。 （4）提升滑轮组机械效率的方法：①增加物重；②减少动滑轮的自重；③减小摩擦 【命题方向】 考查提高滑轮组的机械效率的方法。 例：如图所示，用4个相同的滑轮组成滑轮组甲和乙，分别把质量相同的A、B两物体在相同时间内匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），则下列说法中错误的是（　　） A.拉力F甲小于F乙 B.提升重物做的有用功WA等于WB C.两个滑轮组的机械效率η甲等于η乙 D.可以通过减小所提升物体重力来提高滑轮组的机械效率 分析：（1）由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，不计绳重和摩擦，根据F＝ （G+G动）比较F1和F2的拉力大小； （2）将相同的物体匀速提升相同的高度所做的有用功相同； （3）得出绳子自由端移动的距离s＝nh，根据W＝Fs比较拉力做功的关系，根据η＝比较滑轮组机械效率的关系； （4）对于改变滑轮组机械效率的方法，有两种情况：一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，这些方法可以减少额外功，提高机械效率；二是增加提升物体的重，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率。解析：解：A、不计绳重及摩擦，拉力F＝ （G+G动），由图知，通过动滑轮绳子的段数：n甲＝3，n乙＝2， 所以绳子的拉力： F甲＝（G物+G轮），F乙＝（G物+G轮）， 物体和滑轮重相同，所以F甲＜F乙，故A正确； B、由W＝Gh可知，将相同的物体匀速提升相同的高度所做的有用功相同，所以WA＝WB，故B正确； C、因为绳子自由端移动的距离s＝nh，n甲＝3，n乙＝2，提升物体的高度h相同， 所以s甲＝3h，s乙＝2h， 不计绳重及摩擦，拉力做的功： W甲总＝F甲s甲＝（G物+G轮）×3h＝（G物+G轮）h， W乙总＝F乙s乙＝（G物+G轮）×2h＝（G物+G轮）h， 所以W甲总＝W乙总， 因为有用功、总功相同，所以，由η＝可知，滑轮组的机械效率相同，故C正确； D、尽量增大所提升物体的重力，在提升高度相同时，额外功不变，总功变大，有用功占总功的比值变大，机械效率变大，故D错误； 故选：D。点评：本题考查了使用滑轮组时n的确定方法，有用功、总功、功率的计算方法，综合度较高，是道好题。 【解题方法点拨】 提高机械效率是在提高有用功的比例。 当有用功一定时，额外功越少，机械效率越高； 当额外功一定时，有用功越多，机械效率越高。 45．斜面机械效率的测量实验 【知识点的认识】 实验目的：探究斜面的机械效率 实验器材：斜面（高度可调），木块，弹簧测力计，细线，刻度尺． 实验原理：η＝ 实验步骤： 1.用弹簧测力计测出小木块的重力， 2.调节斜面的高度并测出斜面的高度， 3.测出小木块在斜面上移动的距离，并读出拉力的大小． 4.重复做3次，并把数据填入表格． 实验结论：斜面越陡机械效率越高，斜面越缓，机械效率越低． 【命题方向】 考查斜面机械效率的测量实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。 例：为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。 实验中用沿斜面向上的力拉着重为1N的木块在斜面上做匀速直线运动，实验测得的数据如表： （1）向上运动时，木块的机械能　增大　（选填“增大”“不变”或“减小”）。 （2）第1次实验中，有用功为　0.2　J。 （3）第2次实验中，斜面的机械效率为　60%　，斜面对木块的摩擦力为　0.2　N。 （4）分析表中的数据可得出：斜面越缓，斜面的机械效率越　小　（选填“大”或“小”）。分析：（1）先判断向上运动时，动能和势能的变化，再根据机械能的定义可得出结论； （2）斜面机械效率实验中，有用功为克服物体重力做功，再根据功的计算公式即可求出有用功； （3）由第二次实验中的数据，根据机械效率的计算公式，分别求出有用功和总功，即可得出机械效率，斜面对木块的摩擦力可通过求出额外功，再利用功的公式求出； （4）分析3次实验数据，即可得出结论。 解析：解：（1）向上运动时，速度和质量不变，动能不变，高度变高，质量不变，重力势能增大，机械能是动能和势能的总和，所以机械能增大； （2）第一次实验中，有用功为克服物体重力做的功为：W有＝Gh＝1N×0.2m＝0.2J； （3）第二次实验中，有用功为：W有＝Gh2＝1N×0.3m＝0.3J，总功为：W总＝F2s＝0.5N×1m＝0.5J，所以斜面的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝60%，额外功为克服斜面摩擦力做功即为W额＝fs，所以额外功为：W总﹣W有＝0.5J﹣0.3J＝0.2J，斜面对木块的摩擦力为：f＝＝＝0.2N； （4）第三次实验的机械效率为：η＝×100%＝×100%≈66.7%，分析3次实验数据，可知，斜面越缓，斜面的机械效率越小。 故答案为：（1）增大；（2）0.2；（3）60%；0.2；（4）小。 点评：本题考查了斜面的机械效率及有用功、总功、额外功的计算。 【解题方法点拨】 测量机械效率，抓住该物理量的源头—功，它包括力和距离两个要素，所以测算机械效率需要测量力和距离，然后计算机械效率。 46．滑轮、滑轮组机械效率的计算 【知识点的认识】 滑轮组：①η＝ ②η＝＝； 【命题方向】 考查滑轮、滑轮组机械效率的计算。 例：如图所示滑轮组中定滑轮的作用是　改变力的方向　。小明用该滑轮组将重240N的重物匀速提升2m，所用拉力为160N，不计绳重和摩擦，则动滑轮受到的重力为　80　N，滑轮组的机械效率为　75%　。小明用该滑轮组提升重物　不能　（选填“能”或“不能”）省功。 分析：（1）定滑轮不省力，但是可以改变力的方向； （2）根据滑轮组装置确定绳子股数，不计绳重和摩擦，利用F＝（G+G动）求出动滑轮重； （3）根据η＝＝＝＝求出该滑轮组的机械效率； （4）使用任何简单机械都不能省功。 解析：解：定滑轮不省力，但是可以改变力的方向； 由图可知，n＝2，不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）可知，动滑轮重为： G动＝nF﹣G＝2×160N﹣240N＝80N； 该滑轮组的机械效率为： η＝＝＝＝＝×100%＝75%； 使用简单机械可以省力，或省距离，但不能省功。 故答案为：改变力的方向；80；75%；不能。 点评：本题主要考查的是滑轮组的机械效率，关键是会根据题目的条件进行简单的计算，同时还考查了功的原理。 【解题方法点拨】 不管是杠杆、滑轮还是斜面，计算机械效率要抓住功，也就力和距离。 47．斜面机械效率的计算 【知识点的认识】 斜面：η＝ 【命题方向】 斜面机械效率的计算。 例：如图，小军用沿斜面向上80N的推力，将总重为200N的箱子匀速推到斜面顶端，用时10s。已知斜面高1.5m，长5m。此过程中，小明做的功为　400　J，该斜面的机械效率为　75　%。若仅增大推的箱子的重力，该斜面的机械效率　不变　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 分析：（1）利用W＝Fs求出拉力做的功，即总功；利用W＝Gh求出有用功，然后利用机械效率的计算公式可求出斜面的效率。 （2）斜面的有用功是克服物块重力做的功，额外功是克服摩擦做功，若斜面变粗糙，额外功越大，据此分析。 解析：解：小明做的总功为 W总＝Fs＝80N×5m＝400J 克服箱子的重力做的有用功 W有用＝Gh＝200N×1.5m＝300J 斜面的机械效率 增大箱子的重力，会导致箱子在斜面上运动时受到的摩擦力增大。在斜面倾斜程度不变的情况下，物体在斜面上移动时，其被提升的高度h与斜面长度s之间的比值不变，克服箱子的重力所做有用功与克服摩擦力所做的额外功均按物重增加的比例增大，总功也按相同比例增大，所以斜面的机械效率不变。 故答案为：400；75；不变。 点评：熟练运用功、机械效率的计算公式，是解答此题的关键。 【解题方法点拨】 不管是杠杆、滑轮还是斜面，计算机械效率要抓住功，也就力和距离。 48．其他机械的效率计算 【知识点的认识】 机械效率的计算公式是：η＝，其中η代表机械效率，‌W有用是有用功，‌W总是总功。‌这个公式用于计算任何类型的机械系统，‌无论是滑轮组、‌斜面、‌杠杆还是其他类型的机械装置。‌ 【命题方向】 其他机械的效率计算。 例：《天工开物》中记载我们祖先在3000年前设计的农业生产汲水装置——辘轨，如图所示。某次取水时，井绳拉着桶中重50N的水缓慢上升了4m，用时25s，人做的总功为250J。求此次取水的过程中： （1）人做功的功率； （2）人做的有用功； （3）辘轴的机械效率。 分析：（1）利用P＝求人做功的功率； （2）利用W有＝Gh求人做的有用功； （3）利用η＝×100%求辘轴的机械效率。 解析：解：（1）人做功的功率：P＝＝＝10W； （2）人做的有用功：W有＝Gh＝50N×4m＝200J； （3）辘轴的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。 答：（1）人做功的功率为10W； （2）人做的有用功为200J； （3）辘轴的机械效率为80%。 点评：本题考查功、功率和机械效率公式的应用，难度不大。 【解题方法点拨】 不管是杠杆、滑轮还是斜面，计算机械效率要抓住功，也就力和距离。 49．光沿直线传播的应用 【知识点的认识】 光直线传播的应用的原理就是光在均匀介质中直线传播．光沿直线传播的应用实例很多，例如： （1）射击瞄准；（2）激光准直；（3）排直队要向前看齐等． 【命题方向】 考查光的直线传播在实际生活中的一些应用，以及利用此原理制作光的仪器。 例：如图所示是某科学兴趣小组的小制作——针孔照相机模型： （1）在制作过程中，需将一端用塑料薄膜蒙好的黑圆纸筒插入落片筒中，为了便于更清楚观察像，应在黑圆纸筒的　A　（填“A”或“B”）端蒙上半透明膜作为光屏。 （2）在此照相机前放置一点燃的蜡烛，则烛焰在半透明膜上所成的图像是　倒立的　（填“正立的”或“倒立的”）；若往外拉圆纸筒，增大半透明膜与小孔之间距离，则半透明膜上的图像的大小　变大　（填“变大”“变小”或“不变”）。分析：（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播影子、日食、月食、小孔成像都是光的直线传播形成的： （2）小孔成像成倒立的实像；增大光屏与小孔白距离，光屏上的像变大。解析：解：（1）小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用，半透明薄纸相当于光屏，为了成的像更清晰，便于观察，半透明的薄纸应该放在圆筒的A端； （2）小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用，成的是倒立的实像；当增大光屏与小孔之间的距离时，光屏上的像将变大。 故答案为：（1）A；（2）倒立的；变大。 点评：本题考查了小孔成像的原理和特点，属于基础题目。 【解题方法点拨】 在解决与光沿直线传播相关的问题时，‌首先要明确光的传播路径和方向，‌然后根据光的直线传播原理，‌分析光在遇到障碍物时的行为 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/9/8 14:14:54；用户：组卷18；邮箱：zyb018@xyh.com；学号：41418981 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$