2025年中考物理复习：简单机械

2025年中考物理复习新题速递之简单机械 一.选择题(共12小题) 1.(2024秋•碑林区校级期中)图中使用的工具,属于费力杠杆的是( ) A.镊子 B.手推车 C.羊角锤 D.钳子 2.(2023秋•五华区校级期末)如图所示,小明用两个不同的滑轮组,在相同时间内分别用大小相等的拉力F将同一物体匀速提高了相同的高度,若两个滑轮组的动滑轮重分别为G动1和G动2,机械效率分别为 1、 2,小明做功的功率分别为P1、P2,不计绳重和摩擦。则( ) A.G动1<G动2, 1> 2,P1<P2 B.G动1<G动2, 1> 2,P1=P2 C.G动1>G动2, 1< 2,P1<P2 D.G动1=G动2, 1= 2,P1=P2 3.(2024秋•阎良区期中)如图甲所示,工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中,斜面长3m、高1.5m。F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示,推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析正确的是( ) A.0~10s内,推力做的功为1500J B.0~10s内,箱子所受摩擦力为100N C.斜面的机械效率为75% D.10~20s内,推力F的功率为80W 4.(2024秋•如东县期中)现定义人对机械施加的力与机械对重物施加的力的比值叫做机械效能K,用于比较不同机械的省力程度。用甲、乙两个滑轮(组)匀速提升不同重物,不计绳重和摩擦,经测算描绘出两滑轮组的机械效能K与物体重力的倒数G﹣1的关系图线如图所示,两图线平行。则( ) A.甲为定滑轮,乙为动滑轮 B.甲、乙滑轮组中动滑轮重相等 C.提升相同重物时,乙滑轮组机械效率比甲小 D.甲滑轮组提升20N重物时,机械效率为80% 5.(2024•甘南州)乐乐利用如图所示的滑轮组将重为280N的物体匀速提升了2m。已知他自身重为500N,对绳子施加的拉力F=200N。不计绳重和摩擦,则此过程中( ) A.动滑轮重力为100N B.图中定滑轮可以看成省力杠杆 C.乐乐对地面的压力为360N D.滑轮组的机械效率为70% 6.(2024春•辉县市期末)以下工具:①钢丝钳;②镊子;③扳手;④扫帚;⑤钓鱼竿;⑥瓶盖起子。在正确使用情况下属于省力杠杆的是( ) A.①③⑥ B.②④⑤ C.①④⑤ D.②③⑥ 7.(2024春•滕州市期末)如图,轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物,在A端施加一个拉力F,逆时针缓慢改变拉力F的方向到图示虚线的位置,这个过程中杠杆始终在水平位置平衡,下列说法正确的是( ) A.力F的大小变大 B.力F的大小先变大后变小 C.力F和它力臂的乘积先变大后变小 D.力F和它力臂的乘积始终保持不变 8.(2024秋•衡水校级期中)如图,为了提升重物,我们选用了粗细均匀,重为G的杠杆,不计杠杆支点处的摩擦,先后把同一个重物挂在杠杆的A、B两处,每次用竖直向上的力让重物匀速上升相同的高度,下列说法正确的是( ) A.重物挂在A点时拉力做的有用功多 B.重物挂在B点时拉力做的总功多 C.重物挂在A点时杠杆的机械效率高 D.重物挂在B点时杠杆的机械效率高 9.(2024秋•雁塔区校级期中)如图甲所示,将穿好的鞋带两端向两边拉扯,鞋帮就会收紧,达到省力的效果。如图乙所示,滑轮A重2N,绕过滑轮A的绳子上挂一个重10N的物体B,C为固定点(地面),滑轮A在力F的作用下以0.2m/s的速度匀速上升。下列说法中正确的是( )(绳重及摩擦不计) A.图甲省力的原理与斜面的省力原理相同 B.图乙中物体B上升的速度为0.1m/s C.图乙中拉力F为22N D.图乙中滑轮的机械效率为80% 10.(2024秋•衡水校级期中)如图所示为建筑工地上常用的吊装工具,物体M是重5000N的配重,杠杆AB的支点为O,已知长度OA:OB=1:2,滑轮下面挂有建筑材料P,每个滑轮重100N,工人体重为700N,杠杆与绳的自重滑轮组摩擦均不计。当工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时,建筑材料P以0.3m/s的速度上升。则( ) A.滑轮组的机械效率为88.9% B.物体M对地面的压力为4500N C.工人对地面的压力为1000N D.工人拉绳的功率为270W 11.(2024秋•海州区校级月考)小明制作了一个简易杠杆,调节杠杆在水平位置平衡,然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币,使其在水平位置再次平衡,如图所示。若两边同时各减少一枚同种硬币,则杠杆将( ) A.右端下降 B.左端下降 C.仍然水平平衡 D.无法判断其状态 12.(2024秋•新沂市校级月考)如图所示小明分别用甲、乙两个滑轮在相同时间内把同一袋沙子从地面匀速提到一楼,用甲滑轮所做的总功率为P1,机械效率为 1;用乙滑轮所做的总功率为P2,机械效率为 2,若不计绳重及摩擦,则( ) A.P1=P2, 1> 2 B.P1=P2, 1< 2 C.P1<P2, 1> 2 D.P1>P2, 1< 2 二.填空题(共8小题) 13.(2024秋•江都区月考)往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去,如图所示,已知箱子重900N,斜面长3m、高1m。工人用400N沿斜面方向的力将箱子匀速推到车上。在这过程中工人做的有用功是 J,推力对箱子做的功是 J,物体受到斜面的摩擦力为 N,斜面的机械效率为 。 14.(2024秋•高邮市校级月考)图中指示牌的总质量是300kg,长为4m,高为2.5m,AB间距离为1m。(忽略指示牌与立柱之间的距离,g取10N/kg)立柱对横杆B的作用力的方向是 ,大小是 N。 15.(2024秋•南昌县期中)如图,辘轭是一种汲水工具,通过转动摇把使绳子在轴筒上叠绕,将水桶提起。使用该装置 省功。将桶中的水尽量装满一些, 提高该装置的机械效率。(均选填“能”或“不能”) 16.(2024秋•新沂市校级月考)吴霖同学用如图所示的 滑轮在提升重物,使用它 省力(能/不能),沿不同的方向拉动绳子时,所用的拉力F1 F3(选填>,<,=)。 17.(2024•枣庄模拟)如图所示是我国运动员参加奥运会皮划艇比赛的场面,当运动员用船桨划水时,水对桨的力是向 (选填“前”或“后”)的,运动员手中使用的船桨属于 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆,使用它的好处是 。 18.(2024秋•无锡期中)如图所示,用力F1直接将物体B匀速提升高度h,F1做功90J。若借助斜面用力F2沿斜面方向把同一物体B匀速拉至相同高度,B沿斜面通过距离s=2h,斜面的机械效率是75%,则F1:F2= ,若s=2m,则B与斜面间的摩擦力为 。 19.(2024秋•江都区校级月考)如图甲所示,用扳手拧螺帽时,扳手相当于简单机械中的 (斜面/轮轴),图 (a/b)的握法更有利于拧紧或松开螺帽;如图乙所示,当升旗手缓缓向下拉绳子时,旗子就会徐徐上升,这是由于旗杆顶部有一个 滑轮,它的优点是 ;如图丙所示,夹子是我们生活中经常使用的物品,图中给出了夹住物品和用手捏开时的两种情况,用手将其捏开时,它是省 (力/距离)的,用其夹住物品时,它是省 (力/距离)的。 20.(2024秋•沙坪坝区校级月考)用滑轮组将一个重为90N的物体在10s内匀速提升5m,所用的拉力为50N,10s内拉力F做功的功率为 W,该滑轮组的机械效率为 %。 三.作图题(共2小题) 21.(2024秋•东莞市校级期中)小明想探究“滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关”,请参照如图甲补全图乙完成实验。 22.(2024秋•宿迁月考)如图所示,用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来,B处挂一重物,在杠杆A端施加最小的力F1使杠杆在图示位置平衡,请画出这个力的示意图以及阻力臂L2。 四.实验探究题(共2小题) 23.(2024春•沙坪坝区期中)如图所示,小勇利用铁架台、刻度均匀的均质杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干(每个钩码质量相同)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。 (1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,则此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态; (2)为了便于测量 (选填“力”或“力臂”),应使杠杆在水平位置平衡。为此,应将图甲中平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节; (3)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;随后两边各取下一个钩码,杠杆 (选填“左”或“右”)端将下沉; (4)小勇用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图丙所示位置,在旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 24.(2024秋•东莞市校级期中)在日常生活和工农业生产中,提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率,要从研究影响机械效率的因素出发,寻求办法。 为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用图甲和图乙装置进行实验,并把数据整理记录在下表中。 实验次数 滑轮材质 钩码重G/N 提升的高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率 1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56% 2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67% 3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67% 4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83% 5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95% (1)比较1和2两次实验发现:在所用滑轮组一定时,提升的钩码 ,机械效率越高。 (2)比较3和4两次实验发现:滑轮组的机械效率还与 有关。 (3)比较 两次实验发现:在所用滑轮组一定时,机械效率与提升钩码的高度无关。 (4)第5次实验是利用了图 的装置完成的。 (5)利用图甲的装置,把重6N的物体用2.5N,的拉力匀速拉起,滑轮组的机械效率为 。如果没有刻度尺,只有测力计,也可以测量出滑轮组的机械效率,测的机械效率会 。(选填“不变”、“偏大”、“偏小”) (6)小明利用图丙装置实验发现:斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关,与物重无关。 保持斜面倾斜程度不变,可以采用 的方法提高斜面的机械效率。 (7)实验表明:额外功越小,总功越接近有用功:进一步推理得出:假设没有额外功,总功等于有用功;可见使用任何机械都 。 五.计算题(共1小题) 25.(2024秋•姑苏区校级期中)某起重机的滑轮组结构示意如图所示,其最大载重为5t。起重机将4000kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上,滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦,g取10N/kg。求: (1)克服钢板重力做的功W有用; (2)钢丝绳的拉力F; (3)滑轮组满载时的机械效率(保留一位小数)。 2025年中考物理复习新题速递之简单机械(2024年11月) 参考答案与试题解析 一.选择题(共12小题) 1.(2024秋•碑林区校级期中)图中使用的工具,属于费力杠杆的是( ) A.镊子 B.手推车 C.羊角锤 D.钳子 【考点】杠杆的分类.版权所有 【专题】应用题;简单机械;应用能力. 【答案】A 【分析】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。 【解答】解:A、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A正确; B、手推车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B错误; C、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C错误; D、钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D错误。 故选:A。 【点评】此题考查的是杠杆的分类,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。 2.(2023秋•五华区校级期末)如图所示,小明用两个不同的滑轮组,在相同时间内分别用大小相等的拉力F将同一物体匀速提高了相同的高度,若两个滑轮组的动滑轮重分别为G动1和G动2,机械效率分别为 1、 2,小明做功的功率分别为P1、P2,不计绳重和摩擦。则( ) A.G动1<G动2, 1> 2,P1<P2 B.G动1<G动2, 1> 2,P1=P2 C.G动1>G动2, 1< 2,P1<P2 D.G动1=G动2, 1= 2,P1=P2 【考点】机械效率的比较大小;功率的大小比较;动滑轮的重力.版权所有 【专题】功、功率、机械效率;应用能力. 【答案】A 【分析】(1)机械效率有用功和总功的比值。 (2)功率是表示物体做功快慢的物理量。 【解答】解:小明用两个不同的滑轮组,在相同时间内分别用大小相等的拉力F将同一物体匀速提高了相同的高度,从图示可知,左边的滑轮组有2根绳子拉物体,右边有三根绳子拉物体,物体重力相同,两次的拉力也相同,根据nF拉=G物+G动可知G动1<G动2,根据W=Gh,可知,它们做的有用功相同,它们的机械效率 ==,因为+G物、和h都相同,G动1<G动2,故机械效率 1> 2;因为P=,而G1的总功更小,两者的时间相同,故功率P1<P2。 故选:A。 【点评】本题考查了学生对机械效率和功率的理解、运用,属于基础题。 3.(2024秋•阎良区期中)如图甲所示,工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中,斜面长3m、高1.5m。F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示,推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析正确的是( ) A.0~10s内,推力做的功为1500J B.0~10s内,箱子所受摩擦力为100N C.斜面的机械效率为75% D.10~20s内,推力F的功率为80W 【考点】斜面机械效率的计算;力与图像的结合;功的简单计算;功率的计算.版权所有 【专题】功、功率、机械效率;应用能力. 【答案】B 【分析】(1)0~10s内,由图乙可知,箱子的s﹣t是一条过原点的直线,箱子做匀速运动,且箱子在斜面上运动了3m,由图丙可知此时推力,利用W=Fs计算推力做的总功,利用W=Gh计算克服箱子重力做的有用功,克服箱子受摩擦力做的额外功等于总功减去有用功,再利用W=fs计算箱子受摩擦力;根据效率公式得出机械效率; (2)10~20s内,由图乙可知,箱子的s﹣t图像是一条直线,且箱子在水平车厢内做匀速运动,知道此时推力大小和箱子在水平车厢中移动的距离,利用W=Fs计算推力做的功,再利用P=计算推力的功率。 【解答】解:ABC、0~10s内,由图乙可知,箱子的s﹣t是一条过原点的直线,箱子做匀速运动,且箱子在斜面上运动了3m,由图丙可知此时推力F=600N,推力做功: W总=Fs=600N 3m=1800J,故A错误; 克服箱子重力做的有用功: W有用=Gh=1000N 1.5m=1500J, 克服箱子受摩擦力做的额外功: W额=W总﹣W有用=1800J﹣1500J=300J, 箱子受摩擦力:f===100N,故B正确; 斜面的机械效率为 ==≈83%,故C错误; D、10~20s内,由图乙可知,箱子的s﹣t图像是一条直线,且箱子在水平车厢内做匀速运动,由图丙可知此时推力F′=200N, 箱子在水平车厢中移动的距离:s′=8m﹣3m=5m, 推力做的功:W=F′s′=200N 5m=1000J, 推力的功率: P===100W,故D错误。 故选:B。 【点评】本题考查了功、功率、效率的计算,分析图像、从中得出相关信息是关键。 4.(2024秋•如东县期中)现定义人对机械施加的力与机械对重物施加的力的比值叫做机械效能K,用于比较不同机械的省力程度。用甲、乙两个滑轮(组)匀速提升不同重物,不计绳重和摩擦,经测算描绘出两滑轮组的机械效能K与物体重力的倒数G﹣1的关系图线如图所示,两图线平行。则( ) A.甲为定滑轮,乙为动滑轮 B.甲、乙滑轮组中动滑轮重相等 C.提升相同重物时,乙滑轮组机械效率比甲小 D.甲滑轮组提升20N重物时,机械效率为80% 【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算;机械效率的比较大小.版权所有 【专题】功、功率、机械效率;分析、综合能力. 【答案】C 【分析】A.若不考虑绳子和摩擦,甲为定滑轮,则甲的k﹣G﹣1的图像是过1平行于横轴的直线; B.不考虑绳重和摩擦,n为承担绳子的股数,则K=,从图像在K轴上的截距和甲、乙两直线平行,可知两个滑轮组动滑轮是否相等; C.从B中可知两滑轮组中动滑轮的大小关系,可求出提升相同重物时,两个滑轮组机械效率的大小关系; D.由甲的图像在K轴上的截距可知n的值,由G﹣1=0.1N﹣1时,K=1可知动滑轮的重力,求出用甲滑轮组提升20N重物时的机械效率。 【解答】解:A.若不考虑绳子和摩擦,若甲为定滑轮,;则K=,由图可知甲的k﹣G﹣1的图像不是过1平行于横轴的直线,故A错误 B.不考虑绳重和摩擦,设n1、n2分别为甲、乙滑轮组承担绳子的股数, 则=,结合甲的图像n1=2,把时K=1代入解得:G动甲=10N, K乙=, 有图像可知,所以n2>2>n1, 甲、乙图像平行,故,所以G甲动<G乙动, 故B错误; C.提升相同重物时,设提升重物的重力为G,机械效率 甲=, 乙=,所以 甲> 乙, 故B正确; D.由B知G甲动=10N,所以用甲滑轮组提升G′=20N重物时的机械效率 ==, 故D错误; 故选:C。 【点评】本题考查了通过图像结合数学知识比较滑轮组的机械效率的大小和机械效率的计算。 5.(2024•甘南州)乐乐利用如图所示的滑轮组将重为280N的物体匀速提升了2m。已知他自身重为500N,对绳子施加的拉力F=200N。不计绳重和摩擦,则此过程中( ) A.动滑轮重力为100N B.图中定滑轮可以看成省力杠杆 C.乐乐对地面的压力为360N D.滑轮组的机械效率为70% 【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算;力的合成与应用;杠杆的分类;动滑轮的重力.版权所有 【专题】计算题;简单机械;应用能力. 【答案】D 【分析】(1)根据F=可以求得动滑轮重力; (2)定滑轮相当于等臂杠杆; (3)根据力的平衡可知乐乐对地面的压力; (4)根据 =可以求得滑轮组的机械效率。 【解答】解: A、根据F=可以求得动滑轮重力为:G动=2F﹣G=2 200N﹣280N=120N,故A错误; B、定滑轮相当于等臂杠杆,不省力,不费力,故B错误; C、根据力的平衡可知乐乐对地面的压力,F压=G人﹣F=500N﹣200N=300N,故C错误; D、W有=Gh=280N 2m=560J,W总=Fs=200N 4m=800J,根据 =可以求得滑轮组的机械效率: ==,故D正确。 故选:D。 【点评】本题考查滑轮组的认识,机械效率的计算,二力平衡的应用,功的求法。 6.(2024春•辉县市期末)以下工具:①钢丝钳;②镊子;③扳手;④扫帚;⑤钓鱼竿;⑥瓶盖起子。在正确使用情况下属于省力杠杆的是( ) A.①③⑥ B.②④⑤ C.①④⑤ D.②③⑥ 【考点】杠杆的分类.版权所有 【答案】A 【分析】当杠杆的动力臂大于阻力臂时,杠杆是省力杠杆;当杠杆的动力臂小于阻力臂时,杠杆是费力杠杆,结合生活经验,联系生活经验,在使用时是省力还是费力,由此也可进行判断。 【解答】解:①钢丝钳是省力杠杆; ②镊子是费力杠杆; ③扳手是省力杠杆; ④扫帚是费力杠杆; ⑤钓鱼竿是费力杠杆; ⑥瓶盖起子是省力杠杆, 所以是省力杠杆的有①③⑥,B、C、D不符合题意; 故选:A。 【点评】这类题目可通过比较动力臂和阻力臂的大小关系来判断是什么类型的杠杆。 7.(2024春•滕州市期末)如图,轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物,在A端施加一个拉力F,逆时针缓慢改变拉力F的方向到图示虚线的位置,这个过程中杠杆始终在水平位置平衡,下列说法正确的是( ) A.力F的大小变大 B.力F的大小先变大后变小 C.力F和它力臂的乘积先变大后变小 D.力F和它力臂的乘积始终保持不变 【考点】杠杆的动态平衡分析.版权所有 【专题】简单机械;分析、综合能力. 【答案】D 【分析】从支点向力的作用线作垂线,垂线段的长度即力臂;分析动力F和阻力的力臂的变化情况,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析解答。 【解答】解:AB.根据杠杆平衡条件可知,阻力和阻力臂不变时,动力臂越长,动力越小;由图可知,OA是最长的动力臂,此时最小动力方向竖直向上,因而在A端施加一个拉力F,逆时针缓慢改变拉力F的方向到图示虚线的位置,动力臂先变长后变短,所以,力F的大小先变小后变大,故AB错误。 CD.由题可知,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,动力和动力臂的乘积不变,故C错误,D正确。 故选:D。 【点评】本题考查杠杆的动态平衡,属于中档题。 8.(2024秋•衡水校级期中)如图,为了提升重物,我们选用了粗细均匀,重为G的杠杆,不计杠杆支点处的摩擦,先后把同一个重物挂在杠杆的A、B两处,每次用竖直向上的力让重物匀速上升相同的高度,下列说法正确的是( ) A.重物挂在A点时拉力做的有用功多 B.重物挂在B点时拉力做的总功多 C.重物挂在A点时杠杆的机械效率高 D.重物挂在B点时杠杆的机械效率高 【考点】机械效率的比较大小;有用功、额外功与总功.版权所有 【专题】功、功率、机械效率;应用能力. 【答案】D 【分析】(1)知道重物重力和重物上升的距离,根据W=Gh求出有用功。 (2)由于拉力总是竖直向上的,重物挂在杠杆的A、B两处,所以动力臂不变,阻力臂变大,知道利用杠杆所做的额外功就是克服杠杆的重力而做的功,则根据杠杆的重力和杠杆中点上升的距离,根据W=Gh求出额外功;求出总功;根据机械效率公式求出机械效率。 【解答】解:(1)利用杠杆提升重物时,有用功W有用=Gh, 在A、B两处提升的是同一个重物,上升同样的高度,所以在A、B两处拉力做的有用功相同,故A选项错误。 (2)由下图可知:在A、B两处提升重物,重物上升同样的高度h时,杠杆的重心上升的高度hA>hB, 额外功W额外=G杆h, 则W额外A>W额外B, 在A、B两处人做的有用功相同,而W总=W有用+W额外, 所以W总A>W总B, 由 =,可知 A< B,故BC选项错误,D选项正确。 故选:D。 【点评】对于已知机械效率或要求机械效率的问题,要想法求出有用功、总功。本题关键是判断出在A、B两处提升重物,上升同样的高度时,杠杆的重心上升的高度的关系。 9.(2024秋•雁塔区校级期中)如图甲所示,将穿好的鞋带两端向两边拉扯,鞋帮就会收紧,达到省力的效果。如图乙所示,滑轮A重2N,绕过滑轮A的绳子上挂一个重10N的物体B,C为固定点(地面),滑轮A在力F的作用下以0.2m/s的速度匀速上升。下列说法中正确的是( )(绳重及摩擦不计) A.图甲省力的原理与斜面的省力原理相同 B.图乙中物体B上升的速度为0.1m/s C.图乙中拉力F为22N D.图乙中滑轮的机械效率为80% 【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算;动滑轮的计算;滑轮组的特点.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)定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组; (2)动力作用在轴上,重物B上升的速度应该是A上升速度的两倍; (3)根据动滑轮的特点进行分析拉力F与物重B的关系; (4)动力作用在轴上,动滑轮上升的高度是重物B上升高度的,利用不计绳重和摩擦时 ====求滑轮的机械效率。 【解答】解:A、穿好的鞋带两端向两边拉扯,鞋帮就会收紧,达到省力的效果,这与简单机械中滑轮组的省力原理相同,与斜面的省力原理不同,故A错误; B、当滑轮A在力F的作用下向上以0.2m/s的速度匀速上升时,重物B上升的速度:vB=2vA=2 0.2m/s=0.4m/s,故B错误; C、由动滑轮的特点可知,拉力:F=2GB+G动=2 10N+2N=22N,故C正确; D、动力作用在轴上,动滑轮上升的高度是重物B上升高度的,因为不计绳重和摩擦,所以滑轮的机械效率: =====≈90.1%,故D错误。 故选:C。 【点评】本题考查滑轮类型的判断、动滑轮的特点、功和机械效率公式的应用。 10.(2024秋•衡水校级期中)如图所示为建筑工地上常用的吊装工具,物体M是重5000N的配重,杠杆AB的支点为O,已知长度OA:OB=1:2,滑轮下面挂有建筑材料P,每个滑轮重100N,工人体重为700N,杠杆与绳的自重滑轮组摩擦均不计。当工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时,建筑材料P以0.3m/s的速度上升。则( ) A.滑轮组的机械效率为88.9% B.物体M对地面的压力为4500N C.工人对地面的压力为1000N D.工人拉绳的功率为270W 【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算;压力的大小;功率的计算;功率的推导式P=Fv;杠杆的平衡条件的计算.版权所有 【专题】计算题;重力、弹力、摩擦力;简单机械;功、功率、机械效率;应用能力. 【答案】B 【分析】(1)由图可知n=2,利用不计绳重和摩擦时F=(G+G动)求建筑材料P的重;根据 ==== 求滑轮组的机械效率; (2)分析A点受到的力和杠杆的平衡条件分析出B点的拉力,对M受力分析得出地面对物体的支持力即物体M对地面的压力; (3)首先对工人进行受力分析,受竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力,人对绳子的拉力,即绳子对人的拉力,又知道人的重力,从而可以计算出地面对人的支持力,即工人对地面的压力; (4)工人拉绳子的速度v=nvP,根据P===Fv可知工人做功的功率。 【解答】解:A、由图可知n=2,且滑轮组摩擦均不计,由F=(G+G动)可得建筑材料P的重力:G=2F﹣G动=2 300N﹣100N=500N; 滑轮组的机械效率: =====≈83.3%,故A错误; B、定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力,由力的平衡条件可得:FA′=3F+G定=3 300N+100N=1000N; 杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力,大小相等,即FA=F′A=1000N; 根据杠杆的平衡条件:FA OA=FB OB,且OA:OB=1:2, 所以,FB===500N; 因为物体间力的作用是相互的,所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力,即FB′=FB=500N; 物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力,则物体M受到的支持力为:FM支持=GM﹣FB′=5000N﹣500N=4500N, 因为物体间力的作用是相互的,所以物体M对地面的压力:FM压=FM支持=4500N.故B正确; C、当工人用300N的力竖直向下拉绳子时,因力的作用是相互的,则绳子对工人施加竖直向上的拉力F'=F=300N, 此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F'、竖直向上的支持力F支,由力的平衡条件可得:F'+F支=G,则F支=G﹣F'=700N﹣300N=400N, 因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,所以工人对地面的压力:F压=F支=400N,故C错误; D、工人拉绳子的速度v=nvP=2 0.3m/s=0.6m/s, 根据P===Fv可知工人做功的功率:P=Fv=300N 0.6m/s=180W,故D错误。 故选:B。 【点评】本题考查了杠杆平衡条件、使用滑轮组时绳子拉力、机械效率的计算、相互作用力和力的平衡条件的应用,对物体受力分析是难点也是解题的关键。 11.(2024秋•海州区校级月考)小明制作了一个简易杠杆,调节杠杆在水平位置平衡,然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币,使其在水平位置再次平衡,如图所示。若两边同时各减少一枚同种硬币,则杠杆将( ) A.右端下降 B.左端下降 C.仍然水平平衡 D.无法判断其状态 【考点】杠杆的动态平衡分析.版权所有 【专题】应用题;简单机械;应用能力. 【答案】A 【分析】根据杠杆的平衡条件求出两力臂之比以及若两边同时各减少—枚硬币,杠杆会向哪端下沉。 【解答】解:根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2,设每个硬币的重力为G,则由图可得,2Gl1=4Gl2,则l1:l2=2:1;若两边同时各减少—枚硬币,则左边为:Gl1=2Gl2,右边为3Gl2,由于3Gl2>2Gl2,所以杠杆的右端将下沉。 故选:A。 【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用与动态分析,属于中档题。 12.(2024秋•新沂市校级月考)如图所示小明分别用甲、乙两个滑轮在相同时间内把同一袋沙子从地面匀速提到一楼,用甲滑轮所做的总功率为P1,机械效率为 1;用乙滑轮所做的总功率为P2,机械效率为 2,若不计绳重及摩擦,则( ) A.P1=P2, 1> 2 B.P1=P2, 1< 2 C.P1<P2, 1> 2 D.P1>P2, 1< 2 【考点】机械效率的比较大小;功率的大小比较.版权所有 【专题】定性思想;功、功率、机械效率;应用能力. 【答案】C 【分析】由图可知甲是定滑轮,乙是动滑轮,利用乙滑轮做的额外功多,由“小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙子从地面匀速提到一楼”可知两种情况的有用功,再根据总功等于有用功加上额外功,可以比较出两种情况的总功大小。然后利用 =即可比较出二者机械效率的大小。 【解答】解:由W有=Gh知,小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面,所以两种情况的有用功相同; 当有用功一定时,甲中所做的总功为对一袋沙所做的功,利用机械时做的额外功越少,则总功就越少,根据P=知P1<P2; 乙是动滑轮,乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功,利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多。由 =可知甲机械效率较高,即 1> 2,故C正确。 故选:C。 【点评】此题主要考查功、功率的计算和机械效率的大小比较这一知识点,比较简单,主要是学生明确哪些是有用功,额外功,总功,然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小。 二.填空题(共8小题) 13.(2024秋•江都区月考)往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去,如图所示,已知箱子重900N,斜面长3m、高1m。工人用400N沿斜面方向的力将箱子匀速推到车上。在这过程中工人做的有用功是 900 J,推力对箱子做的功是 1200 J,物体受到斜面的摩擦力为 100 N,斜面的机械效率为 75% 。 【考点】斜面机械效率的计算;功的简单计算;有用功的计算.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】900;1200;100;75%。 【分析】(1)根据W有=Gh求出工人做的有用功; (2)根据W总=Fs求出推力对箱子做的功; (3)根据W总=W有+W额求出额外功,利用f=求出物体受到斜面的摩擦力; (4)根据 =求出斜面的机械效率。 【解答】解:在这过程中工人做的有用功为: W有=Gh=900N 1m=900J; 推力对箱子做的功为: W总=Fs=400N 3m=1200J; 根据W总=W有+W额可知,额外功为: W额=W总﹣W有=1200J﹣900J=300J, 则物体受到斜面的摩擦力为: ; 斜面的机械效率为: 。 故答案为:900;1200;100;75%。 【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、机械效率的计算,明确有用功、总功、额外功的含义是关键。 14.(2024秋•高邮市校级月考)图中指示牌的总质量是300kg,长为4m,高为2.5m,AB间距离为1m。(忽略指示牌与立柱之间的距离,g取10N/kg)立柱对横杆B的作用力的方向是 向左 ,大小是 6000 N。 【考点】杠杆的平衡条件的计算.版权所有 【专题】简单机械;分析、综合能力. 【答案】向左;6000。 【分析】根据图中以A为支点,找出动力臂与阻力臂,结合杠杆的平衡条件分析。 【解答】解:指示牌看成是一杠杆,如下所示: A为支点,指示牌的重心在其几何中心,其重力为动力F1=G,忽略指示牌与立柱之间的距离,动力臂为:; 阻力为立柱对B施加水平向左的力F2,阻力臂大小等于AB的长度,为L2=1m,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得: 。 故答案为:向左;6000。 【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用,关键是确定各个力臂。 15.(2024秋•南昌县期中)如图,辘轭是一种汲水工具,通过转动摇把使绳子在轴筒上叠绕,将水桶提起。使用该装置 不能 省功。将桶中的水尽量装满一些, 能 提高该装置的机械效率。(均选填“能”或“不能”) 【考点】提高机械效率的方法;功的原理.版权所有 【专题】功、功率、机械效率;分析、综合能力. 【答案】不能;能。 【分析】(1)轮子和轴固定在一起转动的机械,叫做轮轴,在轮上用力带动轴运动时可以省力;使用任何机械都不能省功; (2)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。 【解答】解:辘轳从井中汲水时相当于一个轮轴,可以省力,但不能省功;取水时克服水重做的功是有用功,克服桶重做的功是额外功,将桶中的水尽量装满一些,能提高机械效率。 故答案为:不能;能。 【点评】该题以汲水的“辘轳”为内容,考查了对轮轴的认识,对做功的理解和机械效率的分析,有一定综合性。 16.(2024秋•新沂市校级月考)吴霖同学用如图所示的 动 滑轮在提升重物,使用它 能 省力(能/不能),沿不同的方向拉动绳子时,所用的拉力F1 < F3(选填>,<,=)。 【考点】动滑轮省一半力;杠杆的平衡条件的应用;定滑轮与动滑轮的判断.版权所有 【专题】应用题;简单机械;应用能力. 【答案】动;能;<。 【分析】(1)使用过程中,轴固定不动的滑轮是定滑轮,滑轮和物体一起移动的是动滑轮; (2)动滑轮的实质是一个省力杠杆,可以省力,但是不能改变力的方向; (3)根据杠杆平衡条件分析回答。 【解答】解:图中滑轮使用时,滑轮和物体一起移动,是动滑轮,省力但是不能改变力的方向; 动滑轮相当于一个省力杠杆,根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂不变,竖直向上拉时,动力臂的长等于滑轮的直径,拉力方向倾斜时,动力臂的长小于滑轮的直径,所以F1<F3。 故答案为:动;能;<。 【点评】本题考查的是动滑轮的认识和动滑轮的特点,属于基础题。 17.(2024•枣庄模拟)如图所示是我国运动员参加奥运会皮划艇比赛的场面,当运动员用船桨划水时,水对桨的力是向 前 (选填“前”或“后”)的,运动员手中使用的船桨属于 费力 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆,使用它的好处是 省距离 。 【考点】杠杆的分类;力的相互性.版权所有 【专题】运动和力;简单机械. 【答案】前;费力,省距离。 【分析】(1)力是物体对物体的作用,当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的; (2)可依据杠杆的动力臂和阻力臂的大小关系,判断杠杆的类型。 【解答】解:划艇时,船桨给水一向后的作用力,根据物体间力的作用是相互的,水就给船桨一向前的力,使船前进; 船桨在使用的过程中动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,费力省距离。 故答案为:前;费力,省距离。 【点评】判断杠杆类型的方法有三种:①比较动力和阻力的大小,当然动力小的是省力杠杆;②比较动力臂和阻力臂的长短,动力臂长的是省力杠杆。③比较动力和阻力移动的距离,动力移动距离大的是省力杠杆。 18.(2024秋•无锡期中)如图所示,用力F1直接将物体B匀速提升高度h,F1做功90J。若借助斜面用力F2沿斜面方向把同一物体B匀速拉至相同高度,B沿斜面通过距离s=2h,斜面的机械效率是75%,则F1:F2= 3:2 ,若s=2m,则B与斜面间的摩擦力为 15N 。 【考点】斜面机械效率的计算;功的简单计算.版权所有 【专题】简单机械;功、功率、机械效率;应用能力. 【答案】3:2;15N。 【分析】(1)已知有用功,根据机械效率 =可求总功,根据W=Fs可得F1:F2; (2)斜面上物体做的功转化为物体的重力势能和克服摩擦力做功,即Fs=Gh+fs,根据f=求斜面摩擦力。 【解答】解:沿斜面提升同一重物,克服重力做功的大小与直接将重物提升相同高度克服重力做的功相同,即W有=90J,则W总===120J; =====,则=; W额=W总﹣W有=120J﹣90J=30J;摩擦力f===15N; 故答案为:3:2;15N。 【点评】本题考查在斜面上做功及斜面机械效率,属于重点知识考查,关键是掌握W总=W有+W额的灵活应用。 19.(2024秋•江都区校级月考)如图甲所示,用扳手拧螺帽时,扳手相当于简单机械中的 轮轴 (斜面/轮轴),图 b (a/b)的握法更有利于拧紧或松开螺帽;如图乙所示,当升旗手缓缓向下拉绳子时,旗子就会徐徐上升,这是由于旗杆顶部有一个 定 滑轮,它的优点是 改变力的方向 ;如图丙所示,夹子是我们生活中经常使用的物品,图中给出了夹住物品和用手捏开时的两种情况,用手将其捏开时,它是省 力 (力/距离)的,用其夹住物品时,它是省 距离 (力/距离)的。 【考点】轮轴及其应用;杠杆的分类;定滑轮改变力的方向;定滑轮与动滑轮的判断.版权所有 【专题】定性思想;简单机械;应用能力. 【答案】轮轴;b;定;改变力的方向;力;距离。 【分析】(1)由轮和轴组成,能绕共同轴线旋转的机械,叫做轮轴。轮轴的实质是能够连续旋转的杠杆,支点就在轴心,轮轴在转动时轮与轴有相同的转速;杠杆根据其力臂关系可以分为三类: ①动力臂大于阻力臂,省力杠杆,省力费距离; ②动力臂小于阻力臂,费力杠杆,费力省距离; ③动力臂等于阻力臂,等臂杠杆,既不省力也不省距离; (2)定滑轮实质上是一等臂杠杆,它的特点是:只能改变力的方向,而不省力; (3)结合图片和生活经验,先判断夹子在使用过程中,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:如图甲所示,用扳手拧螺帽时,扳手相当于简单机械中的轮轴,通过对比图a和b可知,对于同一螺帽,阻力和阻力臂是一定的,而b图中的动力臂要大于a图中的动力臂,所以由杠杆平衡条件可知b图所用动力更小,更有利于拧紧或松开螺帽; 根据滑轮的轴固定不动的特点可知,旗杆顶部的滑轮为定滑轮,它的使用特点是能改变力的方向,不能省力; 夹子在使用过程中,用手将其捏开时,动力臂大于阻力臂,是省力的,费距离;用其夹住物品时,动力臂小于阻力臂,是费力的,省距离。 故答案为:轮轴;b;定;改变力的方向;力;距离。 【点评】本题考查学生利用杠杆平衡条件来确定最小动力的方法,关键是比较动力臂的大小。而对定滑轮工作特点进行了基础的考查。 20.(2024秋•沙坪坝区校级月考)用滑轮组将一个重为90N的物体在10s内匀速提升5m,所用的拉力为50N,10s内拉力F做功的功率为 50 W,该滑轮组的机械效率为 90 %。 【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】定量思想;功、功率、机械效率;应用能力. 【答案】50;90。 【分析】(1)根据P=求出此时其拉力功率; (2)由图可知,绳子的有效股数为2,根据s=nh求出绳端移动的距离,根据W=Fs求出总功,根据W=Gh求出有用功,利用 = 100%求出该滑轮组的机械效率。 【解答】解:(1)由图可知,绳子的有效股数为2,所以自由端移动的距离为:s=nh=2 5m=10m, 拉力F做的功为: W总=Fs=50N 10m=500J, 10s内拉力F做功的功率为 ; (2)有用功为: W有=Gh=90N 5m=450J, 该滑轮组的机械效率为: 。 故答案为:50;90。 【点评】本题虽是填空题,实质小综合计算题,考查了使用滑轮组有用功、总功、功率、滑轮组的机械效率的计算,要求学生熟练掌握和应用公式及其变形式。 三.作图题(共2小题) 21.(2024秋•东莞市校级期中)小明想探究“滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关”,请参照如图甲补全图乙完成实验。 【考点】滑轮组的设计与组装.版权所有 【专题】作图题;简单机械;应用能力. 【答案】 【分析】在探究“滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关”的实验中,使用的滑轮相同,提升的物重相同,绳子的绕法不同,据此分析作图。 【解答】解:在实验中,使用的滑轮相同、提升的物重相同,绳子的绕法不同,甲图中有2股绳子承担物重,乙图中应该有3股绳子承担物重,绳子从动滑轮的上挂钩开始绕起,依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮,如图所示: 【点评】本题考查了滑轮组的绕法,属于基础题目。 22.(2024秋•宿迁月考)如图所示,用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来,B处挂一重物,在杠杆A端施加最小的力F1使杠杆在图示位置平衡,请画出这个力的示意图以及阻力臂L2。 【考点】杠杆的最小动力;力和力臂的画法.版权所有 【专题】定性思想;简单机械;理解能力. 【答案】。 【分析】力臂的概念:力臂是指从支点到力的作用线的距离; 由杠杆的平衡条件知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小。 【解答】解:由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力与阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小.O为图中杠杆的支点,动力作用在A点时,以OA为力臂时动力臂最长,此时动力F1最小,由此作出F1的示意图; 反向延长F2的作用线,过O点做阻力F2作用线的垂线,垂线段的长即为阻力F2的力臂L2,如图所示: 。 【点评】本题考查力臂和杠杆上是最小力的作图,已知力的作用点时,以支点到力的作用点间距离为最大力臂;未确定力的作用点时,以支点到杠杆上最远点间距离为力臂为最大力臂。 四.实验探究题(共2小题) 23.(2024春•沙坪坝区期中)如图所示,小勇利用铁架台、刻度均匀的均质杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干(每个钩码质量相同)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。 (1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,则此时杠杆处于 平衡 (选填“平衡”或“非平衡”)状态; (2)为了便于测量 力臂 (选填“力”或“力臂”),应使杠杆在水平位置平衡。为此,应将图甲中平衡螺母向 左 (选填“左”或“右”)调节; (3)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂 2 个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;随后两边各取下一个钩码,杠杆 左 (选填“左”或“右”)端将下沉; (4)小勇用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图丙所示位置,在旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 【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水平平衡的原因.版权所有 【专题】实验题;简单机械;应用能力. 【答案】(1)平衡;(2)力臂;左;(3)2;左;(4)变大。 【分析】(1)杠杆静止不动或匀速转动叫杠杆的平衡; (2)当杠杆在水平位置平衡,因重力的方向竖直向下,由力臂的定义,支点到力的作用点的距离即为力臂大小;杠杆的右端下沉,说明杠杆的重心在支点的右侧,据此回答; (3)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件判断在B点挂钩码的数量;根据杠杆平衡条件判断是否平衡; (4)根据操作中引起力臂的变化,根据杠杆平衡条件分析解题。 【解答】解:(1)杠杆静止不动或匀速转动叫杠杆的平衡,实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,则此时杠杆处于平衡状态; (2)为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡。因杠杆的右端下沉,说明杠杆的重心在支点的右侧,为此,应将平衡螺母向左调节。 (3)若每个钩码重G,每个小格长L,如图乙所示,杠杆左边A处挂3个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件可得,3G 2L=nG 3L,解得n=2,即应在杠杆右边B处挂同样的钩码2个; 当杠杆平衡后,在A、B两点下方两边各取下一个钩码后,2G 2L>1G 3L,所以杠杆左端下沉; (4)弹簧测力计在B处竖直向下拉时,拉力的方向竖直向下与杠杆垂直,动力臂等于支点到力的作用点的距离;弹簧测力计在逐渐旋转过程中,拉力的方向不再与杠杆垂直,动力臂变小,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件得,动力变大,则弹簧测力计的示数变大。 故答案为:(1)平衡;(2)力臂;左;(3)2;左;(4)变大。 【点评】此题是“探究杠杆的平衡条件”实验,考查了杠杆的调平,杠杆平衡条件的应用,都是杠杆平衡条件中的常见知识。 24.(2024秋•东莞市校级期中)在日常生活和工农业生产中,提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率,要从研究影响机械效率的因素出发,寻求办法。 为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用图甲和图乙装置进行实验,并把数据整理记录在下表中。 实验次数 滑轮材质 钩码重G/N 提升的高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率 1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56% 2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67% 3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67% 4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83% 5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95% (1)比较1和2两次实验发现:在所用滑轮组一定时,提升的钩码 越重 ,机械效率越高。 (2)比较3和4两次实验发现:滑轮组的机械效率还与 滑轮的材料 有关。 (3)比较 2、3 两次实验发现:在所用滑轮组一定时,机械效率与提升钩码的高度无关。 (4)第5次实验是利用了图 乙 的装置完成的。 (5)利用图甲的装置,把重6N的物体用2.5N,的拉力匀速拉起,滑轮组的机械效率为 80% 。如果没有刻度尺,只有测力计,也可以测量出滑轮组的机械效率,测的机械效率会 不变 。(选填“不变”、“偏大”、“偏小”) (6)小明利用图丙装置实验发现:斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关,与物重无关。 保持斜面倾斜程度不变,可以采用 减小接触面的粗糙程度 的方法提高斜面的机械效率。 (7)实验表明:额外功越小,总功越接近有用功:进一步推理得出:假设没有额外功,总功等于有用功;可见使用任何机械都 不省功 。 【考点】测量滑轮组的机械效率的实验;斜面机械效率的测量实验.版权所有 【专题】功、功率、机械效率;理解能力. 【答案】(1)越重;(2)滑轮的材料;(3)2、3; (4)乙;(5)80%;不变;(6)减小接触面粗糙程度;⑦不省功。 【分析】(1)比较1和2两次实验用同一装置提升重物,钩码的重力不同,提升高度相同,机械效率不同; (2)实验3、4中滑轮的材料不同,其他因素都相同,滑轮组的机械效率不同; (3)研究机械效率与提升钩码的高度的关系,要控制其它因素相同,只改变提升高度; (4)第5次实验绳端移动的距离与物块提升的高度一致,说明使用的是定滑轮; (5)机械效率 ==== 100%求出滑轮组的机械效率,由此可知,不测量重物提升高度,对机械效率无影响; (6)因为斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关,与物重无关,在斜面的倾斜程度一定时,可通过减小接触面粗糙程度提高斜面的机械效率; (7)可见使用任何机械都不省功。 【解答】解:(1)比较1和2两次实验发现:在所用滑轮组相同,提升物体的重力越重,机械效率越高;(2)比较3和4两次实验知,提升物体的重力相同,滑轮的材质不同,机械效率不同,滑轮组的机械效率还与滑轮的材质有关; (3)研究机械效率与提升钩码的高度的关系,要控制其它因素相同,只改变提升高度,故比较2、3两次实验发现:在所用滑轮组一定时,机械效率与提升钩码的高度无关; (4)第5次试验绳端移动的距离与物块提升的高度一致,说明使用的是定滑轮,即图乙; (5)利用图甲的装置,把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起,图甲中有三段绳子拉着动滑轮,滑轮组的机械效率为: ===== 100%=80%; 可见如果没有刻度尺,只有测力计,也可以测量出滑轮组的机械效率且机械效率的大小不变; (6)小明利用图丙装置实验发现:斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关,与物重无关。保持斜面倾斜程度不变,可以采用减小接触面粗糙程度的方法减小摩擦,从而提高斜面的机械效率。 (7)实验表明:额外功越小,总功越接近有用功:进一步推理得出:假设没有额外功,总功等于有用功;可见使用任何机械不省功。 故答案为:(1)越重;(2)滑轮的材料;(3)2、3; (4)乙;(5)80%;不变;(6)减小接触面粗糙程度;⑦不省功。 【点评】本题考查了影响滑轮组、斜面的机械效率的因素,使用任何机械都不省功。 五.计算题(共1小题) 25.(2024秋•姑苏区校级期中)某起重机的滑轮组结构示意如图所示,其最大载重为5t。起重机将4000kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上,滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦,g取10N/kg。求: (1)克服钢板重力做的功W有用; (2)钢丝绳的拉力F; (3)滑轮组满载时的机械效率(保留一位小数)。 【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算;滑轮组的特点;滑轮组绳子上的拉力;有用功的计算;总功.版权所有 【专题】简单机械;功、功率、机械效率;应用能力. 【答案】(1)克服钢板重力做的功W有用为4 105J; (2)钢丝绳的拉力F为1.25 104N; (3)滑轮组满载时的机械效率为83.3%。 【分析】(1)根据G=mg求钢板的重力,利用W有用=Gh求克服钢板重力做的功W有用; (2)由图可知n=4,利用 ====求钢丝绳的拉力F; (3)利用不计绳重和摩擦时F=(G+G动)求动滑轮的重力,利用不计绳重和摩擦时 ====求滑轮组的机械效率。 【解答】解:(1)钢板的重力:G=mg=4000kg 10N/kg=4 104N, 克服钢板重力做的功:W有用=Gh=4 104N 10m=4 105J; (2)由图可知n=4,由 ====可知,钢丝绳的拉力:F===1.25 104N; (3)因为不计绳重和摩擦时F=(G+G动),所以动滑轮的重力:G动=nF﹣G=4 1.25 104N﹣4 104N=1 104N, 由题意可知,起重机的最大载重:G最大=m最大g=5 103kg 10N/kg=5 104N, 因为不计绳重和摩擦,所以滑轮组满载时的机械效率: 最大===== 100%≈83.3%。 答:(1)克服钢板重力做的功W有用为4 105J; (2)钢丝绳的拉力F为1.25 104N; (3)滑轮组满载时的机械效率为83.3%。 【点评】本题考查了使用滑轮组时绳子自由端拉力、功和机械效率公式的应用,关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。 第1页(共1页) 学科网(北京)股份有限公司 $$