2026年中考物理一轮复习专题练习12--简单机械
2026-02-04
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内容正文:
人教版初中物理九年级中考复习专题12--简单机械
2025~2026学年第二学期
一.选择题(共10小题)
1.生活中物理无处不在。下列关于生活中的现象,说法正确的是( )
A.旗杆顶端用定滑轮为了省距离
B.盘山公路是利用斜面可以省功
C.门把手(轮轴)使用时可省力
D.剪刀使用时,一定是省力杠杆
2.小明要将两箱书搬上楼,有图示两种方法:一是把两箱书一起搬上楼;二是先搬一箱书上楼,再搬剩下的一箱。假设他上楼的速度相同,则用这两种方法搬书的过程中( )
A.人做的总功相同
B.第一种方法比第二种方法功率小
C.第一种方法比第二种方法机械效率小
D.人做的有用功相同
3.如图是常用的燕尾夹,当用力按压N点打开夹子时,燕尾夹可以抽象为一个杠杆,能正确表示燕尾夹工作示意图的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的 A、B两个物体。物体提升相同高度,不计绳重和摩擦,下列说法一定正确的是( )
A.若GA=GB,则η甲>η乙 B.若FA=FB,则η甲>η乙
C.若GA<GB,则FA>FB D.若FA>FB,则GA<GB
5.小华同学进行了“探究杠杆平衡条件”的实验。下列说法正确是( )
A.如图甲,应调节杠杆两端的平衡螺母向左移动,使杠杆在水平位置平衡
B.如乙图,若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆将右端下沉
C.如图丙,当弹簧测力计由2转至1的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡,示数变化情况为先变大后变小
D.如图丁,实验时竖直向上拉动弹簧测力计,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。如果仅将拉力作用点由C移至B,两次都将钩码移动相同高度,此杠杆的机械效率将不变
6.如图所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,在B点作用一个竖直向上的拉力F,现在杠杆在水平位置平衡,以下做法仍能使杠杆平衡的是( )
A.G增大且F不变
B.G不变且F增大
C.将F转至图中虚线方向,保持F的大小不变
D.将F转至图中虚线方向,同时增加F的大小
7.如图,O为轻质杠杆POB的支点,重物悬挂在杠杆的P点,在B点处施加拉力F,使杠杆始终处于平衡状态,且AB段始终保持水平,当拉力F逆时针转动的过程中,以下分析正确的是( )
A.从D到M,拉力F先变小后变大
B.当拉力方向指向M点时,拉力最小
C.拉力F一直变小
D.从M到C,拉力F先变小后变大
8.如图所示,利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力F=300N,拉动的距离s=5m,物体提升的高度h=2m。下面说法错误的是( )
A.拉力做的功大小为1500J
B.斜面的机械效率是80%
C.物体受到的摩擦力为60N
D.拉力大小和摩擦力大小相等
9.悬挂重物G的轻质杠杆,在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。若力施加在A点,最小的力为FA;若力施加在B点或C点,最小的力分别为FB、FC,且AB=BO=OC,下列判断正确的是( )
A. B.FB=G C.FB<FC D.FC<G
10.如图所示,放在水平桌面上的物体A的质量为20kg,动滑轮所受的重力为4N,用水平向左的拉力F匀速拉动物体A,拉力F为60N,使物体B在2s内竖直向上移动了0.6m。物体A受到的摩擦力为它重力的0.1,不计绳重及滑轮的摩擦,g取10N/kg,则下列说法错误的是( )
A.物体B的重力为18N
B.利用动滑轮提升物体B的机械效率为90%
C.拉力F做功的功率为18W
D.撤去F后,若想使物体A沿水平方向匀速向右运动,则需对A施加一个水平向左大小为20N的力
二.多选题(共5小题)
11.某施工工地上,技术革新小组将一个滑轮组改进后提高了机械效率,用它把同样的物体匀速提升同样的高度,改进后和改进前相比,则( )
A.总功不变,有用功增加了 B.总功减小了,额外功减小了
C.额外功减小了,有用功不变 D.额外功不变,有用功增加了
12.甲、乙两个滑轮组如图所示,其中的每一个滑轮都相同,用它们分别将重物Gl、G2提高相同的高度,不计滑轮组的摩擦及绳重,下列说法中正确的是( )
A.若Gl=G2,G2一直在液面以下,拉力做的有用功相同
B.若Gl=G2,拉力做的总功可能相同
C.若Gl=G2,G2离开水面后,甲的机械效率大于乙的机械效率
D.用甲滑轮组提起不同质量的重物,机械效率一定改变
13.如图所示,竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组,已知每个滑轮重均为60N,滑轮组下端挂有质量为60kg的物体B,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连,物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动;用水平向左的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体B上升的速度大小为6cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦,g取10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A.物体A所受滑动摩擦力大小为330N
B.F的大小为440N
C.提升物体B时的机械效率约为91%
D.F做功的功率为8.8W
14.如图甲所示的折叠床因隐形、节约空间等特点,备受欢迎。将折叠床处于水平位置时的结构进行简化,构成如图乙所示的模型。折叠床可围绕O点转动,床两侧各装一根液压杆,液压杆连接了床架上B处和墙体上A处,液压杆的拉力沿AB方向,通过控制液压杆的开关可以在10秒内收起床体。已知床架上B处与O点的距离为0.5m,床体OC长度为2m(包含床垫)质量为100kg,整个床体厚度为0.2m,则在收起床体过程中,下列说法正确的有( )
A.液压杆和床架构成了费力杠杆
B.克服床体重力做功为900J
C.当收起床体时,每个液压杆的拉力至少为4000N
D.液压杆收起床的过程中,对床做功的功率至少是80W
15.如图所示,用细绳将粗细均匀的杠杆AB挂在水平支架上,点O为杠杆的支点且OA=OB,杠杆始终保持在水平位置平衡。工人站在水平地面上,第一次竖直向下用200N的力拉绳子时,货物D未离开水平地面;第二次竖直向下用300N的力拉绳子时,货物D对水平地面的压强恰好为零。已知工人体重为500N,杠杆重为100N,货物与地面的接触面积为0.1m2。不计绳重,下列说法中正确的是( )
A.货物D的重力为200N
B.第一次拉绳子时,工人对水平地面的压力为300N
C.第一次拉绳子时,货物对地面的压强为1000Pa
D.第二次拉绳子时,支架对杠杆的拉力为700N
三.填空题(共5小题)
16.如图甲所示,是清洁工人用扫帚打扫地面卫生的情景,此时扫帚属于 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)。如图乙所示工人用30N的拉力将重为250N的重物匀速向左移动40cm,物体与地面间摩擦力为36N。则此过程中滑轮组的机械效率是 。
17. 如图甲是常泰大桥吊装工件的场景,漂浮式起重机利用如图乙所示滑轮组匀速吊起6×106N的工件至50m高处,该过程中滑轮组对工件做的有用功为 J。若动滑轮总重为1×105N,且不计绳重和摩擦,绳子自由端的拉力为 N。卸下吊装工件后,漂浮式起重机露出水面的体积将 (变大/不变/变小)。(g取10N/kg)
18.如图,滑轮组竖直固定在水平支架上,已知每个滑轮重20N,滑轮组下端挂重物A,用力F竖直向上匀速提升A,完成多次试验。F做功的功率随物体上升速度之间的关系如图乙,不计摩擦和绳重,g取10N/kg,则:
(1)由图乙可知,当物体A以较大的速度匀速上升时,拉力F (选填“变大”、“不变”或“变小”);
(2)拉力F的功率为2.4W时,10s内滑轮组对A做功 J;若在物体A下再加挂20N的重物,滑轮组的机械效率 。(选填“增大”、“不变”或“减小”)
19.如图所示,重100N的物体A在20N水平拉力F的作用下10s内沿直线匀速运动了1m的距离,滑轮组的机械效率为80%,则物体A受到的摩擦力是 N。若增大拉力F,则物体A受到的摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.体积为103cm3正方体物块A,通过细绳系于轻质杠杆BOC的B端,OB:OC=1:4,在C端用10N的力竖直向下拉杠杆,A刚好离地,杠杆在水平位置平衡,物体A的重力为 N,质量为 kg;当拉力减小为5N时,物块A对地面的压强为 Pa.(细绳重量不计,g取10N/kg)
四.作图题(共2小题)
21.(1)如图所示,O为杠杆的支点,杠杆处于静止状态,请画出阻力F2的力臂l2,并作出动力臂为l1的动力F1。
(2)请在图中用笔画线,画出用滑轮组提升重物最省力的绕法。
(3)如图是生活中用撬棍撬石头的示意图,请合理选择支点并标上O,要求画出作用在撬棍上的最小动力F1及力臂l1的示意图。
22.如图甲所示,人们用盘子夹可以既方便又安全的取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆,O为支点。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。
五.实验探究题(共3小题)
23.在探究杠杆平衡条件时,所用每个钩码的质量均相等、杠杆上相邻刻线间的距离相等。
(1)如图1所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节。杠杆水平平衡后,在A点悬挂2个钩码,如图2所示,为使杠杆保持水平平衡,应在B点悬挂 个钩码。
(2)如图3所示,若每个钩码质量为50g,则应在C点施加一个F= N的竖直拉力作为动力,来维持杠杆水平平衡。此时该杠杆与图中的 正常使用时的杠杆类型相同。(取g=10N/kg)
(3)在图3中杠杆水平平衡的基础上,在支架上固定1个滑轮,将悬挂钩码的细线绕过滑轮,如图4所示。若仍使杠杆保持水平平衡,则竖直拉力F′ F。(选填“>”“=”或“<”)
24.如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置图。
实验次数
钩码的重力G/N
钩码提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η/%
1
2
0.1
0.9
0.3
74
2
4
0.1
1.6
0.3
83
3
6
0.1
①
0.3
②
(1)第3次拉力示数如图所示,则表格中②处的数据是 (保留整数位数据);
(2)从表中可得结论:用相同滑轮组提升钩码时,滑轮组的机械效率与 有关;
(3)结合生产生活实际,当提升重物时,下列选项中可以提高效率的是 。
A.增加物体提升的高度 B.加快提升物体的速度 C.减小动滑轮的重力 D.减小物体的重力
(4)分析数据可得结论:使用同一滑轮组,滑轮组的机械效率与物重的关系比较符合的图是 。
25.八中物理社团的同学们利用以下器材探究“浮力与哪些因素有关”,操作步骤如图1所示:
(1)物体浸没在水中时受到的浮力是 N;物体密度为 g/cm3;
(2)由实验步骤A、D、E可得出结论:物体所受浮力大小与 深度无关;
(3)由实验步骤A、E、F可得出结论:当物体排开液体体积相同时, 越小,物体所受浮力越小;步骤F中的液体密度为 g/cm3;
(4)如图2甲所示,超超利用杆秤结合浮力知识设计了一款液体密度秤:轻质杆秤左端A点悬挂一质量为0.2kg、体积为25cm3的铁块。提纽位于O处,秤砣放在B处时,秤杆恰好水平平衡,将B处记作零刻度线。已知秤砣的质量为0.1kg,AO=5cm,BO=10cm,把铁块浸没在待测液体中时,移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。
①该液体密度秤刻度 (选填“均匀”或“不均匀”);
②现将铁块浸没在待测液体中,秤砣向左移2.5cm到C点后,杠杆在水平位置重新平衡,则待测液体的密度为
g/cm3;
③若想提高该款液体密度秤的精确度,你有哪些改进方案 (提供一种方案即可)。
六.计算题(共1小题)
26.小明同学利用如图甲所示装置将重15N的空吊篮提升到高处,施加的拉力F、吊篮上升的速度v随时间t变化关系分别如图乙、丙所示。绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。忽略绳重及摩擦,g取10N/kg。求:
(1)第2s内拉力F的功率;
(2)此装置匀速提升货物的最大重力;
(3)此装置提升重物的最大机械效率。
七.综合能力题(共1小题)
27.我国万米深潜作业次数和下潜人数位居世界首位。图甲所示为我国“奋斗者”号载人潜水器的海试现场。
(1)潜水器的前边固定着一个采样篮,里面放着海底沉积物采样器等工具,采样器是一个下端开口的圆柱形玻璃管。潜水器两侧各连着一只机械手臂,其中一只机械手臂的简化示意图如图乙所示,它由金属杆AB、OC和可以伸缩的液压杆AC组成,C点为机械手臂和潜水器的连接点。当液压杆伸长或缩短时,会带动金属杆AB绕着O点转动,金属杆B端就会向上提或向下压采样器。(ρ海水=1.0×103kg/m3)
①请在图乙中画出水平金属杆的B端竖直向下压采样器时,采样器对金属杆AB的力的示意图。
②若OA、OC和AC的长分别是18cm、24cm和30cm,OB的长是72cm,这只机械手臂的液压杆AC对水平金属杆A端的拉力是200N,玻璃管水平的圆环形管口和海底沉积物的接触面积是2cm2时,则竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是多少Pa?(不考虑金属杆AB和采样器它们受到的重力和浮力)
(2)总质量是36t且处于悬浮状态的潜水器在海底完成作业后,会抛卸吸附在舱外的压载铁再上浮。为了确保舱内作业人员的安全,科学家们在设计“奋斗者”号时,可以让潜水器在不能抛卸压载铁时进行“断臂求生”,即让潜水器在深海抛掉两只机械手臂和采样篮等物体后再上浮。若某次深海演练抛掉质量是1.8t、体积是0.3m3的两只机械手臂和采样篮等物体,则此时潜水器受到的浮力是多少N?浮力比重力大多少N?
人教版初中物理九年级中考复习专题12--简单机械
2025~2026学年第二学期
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
A
B
D
D
D
D
D
C
二.多选题(共5小题)
题号
11
12
13
14
15
答案
BC
BCD
BC
AB
BCD
一.选择题(共10小题)
1.【解答】解:A、旗杆顶端用定滑轮为了改变力的方向,不省力也不省距离,故A错误;
B、盘山公路是利用斜面可以省力,但是不能省功,故B错误;
C、门把手(轮轴)使用时动力臂大于阻力臂,可省力,故C正确;
D、图丁中的剪刀,当物体位于剪刀尖端,手靠近转轴施加力时,动力臂小于阻力臂,此时剪刀是费力杠杆,故D错误。
故选:C。
2.【解答】解:这两箱书的重力一定,上楼的高度前后不变,由W=G书h可知,两次所做的有用功相等;
用方法一所做的额外功为一次克服人的重力所做的功,而方法二所做的额外功是两次克服人的重力所做的功,
因此方法二的额外功大于方法一的额外功,则方法二的总功大于方法一的总功,
由η可知,η1>η2,即用方法一搬书时机械效率高。
因上楼的速度相同,方法二需要上楼二次,则方法二上楼所用时间是方法一的2倍;
则P1,P2,
比较可知:P1>P2,即用方法一搬书时功率大。
综上分析可知,ABC错误,D正确。
故选:D。
3.【解答】根据图示,当用力按下N点打开燕尾夹时,其会绕着中间的固定点O点转动,即O为支点;
按压N点处为动力作用点,力的方向向下;
M点处为阻力作用点,且力的方向向下。
故A正确,BCD错误。
所以本题答案为A。
4.【解答】解:
由图可知,甲滑轮组承重的绳子股数n甲=3,乙滑轮组承重的绳子股数n乙=2,
A、不计绳重和摩擦,克服物体重力做的功为有用功,克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功,
则滑轮组的机械效率:η100%100%100%;
若GA=GB,由题知动滑轮重力相同,则η甲=η乙,故A错误;
B、由图可知,n甲=3,n乙=2,
由F(G+G动)可得,提升物体的重力:G=nF﹣G动,
则两物体的重力分别为:GA=3FA﹣G动,GB=2FB﹣G动,
若FA=FB,由上式可知GA>GB,
根据η100%可知,则η甲>η乙,故B正确;
C、甲滑轮组绳子自由端的拉力F甲(GA+G动),
乙滑轮组绳子自由端的拉力F乙(GB+G动),
若GA<GB,则FA<FB,故C错误;
D、由B项解答可知,两物体的重力分别为:GA=3FA﹣G动,GB=2FB﹣G动,若FA>FB,由上式可知,无法判断GA与GB的大小关系,故D错误。
故选:B。
5.【解答】解:A、杠杆的位置如图甲所示,此时杠杆处于静止状态,是平衡的;左端下沉,说明左端重,应调节杠杆两端的平衡螺母向右移动,给右端增重,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是使得力臂和杠杆重合,便于测量力臂,故A错误。
B、设每个钩码重力为G,杠杆上一格的长度为L,若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆左端为3G×3L=9GL,右端为2G×4L=8GL<9GL,则左端下沉,故B错误。
C、取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,如图丙,当弹簧测力计由位置2转至位置1的过程中,拉力的力臂先变大后变小,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知测力计的示数先变小后变大,故C错误。
D、因为两次都将钩码移动相同高度,所以对物体所做的有用功是不变的。额外功(克服杠杆重力做功)也相同,故总功相同,根据机械效率公式可知机械效率相同,故D正确。
故选:D。
6.【解答】解:AB、轻质杠杆OA可绕O点转动,在B点作用一个竖直向上的拉力F,此时的动力是OB,当G增大根据杠杆平衡条件,G×OA=F×OB,则F增大,如果G不变则F不变,才能使得杠杆平衡,故AB错误;
CD、若F改为沿虚线方向施力,动力臂减小,阻力与阻力臂不变,由杠杆平衡条件得,动力F变大,才能平衡,故D正确,C错误。
故选:D。
7.【解答】解:根据杠杆平衡条件可知,阻力与阻力臂一定,动力越大,动力越小,根据最长力臂是从支点到动力作用点的连线,如图,是OB,则与OB垂直的力最小,因而当拉力F逆时针转动的过程中,从位置C逆时针缓慢转动到D位置时,动力臂先增大后变小,根据杠杆平衡条件可知,动力先变小后变大,即F先变小后变大,且当动力臂为OB的连线时,此时动力臂最大,动力最小,如图:
最小力在C到M之间,因此从C到M,拉力F先变小后变大,从M到D,拉力F逐渐变大,故D正确,ABC错误。
故选:D。
8.【解答】解:A、拉力做的功:W总=Fs=300N×5m=1500J,故A正确;
B、提升物体过程中做的有用功:W有=Gh=600N×2m=1200J,
斜面的机械效率:,故B正确;
CD、克服物体受到的摩擦力做的额外功:
W额=W总﹣W有=1500J﹣1200J=300J,
物体受到的摩擦力:,故C正确,
比较可知,拉力大于摩擦力,故D错误。
故选:D。
9.【解答】解:根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,在阻力和阻力臂不变的情况下,动力臂越大,动力最小。若力施加在A点,当OA为动力臂时,动力最小为FA;若力施加在B点;当OB为力臂时动力最小为FB;若力施加在C点,当OC为力臂时,最小的力为FC;从支点作阻力的力臂OB′,阻力和阻力臂的乘积不变。
A.由图可知,FA的力臂AO>2OB′,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,最小的力,故A错误;
B.由图可知,FB的力臂BO>OB′,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,,故B错误;
C.由图可知,FC的力臂CO=OB,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,故C错误;
D.由图可知,FC的力臂CO>OB′,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,,故D正确。
故选:D。
10.【解答】解:(1)物块A的质量为20kg,物体A的重力:GA=mAg=20kg×10N/kg=200N,
物体A受到的摩擦力为它重力的0.1,则f=0.1G=0.1×200N=20N,
对动滑轮的拉力:FL=2×GB+G动=F﹣f,即2×GB+4N=60N﹣20N=40N,解方程可得GB=18N,故A正确;
(2)利用动滑轮做功:W=FLsA=40N12J,
提升B的有用功:W有用=GBh=18N×0.6m=10.8J,
利用动滑轮提升物体B的机械效率为:η100%100%=90%,故B正确;
(3)物体A的移动速度:vA0.15m/s,
根据PFv可得拉力的功率:P=FvA=60N×0.15m/s=9W,故C错误;
(4)物体A受到的摩擦力为20N,对动滑轮的拉力为40N,根据力的相互作用可知动滑轮对A向右的拉力为40N,物体A沿水平方向匀速向右运动时受到的拉力等于摩擦力,所以需对A施加一个水平向左大小为40N﹣20N=20N的力,故D正确。
故选:C。
二.多选题(共5小题)
11.【解答】解:由W=Gh可知:把同样的物体匀速提升同样的高度,做的有用功相同,
滑轮组改进后提高机械效率,
由η100%可知:改进后滑轮组做的总功减少,
由W总=W有+W额知:改进后利用滑轮组做的额外功减少;
由上述分析得出,A、D错误,B、C正确。
故选:BC。
12.【解答】解:
A、若G1=G2,G2一直在液面以下时,因此G2受浮力的作用,并且作用在乙动滑轮下方绳子上的拉力将小于作用在甲动滑轮下方绳子上的拉力,根据W=F拉h可知,甲滑轮组做的有用功大于乙滑轮组做的有用功,故A错误;
B、若Gl=G2,提高相同的高度,假设G2一直在液面以下,由A项解答可知,乙滑轮组做的有用功少,但乙滑轮组中动滑轮的重力较大,由W额=G动h可知,乙滑轮组做的额外功多;因总功等于有用功与额外功之和,所以拉力做的总功可能相同,故B正确;
C、若Gl=G2,G2离开水面后,作用在动滑轮下方绳子上的拉力相同,由W有=Gh可知,有用功相同;
根据图示可知,乙滑轮组的动滑轮个数多,因此当有用功相同时,乙的额外功大于甲的额外功,由η可知,甲的机械效率大于乙的机械效率,故C正确;
D、用同一个滑轮组提起不同的重物,所做的额外功不变,有用功发生变化,所以有用功在总功中所占的比例发生变化,即滑轮组的机械效率会变化,故D正确。
故选:BCD。
13.【解答】解:
A、物体B的重力:
GB=mBg=60kg×10N/kg=600N,
由图可知,n=3,不计绳重及滑轮的摩擦,A对滑轮组的拉力:
F拉(GB+G动)(600N+60N)=220N,
因A物体向右做匀速直线运动,则由二力平衡条件可得A物体所受滑动摩擦力:
f=F拉=220N,故A错误;
B、用水平向左的力F拉动A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,因A对桌面的压力不变、接触面的粗糙程度不变,则A受到的摩擦力大小不变,
由力的平衡条件可得,此时水平向左的拉力:
F=f(GB+G动)=220N(600N+60N)=440N;故B正确;
C、匀速提升物体B时,A对滑轮组的拉力F拉′=F﹣f=440N﹣220N=220N,
因为滑轮组的机械效率η,
所以此时滑轮组的机械效率:
η′100%≈91%,故C正确;
D、拉力端移动速度v=3v物=3×6cm/s=18cm/s=0.18m/s,
拉力做功的功率:
PFv=440N×0.18m/s=79.2W,故D错误。
故选:BC。
14.【解答】解:A、床体的重力:G床=mg=100kg×10N/kg=1000N,
床的最大长度为L,设每个液压杆的拉力为F,则F的力臂为:L1=OBsin30°=0.5m0.25m,阻力G的力臂为:L2L2m=1m,L1<L2,图乙中液压杆和床架构成了费力杠杆;故A正确;
BD、如下图所示,下面的红点表示床体平放时的重心位置,上面的红点表示床体竖放时(床体收起来)的重心位置,
根据题意和图示可知,平放时重心距底面的高度为:h10.2m=0.1m,
竖放时重心距底面的高度为:h22m=1m,
则床的重心上升的高度为:h=h2﹣h1=1m﹣0.1m=0.9m;液压杆收起床体过程中,对床体做的功:W=Gh=1000N×0.9m=900J,
液压杆收起床体过程中,对床体做功的功率为:P90W,故B正确、D错误;
C、根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知2F×L1=G床L2,
即2F×0.25m=1000N×1m,
则每根弹簧的最大拉力:F=2000N,故C错误。
故选:AB。
15.【解答】解:
A、第二次竖直向下用300N的力拉绳子时,货物D对水平地面的压强恰好为零,则货物D对水平地面的压力为零,此时货物D对A的拉力等于其重力,由GD×OA=F2×OB,可得货物D的重力GD=F2=300N,故A错误;
B、第一次拉绳子时,工人对水平地面的压力:
F压=G人﹣F1=500N﹣200N=300N,故B正确;
C、由杠杆平衡条件可得:FA×OA=F1×OB,
已知OA=OB,则FA=F1=200N,因物体间力的作用是相互的,则A端通过绳子对货物向上的拉力大小也为200N,
此时货物对地面的压力:F压′=GD﹣F向上=300N﹣200N=100N,
则此时货物对地面的压强:
p1000Pa,故C正确;
D、第二次拉绳子时,支架对杠杆的拉力:
F拉=G杆+2F2=100N+2×300N=700N,故D正确。
故选:BCD。
三.填空题(共5小题)
16.【解答】解:(1)工人用扫帚打扫地面卫生时,扫帚相当于一个杠杆,支点在扫帚的上端,地面对扫帚的力为阻力,右手对扫帚的力是动力,则动力臂小于阻力臂,所以扫帚属于费力杠杆;
(2)水平使用滑轮组时,克服地面对物体的摩擦力做的功为有用功,由图知,n=2,
滑轮组的机械效率:η60%。
故答案为:费力;60%。
17.【解答】解:滑轮组对工件做的有用功:
W=Gh=6×106N×50m=3×108J;
由图可知,n=5,不计绳重和摩擦,绳子自由端的拉力:
F(G+G动)(6×106N+1×105N)=1.22×106N,
因为漂浮F浮=G,卸下吊装工件后,漂浮式起重机重力减小,则浮力减小,
F浮=ρgV排可知,V排减小,则露出水面的体积将变大。
故答案为:3×108;1.22×106;变大。
18.【解答】解:(1)由图甲可知n=3,由图乙可知,拉力F做功的功率与物体上升的速度v成正比,由可知,物体A以较大的速度匀速上升时,拉力F不变。
(2)由图乙可知,拉力F的功率为2.4W时,物体上升的速度为2cm/s,拉力移动的速度v绳=nv物=3×2cm/s=6cm/s=0.06m/s,
由可知,拉力,
由不计摩擦和绳重时拉力可知,物体A所受的重力GA=3×F﹣G动=3×40N﹣20N=100N,
由可知,10s内物体上升的高度h=v物t=2cm/s×10s=20cm=0.2m,
10s内滑轮组对A做功W=Gh=100N×0.2m=20J;
在物体A下再加挂20N的重物时动滑轮所受的重力不变,动滑轮下面所挂物体的总重力增大,由不计摩擦和绳重时可知,滑轮组的机械效率增大。
故答案为:(1)不变;(2)20;增大。
19.【解答】解:(1)由图可知,连接动滑轮的绳子股数为:n=2,
物体A运动了s1=1m,则F端运动距离为:s2=ns1=2×1m=2m,
拉力F做的总功为:W总=Fs2=20N×2m=40J,
拉力F做的有用功为:W有=ηW总=80%×40J=32J,
连接A的绳子上的拉力为:F′32N,
绳上拉力与A所受摩擦力为一对平衡力,所以A受到的摩擦力为:f=F′=32N;
(2)增大拉力F,不会影响A对地面的压力和接触面的粗糙程度,所以A受到摩擦力不变;
故答案为:32;不变。
20.【解答】解:(1)根据杠杆平衡条件可知G•LOB=F•LOC,
物体的重力G40N;
物体的质量为:m4kg;
(2)当拉力减小为5N时,绳子对A的拉力F拉20N;
则压力为:F压=G﹣F拉=40N﹣20N=20N,
受力面积为:S=10cm×10cm=100cm2=1×10﹣2m2,
产生的压强为:P2000Pa。
故答案为:40;4;2000。
四.作图题(共2小题)
21.【解答】解:(1)过支点O作垂直于阻力F2作用线的垂线段,即为阻力臂l2;
过力臂l1的末端作一条垂直于力臂的直线即为动力F1的作用线,与杠杆的交点A为动力作用点,为使杠杆平衡,动力的方向应斜向下,据此作出F1的示意图,如下图所示:
;
(2)动滑轮上承担物重的绳子段数越多越省力,此图中最多可由3段绳子承担,因此需从动滑轮的挂钩上固定,然后依次连接定滑轮、动滑轮,如下图所示:
;
(3)当阻力和阻力臂移动时,要使动力最小,由杠杆的平衡条件可知,动力臂要最大。由图可知,当杠杆本身作为动力臂时,动力臂最大,则动力最小;所以选择杠杆与地面的接触点为支点O。AO为动力臂,过A点作垂直于AO向上画一带箭头的线段,可得最小动力F1的示意图,如下图所示:
。
22.【解答】解:图中支点在O点,当OA作为动力臂l1时,动力臂是最长的,根据杠杆平衡条件可知,此时的动力是最小的;动力的方向应该垂直OA向下,过点A垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图;如下所示:
五.实验探究题(共3小题)
23.【解答】解:(1)由图甲可知,杠杆的右端上翘,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向上翘的右端移动。
设一个钩码为G,一格的长度为L,根据杠杆的平衡条件可得
2G×3L=nG×2L
解得:n=3,故为使杠杆保持水平平衡,应在B点悬挂3个钩码。
(2)根据杠杆的平衡条件可得
0.5N×2×3L=F×5L
解得:F=0.6N
动力小于阻力,故此杠杆是省力杠杆,图B中的起子也是省力杠杆,天平是等臂杠杆,镊子是费力杠杆,故B正确;
(3)将悬挂钩码的细线绕过滑轮,力臂变小,钩码的力不变,故竖直拉力F′变小,故则竖直拉力F′<F。
故答案为:(1)右;3;(2)0.6;B;(3)<。
24.【解答】解:(1)根据第3次拉力示数如图所示,可知拉力为F=2.2N,根据W=Fs可得总功:W总=Fs=2.2N×0.3m=0.66J,
有用功为:W有=Gh=6N×0.1m=0.6J,
根据机械效率公式可以求得:η;
(2)根据表中数据可得结论,用相同滑轮组提升钩码时,滑轮组的机械效率与物体的重力有关;
(3)结合生产生活实际(不考虑绳重和摩擦),当提升重物时,根据机械效率的计算公式,η分析可得:
A.增加物体提升的高度,不能提高效率,故A不符合题意;
B.加快提升物体的速度,不能提高效率,故B不符合题意;
C.减小动滑轮的重力,能提高效率,故C符合题意;
D.减小物体的重力,能减小效率,故D不符合题意;
故选:C;
(4)根据机械效率公式η分析可得,机械效率随物体重力的增大而增大,但不是正比关系。
故选:B。
故答案为:
(1)91%;
(2)物体的重力;
(3)C;
(4)B。
25.【解答】解:
(1)步骤A中弹簧测力计测量的是物体受到重力的大小,弹簧测力计的分度值为0.1N,指针在2N后面7小格处,故物体重力G=2N+7×0.1N=2.7N
步骤D、E中物体均浸没在水中,此时物体受到的浮力F水浮=G﹣F拉=2.7N﹣1.7N=1N;
物体体积
物体的质量
物体的密度;
(2)实验步骤D、E中,物体浸没在水中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,所以物体浸没在水中的深度不同时,物体受到的浮力相同,即物体所受浮力大小与浸没深度无关。
(3)实验步骤E、F中,物体排开液体体积相同,弹簧测力计的示数不同,所以不同液体中,物体排开液体体积相同时,物体受到的浮力不同,根据所学知识可知,物体排开液体体积相同时,液体密度越小,物体受到的浮力就越小;
物体浸没在未知密度的液体中受到的浮力F液浮=G﹣F液拉=2.7N﹣1.9N=0.8N
液体的密度;
(4)在甲图中,提纽位于O处,秤砣放在B处时,秤杆恰好水平平衡,
根据杠杆平衡条件可得:G铁×OA=G秤砣×OB﹣﹣﹣﹣①,
将铁块浸没在待测液体中,秤砣向左移2.5cm到C点后,杠杆在水平位置重新平衡,
此时杠杆左端受到的拉力F=G铁﹣F浮,OC=OB﹣BC,
根据杠杆平衡条件可得:(G铁﹣F浮)×OA=G秤砣×(OB﹣BC)﹣﹣﹣﹣②
①式﹣②式,整理可得:F浮×OA=G秤砣×BC﹣﹣﹣﹣﹣③
因铁块浸没在待测液体中,且知道铁块的体积,则F浮=ρ液gV铁,
所以可得ρ液gV铁×OA=m秤砣g×BC﹣﹣﹣﹣④
化简整理可得ρ液⑤
因为m秤砣、V铁、OA均不变,所以ρ液与BC是正比关系,则该密度秤的刻度是均匀的。
已知m秤砣=0.1kg=100g,AO=5cm,BC=2.5cm,V铁=25cm3,
则该待测液体的密度为:ρ液2g/cm3;
要提高该款液体密度秤的精确度,就是使密度秤的分度值变小,也就是在BC不变(秤砣向左移动的距离不变)时所测液体密度变小,由⑤式可知,可以减小秤砣的质量,也可以增大铁块的体积,还可以增大OA的长度(即最初铁块所挂的位置离支点远一些)。
故答案为:
(1)1;2.7。
(2)浸没。
(3)液体密度;0.8。
(4)均匀;2;减小秤砣的质量。
六.计算题(共1小题)
26.【解答】解:(1)由图乙可知第2s内绳子自由端的拉力为10N,由图丙可知此时吊篮上升的速度为2m/s,
由图可知n=2,绳子自由端移动的速度v=nv物=2×2m/s=4m/s,
则拉力F的功率:PFv=10N×4m/s=40W;
(2)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=2×10N﹣15N=5N,
由不计绳重和摩擦时F(G+G动+G篮)可知,当绳自由端的拉力达到绳子C能承受的最大拉力50N时绳子B处的拉力:FB=nFC﹣G动=2×50N﹣5N=95N<100N,
此时绳子B安全,因此绳子自由端的最大拉力为50N,此时B处的拉力:FB=G篮+G货=95N,
此装置最多能匀速运载货物的重力:G货=FB﹣G篮=95N﹣15N=80N;
(3)此装置提升重物的最大机械效率:η100%=80%。
答:(1)第2s内拉力F的功率为40W;
(2)此装置匀速提升货物的最大重力为80N;
(3)此装置提升重物的最大机械效率为80%。
七.综合能力题(共1小题)
27.【解答】解:(1)①水平金属杆的B端竖直向下压采样器时,力的作用是相互的,采样器对金属杆AB的力F2的方向竖直向上,力F2示意图如图所示:
②由OA=18cm,OC=24cm,AC=30cm,可得OA2+OC2=AC2,所以△AOC为直角三角形,机械手臂的液压杆AC对水平金属杆A端的拉力F1=200N,O为支点,
由图知△AOC∽△ADO,,所以,解得F1的力臂L1=OD=14.4cm=0.144m,
F2的力臂L2=OB=72cm=0.72m,根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2,F2F1200N=40N,
采样器的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物的压力:F压=F2=40N,受力面积S=2cm2=2×10﹣4m2,
竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是:p2×105Pa;
(2)潜水器的总质量m总=36t=3.6×104kg,潜水器悬浮,所以潜水器受到的浮力:F浮总=G总=m总g=3.6×104kg×10N/kg=3.6×105N,
丢弃物体积是:ΔV=0.3m3,丢弃物排开谁的体积:ΔV排=ΔV=0.3m3,减少的浮力:ΔF浮=ρ海水gΔV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m3=3×103N;
此时潜水器受到的浮力:F浮=F浮总﹣ΔF浮=3.6×105N﹣3×103N=3.57×105N,
丢弃物质量是:Δm=1.8t=1.8×103kg,丢弃物重力是:ΔG=Δmg=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N,
潜水器的重力:G=G总﹣ΔG=3.6×105N﹣1.8×104N=3.42×105N,
浮力与重力的差:F浮﹣G=3.57×105N﹣3.42×105N=1.5×104N。
答:(1)①采样器对金属杆AB的力F2的示意图如上图所示;
②竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是2×105Pa;
(2)抛掉物品后潜水器受到的浮力是3.57×105N;浮力比重力大1.5×104N。
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:2026/1/21 14:20:04;用户:陈殿坤;邮箱:18561523926;学号:68092775
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