2026年中考物理一轮复习：简单机械

2026年人教版中考物理一轮复习:简单机械难点突破 学校:_姓名:_班级:_考号:_ 一、单选题:本大题共12小题,共24分。 1.如图,可绕点转动的轻质杠杆端用轻绳系一正方体浮块,端固定一轻质三角支架,支架与固定不动的力传感器保持水平接触,杠杆保持水平平衡,此时力传感器的读数为零。从打开容器底部抽液机匀速向外排水开始计时,则处绳的拉力及处力传感器的读数大小随时间变化的图像正确的是( ) A. B. C. D. 2.如图是运动员利用器械进行举重训练的示意图,其中横杆可绕固定点在竖直平面内转动,,系在横杆端的细绳通过滑轮悬挂着物体。运动员小强站在水平地面上时,两只脚与地面接触的总面积为,对地面的压强为。当他用力举起横杆端恰好使在水平位置平衡时,细绳对横杆端的拉力为,小强对横杆端竖直向上的作用力为,此时他对水平地面的压强为。根据上述条件,下列计算结果正确的是取,横杆与绳的质量均忽略不计 ( ) A. 物体的质量为 B. 小强的质量为 C. 的大小为 D. 的大小为 3.如图所示,利用两种方式把吊篮中的人升高,拉动绳子所用的力和相同,、图中人与吊篮的总重分别是和,则和的关系是不计绳子重和摩擦( ) A. B. C. D. 无法确定 4.如图所示,两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上,质量分布不均匀的木条重,、是木条两端,、是木条上的两个点,,端放在托盘秤甲上,端放在托盘秤乙上,托盘秤甲的示数是现移动托盘秤甲,让点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数是( ) A. B. C. D. 5.某同学在学习了杆秤的知识后,发现杆秤不仅可以称量物体的质量,还可以改为密度秤,用来测量液体密度。于是他利用身边的器材自己动手制作了一个测量液体密度的密度秤,如图所示。提纽固定在细木棒的重心处,密度未知的金属块器定在点,钩码是密度秤的秤砣,将钩码挂在点时,密度秤恰好水平平衡。现将金属块浸没在某种液体中,调节钩码的位置,当其移至点时,密度秤再次水平平衡。已知,,,,钩码的质量,金属块的体积,细绳的质量忽略不计,取。下列说法中正确的是( ) A. 液体的密度为 B. 物体的密度为 C. 物体在液体中所受浮力为 D. 金属块所受的重力为 6.杆秤作为华夏国粹,它制作轻巧、使用便利,如图所示,是小阳同学制作的杆秤的示意图,使用时将货物挂在秤钩上,用手提起或相当于支点处的秤纽,移动秤砣在秤杆上的位置,当秤杆水平平衡时,可读出货物的质量。秤砣最远可移至点,此秤最大称量是。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计,、、的长度如图所示。下列说法不正确的是( ) A. 秤砣的质量是 B. 提起秤纽,可以达到最大称量 C. 距离点,有两个刻度,分别为和 D. 如果秤砣磨损,用该秤称量货物质量偏小 7.体重为的工人用如图所示的滑轮组将建材运送到高处。在某次运送中,工人在内将质量为的建材竖直向上匀速提升了,滑轮组的机械效率为。若两个滑轮的质量相等,不计绳重及摩擦,取。下列说法正确的是。 A. 动滑轮重为 B. 此过程中工人拉力做功的功率为 C. 此过程中处挂钩受到天花板的拉力为 D. 此过程中该工人对地面的压力的大小为 8.如图所示,工人站在地面上,利用滑轮组将重为的建筑材料提升到楼上,的时间内将建筑材料匀速提升,已知工人对绳端施加的拉力为,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( ) A. 绳端移动的速度为 B. 拉力做功的功率为 C. 动滑轮所受的重力为 D. 该滑轮组的机械效率为 9.如图所示,质量分布不均匀的木条重,、是木条两端,、是木条上的两个点,,,此时弹簧测力计乙的示数是。现移动弹簧测力计甲的位置从点平移到点,此时弹簧测力计甲的示数是( ) A. B. C. D. 10.如图甲所示,将物体放在水平地面上,它对地面的压强为。把物体用细绳挂在杠杆的端,杠杆的端悬挂重为的物体,如图乙所示,当杠杆在水平位置平衡时,物体对地面的压强为。已知:,取,不计杆重与绳重。要使物体恰好被细绳拉离地面,则下列判断中正确的是( ) A. 移动支点的位置,使 B. 物体对地面的压力需要减少 C. 杠杆端所挂物体的质量增加 D. 物体的底面积为 11.如图所示的轻质杠杆,小于,在、两端悬挂重物和后杠杆平衡,若在此现象中,同时在和下面挂上相同质量的钩码,则( ) A. 杠杆仍然保持平衡 B. 杠杆端向下倾斜 C. 杠杆端向下倾斜 D. 无法判断 12.将边长为、质量为的正方体甲放在水平地面上,细绳的一端系于正方体甲上表面的中央,另一端竖直拉着杠杆的端,质量为的物体乙通过细绳悬挂在杠杆的端,杠杆在水平位置平衡,如图所示。已知为支点,,不计杠杆的质量,取。下列说法正确的是( ) A. 细绳对甲的拉力为 B. 细绳对乙的拉力为 C. 地面对甲的支持力为 D. 甲对地面的压强为 二、填空题:本大题共6小题,共12分。 13.如图所示,是以为支点的轻质杠杆,,,,水平地面上的实心均匀正方体物块重为,用细线与点相连,在点用的力沿某方向拉杠杆,使对地面的压力最小,且杠杆处于水平位置平衡,此时细线的拉力为 ;保持点的拉力大小和方向以及杠杆的状态不变,要使对地面的压强变为原来的,可将物块沿竖直方向切去的质量为 。忽略支点处的摩擦,取 14.如图所示,旋转停车场的核心力学结构可看作简单机械中的斜面,若某辆重为的车辆从底端匀速行驶到顶端的过程中,牵引力大小为,底端与顶端的高度差为,车辆共行驶了,则行驶过程中车辆所受的摩擦力是 。 15.图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图,翻盖的原理是由两个杠杆组合而成,图乙为两水平杠杆B、组合的示意图。已知桶盖重,重心位于中点的正上方,,,桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示,脚踏杆和竖直连接杆的质量不计。 杠杆是_选填“省力”或“费力”杠杆; 若要把桶盖翻开,脚对踏板处的压力至少为_。 16.如图所示,水平实验台宽为,边缘安装有压力传感器、、体积忽略不计,现将长为的一轻质杆平放在、上,其两端到、的距离相等,两端分别挂有质量均为的空容器、,实验中向中装入一定质量的细沙,要使杆始终水平静止不动,可向中注入一定质量的水,请分析:取 若操作中,向中注入水的体积为时,观察到传感器示数恰好为零。则容器中水的质量为_,容器中细沙的质量_; 若向中装入细沙的质量为,当杆始终水平静止不动时,中注入水的质量范围为_至_结果用、表示。 17.如图甲是一种落地式海报架,图乙是海报架的侧视结构示意图。若视海报架为杠杆,水平向右的风将其吹倒的瞬间,支点是 选填“”或“”,若要使海报架抵抗更大的风力,可适当 选填“增大”或“减小”角度的大小。 18.在科技节,小海用传感器设计了如图甲所示的力学装置,杠杆始终在水平位置保持平衡,为杠杆的支点,,竖直细杆的上端通过力传感器连在天花板上,下端连在杠杆的点,竖直细杆的两端分别与杠杆和物体固定,水箱的质量为,不计杠杆、细杆及连接处的重力。当图甲所示的水箱中装满水时,水的质量为。力传感器可以显示出细杆的上端受到作用力的大小,图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图象,取 图甲所示的水箱装满水时,水受到的重力为_; 物体的质量为_; 当向水箱中加入质量为的水时,力传感器的示数大小为,水箱对水平面的压强为;继续向水箱中加水,当力传感器的示数大小变为时,水箱对水平面的压强为,则:_。 三、作图题:本大题共2小题,共4分。 19.请在图中画出使轻质杠杆在图示位置平衡时所需最小动力的示意图及其力臂 20.如图是工人用撬棍撬石头的示意图。请画出阻力的力臂;并在点画出最小动力的示意图。 四、实验探究题:本大题共4小题,共24分。 21.实验进阶 小海用图甲所示装置探究杠杆的平衡条件,其中杠杆的刻线均匀,每个钩码的重力均相等。 阶段设计实验 挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆 选填“平衡”或“不平衡”。 如图甲所示,实验开始前,应向 端调节螺母,使杠杆在水平位置平衡挂上钩码后,每次都要让杠杆在水平位置平衡,这样做是为了便于直接读取 。实验过程中 选填“能”或“不能”再调节平衡螺母。 阶段实验数据分析及结论 小海将实验数据记录在设计的表格中。 实验次数 动力 阻力 表格中处应填写的内容是 分析表中数据,得出杠杆的平衡条件是 。 得到初步结论后,小海在调节水平平衡后的杠杆上的点处挂个钩码,如图乙所示,为使杠杆重新在水平位置平衡,应在点挂 个钩码。平衡后,将点和点下方的钩码同时向靠近支点的方向移动格,此时杠杆 选填“左侧下沉”“右侧下沉”或“保持平衡”。 阶段交流与讨论 多次实验的目的是 。 A.使测量数据更准确 B.取平均值减小误差 C.避免偶然性,使实验结论具有普遍性 阶段实验拓展 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同学利用图丙所示的装置进行探究,用弹簧测力计在点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数为 。以弹簧测力计的拉力为动力,钩码处拉力为阻力,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,总是 选填“大于”“等于”或“小于”,其原因是 。 当弹簧测力计改为斜拉时,再次使杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 选填“变大”“变小”或“不变”,原因是 。 杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用,是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具,由秤杆、秤砣、提纽等组成。如图丁所示,此杆秤有两个提纽,使用它称较重的物体时,常选用离秤钩较 选填“近”或“远”的提纽。 22.做“探究杠杆平衡条件”实验: 杠杆在图甲位置静止,是否处于平衡状态?_。为使杠杆在水平位置平衡,应向_调节平衡螺母; 实验数据如下表所示,表中漏填的数据为_; 实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 小明发现路口悬挂设备的横杆,越靠外侧越细,如图乙,将其简化为如图丙的杠杆模型,假定只有、两点是焊接点,进行如下探究: 找来由同种材料制成的等高实心圆柱体和薄壳空心圆台,如图丁,下底面直径相同; 询问,对话如图戊。根据回答,判断薄壳空心圆台上底面逐渐减小,下底面和不变,重心到下底面的距离变化情况是_; 使用弹簧测力计进行了三次测量,拉力方向均竖直向上,物体保持静止时,三次示数如图己。实心圆柱点拉力和空心圆台点拉力之比_。 23.跨学科实践小组准备结合墨经的记载和已学知识,自制一把杆秤。 如图甲所示是墨经记载的杆秤,文中将待称量的物体称为“重”、将秤砣称为“权”,称量时,先将“重”挂在挂钩上,然后将“权”拨到合适位置,直至秤杆水平平衡,此时根据“权”绳所对应的刻度就可以知道待称量物体的质量。若“权”相当于杠杆的动力,则“本”相当于杠杆的 选填“动力臂”或“阻力”或“阻力臂”,当“重”更重时,要使秤杆再次水平平衡应将“权”向 移动选填“左”或“右”; 实践小组成员有以下器材:木条质量可忽略不计,总长、小盘,作为秤盘、细线、钩码,作为秤砣、重物、重物,用这些材料自制杆秤,如图乙所示。 当秤杆在水平位置上平衡,提纽点离秤盘悬点点的距离为,该自制杆秤的零刻度线应该标在距离点 的位置; 实践小组成员在小盘中放重物,手提提纽,并调节秤砣的位置使秤杆在水平位置上平衡,此时秤砣细线在秤杆上的位置,并记为。在自制杆秤的零刻度线到之间均匀地画上条刻度线,每一格表示 。 实践小组成员用找来的器材按图乙重新制作了一杆秤,该杆秤上的点标记为最大称量,则提纽离秤盘悬点的距离 ,实验小组成员根据制作杆秤后,把物体放在该杆秤的秤盘中时,系着秤砣的细线移到秤杆的最边缘位置,秤砣会掉落。杆秤要能称量物体,改良此杆秤,应使提纽 选填“靠近”或“远离”秤盘悬点。 24.提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用,一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中,实验测得的数据如表所示。 次数 物体的重力 提升的高度 拉力 绳端移动的距离 机械效率 分析比较第、、次实验数据可以判定,使用同一个滑轮组提升重物时,被提升的物体越重,机械效率_选填“越高”、“越低”或“不变”。分析比较第、次实验数据可得,机械效率与物体上升的高度_选填“有关”或“无关”; 小红用均为的滑轮,组装了如图所示的甲、乙两个滑轮组,在相同时间内把重物提升相同高度,若,则、做功的功率_,机械效率_两空均选填“”、“”、“”,在不计绳重及摩擦时,_。 五、计算题:本大题共2小题,共16分。 25.利用滑轮组打捞池水中物体的简化模型如图甲所示。工人用竖直向下的拉力拉绳的自由端,拉力随时间变化的图像如图乙所示,物体上升的速度随时间变化的图像如图丙所示物体始终浸没在水中。已知物体的质量为,体积为,物体沉在水底时下表面距离水面,在内物体上升的竖直高度为。绳的质量和体积、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力和水面变化均忽略不计,动滑轮自始至终都在水面以上,物体下表面未密合,,取。求: 物体浸没在水中时受到的浮力 物体未打捞前下表面在水中受到的压强 在内,滑轮组的机械效率 在内,物体对池底的压力。 26.如图,轻质杠杆可绕点转动,,在、两端分别挂有棱长为、质量为的完全相同的两个不吸水正方体、,当物体浸入水中且露出水面的高度为时,杠杆恰好水平静止。已知、两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态,取。 求物体密度; 求杠杆端受到绳子的拉力; 向容器中加水使物体浸没后,杠杆仍处于水平平衡,求此时物体对地面的压强。 答案和解析 1.【答案】 【解析】为轻质杠杆,杠杆保持水平平衡,此时力传感器的读数为零,表明此时大小为,即此时浮块漂浮,浮力等于重力从打开容器底部抽液机匀速向外排水开始计时,设每秒向外排出水的体积为,,即处绳的拉力的大小为浮力的减小量,故开始阶段与成正比,即图线为过原点的直线由杠杆平衡条件可知,则开始阶段与的关系图线也为过原点的直线液面低于浮块底面后浮力为,等于浮块重力不变,根据杠杆平衡条件可知,则也不变,故选C。 2.【答案】 【解析】细绳对横杆端向上的拉力,则物体的质量为,故 A错误;已知,根据杠杆平衡条件可得,则,故 C错误;根据可得,小强对地面的压力为,分析小强的受力可知,他受到向下的重力、横杆端向下的压力大小等于和地面向上的支持力,他对水平地面的压力等于地面对他的支持力,即,则 ;小强站在水平地面上时对地面的压强,他对水平地面的压力等于他的重力,根据可得,他的重力 ;由联立解得,小强的重力为,则小强的质量,故 D正确,B错误。故选D。 3.【答案】 【解析】解:图中,绳子的有效段数为,中绳子的有效段数为,因不计绳子重和摩擦,则有; , , 因拉动绳子所用的力和相同,故,, 得出:, 故G。 故选:。 分析两种情况下绳子的有效段数,根据比较人与吊篮的总重和的关系。 本题考查了使用滑轮组拉力的计算,确定承担物重的绳子股数是关键。 4.【答案】 【解析】【分析】 本题考查了杠杆平衡条件的应用,关键正确找到力臂,根据杠杆的平衡条件计算出木条重心的位置。 端放在托盘秤甲上,以点支点,根据杠杆平衡条件先表示出木条重心到的距离,当点放在托盘秤甲上为支点,再根据杠杆平衡条件计算托盘秤乙的示数。 【解答】 设木条重心在点,当端放在托盘秤甲上,端放在托盘秤乙上时,以端为支点, 托盘秤甲的示数是,根据力的作用是相互的,所以托盘秤对木条端的支持力为,如图所示: 由杠杆平衡条件有:,即:, 所以:, , 当点放在托盘秤甲上时,仍以为支点,此时托盘秤乙对木条处的支持力为, 因为,,所以,, 由杠杆平衡条件有:,即:, 所以:,则托盘秤乙的示数为。故ABD错误,C正确。 故选C。 5.【答案】 【解析】略 6.【答案】 【解析】B.根据杠杆的平衡条件可知:当提着处秤纽、秤砣在点时,点所挂物体重为 当提着处秤纽、秤砣在点时,点所挂物体的重力 因 、 ,则 ,即提处秤纽时,此秤的称量最大,故B正确,不符合题意; A.当提着处秤纽、秤砣挂在点、点秤钩挂着质量为的物体时,秤杆可以在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件可得 ,秤砣的重力 秤砣的质量 故A正确,不符合题意; C.当提起处秤纽时,动力臂 根据杠杆的平衡条件可列式 。由 可得 当提起处秤纽时,秤砣在距离点,所挂物体的质量 当提起处秤纽时,阻力臂为 动力臂 ,根据杠杆的平衡条件可列式 由 可得 当提起处秤纽时,秤砣在距离点,所挂物体的质量 距离点,有两个刻度,分别为和,故C正确,不符合题意; D.如果秤砣磨损,根据杠杆平衡条件可知,阻力与阻力臂的乘积不变,动力变小,则动力臂变大,所以用该秤称量货物质量偏大,故D错误,符合题意。 故选D。 7.【答案】 【解析】A.建材的重力, 工人拉力做的有用功, 由可得,拉力做的总功, 由图可知,滑轮组绳子的有效股数, 则绳子自由端移动的距离, 由可得,滑轮组绳子自由端拉力, 因不计绳重及摩擦, 所以,由可得,动滑轮重力,故A错误; B.此过程中工人拉力做功的功率,故B错误; C.由两个滑轮的质量相等和可得, 此过程中处挂钩受到天花板的拉力,故C正确; D.此过程中该工人对地面的压力,故D错误。 根据求出建材的重力,根据求出工人拉力做的有用功,利用求出拉力做的总功,根据图示滑轮组可知绳子的有效股数,利用求出绳子自由端移动的距离,利用求出滑轮组绳子自由端拉力,不计绳重及摩擦,再利用求出动滑轮重力; 根据求出此过程中工人拉力做功的功率; 根据两个滑轮的质量相等和得出定滑轮的重力,此过程中处挂钩受到天花板的拉力等于定滑轮的重力加上两股绳子的拉力之和; 此过程中该工人对地面的压力等于自身的重力减去绳子的拉力。 本题考查了重力公式和做功公式、滑轮组机械效率公式、滑轮组拉力公式、功率公式的应用等,要注意处挂钩受到天花板的拉力等于定滑轮的重力加上两股绳子的拉力之和。 8.【答案】 【解析】【详解】由图可知,动滑轮上承担物重的绳子段数,建筑材料上升高度,则绳端移动的距离为 绳端移动的速度为 ,故A错误; B.拉力做的总功为 拉力做功的功率为 ,故B错误; C.不计绳重及摩擦时,由 可得,动滑轮的重力为 ,故C错误; D.有用功为 机械效率为 ,故D正确。 故选D。 9.【答案】 【解析】解: 设木条重心在点,当弹簧测力计甲在的位置上,弹簧测力计乙在的位置上时,以端为支点,如图所示: 由杠杆平衡条件有:,即:, 所以:, , 当弹簧测力计甲在点时,以为支点,此时弹簧测力计甲的示数为, 因为,,所以,, 由杠杆平衡条件有:,即:, 所以:,则弹簧测力计甲的示数为。 故选:。 弹簧测力计乙在上时,以点支点,根据杠杆平衡条件先表示出木条重心到的距离,当弹簧测力计甲在点时,以为支点,再根据杠杆平衡条件计算弹簧测力计甲的示数。 本题考查了杠杆平衡条件的应用,关键正确找到力臂,根据杠杆的平衡条件计算出木条重心的位置。 10.【答案】 【解析】D.根据杠杆平衡条件 细绳对端的拉力为 绳子拉力处处相等,细绳对的拉力也为,对地面的压力减少。则 代入数据解得 故D错误; 物体的重力为 根据杠杆的平衡调节 得 物体恰好离开地面时,对地面的压力为,端的拉力等于的重力。对地面的压力为 所以恰好离开地面,压力还要减小,故AB错误; C.根据杠杆平衡调节 可得 杠杆端所挂物体的重力增加 质量增加。故C正确。 故选C。 11.【答案】 【解析】在、两端悬挂重物和后杠杆平衡,则有 同时在和下面挂上相同质量的钩码,设所挂钩码重力为,则 由于小于,所以 则有 所以杠杆端向下倾斜,故C符合题意,不符合题意。 故选C。 12.【答案】 【解析】B.乙的重力为 乙受力平衡,拉力等于重力等于,故B错误; A.由杠杆平衡条件可得 代入数据,得,故A错误; C.甲的重力为 甲受到的拉力为,所以甲对地面的压力为,故C错误; D.甲对地面的压强,故D正确。 故选:。 13.【答案】 【解析】略 14.【答案】 【解析】【详解】匀速行驶时,牵引力做的总功等于有用功加上克服摩擦力做的额外功。已知牵引力大小为,车辆共行驶了,因此牵引力做的总功 车辆重为,底端与顶端的高度差为,车辆克服重力做的有用功 则克服摩擦力做的额外功 因此,行驶过程中车辆所受的摩擦力 15.【答案】省力 【解析】解:图乙中,杠杆,设脚对点的作用力为,顶杆对点的作用力为, 根据杠杆平衡条件可得:- 已知,,则:, 所以,,即杠杆是省力杠杆; 设顶杆对桶盖上点的作用力为,, 根据杠杆平衡条件可得:- 根据力的作用是相互的可知:, 则得:, 所以,。 故答案为:省力;。 由图乙可知,杠杆,知道各力臂大小,利用杠杆平衡条件即可判断杠杆的类型; 分析图乙,有两个杠杆和,和分别为支点,知道各力臂大小,知道桶盖的质量,利用重力公式求桶盖的重,分别利用杠杆平衡条件列出方程求出脚对踏板处的压力。 该题考查了学生对物理模型的抽象、分析能力,确定两杠杆的力和力臂的大小是本题的关键。 16.【答案】 【解析】容器中水的质量; 当传感器示数为零时,以为支点,根据杠杆平衡条件可得, 即, 解得。 当传感器示数为零时,有最小值,根据杠杆平衡条件可得, 解得, 当传感器示数为零时,有最大值,根据杠杆平衡条件可得, 解得, 由题意可知,,当时,有最小值为,当时,有最小值为, 所以当时, 当时。 故答案为:;;;。 利用求出容器中水的质量; 传感器示数恰好为零,说明杠杆以为支点平衡,利用杠杆平衡条件求得容器中细沙的质量; 分为两种情形:一是传感器示数为零;二是传感器示数为零,根据杠杆平衡条件进行解答即可。 本题主要考查了密度公式和杠杆平衡条件的运用,有一定的难度。 17.【答案】 增大 【解析】水平向右的风将其吹倒的瞬间,海报架将会绕点转动,所以支点为。 海报架重力的力臂如图所示 角的角度越大,重力的力臂越长,重力的大小不变,根据杠杠的平衡条件可知,此时可抵抗更大的风力。 18.【答案】 : 【解析】解: 当图甲所示的水箱中装满水时,水的质量为, 则水受到的重力:; 由图乙可知,水箱中没有水时,压力传感器受到的拉力, 由杠杆的平衡条件可得,, 则, 物体的质量: ; 设的底面积为,压力传感器示数为时浸入水中的深度为,的高度为, 当压力传感器的压力为零时,受到的浮力等于的重力, 由阿基米德原理可得:- 由图乙可知,当完全浸没时,压力传感器的示数为, 由杠杆的平衡条件可得,, 则, 对受力分析可知,受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力, 则此时受到的浮力, 由阿基米德原理可得- 由可得:, 由图乙可知,加水时水面达到的下表面此时浮力为,加水时刚好浸没此时浮力为, 该过程中增加水的质量为,浮力增大了, 所以,每加水,物体受到的浮力增加, 当向水箱中加入质量为的水时,受到的浮力为,点受到的向上的力, 由杠杆的平衡条件可得, 当力传感器的示数大小变为时,点受到的向下的力, 此时受到的浮力,再次注入水的质量, 当向水箱中加入质量为的水时,水箱对水平面的压力: , 继续向水箱中加水,当力传感器的示数大小变为时,水箱对水平面的压力: , 所以,两种情况下水箱对水平面的压强之比为: 。 故答案为:;;:。 当图甲所示的水箱中装满水时,水的质量为,根据求出水受到的重力; 由图乙可知,水箱中没有水时,压力传感器受到的拉力,根据杠杆的平衡条件求出物体的重力,根据求出其质量; 设的底面积为,压力传感器示数为时浸没的深度为以及的高度,压力传感器的压力为零时受到的浮力等于的重力,根据阿基米德原理表示出此时受到的浮力,由图乙可知完全浸没时压力传感器的示数,根据杠杆的平衡条件求出点竖直向下的作用力,对受力分析可知,受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力,据此求出此时受到的浮力,根据阿基米德原理表示出受到的浮力,从而得出每加水物体受到的浮力增加,据此求出向水箱中加入质量为的水时受到的浮力,然后得出点受到的向上的力,根据杠杆平衡条件求出的大小,进一步得出力传感器的示数大小变为时点受到的向下的力,然后求出受到的浮力,从而得出再次注入水的质量;当向水箱中加入质量为的水时,水箱对水平面的压力等于水、水箱、物体的重力减去细杆的作用力,继续向水箱中加水,当力传感器的示数大小变为时,水箱对水平面的压力等于水、水箱、后来加的水、物体的重力加上细杆的作用力,根据得出答案。 本题考查了重力公式和杠杆平衡条件、阿基米德原理、压强定义式的综合应用,正确的得出“每加水,物体受到的浮力增加”是关键。 19.【答案】 【解析】连接,若在端施力,当的方向与垂直时动力臂最大,此时最省力,为其力臂;根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡,动力方向斜向下,据此可画出最小的动力,如图所示: 20.【答案】 【解析】【分析】 图中石头的重力为阻力,点为支点,从支点到阻力的作用线的距离叫做力臂; 根据杠杆平衡条件“动力动力臂阻力阻力臂”可知:在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下,要使动力最小,则动力臂必须最长,已知点为动力作用点,然后过点做垂直于杠杆的作用力即可。 根据杠杆的平衡条件,要使杠杆上的力最小,必须使该力的力臂最大,而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远,所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点,这两点的连线就是最长的力臂,过力的作用点作垂线就是最小的力。 【解答】 过支点向阻力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是的力臂; 动力最小,即动力臂最长,过点与杠杆垂直向下作垂线就得到动力的示意图,如下图所示: 21.【答案】平衡 右 力臂 不能 动力臂 动力动力臂阻力阻力臂 左侧下沉 大于 杠杆所受重力对实验有影响 变大 动力臂变小 近 【解析】杠杆平衡时保持静止或者绕支点匀速转动,挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆平衡。 图甲中,杠杆左端下沉,应向右调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡挂上钩码后让杠杆在水平位置平衡,一方面可以消除杠杆重力对实验的影响,另一方面便于直接读取力臂。实验过程中不能再调节平衡螺母。 探究杠杆的平衡条件,还需要测量力臂,因此处应填写的内容是“动力臂”,处应填写的内容是“阻力臂”。由表中数据可知,每一次实验中动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积,故得出杠杆的平衡条件:动力动力臂阻力阻力臂。 设每个钩码的重力为,杠杆每小格的长度为,由杠杆的平衡条件可知,,解得,故应在点挂个钩码。平衡后,将点和点下方的钩码同时向靠近支点的方向移动格,此时有,所以杠杆左侧下沉。 多次实验是为了获取多组实验数据,避免偶然性,使实验结论具有普遍性,故选 C。 由图丙可知,弹簧测力计的分度值为,示数为。图丙中杠杆的重心在支点右侧,杠杆所受重力的力臂不为,则无法忽略杠杆重力对实验的影响,此时,因此杠杆水平平衡时,总是大于。 当使用弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,杠杆仍在水平位置保持平衡,阻力与阻力臂不变,但动力臂变小,由杠杆的平衡条件可知,动力变大,则弹簧测力计的示数将变大。 使用杆秤称量较重的物体时,物体的重力变大,秤砣的重力不变,根据杠杆的平衡条件可知,阻力变大,动力不变,需要增大动力臂、减小阻力臂,所以应该选用离秤钩较近的提纽。 22.【答案】是;左;;减小;。 【解析】如图甲的位置静止时是处于杠杆平衡状态的;为使杠杆在水平位置平衡,杠杆偏高的一侧是左侧,平衡螺母向左端调节; 分析第组数据:由杠杆平衡条件,得; 从表中信息可知薄壳空心圆台上底面逐渐减小,下底面和不变,重心到下底面的距离为,所以减小时,重心到下表面的距离变小; 从图己中可知 , ,。假设圆台重心到底面距离是,根据杠杆平衡原理, 分析图己中第一幅图可得:, 分析图丙中第一幅图可得:, 分析图己中第三幅图可得:, 分析图丙中第二幅图可得:, 式与式联立得,即, 式与式联立得,即 , 式与式联立得。 故答案为:是;左;;减小;。 本题考查了杠杆的平衡状态,杠杆平衡条件的应用。 23.【答案】阻力臂 左 靠近 【解析】【详解】将待称量的物体称为“重”、将秤砣称为“权”,根据杠杆平衡原理,“重”相当于阻力,“权”相当于动力,则“本”是“重”到支点的距离为阻力臂。 当“重”更重时,阻力变大,阻力臂不变,阻力和阻力臂乘积变大。由杠杆平衡条件知,动力与动力臂的乘积变大,而动力不变,则动力臂应该变大。秤砣“权”需向远离支点的方向移动,即向左移动以增大动力臂。 根据杠杆平衡条件 ,可得: 零刻度线应标在距离点的处。 秤盘放重物时,总质量为 。设点距点距离为 ,根据杠杆平衡 :代入数据可得 解得 。零刻度线距点,因此零刻度线到点的距离为 。这段距离画了条刻度线,共格,每格代表: ,所以每一格表示。 最大称量为,秤盘总质量为 。根据杠杆平衡原理 可得, 解得 。 秤砣移到最边缘点会掉落,说明动力臂不足。根据杠杆平衡 分析需减小阻力臂即提纽靠近秤盘悬点,从而在动力臂不变时,能平衡更大的阻力。 24.【答案】 越高 无关 【解析】【知识点】测量滑轮组的机械效率、影响机械效率大小的因素 【详解】比较第、、次实验数据可知,提升高度相同,绳子自由端移动的距离相同,说明使用的是同一滑轮组,但物重不同,且物重越大,滑轮组的机械效率越高。 分析比较第、次实验数据可知,使用相同的滑轮组提升相同的物体,物体上升的高度不同,机械效率相同,这说明机械效率与物体上升的高度无关。 由图知,甲滑轮组中承担物重的绳子段数,乙滑轮组中承担物重的绳子段数;若重物上升高度为,则两滑轮组中绳端移动的距离分别为 甲 乙 甲滑轮组中拉力做的总功为 乙滑轮组中拉力做的总功为 已知,所以,已知时间相同,由 知,。 甲、乙两滑轮组提升的物重相同,把重物提升相同高度,根据有可知所做的有用功相同,而乙滑轮组中多了一个动滑轮,需要克服动滑轮的重力做更多的额外功,则使用乙滑轮组所做的总功更多,根据 可知,即。 已知,根据 可得 解得,故 25.【答案】解:。 物体未打捞前下表面在水中受到的压强 。 ,在内,由题图乙、丙可知,,由题图甲可知,,不计绳重和摩擦, 。 物体在内匀速上升,则,, 由题图乙、丙可知,在内物体静止,人的拉力, 则, 则滑轮组对物体的拉力, 物体对池底的压力。 【解析】略 26.【答案】 【解析】略 第1页,共1页 学科网(北京)股份有限公司 $