专题05 功 机械能和简单机械(辽宁专用)(3大考点)2026年中考物理一模分类汇编
2026-04-24
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内容正文:
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专题05功和机械能
考点01
功和功率
1.B
考点02
机械能及其转化
1.A
2.A
3.BC
4.ABC
5.静止减小
考点03
简单机械
1.C
2.B
3.ACD
4.BC
5.CD
6.A
30%
7.80%
变大
P
3×103
40
9.
>
变大
10.省力
增大
11.192
80%
大于
12.90
75%
13.小
省力
14.(1)杠杆自身重力
左
(2)2
(3)变小
(4)ABC
15.(1)便于测量力臂,消除杠杆自重对平衡的影响
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让教与学更高效
简单机械
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A
F
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B
O
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让教与学更高效
专题05功和机械能 简单机械
3大考点概览
· 考点01功和功率
· 考点02 机械能及其转化
· 考点03 简单机械
功和功率
考点01
1. (2026·沈阳皇姑区·一模)在如图所示的粗糙程度相同的水平冰面上,运动员用水平推力从a点推动冰壶,经过b点时松手,冰壶到达c点停止运动,由a到b和由b到c的过程中,设冰壶受到的滑动摩擦力分别为和,运动员对冰壶做的功分别为和,则( )
A. B.
C. D.
机械能及其转化
考点02
1. (2026·沈阳·一模)如图所示,高速公路避险车道是上坡且铺有砂石,刹车失灵的汽车驶入避险车道后,会减速并陷入砂石间最终停止前进。下列说法正确的是( )
A. 汽车驶入避险车道后,车速减小,动能减小
B. 汽车驶入避险车道后,车速减小,重力势能减小
C. 汽车驶入避险车道后,动能全部转化为重力势能
D. 避险车道路面粗糙且坡度大,可增大汽车的机械能
2.(2026·沈阳大东区·一模)如图所示,把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到自己鼻子附近,稳定后松手,铁锁向前摆动又摆回来,直至停止。下列说法不正确的是( )
A.铁锁由高处摆到低处的过程中动能转化为重力势能
B.铁锁摆动中的机械能变小,回摆后不能碰到鼻子
C.铁锁刚开始由鼻子附近向下摆动时,重力势能最大
D.铁锁在摆动到最高点时受力不平衡
3.(多选)(2026·大连·一模)雅鲁藏布江总落差达5435米,是全球水流落差最大的大河。2025年7月19日,雅鲁藏布江下游水电工程正式开工。工程将采取“截弯取直、隧洞引水”的创新开发方式,通过30公里长的引水隧洞连接5座梯级电站,能把水能资源利用率提升到85%以上。建成后年发电量近3000亿度,能满足3亿人的用电需求。图为隧洞引水示意图。下列说法正确的是( )
A.经过每座梯级电站时,水的机械能都不变
B.经过每座梯级电站时,水的部分机械能转化为电能
C.每座梯级电站发电时,发电机是利用电磁感应原理工作的
D.每座梯级电站发电时,水的重力势能全部转化为了电能
4.(多选)(2026·葫芦岛绥中·一模)某次体育课学生训练跳远,如图是某学生起跳后的运动轨迹,b为最高点,a、c两点高度相同,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.b点时速度不为零 B.a、c两点的动能相等
C.a点机械能和d点机械能大小相等 D.落地后运动员失去惯性
5.(2026·阜新·一模)为减少扬尘对空气质量的影响,平顶山市区每天都要进行洒水作业。如图所示,洒水车沿道路匀速行驶,以司机为参照物,洒水车是__________(选填“运动”或“静止”)的。在洒水过程中,整车的动能__________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
简单机械
考点03
1.(2026·本溪市·一模)下列工具中,人们正常使用时,属于费力杠杆的是( )
A. B.
C. D.
2.(2026·葫芦岛绥中·一模)如图所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力和绳重忽略不计。在物体匀速上升过程中,甲、乙两图的拉力及机械效率的关系正确的是( )
A.F1<F2,η1>η2 B.F1<F2,η1=η2 C.F1>F2,η1<η2 D.F1>F2,η1=η2
3.(多选)(2026·辽阳灯塔市·一模)如图所示,牵引车的功率恒为,牵引车通过滑轮组将水平面上的物体匀速吊起,物体重、底面积为,某段时间物体内匀速竖直上升,不计绳重和摩擦,取,则下列结果正确的是( )
A.动滑轮的重力为
B.内牵引车的拉力做功为
C.该滑轮组提升重物的机械效率为
D.若物体受到的拉力时,物体对地面的压强为
4.(跨学科实践)(多选)(2026·辽阳市·一模)我国民俗活动丰富多彩,在立夏时节,有的地方会给孩子称质量,如图1所示,冀求孩子健康成长,俗称“立夏秤人”。如图2,已知秤砣的质量为3kg,篮子的质量为1kg,将小孩放入篮中,调整秤砣的位置,使杆秤处于水平平衡状态,秤杆上的刻度值即是小孩的质量(忽略绳重和杆重),此时OA=3cm,OB=10cm。下列说法正确的是( )
A.该杆秤的“0刻度线”在悬挂点O处
B.小孩的质量为9kg
C.要使该杆秤的量程变大,可将称的悬挂点O左移
D.若换更重的篮子,可以增大该杆秤的量程
5.(2026·沈阳皇姑区·一模)某同学利用拉杆箱运物品,如图所示。装有物品的拉杆箱整体可视为杠杆,O为支点,B为重心,A为拉杆的端点,在A点沿图示方向施加拉力F使拉杆箱保持静止。下列说法正确的是( )
A.只伸长拉杆的长度,拉力F增大
B.只将拉力F的方向沿顺时针方向改变20°,拉力F减小
C.拉力F的方向沿顺时针方向改变40°,拉杆箱无法保持静止
D.箱内物体下滑,重心由B变至,拉力F减小
6.(2026·朝阳市一中联盟校·一模)如图是某电梯的工作原理图,A、B为滑轮,F为电动机对滑轮组施加的拉力。其中滑轮______(填“A”或“B”)能省力。某次电梯轿厢以的速度将60kg的人匀速提升,电动机输出功率2000W,则此次电梯的机械效率为______。(g取)
7.(2026·盘锦市·一模)如图所示为一滑轮组拉着重300N的物体在水平地面上匀速运动,2s的时间物体运动了1m,已知拉力F=50N,物体受到的摩擦力为120N。该滑轮组的机械效率为________,若仅增大水平面的粗糙程度,仍使物体A在水平面上匀速直线运动,此时滑轮组的机械效率将______(选填“变大、不变、变小”)。
8.(2026·本溪市·一模)将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A重60N,底面积为200cm2,B重10N,底面积为300cm2,则A对水平面的压强为________Pa;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动,则拉力F大小为________N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
9.(2026·沈阳市沈北新区·一模)如图,用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体到相同高度,所用的时间相同,绳重和摩擦不计,机械效率__________(均选填“>”、“=”或“<”),若图乙中再加挂一物体,其机械效率将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.(2026·沈阳大东区·一模)工具的发明制造为生产、生活提供便利。如图所示,用钢丝钳剪钢丝时,应尽量使钢丝往转轴靠近,这样做的目的是________(选填“省力”或“省距离”);钢丝钳橡胶套外表面制有凹凸不平的花纹,是为了________手与钳柄之间的摩擦。
11.(2026·锦州·一模)如图所示是物理兴趣小组利用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动,水瓶匀速直线下降8m,使人匀速升高0.4m,绳a对人的拉力为F1=30N,绳b对人的拉力为F2=480N,此过程中的有用功为________J,滑轮组的机械效率为________;F1做功的功率________(选填“大于”、“小于”或“等于”)F2做功的功率。
12. (2026·沈阳·一模)如图所示,工人用60N的拉力,将重90N的小桶在4s内匀速提升了3m,工人所做功的功率为________W,使用动滑轮的机械效率为________。
13. (2026·丹东·一模)如图甲细线下挂着一个乒乓球,让乒乓球靠近水流,如图乙乒乓球被水“吸引”,这
是因为流体流速越大的位置压强越 ;拧动阀门时,水龙头的阀门相当于一个 杠杆。
14.(2026·葫芦岛绥中·一模)小明利用图甲装置探究杠杆的平衡条件。
(1)以杠杆中点作为支点,可以排除____对实验的影响。安装好杠杆,将其放到水平位置后松手,发现杠杆右端下沉,如图甲所示。则应将平衡螺母向____(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)如图乙所示,在A点挂3个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为____N。
(3)如图丙所示,始终垂直于杠杆向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度。此过程中,弹簧测力计的示数____(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)某脚踩式垃圾桶的示意图如图丁所示,脚踩F点,通过BD对B点施加向上的力,使盖打开,其中____(选填“ABC”或“DEF”)属于费力杠杆。
15.(2026·辽宁盘锦·一模)杠杆、滑轮作为生活的工具,让困难的事情简单化,利用杠杆、滑轮相关知识回答下列问题。
(1)在测量某物体密度的时候,小雅发现不用天平也能够测量物体的质量,于是设计了如图1所示的装置。测量时,总保持杠杆在水平位置平衡,目的是________;
(2)保持左侧重物及其位置不变,改变动力臂,多次测量,根据记录的数据画出如图2所示的动力随动力臂变化的图像,则杠杆左端所挂重物的重力大小是________N(杠杆上每一小格长度为1cm);
(3)接着,小雅利用量筒测量该物体体积如图3所示,其体积为________;该物质的密度为________;通过查询,发现该物质可能为加工青铜(g取10N/kg);
(4)如图甲、乙所示,用同一个滑轮组,提升不同数量的同种钩码,绳子末端的力________,甲的机械效率________乙的机械效率(前两空均选填“大于”“小于”或“等于”)。
16. (2026·沈阳·一模)如图(a)所示为笔记本电脑,(b)为其简化图,ABC为电脑屏幕。请在(b)中画出电脑屏幕所受的力臂以及打开电脑屏幕的最小力。
17.(2026·锦州·一模)如图甲是一款机械鼠标,它的按键可看作简单的杠杆。图乙是简易构造图,A处为手按键,O为支点,B点下有一复位弹簧。请画出按下按键时A点的最小动力及其力臂、复位弹簧对按键的阻力的示意图。
18.(古代科技)(2026·大连·一模)《天工开物》记载了脚踏碓舂米的情景,如图(a)所示。用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落将稻米去壳。如图(b)所示,“踏碓”相当于杠杆,画出阻力的阻力臂。(作图)
试卷第1页,共3页
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专题05功和机械能 简单机械
3大考点概览
· 考点01功和功率
· 考点02 机械能及其转化
· 考点03 简单机械
功和功率
考点01
1. (2026·沈阳皇姑区·一模)在如图所示的粗糙程度相同的水平冰面上,运动员用水平推力从a点推动冰壶,经过b点时松手,冰壶到达c点停止运动,由a到b和由b到c的过程中,设冰壶受到的滑动摩擦力分别为和,运动员对冰壶做的功分别为和,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】AB.由a到b和由b到c的过程中,水平面的粗糙程度相同,冰壶对水平面的压力等于冰壶的重力,重力相同,所以压力相同,则摩擦力相同,即,故A错误,B正确;
CD.由a到b运动员对冰壶做的功,由b到c冰壶脱离了运动员的手,运动员对冰壶不做功即,因此,故C错误,D错误。
故选B。
机械能及其转化
考点02
1. (2026·沈阳·一模)如图所示,高速公路避险车道是上坡且铺有砂石,刹车失灵的汽车驶入避险车道后,会减速并陷入砂石间最终停止前进。下列说法正确的是( )
A. 汽车驶入避险车道后,车速减小,动能减小
B. 汽车驶入避险车道后,车速减小,重力势能减小
C. 汽车驶入避险车道后,动能全部转化为重力势能
D. 避险车道路面粗糙且坡度大,可增大汽车的机械能
【答案】A
【详解】AB.汽车驶入避险车道后,质量不变,车速减小,则动能减小,高度增加,则重力势能变大,故A正确,B错误;
C.汽车冲上避险车道的过程中,克服摩擦做功,一部分机械能转化为其他形式的能,汽车的动能没有全部转化为重力势能,故C错误;
D.汽车冲上避险车道的过程中,克服摩擦做功,一部分机械能转化为其他形式的能,汽车的机械能是减小的,故D错误。
故选A。
2.(2026·沈阳大东区·一模)如图所示,把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到自己鼻子附近,稳定后松手,铁锁向前摆动又摆回来,直至停止。下列说法不正确的是( )
A.铁锁由高处摆到低处的过程中动能转化为重力势能
B.铁锁摆动中的机械能变小,回摆后不能碰到鼻子
C.铁锁刚开始由鼻子附近向下摆动时,重力势能最大
D.铁锁在摆动到最高点时受力不平衡
【答案】A
【详解】A.铁锁由高处摆到低处的过程中,质量不变,高度变小,重力势能减小,速度变大,动能变大,是重力势能转化为动能,故A错误,符合题意;
BC.铁锁质量一定,摆动过程中受到空气阻力作用,一部分机械能转化为内能,机械能减小,摆到另一侧最高点时高度低于刚开始由鼻子附近向下摆动时高度,刚开始在鼻子附近时铁锁的重力势能最大,所以回摆后不能碰到鼻子,故BC正确,不符合题意;
D.铁锁摆动到最高点时,铁锁受到的重力方向竖直向下,拉力方向沿细绳向上,二力不在一条直线上,不是平衡力,处于非平衡状态,故D正确,不符合题意。
故选A。
3.(多选)(2026·大连·一模)雅鲁藏布江总落差达5435米,是全球水流落差最大的大河。2025年7月19日,雅鲁藏布江下游水电工程正式开工。工程将采取“截弯取直、隧洞引水”的创新开发方式,通过30公里长的引水隧洞连接5座梯级电站,能把水能资源利用率提升到85%以上。建成后年发电量近3000亿度,能满足3亿人的用电需求。图为隧洞引水示意图。下列说法正确的是( )
A.经过每座梯级电站时,水的机械能都不变
B.经过每座梯级电站时,水的部分机械能转化为电能
C.每座梯级电站发电时,发电机是利用电磁感应原理工作的
D.每座梯级电站发电时,水的重力势能全部转化为了电能
【答案】BC
【详解】AB.水流经过梯级电站时,水推动水轮机转动做功,将水的大部分机械能转化为电能,则水自身的机械能会减小,同时少部分水的机械能因摩擦等过程损失,故B正确,A错误;
C.水电站的发电机工作原理是电磁感应,将机械能转化为电能,故C正确;
D.发电过程中,不可避免会有部分能量转化为内能散失,且流出的水仍保留部分机械能,因此水的重力势能不可能全部转化为电能,故D错误。
故选BC。
4.(多选)(2026·葫芦岛绥中·一模)某次体育课学生训练跳远,如图是某学生起跳后的运动轨迹,b为最高点,a、c两点高度相同,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.b点时速度不为零 B.a、c两点的动能相等
C.a点机械能和d点机械能大小相等 D.落地后运动员失去惯性
【答案】ABC
【详解】A.运动到最高点b点时,学生在水平方向上具有速度,故A正确;
BC.由于不计空气阻力,则跳起后运动过程中机械能守恒,则a点机械能与c点、d点机械能大小相等,a、c两点高度相同,则在a、c两点的重力势能相同,由于机械能等于动能和势能之和,所以这两点的动能相同,故BC正确;
D.惯性只与物体的质量有关,所以落地后的运动员仍有惯性,故D错误。
故选ABC。
5.(2026·阜新·一模)为减少扬尘对空气质量的影响,平顶山市区每天都要进行洒水作业。如图所示,洒水车沿道路匀速行驶,以司机为参照物,洒水车是__________(选填“运动”或“静止”)的。在洒水过程中,整车的动能__________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 静止 减小
【详解】[1]水车沿道路匀速行驶时,以司机为参照物,洒水车的相对位置没有发生变化,因此是静止的。
[2]在洒水过程中,洒水车匀速行驶,速度不变,质量变小,因此整车的动能将减小。
简单机械
考点03
1.(2026·本溪市·一模)下列工具中,人们正常使用时,属于费力杠杆的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.修枝剪在使用时,支点在中间的转轴处,动力作用在手柄上,阻力作用在剪刃上;从图中可以看出,其动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,故A不符合题意;
B.钳子在使用时,支点在中间的转轴处,动力作用在手柄上,阻力作用在钳口处,其动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,故B不符合题意;
C.筷子在使用时,可以将筷子看作一个杠杆,支点在筷子后端接触手的位置,动力作用在手指施加力的地方,阻力作用在筷子前端夹食物的地方,其动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆,故C符合题意;
D.开瓶器在使用时,支点在开瓶器前端与瓶盖接触点,动力作用在手施加力的地方,阻力作用在瓶盖被撬起的地方,其动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
2.(2026·葫芦岛绥中·一模)如图所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力和绳重忽略不计。在物体匀速上升过程中,甲、乙两图的拉力及机械效率的关系正确的是( )
A.F1<F2,η1>η2 B.F1<F2,η1=η2 C.F1>F2,η1<η2 D.F1>F2,η1=η2
【答案】B
【详解】由图可知,图甲中绳子承担重物的段数为3,图乙中绳子承担重物的段数为2,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力和绳重忽略不计,则它们绳子末端的拉力各自为
所以
F1<F2
故CD错误;
绳子末端移动距离与物体上升高度关系
s=nh
滑轮相同,提升重物相同,由
可知
η1=η2
故A错误,B正确。
故选B。
3.(多选)(2026·辽阳灯塔市·一模)如图所示,牵引车的功率恒为,牵引车通过滑轮组将水平面上的物体匀速吊起,物体重、底面积为,某段时间物体内匀速竖直上升,不计绳重和摩擦,取,则下列结果正确的是( )
A.动滑轮的重力为
B.内牵引车的拉力做功为
C.该滑轮组提升重物的机械效率为
D.若物体受到的拉力时,物体对地面的压强为
【答案】ACD
【详解】A.物体上升的速度
绳端移动的速度
绳端受到的拉力
动滑轮受到的重力
故A正确;
B.内牵引车的拉力做的功,故B错误;
C.该滑轮组做的有用功
该滑轮组的机械效率
故C正确;
D.若物体受到的拉力时,物体对地面的压力
物体对地面的压强
故D正确。
故选ACD。
4.(跨学科实践)(多选)(2026·辽阳市·一模)我国民俗活动丰富多彩,在立夏时节,有的地方会给孩子称质量,如图1所示,冀求孩子健康成长,俗称“立夏秤人”。如图2,已知秤砣的质量为3kg,篮子的质量为1kg,将小孩放入篮中,调整秤砣的位置,使杆秤处于水平平衡状态,秤杆上的刻度值即是小孩的质量(忽略绳重和杆重),此时OA=3cm,OB=10cm。下列说法正确的是( )
A.该杆秤的“0刻度线”在悬挂点O处
B.小孩的质量为9kg
C.要使该杆秤的量程变大,可将称的悬挂点O左移
D.若换更重的篮子,可以增大该杆秤的量程
【答案】BC
【详解】A.杆秤的0刻度是仅放篮子时秤砣的位置。根据杠杆平衡条件,,说明0刻度在点右侧,故A错误;
B.根据杠杆平衡条件,,代入数据得
解得,故B正确;
C.杆秤量程是最大可称的物体质量,当秤砣移到杆最右端时对应最大质量
将悬挂点左移,减小,增大,因此增大,量程变大,故C正确;
D.由可知,换更重的篮子后增大,减小,量程变小,故D错误。
故选 BC。
5.(2026·沈阳皇姑区·一模)某同学利用拉杆箱运物品,如图所示。装有物品的拉杆箱整体可视为杠杆,O为支点,B为重心,A为拉杆的端点,在A点沿图示方向施加拉力F使拉杆箱保持静止。下列说法正确的是( )
A.只伸长拉杆的长度,拉力F增大
B.只将拉力F的方向沿顺时针方向改变20°,拉力F减小
C.拉力F的方向沿顺时针方向改变40°,拉杆箱无法保持静止
D.箱内物体下滑,重心由B变至,拉力F减小
【答案】CD
【详解】A.由图知道 ,O为支点,反向延长力F的作用线,由O点做F作用线的垂线,垂线段长为其力臂L,如下图:
其它条件不变时,仅伸长拉杆的长度,由图可知,动力臂会变大,在阻力、阻力臂不变时,动力臂变大,根据杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”知道,拉力F减小,故A错误;
B.其它条件不变时,使拉力F的方向沿顺时针改变20°,动力臂会变小,在阻力、阻力臂不变时,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,拉力F增大,故B错误;
C.使拉力F的方向沿顺时针改变40°,此时拉力与重力都是使得杠杆顺时针转动,杠杆不能平衡,无法保持静止,故C正确;
D.箱内物体下滑,重心位置由B变至B′,阻力不变,阻力臂变小,动力臂不变,根据杠杆的平衡条件可知,拉力F减小,故D正确。
故选CD。
6.(2026·朝阳市一中联盟校·一模)如图是某电梯的工作原理图,A、B为滑轮,F为电动机对滑轮组施加的拉力。其中滑轮______(填“A”或“B”)能省力。某次电梯轿厢以的速度将60kg的人匀速提升,电动机输出功率2000W,则此次电梯的机械效率为______。(g取)
【答案】 A 30%
【详解】[1]由图可知,滑轮B是定滑轮,只能改变力的方向,不能省力,而滑轮A是动滑轮,能省力。
[2]由图可知,与动滑轮相接的绳子段数,则绳子自由端的速度
绳子自由端受到的拉力
人的重力
此次电梯的机械效率
7.(2026·盘锦市·一模)如图所示为一滑轮组拉着重300N的物体在水平地面上匀速运动,2s的时间物体运动了1m,已知拉力F=50N,物体受到的摩擦力为120N。该滑轮组的机械效率为________,若仅增大水平面的粗糙程度,仍使物体A在水平面上匀速直线运动,此时滑轮组的机械效率将______(选填“变大、不变、变小”)。
【答案】 80% 变大
【详解】[1]拉动物体的过程中,滑轮组做的有用功
绳端移动的距离
此过程滑轮组做的总功
该滑轮组的机械效率
[2]若仅增大水平面的粗糙程度,物体A受到的摩擦力变大,仍使物体A在水平面上匀速运动,当物体A移动的距离相同时,该滑轮组的有用功变大,额外功不变,根据可知,此时滑轮组的机械效率将变大。
8.(2026·本溪市·一模)将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A重60N,底面积为200cm2,B重10N,底面积为300cm2,则A对水平面的压强为________Pa;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动,则拉力F大小为________N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
【答案】 3×103 40
【详解】[1]物体A对水平面的压力c
物体A对水平面的压强
[2]物体B恰好匀速下降时,物体A受到的拉力
此时物体A受到的摩擦力
当对A施加一个水平向左的拉力F,使A匀速向左运动时,压力和接触面粗糙程度不变,摩擦力大小不变,方向变为向右,此时F与向右的摩擦力和向右的绳子拉力平衡,则向左的拉力
9.(2026·沈阳市沈北新区·一模)如图,用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体到相同高度,所用的时间相同,绳重和摩擦不计,机械效率__________(均选填“>”、“=”或“<”),若图乙中再加挂一物体,其机械效率将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 > 变大
【详解】[1]甲图为定滑轮,不计绳重及摩擦,则额外功为零,总功等于有用功,机械效率为100%;乙图为动滑轮,不计绳重及摩擦,克服动滑轮的重力做功为额外功,总功大于有用功,机械效率小于100%;故可得机械效率的关系为。
[2]图乙中再加挂一物体,提升重物的重力增加,在提升高度不变时,做的有用功变大,而额外功不变,则有用功在总功中所占的比例增大,即动滑轮的机械效率变大。
10.(2026·沈阳大东区·一模)工具的发明制造为生产、生活提供便利。如图所示,用钢丝钳剪钢丝时,应尽量使钢丝往转轴靠近,这样做的目的是________(选填“省力”或“省距离”);钢丝钳橡胶套外表面制有凹凸不平的花纹,是为了________手与钳柄之间的摩擦。
【答案】 省力 增大
【详解】[1]用钢丝钳剪钢丝时,使钢丝往转轴靠近,这样可以减小阻力臂,在动力臂和阻力不变时,根据杠杆的平衡条件可知,动力减小,故可以省力;[2]钢丝钳橡胶套外表面制有凹凸不平的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大手与钳柄的摩擦。
11.(2026·锦州·一模)如图所示是物理兴趣小组利用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动,水瓶匀速直线下降8m,使人匀速升高0.4m,绳a对人的拉力为F1=30N,绳b对人的拉力为F2=480N,此过程中的有用功为________J,滑轮组的机械效率为________;F1做功的功率________(选填“大于”、“小于”或“等于”)F2做功的功率。
【答案】 192 80% 大于
【详解】[1]由“一瓶水提升一个人”知,绳b对人拉力F2做的功是有用功,所以有用功为
[2]水瓶对绳a的拉力F1做的功是总功,总功为
滑轮组的机械效率为
[3]因为且时间相同,根据可知, F1做功的功率大于F2做功的功率。
12. (2026·沈阳·一模)如图所示,工人用60N的拉力,将重90N的小桶在4s内匀速提升了3m,工人所做功的功率为________W,使用动滑轮的机械效率为________。
【答案】 ①. 90 ②. 75%
【解析】
【详解】[1]动滑轮绳子股数为2,工人所做的总功为
做功的功率为
[2]动滑轮的机械效率为
13. (2026·丹东·一模)如图甲细线下挂着一个乒乓球,让乒乓球靠近水流,如图乙乒乓球被水“吸引”,这
是因为流体流速越大的位置压强越 ;拧动阀门时,水龙头的阀门相当于一个 杠杆。
【答案】 小 省力
【详解】[1] 将乒乓球靠近水流时,乒乓球靠近水流一侧的空气流速大、压强小;另一侧的大气压不变;在内外压强差的作用下,乒乓球被压入水流的中心,该现象可以证明“在流体中,流速越大的位置压强越小”。
[2]水龙头的阀门是轮轴,相当于一个省力 杠杆。
[2]动滑轮的机械效率为
14.(2026·葫芦岛绥中·一模)小明利用图甲装置探究杠杆的平衡条件。
(1)以杠杆中点作为支点,可以排除____对实验的影响。安装好杠杆,将其放到水平位置后松手,发现杠杆右端下沉,如图甲所示。则应将平衡螺母向____(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)如图乙所示,在A点挂3个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为____N。
(3)如图丙所示,始终垂直于杠杆向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度。此过程中,弹簧测力计的示数____(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)某脚踩式垃圾桶的示意图如图丁所示,脚踩F点,通过BD对B点施加向上的力,使盖打开,其中____(选填“ABC”或“DEF”)属于费力杠杆。
【答案】(1) 杠杆自身重力 左
(2)2
(3)变小
(4)ABC
【详解】(1)[1]以杠杆中点作为支点时,杠杆自身重力的力臂为0,可以排除杠杆自身重力对实验的影响;
[2]杠杆右端下沉,说明左端位置偏高,平衡螺母应向偏高的左端调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)设杠杆每格长度为L,阻力
阻力臂,动力臂,根据杠杆平衡条件
代入得
解得。
(3)拉力始终垂直杠杆,因此拉力的力臂保持不变;杠杆转动过程中,钩码的重力(阻力)不变,但阻力的力臂逐渐变小,根据杠杆平衡条件可知,弹簧测力计的拉力会变小。
(4)ABC杠杆的支点为C,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;DEF杠杆的支点为D,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。
15.(2026·辽宁盘锦·一模)杠杆、滑轮作为生活的工具,让困难的事情简单化,利用杠杆、滑轮相关知识回答下列问题。
(1)在测量某物体密度的时候,小雅发现不用天平也能够测量物体的质量,于是设计了如图1所示的装置。测量时,总保持杠杆在水平位置平衡,目的是________;
(2)保持左侧重物及其位置不变,改变动力臂,多次测量,根据记录的数据画出如图2所示的动力随动力臂变化的图像,则杠杆左端所挂重物的重力大小是________N(杠杆上每一小格长度为1cm);
(3)接着,小雅利用量筒测量该物体体积如图3所示,其体积为________;该物质的密度为________;通过查询,发现该物质可能为加工青铜(g取10N/kg);
(4)如图甲、乙所示,用同一个滑轮组,提升不同数量的同种钩码,绳子末端的力________,甲的机械效率________乙的机械效率(前两空均选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1)便于测量力臂,消除杠杆自重对平衡的影响
(2)1.5
(3) 20
(4) 小于 小于
【详解】(1)杠杆保持水平位置平衡时,力与杠杆垂直,力臂可以直接从杠杆上读取,同时还能消除杠杆自身重力对实验的影响。
(2)由图1可知,重物的阻力臂 ;由图2可知,任意取点都有
杠杆所受到的阻力等于重物的重力,根据杠杆平衡,,即
解得。
(3)[1][2]左量筒液面读数为,右量筒液面读数为,物体体积
该物质的质量
则该物质的密度
(4)[1]同一滑轮组,动滑轮重力不变,拉力 ,乙提升的物重更大,故。
[2]同一滑轮组,绳重和摩擦相同,可同时忽略。则滑轮组的机械效率
动滑轮重力不变,提升物体的重力越大,机械效率越大,故。
16. (2026·沈阳·一模)如图(a)所示为笔记本电脑,(b)为其简化图,ABC为电脑屏幕。请在(b)中画出电脑屏幕所受的力臂以及打开电脑屏幕的最小力。
【答案】
【详解】从支点C向F2作用线画垂线段,为的力臂l2;杠杆受到的阻力大小与阻力臂一定,由杠杆平衡条件可知,动力与动力臂的乘积一定,要使动力最小应使动力臂最大,在A点施加力的最大力臂就是CA,最小动力F应与CA垂直,因为杠杆所受到的阻力竖直向下,所以F的方向垂直CA向上,据此作图。
17.(2026·锦州·一模)如图甲是一款机械鼠标,它的按键可看作简单的杠杆。图乙是简易构造图,A处为手按键,O为支点,B点下有一复位弹簧。请画出按下按键时A点的最小动力及其力臂、复位弹簧对按键的阻力的示意图。
【答案】
【详解】A点是动力的作用点,OA是最长力臂L1,由杠杆平衡条件可知,此时的力是最小力,先连接OA,再作垂直于OA向下的垂线,即为最小动力;复位弹簧对按键的阻力作用在B点,方向与相反,竖直向上,如图所示
18.(古代科技)(2026·大连·一模)《天工开物》记载了脚踏碓舂米的情景,如图(a)所示。用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落将稻米去壳。如图(b)所示,“踏碓”相当于杠杆,画出阻力的阻力臂。(作图)
【答案】
【详解】过支点O作力F2作用线的垂线,并标上垂直符号,用大括号括起来并标出阻力臂,如图所示:
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