2026年广东省广州市中考物理二轮专题突破:简单机械(一)
2026-06-05
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 杠杆,滑轮及滑轮组,其他简单机械 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | 广州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.21 MB |
| 发布时间 | 2026-06-05 |
| 更新时间 | 2026-06-05 |
| 作者 | SWQYT |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58229325.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦简单机械核心考点,以"概念辨析-原理应用-实验探究-综合计算"为逻辑链,系统整合杠杆平衡条件与机械效率等方法,强化科学思维与物理观念的应用。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|概念辨析|单选5题|杠杆五要素判断、滑轮类型识别|从支点/力臂概念到定/动滑轮特点,构建机械分类认知|
|原理应用|填空5题+作图3题|杠杆平衡公式(F₁l₁=F₂l₂)、机械效率η=W有/W总|结合生活场景(杆秤/晾衣架),实现原理到实际问题的转化|
|实验探究|3题|控制变量法测机械效率、杠杆平衡条件验证|通过数据处理与误差分析,培养科学探究能力|
|综合计算|3题+综合1题|滑轮组n值确定、功率与效率综合计算|整合力学知识,提升复杂问题的模型建构与科学推理能力|
内容正文:
2026年广东省广州市中考物理二轮专题突破:简单机械(一)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题:本大题共10小题,共20分。
1.用如图甲所示的滑轮,先后将两个不同重物在相同时间内沿竖直方向匀速提升相同高度,两次做功的情况如图乙所示。不计绳重和摩擦,则( )
A. 提升过程中重物上升的速度与绳子自由端移动的速度相同
B. 先后两次提升重物的过程中拉力做功的功率相同
C. 两次提升重物的过程中拉力所做的额外功相同
D. 第一次提升重物的机械效率较小
2.如图所示,某同学设计了一款家用手摇升降晾衣架。忽略绳重和摩擦,下列说法正确的是
A. 滑轮可以省力
B. 滑轮为定滑轮
C. 将衣物由低处匀速提升至高处,装置功率变小
D. 晾晒冬季校服比夏季校服时的机械效率更大些
3.工人用如图所示的滑轮组匀速提升重为的物体,拉力为。物体在内提升,忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A. 动滑轮的重量为 B. 工人做的有用功为
C. 提升该物体的机械效率是 D. 增大拉绳的速度,滑轮组的机械效率变大
4.如图是活塞式抽水机的示意图,活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动。下列说法符合实际的是( )
A. A、是只能向下开启的阀门B. 作用在摇杆点的力的方向向斜下方时,是省力杠杆
C. 活塞下方圆筒内空间增大,气压增大D. 在液体压强的作用下,地下水被压入抽水机圆筒内
5.下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是( )
A. B. C. D.
6.如图所示,用一个始终水平向右的力,把杠杆从图示位置缓慢拉至水平的过程中,力的大小将( )
A. 变大 B. 不变 C. 变小 D. 不能确定
7.工人用如图甲所示的滑轮组将重为的物体匀速竖直提升,不计绳重和摩擦,滑轮组的部分数据如图乙所示,以下说法正确的是( )
A. 绳子自由端移动距离为 B. 滑轮组做的额外功为
C. 绳子自由端受到拉力为 D. 该滑轮组的机械效率为
8.如图是我区很多小区使用的一种垃圾投放装置的示意图,人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖,非常方便、卫生。下列说法正确的是( )
A. 装置中的滑轮是动滑轮
B. 使用装置中的滑轮能省一半的力
C. 绳子拉起桶盖时,桶盖可视为费力杠杆
D. 绳子拉起桶盖时,桶盖最右侧的一点可视为杠杆支点
9.如图是节选自我国古代科技巨著天工开物中的劳动情景,用独轮车运输货物时需左右对称,否则不稳定,极易倾倒。下列说法正确的是( )
A. 车上物体的重力为阻力
B. 使用独轮车可以省功
C. 推车人的手越靠近车轮越费力
D. 运送重力不同的物体时,独轮车的机械效率不变
10.如图所示,物体在水平拉力的作用下,沿水平面以的速度匀速运动了,弹簧测力计的示数为的,不计滑轮和绳子之间的摩擦,拉力做功的功率为( )
A. B. C. D.
二、填空题:本大题共5小题,共10分。
11.图甲是跳水运动的跳板简化而成的轻质杠杆,总长,为支点,跳板左侧点由一竖直轻杆将跳板固定在水平面上,设人到跳板左端点的距离为,,图乙是对杠杆弹力与的关系图像。若运动员的质量为,则时,对地面压力大小为 ;时, ,方向 。,后同
12.如图甲将手机放在水平桌上的手机支架上保持静止,图乙、丙分别为空载和放上手机后的简化示意图。手机对支架的作用力可等效为图中的力,其大小始终等于手机的重力。已知该手机支架重为,,则支架的重心位于图丙中 选填“”或“”位置,该手机的重力不大于 。若将该手机旋转度横放在支架上,则支架更不易倾倒,这是因为 。
13.用图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物所受重力为,每次运送的量不定。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物所受重力增加而变化的图像,则动滑轮重为 。当某次运送件货物时,滑轮组的机械效率为 。不考虑绳重和摩擦
14.兴趣小组用轻质木棒作为秤杆,用细线将塑料纸碗挂在点作为秤盘,钩码作为秤砣,在点挂细绳作为提纽,制作了如图所示的杆秤。在秤盘内放一物体,将钩码移到点时,杆秤恰好在水平方向平衡, 点相当于杠杆的支点。当秤盘内物体的质量增大时,为使杆秤在水平方向再次平衡,应使秤砣向 选填“远离”或“靠近”点方向移动。
15.如图所示,探究杠杆的平衡条件,调节杠杆水平平衡后,在杠杆的左边处挂个钩码,在杠杆的右边处用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置重新平衡,此时测力计的示数为 ;若测力计沿图中虚线方向向下拉,使杠杆在水平位置重新平衡,则测力计示数会 选填“变大”“变小”或“不变”,原因是 。
三、作图题:本大题共3小题,共6分。
16.如图,人站在地面向下拉绳子提升重物,请画出绕线的方法 。已知货物重为,动滑轮重为,若不计绳重和摩擦,则人对绳子的拉力为 。
如图是关闭水龙头的情景,水龙头手柄可视为一根杠杆为支点,请你画出施加在点的最小动力。
17.如图甲所示泡茶壶,壶盖可看做一个杠杆,请在图乙上画出开启壶盖时,点的阻力和作用在点最小的动力。
18.图甲所示为某种开瓶器的操作方式,将其部分简化为如图乙所示的杠杆,开瓶器与瓶盖接触的点为支点,开瓶器受到的阻力为。请作出作用在点的最小动力的示意图及阻力的阻力臂保留作图痕迹。
四、实验探究题:本大题共3小题,共18分。
19.在探究杠杆平衡条件的实验中:
将装置放在水平桌面上,静止时如图所示,此时杠杆______选填“是”或“不是”处于平衡状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______选填“左”或“右”调节。这样做的目的是______;
实验中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,第、次杠杆平衡时的数据已填入表格。图是第次杠杆平衡时的情景,此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据:为______,为______;
实验次序
动力
动力臂
阻力
阻力臂
分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件:______;
某小组对实验过程交流、讨论后,按图所示又进行了实验,请在图中画出此时弹簧拉力的力臂。如果将弹簧测力计沿逆时针方向旋转至竖直方向,则拉力的大小______选填“变大”、“不变”、“变小”。
20.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图:
实验序号物理量
钩码重
钩码上升高度
绳端拉力
绳端移动距离
实验时,用手竖直向上且 拉动弹簧测力计;
表格中空白处的数据应为 ;
通过表中数据可分析出实验是用 图做的实验;
通过实验和实验的数据分析可得出结论使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越 ;选填“大”或“小”
比较实验和实验可得正确结论:使用同一滑轮组, ,可以提高滑轮组的机械效率。
21.某实践小组用正中间开孔的直尺、带挂钩的重物、水和两个可读取液体体积的相同容器等,制作了可测算液体密度的装置。使用前,需将两容器挂在直尺两端固定的挂钩上,如图甲,调节两端平衡螺母使直尺水平平衡,再将重物挂在开孔处的“”刻度线处。某次使用时,小明向左侧容器中倒入体积的水,再向右侧容器中倒入相同体积的待测液体,通过向右移动重物,使直尺再次水平平衡左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物所示质量之和,如图乙。他根据相关数据,算出了该液体的密度。
图甲中要使直尺水平平衡,应将平衡螺母向 调节;
小明测出的待测液体密度为 ;
依照他的做法,不同的待测液体密度与重物所示质量满足一定的函数关系,图丙中图线 符合此关系;
对小明的某些做法进行调整,可使该装置的测量范围变为,且通过将重物从“”移动到“”的过程来实现。请具体描述如何调整: 。写出一种方法即可
五、计算题:本大题共3小题,共24分。
22.学校进行教学楼改建时,需要将一堆相同的物料搬运到高处。解答下列问题:
如图所示,小亮模拟古代人民用杠杆将物料提起的情景,他在端竖直向下施加的力刚好能把一块物料提起,并使杠杆在水平位置平衡。已知,则这块物料重为多少?取
为了一次能提升更多物料,小亮利用了如图甲所示装置。某次搬运过程中,小亮在的时间内,将块物料匀速提升,卷扬机对绳子的拉力为,则:
拉力做功的功率为多少?
滑轮组的机械效率为多少?
小亮对图甲中的滑轮组进行了重新设计,如图乙所示,某次他利用这个装置匀速提起了块物料,已知吊篮重为,动滑轮重为,若不计绳重和滑轮轴处的摩擦,则此时卷扬机对绳子的拉力为多少?
23.建筑工地上,需要将一堆建筑材料运到高处,某次,工人用的拉力将的重物在内匀速升高,。求:
工人内所做的有用功;
拉力做的功;
拉力的功率;
滑轮组的机械效率。
24.如图所示,滑轮组悬挂在水平支架上,重为的卷扬机放置在水平地面上,卷扬机和地面的接触面积为两次分别匀速提升物体、时,卷扬机的输出功率随物体上升速度的变化关系图线分别为图中的、、已知物体的质量为,绳子能够承受的最大拉力为,动滑轮和定滑轮质量相同。不计滑轮组的绳重和轮与轴之间的摩擦,取求:
卷扬机未连接滑轮组时对水平地面的压强;
动滑轮的重力;
提升物体时滑轮组的机械效率。
六、综合题:本大题共1小题,共10分。
25.在学习杠杆相关知识后,兴趣小组尝试了以下实践活动。
实践活动一:制作简易杆秤
该兴趣小组制作的杆秤由秤杆、秤盘放置待称量的物体、提纽、秤砣组成,如图甲。
提纽相当于杠杆五要素中的 ,结合“秤砣虽小压千斤”这句话,此时杆秤相当于 选填“省力”“等臂”或“费力”杠杆。
点为秤盘挂绳位置,点为提纽位置,秤砣的质量为,调节秤砣的位置到点,此时秤杆恰好平衡忽略秤杆自重对杆秤平衡的影响,则点对应的刻度线数值应为 选填“”或“”。若秤砣最远可移至点,则此杆秤最大可称量 的物体。
实践活动二:制作杠杆液体密度计
该小组制作的“杠杆液体密度计”如图乙,将一轻质细硬杆用细线固定在点并悬挂起来,物块固定悬挂在点,把矿泉水瓶装满水,用细线悬挂在杆上,将悬挂点移至点,使杆在水平位置平衡,则点对应的刻度值为水的密度值。换用相同的矿泉水瓶装满不同液体,重复以上操作,在杆上可标出悬挂点、、。对应密度的刻度值。
若点在点的左侧,则点对应的液体密度与水的密度的关系是 选填“”“”或“”。
该小组想增大此“杠杆液体密度计”的最大测量值,在其他条件不变的情况下,可换用质量相同但容积更 选填“小”或“大”的矿泉水瓶。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.根据动滑轮的特点,绳子自由端移动的距离 ,为重物上升高度,且物体移动的距离和绳子移动距离所用的时间相同,根据速度公式 可知,绳子自由端移动的速度是重物上升速度的倍,故A不符合题意;
C.不计绳重和摩擦,额外功是克服动滑轮重力做的功,动滑轮重力不变,提升高度相同,根据 可知,两次提升重物所做额外功相等,故C符合题意;
B.由图乙可知,第一次额外功占总功的,则有用功占总功的;第二次额外功占总功的,则有用功占总功的。因为两次提升重物在相同时间内沿竖直方向匀速提升相同高度,第一次做的有用功较多,根据 可知第一次提升物体的重力较大,又因为总功等于有用功加额外功,两次提升重物所做额外功相等,所以第一次做的总功较多,再根据 ,在时间相同的情况下,第一次拉力做功的功率较大,故B不符合题意;
D.由前面分析可知,第一次有用功占总功的比例机械效率为,第二次有用功占总功的比例机械效率为,所以第一次提升重物的机械效率较大,故D不符合题意。
故选C。
2.【答案】
【解析】【分析】
使用过程,位置固定不动的滑轮为定滑轮,位置变化的滑轮为动滑轮,定滑轮可以改变力的方向,但不能省力;
功率,据此判断;
不计绳重和摩擦,根据求判断手摇升降晾衣架的机械效率。
本题考查了定滑轮,动滑轮的特点、功率和滑轮组机械效率公式的应用,综合性较强,难度不大。
【解答】
解:、由图可知,在晾衣架工作过程中,滑轮固定不动,属于定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,但不能省力,故A错误;
B、滑轮为动滑轮,故B错误;
C、该装置的功率,由此可知将衣物由低处匀速提升至高处,装置功率不变,故C错误;
D、不计绳重和摩擦,该过程中手摇升降晾衣架的机械效率为:
,冬季校服比夏季校服重力大,物体的重力越大,机械效率越大,故D正确。
故选:。
3.【答案】
【解析】A.滑轮组的 ,忽略绳重和摩擦时,动滑轮的重量为 ,故A错误;
B.工人做的有用功为 ,故B正确;
C.提升该物体的机械效率是 ,故C错误;
D.滑轮组的机械效率与拉绳的速度无关,故D错误。
故选B。
4.【答案】
【解析】【详解】活塞式抽水机的阀门、都只能向上开启,提起活塞时,大气压推开底部阀门向上进水;下压活塞时,水压推开活塞上的阀门,让水进入活塞上方,故A不符合题意;
B.该杠杆的支点在摇杆上端,动力作用在点,动力臂长度大于阻力臂长度,因此是省力杠杆,故B符合题意;
C.活塞下方圆筒空间增大时,内部气体体积变大,气压减小,不是增大,故C不符合题意;
D.活塞式抽水机是利用大气压将地下水压入抽水机圆筒,不是液体压强的作用,故D不符合题意。
故选B。
5.【答案】
【解析】略
6.【答案】
【解析】略
7.【答案】
【解析】解:、由图可知,,绳子自由端移动距离为,故A错误;
、拉力做的有用功为:
;
由图乙可知,有用功占总功,即该滑轮组的机械效率为,则拉力做的总功为:
,
额外功为:,故BD错误;
C、根据可知,绳子自由端受到的拉力为:
,故C正确。
故选:。
根据滑轮组装置确定绳子股数,利用求出绳子自由端移动距离;
根据求出拉力做的有用功,利用求出拉力做的总功,根据求出额外功;
根据求出绳子自由端受到的拉力。
本题考查了做功公式和滑轮组机械效率公式的应用,明确额外功和滑轮组绳子的有效股数是关键。
8.【答案】
【解析】解:、装置中的滑轮是定滑轮,故A错误;
B、装置中的滑轮改变了力的方向,故B错误;
C、绳子拉起桶盖时,桶盖可视为省力杠杆,故C错误;
D、人向下拉吊把,垃圾桶桶盖绕最右端端点转动,故D正确。
故选:。
A、轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮;轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮;
B、使用定滑轮可以改变力的方向;
C、绳子拉起桶盖时,桶盖可视为杠杆,动力作用点在绳子与桶盖连接处,阻力作用点在桶盖正中心,支点在垃圾桶桶盖最右端端点,故动力臂大于阻力臂;
D、人向下拉吊把时,桶盖可视为省力杠杆,支点在垃圾桶桶盖最右端端点。
此题考查了滑轮及其工作特点、杠杆的分类等知识点,属基础题目。
9.【答案】
【解析】A.车上物体和车的总重力会阻碍杠杆的转动,故为阻力,故A错误;
B.使用任何机械都不能省功,甚至还要做额外功,故B错误;
C.推车人的手越靠近车轮,动力臂越短,根据杠杆平衡条件可知越费力,故C正确;
D.运送重力不同的物体时,有用功改变,额外功基本不变,所以独轮车的机械效率改变,故D错误。
故选C。
10.【答案】
【解析】解:弹簧测力计的示数为,则绳端的拉力为,
绳端移动的速度:;
拉力做功的功率:;
故选:。
弹簧测力计的示数为,则绳端的拉力为,图中为动滑轮,绳端移动的速度为物体移动速度的倍,根据:计算拉力做功的功率。
本题考查动滑轮的使用和功率公式的灵活运用,题目难度不大。
11.【答案】
竖直向下
【解析】【详解】人站在点,根据杠杆平衡条件,支点为,杠杆平衡条件得,得对跳板的弹力 ,方向向上。根据力的作用是相互的,跳板对的向下作用力大小为,因此对地面的压力大小为。
人站在跳板右端,距离支点的距离为
此时人下压右端,左端向上翘起,因此对跳板的弹力方向向下。根据杠杆平衡条件,代入数据得 ,方向竖直向下。
12.【答案】
重心降低
【解析】【详解】由于支架可看作一个杠杆,为支点,手机对支架的力可以等效为动力,使得杠杆逆时针转动,则阻力必须使得杠杆顺时针转动,则支架竖直向下的重力的作用点必须在支点的右侧,故支架的重心位于图丙中位置。
动力手机的力臂为,阻力支,阻力臂为,由 可知 ,由杠杆平衡条件可得 ,解得,所以该手机的重力不大于。
若将该手机旋转度横放在支架上,重心降低,所以支架更不易倾倒。
13.【答案】
【解析】略
14.【答案】
远离
【解析】杠杆的支点是杠杆绕着转动的固定点,本题中提纽挂在点,杆秤绕点转动,因此点是支点;
根据杠杆平衡条件 ,秤盘内物体质量增大,则左侧力 增大,力臂 不变,则 变大;右侧秤砣对杆的拉力 不变,为使杠杆再次平衡,则 应增大,因此应增大力臂 ,即让秤砣向远离点的方向移动。
15.【答案】
变大
测力计的拉力的力臂变小
【解析】【详解】此时测力计的分度值为,示数为。
若测力计沿图中虚线方向向下拉,使杠杆在水平位置重新平衡,此时测力计的拉力的力臂变小,钩码对杠杆的拉力及其力臂不变,由杠杆平衡条件得,测力计示数会变大。
16.【答案】
【解析】人站在地面向下拉绳子提升重物,从绳子末端开始向上,依次绕过定滑轮、动滑轮,最后将绳子系在定滑轮的下挂钩上。
由图知,连在动滑轮上绳子段数 ,不计绳重和摩擦,则人对绳子的拉力
根据杠杆平衡条件可知,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小,连接,即为最长的动力臂,与之垂直的力即为最小动力,阻力使杠杆逆时针转动,所以动力使杠杆顺时针转动,所以动力的方向垂直于向下。
17.【答案】
【解析】【详解】由图甲可知,开启壶盖时,可以看作是一个杠杆,支点为点,阻力作用在点,方向竖直向下,阻力和阻力臂不变时,由杠杆的平衡条件可知,要使动力最小,则对应的动力臂应最大,由图中可知,动力臂最大为,故过点作线段的垂线,即为最小动力的方向,因阻力方向竖直向下,则动力的方向应垂直于向下,杠杆才能保持平衡,如图所示:
18.【答案】
【解析】【详解】从支点作阻力作用线的垂线,则支点到垂足的距离为阻力臂。
由杠杆平衡条件可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在点,因此作为动力臂最长;在开瓶盖时,动力的方向应该向右,过点垂直于向上作出最小动力的示意图,据此作图。
19.【答案】是左便于测量力臂 ;变小
【解析】解:将装置放在水平桌面上,静止时如图甲所示,此时杠杆处于平衡状态,只要杠杆处于静止或者匀速直线转动,此时杠杆处于平衡状态;为了使杠杆在水平位置平衡,杠杆右边重,需要将杠杆向左调节;杠杆在水平位置平衡时,阻力或者动力是竖直方向上的,那么支点到力的作用点的距离就是力臂,便于测量力臂;
由图乙可知,杠杆左侧挂了个钩码,左侧动力大小为,因此每个钩码重力为,右侧挂两个钩码,因此阻力大小为;左侧动力臂的长度为两个格,共,所以每个格的长度为,右侧阻力臂共个格,所以阻力臂的长度为。故为,为;
由实验表格中数据知道,三次实验数据都满足动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,
即杠杆的平衡条件是动力动力臂阻力阻力臂,用公式表示为:;
弹簧测力计拉力的作用点在点,方向斜向上,过支点作的垂线即为的力臂,如图所示:
当弹簧测力计沿逆时针方向旋转至竖直方向时,阻力和阻力臂不变,弹簧测力计拉力的力臂变大,由杠杆平衡条件,可知弹簧测力计的拉力变小。
故答案为:是;左;便于测量力臂;;;;;变小。
当物体处于静止状态或匀速直线运动时,物体处于平衡状态;实验时,使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂;如果杠杆右端下沉,则应该将平衡螺母向左调节;
由左侧动力为,可知每个钩码重,据此得出右端阻力大小,根据杠杆平衡条件得出阻力臂大小;
杠杆的平衡条件:动力动力臂阻力阻力臂或;
由图可知,钩码重力向下,用弹簧测力计沿方向拉杠杆,使杠杆平衡,则拉力斜向下,在根据力臂的概念画出的力臂;
阻力和阻力臂不变,根据题意判断动力臂如何变化,然后由平衡条件判断弹簧测力计示数如何变化。
此题是探究杠杆平衡实验,考查了实验操作、力臂的概念及分析数据归纳结论的能力。
20.【答案】匀速
甲
小
增加物体的重力
【解析】【详解】该实验中为了使弹簧测力计示数稳定,便于读数,要匀速拉弹簧测力计。
第次实验的机械效率为
实验,绳端移动距离是物体上升高度的
所以由段绳子承担物重,所以实验是用甲图做的实验。
实验,绳端移动距离是物体上升高度的
所以由段绳子承担物重,所以采用乙图做的实验;比较实验和知,提升重物相同,距离相同,乙图有个动滑轮,乙图的动滑轮的重力大,机械效率低,因此可得出:使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越小;
第次实验的机械效率为
由实验数据知实验和中,滑轮组相同,实验提升的重物大于实验,机械效率也更高,说明:使用同一滑轮组,增加物体的重力,可以提高滑轮组的机械效率。
21.【答案】右
改成右侧容器装水,左侧容器装待测液体,且容器的体积为
【解析】由图甲可知,杠杆静止时,发现左端低、右端高,可将杠杆两端的平衡螺母向右调节;
由图乙可知,重物对应的刻度为,左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物所示质量之和,根据可知,
,
解得:;
左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物所示质量之和,根据可知,
,即,
液体的体积和水的密度一定,所以待测液体密度与重物所示质量成一次函数关系,且重物所示质量越大,对应待测液体密度越小,所以图丙中图线符合此关系;
由可知,重物所示质量越大,对应待测液体密度越小,因此可将右侧容器装水,左侧容器装待测液体,由于左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物所示质量之和,根据可知,
,即,
重物所示质量越大,对应待测液体密度越大;
要使该装置的测量范围变为,当液体密度为,重物的质量为,代入上式,解得,故调整措施为:改成右侧容器装水,左侧容器装待测液体,且容器的体积为。
故答案为:右;;;改成右侧容器装水,左侧容器装待测液体,且容器的体积为。
本题考查了利用杠杆测量密度,综合性较强,有一定的难度。
22.【答案】【详解】根据杠杆平衡条件 ,已知在端的力为,且 ,
由杠杆平衡条件可得 ,则
由图甲可知,滑轮组承担重物的绳子段数,物体上升的高度,则绳子自由端移动的距离
得到拉力做的功
已知时间,则拉力做功的功率为
由可知块物料总重为
则有用功为
而总功即为拉力做的功为,
故滑轮组的机械效率为
由可知块物料重力
由图乙可知,滑轮组承担重物的绳子段数,又已知 , ,
不计绳重和滑轮轴处的摩擦,则此时卷扬机对绳子的拉力为
【解析】详细解答及解析过程见【答案】
23.【答案】
【详解】工人内所做的有用功为
由图可知,连在动滑轮上绳子段数 ,拉力所做的总功为
拉力的功率为
滑轮组的机械效率为
【解析】详细答案及解析过程见答案
24.【答案】
【详解】卷扬机对水平地面的压力大小等于其自身重力,即
接触面积
因此卷扬机未连接滑轮组时对水平地面的压强为
由图可知,滑轮组承担物重的绳子股数
由图可知,当物体上升速度为 ,提升的输出功率为
绳子自由端移动速度
提升时的拉力为
物体的重力为
不计绳重和摩擦,动滑轮重力为
由图可知,当物体上升速度为 ,提升的输出功率
提升时的拉力为
不计绳重和摩擦,物体的重力为
提升物体时滑轮组的机械效率为
【解析】详细答案及解析过程见答案
25.【答案】支点
省力
小
【解析】杠杆绕着转动的点是支点,提纽相当于杠杆五要素中的支点,结合“秤砣虽小压千斤”这句话,说明秤砣的压力小于物体的拉力,故此时杆秤相当于省力杠杆。 点为秤盘挂绳位置,点为提纽位置,秤砣的质量为,调节秤砣的位置到点,此时秤杆恰好平衡,忽略秤杆自重对杆秤平衡的影响,此时没有放物体,即物体质量为,则点对应的刻度线数值应为。 根据杠杆平衡条件有,即,解得; 若秤砣最远可移至点, , 即, 则此杆秤最大可称量;
一轻质细硬杆用细线固定在点并悬挂起来,物块固定悬挂在点,把矿泉水瓶装满水,用细线悬挂在杆上,将悬挂点移至点,使杆在水平位置平衡,则点对应的刻度值为水的密度值。 若点在点的左侧,左侧的阻力与阻力臂不变,右侧的动力臂变小了,故右侧的动力变大,说明相同体积时,所装液体的重力大,根据知,密度变大了,液体密度与水的密度的关系是。 该小组想增大此“杠杆液体密度计”的最大测量值,在其他条件不变的情况下,右侧的重力不变,根据知,密度变大,则体积减小,故换用容积更小的矿泉水瓶。
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