2020年中考物理 12 簡單機(jī)械知識庫與專題訓(xùn)練

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1、 12 簡單機(jī)械 知識點1：杠桿五要素和平衡條件 1．杠桿的五要素和平衡條件 （1）定義：一根在力的作用下能繞著__固定點O__轉(zhuǎn)動的硬棒叫做杠桿 （2）杠桿的五要素：支點、動力、阻力、動力臂和阻力臂 （3）平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂(F1l1＝F2l2) 　　 【提示】畫力臂：(1)先在杠桿示意圖上確定出支點。(2)畫出動力作用線和阻力作用線。(3)最后從支點向力的作用線引垂線。 2．杠桿的分類：省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿 【提示】省力杠桿必然費(fèi)距離，省距離杠桿必然費(fèi)力，既省力又省距離的杠桿是不存在的。 知識點2：滑輪 1.滑輪與滑輪組 2.斜面與

2、輪軸 　　【提示】輪軸不一定是省力機(jī)械，主要取決于動力作用于輪還是軸。 知識點3：機(jī)械效率 1.定義：物理學(xué)中，將__有用功__跟__總功__的比值叫做機(jī)械效率，用η表示 2.表達(dá)式_η＝___ 3.測量滑輪組的機(jī)械效率：η＝＝_ 本章中考主要熱點有：杠桿的應(yīng)用、杠桿的示意圖、杠桿的平衡條件、定滑輪與動滑輪的特點、滑輪組的應(yīng)用、機(jī)械效率。 1.杠桿的應(yīng)用與杠桿平衡條件 杠桿的七要素、杠桿平衡條件、杠桿的示意圖和杠桿的應(yīng)用。 主要有以下幾個方面： （1）杠桿應(yīng)用類：判斷屬于省力杠桿還是費(fèi)力杠桿； （2）考查杠桿的平衡條件主要是利用杠桿平衡條件分析、解答實際問題。 （3

3、）公式：F1L1= F2L2。 2.杠桿示意圖 杠桿的示意圖以畫出力臂較多。作圖題一般情況下和其他作圖題結(jié)合。 3.定滑輪與動滑輪 滑輪是杠桿的另一種形式。對定滑輪與動滑輪的特點的考查也較多。 主要有以下幾個方面： （1）定滑輪及其特點：力與距離的關(guān)系； （2）動滑輪杠及其特點：力與距離的關(guān)系，做功特點。 4.滑輪組的應(yīng)用 滑輪組的應(yīng)用主要有：滑輪組及其特點：力的關(guān)系及特點，距離的關(guān)系及特點，做功的計算；作圖類主要涉及繞線（很少出現(xiàn)）；計算類主要是根據(jù)定滑輪和動滑輪的特點，分析滑輪組的特點及其有關(guān)計算。 5.機(jī)械效率 機(jī)械效率屬于計算類型問題。在機(jī)械效率問題上一定要分清有

4、用功、額外功和總功，只要理解了這些問題，無論試題出現(xiàn)在選擇題、填空題還是大型計算題，都可以很好的解答。 1．（2019·海南）圖甲是海南網(wǎng)上扶貧超市給百香果配的多功能小勺子。把A點壓在百香果上固定、B處的“刺刀”刺進(jìn)果殼，用力使勺子繞A點轉(zhuǎn)動一周，“刺刀”就把果殼切開（如圖乙）。關(guān)于勺子的構(gòu)造和使用說法正確的是（ A ）。 A．勺子轉(zhuǎn)動切果時可作省力杠桿用 B．勺柄表面有花紋是為了減小摩擦 C．“刺刀”很尖利是為了增大壓力 D．勺子繞著果轉(zhuǎn)動時運(yùn)動狀態(tài)不變 2.（2019·衢州）如圖是起重機(jī)用四種方案將地面上的一棵大樹扶起的瞬間，其中拉力最小的是（ C ） A

5、. B. C. D. 3.（2019·溫州）曬三條相同的濕毛巾，下列做法最有可能讓衣架保持水平的是（ B ）。 A. B. C. D. 4．（2019·河南）如圖開瓶器開啟瓶蓋時可抽象為一杠桿，不計自重。下圖能正確表示它工作示意圖的是（ B ）。 A．B．C． D． 5.（2019·遂寧）如圖甲所示是建筑工地常用的塔式起重機(jī)示意圖，水平吊臂是可繞點O轉(zhuǎn)動的杠桿，為了左右兩邊吊臂在未起吊物體時平衡，在左邊吊臂安裝了重力合適的配重物體C，假設(shè)這時起重機(jī)裝置在水平位置平衡（相當(dāng)于杠桿平衡實驗中調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿水平平衡），由于起吊物體時配重物體C不能移動，且被起吊

6、物體重力各不相同，起重機(jī)裝置將會失去平衡容易傾倒，造成安全事故，某科技小組受杠桿平衡實驗的啟發(fā)，為起重機(jī)裝置增設(shè)了一個可移動的配重物體D，如圖乙所示。不起吊物體時，配重物體D靠近支點O；起吊物體時，將配重物體D向左移動適當(dāng)距離，使起重機(jī)裝置重新平衡，現(xiàn)用該裝置起吊重為5×103N，底面積為0.01m2的物體A，已知D的質(zhì)量為900kg，OB長18m；當(dāng)配重物體D移動到距支點6m的E點時，B端繩子對A的拉力為T，A對地面的壓強(qiáng)為p；若再讓配重D以速度V向左運(yùn)動，25秒后，甲對地面的壓力恰好為零；起吊過程中，物體A在10s內(nèi)勻速上升了10m，B端繩子的拉力T′做功功率為P。（g=10N/kg）下列

7、相關(guān)計算錯誤的是（ A ）。 A.P等于5kW B.V等于 C.p等于 D.T等于 6.（2019·瀘州）如圖所示，在“探究杠桿平衡條件”的實驗中，輕質(zhì)杠桿上每個小格長度均為2cm，在B點豎直懸掛4個重均為0.5N的鉤碼，當(dāng)在A點用與水平方向成30°角的動力F拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡。對該杠桿此狀態(tài)的判斷，下列說法中正確的是（ B ）。 A.杠桿的動力臂為8cm； B. 該杠桿為費(fèi)力杠桿； C.該杠桿的阻力大小為； D. 動力F的大小為 7.（2019·天津）如圖是用撬棒撬石頭的情景，下圖中關(guān)于該撬棒使用時的杠桿示意圖正確

8、的是（ A ） A. B. C. D. 8.（2019·瀘州）用如圖所示的滑輪組勻速豎直提升物體，不計一切摩擦和繩重。下列判斷正確的是（ B ） A.該滑輪組繩自由端拉力F的大小一定等于所提物體重力的三分之一； B.用該滑輪組提升不同的物體，物體越重，其機(jī)械效率越大； C.用該滑輪組分別提升水面下和水面上的同一物體，其機(jī)械效率相等； D.其他條件不變，僅將滑輪組中的動滑輪重力變大，其機(jī)械效率變大 9.（2019·海南）工人用如圖所示的滑輪組，在時間t內(nèi)，將重為G的貨物勻速提升了h，人對繩子豎直向下的拉力恒為F。以下說法正確的是（ AB ） A．拉力F的

9、功率為； B．額外功為（2F-G）h C．滑輪組的機(jī)械效率為； D．滑輪組的機(jī)械效率隨h的增大而增大 10.（2019·河北）如圖所示，重為G的物體在拉力F的作用下，以v的速度勻速運(yùn)動了s，已知物體在水平桌面上運(yùn)動時受到的摩擦阻力為物重的n分之一，不計繩重、輪與軸間的摩擦，下列說法正確的是（ BC ）。 A．使用該滑輪組一定省力； B．拉力的功率為2Fv； C．額外功為（2nF﹣G）s ；D．滑輪組的機(jī)械效率為 11.（2019·岳陽）如圖，動滑輪實質(zhì)上是一個______（填“省力”或“費(fèi)力”）杠桿，用60N的拉力將沙桶從地面提到9m高的樓上，拉力做

10、的功是______J。 【答案】省力；1080。 12.（2018?棗莊）如圖所示是小李和小王利用刻度均勻的輕質(zhì)杠桿探究“杠桿平衡條件”的實驗裝置。 （1）實驗前沒掛鉤碼時，杠桿靜止的位置如圖甲所示，此時應(yīng)將螺母向 調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡。 （2）杠桿平衡后，小李在左右兩側(cè)分別掛上鉤碼，如圖乙所示，杠桿的 端會下沉，要使杠桿重新在水平位置平衡，在不改變鉤碼懸掛點的位置和改變較少鉤碼的前提下，只需將 即可。 （3）小李和小王又分別設(shè)計了兩種實驗方案，小李的方案如圖丙所示，小王的方案如圖丁所示。你認(rèn)為 的實驗方案更好，請說明

11、你的理由 。 （4）實驗中小王發(fā)現(xiàn)：如果在杠桿的O點用彈簧測力計施加一個向上的力，這個力在探究實驗時是否影響到杠桿的平衡？請說明理由 。 【答案】（1）右；（2）左；將左側(cè)的鉤碼去掉一個；（3）小李；彈簧測力計在圖丙的力與力臂垂直，力臂在杠桿上便于測量；（4）這個作用在杠桿O點的力的力臂等于零，不影響杠桿的平衡 13.（2019·河北）如圖所示，一輕質(zhì)杠桿AB．長1m，支點在它中點O．

12、將重分別為10N和2N的正方體M、N用細(xì)繩系于桿桿的B點和C點，已知OC：OB＝1：2，M的邊長l＝0.1m。 （1）在圖中畫出N受力的示意圖。 （2）求此時M對地面的壓強(qiáng)。 （3）若沿豎直方向?qū)左右兩邊各切去厚度為h的部分，然后將C點處系著N的細(xì)繩向右移動h時，M對地面的壓強(qiáng)減小了60Pa，求h為多少。 【答案】（1）如圖所示；（2）900Pa；（3）0.05m。 14.（2019·達(dá)州）如圖所示，工人準(zhǔn)備用一根最多能承受400N力的繩子（若超過繩子將斷裂）繞成的滑輪組先后打撈水中材料相同、體積不同的實心物體A和B．完全露出水面的物體A被此裝置勻速提起時繩子達(dá)到最大拉力。已知

13、動滑輪的質(zhì)量為20kg（繩的質(zhì)量、繩與滑輪的摩擦、滑輪與軸的摩擦以及水的阻力均不計，連接動滑輪與物體間的鋼繩不會斷裂，g＝10N/kg）。求： （1）物體A完全露出水面后以0.5m/s的速度勻速上升時，物體A的重力和工人拉力的功率分別是多少。 （2）在物體A浸沒在水中勻速上升的過程中，滑輪組的機(jī)械效率為75%，物體A的密度是多少。 （3）若用該滑輪組打撈體積為50dm3的物體B時，物體B最多露出多少體積時繩子將斷裂。 【答案】（1）600W。（2）2.5×103kg/m3。（3）物體B最多露出25dm3時繩子將斷裂。 15.（2018·濱州）小明在“研究杠桿平衡條件”的實驗中所用

14、的實驗器材有，刻度均勻的杠桿，支架，彈簧測力計，刻度尺，細(xì)線和質(zhì)量相同的0.5N重的鉤碼若干個。 （1）如圖A所示，實驗前，杠桿左側(cè)下沉，則應(yīng)將左端的平衡螺母向 （選填“左”或”右”）調(diào)節(jié)，直到杠桿在 位置平衡，目的是便于測量 ，支點在杠桿的中點是為了消除杠桿 對平衡的影響。 （2）小明同學(xué)所在實驗小組完成某次操作后，實驗象如圖B所示，他們記錄的數(shù)據(jù)為動力F1=1.5N，動力臂L1=0.1m，阻力F2=1N，則阻力臂L2= m。 （3）甲同學(xué)測出了一組數(shù)據(jù)后就得出了”動力×動力臂=阻力×阻力臂”的結(jié)論，乙同學(xué)認(rèn)為他的做法不合理，理由是

15、 。 （4）丙同學(xué)通過對數(shù)據(jù)分析后得出的結(jié)論是：動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離，與小組同學(xué)交流后，乙同學(xué)為了證明丙同學(xué)的結(jié)論是錯誤的，他做了如圖C的實驗，此實驗 （選填“能”或”不能”）說明該結(jié)論是錯誤的，圖C實驗中，已知杠桿上每個小格長度為5cm，每個鉤碼重0.5N，當(dāng)彈簧測力計在A點斜向上拉（與水平方向成30°角）杠桿，使杠桿在水平位置平衡時，動力×動力臂 （選填“等于”或“不等于”）阻力×阻力臂”。 【答案】（1）右；水平；力臂；自重；（2）0.1

16、5；（3）一組實驗數(shù)據(jù)太少，具有偶然性，不便找出普遍規(guī)律；（4）能；等于。 16.（2019·海南）如圖，小謙想把被臺風(fēng)刮倒的樹拉正。他把繩子的一端系在乙樹上，然后繞過甲樹用力拉繩子，這樣做有_______段繩子拉甲樹。如果不計繩重和摩擦，甲樹受300N拉力，則小謙對繩子的拉力至少為_______N。 【答案】2；150。 17.（2019·遂寧）遂寧在“測量滑輪組機(jī)械效率”的實驗中，某組同學(xué)選擇了如圖所示的兩種滑輪組進(jìn)行多次實驗，記錄的實驗效據(jù)如下表： 實驗次數(shù) 鉤碼重G/N 鉤碼上升高度H/cm 拉力F/N 繩端移動距離S/cm 機(jī)械效率 1 0.5 10

17、 30 2 1.5 10 0.8 30 62.5% 3 0.5 10 0.5 40 25.0% 4 1.5 10 0.7 40 53.6% （1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以判斷出第一次實驗所選擇的是______（選填“甲”或“乙“）滑輪組。 （2）在第一次實驗中，當(dāng)______拉動滑輪組時，彈簧測力計示數(shù)如圖丙所示，拉力F為______N；該次實驗滑輪組的機(jī)械效率是______（計算結(jié)果精確到0.1%）。 （3）機(jī)械效率是機(jī)械性能好壞的重要標(biāo)志結(jié)合生產(chǎn)生活實際，分析實驗數(shù)據(jù)可知，下列提高機(jī)械效率的措施不可行的是______（選填符號）。 A．增加所提物

18、重 B．減輕機(jī)械自重C．機(jī)械加潤滑油 D．增加重物上升高度 【答案】甲；豎直向上勻速；0.4；41.7%；D。 18.（2019·益陽）如圖所示是吊車吊起貨物的示意圖，已知AB=4m，BC=6m。吊臂是一個杠桿，當(dāng)?shù)醣鄣踔?t的貨物處于靜止?fàn)顟B(tài)時，杠桿的支點是______點（選填“A”、“B”或“C”），伸縮撐桿對吊臂的支持力大小為______N。g=10N/kg。 【答案】A；50000。 19.（2019·達(dá)州）救援車工作原理如圖所示，當(dāng)車載電機(jī)對鋼繩施加的拉力F大小為2.5×103N時，小車A恰能勻速緩慢地沿斜面上升。已知小車A的質(zhì)量為1t，斜面高為2m，斜面長為5m（不

19、計車長、鋼繩重、動滑輪重、鋼繩與滑輪間的摩擦和滑輪與軸間的摩擦，g＝10Nkg）在小車A由水平路面被拖上救援車的過程中，鋼繩所做的有用功為 J，整個裝置的機(jī)械效率為 ，小車A與斜面間的摩擦力大小為 N。 【答案】2×104；80%；1×103。 20．（2018?玉林）如圖所示，長為40cm、重為10N的勻質(zhì)杠桿可繞著O點轉(zhuǎn)動，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由與水平方向夾角為30°的位置拉至水平位置（忽略摩擦阻力），在這個過程中，力F的大小將 （選填“增大”、“不變”或“減小”），力F所做的功為 J。 【答案

20、】增大；1。 21.（2019·菏澤）如圖所示，一個質(zhì)量600kg、體積0.2m3的箱子沉入5m深的水底，水面距離地面2m，若利用滑輪組和電動機(jī)組成打撈機(jī)械，以0.5m/s的速度將箱子從水底勻速提到地面，每個滑輪重100N（不計繩重、摩擦和水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。求： （1）箱子在水底時，箱子下表面受到的水的壓強(qiáng)； （2）箱子全部浸沒在水中時，箱子受到的浮力； （3）物體完全露出水面后，繼續(xù)上升到地面的過程中，滑輪組的機(jī)械效率； （4）整個打撈過程中請你分析哪個階段電動機(jī)的輸出功率最大，并計算出這個最大值。 【答案】（1）5×104Pa；（

21、2）2×103N；（3）98.4%；（4）3.05×103W。 22.（2019·湘潭）如圖所示利用汽車液壓起重機(jī)從礦井中提升重物。起重機(jī)起動時滑輪組將重物豎直向上勻速提起，其中N是柱塞，可向上支撐起起重臂ODC．重物和動滑輪總重為15000N，不計摩擦和滑輪組上鋼絲繩重。問： （1）鋼絲繩自由端上作用力F的大小為 N。 （2）當(dāng)柱塞向上支撐起起重管繞固定端O轉(zhuǎn)動時，起重臂ODC是 力杠桿。 （3）當(dāng)重物以0.4m/s的速度勻速上升時，鋼絲繩自由端上作用力F的功率是多少？ 【答案】（1）5000；（2）費(fèi)；（3）6000W。 23．（2018?青島）工人利用如圖

22、所示的滑輪組勻速提升重600N的貨物，繩子自由端被豎直拉上6m，額外功為300J。求滑輪組的機(jī)械效率。 【答案】80%。 24．（2018?瀘州）如圖甲所示的滑輪組裝置，不計繩重和摩擦，繩對滑輪的拉力方向均為豎直方向。用該滑輪組提升放置在水平地面上重為G=80N的重物到高處。用豎直向下的拉力拉繩的自由端，拉力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示，重物上升的速度v隨時間變化的圖象如圖丙所示。已知在2s～4s內(nèi)重物上升的豎直高度為2m，求： （1）在4s～6s內(nèi)，重物克服重力做功的功率； （2）在2s～4s內(nèi)，繩自由端下降的平均速度； （3）在0～2s內(nèi)，重物對地面的壓力大小。 【答

23、案】（1）在4s～6s內(nèi)，重物克服重力做功的功率為160W；（2）在2s～4s內(nèi)，繩自由端下降的平均速度為2m/s；（3）在0～2s內(nèi)，重物對地面的壓力大小為40N。 25.（2019·岳陽）請畫出圖中杠桿動力F的力臂L。 【答案】 26.（2018?攀枝花）如圖所示，一個繞O點的轉(zhuǎn)動的杠桿，已知動力F1的方向和阻力F2的力臂L2，請畫出動力F1的力臂L1以及阻力F2。 【答案】 27. (2019·武威)如圖所示是羊角錘的示意圖，請畫出用羊角錘撬鐵釘時最小動力F1的示意圖。 【答案】 28.（2019·達(dá)州）輕質(zhì)杠桿OABC能

24、夠繞O點轉(zhuǎn)動，已知OA＝BC＝20cm，AB＝30cm，在B點用細(xì)線懸掛重為100N的物體G，為了使杠桿在如圖所示的位置平衡，請在杠桿上作出所施加最小動力的圖示（不要求寫出計算過程）。 【答案】 29.（2019·邵陽）某物理興趣小組在測量滑輪組的機(jī)械效率，實驗過程如下： ①用彈簧測力計測量沙和袋所受總重力G并填入表格。 ②按圖安裝滑輪組，分別記下沙袋和繩端的位置。 ③勻速拉動彈簧測力計，使沙袋升高，讀出拉力F的值，用刻度尺測出沙袋上升的高度h和繩端移動的距離s，將這三個量填入表格。 ④算出有用功W有，總功W總，機(jī)械效率η。 ⑤改變沙袋中沙子的重量，重復(fù)上面的實驗。

25、次數(shù) 沙和袋所受的總重力G/N 提升高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 繩端移動的距離s/m 總功W總/J 機(jī)械效率η 1 0.6 0.2 0.12 0.3 0.18 66.7% 2 0.9 0.2 0.18 0.4 0.6 0.24 3 1.2 0.2 0.24 0.5 0.6 0.30 80% 請根據(jù)實驗過程和實驗記錄，思考并回答： （1）在第一次實驗中，粗心的小冬同學(xué)忘記在表格中填寫繩端移動的距離s，你認(rèn)為s應(yīng)該為 m。 （2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可計算得出第二次實驗的機(jī)械效率為 。 （3）根據(jù)表中數(shù)

26、據(jù)，分析得出所用動滑輪的重為 N。（繩重和摩擦忽略不計） （4）分析三次實驗中的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)用同一個滑輪組提升重物，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率 。（選填“越大”、“越小”或“不變”） 【答案】（1）0.6；（2）75%；（3）0.3；（4）越大 30.(2019·江西)科學(xué)探究是初中物理課程內(nèi)容的重要組成部分，探究的形式可以是多種多樣的。 (一)探究水沸騰時溫度變化的特點 (1)如圖18所示，是瑞瑞同學(xué)在實驗中，用數(shù)碼相機(jī)拍攝的水沸騰前和沸騰時的兩張照片。其中________是水沸騰時的情況。 (2)如圖19所示，是水沸騰時溫度計的示數(shù)，則此時水的沸點

27、是________℃。 (3)水沸騰后續(xù)繼加熱，每隔一段時間記錄水的________，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，可得出水時溫度變化的特點:不斷吸熱，溫度________。 (二)探究杠桿的平衡條件 如圖20所示，是小鷹和小華同學(xué)用于探究杠桿平衡條件的實驗裝置。 (1) 實驗前，小鷹和小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)實驗裝置如圖20甲所示，為了使杠桿在水平位置平衡，他們應(yīng)將左端的螺母向左調(diào)或?qū)⒂叶说穆菽赶騙_______調(diào)。 (2)實驗中，兩位同學(xué)在杠桿的左右兩側(cè)加掛鉤碼，如圖20乙所示，如果兩人決定只改變左側(cè)鉤碼的位置，則向________移動，才能使杠桿在水平位置重新平衡。改變鉤碼的個數(shù)及位置，并進(jìn)行多次實驗. (2) 實驗后，兩位同學(xué)將所得的數(shù)據(jù)分析處理，最終得到杠桿的平衡條件為________________。 【答案】（一）（1）甲（2）97；溫度；不變（二）（1）左（2）右（3）F1L1=F2L2 15