1、A组 20152019年安徽中考题组,1.(2019安徽,4,2分)如图所示,一轻杆AB悬于O点,其左端挂一重物,右端施加一个与水平方向成30的力F,此 时轻杆水平平衡。若重物质量m=3 kg,BO=3AO,g取10 N/kg,则力F的大小为 N。,答案 20,解析 作出杠杆的动力臂和阻力臂,如图所示: 根据杠杆的平衡条件可得: Fl1=FAl2,即:FOD=GOA 其中G=mg=3 kg10 N/kg=30 N 在直角三角形OBD中,由于OBD=30,则OD= OB,所以F OB=GOA 解得F= G= 30 N=20 N,方法技巧 解答此类问题时首先根据支点和力的作用线作出动力臂和阻力臂,
2、再根据杠杆的平衡条件解 答。,规律总结 利用数学知识解决物理问题时经常用到特殊直角三角形和勾股定理。,2.(2019安徽,5,2分)用沿斜面向上大小为3.5 N的力将一个重为4.9 N的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已 知斜面长为2 m,高为1 m,则该过程中斜面的机械效率为 。,答案 70%,解析 使用斜面时做的有用功: W有=Gh=4.9 N1 m=4.9 J, 拉力所做的功为总功: W总=Fs=3.5 N2 m=7 J, 斜面的机械效率: = = =70%,3.(2019安徽,7,2分)图中物块甲和乙处于静止状态。已知甲重12 N,乙重8 N,不计绳重及一切摩擦,则甲受到 地面的支持力为
3、N。,答案 4,解析 物块甲受竖直向下的重力G甲=12 N、绳子竖直向上的拉力F拉=G乙=8 N、地面竖直向上的支持力F支 作用而静止,静止属于平衡状态,由力的平衡条件得:G甲=F拉+F支,则甲受到地面的支持力:F支=G甲-F拉=12 N-8 N =4 N。,易错警示 本题不能习惯性地认为地面对物块甲的支持力大小一定等于物块甲的重力。,规律总结 对物体正确进行受力分析、熟练应用平衡条件是解题的前提与关键。当物体在水平地面上处 于静止状态时,竖直方向上受到的一定是平衡力,根据平衡条件建立等量关系可计算其中一个力。,4.(2018安徽,4,2分)如图所示,当工人师傅用400 N的拉力向下拉绳时,可
4、使重680 N的重物匀速上升。此过 程中滑轮组的机械效率为 。,答案 85%,解析 由图可知,滑轮组承担物重的绳子段数n=2,由= = = = ,得滑轮组的机械效率= = 100%=85%。,解题技巧 已知拉力、物重,利用= 可计算滑轮组的机械效率。,5.(2017安徽,8,4分)如图所示,将一把薄木尺的 长度用多层报纸紧密地覆盖在水平桌面上。已知报纸的上 表面积为0.25 m2,则大气对报纸上表面的压力为 N;在木尺右端快速施加竖直向下的力F,要将报纸掀 开,则力F至少为 N(假设报纸对木尺的压力全部作用在木尺的最左端,大气压取1.0105 Pa,报纸和薄 木尺的重力忽略不计)。,答案 2.
5、5104 1.25104,解析 大气对报纸上表面的压力F压=pS=1.0105 Pa0.25 m2=2.5104 N;则报纸对木尺的压力F压=F压,根据杠 杆平衡条件得F压L1=FL2,则要将报纸掀开的力至少为F= = =1.25104 N。,6.(2016安徽,7,4分)拉杆式旅行箱可看成杠杆,如图所示。已知OA=1.0 m,OB =0.2 m,箱重G=120 N。请 使箱子在图示位置静止时,施加在端点A的最小作用力F的示意图,且F= N。,答案 如图 24,解析 把旅行箱看成一个杠杆。阻力是箱重,阻力臂L2=OB。根据杠杆平衡条件可知:阻力和阻力臂乘积一 定时,动力臂越长则动力越小。作用在
6、A点的力与OA垂直时力臂最长,L1=OA。由杠杆平衡条件可得FL1= GL2,解得:F=GL2/L1=24 N。,解题关键 本题考查杠杆在生活中的应用,确定最大动力臂是解题关键。,7.(2015安徽,6,4分)如图,AB为能绕B点转动的轻质杠杆,中点C处用细线悬挂一重物,在A端施加一个竖直向 上大小为10 N的拉力F,使杠杆在水平位置保持平衡,则物重G= N。若保持拉力方向不变,将A端缓 慢向上提升一小段距离,在提升的过程中,拉力F将 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。,答案 20 不变,解析 根据杠杆平衡条件得:GBC=FBA,则G= = =20 N,拉力F= =20 N;若保持拉力方
7、向不变,将A端向上提升一小段距离,如图所示,根据杠杆平衡条件得:FL1=GL2,则F= ,由图中几何关系可 知 = ,故拉力F大小不变。,解题关键 本题考查了学生对杠杆平衡条件的了解和掌握,能画出杠杆的力臂并借助三角形相似确定力臂 的关系是解本题的关键。,知识拓展 解答杠杆动态平衡问题时,首先根据题目分析不变的量和变化的量,再由杠杆的平衡条件判断 某一变化量的变化情况。,8.(2015安徽,8,2分)某同学利用斜面匀速提升重为500 N的物体,已知沿斜面的拉力做的功为1 000 J,斜面的 机械效率为60%,则物体被提升的高度为 m。,答案 1.2,解析 利用斜面提升物体时所做有用功W有用=W
8、总=1 000 J60%=600 J,根据公式W有用=Gh,得物体被提升 的高度 h= = =1.2 m。,拓展延伸 沿斜面向上拉物体时,拉力做的功为总功,克服物体重力做的功为有用功,克服斜面的摩擦力做 的功为额外功。,9.(2015安徽,3,2分)图为卫星绕地球飞行的轨道示意图。卫星在飞行过程中机械能不变,当卫星运行到近地 点时,其动能最 (选填“大”或“小”)。,答案 大,解析 卫星由远地点向近地点运行的过程中,机械能守恒,到近地点时,重力势能最小,故动能最大。,解题关键 动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大;机械能等于势能与动能之和。,10.(2019安徽,12,
9、3分)如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧 保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球,小球就在AB间做往复运动(已知AO= OB)。小球从A位置运动到B位置的过程中,下列判断正确的是 ( ) A.小球的动能不断增加 B.弹簧的弹性势能不断减少 C.小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等 D.在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变,答案 D 小球在做往复运动的过程中,弹簧的弹性势能与小球的动能相互转化。由题知,O点是弹簧保持 原长时小球的位置,则AO段弹簧处于压缩状态,OB段弹簧处于拉伸状态;小球从A运动到O的过程中,
10、弹簧逐 渐恢复原状,形变程度变小,弹性势能变小,小球所受弹力方向向右、速度不断增大,动能变大,此过程中弹簧 的弹性势能转化为小球的动能;到达O点时,弹簧恢复原长,弹簧的弹性势能为零,小球所受弹力为零,此时小 球的速度最大,动能最大;小球从O运动到B的过程中,弹簧被拉长,形变程度变大,弹性势能变大,此时小球所 受弹力方向向左、速度不断减小,动能减小,此过程中小球的动能转化为弹簧的弹性势能,小球从A位置运 动到B位置的过程中,小球的动能先增大后减小,弹簧的弹性势能先减小后增大,故A、B错误。小球运动到 O点时的动能最大,此时弹簧的弹性势能为零,所以两者不相等,故C错误。“光滑的水平台面”表示小球不
11、 受摩擦力,因为不受摩擦力,所以小球和弹簧组成的系统机械能守恒,则在任一位置弹簧的弹性势能和小球 的动能之和保持不变,故D正确。,审题指导 注意题中O点是弹簧保持原长时小球的位置,说明小球在O点时,弹簧的弹性势能为零。水平台 面光滑,没有外力对小球和弹簧做功,所以整个系统能量守恒。,知识归纳 (1)动能的大小与物体的质量、速度有关,质量越大、速度越大,则动能越大。(2)弹性势能的大 小与物体的弹性形变程度有关,形变程度越大,弹性势能越大。,11.(2017安徽,16,3分)如图所示,当水平拉力F=50 N时,恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。 已知物体重为200 N,所受地面的摩擦
12、力约为80 N。假如在5 s时间内,物体水平移动了0.6 m,不计绳和滑轮 的自重,则在此过程中( ) A.拉力F做功为30 J B.物体重力做功为120 J C.拉力F做功的功率为12 W D.该装置的机械效率约为60%,答案 C 绳端移动的距离s=20.6 m=1.2 m,拉力做功W=Fs=50 N1.2 m=60 J,故A错误;拉力的功率P= = =12 W,故C正确;物体沿水平地面运动,重力做功为0,故B错误;该装置的机械效率= = = = 100%=80%,故D错误。,思路分析 分别利用公式W=Fs、P= 计算拉力做的功和功率,由于是水平拉动物体,故计算机械效率时, 有用功为克服摩擦
13、力所做的功。,易错警示 计算拉力做功时,由于拉力F是加在绳端的力,故所做功应等于拉力与绳端移动距离的乘积,绳 端移动的距离等于物体移动距离的2倍。,12.(2016安徽,14,3分)掷实心球是某市的中考体育加试项目之一。掷出去的实心球从a处出手后,在空中运 动的轨迹如图所示,球最终停在水平地面e点处(不计空气阻力)。则实心球 ( ) A.在a处重力势能最小 B.在b处动能为零 C.在a、b、c三处机械能相等 D.在d处动能为零,答案 C 物体的重力势能大小与物体的质量和被举高的高度有关。实心球的质量不变,a处位置不是最 低处,所以A项错。实心球在b处具有水平向右的速度,所以动能不为零,B项错。
14、不计空气阻力,实心球在空 中运动过程中只受重力作用,所以机械能守恒,C项正确。由b到d的过程是重力势能转化为动能的过程,实 心球落到d点后继续运动,到e点处停止,所以实心球在d处的动能不为零,D项错。,解题关键 掌握“动能的大小与物体的质量以及速度有关,质量越大、速度越大,动能越大;重力势能的大 小和物体的质量以及物体所处的高度有关,质量越大、高度越高,重力势能越大”是解答本题的关键。,知识拓展 动能的变化看质量和速度的变化,重力势能的变化要分析质量和高度的变化。,评析 本题考查动能和重力势能大小的判断,理解影响机械能大小的因素是解题关键。本题涉及机械能守 恒的判定:实心球在空中运动过程中如果
15、不考虑空气阻力,则实心球的机械能守恒。,13.(2018安徽,18,8分)图为探究物体(钢球)动能大小跟哪些因素有关的实验装置。 (1)实验原理: 钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动,到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关,起点位 置越高,该速度越 。 钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动,在水平木板上撞击木块,木块运动的距离越长,运动钢球所具有 的动能越 。,(2)实验现象: 同一钢球从斜面上不同高度处由静止向下运动,在水平木板上撞击木块,钢球开始向下运动时的起点位 置越 ,木块运动的距离越长。 质量不同的钢球从斜面上同一高度由静止向下运动,在水平木板上撞击木块,钢球的质量越 ,木 块
16、运动的距离越长。,答案 (1)大 大 (2)高 大,解析 (1)钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动,重力势能转化为动能,起点位置越高,重力势能越大,到 达斜面底端时的动能越大,速度越大。实验中是通过比较钢球撞击木块移动的距离来比较钢球动能大小 的,利用了转换法;被撞木块的运动距离越长,说明钢球对被撞木块所做的功就越多,钢球原来所具有的动能 就越大。(2)质量一定的钢球开始向下运动的起点位置越高,到达水平面时的速度越大,因此动能越大,对 木块做功越多,木块移动的距离越长。不同质量的钢球从同一高度由静止向下运动,钢球到达水平面时 的速度一定,则钢球质量越大,所具有的动能越大,对木块做功越多,木块运
17、动的距离越长。,14.(2019安徽,21,5分)如图所示,水平地面上一个重为50 N的物体,在大小为10 N的水平拉力F作用下,向左做 匀速直线运动,在5 s的时间内通过的距离为2 m。求物体运动过程中 (1)所受摩擦力的大小; (2)拉力F做功的功率。,答案 (1)10 N (2)4 W,解析 (1)因为物体做匀速直线运动,所以物体受力平衡,即: f=F=10 N(2分) (2)拉力所做的功:W=Fs=10 N2 m=20 J 拉力做功的功率:P= =4 W(3分) 说明:(1)根据二力平衡求出摩擦力得2分,没有说明物体受力平衡,直接写出摩擦力数值的给1分。(2)求出功 或者速度的给1分;
18、写出公式且代入数值正确,计算结果错误的给2分。,一题多解 (2)物体运动的速度:v= = =0.4 m/s,则拉力做功的功率:P=Fv=10 N0.4 m/s=4 W。,15.(2018安徽,21,4分)图a所示为前臂平伸用手掌托住铅球时的情形。我们可将图a简化成如图b所示的杠 杆,不计自重。若铅球质量m=3 kg,OA=0.03 m,OB=0.30 m,求此时肱二头肌对前臂产生的拉力F1大小(g取 10 N/kg)。,答案 300 N,解析 根据杠杆平衡条件,有F1l1=F2l2 (2分) 将F2=mg=30 N,l1=OA=0.03 m,l2=OB=0.30 m代入 可得F1=300 N(
19、2分),解题关键 掌握杠杆的平衡条件和力臂的定义是解答本题的关键。,16.(2017安徽,21,6分)已知物体的重力势能表达式为Ep=mgh,动能表达式为Ek= mv2;其中m为物体的质量,h 为物体距离水平地面的高度,v为物体的运动速度,g为常量,取10 N/kg。如图所示,将一质量为0.4 kg的物体 从距离地面1.5 m的高度沿水平方向以2 m/s的速度抛出。不计空气阻力,物体从被抛出到落地前的瞬间,整 个过程中机械能守恒。求: (1)物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek1; (2)物体从被抛出至落地的过程中,其重力所做的功W; (3)物体落地前瞬间的动能Ek2。,答案 (1)6 J 0
20、.8 J (2)6 J (3)6.8 J,解析 (1)Ep=mgh=6 J(1分) Ek1= mv2=0.8 J(1分) (2)W=Gh=mgh=6 J(2分) (3)由机械能守恒,得:Ek2=Ek1+Ep=6.8 J(2分),思路分析 利用题中的关系式计算物体的重力势能和动能,重力做功等于重力与重力在竖直方向上移动距 离的乘积,物体落地前的动能等于物体具有的机械能。,解题关键 题中假设不计空气阻力,整个过程中机械能守恒,则物体落地前的动能就等于被抛出时的重力 势能和动能之和。,17.2016安徽,21(2)(3)某家用轿车,重为1.5104 N,当车以72 km/h的速度匀速直线行驶了0.5
21、 h时,消耗汽油 3 kg,期间车受到的阻力为车重的0.08。已知汽油的热值为4.6107 J/kg,在此过程中,求: (2)牵引力做功的功率; (3)汽车发动机的效率。,答案 (2)2.4104 W (3)31.3%,解析 (2)汽车匀速行驶,所以有 F牵=f=0.08G=1.2103 N 又v=72 km/h=20 m/s 因此P=F牵v=1.210320 W=2.4104 W (3)= = = 100%=31.3%,思路分析 (2)利用阻力和重力的关系求出阻力,然后根据二力平衡可得牵引力,已知牵引力和行驶距离,可 以得到牵引力做的功;再利用P= 可求牵引力做功的功率,也可利用P=Fv求牵
22、引力做功的功率。 (3)已知汽油热值和质量,可以得到汽油完全燃烧放出的热量;已知汽车牵引力做的功和汽油完全燃烧放出 的热量,两者之比就是发动机的效率。,18.(2015安徽,21,8分)如图所示,一轻绳绕过定滑轮,一端与粗糙水平桌面上的滑块相连,另一端悬挂一个砂 桶。调整桶内砂的质量,当砂桶和砂的总质量m=0.2 kg时,砂桶和滑块都做匀速直线运动,速度大小v= 0.5 m/s。不计滑轮的摩擦,求砂桶和滑块匀速运动时: (1)滑块受到的摩擦力大小; (2)砂桶和砂所受的重力在2 s内做的功。,答案 (1)2 N (2)2 J,解析 (1)砂桶和砂所受的重力G=mg=0.210 N=2 N(1分
23、) 绳对砂桶的拉力F=G=2 N(1分) 绳对滑块的拉力F=F=2 N(1分) 由于砂桶和滑块都做匀速直线运动,即受力平衡,故 滑块受到的摩擦力f=F=2 N(1分) (2)砂桶在2 s内下降的距离h=vt=0.52 m=1 m(2分) 砂桶和砂所受重力在2 s内做的功 W=Gh=21 J=2 J(2分),思路分析 (1)由公式G=mg求出砂桶和砂的总重力,根据二力平衡条件得出摩擦力的大小。(2)根据公式h= vt求出砂桶在2 s内移动的距离,根据W=Gh求出重力所做的功。,答题规范 公式书写规范,单位正确,必须有必要的文字说明。,B组 20152019年全国中考题组 考点一 简单机械,1.(
24、2019四川成都,A18,4分)如图是三种类型剪刀的示意图,请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会选 择 (选填“A”、“B”或“C”)剪刀,这样选择是为了省 。,答案 C 力,解析 因为铁皮较硬,所以剪铁皮时要用省力杠杆,C剪刀的动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,故选C剪刀。,2.(2018云南昆明,13,2分)如图所示,轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A点处挂一个重为20 N的物体,B点处 加一个竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,且OBAB=21。则F= N,它是 杠杆。,答案 30 费力,解析 动力臂为OB,阻力臂为OA,因OBOA,故该杠杆为费力杠杆; = ,根据FOB=GOA,得
25、F= G= 20 N=30 N。,3.(2018河南,4,2分)高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷得直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。 图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣质量为25 kg,不计滑轮和钢绳自 重及摩擦,输电线A端受到的拉力大小为 N。若某段时间内坠砣串下降了30 cm,则输电线A端向左 移动了 cm。(g取10 N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩),答案 1104 15,解析 根据滑轮的工作特点首先判断出滑轮组左侧为定滑轮,右侧为动滑轮,坠砣对钢绳自由端施加拉力, 不计滑轮和钢绳的自重及摩擦,所以输电线A端受到的拉力等于2倍钢绳末端受到的拉力,即
26、F=2G=2mg=2 25 kg2010 N/kg=10 000 N;A端移动的距离等于 钢绳末端移动的距离,故等于15 cm。,方法技巧 本题涉及滑轮组的特殊使用方法:在水平方向上使用滑轮组。空间想象能力薄弱的同学可以将 图横着观察分析,这样有助于理解。,4.(2017上海,13)如图(a)、(b)所示,分别用力F1、F2匀速提升重为10牛的物体。图 中的滑轮可以看 做省力杠杆;图(a)中,若不计摩擦和滑轮重力,力F1的大小为 牛,物体受到合力的大小为 牛。,答案 (b) 10 0,解析 图(a)中为定滑轮,实质为等臂杠杆,不省力,但能改变力的方向,故不考虑摩擦和滑轮重力时,拉力等 于物体重
27、力,为10 N。图(b)中为动滑轮,实质为动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆;当物体被匀速提升时,受力 平衡,合力为0。,5.(2017黑龙江哈尔滨,42,2分)如图所示,杠杆水平放置且自重忽略不计,O是支点,左侧挂一重物,动力F1大小 为3 N,整个装置处于静止状态,则物体的重力为 N。此时杠杆属于 杠杆(选填“省力”或 “费力”)。,答案 6 省力,解析 阻力F2=G,由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得 G=F2= = =6 N, 由于L1L2, 所以此时杠杆属于省力杠杆。,6.(2016北京,24,2分)如图所示,OB是以O点为支点的杠杆,F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作 用线
28、在一条直线上,且OAAB。线段 表示力F的力臂。(选填“OA”、“AB”或“OB”),答案 OA,解析 从支点向力的作用线作垂线,支点到力的作用线的距离即力臂。,7.(2019浙江温州,6,4分)晾晒三条相同的湿毛巾,下列做法最有可能让衣架保持水平的是 ( ),答案 B 设每条湿毛巾重力为G,可将衣架均分为4个小格,每个小格的长度为L。可以把衣架看成一个杠 杆。A选项中左侧,力与力臂的乘积为2G2L=4GL;右侧,力与力臂的乘积为GL=GL,4GLGL,故衣架不能 保持水平,A错误。B选项中左侧,力与力臂的乘积为2GL=2GL;右侧,力与力臂的乘积为G2L=2GL,2GL= 2GL,故衣架能保
29、持水平,B正确。C选项中左侧,力与力臂的乘积为2GL=2GL;右侧,力与力臂的乘积为GL =GL,2GLGL,故衣架不能保持水平,C错误。D选项中左侧,力与力臂的乘积为2G2L=4GL;右侧,力与力臂 的乘积为G2L=2GL,4GL2GL,故衣架不能保持水平,D错误。故选B。,8.(2019山东青岛,5,2分)如图为探究杠杆平衡条件的实验装置,杠杆平衡时,钩码对杠杆的阻力F2=1.0 N,阻力 臂l2=20 cm,测力计示数F1=2.5 N,则动力臂l1为 ( ) A.15 cm B.8 cm C.50 cm D.80 cm,答案 B 当杠杆平衡时,根据杠杆的平衡条件可知:F1l1=F2l2,
30、 ,故选B。,9.(2018新疆乌鲁木齐,6,3分)如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重和摩擦力,G1=60 N,G2=38 N,甲乙两种 情况下绳子在相等拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为 ( ) A.3 N B.6 N C.11 N D.22 N,答案 B 由题图可知,甲图中承担物重的绳子股数为3,乙图中承担物重的绳子股数为2,不计绳重和摩擦 力,则绳端拉力分别为F= (G1+G动),F= (G2+G动),得 (60 N+G动)= (38 N+G动),解得G动=6 N,故选B。,10.(2019内蒙古包头,10,6分)图是“利用杠杆测量石块密度”的实验。(水=1.0103 kg/m3
31、),答案 (1)平衡 右 便于在杠杆上读出力臂 (2)等于 (3)2.6103 偏大,解析 (1)杠杆静止即处于平衡状态,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右调节,这样便于在杠杆上 直接读出力臂。(2)溢水杯中装满水,石块浸没后,石块体积等于溢出水的体积。(3)不考虑小桶重力,根据杠 杆平衡条件得m水OA=m石OB,即水V13 cm=石V5 cm,得石=2.6水=2.6103 kg/m3;若考虑小桶的重力,根据 杠杆平衡条件得(m桶+m水)OA=(m桶+m石)OB,又因为m桶OAm桶OB, 所以m水OA2.6水,石块的 实际密度将比上述测量值偏大。,11.(2018湖北黄冈,15,4分)用
32、如图所示的器材探究杠杆的平衡条件。 (1)实验前调节杠杆上的 ,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止,这是为了 。,(2)在已经平衡的杠杆的左侧钩码下加挂钩码,为了使杠杆尽快平衡,下列做法正确且合理的是 。 A.只把右侧钩码向右移 B.只把左侧钩码向左移 C.把左右两侧钩码同时向左移动 D.把左右两侧钩码同时向右移动 (3)杠杆在两个力的作用下平衡时,F1l1=F2l2,此时动力作用的效果与阻力作用的效果互相抵消。据此,如 果杠杆受到动力F1、F2和阻力F3三个力的作用,杠杆的平衡条件是什么呢?请你提出猜想: (用公式表达)。,答案 (1)螺母 便于实验时能从杠杆上直接读出力臂(消除杠杆自重对实
33、验的影响) (2)A (3)F1l1+F2l2= F3l3,解析 (1)探究杠杆的平衡条件实验时,将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的螺母, 使杠杆在水平位置平衡;在杠杆两侧加挂钩码,杠杆水平平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺 刻度上直接读出来,还可以消除杠杆自重对实验的影响。(2)左侧钩码下加挂钩码,左侧的力乘以力臂的值 增大,为了让杠杆尽快平衡,正确且合理的方法为在右侧钩码下加挂钩码或者将右侧的钩码向右移动,D项 把左右两侧钩码同时向右移动,也能使杠杆平衡,但不能“尽快”,所以不是最合理的,故选A。(3)根据杠杆 的平衡条件:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂
34、可以推知,当有多个动力时,动力与各自的动力臂乘积之 和等于阻力乘以阻力臂,即F1l1+F2l2=F3l3。,12.(2018新疆乌鲁木齐,22,5分)如图所示,长1 m,重5 N的匀质杠杆OB连接在竖直墙壁的O点,在杠杆的中点A 处悬挂45 N的重物。固定在A点的绳子跨过定滑轮,在拉力F作用下使杠杆在水平位置平衡,此时OAC= 45。不计绳子重力和转动部分的摩擦,求 (1)缓慢地将杠杆从水平位置转动到竖直位置的过程中,拉力做的功; (2)杠杆从水平位置逆时针缓慢转动多大角度后,绳子拉力开始小于50 N。,答案 (1)25 J (2)30,考点二 功、功率及机械效率,1.(2019山西,37,2
35、分)小明利用“3D”打印机,打印出和自己大小一样的“自己”模型,但质量只有自己的 ,这个模型的密度是小明密度的 。小明把模型从一楼搬到二楼教室克服模型重力做功约 J。(g取10 N/kg),答案 150(估测数值合理即可),解析 打印出的模型与小明体积相同,质量是小明的 ,根据= 可知,模型的密度是小明密度的 ;小明 的质量约50 kg,模型的质量约为m模= m小明= 50 kg=5 kg。一层楼高度约为h=3 m,克服模型重力所做的 功W=m模gh=5 kg10 N/kg3 m=150 J。,2.(2018河北,25,3分)一台起重机在10 s内将重为3 600 N的货物匀速提高了4 m,起
36、重机做的有用功是 J。 若起重机做的额外功是9 600 J, 则机械效率是 ,起重机的总功率是 W。,答案 14 400 60% 2 400,解析 有用功:W有=Gh=3 600 N4 m=14 400 J 机械效率:= = =60% 总功率:P= = =2 400 W,3.(2017吉林,15,2分)利用动滑轮把重30 N的物体竖直向上提升5 m,所用拉力是20 N,拉力所做的功是 J; 动滑轮的机械效率是 。,答案 200 75%,解析 F=20 N,s=2h=25 m=10 m 拉力所做的功W=Fs=20 N10 m=200 J = = =0.75=75%,易错警示 拉力所做的功W=Fs
37、,克服物体重力所做的功W=Gh,要注意对应关系。,4.(2017福建,21,2分)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两物体,不计绳重和摩擦。若GAGB,则甲 乙;若FA=FB,则GA GB。(选填“”、 “=”或“”),答案 ,解析 用同一个滑轮组提起不同的重物,所做的额外功不变,物体越重,有用功越大,所以有用功与总功的比 值越大,机械效率越大,因此甲的效率大于乙的效率;根据题图可知,GA+G动=2FA,GB+G动=3FB,FA=FB时GAGB。,知识拓展 若有用功相同,额外功越多,机械效率越低;若额外功相同,有用功越多,机械效率越高
38、。,解题关键 解决此题的关键是搞清有用功、额外功、总功之间的关系和滑轮组的特点。,5.(2019天津,6,3分)小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里,他提鸡蛋的力做功最接近 ( ) A.9 J B.30 J C.90 J D.300 J,答案 C 两个鸡蛋所受的重力约为1 N,30个鸡蛋所受的重力约为15 N,从一楼走到三楼其实是升高了两 层楼的高度,一层楼高约3 m,所以上升的高度约为6 m,由W=Gh得人提鸡蛋的力做功约为90 J,故选项C正 确。,6.(2019北京,8,2分)如图所示为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是 ( ) A.从发力到上拉的
39、过程中,运动员对杠铃不做功 B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功 C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功 D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功,答案 D 从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上移动一段距离,运动员对杠铃做 功,A错误;从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上移动一段距离,运动员对杠铃做功, B错误;从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上移动一段距离,运动员对杠铃做功,C 错误;举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上没有移动距离,运动员对杠铃不做 功,D正确。,答案 A 斜面的机械
40、效率= ,根据题意,用绳子把物体甲从A点拉到B点,绳子的拉力对甲做的功WAB是 有用功,沿斜面把物体乙从C点拉到D点,绳子的拉力对乙做的功WCD是总功,故A正确。,8.(2018福建A,11,2分)如图,用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比,提升A 的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响,则提升A的过程 ( ) A.额外功较小 B.额外功较大 C.总功较小 D.总功较大,答案 D 本题考查滑轮组的机械效率。由题意知,用相同的滑轮组提起A、B过程,不计绳重与摩擦的影 响,AB,滑轮组的机械效率= 100%,W有用=Gh,W总=W有用+W额外=Gh+G滑h,
41、因为AB,则有 ,即 GB,也就是说相同的滑轮组匀速提升A、B过程,提起A时,所做 有用功大,但所做额外功相同,故A、B选项错。由于总功等于有用功和额外功之和,所以提升A物体过程总 功大,故C错,D正确。,9.(2017广东,6,3分)妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈 妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍。若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1,小明克 服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是 ( ) A.W1W2=11 B.W1W2=23 C.P1P2=11 D.P1P2=23,答案 D 克服重力做功大小为W=Gh,爬山
42、比赛的起点、终点均相同,即高度h相同,妈妈体重是小明的2倍, 故W1W2=21,A、B错误。功率P=W/t,妈妈所用时间是小明的3倍,故P1P2=23,C错误、D正确。,10.(2016黑龙江哈尔滨,49,5分)如图是同学们探究“影响滑轮组机械效率因素”的实验装置,请完成以下问 题:(忽略摩擦及绳重) (1)实验中用到的测量工具除刻度尺外还有什么? (2)下表记录了实验中的部分数据:请算出第4次实验中的机械效率。(只写出计算结果),(3)分析1、2、3次实验数据,你认为他们可以探究滑轮组机械效率与什么因素的具体关系?并写出你 这样认为的理由。,答案 (1)弹簧测力计 (2)80.0% (3)可
43、以探究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系。 理由:由表格可知G物1=2 N,G物2=3 N,G物3=4 N,有G物1G物2G物3 1=80%,2=85.7%,3=88.9%,有123 G动1=G动2=G动3=0.5 N 可知:动滑轮重一定时,滑轮组所提升的物体越重机械效率越高,所以这样认为。,解析 (1)测量滑轮组机械效率的原理为= 所以要测量G、F、h、s四个量,测量工具为弹簧测力计和刻度尺。 (2)G物=4 N,G动=1.0 N,不计绳重和摩擦 则= = = = =80% (3)分析见答案。,11.(2019湖南长沙,38,6分)如图所示为洋湖湿地公园的“河道保洁船”清理水面垃圾时的情景
44、,保洁船的质 量为2.5 t,收集宽度为3.4 m。它某次工作时以1 m/s的速度做匀速直线运动,其牵引力为5104 N,保洁船工作 50 s,求这段时间内: (1)保洁船行驶的路程; (2)牵引力做的功; (3)牵引力的功率。,答案 (1)50 m (2)2.5106 J (3)5104 W,解析 (1)保洁船工作50 s行驶的路程 s=vt=1 m/s50 s=50 m (2)保洁船工作50 s,牵引力所做的功 W=Fs=5104 N50 m=2.5106 J (3)保洁船的功率 P= = =5104 W,思路分析 (1)保洁船行驶的路程可由s=vt求出;(2)求出路程后,根据公式W=Fs
45、求出牵引力所做的功;(3)由 公式P=W/t求出牵引力的功率。,12.(2019黑龙江齐齐哈尔,29,8分)图甲是某起重船的示意图,A处为卷扬机,吊臂前端滑轮组如图乙所示。在 一次吊装施工中,当起重船从运输船上吊起重物时,起重船浸入海水中的体积增加了18 m3,重物在空中匀速 竖直上升了3 m,所用时间为30 s。已知动滑轮总重为2104 N,不计钢丝绳重及摩擦。(海水=1.0103 kg/m3,g= 10 N/kg) (1)求该重物的重力是多少? (2)求钢丝绳拉力F做功的功率是多少? (3)求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率。,答案 (1)1.8105 N (2)2104 W (
46、3)90%,解析 (1)方法1: 起重船增大的浮力 F浮=海水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg18 m3=1.8105 N 重物的重力 G=F浮=1.8105 N 方法2: G=F浮=G排=m排g=海水V排g=1.0103 kg/m318 m310 N/kg=1.8105 N (2)重物在空中匀速上升过程中钢丝绳的拉力 F= (G+G动)= (1.8105 N+2104 N)=5104 N 方法1: 拉力所做的功 W总=Fs=5104 N43 m=6105 J,拉力做功的功率 P= = =2104 W 方法2: 重物上升的速度 v物= = =0.1 m/s 钢丝绳拉力做功的功率
47、P=Fv=5104 N40.1 m/s=2104 W (3)方法1: W有=Gh=1.8105 N3 m=5.4105 J = = 100%=90% 方法2:,= = = = 100%=90%,13.(2018北京,34,3分)图是用动滑轮提升货物A的示意图。在竖直向上的拉力F的作用下,使重450 N的货物 A在50 s的时间里,匀速竖直上升了10 m。在这个过程中,拉力F做的功为5 000 J。 求:(1)有用功W有; (2)拉力F的功率P; (3)动滑轮的机械效率。,答案 (1)4 500 J (2)100 W (3)90%,解析 (1)W有=Gh=450 N10 m=4 500 J (2
48、)P= = =100 W (3)= = =90%,考点三 机械能及其转化 1.(2019广东,8,3分)如图所示,用细线系住小球悬挂在O点,将小球拉至A点释放,从A点经过B点运动到C点的 过程中,小球的重力势能先变小后 ,动能先 后 。(选填“变大”“变小”或“不 变”),答案 变大 变大 变小,解析 重力势能的大小由质量和高度决定,由图可知,小球从A点运动到B点再运动到C点的过程中,小球质 量不变,高度先变小后变大,所以重力势能先变小后变大;动能的影响因素是质量和速度,小球从A点运动到B 点再运动到C点的过程中,小球质量不变,速度先变大后变小,所以小球的动能先变大后变小。,知识拓展 考生要注意机械能守恒及能量转化,机械能守恒说明所研究系统内各物体间只发生动能、重力 势能、弹性势能之间的相互转化,而没有其他形式的能量参与转化。,2.(2019湖北武汉,21,3分)如图所示是嫦娥4号的中继卫星“鹊桥”由长征4号丙运载火箭发射时的情景。 火箭中的燃料燃烧时,燃气推动火箭和卫星上升,卫星的机械能会 (填“增大”“不变”或“减 小”),火箭外壳的温度会 (填“升高”“不变”或“降低”)。“鹊桥”最终在距地球约45万 千米的轨道上运行,
