1、A组 20152019年福建中考题组 一、选择题,1.(2019福建,12,2分)工人用如图的机械将物体匀速提升到某一高度,若物体的重力与滑轮的重力之比G物 G滑轮=91,忽略绳重与摩擦的影响,则机械效率为 ( ) A.10% B.45% C.80% D.90%,答案 D 由题意知道 = ,同时知道可以忽略绳重与摩擦的影响,根据机械效率的公式,= 100%= 100%= 100%=90%。故选D。,2.(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
2、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,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。,3.(2018福建A,14,2分)墨经最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表 示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是 ( ) A.“权
3、”小于“重”时,A端一定上扬 B.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本” C.增大“重”时,应把“权”向A端移 D.增大“重”时,应换用更小的“权”,答案 C 本题考查杠杆的平衡条件。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2,在本题中“标”表示L1,“本”表示 L2,“权”表示F1,“重”表示F2。当F1F2时,是否平衡还要看L1与L2的关系,故A错。当F1F2时,L1一定大于L2, 故B错。增大F2,F1、L2不变时,L1= ,L1也必须增大才能平衡,所以增大“重”时,应把“权”向A端移,故 C正确。当F2增大时,若L1、L2保持不变,F1= ,F1也必须增大才能平衡,所以增大“重”时,应换用
4、更大的 “权”,故D错。,4.(2016厦门,5,2分)在图中所示的四种剪刀中,最适用于剪开较硬物体的是 ( ),答案 B 剪开较硬的物体,需要省力的剪刀,因此需选用动力臂大于阻力臂的剪刀,即刀柄比刀口长的剪 刀,所以B符合。故选B。,方法技巧 解题的关键是要看动力臂与阻力臂之间的大小关系。要与生活实际相联系,例如人的前臂相当 于杠杆,动力臂和阻力臂已经固定,且阻力臂大于动力臂,是一个费力杠杆。根据杠杆平衡条件可知:在动力 臂和阻力臂确定的情况下,手托起的物体越重,肌肉需要提供的动力越大,感觉越累。,5.(2016泉州,5,2分)如图所示的工具中,属于费力杠杆的是 ( ),答案 B 钳子在使用
5、过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费 力杠杆;羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是 省力杠杆。故选B。,方法技巧 杠杆的分类主要包括以下几种:省力杠杆,动力臂大于阻力臂;费力杠杆,动力臂小于阻力臂; 等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。,6.(2015漳州,15,2分)如图所示,可绕O点转动的轻质杠杆,在D点挂一个重为G的物体M,用一把弹簧测力计依 次在A、B、C三点沿与圆O相切的方向用力拉,都使杠杆在水平位置平衡,读出三次的示数分别为F1、F2、 F3,它们的大小关系是 ( ) A.F1F2F3G C.F
6、1=F2=F3=G D.F1F2=F3=G,答案 C 本题考查杠杆平衡条件的应用。设拉力的力臂为L,则由题意可知,当杠杆在水平位置平衡时G OD=FL,得F= ,因为G、OD不变,OD=L=r,故F=G,由于F1、F2、F3的力臂都为圆的半径,故F1=F2=F3= G,所以选C。,二、填空题 7.(2019福建,18,2分)如图是我国古代劳动人民在工地上运送巨木的情景。架在支架上的横杆属于 杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”);支架下面垫有面积较大的石块,是为了 对地面的压强 (选择“增大”或“减小”)。,解析 本题考查杠杆和压强的相关知识。整个装置就是一个杠杆,从图中可以看出,动力臂在右侧
7、,阻力臂 在左侧,动力臂比阻力臂大,所以是省力杠杆。支架下面垫面积较大的石块,是为了增大受力面积,这样在压 力不变的情况下,根据公式p=F/S可知,压强将减小,所以在支架下面垫面积较大的石块是为了减小对地面的 压强。,答案 省力 减小,8.(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 由题意可知甲、乙两种装置的机械效率= ,又G动甲=G动乙,GAGB,则甲乙,甲的效率大于乙的 效率;根据题图可知,GA+
8、G动=2FA,GB+G动=3FB,FA=FB时GAGB。,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。,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。,9.(2017福建,19,2分)如图所示,撬起瓶盖的起瓶器属于 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等 臂”),其支点是图中 点。,解析 此起瓶器在使用过程中,以A点为支点,手作用在起瓶器上的力为动力,B点受到的力为阻力,由此可 知,动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆。,答案 省力 A,方法技巧 先判断起瓶器在使用过程中,动力臂与阻力臂的大小关系,再判断它是省力杠杆还是费力杠
9、杆; 根据杠杆绕着转动的固定点为支点,可判断杠杆的支点。,10.(2016泉州,23,2分)如图所示,用甲、乙两种装置将物体匀速提升相同高度。物体重均为10 N,滑轮重均 为1 N,不计绳重,所用的拉力分别是F1和F2,机械效率分别是1和2,则F1 F2,1 2。(填“” “”或“=”),解析 本题旨在考查机械效率的大小比较。定滑轮不省力,而动滑轮省一半力,在图中,使用定滑轮时F1=G =10 N;使用动滑轮时,F2= (10 N+1 N)=5.5 N,所以F1F2;不计绳重,使用定滑轮时只有克服摩擦做的功为额 外功,而使用动滑轮时,除摩擦外,还要对动滑轮本身做额外功,故12。,答案 ,方法技
10、巧 向上拉同一物体时,使用动滑轮时虽然省力,但要对动滑轮做额外功,故用动滑轮时的机械效率 比用定滑轮时的低。,11.(2016宁德,19,2分)如图所示,用动滑轮把3.6 N的重物匀速提升0.2 m,弹簧测力计的示数为 N,该 动滑轮的机械效率是 。,解析 本题考查弹簧测力计的读数及机械效率的计算。由图知,弹簧测力计分度值是0.2 N,所以读数为2.4 N。做的有用功W有用=Gh=3.6 N0.2 m=0.72 J,做的总功W总=Fs=2.4 N20.2 m=0.96 J,= 100%= 100%=75%。,答案 2.4 75%,三、作图题 12.(2016龙岩,24,2分)图甲是钢丝钳剪钢丝
11、的情景;图乙是单侧钢丝钳的杠杆模型示意图,A是用力点,B是剪 钢丝处,O为支点。请在图中画出钢丝钳剪钢丝时的阻力F2的示意图和动力臂L1。,解析 钢丝钳剪钢丝时的阻力F2是由钢丝对钢丝钳作用产生的,所以方向为过B点竖直向下。动力臂L1是 支点到动力F1作用线的距离。作图时过点O作F1作用线的垂线,长度即L1。,答案 如图所示,四、实验题 13.(2016南平,29,4分)利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。,(1)实验前,杠杆如图甲所示,可将杠杆两端的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平 位置平衡,这样做的好处是可以直接从杠杆上读出 。 (2)杠杆平衡后,如图乙所示,在杠
12、杆B点挂3个相同的钩码,可在杠杆的D点挂 个相同的钩码,就可使 杠杆重新在水平位置平衡。 (3)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂l1和动力F1的数据,绘制了l1-F1的 关系图像,如图丙所示。请根据图像推算,当l1为0.6 m时,F1为 N。,解析 本题考查探究杠杆的平衡条件实验。(1)实验前杠杆不在水平位置平衡,左端向下倾斜,右端向上倾 斜,故应向右调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,支点到力的作用点的距离就是力臂,这样便于测量力臂 大小。 (2)设1个钩码重为G,每格长为L,根据杠杆平衡条件可知:3G4L=FD3L,所以FD=4G,需在D点挂4个钩码。 (3
13、)由于阻力和阻力臂不变,据F1l1=F2l2可知,利用图像中(0.3 N,0.1 m)这组数据得,0.1 m3 N=0.3 Nm,故当l1 为0.6 m时,F1= = =0.5 N。,答案 (1)右 力臂的大小 (2)4 (3)0.5,举一反三 调节杠杆在水平位置平衡和调节天平横梁平衡的操作方法是相同的,都是将平衡螺母向上翘的 一端移动。,14.(2018福建A,33,8分)学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”试验。7块长短不一的长方体木块均平放在 水平地面上,机器人将木块按长度从大到小依次吊装并对称叠放。已知木块的密度相同,高度均为h=0.2 m, 宽度均为b=0.2 m,不同序号木块的质量如
14、下表,其中m=12 kg。g取10 N/kg。,五、计算题,(1)已知1号木块的长度a=1.2 m,求未叠放时1号木块对地面的压强; (2)如图,把2号木块吊装到1号木块的上面,求此过程克服木块重力所做的功; (3)机器人完成全部吊装叠放用时6 min,求整个过程克服木块重力做功的功率。,解析 第(1)小题2分,第(2)小题2分,第(3)小题4分。 (1)G1=m1g=2mg=212 kg10 N/kg=240 N S1=ab=1.2 m0.2 m=0.24 m2 p= = = =1 000 Pa (2)G2=mg=12 kg10 N/kg=120 N W2=G2h=120 N0.2 m=24
15、 J (3)吊装k号木块克服重力做功Wk=Gk(k-1)h=mgh=24 J 吊装每一块木块克服重力做的功相等 W=6Wk=624 J=144 J P= = =0.4 W,答案 (1)1 000 Pa (2)24 J (3)0.4 W,15.(2017福建,32,6分)一辆汽车为50 km长的新建大桥进行通车测试,如图所示。汽车总质量为1.5 t,以100 km/h的速度匀速通过大桥,受到的阻力是总重的0.08,全程消耗了4 kg的汽油。g取10 N/kg,求汽车通过大桥: (1)所需的时间; (2)牵引力所做的功; (3)汽油机的效率。(q汽油=4.6107 J/kg),答案 (1)0.5
16、h (2)6107 J (3)32.6%,解析 (6分)第(1)小题2分,第(2)小题2分,第(3)小题2分。 (1)t= = =0.5 h (2)汽车阻力f=0.08G=0.08mg=0.081 500 kg10 N/kg=1 200 N 因为汽车做匀速运动,所以F=f=1 200 N W=Fs=1 200 N50 000 m=6107 J (3)Q=m汽油q汽油=4 kg4.6107 J/kg=1.84108 J = 100%= 100%32.6%,解题关键 解决本题的关键是知道汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力。对 于这类综合题目,要快速联想并选择相对应的公式进行
17、求解,在计算过程中注意单位要统一。,思路分析 (1)根据速度的变形公式计算所需的时间;(2)已知汽车的质量可求得其重力,根据小汽车所处运 动状态对汽车进行受力分析,利用二力平衡的条件求出牵引力的大小,然后利用W=Fs可求得牵引力所做的 功;(3)根据Q=m汽油q汽油可求得汽油完全燃烧放出的热量,再利用= 100%可求得汽油机的效率。,16.(2016厦门,32,7分)“嘉庚号”科考船(如图甲所示)于2016年5月8日下水,厦门大学由此成为中国大陆综 合性大学中第一所拥有自己的全球级科考船的高校。科考船满载时排水量3.5103 t,在某段航行中牵引力 与速度的关系图像是双曲线,如图乙所示。g取1
18、0 N/kg,求: (1)科考船满载航行时受到的浮力。 (2)请根据图乙规律推算,科考船航速为20 km/h时受到的牵引力。 (3)在该段航行中,科考船发动机每分钟所做的功。,解析 (1)根据阿基米德原理,满载时所受浮力 F浮=G排=m排g=3.5103103 kg10 N/kg=3.5107 N (2)根据双曲线的特点可得F1v1=F2v2 取v1=2 km/h,F1=6106 N 已知v2=20 km/h,则F2= = =6105 N (3)科考船在该段航行时功率不变,根据P= = =Fv可得,科考船发动机每分钟所做的功:W=Pt=F1v1t=610 6 N m/s60 s=2108 J。
19、,答案 (1)3.5107 N (2)6105 N (3)2108 J,B组 20152019年全国中考题组 考点一 简单机械,1.(2019黑龙江齐齐哈尔,7,2分)下列简单机械在正常使用时能够省力的是 ( ),答案 C 食品夹是费力杠杆;定滑轮是等臂杠杆;瓶盖起子可以省力,是省力杠杆;钓鱼竿是费力杠杆。故 正确选项为C。,2.(2019江西,14,3分)如图所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉 力F1、F2、F3、F4的大小关系是 ( ),A.F2F3=F4F1 B.F2F4F1F3 C.F4=F2F1F3 D.F4F2F3F1,答案 B 从本题图中
20、看出有四种简单机械,第一种是杠杆,根据杠杆的平衡条件,得出F1=G。第二种是滑 轮组,此时,动滑轮由三段绳子承担,不计机械自重,则F2=G/3。第三种是一个动滑轮,此时,拉力作用在动滑 轮的轴上,这种状态下使用动滑轮不但不能省一半的力,而且要多一倍的力,不计机械自重,则F3=2G。第四 种是斜面,斜面的角度是30,可以推算出斜面的长度等于高度的两倍,不考虑摩擦,由公式Fs=Gh,得F4=G/ 2。通过计算结果比较可知,F2F4F1F3,故答案选B。,审题技巧 (1)看清题中条件,本题不计机械自重和摩擦。(2)在使用滑轮和滑轮组时,关键是看清绳子的绕 法,比如第三个图,动滑轮在使用中,拉力作用点
21、不是在轮子的边缘,而是在轮子的轴上,这样的结果就是多费 一倍的力。,3.(2018黑龙江齐齐哈尔,8,2分)如图所示的用具,在正常使用的过程中,属于费力杠杆的是 ( ),答案 C 费力杠杆为动力臂小于阻力臂的杠杆,省力杠杆为动力臂大于阻力臂的杠杆。A、B、D为省力 杠杆,C为费力杠杆,故选C。,4.(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
22、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),联立得 (60 N+G动)= (38 N+G动),解得G动=6 N,故选B。,5.(2015山东威海,8,2分)如图是吊车起吊货物的结构示意图,伸缩撑杆为圆弧状,工作时它对吊臂的支持力 始终与吊臂垂直,使吊臂绕O点缓慢转动,从而将货物提起,下列说法正确的是 ( ) A.吊臂是一个省力杠杆,但要费距离 B.吊臂是一个费力杠杆,但可以省功 C.匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆支持力的力臂变小 D.匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆支持力渐渐变小,答案 D 由题图可知,吊臂的动力臂小于阻力臂,故它是一个费
23、力杠杆,A项错误;使用任何机械都不省功, B项错误;匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,故动力臂始终不变,C项错误; 当吊臂绕O点缓慢转动时,阻力臂变小,由杠杆的平衡条件知,伸缩撑杆支持力渐渐变小,D项正确。,6.(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/k
24、g=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,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。,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,再根据杠杆的平衡条件解 答。,7.(2018天津,18,4分)利用图1中的撬棒撬石块时,撬棒相当于 (选填“省力”或“费力”)杠杆;利用 图2中的滑轮组匀速提升900 N的重物时,若忽略滑轮自重、绳重及摩擦,人对绳的最小拉力为 N。 图1 图2,解析 在撬动石块时,手用力为动力,石块对杠杆施加阻力,动力臂大于阻力臂,故为省力杠杆;
25、由题图可知n= 3,故F= G物= 900 N=300 N。,答案 省力 300,8.(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”)。,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。,答案 6 省力,9.(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 用线在一条直线上,且OAAB。线段 表
26、示力F的力臂。(选填“OA”、“AB”或“OB”),解析 从支点向力的作用线作垂线段,支点到力的作用线的距离即力臂。,答案 OA,10.(2016广东,13,3分)如图所示,由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等,此时杠杆平衡(杠杆自 重、挂盘和细线的质量忽略不计),则杠杆左右两边的力臂之比为 ,1个甲球和1个乙球的质量之比为 ,甲球和乙球的密度之比为 。,解析 由题图可知左右两边力臂之比是42=21,由杠杆平衡条件可知(2G甲+G乙)2=(G甲+3G乙)1,解方程 可得3G甲=G乙,所以1个甲球和1个乙球的质量之比是13,由于体积相同,由密度公式= ,可知甲球和乙球 的密度之比也是13。
27、,答案 21 13 13,11.(2018山西,40,2分)如图所示,用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来,B处挂一重物G,在杠杆上施加最小 动力F,使杠杆在图示位置平衡,请你在图中画出这个力的示意图。,答案 如图所示,解析 根据杠杆的平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定时,要想动力最小,动力臂就要最长,支点O和动力F作 用点B之间的距离OB为最长动力臂,然后画出最小动力F。,12.(2018河北,33,6分)探究杠杆的平衡条件。 (1)杠杆两端的螺母作用是 。 (2)小明用如图1所示装置,进行实验并收集了下表中的数据,分析数据可知,杠杆的平衡条件是 。 图1,(3)小明又用如图2所示装置进行实验
28、。请在图中画出拉力F的力臂,弹簧测力计的读数应是 N。 (一个钩码重0.5 N) 图2,(4)如图3所示,小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币,杠杆仍在水平位置平衡。她用刻 度尺测出L1和L2,则2L1 (选填“”“”或“=”)3L2。,图3 【拓展】探究了杠杆的平衡条件后,小红对天平上游码的质量进行了计算。她用刻度尺测出L1和L2(如图4 所示),则游码的质量为 g。 图4,答案 (1)调节杠杆在水平位置平衡 (2)动力动力臂=阻力阻力臂 (3)如图所示 2 (4) 【拓展】,解析 (1)实验前通过调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡; (2)分析数据可知,杠杆平衡条件是:
29、动力动力臂=阻力阻力臂; (3)根据定义“支点到力的作用线的距离叫做力臂”画出拉力F的力臂;由“30角对应的直角边等于斜边 的一半”得拉力的力臂为“3”,利用杠杆平衡条件得:1.5 N4=F3,则F=2 N; (4)设硬币半径为r,重力为G。由杠杆平衡条件可得2G(L1+r)=3G(L2+r), 解得2L1G=(3L2+r)G, 所以2L13L2。 【拓展】设游码的质量为M,左盘放物体前有Mg =M螺g( +L0),即 M=( +L0)M螺,将一个5 g的物体放 在左盘中,游码移动到最大值时天平恰好平衡,可得关系5 g =M +M螺( +L0),即5 g =ML1,所以 M= g。,易错警示
30、杠杆两端放上不同数量的硬币在水平位置平衡时,硬币对杠杆压力的作用点在硬币中心位置, 所以左、右两侧力臂分别为r+L1、r+L2,不能忽略硬币半径r的长度。,知识拓展 探究杠杆平衡条件实验前,调节杠杆两端平衡螺母使其在水平位置平衡,是为了可以直接在杠 杆上测量力臂大小,并避免杠杆自重对实验的影响;调节方法:左高左调,右高右调。,13.(2017四川成都,A27,8分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码重力相等,杠杆刻度均匀。 甲 乙,(1)平衡时,应该让杠杆静止在 位置。 (2)小周同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图甲所示,他们记录的数据为:动力F1=1.5 N,动力臂 L1=0
31、.1 m,阻力F2=1 N,则阻力臂L2= m。 (3)下列四个因素中,不会带来实验误差的是 。 A.铁架台自身的重力足够大 B.单个钩码的重力不完全相等 C.悬挂钩码的绳套重力偏大 D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大 (4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后,他们想进一步探究,如果杠杆受到F2、F3两个阻力,结果会怎 样?通过实验,他们得到了图乙所示的结果。根据这个结果,可以初步得到,在这种情况下杠杆的平衡条件 为:F1L1= 。(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示),解析 (1)探究杠杆平衡条件时,调节杠杆在水平位置平衡,便于直接测量力臂,同时避免杠杆自重对实验的 影响。(2)由
32、题图可知,动力臂两个格为0.1 m,阻力臂三个格则为0.15 m。(3)铁架台的自重不会影响力和力 臂,故不会带来实验误差。(4)由题图可以得出受到两个阻力时,杠杆的平衡条件为F1L1=F2L2+F3L3。,答案 (1)水平 (2)0.15 (3)A (4)F2L2+F3L3,考点二 功、功率及机械效率 1.(2019湖南衡阳,8,2分)如图所示,用滑轮组提升重900 N的物体,使它在10 s内匀速上升1 m,已知所用的拉力 F为400 N。则在提升重物的过程中(不计绳重和摩擦),下列说法正确的是 ( ) A.拉力做功的功率为90 W B.拉力在这10 s内做的功为400 J C.动滑轮的重力
33、为300 N D.若用该滑轮组匀速提升更重的物体时,则绳子拉力会变大,但机械效率不变,答案 C 由题意可知,拉力在10 s内做的总功W总=Fs=400 N31 m=1 200 J,拉力F做功的功率P= = =120 W,故A、B选项均错误;由图知道,滑轮组中承担物重的绳子的股数n=3,故拉力F= (G+G动),代 入数据解得G动=300 N,故C正确;由= = = 知,如果提起更重的物体,滑轮组的机械效率变 大,故D错误。,解题关键 本题考查滑轮组中拉力所做的功、功率以及滑轮组的机械效率,关键在于判断滑轮组中承担物 重的绳子的股数。,2.(2018重庆A,7,3分)工人用图所示的动滑轮,将重1
34、 000 N的物体在5 s内匀速竖直提升了1 m,人对绳自由端 的拉力F为600 N,不计绳重和摩擦。以下结论正确的是 ( ) A.动滑轮的有用功为600 J B.动滑轮的重力为400 N C.动滑轮的机械效率为83.3% D.拉力F的功率为120 W,答案 C W有=G物h=1 000 N1 m=1 000 J,A项错误;F= (G动+G物),G动=2F-G物=2600 N-1 000 N=200 N,B项 错误;= = =83.3%,C项正确;P= = = =240 W,D项错误。,3.(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
35、 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。,4.(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
36、地面的摩擦力约为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= = = = =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
37、擦力所做的功。,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。,5.(2017内蒙古包头,6,3分)如图所示,物体在沿斜面向上拉力的作用下,从倾角为30的斜面底端匀速拉到斜 面的顶端。已知物体所受重力为G,斜面的机械效率为75%。若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示, 则 ( ) A.F= G f= G B.F= G f= G C.F= G f= G D.F= G f= G,答案 B W总=Fs,W有=Gh, 因斜面倾角为30,则s=2h = = 得F= G W额=W总-W有=Fs-Gh= G2h-Gh=
38、 Gh 又W额=fs=f2h 则f= = = G,故选择B。,6.(2016江苏南京,11,2分)用水平拉力先后两次拉着重为20 N的同一物体,沿同一水平面做直线运动。第一 次拉力为10 N,物体恰好做匀速直线运动,拉力对物体做了20 J的功;第二次将拉力增大为20 N,拉力对物体 做了48 J的功。分析两次做功过程,以下判断正确的是 ( ) A.第一次物体受到的摩擦力是10 N,物体运动了1 m B.第一次物体受到的摩擦力是20 N,物体运动了2 m C.第二次物体受到的摩擦力是10 N,物体运动了2.4 m D.第二次物体受到的摩擦力是20 N,物体运动了4.8 m,答案 C 第一次拉动物
39、体时,物体做匀速直线运动,所以f1=F1=10 N,第二次拉动物体时,滑动摩擦力大小不 变,f2=10 N,而拉力F2=20 N,所以物体将会加速运动。由题意知W1=20 J,所以s1= =2 m;W2=48 J,F2=20 N,所 以s2= =2.4 m。故正确选项为C。,7.(2016天津,12,3分)(多选)某建筑工地上,工人师傅用滑轮组和桶组成的装置将水泥从地面匀速运至楼上, 如图所示。若水泥重为G0,桶重为G1,动滑轮重为G2,不计绳重和摩擦,此过程中该装置的机械效率为,则工 人师傅作用在绳子自由端的拉力F为 ( ),A.F= B.F= C.F= +G1 D.F=,答案 AD 由题图
40、可知滑轮组有3股绳子承担重物,不计绳重和摩擦,3股绳子向上的拉力等于动滑轮重、 桶重和水泥重之和,故绳端拉力:F= ,故A正确,B错误;提升水泥所做的功为工人所做的有用功,即 W有=G0h,则由滑轮组的机械效率= = ,得绳端的拉力F= ,故C错误,D正确。,8.(2017甘肃兰州,18,2分)某同学在10 s内做了5个“引体向上”,他的质量为60 kg,每次上升的高度为40 cm。该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是 J,10 s内做功的功率为 W(g=10 N/kg)。,答案 240 120,解析 做一次引体向上克服重力做的功:W1=mgh=60 kg10 N/kg0.4 m=240
41、J; 10 s内做功的功率:P=W/t=5W1/t=120 W。,9.(2019广东,19,7分)如图所示,质量为960 kg、底面积为0.5 m2的石材A放在水平地面上,利用滑轮组水平拉 动A,使其在20 s的时间内匀速向墙靠近了4 m,水平拉力F=500 N,不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之 间的摩擦,g取10 N/kg。求: (1)A对水平地面的压强; (2)A在运动过程中受到摩擦力的大小; (3)拉力F的功率。,答案 (1)19 200 Pa (2)1 000 N (3)200 W,解析 (1)石材A的重力G=mg=960 kg10 N/kg=9 600 N 因为石材在水平地面上,
42、石材A对地面的压力等于A受到的重力,所以F压=G=9 600 N (1分) 则A对水平地面的压强p= = =19 200 Pa(2分) (2)由图可得n=2,则F拉=nF=2500 N=1 000 N(1分) 因为石材做匀速运动,所以A在运动过程中受到的摩擦力 f=F拉=1 000 N(1分) (3)由题意,有2股绳子拉动A,则绳端运动距离 s绳=ns石=24 m=8 m W=Fs绳=500 N8 m=4 000 J (1分) 则拉力F的功率P= = =200 W(1分),10.(2018内蒙古呼和浩特,21,6分)天然水流蕴藏着巨大的能量,是人类可以利用的重要能源之一。兴建水电 站可以把天然
43、水流蕴藏着的巨大能量转换成电能,是水能利用的主要形式。有一处水利工程,在河流上修 建了115 m高的拦河大坝,如图所示。年平均水流总量为31010 m3。该水利工程的主要任务包括防洪、发 电和航运。在发电方面,年平均发电总量为6109 kWh。现安装水轮发电机20台,每台水轮发电机装机容量 (即发电功率)为9.26104 kW。(水的密度为1.0103 kg/m3,g取10 N/kg)求: (1)年平均水流总量所受的重力; (2)若上、下游水位差为100 m,年平均水流总量做的总功及转化为电能的效率; (3)若每台发电机平均年发电时间为180天,则平均每天约有多少台发电机在工作。,解析 (1)
44、G水=m水g=水V水g=1.0103 kg/m331010 m310 N/kg=31014 N (2)W总=G水h=31014 N100 m=31016 J = 100%= 100%=72% (3)n= = =15(台),答案 (1)31014 N (2)31016 J 72% (3)15台,C组 教师专用题组 考点一 简单机械,1.(2019天津,7,3分)图甲是用撬棒撬石头的情景,图乙中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是 ( ) 甲 乙,答案 A 力臂应当是支点到力的作用线的距离。B中阻力方向错误,阻力是阻碍杠杆转动的力,应当是向 下,B错误;C、D中动力臂、阻力臂错误,C、D错误。,解
45、题关键 动力、阻力都是作用在杠杆上的力,要明确两个力的施力物体,从而正确画出力的方向,再画力 臂。,易错警示 力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离。,2.(2017天津,13,3分)(多选)如图所示,某人用扁担担起两筐质量分别为m1、m2的货物,当他的肩处于O点时, 扁担水平平衡,已知l1l2,扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离l,则 ( ) A.扁担左端向下倾斜 B.扁担右端向下倾斜 C.要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,其质量为(m2-m1) D.要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,其质量为(m2-m1),答案 AC 扁担可以看成
46、杠杆,O点为支点,原来平衡,则m1gl1=m2gl2 l1l2,m1gm2g,两筐悬挂点均向O点移动l,则左边减少m1gl,右边减少m2gl,m1glm2gl, 左边下沉,A项正确; 要恢复平衡,需向右侧筐内加入货物,设其质量为m,则 m1g(l1-l)=(m2g+mg)(l2-l) m1gl1-m1gl=m2gl2+mg(l2-l)-m2gl 得:m= ,C项正确。故选择A、C。,3.(2016宁夏,26,3分)如图所示,起瓶器开启瓶盖时,可看作是 ( ) A.以A为支点的费力杠杆 B.以A为支点的省力杠杆 C.以B为支点的费力杠杆 D.以B为支点的省力杠杆,答案 B 为开启瓶盖,应将瓶盖边
47、缘的B点撬起,所以应以A点为支点,手握起瓶器末端向上抬起。分析力 臂可知,作用在末端动力的动力臂大于作用在B点的阻力的阻力臂,所以是省力杠杆,故选B项。,4.(2016湖南长沙,27,3分)如图为一健身器材模型,杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,OAOB=14,质量 为60 kg的小明站在水平放置的体重计上,通过该杠杆提起吊篮中的重物,吊篮重80 N。当边长为20 cm的正 方体重物甲刚被提起时,体重计示数为43 kg;当边长为40 cm的正方体重物乙刚被提起时,体重计示数为18 kg。杠杆始终在水平位置保持平衡,A、B两端绳子拉力保持竖直。不计绳重、杠杆自重及摩擦,g取10 N/ kg。则重
48、物甲与重物乙的密度之比为 ( ),A.13 B.23 C.32 D.31,答案 D 两重物体积之比为 = = 根据杠杆平衡条件有:FAOA=FBOB 即(G篮+G甲)OA=(G人-G示甲)OB 解得G甲=600 N (G篮+G乙)OA=(G人-G示乙)OB 解得G乙=1 600 N 故 = = = = = = = ,故选D。,5.(2015新疆乌鲁木齐,9,3分)如图,一质量分布均匀的12 kg铁球与轻杆AB焊接于A点后悬挂于竖直墙壁的B 点,轻杆的延长线过球心O,轻杆的长度是铁球半径的三分之二。要使铁球刚好离开墙壁,施加在铁球上的 力至少为 ( ) A.27 N B.45 N C.72 N D.90 N,答案 B 如图所示,要使铁球刚好离开墙壁,根据杠杆平衡条件,则沿垂直OA方向施加在铁球上的力最小, 此时有F(2r+ r)=Gr,解得F=45 N。,6.(2019黑龙江齐齐哈尔,19,2分)小红和小君探究“杠杆的平衡条件”时,使用的每个钩码质量均为50 g,杠 杆上相邻刻度线间的距
