简单机械2021中考题解析公开课.docx

简单机械2021中考题解析一、单选题（2021金华）生活中处处有科学。下列日常工作，在使用时属于费力杠杆的是（）A.独轮车B.开瓶器【考点】杠杆的分类D.大锄刀【解析】【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。【解答】A.使用独轮车时，车轮为支点，重力为阻力，作用在重心上，动力作用在手柄上，此时动力臂大 于阻力臂，为省力杠杆，故A不合题意；B.使用开瓶器时，它与瓶盖上表面的接触点为支点，阻力作用在瓶盖下面，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不合题意；C.使用钓鱼竿时，靠近胸口的手所在的位置为支点，动力作用在鱼竿的中间，而阻力作用在鱼竿的顶 端，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C符合题意；D.使用大侧刀时，刀片顶端的转轴为支点，阻力作用在刀口中间，动力作用在手柄上，此时动力臂大于 阻力臂，为省力杠杆，故D不合题意。故选C。1. （2021温州）停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最 省力的点是（）A. A点B. B点C. C点D. D点【答案】D【考点】杠杆的平衡条件【解析 1【分析 1根据杠杆的平衡条件分析判断。【解答】根据图片可知，将后轮提起口寸，前面的车轮相当于杠杆的支点，阻力为自行车的重力，动力为 手提的力。根据杠杆的平衡条件FiL产F2L2可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，D点的动力臂最长，则此 时最省力，故D正确，而A、B、C错误。故选Do二、填空题2. （2021衢州）认真观察和仔细分析是科学研究的基本要求。（1） .如图甲，在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针发 生转动，原来静止的直导线仍然未动。小磁针发生转动，可以说明它一定受到力的作用，因为直导线仍然未动，此时偏转的小磁针对直导线_（填"有"或"没有"）力的作用。（2） .如图乙是某饮水器水龙头的结构示意图，A是固定的出水口，B是一根手柄，C是一根连接在阀门上 的杆，由弹簧将它拉紧，01是连接B、C的一根销钉。可将手柄简化为一根杠杆，手柄与A的接触点 为支点，下压手柄，C就上升，阀门打开水流出；放手后，C自动恢复原位，水龙头关闭。请在答题纸相应位置图中画出动力的力臂h o正常使用手柄取水时，手柄属于杠杆。【答案】（1）力是改变物体运动状态的原因；有;省力;省力【考点】力的作用是相互的，力与运动的关系，杠杆的分类，力臂的画法【解析】【分析】（1）根据力与运动的关系分析解答；根据物体间力的作用的相互性分析解答；（2）力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂线段的长度；比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。【解答】（1）小磁针发生转动，可以说明它一定受到力的作用，因为力是改变物体运动状态的原因;物体间力的作用是相互的，虽然直导线未动，但此时偏转的小磁针对直导线有力的作用。（2）通过支点02作Fi的作用线的垂线，5到垂足之间的距离就是动力臂Li ，如下图所示：根据图片可知，在正常使用手柄取水时，动力臂大于阻力臂，则手柄属于省力杠杆。3. （2021绍兴）我国古代记录传统手工技术的著作天工开物里记载了一种捣谷用的舂，横木穿插碰头, 睡嘴为铁，足踏其末而舂之，如图甲所示。若硬头质量为20千克，不计横木的重力和摩擦。, 图乙（1） .图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意图Q点为支点,F2为阻力，请在图中作出阻力臂此时舂 属于 _（选填“省力、等臂或''费力）杠杆。（2） .若每次碰头上升的高度为0.6米二分钟撞击臼中的谷粒20次，则人克服碰头重力做功的功率为瓦。（2） 40【考点】功的计算公式的应用，功率计算公式的应用，杠杆的分类，力臂的画法【解析】【分析】（1）力臂是从杠杆的支点到力的作用下线的距离，据此画出阻力臂。比较动力臂和阻 力臂的大小，从而确定杠杆的分类。（2）首先根据W二Gh计算出对锤头做的功，最后根据P=3计算出做功的功率。【解答】（1）从支点0做阻力F2力的作用线的垂线，从0点到垂足之间的距离就是阻力臂L2 ,如下 图所示：动力作用在杠杆的下端，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。（2）克月艮锤头做功 W=Gh=20kgxl0N/kgx （0.6mx20） =2400J；做功的功率P =上=缥2=40WZo t 60s三、解答题（2021 宁波）反思是一种良好的学习品质。/G（1）一根轻质硬棒AB,在力的作用下能绕固定点。转动。现在硬棒AB上施加两个力Fi和F2 ，。点到Fi和F2的作用线的距离分别为5和d2。小宁认为，只要满足F】xdi=F2xd2 ,则硬棒AB 一定保持静止状 态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗？请说出你的理由。（2）在动滑轮实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直向 上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动滑轮重G 动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。【答案】（1）小宁的想法不正确如果硬棒AB在Fl的作用下绕固定点O发生转动的方向，与在F2的作用下绕固定点。发生转动的方向相 同，那么即使Fixd产F2xd2成立，硬棒AB也不可能保持静止状态或匀速转动。（2）条件：物重G大于动滑轮重G动（G>G动）G + G证明过程：在不计绳重和摩擦的情况下，F= 一过2因为F<G,所以一<G,得出G>G动2【考点】杠杆的平衡条件，动滑轮及其工作特点【解析】【分析】（1）力的作用效果与力的大小、作用点和方向有关。在杠杆中，杠杆平衡需要满足的 条件：力和力臂的乘积相等；两个力使杠杆的转动方向相反，据此分析解答。(2)在动滑轮上，承担重力的绳子有2段，那么自由端的拉力为尸=一包，然后再结合拉力小于物重 2列出不等式计算出即可。4. (2021杭州)已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60kg,体积为O.ln?。问:(1) .此木料的密度为多少？(2) .如图所示，甲、乙两人分别在A点和B点共同扛起此本料并恰好水平，其中AO=OB,。为木料的中 点。求此时乙对木料的作用力大小。(3) .若在中当乙的作用点从B点向0点靠近时，请列式分析此过程中甲对木料作用力大小变化情况。【答案】(1)解：p=号=吗=600 Kg/m3 v 0.1m,5(2)解：G=mg=60kgxl0N/kg=600N以A为支点，根据杠杆平衡条件Fix|=F2xl2得F乙xAB二G 即 F 乙=愣=0-5G=300N(3)解：当乙的作用点向0点靠近时，此时作用点记为叶 以A为支点，根据杠杆平衡条件：Fixli=F2xl2得：FxAB?= GxAO即 F 乙二GxAO /AB'因为AB，减小，而GxAO不变，所以F乙变大 而F乙+F甲二G,所以F甲变小【考点】密度公式的应用，杠杆的平衡条件【解析】【分析】(1)已知质量和体积，根据公式2=竿="黑 计算木料的密度；(2)首先根据G二mg计算出木料的重力，然后将A看做杠杆的支点，木料的重力看做阻力，阻力臂为AO, B点的支持力为动力，动力臂为AB,然后根据杠杆的平衡条件FiLi=F2L2计算乙对木料的作用力。(3)当乙的作用点向。点靠近时，乙的动力臂逐渐减小，根据杠杆的平衡条件Fix|1=F2x|2分析乙对木 料作用力的变化，最后根据二力平衡F乙+F甲=G判断甲对木料作用力的大小即可。5. (2021 嘉兴)健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼，如图所示为可调式握力器，可用 于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力 动作。调节区域调节器计数按钮（1）握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变。现在需要将力度调小，则应该将弹 簧下端向（选填“左或右）移。（2）小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作， 则做功多少焦？（3）小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后，获得的能量为540千焦。若获得能量的10%用于握力做 功，则消耗这些能量需要完成多少个题中的握力动作？【答案】 （1）右（2）解：W=Fs=500Nx0.06m=30J答：完成一个握手动作做功30J（3）解：54QX103；X10% 1800 307答：饮用可乐后获得的能量相当于完成握手动作1800次的能量【考点】功的计算公式的应用，杠杆的平衡条件【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件分析；（2）根据W二Fs计算一个握力动作所做的功；（3）首先用获得的能量xlO%得到握力做的总功，再用握力做的总功除以一次握力做的功得到次数。【解答】（1）根据图片可知，。点为支点，弹簧对杠杆施加阻力，手对杠杆施加动力。根据FiL产F2L2可 知，在弹簧拉力F2和动力臂Li不变的情况下，要减小动力Fi就必须减小阻力臂1_2 ,即将弹簧下端向右 移动。（2）完成一个握力动作做功：W=Fs=500Nx0.06m=30J；（3）消耗这些能量需要完成题中的握力动作的个数：540；。？：。% = 1800次。四、实验探究题（2021衢州）将酒敞口放置，酒精度（酒中酒精的体积百分比）会变化吗？小科认为：只要确定酒的密度 是否变化就能作出判断。于是利用身边的物品，动手制作密度秤来测量酒的密度。甲乙步骤I:按图甲制作好秤杆，提起提纽，移动秤坨（小螺母），当秤杆水平平衡时用笔将此时秤坨的悬挂点 B标记为“0刻度（单位:g/crr?）。步骤口：按图乙所示，将大螺母浸没在水中（大螺母必须浸没且不碰底），提起提纽，移动秤泥，当秤杆水 平平衡时用笔将此时秤蛇的悬挂点C标记为1刻度。再将BC两刻度之间分为10等份。步骤m：测量酒的密度。（1） .应用：小科，用该密度秤分别测出瓶盖刚打开和敞口一段时间后酒的密度约为0.92g/cm3和 0.96g/cm3 ,已知酒精密度为0.8g/cm3 ,应用密度知识可判断出其酒精度（填'变大''不变或''变小 "）o（2） .反思：在制作和测量过程中，大螺母必须浸没的目的是（3） .拓展：小科若要测量食盐水的密度，他应先在密度秤上增加大于1的刻度，请你写出利用直尺和笔 标定刻度的过程：o【答案】 （1）变小（2）控制排开的液体体积相同（3）方法一：先测出BC的长度，以C点为起点向左画出与BC等长的CD,再把CD长度十等分方法二： 先测每小格的长度，以C点为起点向左画出与前面每小格等距的刻度【考点】浮力的变化，杠杆的平衡条件【解析】【分析】（1）白酒其实是酒精和水的混合液，因为水的密度大于酒精的密度，所以水越多，白 酒的密度越大；酒精越多，白酒的密度越小；（2）大螺母受到浮力的大小直接影响所测液体的密度，而浮力受到液体密度和排开液体体积的影响，根 据控制变量法的要求可知，探究浮力的大小与液体密度的关系时，必须控制排开液体的体积相同；（3）根据图片可知，液体的密度越大，刻度值越靠左，且液体的密度与刻度值成正比。B点为0, C点为 1，可以根据BC的长度在C点左侧量取得到D点，这就是刻度2的位置，将CD之间平均分成10份每份 就是0，据此刻度标注完成。也可以将CB之间平均分成10份，得到0.1的长度，据此在C点左侧依次 画出对应的刻度值即可。【解答】（1）敞口一段时间后，白酒溶液的密度增大了，说明其中的酒精减小，而水相对增多了，故酒 精度变小。（2）反思：在制作和测量过程中，大螺母必须浸没的目的是：控制排开的液体体积相同。（3）利用直尺和笔标定刻度的过程：方法一：先测出BC的长度，以C点为起点向左画出与BC等长的CD,再把CD长度十等分；方法二：先测每小格的长度，以C点为起点向左画出与前面每小格等距的刻度。9. （2021 湖州）下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：（本实验均使用轻质杠杆）实验1：在直杠杆水平平衡时（如图甲所示）进行实验，记录多组数据。得出：F1XS=F2XS2（注：S1和S2分别表示支 点到F1和F2的作用点的距离）。在直杠杆倾斜平衡时（如图乙所示）进行实验，也得到了同样的结论。该结论适用于所有平衡时的杠杆吗?论适用于所有平衡时的杠杆吗?b"Lu 甲乙丙实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量， 记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即：（待填）。s和1（支点 到力的作用线的距离）这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢?研究小组的同学观察到： 支点到F的作用点的距离（si）与支点到的作用线的距离（li）是相等的。研究小组的同学又进行了实验。实验3：实验次数Fi/NSi/cmf2/nSz/cmL2/cm11.010.00.521.320.121.520.01.031.729.832.030.02.525.524.0图1出2移动钩码，使杠杆，并使杠杆处于平衡状态。记录 Fi> Si> k 和 Fz> S2> ho改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组Fl、S1、11和F2、S2> l2o O分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是：Fix|1=F2x|2o杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用 杠杆的平衡条件作出合理解释。请回答：（1）在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是 O（2）将实验3中的填写完整 o（3）支点到力的作用线的距离在科学上被称为 o通过探究杠杆平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值。（4）用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是 o【答案】（1） FixS1=F2 x|2（2）倾斜或转动（3）力臂（4）图1的动力臂大于阻力臂而图2的动力臂等于阻力臂【考点】探究杠杆的平衡条件实验【解析】【分析】（1）分别计算出每组中Fi与si的乘积，以及F2与L2的乘积，然后比较乘积的大小；（2）如果杠杆匀速转动或处于静止状态，此时杠杆就处于平衡状态；（3）根据力臂的定义解答；（4）将滑轮看作特殊的杠杆，比较它们动力臂的大小即可。【解答】（1）三组数据中，1与si的乘积以及F2与L2的乘积依次为：10、30和60,则在研究一侧弯曲 的杠杆时，发现的一个新的等量关系是：F1XS1=F2 x|2o（2）实验3中：移动钩码，使杠杆倾斜或转动，并使杠杆处于平衡状态。（3） 支点到力的作用线的距离在科学上被称为力臂；（4）根据图1可知，使用动滑轮时，可以将左侧绳子与滑轮的接触点看作杠杆的支点，阻力臂等于半 径，动力臂等于直径；根据图2可知，使用定滑轮时，滑轮的轴心为杠杆的支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。贝I：用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是：图1的动力臂大于阻力臂而图2的动力臂等于阻 力臂。