5年中考3年模拟2021年中考物理二总复习专题八简单机械功和功率精讲课件.pptx

中考物理专题八简单机械功和功率2021物理中考二轮总复习考点一简单机械A组 2020年全国中考题组1.(2020黑龙江齐齐哈尔,4,2分)杠杆是一种常见的简单机械,在日常生活中有着广泛的应用。下列杠杆在正常使用时能够省力的是()答案答案D船桨属于费力杠杆,故A错误;托盘天平属于等臂杠杆,故B错误;筷子属于费力杠杆,故C错误;撬棍属于省力杠杆,故D正确。中 考 真 题 再 现2.(2020河南,8,2分)在如图所示的工具中,使用时属于费力杠杆的是()答案答案BA项图中是瓶盖起子,使用过程中支点在瓶盖边缘,动力臂比阻力臂长,所以是省力杠杆。B项图中是食品夹,使用时支点在夹子两臂连接处,手握的位置在夹子两臂中间附近,被夹物体在远处末端,所以动力臂比阻力臂短,是费力杠杆。C项图中是起钉锤,使用时支点是锤子与地面的接触点,手握锤柄末端,动力臂比阻力臂长,是省力杠杆。D项图中是核桃夹,使用时支点在夹子两臂连接处,动力臂比阻力臂长,是省力杠杆。所以选B。3.(2020江苏南京,18,4分)如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。O为固定转轴,A处连接着石球,脚踏杆的B处可使石球升高,抬起脚,石球会落下去击打稻谷。石球重50N,不计摩擦和杆重。(1)脚沿与杆垂直方向至少用力F1,才能将石球抬起。F1的力臂为m,此时舂米工具是一个(选填“省力”或“费力”)杠杆。(2)脚竖直向下至少用力F2为N,才能将石球抬起。F2和F1的大小关系为F2F1。答案答案(1)1省力(2)20解析解析(1)由图1可知,脚沿与杆垂直方向至少用力F1才能将石球抬起,则F1的力臂l1=AB-OA=1.4m-0.4m=1m;此杠杆的阻力等于石球的重力G,对应的阻力臂l2小于动力臂l1,所以此时舂米工具是一个省力杠杆。图1(2)脚竖直向下用力时,在图2中分别作出竖直向下的力F2及力臂l1、石球重力G及力臂l2,OBCOAD,=,由杠杆平衡条件得F2l1=Gl2,F2=G=50N=20N;两次石球抬起过程中,G和l2不变,F2的力臂l1小于F1的力臂l1,所以F2F1。图24.(2020山东青岛,19,4分)研究定滑轮的特点(1)在研究使用定滑轮是否省力时,用如图甲所示装置匀速提升重物,需要测量的物理量是和。(2)如图乙所示,分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物,则三个力的大小关系是。(3)旗杆顶部有一个定滑轮,给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮的特点。答案答案(1)物体重力绳子自由端拉力(2)F1=F2=F3(3)改变力的方向解析解析(1)在研究使用定滑轮是否省力时,用如图甲所示装置匀速提升重物,需要测量物体的重力和绳子自由端的拉力。(2)定滑轮实质是等臂杠杆,用其匀速提升同一重物,则三个力的大小关系是F1=F2=F3。(3)定滑轮的特点是不省力,但能改变力的方向,利用定滑轮升旗时,可以改变力的方向。5.(2020辽宁营口,24,3分)如图甲所示是一种红酒开瓶器,图乙是其简化的示意图,O是支点,F2是瓶塞作用在B点的阻力。请在图乙中画出阻力臂l2,并画出作用在A点的最小动力F1及动力臂l1。答案答案如图所示评分标准:动力F1、动力臂l1和阻力臂l2各1分。(注意:没有区分动力F1、阻力F2的大小扣1分;力臂的其他正确画法也给分)解析解析过支点O作阻力F2作用线的垂线,垂线段即阻力臂l2;根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,阻力和阻力臂不变,动力最小时,要求动力臂最长,故连接OA为最长的动力臂,为保持杠杆平衡,过A点向上作OA的垂线,线段末端标上箭头及F1,即最小的动力示意图,如答案图所示。1.(2020北京,8,2分)如图所示的情境中,人对物体做功的是()考点二功、功率、机械效率答案答案B做功包含两个必要因素:一个是作用在物体上的力,另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。A、C、D选项所描述的情境,都是物体在力的方向上没有移动距离,所以人对物体不做功,B正确。2.(2020山东青岛,14,3分)(多选)某建筑工地上,一台起重机10s内将重1.5104N的物体匀速提升3m。起重机吊臂上的滑轮组如图所示,滑轮组的机械效率为75%。下列分析正确的是()A.拉力F的大小为7.5103NB.有用功的大小为4.5104JC.额外功的大小为1.5104JD.拉力F的功率为6.0103W答案答案BCD根据题意可知,W有=Gh=1.5104N3m=4.5104J,B选项正确;由=可知,W总=6104J,W额=W总-W有=6104J-4.5104J=1.5104J,C选项正确;绳子自由端移动距离s=2h=23m=6m,拉力大小为F=1.0104N,A选项错;拉力功率为P=6.0103W,D选项正确。故选B、C、D。3.(2020山西,18,3分)如图所示,快递小哥为了把较重的货物装入运输车,用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度,忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是()A.甲方式可以省力B.乙方式不能改变力的方向C.甲、乙两种方式做的有用功相等D.甲、乙两种方式的机械效率相等答案答案C题图中提升货物的滑轮组类型不同,甲方式中使用的都是定滑轮,乙方式中使用了一个定滑轮和一个动滑轮,定滑轮不省力,故A项错。乙方式中通过上方的定滑轮改变了力的方向,B项错。有用功是对货物做的功,两种方式中相同的货物被提升了相同的高度,所以有用功(W有=Gh)相同,故C项正确。忽略绳重和摩擦,甲方式中没有额外功,机械效率是100%,乙方式中额外功是克服动滑轮的重力做的功,所以乙方式机械效率比甲方式小,故D项错。4.(2020广东,14,3分)如图所示,人向下拉绳提升重物。已知物体重400N,动滑轮重60N,不计绳重及摩擦,将重物匀速提升0.5m,人需用的拉力为N,绳子自由端移动的距离为m,人所做的有用功为J。答案答案2301200解析解析由图知,n=2,不计绳重及摩擦,人需用的拉力F=230N;绳子自由端移动的距离s=2h=20.5m=1m;人所做的有用功为W有=Gh=400N0.5m=200J。5.(2020安徽,6,2分)如图所示,工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600N的物体从斜面底部匀速推到顶端(不考虑物体的大小)。已知斜面长L=3m,高h=1.5m。若该过程中斜面的效率为60%,则力F所做的功为J。答案答案1.5103解析解析克服物体重力做的功为有用功,即W有=Gh=600N1.5m=900J,根据=可知,W总=1.5103J。考点一简单机械B组 20162019年全国中考题组1.(2019河南,11,2分)图1中开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆,不计自重。图2能正确表示它工作示意图的是()图1图2答案答案B使用开瓶器开启瓶盖时,用力向上抬起开瓶器,开瓶器绕顶端与瓶盖的接触点转动,所以开瓶器顶端与瓶盖的接触点是支点,末端受到的向上的力是动力,瓶盖边缘对开瓶器向下的力是阻力,B图所示的杠杆能表示开瓶器工作示意图。解题思路解题思路根据开瓶器的工作过程分析其支点位置,然后再根据开瓶器的使用目的和受力情况来判断动力与阻力方向。2.(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=60N,G2=38N,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.3NB.6NC.11ND.22N答案答案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(60N+G动)=(38N+G动),解得G动=6N,故选B。3.(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。答案答案C力解析解析因为铁皮较硬,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。4.(2018天津,18,4分)利用图甲中的撬棒撬石块时,撬棒相当于(选填“省力”或“费力”)杠杆;利用图乙中的滑轮组匀速提升900N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。图甲图乙答案答案省力300解析解析在撬动石块时,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;由题图可知n=3,故F=G物=900N=300N。5.(2016江苏南京,23,4分)用如图所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向移动(选填“左”或“右”)。(2)如图乙所示,在刻度线“2”处挂2个钩码,在刻度线“4”处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为F1。将弹簧测力计斜向左拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数F2F1(选填“”、“=”或“(3)12.5解析解析(1)探究杠杆的平衡条件时,要先使杠杆在水平位置平衡,调节方法:哪边高,平衡螺母向哪边调。(2)竖直向下拉弹簧测力计时,拉力的力臂为4(格),若弹簧测力计向左倾斜拉,则拉力的力臂会变小,故F2F1;若弹簧测力计向右倾斜拉,则拉力的力臂也会变小,故F3F1。(3)若要悬挂的重物最重,则应把重物挂在左侧刻度线“1”处,使阻力臂最小,将弹簧测力计挂在右侧刻度线“5”处,使动力臂最大,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得2.5N5=G1,所以G=12.5N。评析评析本题考查杠杆平衡条件的探究实验,要明白实验前杠杆应怎样调节水平平衡;还考查了对力臂的理解和认识,在竖直向下拉时,力臂可以在杠杆上直接读出,当拉力方向改变时,力臂就不再是支点到力的作用点的距离了。考点二功、功率、机械效率1.(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.9JB.30JC.90JD.300J答案答案C两个鸡蛋所受的重力约为1N,30个鸡蛋所受的重力约为15N,从一楼走到三楼其实是升高了两层楼的高度,一层楼高约3m,所以上升的高度约为6m,由W=Gh得人提鸡蛋的力做功约为90J,故选项C正确。2.(2016宁夏,27,3分)如图所示,同一滑轮采用甲、乙两种连接方式匀速提升重为100N的物体,已知滑轮重20N(绳重及滑轮和轴处的摩擦忽略不计)。则()A.手的拉力:F甲F乙;机械效率:甲F乙;机械效率:甲乙D.手的拉力:F甲F乙;机械效率:甲F乙。两滑轮提升相同重物且提升相同高度时,有用功相同,甲种方式不做额外功,乙种方式需克服动滑轮重力做额外功,所以甲乙。故选C。解题思路解题思路(1)定滑轮不省力,F甲=G物=100N;动滑轮省一半力,F乙=(G轮+G物)=60N。(2)机械效率=,做相等的有用功,额外功越多,越小。知识拓展知识拓展(1)影响滑轮组机械效率的因素G动;G物;G绳;摩擦。其中G动、G绳及摩擦都是影响额外功大小,G物影响有用功大小。(2)滑轮组机械效率与物体提升高度h、提升物体速度(做功快慢)及绕绳方式无关。3.(2018河北,25,3分)一台起重机在10s内将重为3600N的货物匀速提高了4m,起重机做的有用功是J。若起重机做的额外功是9600J,则机械效率是,起重机的总功率是W。答案答案1440060%2400解析解析有用功:W有=Gh=3600N4m=14400J机械效率:=100%=100%=60%总功率:P=2400W4.(2019陕西,33,8分)图示为某种型号的剪叉式高空作业平台。这台机器利用起升电机升降作业平台,方便工人高空作业。该机器的部分数据如表所示。整机质量(空载)/kg3200安全工作载荷/kg200起升电机额定电压/V24起升电机额定功率/kW4.0轮胎接地总面积/m20.08(1)这台机器空载且静止时,对水平地面的压强是多大?(g取10N/kg)(2)起升电机以额定功率工作时,将总重为1000N的人和作业工具以0.2m/s的速度举高8m。该机器做的有用功是多少?机械效率是多少?(3)此类机器机械效率一般较低的主要原因是:。答案答案(1)4105Pa(2)8103J5%(3)机器所做额外功较多(或自重较大)(答案合理即可得分)解析解析(1)机器静止在水平地面F=G=mg=3200kg10N/kg=3.2104N(1分)则机器对地面的压强p=4105Pa(2分)(2)机器做的有用功W有用=Gh=1000N8m=8103J(1分)由v=,得t=40s(1分)由表格可知,P=4kW=4000W机器做的总功W总=Pt=4000W40s=1.6105J(1分)机器的机械效率=100%=100%=5%(1分)(其他方法参照赋分)(3)此类机器所做额外功较多(或自重较大)(1分)考点一简单机械C组教师专用题组1.(2020贵州贵阳,9,3分)撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景,撬棒上O点为杠杆的支点。下列分析正确的是()A.此时撬棒为等臂杠杆B.应用此撬棒的主要目的是省力C.力F的作用点靠近O点会更省力D.应用此撬棒的主要目的是省距离答案答案B由图可以看出,撬棒的动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,应用此撬棒的主要目的是省力,故A、D错误,B正确;工人利用撬棒撬动大石头时,阻力和阻力臂一定,若力F的作用点靠近O点,则动力臂减小,由杠杆平衡条件可知,动力变大,C错误。故正确选项为B。2.(2019北京,5,2分)如图所示的用具中,在使用时属于费力杠杆的是()答案答案A筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,A正确;瓶盖起子、撬棒、核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,B、C、D错误。3.(2019广西北部湾经济区,15,2分)如图所示,杠杆在拉力F的作用下水平平衡。现将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F的变化情况是()A.一直变大B.一直变小C.一直不变D.先变大后变小答案答案A保持杠杆水平平衡,将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,动力臂l1会一直减小,阻力F2=G和阻力臂l2不变,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2,可知动力F1即拉力F一直变大,故选A。易错警示易错警示要充分理解力臂是指支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离,另外将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,动力臂是在变小的,在a位置,动力臂最大。4.(2018陕西,6,2分)如图所示的不锈钢空调架,安装时横杆OB伸出墙外由斜杆AC支撑,其中O、A两点固定在墙上,C端固定在横杆OB上。通常将空调室外机置于该支架上时不紧靠墙体。下列相关说法正确的是()A.空调架对墙没有力的作用B.若以O为支点,OB一定是一个省力杠杆C.若室外机向外移动,AC对OB的支撑力变大D.室外机不能紧靠墙体主要是为了防止漏电答案答案C为了不让空调架倾倒,墙给空调架一个支持力,根据力的作用是相互的,空调架对墙有力的作用,故A错误;若以O为支点,沿AC方向的力是动力,空调对支架的压力是阻力,阻力臂和动力臂大小不能比较,OB可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆,故B错误;室外机向外移动,阻力臂变大,阻力不变,动力臂不变,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,即AC对OB的支撑力变大,故C正确;空调室外机离墙太近,会影响空调的通风散热,故D错误。5.(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)答案答案AC扁担可以看成杠杆,O点为支点,原来平衡,则m1gl1=m2gl2l1l2,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。6.(2020湖南常德,23,6分)农忙时节小明帮爷爷挑谷子,初次干农活的他在左筐中装了20kg,右筐中装了25kg,如果扁担的长度为1.8m,则他在距扁担左端m处将谷子挑起来才能使挑担水平(扁担和筐的重力均不考虑);为了方便行走,小明将两筐谷子同时向内移动了0.1m,则需要筐(选填“左”或“右”)增加约kg(保留1位小数)谷子,才能基本保持挑担水平。答案答案1右0.7解析解析根据杠杆平衡条件有G左L左=G右L右,则:=。扁担的长度为1.8m,则他在距扁担左端L左=1.8m=1m处将谷子挑起来才能使挑担水平。将两筐谷子同时向内移动了0.1m,则左边力臂变为0.9m,右边力臂变为0.7m,此时G左L左=200N0.9m=180Nm,G右L右=250N0.7m=175Nm,左边力与力臂乘积大于右边力与力臂乘积;要使挑担基本保持水平,根据杠杆平衡条件应该在右边增加谷子,m=-m右=-25kg0.7kg。7.(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20N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。答案答案30费力解析解析动力臂为OB,阻力臂为OA,因OBm2)的实心物块后恰好水平平衡。(1)求左右悬挂点到支点O的距离L1与L2之比。(2)将两物分别浸没于水中(如图乙),杆将会(选填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”),试通过推导说明。答案答案(1)m2m1(2)仍然平衡推导过程见解析解析解析(1)杠杆平衡时有:F1L1=F2L2m1gL1=m2gL2变形得到:L1L2=m2m1(2)杠杆仍然平衡以浸没于水的物体为研究对象进行受力分析:F拉+F浮=m物gF拉=m物g-F浮=m物g-水gV物=m物g所以:F拉1L1=m1gL1F拉2L2=m2gL2m1gL1=m2gL2F拉1L1=F拉2L2因此杠杆仍然平衡9.(2019山西,44,3分)汽车超载是当前发生交通事故的重要原因之一。全国各地设置了许多超载监测站加强监管。如图所示,一辆两轴货车正在水平地面上设置的某种电子地磅秤上称重。先让货车前轮单独开上电子地磅秤,其读数为8t;前轮驶离电子地磅秤,再让后轮单独开上电子地磅秤,其读数为9t。国家规定两轴货车限载车货总重18t,请你通过计算分析该货车是否超载。答案答案见解析解析解析货车前轮开上地磅秤时,以后轮为支点,如图甲所示甲根据杠杆的平衡条件得F前l=G车l1(1分)货车后轮开上地磅秤时,以前轮为支点,如图乙所示乙根据杠杆的平衡条件得F后l=G车l1(1分)由分析可知l1+l1=l联立上式,得G车=F前+F后依题意G车=G前+G后则m车=m前+m后=8t+9t=17t18t(1分)所以货车没有超载。10.(2020山东青岛,24,3分)小明在践行青岛市中小学生全面发展“十个一”活动中,进行了一次远行研学。他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆,O为支点,B为重心,A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F,旅行箱静止。请完成下列问题:(1)画出拉力F的力臂L。(2)要使作用在A点的拉力减小,保持其他条件不变,下列做法可行的是(选填所有符合要求的选项序号)。缩短拉杆的长度使拉力方向顺时针改变30使拉力方向逆时针改变60将箱内较重的物品靠近O点摆放,重心由B变至B答案答案(1)如图所示(2)解析解析(1)如图所示,过O点作动力F所在直线的垂线,OB即为动力臂L。(2)缩短拉杆的长度,使拉力方向顺时针改变30,都会使动力臂L变短,由杠杆的平衡条件可知,中的做法都会使F变大;使拉力方向逆时针改变60,动力臂L变长,则F变小;将箱内较重的物品靠近O点摆放,重心由B变至B,阻力臂变短,阻力和动力臂L不变,由杠杆平衡条件可知,F变小。故选。1.(2020重庆A,7,3分)滑轮是提升重物时经常用到的一种机械,工人师傅用500N的拉力F,利用图所示的滑轮将重800N的重物在30s内匀速提高了6m。下列判断正确的是()A.绳端移动的速度为0.2m/sB.该滑轮的机械效率为62.5%C.工人师傅拉绳子的功率为200WD.提升重物所做的有用功为3000J考点二功、功率、机械效率答案答案C将重物在30s内匀速提高了6m,则绳端移动的距离s=2h=26m=12m,绳端移动的速度v绳=0.4m/s,A错误;工人拉绳子的功度P=Fv绳=500N0.4m/s=200W,C正确;提升重物所做的有用功W有=Gh=800N6m=4800J,D错误;工人利用滑轮提升重物所做的总功W总=Fs=500N12m=6000J,则滑轮组的机械效率=80%,B错误。2.(2020江西,18,4分)(多选)如图所示,将重6N的物体匀速拉高20cm,在此过程中,不计滑轮装置自重、绳重和摩擦,以下说法正确的是()A.绳子自由端被拉下1.2mB.绳子对地面的拉力为1NC.对物体所做的功为1.2JD.横梁受到的拉力为9N答案答案CD由题图可知,滑轮组绳子的股数n=4,不计绳重、滑轮装置自重和摩擦,绳子自由端拉力F=G=6N=1.5N,绳子对地面的拉力也为1.5N,绳子自由端移动的距离为物体上升距离的4倍,即s=4h=40.2m=0.8m,故A、B错误;对物体做的功为W=Gh=6N0.2m=1.2J,故C正确;横梁下有6股绳子,故受到的拉力F拉=61.5N=9N,故D正确。3.(2019福建,12,2分)工人用如图所示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。4.(2019湖南衡阳,8,2分)如图所示,用滑轮组提升重900N的物体,使它在10s内匀速上升1m,已知所用的拉力F为400N。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90WB.拉力在这10s内做的功为400JC.动滑轮的重力为300ND.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答案C由题意可知,拉力在10s内做的总功W总=Fs=400N31m=1200J,拉力F做功的功率P=120W,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=300N,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。5.(2016新疆乌鲁木齐,8,3分)如图所示,利用动滑轮提升一个重为G的物块,不计绳重和摩擦,其机械效率为60%。要使此动滑轮的机械效率达到90%,则需要提升重力为G的物块的个数为()A.3个B.4个C.5个D.6个答案答案D由于不计绳重和摩擦=,由题意可知:=60%,=90%,解得n=6。6.(2018河南,13,2分)(多选)如图所示,水平木板上有甲、乙两个木块,甲的质量大于乙的质量。两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力F1和F2的作用下,以相同速度匀速直线运动了相同时间,下列说法中正确的是()A.F1大于F2B.F1比F2做功多C.F2比F1的功率大D.甲的重力做功较多答案答案AB滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,题中条件为粗糙程度相同,所以只有压力影响滑动摩擦力。甲对桌面的压力大于乙对桌面的压力,甲所受的摩擦力大于乙,因为都是匀速运动,所以拉力与摩擦力大小相同,所以A正确。因为速度相等,时间相同,所以运动距离相同,因为W=Fs,F1大于F2,则F1做的功多,所以B正确。根据P=W/t,时间相同时,F1做功多,故F1的功率大于F2的功率,C错误。重力与运动方向垂直,重力不做功,D错误。审题技巧审题技巧题中给出的条件较多,对于选择题的四个选项应当逐项分析进行判断。解题关键解题关键本题重点考查影响滑动摩擦力大小的因素和功与功率的计算。解题的关键是把握题中“以相同速度匀速直线运动”这个条件。匀速直线运动表示物体受到的是平衡力,即拉力等于摩擦力。7.(2017重庆A,7,3分)工人师傅用图所示的滑轮组,将重为800N的物体缓慢匀速竖直提升3m,人对绳端的拉力F为500N,不计绳重和滑轮转轴处的摩擦,则()A.绳子自由端移动的距离为9mB.动滑轮的重力为200NC.人通过滑轮组做的有用功为1500JD.滑轮组的机械效率为53.3%答案答案B滑轮组中由两段绳子承担物体和动滑轮的总重,则绳子自由端移动的距离为s=nh=23m=6m;此过程中,所做有用功为W有=Gh=800N3m=2400J;所做总功为W总=Fs=500N6m=3000J;额外功为W额=W总-W有=3000J-2400J=600J。不计绳重和滑轮转轴处的摩擦,则额外功为克服动滑轮重力做的功,由W额=G动h可得,动滑轮的重力为G动=200N;滑轮组的机械效率为=100%=100%=80%。故选B。8.(2020四川南充,20,2分)如图所示,用沿斜面向上大小为4N的拉力,将一个重5N的物体从斜面底端匀速拉至顶端。已知物体沿斜面上滑的距离为5m,上升的高度为3m,则物体受到的摩擦力为N。斜面的机械效率为。答案答案175%解析解析将物体拉到斜面顶端时,做的有用功W有=Gh=5N3m=15J,总功W总=FL=4N5m=20J,则克服摩擦力所做的额外功W额=W总-W有=20J-15J=5J,故物体受到的摩擦力f=1N;斜面的机械效率=100%=100%=75%9.(2019安徽,5,2分)用沿斜面向上大小为3.5N的力将一个重为4.9N的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知斜面长为2m,高为1m,则该过程中斜面的机械效率为。答案答案70%解析解析使用斜面时做的有用功:W有=Gh=4.9N1m=4.9J,拉力所做的功为总功:W总=Fs=3.5N2m=7J,斜面的机械效率:=70%。10.(2016重庆B,12,2分)如图所示的滑轮组(不计绳重及摩擦),工人师傅用40N的拉力将质量为5kg、底面积为1600cm2的空吊篮A匀速提升到二楼平台,此滑轮组的机械效率为%;若静止在二楼平台的吊篮里装了1020N的砖块,绳子B和C能承受的最大拉力分别为1000N和600N,当质量为50kg的工人师傅拉绳子C时,吊篮对二楼平台的最小压强为Pa。答案答案62.5625解析解析题图动滑轮上有2股绳子,=100%=100%=100%=62.5%人对C绳的拉力最大为FC=G人=500N600N,而G动=2F-G篮=240N-50N=30N,则G总=G砖+G篮+G动=1020N+50N+30N=1100N那么吊篮对平台的压力F压=G总-2FC=1100N-2500N=100N,此时B绳所受的拉力恰好为其能承受的最大拉力1000N压强p=625Pa11.(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18m3,重物在空中匀速竖直上升了3m,所用时间为30s。已知动滑轮总重为2104N,不计钢丝绳重及摩擦。(海水=1.0103kg/m3,g=10N/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。答案答案(1)1.8105N(2)2104W(3)90%解析解析(1)方法1:起重船增大的浮力F浮=海水gV排=1.0103kg/m310N/kg18m3=1.8105N(1分)重物的重力G=F浮=1.8105N(1分)(2)重物在空中匀速上升过程中钢丝绳的拉力F=(G+G动)=(1.8105N+2104N)=5104N(1分)方法1:拉力所做的功W总=Fs=5104N43m=6105J(1分)拉力做功的功率P=2104W(1分)方法2:重物上升的速度v物=0.1m/s(1分)钢丝绳拉力做功的功率P=Fv=5104N40.1m/s=2104W(1分)(3)方法1:W有=Gh=1.8105N3m=5.4105J(1分)=100%=90%(2分)方法2:=100%=90%(3分)评分说明:(1)其他做法只要正确也得满分,(2)计算性错误不累积扣分。考点一简单机械1.(2020福建石狮质检,5,2分)如图所示,筷子是中国的国粹,在世界各国的餐具中独树一帜,使用时相当于杠杆,下列关于筷子的使用情况,分析正确的是()A.筷子相当于省力杠杆B.筷子相当于等臂杠杆C.手握筷子位置向上移动所需动力不变D.手握筷子位置向上移动所需动力变大答案答案D筷子使用过程中相当于杠杆,食物对筷子的力为阻力F2,手指对筷子的力为动力F1,筷子与手掌的接触点是支点,由于动力臂L1小于阻力臂L2,根据F1L1=F2L2知筷子相当于费力杠杆,故A、B错误;手握筷子位置向上移动时,动力臂大小不变,阻力臂变大,阻力大小不变,根据杠杆平衡条件知所需动力变大,故C错误,D正确。故选D。最 新 模 拟知识归纳知识归纳2.(2019吉林长春东北师大附中,2)使用如图所示的装置来提升重物时(不计滑轮重和摩擦),既省力又改变力的方向的装置是()答案答案D定滑轮不能省力,但可以改变拉力方向,动滑轮可以省力但拉力方向只能竖直向上,故A项不能省力但可以改变拉力方向;B项能省一半力但不能改变拉力方向;C项可以省力但不能改变拉力方向;D项中滑轮组既可以省力,又可以改变拉力方向,满足条件。故选择D。3.(2020广东广州珠海香洲二模,17,3分)利用如图所示的滑轮组,小珠用1.5N的拉力拉着重为10N的物体A沿水平方向做匀速直线运动,轻质弹簧测力计的读数如图所示为N。请画出滑轮组的绕线情况;此过程中,滑轮组的机械效率是。答案答案3.6如图所示80%解析解析该弹簧测力计的分度值为0.2N,故该弹簧测力计的读数为3.6N。对于滑轮组来说,设绳子段数为n,则绳子拉力和弹簧测力计示数之间的关系为F示B,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。4.(2020甘肃兰州模拟诊断,8)两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的路程随时间变化的关系图像如图所示。根据图像,下列判断正确的是()A.两次物体运动的速度:v1F2D.06s两次拉力对物体做功的功率:P1P2答案答案D由图像可知,当t=8s时,s1=0.8m,s2=0.4m,根据v=可得v1=0.1m/s,v2=0.05m/s,v1v2,故A错误;两物体做匀速直线运动,所以拉力等于摩擦力,又因为是同一物体、同一水平面,所以受到的摩擦力是相等的,故两次的拉力F1=F2,由图可知,06s第一次运动距离s1=0.6m,第二次运动距离s2=0.3m,所以W1=F1s1,W2=F2s2,得W1W2,故B、C错误;06s第一次做功功率P1=,第二次做功功率P2=,又因为W1W2,所以P1P2,故D正确。故选D。5.(2020北京西城一模,19)(多选)小亮同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图线a所示,物体上升的高度随时间变化的关系如图线b所示。已知物体的质量为900g,所用动滑轮的质量为100g,绳子自由端的拉力F为2.6N。g取10N/kg。在02s的过程中,下列说法中正确的是()A.物体上升速度为0.05m/sB.拉力F的功率为0.13WC.滑轮组的有用功为0.9JD.滑轮组的机械效率小于90%答案答案ACD由图可知,当物体运动2s时,路程是10cm,物体上升速度为v物=0.05m/s故A正确;根据图可知,当绳子运动2s时,路程是40cm,绳子的速度为v绳=0.2m/s拉力F的功率为P=Fv绳=2.6N0.2m/s=0.52W故B错误;当物体运动2s时,路程是10cm,有用功为W有=G物s物=mgs物=900g10N/kg10cm=0.9kg10N/kg0.1m=0.9J故C正确;总功为W总=Fs绳=2.6N40cm=2.6N0.4m=1.04J机械效率为=86.5%故D正确。故选A、C、D。6.(2020河南师大附中模拟,5)如图所示的杠杆(自重和摩擦不计),O是支点,A处挂一重为50N的物体,为保证杠杆在水平位置平衡,在中点B处沿(选填“F1”“F2”或“F3”)方向施加的力最小,为N。二、填空与作图题(每空1分,作图1分,共7分)答案答案F2100解析解析为使拉力最小,动力臂要最长,拉力的方向应该垂直于杠杆向上,即竖直向上,动力臂为OB,根据杠杆的平衡条件可得F2OB=GOA,由于OA是OB的二倍,所以F2=2G=100N。方法归纳方法归纳杠杆最小力求解方法(1)力的作用点确定:连接支点与力的作用点,连线的长度为最大力臂,垂直于最大力臂作出的力为最小力。(2)力的作用点不确定:在杠杆上找到离支点最远的点,连接支点和最远点,连线的长度为最大力臂,垂直于最大力臂作出的力为最小力。(3)注意力的方向:支点在中间,动力、阻力指同侧;支点在一端,动力、阻力朝两边。7.(2020江苏苏州姑苏一模,17)在高速铁路上,一列车以324km/h的速度在平直轨道上匀速行驶50km,若列车的牵引力为105N,通过这段路程牵引力所做的功为J,功率为W。答案答案51099106解析解析牵引力所做的功:W=Fs=105N50103m=5109J,v=324m/s=90m/s,功率:P=Fv=105N90m/s=9106W8.(2020广东广州增城一模,14)俯卧撑可以看成是一个杠杆模型,如图所示A为重心,O为支点,支撑点为B,手臂与地面垂直。画出动力(支撑力)的方向;动力臂是m。假如人的体重是500N,则支撑力是N。答案答案如图所示1.5300解析解析由题意可知,动力作用点在B点,方向竖直向上,动力方向如答案图所示。动力臂是支点O到动力作用线的距离,从图中可看到,动力臂的大小l动=0.9m+0.6m=1.5m动力臂是1.5m。根据杠杆的平衡条件可知Fl动=Gl阻解得支撑力是F=300N支撑力是300N。9.(2020五三,原创题)按题目要求作图。(1)在图甲中画出动力臂和阻力臂。(2)用线代表绳子,将图乙中两个滑轮连成省力的滑轮组,要求人用力往下拉绳使重物升起。(3)画出使杠杆AB在图丙所示位置静止时所用最小力F的作用点和方向。三、作图题(共6分)答案答案(1)如图所示(2)如图所示(3)如图所示解析解析(1)从支点分别向动力和阻力的作用线作垂线段,垂线段的长度为动力臂和阻力臂。(2)一定一动两个滑轮连成的滑轮组,拉力的方向向下,只有一种绕法,如答案图所示。(3)在杠杆上用最小的力使杠杆平衡,最小的力要对应最长的力臂,故找出离支点最远的点B,OB为最长力臂,垂直于OB向上的力即最小力。10.(2019江苏无锡锡山一模,26)如图甲所示,叉车的两个前轮宽大、两个后轮窄小。每个前轮与地面的接触面积为0.05m2,每个后轮与地面的接触面积为0.02m2,叉车(包含人)的重心在P点,叉车和人的总质量为2.1t。某次工作时,叉车托着1.5t的货物(重心在Q点)从A点竖直匀速提升到B点,再水平匀速移动到C点,如图乙所示,共用了2min,g取10N/kg。求:(1)当叉车不放货物静止在水平地面上时,叉车对地面的压强大小;(2)从A到C过程中,叉车对货物做功的功率;(3)图中叉车装运的货物最大重力。四、计算题(共7分)答案答案(1)1.5105Pa(2)