江西省2022年中考物理总复习课后强化训练-第12课时　简单机械.docx

课后强化训练(十二)简单机械一、填空题1(2021·赣州模拟)如图所示是小楠练习书法时的简化图，写字时毛笔杆相当于_(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆；手握笔的位置向上移动，则写字时所需的动力将_(选填“变大”“变小”或“不变”)解析：写字时，毛笔杆的支点和动力作用点都在手指上，二者距离较近，而阻力作用点是笔端，距离支点较远，动力臂小于阻力臂，所以相当于费力杠杆；手握笔的位置向上移动，则阻力臂变大，纸张对笔的阻力基本不变；而支点和动力作用点同时上移，所以动力臂基本不变，由杠杆平衡条件可知，写字时所需的动力将变大答案：费力变大2(2020·雅安中考)如图所示，杆秤秤砣的质量为0.2 kg，杆秤自身质量忽略不计若杆秤水平静止时，被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0.05 m和0.2 m，则被测物体的质量为_ kg，若秤砣有缺损，则测量值比被测物体的真实质量要_(选填“偏大”或“偏小”)解析：如图所示：因为杠杆平衡，所以G1LOAG2LOB，即m1gLOAm2gLOB，则m10.8 kg.若秤砣有缺损，m2减小，而G1LOA不变，所以LOB要变大，杆秤所示的质量值要偏大答案：0.8偏大3如图所示是自行车手刹示意图，图中当手对车闸的作用力F10 N 时，刹车拉线受到力的大小为_N，这是_(选填“省力”或“费力”)杠杆解析：由图知，动力臂l12 cm，阻力臂l3 cm，动力F10 N，由杠杆平衡条件可得FlFl，则拉线受到的拉力F40 N；因为动力F<F，所以这是一个省力杠杆答案：40省力4如图所示，在轻质杠杆的中点处悬挂一重物，在杠杆的最右端施加一个竖直向上的力F，此时杠杆保持水平平衡若保持力F方向始终与杠杆垂直，把杠杆沿着顺时针方向缓慢转动45°，则力F将_(选填“变大”“变小”或“不变”)解析：由题知，保持力F方向始终与杠杆垂直，把杠杆沿着顺时针方向缓慢转动45°，如图所示，由图知，从左图到右图，阻力大小不变，动力臂不变，阻力臂变小，根据平衡条件F×l1G×l2知，动力F变小答案：变小5(2021·江西模拟)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.甲乙解析：由图知，利用撬棒撬石头时，支点为O，动力臂比阻力臂长，所以撬棒是省力杠杆；由图知，该滑轮组由3段绳子承担物重，即n3，不计滑轮自重、绳重及摩擦时，人对绳的拉力F G×900 N300 N.答案：省力3006如图所示，物重10 N，手拉弹簧测力计在A位置时示数为_ N；若手拉弹簧测力计在A、B、C三个不同位置时，拉力FA、FB、FC的大小关系是_(不计绳重和摩擦)解析：使用的是定滑轮，不计绳重和摩擦，拉力FG10 N，使用定滑轮时，能改变用力方向，但不能省力，FAFBFC.答案：10FAFBFC7使用一个动滑轮竖直向上匀速提升重100 N的物体，若动滑轮重力、绳子重力以及摩擦都不计，则作用在绳端的拉力是_N若动滑轮重力是20 N，绳重和摩擦都不计，则作用在绳端的拉力是_N.解析：若动滑轮、绳子重力以及摩擦都不计，FG物×100 N50 N；因为绳重和摩擦不计，动滑轮重G轮20 N，所以匀速提升重物时绳子的拉力F×(G物G轮)×(100 N20 N)60 N.答案：50608(2021·南昌模拟)安安同学利用如图示的滑轮组把物体A吊起来，物体A重为500 N，动滑轮重100 N，忽略绳重和摩擦，所用拉力为_N，若绳子下降3 m，则物体上升_m.解析：由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n2，忽略绳重和摩擦，则所用的拉力F(GG动)×(500 N100 N)300 N；绳子下降的距离s2h3 m，则物体上升的高度h1.5 m.答案：3001.59(2021·赣州模拟)如图所示的简单机械是由固定的斜面和滑轮组成的若斜面的长l与斜面高h的比值为2，整个机械的效率为80%，则使用该机械将重物沿斜面缓慢拉上的过程中，作用力F与重物所受重力G之比为_解析：由题知，使用的是动滑轮，将重物拉到斜面顶端，拉力移动的距离s2l，l2h，则s4h，使用该装置做的有用功W有用Gh，使用该装置做的总功W总Fs4Fh，80%，FG516.答案：516二、选择题10如图所示的工具中属于费力杠杆的是() 解析：瓶起子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；扳手在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意；羊角锤在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意答案：C11(2021·江西模拟)我国民间最早的汲水用具是“桔棒”(如图所示)，就是用一条横木支在木架上，一端挂着汲水的木桶，另一端挂着重物，这样可以节省汲水的力量若需一次提起更多的水，下列做法可行的是()A减轻所挂重物的质量B增加所挂重物的质量C增大横木的长度D缩短重物到木架之间的距离解析：根据题意可知，一次提起更多的水即为阻力增大，根据杠杆平衡条件F1l1F2l2，在阻力臂、动力臂不变时，阻力增大，需增大动力才能重新平衡，故A不正确，B正确；在阻力增大、动力不变时，减小阻力臂或者增大动力臂也可使杠杆重新平衡，增大横木的长度并非改变力臂，故C不正确；缩短重物到木架之间的距离，其实就是减小动力臂，由杠杆原理可知，这样只能提起更少的水，故D不正确答案：B12(2021·抚州模拟)如图所示，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重为GB的物体，杠杆平衡时AO处于水平位置，若AOBO，杠杆自重不计，则GA和GB的大小关系是()AGA>GB BGAGBCGA<GB D无法比较解析：杠杆的力臂如图所示，由杠杆的平衡条件得GAlAGBlB；从图中可以看出力臂lA>lB，所以物体的重力GA<GB.答案：C13(2021·江西模拟)一位同学双手的最大拉力为500 N，现在他用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，最多能提起的物重为()A500 N B1 000 NC1 500 N D250 N解析：一定一动组成的滑轮组，最多由3段绳子承担物重双手的最大拉力是500 N，根据滑轮组的省力特点，此滑轮组最多提起的物重为：G3F3×500 N1 500 N.答案：C14(2021·上饶模拟)如图所示，杠杆处于平衡状态如果杠杆两侧的钩码各减少一个，杠杆将()A左端下降 B右端下降C仍然平衡 D无法判断解析：图中杠杆处于平衡状态，设一个钩码的重为G，杠杆上一格的长度为l，根据杠杆平衡条件可得3G×2l2G×3l；如果杠杆两侧的钩码各减少一个，则有左边力与力臂的乘积：2G×2l4Gl，右边力与力臂的乘积G×3l3Gl，由于此时左边力与力臂的乘积较大，所以左端下降答案：A15利用同一个滑轮组提升物体，若不计绳重及摩擦等阻力，则()A提升的物体重力越小，机械效率越高B自由端的拉力越大，机械效率越高C绳子股数改变，机械效率不变D把物体提得越高，机械效率越高答案：C16(2021·赣州模拟)如图所示，物体A在拉力F的作用下做匀速直线运动，若地面对物体的摩擦力大小为5 N，则弹簧测力计的示数和拉力F的大小分别为()A5 N,10 N B5 N,5 NC10 N,10 N D10 N,5 N解析：因物体A做匀速直线运动，则作用在物体A上的拉力F拉Ff5 N，F示F拉5 N作用在动滑轮轴上的拉力F2Ff2×5 N10 N.答案：A17(2021·吉安模拟)如图所示，拉力F80 N，物体重力G120 N，不计摩擦和绳重若将物体匀速提高1 m，以下说法不正确的是()A拉力做的有用功为80 JB动滑轮的重力为40 NC拉力做的总功为160 JD该滑轮组的机械效率为75%解析：由图可知，n2，拉力做的有用功W有Gh120 N×1 m120 J，故A错误；不计摩擦和绳重，由F(GG动)得，动滑轮的重力G动2FG2×80 N120 N40 N，故B正确；拉力做的总功W总FsF×2h80 N×2×1 m160 J，故C正确；该滑轮组的机械效率×100%×100%75%，故D正确答案：A三、作图与实验题18(2021·赣州模拟)如图所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，l1为F1的力臂请在图中作出F2的力臂l2及力F1.答案：如图所示19工人站在地面上用如图所示的滑轮组提升重物，画出滑轮组的绕绳方式解析：因为滑轮组要求工人站在地面上提升重物，因此，在绕绳时，最终的绳子自由端方向应该向下，由外向内画出绕绳方式，如图所示，由两段绳子承担物重答案：见解析20(2021·江西模拟)小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件次数F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm11102522101203215310(1)若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡(2)在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是_(3)在杠杆两端挂加钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂多次实验并把数据记录在表格中多次实验的目的是_(4)小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是_(5)杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂_个钩码(6)如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将_(选填“变大”“变小”或“不变”)解析：(1)图甲所示杠杆左端低右端高，要将杠杆调平需要将平衡螺母向右边调节；(2)在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂的大小，同时消除杠杆自重的影响；(3)多次实验的目的是使实验结论具有普遍性；(4)由表中数据有1 N×10 cm2 N×5 cm；2 N×10 cm1 N×20 cm；2 N×15 cm3 N×10 cm；根据表格实验数据得出杠杆平衡条件是F1l1F2l2；(5)设一个钩码的重力为G，杠杆上一小格的长度为l，A点挂4个钩码，A点到O点的距离为3l，B点到O点的距离为2l，设B点需要n个钩码，根据杠杆平衡的平衡条件得4G×3lnG×2l，解得n6，为使杠杆重新平衡，应在B点挂6个钩码；(6)弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，力臂变小，要使杠杆仍然在水平位置平衡，由杠杆的平衡条件，则拉力变大，即弹簧测力计的示数变大答案：(1)右(2)便于测量力臂的大小，同时消除杠杆自重的影响(3)使结论具有普遍性(或寻找普遍的规律)(4)F1l1F2l2(或动力×动力臂阻力×阻力臂)(5)6(6)变大21(2021·江西模拟)某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示实验次数钩码重/N钩码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械效率140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.5_(1)实验中应沿_方向缓慢匀速拉动弹簧测力计(2)小明同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止时读数，你认为他的想法_(选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到_对滑轮组机械效率的影响(3)用如图丁所示装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整(4)通过比较_(填实验次数的序号)两次实验数据得出结论使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子绕法无关(5)通过比较3和4两次实验数据可知不同滑轮组的机械效率主要与_有关解析：(1)该实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，这样测力计示数才等于拉力大小；(2)在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力偏小，故她的想法是不正确的，因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响；(3)图丁中，绳子的有效段数为n4，绳端移动距离snh4×0.1 m0.4 m，此时滑轮组的机械效率×100%×100%80%；(4)甲乙两个相同的滑轮组只是绳子绕法不同，绳子的有效段数分别为2、3，提升相同的物体，但机械效率相同；故通过比较1和2两次实验数据得出结论，使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子绕法无关；(5)实验3、4中绳子的有效段数分别为3、4，即对应的图丙、图丁两装置，滑轮组不同，提升的重物相同，动滑轮越重，机械效率越小，故可得出结论，不同滑轮组的机械效率主要与动滑轮的总重有关答案：(1)竖直(2)不正确摩擦(3)0.480%(4)1和2(5)动滑轮的总重四、计算题22如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机，如果A处螺钉松脱，则支架会绕C点倾翻已知AB长40 cm，AC长30 cm.室外机的重力为300 N，正好处在AB中点(支架重力不计)(1)求A处螺钉的水平拉力的大小(2)若A处螺钉的水平拉力最大为400 N，则在室外机位置不变的情况下，室外机重力不能超过多少？解析：(1)由杠杆的平衡条件知F·ACG·AB即F×30 cm300 N××40 cm解得F200 N；(2)由杠杆的平衡条件知F最大·ACG·AB即400 N×30 cmG××40 cm解得G600 N.答案：(1)A处螺钉的水平拉力为200 N；(2)室外机重力不能超过600 N.23如图所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图已知井深10 m，物体重力G4×103 N，汽车重G车3×104 N，汽车匀速拉绳子时的拉力F2×103 N，汽车受到的阻力为车重的.求：(1)若汽车运动的速度为1.2 m/s，则将物体由井底拉至井口，需要的时间；(2)滑轮组的机械效率；(保留一位小数)(3)将物体从井底拉至井口，汽车牵引力做的功解析：(1)由图可知，滑轮组中由3段绳子承担物重，则物体上升的速度为v物v车×1.2 m/s0.4 m/s；物体由井底拉至井口需要的时间t25 s；(2)滑轮组的机械效率为×100%×100%×100%×100%66.7%；(3)由题意可得，汽车受到的阻力为FfG车×3×104 N1 500 N；汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，在水平方向上，汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用；由力的平衡条件可得牵引力F牵FFf2×103 N1 500 N3 500 N；汽车运动的距离s车s绳3h3×10 m30 m；牵引力做功为W牵F牵s车3 500 N×30 m1.05×105 J.答案：(1)若汽车运动的速度为1.2 m/s，则将物体由井底拉至井口，需要25 s；(2)滑轮组的机械效率是66.7%；(3)将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是1.05×105 J.核心素养提升 如图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理利用了杠杆，如图乙所示是两个杠杆组合的示意图桶盖的质量为500 g，脚踏杆和其他连接杆的质量不计，已知AO124 cm，O1B18 cm，CO25 cm，桶盖DO2质量分布均匀，厚度不计，D为重心，桶盖闭合时，连接杆BC处于竖直状态(1)由图乙可知，AO1B为_(选填“省力”或“费力”)杠杆；(2)若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为多大？(取g10 N/kg)(3)若将桶盖翻开45°，桶盖克服重力做了多少功？(结果保留两位小数)解析：(1)由题知，AO1>O1B，所以AO1B为省力杠杆；(2)设脚对A点的作用力为F，顶杆对B点的作用力为F1，顶杆对桶盖上C点的作用力为F2，根据杠杆平衡条件有F×AO1F1×O1B；G×DO2F2×CO2；F1F2，桶盖的重Gmg0.5 kg×10 N/kg5 N，DO230 cm5 cm35 cm，得，所以F×G×5 N26.25 N；(3)若将桶盖翻开45°，桶盖重心将升高h30 cm×sin 45°21.21 cm0.212 1 m，根据WGhmgh0.5 kg×10 N/kg×0.212 1 m1.06 J.答案：(1)省力(2)脚对踏板A处的压力至少为26.25 N；(3)若将桶盖翻开45°，桶盖克服重力做的功为1.06 J.