(2年中考1年模擬)備戰(zhàn)2020年中考物理 專題12 簡(jiǎn)單機(jī)械(含解析)

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1、專題12 簡(jiǎn)單機(jī)械本專題中考考點(diǎn)和要求(“”表示該標(biāo)準(zhǔn)要求屬于評(píng)價(jià)水平這一層次)評(píng)價(jià)目標(biāo)和評(píng)價(jià)水平課標(biāo)要求 知識(shí)目標(biāo)技能體驗(yàn)?zāi)繕?biāo)了解認(rèn)識(shí)理解獨(dú)立操作經(jīng)歷認(rèn)同內(nèi)化1.知道簡(jiǎn)單機(jī)械。通過(guò)實(shí)驗(yàn),探究并了解杠桿的平衡條件。2.知道機(jī)械效率。了解提高機(jī)械效率的途徑和意義。3.了解人類使用機(jī)械的歷史發(fā)展過(guò)程。了解機(jī)械的使用對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。規(guī)律總結(jié)1:杠桿作圖題技巧學(xué)習(xí)杠桿的關(guān)鍵點(diǎn)是知道杠桿的五要素。五要素包括支點(diǎn)、動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力和阻力臂。組成杠桿的示意圖如下。(1)支點(diǎn)用字母O 表示,是杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn),同一根杠桿使用方法不同,支點(diǎn)的位置可能不同,要能根據(jù)具體情況區(qū)分支點(diǎn)。(2)畫(huà)動(dòng)力(用字母 F1

2、 表示)或阻力(用字母 F2 表示)時(shí)應(yīng)注意力的作用點(diǎn)和方向。動(dòng)力和阻力都是杠桿受到的力,其作用點(diǎn)都在杠桿上。有同學(xué)認(rèn)為同一根杠桿上動(dòng)力和阻力的方向一定相同,有同學(xué)認(rèn)為一定不同,這都是錯(cuò)誤的。正確的認(rèn)識(shí)是:動(dòng)力和阻力能使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向一定是相反的。即一個(gè)力能使杠桿向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),則另一個(gè)力一定是能使杠桿向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。(3)動(dòng)力臂用字母l1表示,阻力臂用字母l2表示。力臂不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離,而是支點(diǎn)到力的作用線的距離。借用幾何用語(yǔ),力臂不是點(diǎn)到點(diǎn)的距離,而是點(diǎn)到直線的距離。(4)畫(huà)力臂方法:一找支點(diǎn)、二畫(huà)線、三連距離、四標(biāo)簽.即找支點(diǎn)O;畫(huà)力的作用線(虛線);畫(huà)力臂(虛線,過(guò)支點(diǎn)垂

3、直力的作用線作垂線);標(biāo)力臂(大括號(hào))。3.與動(dòng)滑輪連接的繩子能分擔(dān)物體的重力,所以與動(dòng)滑輪相連的繩子的股數(shù)越多越省力,但還要注意對(duì)拉力方向的要求。要根據(jù)題中要求確定開(kāi)始是從定滑輪還是動(dòng)滑輪掛鉤系線。規(guī)律總結(jié)2:利用杠桿平衡條件的計(jì)算類問(wèn)題解題思路1杠桿的平衡條件:動(dòng)力動(dòng)力臂阻力阻力臂 即 F1L1F2L22.能根據(jù)杠桿平衡條件進(jìn)行力與力臂的求解(1)利用F1 L1= F2L2進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。先根據(jù)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的效果,找出動(dòng)力和阻力;(2)再根據(jù)支點(diǎn)的位置,確定每個(gè)力的力臂;(3)最后根據(jù)杠桿的平衡條件,代入數(shù)據(jù)計(jì)算出結(jié)果。規(guī)律總結(jié)3:求解機(jī)械效率有關(guān)的計(jì)算題解題策略1.有用功W有用=Gh 2.總功

4、W總= Fs3.額外功W額外=W總W有用4.機(jī)械效率公式:(W有用/W總)100對(duì)于杠桿、滑輪組、斜面不同的簡(jiǎn)單機(jī)械,以上公式中s、h物理意義不同。規(guī)律總結(jié)4:解決幾個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)械方面的實(shí)驗(yàn)思路1.杠桿平衡條件的探究命題點(diǎn)(1)讓支點(diǎn)處于杠桿中央的目的:減小杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響。(2)杠桿平衡螺母的調(diào)節(jié):左高左調(diào)、右高右調(diào)。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)鉤碼的懸掛位置使杠桿在水平位置靜止,目的是便于測(cè)量力臂。(4)本實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量的目的是避免實(shí)驗(yàn)的偶然性,得出普遍規(guī)律。(5)用彈簧測(cè)力計(jì)代替杠桿一側(cè)所掛鉤碼,當(dāng)測(cè)力計(jì)由豎直方向拉變成傾斜拉,要使杠桿仍保持平衡,測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)變大,是因?yàn)槔Φ牧Ρ圩冃?。?)

5、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。(7)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:動(dòng)力動(dòng)力臂阻力阻力臂(F1L1F2L2) 2.解決杠桿平衡條件的探究問(wèn)題基本要領(lǐng)是:(1)知道杠桿平衡是指杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母,使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是方便從杠桿上量出力臂。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:杠桿的平衡條件是動(dòng)力乘以動(dòng)力臂等于阻力乘以阻力臂,寫(xiě)成公式為F1l1F2l2。(3)還可以利用動(dòng)力乘以動(dòng)力臂是否等于阻力乘以阻力臂來(lái)判斷杠桿平衡與否。3.探究滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)(1)原理:=W有/W總(2)應(yīng)測(cè)物理量:鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動(dòng)的距離S(3)器材:除鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需 刻度尺、彈簧測(cè)力

6、計(jì)。(4)注意:必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高,目的是保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變。(5)結(jié)論:影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有:1)動(dòng)滑輪越重,個(gè)數(shù)越多則額外功相對(duì)就多。2)提升重物越重,做的有用功相對(duì)就多。3)摩擦,若各種摩擦越大做的額外功就多。4.探究斜面的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn) LhF(1)原理:=W有/W總(2)應(yīng)測(cè)物理量:拉力F、斜面長(zhǎng)度L、物體重力G、斜面的高h(yuǎn)。(3)器材:刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)。(4)注意:必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使物體從斜面底端勻速到達(dá)頂端。目的是保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變。(5)結(jié)論:影響斜面機(jī)械效率高低的主要因素有:摩擦力、斜面傾斜角?!纠}1】(2018鎮(zhèn)江)如圖是一種活塞

7、式抽水機(jī)的示意圖。其中手柄AOB是一個(gè)杠桿,杠桿在動(dòng)力F1的作用下繞O點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出杠桿在B點(diǎn)受到阻力的示意圖和F1的力臂?!敬鸢浮咳鐖D所示。【解析】由圖知,此時(shí)向上提起杠桿的左端,杠桿會(huì)繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),則B點(diǎn)會(huì)受到下面連桿向上的支持力,即阻力的方向豎直向上,過(guò)B點(diǎn)作豎直向上的阻力F2;反向延長(zhǎng)力F1畫(huà)出力的作用線,過(guò)支點(diǎn)O作動(dòng)力作用線的垂線段,即動(dòng)力臂L1【例題2】(2019攀枝花)如圖所示,輕質(zhì)杠桿OA能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),請(qǐng)?jiān)诟軛U中的A端畫(huà)出使輕質(zhì)杠桿保持平衡的最小的力F的示意圖(要求保留作圖痕跡)。 【答案】如圖所示。 【解析】此題是求杠桿最小力的問(wèn)題,已知點(diǎn)O是動(dòng)力作用點(diǎn),那么只

8、需找出最長(zhǎng)動(dòng)力臂即可,可根據(jù)這個(gè)思路進(jìn)行求解。O為支點(diǎn),所以力作用在杠桿的最右端A點(diǎn),并且力臂是OA時(shí),力臂最長(zhǎng),此時(shí)的力最小。確定出力臂然后做力臂的垂線即為力F 【例題3】(2018沈陽(yáng))如圖是人抬獨(dú)輪車車把時(shí)的簡(jiǎn)化示意圖,此時(shí)獨(dú)輪車相當(dāng)于一個(gè)杠桿(選填“省力”或“費(fèi)力”);若動(dòng)力臂是阻力臂的3倍,物體和車總重G為1200N,抬起車把的力F為N【答案】省力,400【解析】(1)由示意圖可知,獨(dú)輪車在使用時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂,所以它屬于省力杠桿(2)由杠桿的平衡條件:F1l1=F2l2得:F1=又動(dòng)力臂是阻力臂的3倍F1=400N【例題4】(2019山西)如圖,一輕桿AB懸于O點(diǎn),其左端掛一重物

9、,右端施加一個(gè)與水平方向成30的力F,此時(shí)輕桿水平平衡。若重物質(zhì)量m3kg,BO3AO,g取10N/kg。則力F的大小為_(kāi)N。 【答案】 20 【解析】反向延長(zhǎng)力F的作用線,過(guò)支點(diǎn)O作力F作用線的垂線即為F的力臂L1 , 因?yàn)橛叶耸┘右粋€(gè)與水平方向成30的力F,則由幾何知識(shí)可知L1OB/2已知BO3AO,重物質(zhì)量m3kg,則物體重力Gmg3kg10N/kg30N,由杠桿平衡條件得:GL2FL1 , 即GOAF OB/2代入數(shù)據(jù)可得,30NOAF3OA/2,解得F20N。【例題5】(2018山東濟(jì)南)如圖所示,拉力F為5N,物體A以0.1m/s的速度在物體B表面向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)(B表面足夠長(zhǎng))

10、;物體B靜止在地面上,受到地面水平向左4N的摩擦力,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為12N下列說(shuō)法正確的是()A物體A受到的摩擦力為10N B拉力F的功率為1.5WC滑輪組的機(jī)械效率為80% D拉力F增大到15N時(shí),物體B開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】A.物體B靜止在地面上,所以受力平衡;水平方向上物體B受到向右的彈簧拉力、地面對(duì)它向左的摩擦力和物體A對(duì)它向左的摩擦力,所以兩個(gè)摩擦力之和為12N,即fAB+4N12N,則fAB8N;根據(jù)相互作用力的知識(shí)可知,物體A受到的摩擦力為ffAB8N;故A錯(cuò)誤;B.由圖知,水平使用滑輪組,n2,拉力端移動(dòng)速度v2v物20.1m/s0.2m/s,則拉力做功的功率:PFv5

11、N0.2m/s1W;故B錯(cuò)誤;C.滑輪組的機(jī)械效率:f/nF100%80%,故C正確;D.若拉力F增大到15N時(shí),A在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,A對(duì)B的壓力不變、接觸面的粗糙程度不變,則A和B之間的摩擦力不變,所以物體B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)改變,即物體B仍然靜止,不會(huì)向左運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤?!纠}6】(2019湖南衡陽(yáng))如圖所示,司機(jī)師傅利用滑輪組把汽車從泥坑里拖出來(lái)(泥坑可近似看成水平面),在此過(guò)程中汽車勻速移動(dòng)了1m,共用時(shí)5s,已知 汽車所受阻力為1200N,司機(jī)師傅的拉力功率為300W,在考慮滑輪組摩擦阻力影響因素條件下,求:(1)司機(jī)師傅的拉力為多大?(2)滑輪組的機(jī)械效率是多少?【答案】(1)500N;(

12、2)80%【解析】使用滑輪組沿水平方向拉物體時(shí),若物體移動(dòng)s,承擔(dān)汽車與水平面間的摩擦力的繩的股數(shù)是n股,則繩自由端移動(dòng)的距離s=ns,動(dòng)力作用的繩端移動(dòng)的速度是物體移動(dòng)速度的n倍。(1)繩子自由端移動(dòng)的距離s=ns汽車=31m=3m,繩子自由端速度:v=s/t=3m/5s=0.6m/s,由P=Fv得,工人的拉力:F=500N;(2)拉力所做總功:W總=Fs=500N3m=1500J;工人所做有用功:W有用=fs汽車=1200N1m=1200J,滑輪組的機(jī)械效率:=100%=100%=80%【2019年題組】一、填空題1(2019綏化)如圖所示的杠桿(自重和摩擦不計(jì)),O是支點(diǎn),A處掛一重為5

13、0N的物體,為保證杠桿在水平位置平衡,在中點(diǎn)B處沿(選填“F1”、“F2”或“F3”)方向施加的力最小,為N?!敬鸢浮縁2;100?!窘馕觥繛槭估ψ钚?,動(dòng)力臂要最長(zhǎng),拉力F的方向應(yīng)該垂直杠桿向上,即豎直向上(F2),動(dòng)力臂為OB最長(zhǎng),杠桿在水平位置平衡,根據(jù)杠桿的平衡條件:F2OB=GOA,由于OA是OB的二倍,所以:F=2G=100N。2(2019撫順)如圖是某建筑工地上提升建筑材料用的滑輪組示意圖,其動(dòng)滑輪質(zhì)量15kg,某次提升材料質(zhì)量240kg,材料在空中靜止時(shí),不計(jì)繩重和繩與滑輪間摩擦,則豎著向上的拉力F=N;豎著向上勻速提升材料,摩擦影響較大,實(shí)際所用的拉力大小是1000N,并將材

14、料提升了10m高則滑輪組的機(jī)械效率是(取g=10N/kg)【答案】850;80%【解析】從圖上可以看出,圖中有定滑和一個(gè)動(dòng)滑輪,已知質(zhì)量,根據(jù)G=mg計(jì)算出重力再利用動(dòng)滑輪的特點(diǎn)分析;使用動(dòng)滑輪省一半的力,要費(fèi)一倍的距離,即F移動(dòng)的距離是20m,根據(jù)W=Fs計(jì)算;上一步計(jì)算出來(lái)的是總功,物體升高10m做的功是有用功,根據(jù)W有=Gh求出有用功,再利用=W有用/W總100%可求滑輪組機(jī)械效率(1)由圖可知,承擔(dān)動(dòng)滑輪和物體總的重力的繩子的股數(shù)n=3,物體和動(dòng)滑輪的總重力:G=(m輪+m材料)g=(15kg+240kg)10N/kg=2550N,不考慮繩重和摩擦,則豎著向上的拉力:F=G/3=255

15、0N/3=850N(2)拉力做的有用功:W有用=m材料gh=240kg10N/kg10m=24000J拉力移動(dòng)的距離:s=3h=310m=30m實(shí)際拉力為1000N,則拉力做的總功:W總=Fs=1000N30m=30000J滑輪組的機(jī)械效率:=W有用/W總100%=80%二、選擇題3(2019海南)如圖所示,在處于水平平衡的杠桿上A點(diǎn),掛上4個(gè)鉤碼(每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g),若使杠桿在水平位置保持平衡,作用在杠桿B點(diǎn)的力量最小為(g取10N/kg)()A15N B6N C3N D1.5N【答案】D【解析】設(shè)杠桿的一個(gè)小格為L(zhǎng),則OA=3L,OB=4L,根據(jù)杠桿平衡條件可得:F1OB=F2OA,

16、則F1=1.5N4(2019蘭州)如圖所示,工人用150N的拉力通過(guò)滑輪組吊起質(zhì)量為20kg的箱子。若箱子被勻速豎直提升了2m,不計(jì)繩重和摩擦,g取10N/kg,則()A箱子的重力勢(shì)能增大 B動(dòng)滑輪的重力為100 NC工人施加的拉力做的功為300 J D滑輪組的機(jī)械效率為66.7%【答案】ABD?!窘馕觥浚?)重力勢(shì)能大小的影響因素:質(zhì)量、被舉得高度。質(zhì)量越大,高度越高,重力勢(shì)能越大;(2)知道箱子的質(zhì)量,根據(jù)G=mg求出重力,由圖可知,滑輪組繩子的有效股數(shù),利用F=(G+G動(dòng))/n求出動(dòng)滑輪的重力;(3)由圖可知繩子的有效股數(shù)為2,根據(jù)s=nh求出繩端移動(dòng)的距離,根據(jù)W=Fs求出工人做的總功

17、;(4)根據(jù)W=Gh求出有用功,然后根據(jù)=W有用/W總求出此滑輪組的機(jī)械效率。A箱子被勻速提升,高度增加,質(zhì)量不變,重力勢(shì)能增加,故A正確;B箱子受到的重力:G=mg=20kg10N/kg=200N;由圖可知,n=2,則由F=(G+G動(dòng))/n可得動(dòng)滑輪的重力:G動(dòng)=nFG=2150N200N=100N;故B正確;C由圖可知,n=2,繩端移動(dòng)的距離s=nh=22m=4m,工人做的總功:W總=Fs=150N4m=600J;故C錯(cuò)誤;D有用功:W有=Gh=200N2m=400J滑輪組的機(jī)械效率:=W有用/W總66.7%故D正確。三、作圖題5(2019江西)如圖所示為釣魚(yú)竿釣魚(yú)的示意圖,O為支點(diǎn),請(qǐng)畫(huà)

18、出F1、F2的力臂L1和L2 【答案】如圖所示 【解析】力臂是支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離,由由支點(diǎn)向力作用線或方向延長(zhǎng)線作垂線,支點(diǎn)和垂足之間的長(zhǎng)度即為力臂將F1作用線方向延長(zhǎng),由支點(diǎn)O分別向F1作用線方向延長(zhǎng)線和F2的作用線作垂線,支點(diǎn)和垂足之間的長(zhǎng)度即為力臂。 6(2019湘潭)如圖所示,杠桿OA在動(dòng)力F1作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),請(qǐng)你畫(huà)出阻力F2及阻力臂L2. 【答案】如圖所示?!窘馕觥坑深}意分析出阻力的方向,再由支點(diǎn)向阻力的作用線作垂線即可。如圖,阻力為由于物體的重而產(chǎn)生的拉力,所以從B點(diǎn)豎直向下畫(huà)出F2;力臂為支點(diǎn)到力的作用線的距離,所以從O點(diǎn)向F2作垂線,垂線段即為力臂L2,如圖。四、實(shí)

19、驗(yàn)題7(2019湖北荊州)小明同學(xué)在“研究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)中:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿在 位置平衡,若出現(xiàn)圖甲所示情況,應(yīng)將杠桿的螺母向 (選填“左”或“右”)調(diào)。(2)杠桿平衡后,小明在圖乙所示的A位置掛上3個(gè)鉤碼,為了使杠桿在水平位置平衡,這時(shí)應(yīng)在B位置掛上 個(gè)鉤碼。(3) 下表是該組某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中記錄杠桿平衡的部分?jǐn)?shù)據(jù):實(shí)驗(yàn)次數(shù)F1(N)l1 (cm)F2 ( N)l2( cm) 12510 231021532303上表中空格處所缺的數(shù)據(jù)是: , ;(4)分析上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是 。【答案】(1)水平 左 (2)4 (3)1 20 (4)F1l1F2l2 (動(dòng)力動(dòng)力臂阻力阻

20、力臂)【解析】解答該題的要點(diǎn)是(1)閱讀實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求,知道本實(shí)驗(yàn)考查哪些知識(shí)點(diǎn);(2)回顧杠桿的調(diào)節(jié)與使用辦法以及注意事項(xiàng);(3)要善于利用杠桿平衡條件處理核心問(wèn)題,對(duì)于判定杠桿是否平衡的問(wèn)題,也要看與平衡條件有關(guān)的力與力臂。解本題需要會(huì)調(diào)節(jié)杠桿平衡;知道實(shí)驗(yàn)裝置存在哪些不足,如何改進(jìn);依據(jù)杠桿的平衡條件,在理解力與力臂乘積是一個(gè)常量后,判斷力臂和相應(yīng)的力的反比例關(guān)系。(1)杠桿平衡是指杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有掛鉤碼時(shí),調(diào)節(jié)平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡,其主要目的是便于測(cè)量力臂和避免杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。裝置甲處于傾斜狀態(tài),要使它平衡,可以將杠桿的螺母向左調(diào),這樣做:保持左端平衡螺母

21、不動(dòng),讓右端平衡螺母向左調(diào)節(jié);也可以保持右端平衡螺母不動(dòng),讓左端平衡螺母向左調(diào)節(jié);還可以讓左端右端平衡螺母同時(shí)向左調(diào)節(jié),根據(jù)題意確定。(2)在B位置掛上幾個(gè)鉤碼,需要根據(jù)動(dòng)力動(dòng)力臂阻力阻力臂來(lái)確定。(3)根據(jù)表格實(shí)驗(yàn)次數(shù)2的數(shù)據(jù)來(lái)看,滿足310215 ,對(duì)于實(shí)驗(yàn)次數(shù)1而然2510,所以1,同理20 (4)根據(jù)表格實(shí)驗(yàn)次數(shù)2的數(shù)據(jù)來(lái)看,滿足310215,用數(shù)學(xué)表達(dá)式就是F1l1F2l28(2019成都)某小組同學(xué)測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)步驟有:(i)按照如圖所示安裝滑輪組,測(cè)鉤碼重力G并記鉤碼和繩端的位置(ii)用彈簧測(cè)力計(jì)緩慢拉動(dòng)繩端,使鉤碼上升,讀出拉力F的值,并測(cè)出鉤碼上升的高度h和繩端

22、移動(dòng)的距離s;(iii)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中(表格略);(iv)多次改變鉤碼的數(shù)量,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn);(v)用動(dòng)滑輪質(zhì)量不同的兩個(gè)滑輪組吊相同的鉤碼,分別測(cè)機(jī)械效率;(vi)分析測(cè)量結(jié)果,討論影響機(jī)械效率的因素回答以下問(wèn)題:(1)除了如圖所示器材和彈簧測(cè)力計(jì)外,還需要的器材是 。(2)滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算公式是= (用直接測(cè)得的物理量符號(hào)表示)。(3)關(guān)于影響滑輪組機(jī)械效率的因素,該小組同學(xué)討論后得到以下認(rèn)識(shí),你認(rèn)為正確的有 (填序號(hào),可能不止一項(xiàng)正確)。A在相同情況下,摩擦越大,機(jī)械效率越小B在相同情況下,摩擦越大,機(jī)械效率越大C忽略摩擦,定滑輪質(zhì)量相同,則機(jī)械效率相同D忽略摩擦,動(dòng)滑輪質(zhì)量相

23、同,則機(jī)械效率相同E忽略摩擦,動(dòng)滑輪質(zhì)量相同,所吊重物質(zhì)量越大,則機(jī)械效率越大F忽略摩擦,動(dòng)滑輪質(zhì)量相同,所吊重物質(zhì)量越大,則機(jī)械效率越小 【答案】(1)刻度尺;(2)Gh/Fs;(3)ADE?!窘馕觥浚?)由圖可知,除了滑輪,彈簧測(cè)力計(jì)外,還需要測(cè)量高度的刻度尺;(2)由滑輪組的圖上可知,n=3滑輪組做的有用功為W有=Gh,總功為W總=Fs,機(jī)械效率的表達(dá)式為= W有/W總=Gh/Fs;(3)AB、在相同情況下,摩擦越大,所做的額外公功越多,機(jī)械效率越小,故A正確,B錯(cuò)誤;CD、忽略摩擦,滑輪組的機(jī)械效率,與定滑輪的質(zhì)量無(wú)關(guān),動(dòng)滑輪質(zhì)量相同,重力相同,額外功相同,則機(jī)械效率相同,故C錯(cuò)誤、D

24、正確;EF、忽略摩擦,動(dòng)滑輪質(zhì)量相同,所吊重物質(zhì)量越大,所做的有用功越多,則機(jī)械效率越大。故E正確、F錯(cuò)誤。故選ADE。9(2019大慶)物理學(xué)習(xí)興趣小組的同學(xué)們利用如下圖所示的裝置探究了斜面的機(jī)械效率跟什么因素有關(guān)。下表是他們?cè)谕恍泵嫔涎匦泵胬瓌?dòng)木塊勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)得到的數(shù)據(jù)和根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算出的機(jī)械效率,請(qǐng)你利用這些數(shù)據(jù)計(jì)算和回答下列問(wèn)題。 LhF實(shí)驗(yàn)次數(shù)木塊粗糙程度相同木塊重力G/N木塊上升高度h/m沿斜面拉力F/N木塊移動(dòng)的距離L/m斜面的機(jī)械效率1木塊12.00.31.6138%2木塊22.00.51.9153%3木塊32.00.53.81(1)若第1次實(shí)驗(yàn)中木塊由斜面底端勻速移動(dòng)到頂端

25、,移動(dòng)1m的距離所用的時(shí)間為5s,求木塊移動(dòng)的速度及拉力對(duì)木塊做功的功率;(2)計(jì)算第3次實(shí)驗(yàn)斜面的機(jī)械效率;(3)比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出:在接觸面粗糙程度和木塊沿斜面移動(dòng)的距離相同的情況下,影響斜面機(jī)械效率的因素是_?!敬鸢浮浚?)0.2m/s 0.32W(2)53%(3)斜面的傾斜度等【解析】本實(shí)驗(yàn)屬于收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)行分析論證。(1)v=s/t=1m/5s=0.2m/sP=Fv=1.6N 0.2m/s=0.32W (2)有用功W有用=Gh W總=Fs=W有用/W總= Gh / Fs=2N0.5m/ 3.8N 1m=26.3%(3)在接觸面粗糙程度和木塊沿斜面移動(dòng)的距離相同的情況下,影響斜面

26、機(jī)械效率的因素是斜面的傾斜度。五、綜合計(jì)算題10(2019山東濰坊)如圖所示,用甲、乙兩種滑輪組,分別勻速豎直向上提升同一重物,從相同位置開(kāi)始提升至同一高度處,求:(1)若不計(jì)繩重,滑輪重及摩擦,兩次拉力F1和F2之比;(2)若不計(jì)繩重及摩擦,重物質(zhì)量為400g,動(dòng)滑輪質(zhì)量為100g,勻速拉動(dòng)過(guò)程中甲、乙兩裝置的機(jī)械效率?!敬鸢浮浚?)若不計(jì)繩重、滑輪重及摩擦,兩次拉力F1和F2之比為3:2;(2)若不計(jì)繩重及摩擦,甲、乙兩裝置的機(jī)械效率都是80%?!窘馕觥浚?)由圖知,甲圖中,n1=2;乙圖中,n2=3,若不計(jì)繩重、滑輪重及摩擦,則拉力F=G/n,兩次拉力F1和F2之比:F1:F2=G/n1

27、:G/n2=3:2;(2) 利用G=mg求重物重力、動(dòng)滑輪重力,因?yàn)椴挥?jì)繩重及摩擦?xí)r,滑輪組的機(jī)械效率=W有用/W總=G/(G+G輪) ,所以甲、乙兩裝置的機(jī)械效率相同,利用=G/(G+G輪)計(jì)算。重物的重力:G=mg=0.4kg10N/kg=4N,動(dòng)滑輪的重力:G輪=m輪g=0.1kg10N/kg=1N,不計(jì)繩重及摩擦?xí)r,滑輪組的機(jī)械效率=W有用/W總=G/(G+G輪)由于兩裝置中物重和動(dòng)滑輪重均相同,所以甲、乙兩裝置的機(jī)械效率:1=2=G/(G+G輪)=80%?!?018年題組】一、填空題 1(2018重慶)如圖所示的杠桿重;不計(jì),O為支點(diǎn),AO0.2m,當(dāng)在A點(diǎn)懸吊一重6N的物體,繩子的

28、拉力F3N時(shí),杠桿在水平位置平衡,在圖中畫(huà)出拉力礦的力臂l2,力臂l2為_(kāi)m【答案】力臂l2如圖,l2為0.4m【解析】如圖,畫(huà)出杠桿OAB示意圖,找到支點(diǎn)O,BC為力的作用線,畫(huà)出力臂l2根據(jù)杠桿的平衡條件:GOAFl2代入數(shù)值:6N0.2m3Nl2l220.2 m0.4 m2(2018綏化)如圖所示,在不計(jì)繩重和摩擦的情況下,用滑輪在10s內(nèi)將重為40N的物體勻速提升2m,已知拉力F為25N,則在這個(gè)過(guò)程中拉力做的功是 J,滑輪組的機(jī)械效率是 ,若勻速提升重為80N的物體,則這個(gè)滑輪組的機(jī)械效率將 (變大/變小/不變)。 【答案】100;80%;變大【解析】(1)由圖可知,連接動(dòng)滑輪繩子的

29、股數(shù)n=2,繩子自由端移動(dòng)的距離s=2h=22m=4m;則在這個(gè)過(guò)程中拉力做的功:W總=Fs=25N4m=100J;(2)拉力做的有用功:W有=Gh=40N2m=80J,則滑輪組的機(jī)械效率:=W有/W總100%=80J/100J100%=80%;(3)由=W有/W總100%=W有/(W有+W額)100%= G/(G+G動(dòng))100%可知,滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重和物體重有關(guān),動(dòng)滑輪重力不變,物體重力變大,機(jī)械效率將變大。二、選擇題3(2018廣西柳州)如圖所示,某人用扁擔(dān)擔(dān)起兩筐質(zhì)量為m1,m2的貨物,當(dāng)他的肩處于O點(diǎn)時(shí),扁擔(dān)水平平衡,已知I1I2,扁擔(dān)和筐的重力不計(jì)若將兩筐的懸掛點(diǎn)向O點(diǎn)移近

30、相同的距離I,則()A扁擔(dān)左端向下傾斜B扁擔(dān)右端向下傾斜C要使扁擔(dān)恢復(fù)水平平衡需再往某側(cè)筐中加入貨物,其質(zhì)量為(m2m1)D要使扁擔(dān)恢復(fù)水平平衡需再往某側(cè)筐中加入貨物,其質(zhì)量為(m2m1)【答案】AC【解析】根據(jù)杠桿原來(lái)平衡,設(shè)移動(dòng)的距離為L(zhǎng),再比較F1(L1L)和F2(L2L)即可作出判斷(1)原來(lái)平衡時(shí),mg1L1=m2gL2,由圖知,L1L2,所以m1m2,設(shè)移動(dòng)相同的距離L,則左邊:m1g(L1L)=m1gL1m1gL,右邊:m2g(L2L)=m2gL2m2gL,因?yàn)閙1m2,所以m1Lgm2Lg,m1(L1L)gm2(L2L)g,則杠桿的左端向下傾斜故A正確,B錯(cuò)誤;(2)因?yàn)閙1(

31、L1L)gm2(L2L)g,故往右邊加入貨物后杠桿平衡即m1(L1L)g=(m2+mg)(L2L),且mg1L1=m2gL2,得m=(m2m1),故C正確,D錯(cuò)誤4(2018齊齊哈爾)用兩個(gè)相同的滑輪組成的滑輪組固定在天花板上,如圖所示,當(dāng)勻速提升物體時(shí),繩子自由端的拉力F20 N,物體移動(dòng)的速度為0.1 m/s,每個(gè)滑輪重10 N,忽略繩重和摩擦,下列說(shuō)法正確的是 ( )A繩子自由端移動(dòng)的速度為0.3 m/s B物體的重力為40 NC該滑輪組的機(jī)械效率為66.67 % D拉力F的功率為2 W【答案】A 【解析】用滑輪組提升物體時(shí),物體重由幾段繩子承擔(dān),外力作用點(diǎn)的移動(dòng)速度就是物體速度的幾倍。

32、如圖可知,滑輪組的繩子段數(shù)n=3,物體移動(dòng)的速度v物=0.1m/s,繩子自由端移動(dòng)的速度v繩=nv物=30.1m/s=0.3m/s,選項(xiàng)A正確,符合題意;忽略繩重和摩擦?xí)r,F(xiàn)拉=(G物+G動(dòng))/n,G物=nF拉-G動(dòng)=320N-10N=50N,選項(xiàng)B不正確,不符合題意;該滑輪組的機(jī)械效率:= W有/ W總100%= G物/ nF拉100%=50N/320N100%=833%選項(xiàng)C不正確,不符合題意;拉力的功率:P= W總/t=FS/t=FV繩=20N03m/s=6W 選項(xiàng)D不正確,不符合題意。故選A。三、作圖題5(2018咸陽(yáng))在圖中畫(huà)出力F對(duì)支點(diǎn)O的力臂。 【答案】如圖所示?!窘馕觥勘绢}考查

33、力臂的畫(huà)法。力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離,畫(huà)力臂時(shí)應(yīng)由支點(diǎn)向力的作用線做垂線,垂線段的長(zhǎng)度即為力臂。6(2018濟(jì)寧)過(guò)去農(nóng)村用的舂米工具是一個(gè)杠桿,如圖所示是它的結(jié)構(gòu)示意圖。O為固定轉(zhuǎn)軸,在A端連接著石球,腳踏B端可以使石球升高,抬起腳,石球會(huì)落下打擊稻谷。請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出動(dòng)力F1的力臂和石球所受重力G的示意圖。 【答案】如圖所示。 【解析】(1)石球的重心在球心,過(guò)重心沿豎直向下的方向畫(huà)一條帶箭頭的線段,在線段的末端標(biāo)上箭頭和符號(hào)G,即為石球所受重力的示意圖;(2)從支點(diǎn)O向力F的作用線作垂線,支點(diǎn)到垂足的距離就是F的力臂L 四、實(shí)驗(yàn)題7(2018揚(yáng)州)在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中(1)杠桿的

34、平衡狀態(tài)是指杠桿處于_或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有掛鉤碼時(shí),調(diào)節(jié)平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡,其主要目的是_。(2)實(shí)驗(yàn)中,用裝置A的方式懸掛鉤碼,杠桿也能水平平衡(杠桿上每格等距),但老師建議同學(xué)不宜采用這種方式,該種方式的不足主要是因?yàn)?( )A.一個(gè)人無(wú)法獨(dú)立操作 B.力臂與杠桿不重合C.力和力臂數(shù)目過(guò)多,不易得出結(jié)論 D.杠桿受力不平衡 裝置A 裝置B (3)若用裝置B進(jìn)行實(shí)驗(yàn),則此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是_N;將彈簧測(cè)力計(jì)沿虛線方向拉,仍然使杠桿在原來(lái)的位置平衡,此時(shí)拉力的力臂將_,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將_(均選填“變大”、“變小”或“不變”)?!敬鸢浮浚?)靜止?fàn)顟B(tài) 便于測(cè)量力臂和避免杠桿

35、自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響(只答便于測(cè)量力臂也給分)(2)C(3)1.8 變小 變大 【解析】杠桿平衡是指杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有掛鉤碼時(shí),調(diào)節(jié)平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡,其主要目的是便于測(cè)量力臂和避免杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。利用裝置A力和力臂數(shù)目過(guò)多,計(jì)算麻煩,不易得出結(jié)論。將彈簧測(cè)力計(jì)沿虛線方向拉,仍然使杠桿在原來(lái)的位置平衡,支點(diǎn)到力臂的距離小了,也就是拉力的力臂將變小,根據(jù)杠桿平衡條件知道彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大。8(2018桂林)如圖甲是某學(xué)習(xí)小組“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的示意圖。用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉動(dòng)繩子自由端,將重為4.5N的物體從A位置提升到A位置,同時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)從圖中的B位置上升

36、到B位置,在這個(gè)過(guò)程中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示。請(qǐng)你根據(jù)他們做的實(shí)驗(yàn)完成下列問(wèn)題:(1)物體提升的高度是 cm,拉力是 N,該滑輪組的機(jī)械效率= ;(2)若在圖甲裝置的基礎(chǔ)上,增加一個(gè)動(dòng)滑輪,改為圖丙所示的裝置,提升同一物體,則滑輪組的機(jī)械效率 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。 【答案】(1)5.0; 2;75%;(2)變小?!窘馕觥浚?)測(cè)力計(jì)B位置勻速提升到B位置,測(cè)力計(jì)上升的高度為:s=15.0cm;由圖可知,有3段繩子拉著動(dòng)滑輪,則物體上的高度為:h=s/3=1/315.0cm=5.0cm;由圖可知,測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2N;該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率:= W有/W總=Gh/Fs=75%;

37、(3)若在圖甲裝置的基礎(chǔ)上,增加一個(gè)動(dòng)滑輪,此時(shí)有用功不變,克服動(dòng)滑輪重力所做的額外功變大,故機(jī)械效率變小。9(2018吉林)在探究“斜面機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中,數(shù)據(jù)記錄如表,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):(1)你認(rèn)為斜面省力情況與斜面傾斜程度的關(guān)系是:斜面越陡,越_(2)你對(duì)斜面機(jī)械效率的問(wèn)題可獲得的初步結(jié)論是:_(3)你認(rèn)為在完成本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,主要的困難是_;由以上的數(shù)據(jù),小慧還發(fā)現(xiàn)木塊受到木塊的摩擦力與斜面的傾斜程度有關(guān),你認(rèn)為兩者的關(guān)系是:_(4)若要驗(yàn)證斜面的機(jī)械效率跟物體的重力的關(guān)系,應(yīng)控制斜面的長(zhǎng)、斜面的傾斜程度和斜面粗糙程度不改變,這時(shí)應(yīng)用的物理科學(xué)方法是_【答案】(1)費(fèi)力;(2)當(dāng)斜面長(zhǎng)和斜面粗

38、糙程度一定時(shí),斜面的傾斜程度越陡,斜面的機(jī)械效率越高;(3)拉著物體做勻速直線運(yùn)動(dòng);斜面越陡,摩擦力越小;(4)控制變量法【解析】(1)提升物體重力相同,拉力越大越費(fèi)力,拉力越小越省力,從第1次到第3次,斜面傾斜程度逐漸變大,拉力也逐漸變大,說(shuō)明斜面越陡,越費(fèi)力(2)這三次實(shí)驗(yàn)選用的是同一斜面,粗糙程度是一定的,提升的物重也是一樣的,從第1次到第3次可以看出,當(dāng)斜面的粗糙程度相同時(shí),用斜面提升相同的重物,斜面越陡,機(jī)械效率越高(3)此實(shí)驗(yàn)需要保持物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出斜面越陡,摩擦力越??;(4)實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證斜面的機(jī)械效率跟物體重力關(guān)系,應(yīng)該控制斜面的長(zhǎng)、傾斜程度和粗糙程度一致,

39、改變物體重力大小,觀察測(cè)力計(jì)示數(shù),此實(shí)驗(yàn)方法為控制變量法五、綜合計(jì)算題10.(2018湖南婁底)一輛重2104N的四輛卡車,開(kāi)進(jìn)了一段泥濘的道路,不能繼續(xù)行駛司機(jī)找來(lái)一輛小型拖拉機(jī)、繩子、動(dòng)滑輪,采用如圖所示裝置,拖拉機(jī)在繩端用3750N的水平拉力,將汽車以0.2m/s的速度水平勻速拉出泥濘路段,用時(shí)10s若每個(gè)車輪與地面接觸的面積為0.05m2(1)求汽車對(duì)路面的壓強(qiáng)(2)求拉力F做的功和功率(3)若動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為80%,求汽車所受的阻力【答案】(1)1105Pa(2)1.5104J;1.5103W(3)6000N【解析】(1)輪胎與地面的接觸面積S=40.05m2=0.2m2汽車對(duì)路面

40、的壓強(qiáng):p=F/s=G/s= 2104 N/0.2 m2=1105Pa;(2)由v=s/t得,汽車前進(jìn)的距離:s1=vt=0.2m/s10s=2m,繩子移動(dòng)的距離: s2=22m=4m,拉力F做的功:W 總=F s2=3750N4m=1.5104J拉力F的功率:P= W總/t=1.5104J /10s=1.5103W;(3)因?yàn)? W有/ W總,所以W有=W總=1.5104J80%=1.2104J,因?yàn)閃有=F1s1,所以摩擦力f= F1=6000N【2020年模擬壓軸題組】一、填空題1(2020齊齊哈爾三中模擬)一位泰山挑山工用一根長(zhǎng)1.8m的扁擔(dān)挑起貨物,如圖為扁擔(dān)示意圖,若在扁擔(dān)的A端掛

41、200N的物體,B端掛300N的物體,挑起重物時(shí)使扁擔(dān)水平平衡,則挑山工肩膀需頂在距A端 m遠(yuǎn)的位置(不計(jì)扁擔(dān)的重力)?!敬鸢浮?.08?!窘馕觥吭O(shè)支點(diǎn)為O,由圖可知,肩到扁擔(dān)左端的距離為OA,則肩到右端距離為OB1.8mOA,扁擔(dān)平衡,由杠桿的平衡條件可得:G1OAG2OB,代入數(shù)據(jù):200NOA300N(1.8mOA),解得:OA1.08m2(2020河南模擬)小明用如圖所示的動(dòng)滑輪提起140N的水桶,動(dòng)滑輪重20N (不計(jì)繩重和摩擦),小明拉繩子的動(dòng)力為_(kāi)N;如果向水桶內(nèi)再加入40N的水,提起時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率_ (選填“變大”、“變小”或“不變”)。 【答案】80;變大?!窘馕觥坎挥?jì)繩

42、重和摩擦,人拉繩子自由端的拉力F=(G+G動(dòng));用同一個(gè)滑輪組提升物體時(shí),物重越大,效率越高。由圖可知,該滑輪為動(dòng)滑輪,有兩段繩子拉著動(dòng)滑輪,不計(jì)繩重和摩擦,則拉繩子的動(dòng)力:F=(G+G動(dòng))/n=(140N+20N)/n=80N;使用同一滑輪組,在提升高度相同時(shí),所做的額外功不變,增加水的重力,增大了有用功,所以有用功在總功中所占的比例變大,機(jī)械效率會(huì)變大。二、選擇題3(2020大興安嶺呼中模擬)杠桿OA在力FA、FB的作用下保持水平靜止?fàn)顟B(tài),如圖(a)杠桿的自重不計(jì),O為杠桿的支點(diǎn),F(xiàn)B的方向與OA垂直,則下列關(guān)系式中一定正確的是()(a)AFAOAFBOBBFAOAFBOBCDFA【答案】

43、D【解析】此題是考查學(xué)生對(duì)杠桿平衡條件的理解和能否正確地找出力臂如圖,畫(huà)出力FA的力臂為lA,F(xiàn)A和OA的夾角為。根據(jù)杠桿的平衡條件:FAlAFBOBFAOA sinFBOB從圖中看出:090sin1要保持杠桿平衡:FAOAFBOB,推得FA三、作圖題4(2020武漢模擬)試畫(huà)出力F1、F2的力臂?!敬鸢浮繌闹c(diǎn)向F1、F2的作用線引垂線,垂線段的長(zhǎng)度即為力臂L1、L2,如圖所示【解析】本題考查杠桿五要素中動(dòng)力臂和阻力臂的畫(huà)法。畫(huà)力臂時(shí)必須注意力臂是“支點(diǎn)到力的作用線的距離”,而不是“支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離”。力的作用線是通過(guò)力的作用點(diǎn)并沿力的方向所畫(huà)的直線。5(2020沈陽(yáng)模擬)輕質(zhì)杠桿OA

44、BC能夠繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),已知OABC20cm,AB30cm,在B點(diǎn)用細(xì)線懸掛重為100N的物體G,為了使杠桿在如圖所示的位置平衡,請(qǐng)?jiān)诟軛U上作出所施加最小動(dòng)力的圖示(不要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)。【答案】如圖所示?!窘馕觥扛鶕?jù)杠桿的平衡條件,要使力最小,則動(dòng)力臂應(yīng)最長(zhǎng),即連接OC為最長(zhǎng)的力臂,力的方向與OC垂直且向上,根據(jù)勾股定理和全等三角形定理可得,動(dòng)力臂OC50cm,故根據(jù)杠桿平衡條件可得:F1OCGOA,代入數(shù)值可得:F150cm100N20cm,解得F140N,選取標(biāo)度為20N,過(guò)C點(diǎn)作出最小動(dòng)力,使線段長(zhǎng)度為標(biāo)度的2倍。四、實(shí)驗(yàn)題6(2020河北石家莊模擬)用如圖所示的器材探究杠桿的平衡條件。(

45、1)實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)杠桿上的_使杠桿在不掛鉤碼時(shí),保持水平并靜止,這是為了_。(2)在已經(jīng)平衡的杠桿的左側(cè)鉤碼下加掛鉤碼,為了使杠桿盡快平衡,下列做法正確且合理的是_A.只把右側(cè)鉤碼向右移B.只把左側(cè)鉤碼向左移C.把左右兩側(cè)鉤碼同時(shí)向左移動(dòng)D.把左右兩側(cè)鉤碼同時(shí)向右移動(dòng)(3)杠桿在兩個(gè)力的作用下平衡時(shí),F1l1=F2l2,此時(shí)動(dòng)力作用的效果與阻力作用的效果互相抵消。據(jù)此,如果杠桿受到動(dòng)力F1、F2和阻力F3三個(gè)力的作用,杠桿的平衡條件是什么呢?請(qǐng)你提出猜想:_(用公式表達(dá))?!敬鸢浮?1). 螺母 (2). 便于實(shí)驗(yàn)時(shí)能從杠桿上直接讀出力臂 (3). A (4). 見(jiàn)解析【解析】(1)實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)杠桿

46、上的平衡螺母,使杠桿在不掛鉤碼時(shí),保持水平并靜止,這是為了忽略杠桿的自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,便于實(shí)驗(yàn)時(shí)能從杠桿上直接讀出力臂;因?yàn)楦軛U在水平位置平衡時(shí),力的方向與杠桿垂直,力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來(lái);(2)在已經(jīng)平衡的杠桿的左側(cè)鉤碼下加掛鉤碼,就會(huì)由于左側(cè)力力臂的值大于右側(cè)而下沉,所以為了使杠桿盡快平衡,應(yīng)同時(shí)調(diào)節(jié)兩側(cè)鉤碼,使左側(cè)左側(cè)力力臂的值減小的同時(shí),使右側(cè)左側(cè)力力臂的值增大,所以應(yīng)把左右兩側(cè)鉤碼同時(shí)向右移動(dòng),故正確且合理的是D。(3)根據(jù)杠桿平衡條件知道,若杠桿的動(dòng)力與動(dòng)力臂乘積之和(F1 L1 +F2 L2)與杠桿阻力與阻力臂的乘積F1 L1相等,則杠桿應(yīng)平衡,所以猜想杠桿受到動(dòng)力F

47、1、F2和阻力F3三個(gè)力的作用的平衡條件是F3 L3 +F2 L2 =F1 L1。7(2020青島模擬)物理實(shí)驗(yàn)興趣小組間開(kāi)展競(jìng)賽活動(dòng),甲組出題乙組用實(shí)驗(yàn)的方法解答。甲組用布簾將一個(gè)滑輪組遮蔽(如圖),乙組同學(xué)通過(guò)測(cè)量:滑輪組下方所掛重物重力為G,重物被勻速提升的高度為H,乙組同學(xué)施加在滑輪組繞繩的自由端的拉力為F,該自由端移動(dòng)的距離為h;通過(guò)3組實(shí)驗(yàn)(數(shù)據(jù)見(jiàn)下表)乙組同學(xué)探究出“布簾背后的秘密”。實(shí)驗(yàn)次數(shù)123G/N5.08.011.0F/N2.03.04.1H/cm10.015.020.0h/cm30.145.160.2假設(shè)你是乙組成員請(qǐng)判斷:動(dòng)滑輪實(shí)際被使用的個(gè)數(shù)是 (選填“一個(gè)”或“兩

48、個(gè)”);滑輪組中所有動(dòng)滑輪(及動(dòng)滑輪間的連接物)總重力約為 (選填“1N”、“2N”或“3N”);當(dāng)提升重物重力為G4.0N時(shí),該滑輪組的機(jī)械效率最接近 (選填“80%”、“33%”或“25%”);乙組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不像“理想模型”那樣完美,請(qǐng)你提出一條產(chǎn)生誤差的原因: ?!敬鸢浮恳粋€(gè);1;80%;繩與輪之間存在摩擦?!窘馕觥浚?)繩子的有效段數(shù):n3,故動(dòng)滑輪實(shí)際被使用的個(gè)數(shù)是一個(gè)(若是兩個(gè),有效段數(shù)為4或5);(2)若不考慮摩擦,則F,滑輪組中所有動(dòng)滑輪(及動(dòng)滑輪間的連接物)總重力約為:G動(dòng)3FG2N35N1N;即滑輪組中所有動(dòng)滑輪(及動(dòng)滑輪間的連接物)總重力約為1N;(3)由表中數(shù)據(jù)知

49、,第1次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率為:83.1%,因機(jī)械效率隨提升物重的減小而變小,當(dāng)提升重物重力為G4.0N時(shí),該滑輪組的機(jī)械效率應(yīng)略小于83.1%,故最接近80%;(4)乙組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不像“理想模型”那樣完美,產(chǎn)生誤差的原因:繩與輪之間存在摩擦。8(2020哈爾濱秋實(shí)模擬)如圖是某一學(xué)習(xí)小組探究“斜面的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表:(1)沿斜面拉動(dòng)木塊時(shí),為使測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定,應(yīng)盡量使木塊做_運(yùn)動(dòng)(2)比較表中“物塊重”和“_”兩欄對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),可知斜面是一種_(選填“省力”或“費(fèi)力”)的簡(jiǎn)單機(jī)械(3)本實(shí)驗(yàn)研究了_對(duì)斜面機(jī)械效率的影響,其影響規(guī)律是_(4)分析第1次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知,斜面的有

50、用功為_(kāi)J,總功為_(kāi)J,斜面對(duì)物體摩擦力為_(kāi)N【答案】(1)勻速;(2)沿斜面拉力;省力;(3)斜面的傾斜程度;其它條件不變時(shí),斜面的傾斜程度越大機(jī)械效率越高;(4)1,5,4【解析】(1)沿斜面拉動(dòng)木塊時(shí),為使測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定,應(yīng)盡量使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)比較表中“物塊重”和“沿斜面的拉力”兩欄對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,在同一次實(shí)驗(yàn)中,拉力總是小于重力,由此可知斜面是一種省力的簡(jiǎn)單機(jī)械(3)由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,實(shí)驗(yàn)控制了斜面長(zhǎng)度不變而高度不斷變化,斜面的傾斜程度不斷變化,實(shí)驗(yàn)研究的是斜面傾斜程度對(duì)斜面機(jī)械效率的影響,由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:斜面長(zhǎng)度不變時(shí),斜面越高,斜面的效率越大;(4)第

51、1次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知,斜面的有用功為:W有=Gh=10N0.1m=1J;W總=Fs=5.0N1m=5J;則額外功W外=W總-W有=5J-1J=4J,因此摩擦力f=W外/s =4J/1m=4N五、綜合計(jì)算題9(2020重慶模擬)如圖所示,有一質(zhì)量不計(jì)的輕質(zhì)杠桿,左端可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),桿上系有一懸掛重物的輕繩,重物質(zhì)量為m,輕繩可在桿上自由滑動(dòng),桿的右端用一豎直向上的動(dòng)力F拉著。當(dāng)輕繩向右勻速滑動(dòng)時(shí),輕質(zhì)杠桿始終在水平位置保持靜止。(1)在圖中作出杠桿所受阻力F阻、動(dòng)力的力臂L及阻力的力臂L阻;(2)設(shè)懸掛重物的輕繩從桿的最左端水平向右勻速滑動(dòng),試推導(dǎo)說(shuō)明動(dòng)力F與滑動(dòng)時(shí)間t成正比。【答案】見(jiàn)解析?!窘馕?/p>

52、】杠桿所受阻力為重物對(duì)杠桿的拉力,過(guò)支點(diǎn)做拉力的作用線的垂線段即為其力臂;根據(jù)杠桿平衡條件分析解答。(1)如圖所示(2)由杠桿的平衡條件可知FLF阻L阻;又因?yàn)镕阻Gmg,由v可得,阻力臂:L阻vt,所以FLmgvt,解得Ft,由于是定值,所以F與t成正比。10.(2020牡丹江一模)質(zhì)量為8t的某載重汽車,額定功率為240kw,車上裝有12t的砂石汽車先以36km/h的速度,220kw的功率,在平直的路面上勻速行駛了5min,然后又以額定功率用了2min的時(shí)間,把砂石從山坡腳下送到了60m高的坡頂施工場(chǎng)地求:(1)汽車在平直路面上勻速行駛的過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功和汽車受到的阻力(2)汽車從坡

53、底向坡頂運(yùn)送砂石的機(jī)械效率【答案】(1)2104N;(2)25%【解析】(1)汽車勻速行駛過(guò)程中做的功為W=Pt=2105W300s=6107J;汽車行駛的路程為S=vt=10m/s300s=3000m;汽車水平行駛過(guò)程中受到的阻力為f=F=W/s=6107J/3000m =2104N(2)爬坡時(shí),汽車做的有用功為W有用=Gh=mgh=1.2104kg10N/kg60m=7.2106J汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做的總功為W總=P額t=2.4105W120s=2.88107J;汽車向坡頂運(yùn)送砂石的效率為=W有用/W總=7.2106J/2.88107J =25%11.(2020北京清華附中模擬)在不計(jì)繩重和摩擦的

54、情況下,利用一滑輪組勻速提升物體,下表是在利用該滑輪組將一物體勻速提升到一定高度時(shí)采集到的信息。物體所受重力G/N作用在繩子自由端的拉力F/N滑輪組做的有用功W有用/J拉力做的總功W總/J50020010001200(1)通過(guò)計(jì)算確定該滑輪組提起物體的繩子段數(shù),并在圖中虛線框中畫(huà)出該滑輪組的組裝示意圖。(如右圖所示)(2)用該滑輪組將重為800 N的物體勻速提升1 m時(shí),拉力做的總功為多少? 【答案】(1)n=3 (2)W總=900J【解析】關(guān)于滑輪組的問(wèn)題,在判斷繩子股數(shù)時(shí)容易出錯(cuò),以及自由端和物體上升高度容易混淆。判斷股數(shù)應(yīng)該把定、動(dòng)滑輪分開(kāi),數(shù)一數(shù)承擔(dān)動(dòng)滑輪和重物的繩子的股數(shù)。解答這部分知識(shí)最基本的公式是F=(G+G動(dòng))/n,從而根據(jù)已知條件推導(dǎo)出相關(guān)物理量。(1)物體升高的高度:h= W有用/F=1000J/500N=2m拉力的作用點(diǎn)通過(guò)的距離:S= W總/ F=6m6m滑輪組承擔(dān)物重的繩子段數(shù):n=s/h=3(2)動(dòng)滑輪的重力:G總/=(W總- W有用)/h= (1200J-1000J)/2m=100N物重為800 N,升高1 m所做的總功:W=(G+ G輪)h=(800 N+100 N)1 m=900 J。

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