中考物理五四制第九篇简单机械功 第一课时杠杆滑轮五四制区域三年真题.docx
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中考物理五四制第九篇简单机械功第一课时杠杆滑轮五四制区域三年真题
功、功率、机械效率大小的比较
1.(2019·淄博中考)物理与生活密切相关,下列数据符合实际的是(D)
A.人体的安全电压不高于220V
B.人体感觉舒适的环境温度约为37℃
C.中学生从二楼走到三楼做功约为200J
D.光在真空中的传播速度为3×105km/s
2.(2018·淄博中考)如图所示,AC>BC,在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端,推力分别为F1、F2,功率分别为P1、P2。
在不考虑摩擦的情况下(A)
A.F1
C.F1=F2,P1=P2 D.F1 3.(2018·东营中考)对物理概念的理解是学好物理的关键。 关于功、功率和机械效率,下列说法正确的是(C) A.通过改进机械的性能可以使机械效率达到100% B.做功多的机械,功率一定大 C.功率大的机械,做功一定快 D.做功快的机械,机械效率一定高 机械效率的理解与计算 4.(2019·烟台中考)在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时,同学们提出了下列猜想 (1)滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关。 (2)滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关。 (3)滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关。 (4)滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关。 小明同学设计了如图所示的两个滑轮组,进行对比实验来验证提出的猜想,则该实验验证的猜想是(B) A. (1) B. (2) C.(3) D.(4) 5.(2020·烟台中考)在建筑工地上,小明同学利用如图所示的装置,用25N的拉力使重为300N的物体A沿着水平地面匀速运动,A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍,不计绳重及滑轮组的摩擦。 则动滑轮所受重力为__15__N,该装置的机械效率为__80%__。 若增加物体A的重力,仍使物体A匀速运动,则该装置的机械效率将__增大__(选填“增大”“减小”或“不变”)。 6.(2021·淄博中考)在美丽乡村建设中,政府为某村购置一批健身器材,工人往车上搬运装有健身器材的箱子时,用长木板搭了一个3m长的斜面,把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上。 如图,推箱子做的额外功是300J。 (g取10N/kg) (1)推箱子做的有用功; (2)斜面的机械效率; (3)沿斜面的推力。 解: (1)推箱子做的有用功: W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J (2)W总=W有+W额外=1200J+300J=1500J 斜面的机械效率: η= = =80% (3)根据W总=Fs可得: F= = =500N 7.(2021·泰安中考)如图所示,甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物,在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处,用时10s,此过程中甲工人做功的功率P甲=30W;乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3m到达指定位置B,拉力F乙为80N。 求: (1)甲工人做的功; (2)该滑轮组的机械效率。 解: (1)由P= 可得甲工人做的功: W甲=P甲t=30W×10s=300J (2)由W=Fs可得甲工人的推力: F甲= = =150N 因为货物在水平路面上被匀速推动,所以货物受到的推力、摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以货物受到的摩擦力: f=F甲=150N 乙工人使用滑轮组将货物在同样的路面上匀速移动3m; 由题图知n=3, 拉力端移动距离s乙=3s2, 滑轮组的机械效率: η= = = = = =62.5% 测量机械效率 8.(2019·淄博中考)在日常生活和工农业生产中,提高机械效率有着重要的意义。 提高机械效率,要从研究影响机械效率的因素出发,寻求办法。 (1)为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用图甲和图乙装置进行实验,并把数据整理记录在表中。 实验 次数 滑轮 材质 钩码重 G/N 提升的高 度h/m 有用功 W有用/J 拉力 F/N 绳端移动 的距离s/m 总功 W总/J 机械 效率η 1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56% 2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67% 3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67% 4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83% 5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95% ①比较1和2两次实验发现: 在所用滑轮组一定时,提升的钩码__越重(重力越大或质量越大)__,机械效率越高。 ②比较3和4两次实验发现: 滑轮组的机械效率还与__动滑轮重力(动滑轮质量或动滑轮材质)__有关。 ③比较__2和3__两次实验发现: 在所用滑轮组一定时,机械效率与提升钩码的高度无关。 ④第5次实验是利用图__乙__的装置完成的,判断依据是__s=h(绳移动的距离等于物体上升的高度)__。 ⑤利用图甲的装置,把重6N的物体用2.5N的拉力匀速拉起,滑轮组的机械效率为__80%__。 可见如果没有刻度尺,只有测力计,也可以测量出滑轮组的机械效率。 (2)小明利用图丙装置实验发现: 斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关,与物重无关。 保持斜面倾斜程度不变,可以采用__减小接触面的粗糙程度__的方法减小摩擦,从而提高斜面的机械效率。 (3)实验表明: 额外功越小,总功越接近有用功;进一步推理得出: 假如没有额外功,总功等于有用功;可见使用任何机械都__不省功__。 下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是__B__。 A.焦耳定律 B.牛顿第一定律 C.阿基米德原理 D.欧姆定律 9.(2020·东营中考)学习了“滑轮组的机械效率”后,某兴趣小组对“斜面的机械效率与哪些因素有关”这一课题产生了浓厚兴趣,他们猜想,斜面作为一种简单机械,它的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。 为此,实验室提供了如下器材: 长木板、垫木(长宽高之比为1∶2∶4)、木块(带钩)、天平、弹簧测力计、停表、刻度尺、细线。 请根据需要选择合适的器材,完成以下题目。 (1)实验目的: (2)实验器材: (3)实验步骤: (4)分析与论证: (5)交流与评估: 答: (1)实验目的: 探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度是否有关。 (2)实验器材: 长木板、垫木、木块(带钩)、弹簧测力计、刻度尺、细线。 (3)实验步骤: ①把垫木平放,将长木板的一端垫高,构成一个斜面。 用刻度尺测出斜面的长度s1和斜面高度h1。 用弹簧测力计测出木块所受的重力G,再用弹簧测力计拉着木块沿斜面匀速滑动,由底部上升到顶端,记下此时弹簧测力计的示数F1,记录数据。 ②把垫木侧放,将长木板的一端垫高,斜面变陡一些,重做实验,记录数据。 ③把垫木竖放,将长木板的一端垫高,斜面再变陡一些,重做实验,记录数据。 ④收集处理数据,进行比较、归纳。 (4)分析与论证: 通过公式η= = 计算出各次实验的机械效率,进行分析: 若测得的机械效率都相等,说明斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度无关;若测得的机械效率不相等,说明斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关。 (5)交流与评估: ①该实验中,测量拉力时,应保持木块在斜面上做匀速运动。 ②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度等其他因素有怎样的关系呢,如何验证? 功、功率、机械效率、压强、浮力的综合计算 10.(2020·威海中考)采购员小明骑着摩托车外出采购食品。 小明质量为70kg,摩托车质量为150kg(g取10N/kg)。 (1)小明买食品时,将摩托车停在超市门前的水平地面上,摩托车与地面的接触面积为150cm2,求摩托车对地面的压强; (2)采购食品后,小明将80kg的食品装上车,在限速为80km/h的水平路面上以72km/h的速度匀速行驶50s,行驶时受到的阻力为总重力的0.1倍,若消耗的汽油完全燃烧放出1×106J的热量,求摩托车发动机的实际输出功率和效率。 解: (1)摩托车静止在水平地面时对地面的压力: F=G=mg=150kg×10N/kg=1500N 摩托车与地面的接触面积: S=150cm2=1.5×10-2m2 摩托车静止在水平地面时对地面的压强: p= = =1×105Pa; (2)由题意,摩托车匀速行驶时受到的摩擦力: f=0.1G总=0.1(m车+m人+m货)g=0.1×(150kg+70kg+80kg)×10N/kg=300N 因为摩托车匀速直线行驶,则: F牵=f=300N 摩托车的速度: v=72km/h=20m/s 摩托车的功率: P=F牵v=300N×20m/s=6000W 摩托车行驶50s输出的有用功: W=Pt=6000W×50s=3×105J 摩托车发动机的效率: η= = =30%。 11.(2020·泰安中考)利用叉车运送货物,已知货物质量为500kg、底面积为5m2,货物与叉车水平叉臂的接触面积为0.8m2,g取10N/kg。 (1)叉车托着货物匀速水平移动,求货物对叉车水平叉臂的压强; (2)叉车在20s内将货物匀速举高1.8m,求叉车支持力对货物做功的功率。 解: (1)货物对叉臂的压力: F=G=mg=500kg×10N/kg=5×103N p= = =6.25×103Pa (2)叉车对货物的支持力F′=G W=F′s=5×103N×1.8m=9×103J P= = =450W 12.(2019·淄博中考)2019年4月23日,在庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动中,“055大型驱逐舰”接受检阅,向世界展示了我国大型驱逐舰的发展规模和强大实力。 驱逐舰长174m,宽23m,吃水深度8m,满载排水量12300t,最大航速32节(1节=0.5m/s,海水密度为1.03×103kg/m3,g取10N/kg)。 求: (1)驱逐舰行驶到某海域时,舰底受到的海水压强为7.21×104Pa,此时舰底所处的深度; (2)驱逐舰满载时受到的浮力; (3)驱逐舰满载时,以最大航速匀速直线航行,若所受海水阻力是其总重的0.1倍,它的动力功率。 解: (1)舰底所处的深度 h= = =7m。 (2)驱逐舰满载时受到的浮力 F浮=m排g=1.23×107kg×10N/kg=1.23×108N。 (3)驱逐舰漂浮G=F浮=1.23×108N。 水平匀速直线航行时,动力 F=f=0.1G=0.1×1.23×108N=1.23×107N。 动力功率 P=Fv=1.23×107N×16m/s=1.968×108W。 13.(2018·淄博中考)骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统,最基本的运动都是肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的,其模型就是杠杆。 如图所示是踮脚时的示意图,人体的重力为阻力,小腿肌肉施加的拉力为动力。 重600N的小明在1min内完成50个双脚同时踮起动作,每次踮脚过程中脚跟离开地面的高度是9cm。 求: (1)小腿肌肉对每只脚的拉力。 (2)小明踮脚过程中克服重力做功的功率。 解: (1)小明重600N,所以每只脚分担的力为300N,即F2=300N,又因为l2=8cm,l1=8cm+4cm=12cm。 根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得: F1= = =200N。 (2)踮脚过程中阻力作用点上升的高度为h2, 由 = 得,h2=6cm=0.06m, 所以踮脚一次做的功W1=Gh2=600N×0.06m=36J, 所以50个踮脚动作做功W=50W1=50×36J=1800J, 该过程克服重力做功的功率为P= = =30W。 14.(2019·泰安中考)如图所示,人的重力为850N,双脚与地面接触面积为250cm2,用滑轮组拉着重210N的物体沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了5s。 人对绳子竖直向下的拉力为100N。 求: (1)物体上升的高度; (2)滑轮组的机械效率; (3)人对地面的压强。 解: (1)物体上升的高度 h=vt=0.1m/s×5s=0.5m; (2)有用功W有用=Gh=210N×0.5m=105J; 拉力做的总功 W总=Fs=Fnh=100N×3×0.5m=150J; 机械效率η= = =70%; (3)人对绳子的拉力F拉和绳子对人的拉力F拉′为一对相互作用力,F拉′=F拉=100N,人对地面的压力F压=G-F拉′=850N-100N=750N,人对地面的压强为 p= = =3×104Pa。 15.(2021·东营中考)如图是某科技小组设计的打捞装置示意图,已知被打捞的合金块密度为4×103kg/m3,体积为0.01m3。 每个滑轮重100N,绳重和摩擦均忽略不计。 (水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg) (1)合金块下表面距水面5m时,求合金块下表面所受水的压强。 (2)合金块未露出水面时,求合金块受到的浮力。 (3)完全露出水面后,合金块在5s内匀速上升了2m,求人的拉力及其功率。 解: (1)合金块下表面距水面5m时,合金块下表面所受水的压强: p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa; (2)合金块未露出水面时,受到的浮力: F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N; (3)合金块的重力: G=mg=ρgV=4×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=400N; 绳重和摩擦均忽略不计,完全露出水面后,人的拉力: F= (G+G动)= ×(400N+100N)=250N; 绳子自由端移动的距离: s=2h=2×2m=4m; 拉力做的功: W=Fs=250N×4m=1000J; 拉力做功的功率: P= = =200W。 16.(2019·威海中考)如图所示,某考古队用滑轮组将重4.8×103N,体积为100dm3的文物打捞出水,定滑轮重100N。 滑轮组上共有三根绳子a、b和c,其中a悬挂定滑轮,b绕在定滑轮和动滑轮上,c悬挂文物,整个打捞过程始终缓慢匀速提升文物,文物完全浸没在水中时,滑轮组的机械效率为95%(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg,绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计)。 请解答下列问题: (1)文物浸没在水中时受到的浮力是多大? (2)动滑轮的重力是多大? (3)在整个打捞过程中,a、b、c三根绳中哪根绳承受的拉力最大? 该绳至少要承受多大的拉力? 略
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