山东省中考物理专题复习附答案简单机械和功.docx
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山东省中考物理专题复习附答案简单机械和功
简单机械和功
一、单选题(共5题;共10分)
1.如图所示,在建筑工地上经常看见塔吊,塔吊的横梁可以看成一根杠杆,塔吊在C处安装了较重的配重物,其主要目的是为了( )
A. 美观
B. 增大塔吊的阻力,确保塔吊不会翻倒
C. 减小塔吊所吊物体的重力
D. 增大塔吊的阻力臂
2.已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度的平方成正比,且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的二次方的比值相同.现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落,在落到地面之前都已做匀速直线运动,那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中,其重力的功率之比为( )
A. m1:
m2
B.
:
C.
:
D.
:
3.如图所示的情景中,关于力对物体做功的叙述,正确的是( )
A. 大力士表演拉汽车前行,此时人拉车的力做了功
B. 起重机吊着重物水平移动,钢丝绳的拉力对重物做了功
C. 举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃做了功
D. 足球在水平地面上滚动,足球的重力对足球做了功
4.如图所示,某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体,不计摩擦,则该同学所用拉力F的可能值是( )
A. 20N B. 25N C. 30N D. 35N
5.小红和兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率,同学对实验过程和装置发表了下列不同的看法,其中正确的是( )
A. 斜面的坡度越小,斜面的机械效率越大
B. 匀速拉动时,木块要克服摩擦力做有用功
C. 匀速拉动木块时,拉力与摩擦力是一对平衡力
D. 斜面的机械效率与木块被拉动的距离是无关的
二、填空题(共11题;共32分)
6.如图所示,用裁纸刀裁纸.在图所示的A、B、C三点中,支点是________点,动力作用点是________点,阻力作用点是________点.
7.小红在超市购物时,用10N的水平推力,推着购物车在水平地面上作匀速直线运动,突然她发现前面有障碍物,于是马上用15N的水平力向后拉小车,使车减速,在减速运动过程中,车所受的合力为 ________ N;如图所示,当车的前轮遇到障碍物A时,小红向下按扶把,使车前轮向上翘起,这时购物车可视为杠杆,支点是________ (写出字母),请画出小红所用的最小动力的力臂L.
8.如图所示,OB为一轻质杠杆,O为支点,OA=0.3m,OB=0.4m,将重30N的物体悬挂在B点,当杠杆在水平位置平衡时,在A点至少需加________ N的拉力,这是一个________ (选填“省力”或“费力”)杠杆.
9.如图所示的滑轮中,属于定滑轮是________(选填“A”或“B”),使用它的好处是可以________.在不计滑轮重力和各种摩擦的情况下,匀速提升重为120牛重物G,F1的大小为________牛,F2的大小为________牛.
10.水平地面上一静止木箱重800N,某人用50N的水平推力推动木箱前进10m,撤消推力后木箱又继续前进了2m,全过程中,水平推力做功________J,重力做功________J.
11.如图所示,一处于水平平衡状态的杠杆,杠杆上所标刻度每小格长为3cm.某同学在研究杠杆平衡实验时,在杠杆上的A点挂四个钩码,每个重为1N,用弹簧测力计在B点竖直向上拉杠杆,使杠杆水平平衡,此时弹簧测力计拉力的力臂为________ cm,弹簧测力计的示数为________ N.
12.如图所示,质量分布均匀的长方体砖,平放在水平地面上,第一次用竖直向上的力F1只作用于ab的中点,第二次用竖直向上的力F2作用于bc的中点,都使它们在竖直方向上慢慢向上移动h(h<ab<bc),则在上述过程中F1________F2(选填“大于”、“小于”或“等于”);F1所做的功F1________F2所做的功(选填“大于”、“小于”或“等于”);第一次克服重力所做的功________第二次克服重力所做的功(选镇“大于”“小于”或“等于”).
13.以下四幅图描绘的是杠杆在生活中的应用
属于省力杠杆的是________,属于费力杠杆的是________
填相应的字母
14.如图所示,在水平地面上,小明用10N的水平力推重为50N的木箱匀速向右移动10m,在此过程中,木箱受到的摩擦力为________ N.重力对木箱做功________ J,小明对木箱做功________ J.
15.如图所示,龙舟比赛中选手一手撑住桨的末端(视为支点),另一手用力划桨,此时船桨属于________杠杆(填“省力”“费力”或“等臂”).若龙舟和运动员的总重力为2.5×104N,则龙舟所受浮力为________N.当运动员离开龙舟后,龙舟所受的浮力________(选填“减小”、“不变”或“增大”).
16.小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N,测得的数据如下表:
物理量
实验次数
钩码总重G/N
钩码上升的高度h/m
测力计数F/N
测力计移动距离s/m
机械效率h
1
4
0.1
1.8
0.3
2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.4
1.0
57%
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上________ 拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数.
(2)第1次实验测得的机械效率为________ .(结果保留整数)
(3)分析表中数据可知:
第2次实验是用________ 图做的.(选填“a”、“b”或“c”)
(4)分析第1、2次实验数据可知:
使用同一滑轮组,________ 可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、3次实验数据可知:
使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率________ .(选填变大、变小或不变)
(5)分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度________ .(选填“有关”或“无关”)
三、解答题(共4题;共30分)
17.图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图,使用电动机和滑轮组(图中未画出)将实心长方体A从江底竖直方向匀速吊起,图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象.A完全离开水面后,电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N,滑轮组的机械效率为80%,已知A的重力为2×104N,A上升的速度始终为0.1m/s.(不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重,不考虑风浪、水流等因素的影响,g取10N/kg)求:
(1)长方体A未露出水面时受到的浮力;
(2)长方体A的密度;
(3)长方体A完全离开水面后,在上升过程中F的功率.
18.一辆汽车以90km/h的速度在一段平直的高速公路上匀速行驶了4.5km,此时汽车的功率为60kW.求:
(1)汽车通过该路段的时间是多少;
(2)汽车所受的阻力为多少;
(3)汽车在该路段行驶时牵引力做的功是多少.
19.杠杆平衡时,动力F1的大小为10牛,动力臂l1为0.2米,阻力臂l2为0.1米,求阻力F2的大小.
20.(2017•上海)物体在50牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动,10秒内前进了20米,求此过程中拉力做的功W和拉力的功率P.
四、综合题(共2题;共25分)
21.如图所示,司机师傅利用滑轮组把汽车从泥坑里拖出来(泥坑可近似看成水平面),在此过程中汽车匀速移动了1m,共用时5s,已知汽车所受阻力为1200N,司机师傅的拉力功率为300W,在考虑滑轮组摩擦阻力影响因素条件下,求:
(1)司机师傅的拉力为多大?
(2)滑轮组的机械效率是多少?
22.用如图甲所示的滑轮组提升物体M,已知被提升的物体M重为760N,卷扬机加在绳子自由端的拉力F,将物体M以0.5m/s的速度匀速提升到5m的高度.拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示,不计绳重和滑轮与轴的摩擦.求:
(1)滑轮组提升重物所做的有用功W有;
(2)滑轮组提升重物的机械效率η;
(3)动滑轮的重力G动.
五、作图题(共5题;共25分)
23.如图甲所示为市民在公园锻炼上肢力量的画面.该器材相当于一根杠杆(杠杆自重不计),乙图为其简化图,锻炼时手在B点用力向上举手柄将A点的配重抬高,达到锻炼上肢的目的.请在乙图中画出动力臂L1、阻力F2及力臂L2.
24.用滑轮组提升重物,请在图中画出拉力F=G/3的绳子的绕法.(不计动滑轮、绳重和摩擦)
25.如图所示的弯曲杠杆A端吊一个重物G,要想在B端加一最小的力F,使AO(O为支点)保持水平平衡,试画出此力的方向和力臂.
26.小程要提起重800N的物体,但是他的最大拉力只有300N.于是,他找来了一些滑轮,想利用滑轮组提起这个重物.小程想站在地上向下拉绳,如图所示.请你在a,b,c三个图中选择一组滑轮组,并画出正确的绕绳方法.
27.如图所示,装置吊重为G的物体,要使杠杆平衡,画出在A点所加最小力F的示意图,并作出F的力臂.
六、实验探究题(共1题;共3分)
28.某同学在做“研究杠杆平衡条件”的实验进行了如下实验步骤.a.把杠杆的中点支在支架上;
b.把钩码挂在杠杆的两边,改变钩码的位置使杠杆水平平衡;
c.记下两边的钩码的重,用尺量出它们的力臂,记下实验数据;
d.改变力和力臂数值,做三次实验.e.求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂数值.
(1)该同学在b步操作之前漏掉了一个重要步骤,这个步骤是:
________
(2)如果实验中所用钩码的质量都相等,如果在如图甲图示,杠杆的B处应该挂________个钩码,才能使杠杆在水平位置平衡.
(3)如果乙图示把弹簧测力计斜拉,且拉环固定在支架E点上,此时杠杆水平平衡,如果此时在A点的钩码下方再挂一个钩码,为了再次使杠杆平衡,且弹簧测力计示数不变,应将悬点E向________移动(选填“上”或“下”).
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】B
【解析】【解答】解:
A、美观也不是安装配重物的主要目的,故A错误;B、塔吊在工作时经常吊运很重的物体,在塔吊的C处安装较重的配重物,就是为了增大塔吊的阻力,使塔吊在吊运重物时不会翻倒,故B正确.
C、安装配重物后增大了塔吊所吊物体的重力,选项C错误.
D、塔吊的阻力臂是固定的,没法改变,选项D错误.
故选B.
【分析】塔吊将物体吊起时,横梁可看作杠杆,可由杠杆的转动平衡解释.
2.【答案】D
【解析】【解答】因为雨滴落到地面前均已做匀速直线运动,所以雨滴受的是平衡力,雨滴受到的阻力为f=mg=kv2,所以雨滴的速度为
;又因为
,所以两雨滴功率之比为
D符合题意.
故答案为:
D.
【分析】本题考查了学生对功率概念的理解和掌握,根据题目所给的条件f=mg=kv2和功率公式P=Fv进行计算即可.
3.【答案】A
【解析】【解答】A、图中人拉车,车移动了距离,有力的作用,也在力的方向上移动距离,所以做功了,A符合题意;
B、图中起重机吊着重物水平移动,钢丝对重物有向上的拉力,重物沿水平方向移动了距离,没在拉力方向上移动距离,所以没做功,B不符合题意;
C、图中运动员举着杠铃不动,有力但是没有在力的方向上移动距离,所以没有做功,C不符合题意;
D、图中足球在水平地面上滚动,足球受重力的作用,但是并没有在重力的方向上移动距离,所以重力没有对足球做功,D不符合题意.
故答案为:
A.
【分析】功的两个必要因素:
一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可.
4.【答案】D
【解析】【解答】由题图可知:
拉力F的方向不是竖直向上的,则力F的力臂将不再是动滑轮的直径,而是小于直径,如图所示,根据杠杆的平衡条件FL=(G+G轮)r,
因为L<2r,所以
,即F>30N;
故选D.
【分析】根据二力平衡平衡的知识,动滑轮以及物体的重力与拉力沿竖直方向的分力平衡,因此拉力大于此分力.
5.【答案】D
【解析】【解答】A、斜面高度与物体重力相同时,斜面越长、坡度越小,摩擦力越大,克服摩擦力做额外功就越多,斜面的机械效率越低,A不符合题意;
B、因为物体沿斜面上升时,要克服摩擦力做功,木块要克服摩擦力做额外功.B不符合题意;
C、物块在斜面上匀速运动时,沿斜面向上受到拉力作用,沿斜面向下受到摩擦力和重力沿斜面的分力作用,所以拉力和摩擦力不是平衡力,C不符合题意;
D、因为斜面的机械效率为
,而木块匀速运动时,拉力F和物重G不变,h与S的比值也不变,所以η不变,即斜面的机械效率与木块被拉动的距离无关,D符合题意.
故答案为:
D.
【分析】斜面的机械效率和物体的重力、斜面上的摩擦力的大小有关.
二、填空题
6.【答案】C;A;B
【解析】【解答】解:
由图可知,用裁纸刀裁纸过程中,裁纸刀绕着C点转动,故C点为支点;
作用在裁纸刀刀柄上的力为动力,图中A点为动力作用点;
纸张对裁纸刀的力为阻力,图中B点为阻力作用点.
故答案为:
C;A;B.
【分析】杠杆绕着转动的点叫做支点;找出图中的动力和阻力,即可判断动力作用点和阻力作用点.
7.【答案】25;C
【解析】【解答】解:
(1)当用10N的水平推力,推着购物车在水平地面上做匀速直线运动,小车处于平衡状态,由平衡条件得:
f=F1=10N;
当她用F2=15N的水平力向后拉小车时,在减速运动过程中,小车与地面间的接触面粗糙程度不变、小车对地面的压力不变,因此小车受到的摩擦力f=10N不变,方向水平向后,且与F2在同一直线上,则小车受到的合力F=F2+f=15N+10N=25N.
(2)当前轮遇到障碍物A时,小红向下按扶把,这时购物车可以被视为杠杆,购物车绕C点绕动,所以支点是C;从C到E点的距离为最长的力臂,然后做力臂的垂线,即为最小的力.如图所示:
故答案为:
25;C.
【分析】
(1)物体做匀速直线运动时受平衡力的作用,由二力平衡的条件求出小车所受的阻力;在减速过程中分析出小车受到的力的方向,然后根据同一直线上二力的合成求出小车受到的合力;
(2)一根硬棒在力的作用下,若能绕某一固定点转动,这个固定点叫支点;首先应找到本题的支点在后轮的着地点;其次知道使购物车前轮向上翘起时,阻力为购物车的重力,阻力臂为支点到重力作用线的距离,阻力与阻力臂的乘积是定值,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,分析出动力臂最长时动力最小,所以要找最小的力,应该首先确定最长的力臂:
支点到动力的作用点的距离为动力臂时力臂最长.
8.【答案】40;费力
【解析】【解答】由图可知:
OA是动力臂,OB是阻力臂.因为OA<OB,所以这是一个费力杠杆.
由杠杆的平衡条件:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
得:
F×OA=G×OB
即F×0.3m=30N×0.4m
∴F=40N.
【分析】联系生活经验,要判断杠杆的类型,可依据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系:
若动力臂大于阻力臂,则是省力杠杆;若动力臂小于阻力臂,则是费力杠杆;若动力臂等于阻力臂,则为等臂杠杆.
9.【答案】A;改变力的方向;120;60
【解析】【解答】解:
由图可知,A为定滑轮,可以改变力的方向,不能改变力的大小,故F1的大小为120N;B为动滑轮,可以剩一半的力,故F2的大小为60N.
故答案为:
A;改变力的方向;120;60.
【分析】使用定滑轮可以改变力的方向,不能改变力的大小;使用动滑轮可以省一半的力.
10.【答案】500;0
【解析】【解答】解:
(1)水平推力做功:
W=Fs=50N×10m=500J;
(2)∵木箱受重力的方向竖直向下,木箱水平移动,
∴木箱在重力的方向上移动距离为0,
∴重力对木箱做功为0.
故答案为:
500,0.
【分析】
(1)知道木箱受到的水平推力和在推力方向上移动的距离,利用W=Fs求推力做的功;
(2)重力的方向竖直向下,木箱水平运动,木箱在重力的方向上移动距离为0,重力做功为0.
11.【答案】24;2
【解析】【解答】解:
已知杠杆上所标刻度每小格长为3cm.则弹簧测力计拉力的力臂为8×3cm=24cm,
由杠杆平衡条件可知,G钩码×12cm=F×24cm,即4N×12cm=F×24cm,解得F=2N.
故答案为:
24;2.
【分析】已知杠杆上所标刻度每小格长为3cm,可求得弹簧测力计拉力的力臂,根据杠杆平衡条件求得弹簧测力计的示数.
12.【答案】等于;等于;等于
【解析】【解答】解:
(1)第一次以与地面接触的下边为支点转动,F1克服重力才能将砖抬起,根据杠杆的平衡条件:
F1×cb=mg×
cb,则F1=
mg;
第二次同理有:
F2×ab=mg×
ab,F2=
mg,所以F1=F2;
(2)拉力F1做的功W1=F1h,拉力F2做的功W2=F2h,因为F1=F2,所以W1=W2;
(3)第一次克服重力做的功W1=Gh1,第二次克服重力做的功W2=Gh2,
因为两块砖都是沿着拉力慢慢向上移动h,h1=h2=
h,所以W1=W2.
故答案为:
等于;等于;等于【分析】
(1)砖不滑动时可认为砖是以触地点为支点形成的一种转动,因微微抬起所以可以看做为转动的动态平衡;在逐渐抬起的过程中,动力始终向上,动力臂大小不变,物体的重力和阻力臂也保持不变,从而可知动力的大小变化;
(2)根据公式W=Fs可以比较出两个力做功的多少;
(3)根据公式W=Gh可以比较出克服重力做功的多少.
13.【答案】a;bcd
【解析】【解答】我们使用瓶起子是为了省力,并且在使用过程中动力臂大于阻力臂,所以它属于省力杠杆;在使用钓鱼竿时,手移动的距离小于鱼移动的距离,并且动力臂小于阻力臂,所以它属于费力杠杆,费力但省距离;筷子在使用时动力臂小于阻力臂,所以它是费力杠杆,费力但能省距离;使用扫帚时,动力臂小于阻力臂,所以它是费力杠杆,费力但能省距离.
故答案为:
a;bcd.
【分析】省力杠杆是动力臂大于阻力臂的杠杆,费力杠杆是动力臂小于阻力臂的杠杆.
14.【答案】10;0;100
【解析】【解答】解:
(1)因木箱匀速向右移动时处于平衡状态,受到的摩擦力和推力是一对平衡力,所以,木箱受到的摩擦力f=F=10N;
(2)重力方向竖直向下,木箱沿水平方向移动,所以重力不做功,即重力做的功为0J;
小明对木箱做功:
W=Fs=10N×10m=100J.
故答案为:
10;0;100.
【分析】
(1)木箱匀速向右移动时处于平衡状态,受到的摩擦力和推力是一对平衡力,二力大小相等;
(2)做功的两个必要因素:
一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离,据此先判断是否做功,若做功,利用W=Fs计算.
15.【答案】费力;2.5×104;减小
【解析】【解答】解:
(1)选手一手撑住桨的末端(视为支点),另一手用力划桨,可知动力臂小于阻力臂,此时船桨属于费力杠杆;
(2)因为龙舟漂浮,所以龙舟受到的浮力:
F浮=G总=2.5×104N;当运动员离开龙舟后,龙舟仍然漂浮,浮力仍然等于重力,由于龙舟的重力减小,所以龙舟所受的浮力减小.
故答案为:
费力;2.5×104;减小.
【分析】
(1)当动力臂小于阻力臂时,属于费力杠杆,费力但省距离;
(2)龙舟在水面上处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件求浮力、分析浮力大小变化.
16.【答案】匀速;74%;b;增加重物;不变;无关
【解析】【解答】
(1)在测绳端拉力时,需竖直向上匀速拉动测力计.
(2)
(3)由数据知第2次实验中,s为h的3倍,所以滑轮组由3段绳子承担物重,而被提升的物重为6N,其它3组为4N.所以第2次实验是用b图做的;
(4)分析第1、2次实验,两次所用滑轮组相同,但第2次物重大于第1次物重,机械效率也大于第1次的机械效率,所以可得使用同一滑轮组,提高物重可以提高滑轮组的机械效率.
分析第1、3次实验,两次提升物体的重力相同,第3次实验的动滑轮较重,而机械效率较低,所以可得使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率越低.
(5)第3、4次实验只是改变了物体被提升的高度,机械效率没变,所以可得滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关.
【分析】此题是测量滑轮组的机械效率实验,主要考查了有关滑轮组机械效率的计算,以及影响滑轮组机械效率的因素:
被提升的物重和动滑轮的重力.被提升的物体越重、动滑轮的重力越小,滑轮组的机械效率越高.而滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关.
三、解答题
17.【答案】
(1)解:
根据图乙可知,A未露出水面所受的拉力F1=1×104N;故A未露出水面时受到的浮力:
F浮=G﹣F1=2×104N﹣1×104N=1×104N;
答:
长方体A未露出水面时受到的浮力为1×104N;
(2)解:
由F浮=ρ水gV排可知,
因为A浸没在水中,所以A的体积:
VA=V排=1m3;
A的质量:
故A的密度:
答:
长方体A的密度为2×103kg/m3;
(3)解:
∵
=80%
∴n=4
则F移动的速度:
v=4×0.1m/s=0.4m/s;
故拉力F的功率:
.
答:
长方体A完全离开水面后,在上升过程中F的功率为8×103W.
【解析】【分析】
(1)根据图象读出物体A的重力和未露出水面时受到的拉力,然后根据称重法即可求出长方体A未露出水面时受到的浮力;
(2)先根据F浮=ρ水gV排求出A的体积,然后根据G=mg求出A的质量,最后根据密度公式求出A的密度;
(3)先根据机械效率的变形公式求出提升物体绳子的条数,然后求出F移动的速度,最后根据P=Fv求出拉力的功率.
18.【答案】解:
(1)因为
所以汽车所用时间:
(2)汽车的行驶速度v=90km/h=25m/s,
因为
所以汽车受的阻力
(3)因为P=
所以牵引力做的功:
W=Pt=60×103W×180s=1.08×107J;
答:
(1)汽车通过该路段的时间是180s;
(2)汽车所受的阻力为2400N;
(3)汽车在该路段行驶时牵引力做的功是1.08×107J.
【解析】【分析】
(1)根据速度是变形公式计算所用的时间;
(2)因为
求出该汽车的牵引力,因为汽车匀速行驶,所以汽车受的牵引力和阻力是一对平衡力;
(3)根据P=
出牵引力做的功.
19.【答案】解:
由杠杆平衡条件得:
F1×l1=F2×l2,
即:
10N×0.2m=F2×0.1m,解得:
F2=20N;
答:
阻力F2的大小为20N.
【解析】【分析】根据杠杆平衡条件可以求出阻力大小.
20.【答案】解:
拉力做的功:
W=Fs=50N×20m=1000J;
拉力的功率:
P=
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