浙教版科学中考复习专题训练：简单机械【word，含答案】

简单机械
1. 以下杠杆中，属于费力杠杆的是(　　)
2.如图所示，甲物重15 N，乙物重5 N，甲乙均静止，不计测力计自重，则测力计示数(　　)
A. 5 N　　　　　B. 10 N　　　　　C. 15 N　　　　　D. 20 N
3. (多选)如图所示，杠杆左端悬挂物体，右端施加动力F，处于平衡状态(忽略杠杆自身重力的影响)．下列说法正确的是(　　)
　　
A. 此时杠杆是费力杠杆
B. 动力臂是线段OA
C. 杠杆的阻力是物体受到的重力G
D. 保持杠杆位置不变，将动力F转至F1位置，动力变大
4. 如图所示，工人用160 N的拉力F将重为300 N的木箱10 s内匀速拉到长3 m、高1 m的斜面顶端．下列说法正确的是(　　)
A. 拉力F做功的功率是16 W
B. 克服木箱重力做功是900 J
C. 斜面的机械效率是62.5%
D. 若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变
5. 将一个定滑轮和挂有一个重6 N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组．在图甲滑轮组，用大小为3.6 N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3 m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6 m．不计摩擦和绳重．设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则(　　)
A. η甲>η乙 B. η甲<η乙
C. η甲≈55.5% D. η乙≈83.3%
6.如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦)，拉力大小错误的是(　　)
7. 小鹏家购买了一箱重960 N的装修材料，工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高9 m，用时3 min，若滑轮组的机械效率为80% (不计箱子重、绳重和摩擦)．
小鹏计算的下列物理量正确的是(　　)
A. 绳子自由端移动的速度为0.05 m/s
B. 做的有用功为8 640 J
C. 拉力为240 N
D. 拉力的功率为48 W
8. 如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.2 m/s的速度匀速上升，提升过程中滑轮组的机械效率为90%.已知物体A重540 N，该工人重500 N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，关于该过程，下列说法正确的是(　　)
A. 绳子自由端受到竖直向下的拉力为200 N
B. 绳子自由端拉力的功率为120 W
C. 该工人对地面的压力为200 N
D. 支架受到滑轮组的拉力为960 N
9. 如图所示，是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组．一次提升货物A的质量为2.7×103 kg，30 s内货物A被匀速提升了3 m，动滑轮的重为3×103 N(不计起重机钢绳重和一切摩擦)．下列分析中正确的是(　　)
A. 钢绳自由端的移动速度为0.1 m/s
B. 拉力F的功率为1.5×103 W
C. 滑轮组的机械效率为90%
D. 钢绳的拉力F的大小为1.0×104 N
10. 如图所示，当水平拉力F＝5 N时，恰好可以使物体A沿水平地面向左做匀速直线运动，已知物体A重为10 N，所受地面的摩擦力为8 N，若在10 s时间内，物体A水平移动了2 m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中(　　)
A. 拉力F的功率为1 W B. 拉力F做功为10 J
C. 物体A重力做功为20 J D. 滑轮组的机械效率为80%
11.如图所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点，此过程绳的拉力对甲做的功为WAB；用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿斜面从C点匀速拉至与B等高的D点，在此过程中绳的拉力对乙做的功为WCD，斜面的机械率为(　　)
A. B. C. D.
12. 如图所示，杆秤砣的质量为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，若秤砣上粘有油污，则测量值比被测物体的真实质量要________(选填“偏大”或“偏小”)．
13. 杠杆两端螺母的作用是____________________．图中的杠杆在水平位置平衡，若在两侧各减掉一个等重的钩码，杠杆________(选填“能”或“不能”)保持水平平衡．
14.简单机械广泛应用于日常生活．某小区物业为了方便住户扔垃圾，对垃圾桶进行了简易改装(如图甲)．被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆．图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态时的示意图，O为杠杆支点，A为绳子拉力F的作用点，B为桶盖的重心．
根据图乙回答下列问题：
(1)定滑轮的作用是________________；
(2)该状态下的桶盖属于________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆．
15.某小区正在进行改造施工．工人用如图所示的滑轮组将750 N的沙子匀速提升了10 m，用时100 s．若工人所用的拉力为400 N，则拉力的功率为________W，滑轮组的机械效率为________．使用该滑轮组既能________又能改变力的方向．使用滑轮组________(选填“能”或“不能”)省功．
　　
16. 如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600 N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＝3 m，高h＝1.5 m．若该过程中斜面的效率为60%，则力F所做的功为________J.
17. 如图所示为一拉杆旅行箱的示意图，将其视为杠杆，O为支点，B为重心，BC为竖直方向，A为拉杆端点，已知箱重为250 N，OA为120 cm，OC为24 cm.
(1)图中在A点沿图示方向施加动力F，箱子静止，则动力F的力臂为____cm，大小为________N.
(2)使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为________N.
(3)生活中，常把箱内较重物品靠近O点摆放，这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)．
18.在图中画出正确使用动滑轮提升重物的绕线方法．
19. 如图所示，某人站立在地面上用滑轮组将物体A匀速向上拉起，请在图中用笔画线代替绳子画出所用滑轮组绳子绕法．
20. 如图所示，平衡杠杆AOB，O为支点，请作出物体M所受重力的示意图和动力F的力臂L.
　　　　
21.如图所示，轻质杠杆OMN上挂一重物，为使杠杆在图中位置平衡．请在N端画出最小力的示意图．
22.小明利用刻度均匀的轻质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”实验，已知每个钩码重0.5 N.
(1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节，直到杠杆在水平位置平衡．你认为实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是______________．
(2)在图甲中的A点悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在B点悬挂________个钩码．
(3)如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆水平位置平衡，测力计的拉力为________N；若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然水平位置平衡，则测力计的读数将________(选填“变大”“变小”或“不变”)，若此时斜向右上方的测力计与竖直方向间的夹角为60°，杠杆在水平位置平衡时，测力计的读数为________N.
23. 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，并把数据记录在下表中.
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________，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____________有关．
③比较________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________的装置完成的，判断依据是________．
⑤利用图甲的装置，把重6 N的物体用2.5 N的拉力匀速拉起，滑轮组的机械效率为________．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________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________．下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是________．
A. 焦耳定律　　　　　　　B. 牛顿第一定律
C. 阿基米德原理 D. 欧姆定律
24. 疫情期间，大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体．用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂质量m1＝10 kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置．已知AO长1.5 m，OB长0.5 m，大壮质量m2＝56 kg，g取10 N/kg，求此时：
(1)大壮对杆的拉力大小；
(2)地面对大壮的支持力大小．
25.科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置，小明观察后画出简图(如图)进行研究．若爷爷质量m人＝60 kg，奶奶用F＝240 N的拉力将爷爷匀速拉升到顶端，该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度s＝6 m．不计绳重和摩擦，g取10 N/kg.求：
(1)奶奶所做的功；
(2)动滑轮(含座椅)的质量；
(3)该升降座椅装置的机械效率(保留一位小数)．
26. 在抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期，小马同学设计了如图所示的装置进行“无接触传送”物品．现有质量M＝25 kg的木箱，长L＝5 m、高h＝3 m的固定斜面，他用F＝100 N的力拉绳，使木箱以v＝0.2 m/s的速度沿斜面匀速地由底端上升到顶端，此过程因绳和滑轮间的摩擦而做的额外功W0＝20 J．已知动滑轮质量m＝1 kg，连接动滑动的绳子拉直且与斜面平行，不计绳的质量、木箱大小和木箱到动滑轮间的绳长，g取10 N/kg.求：
(1)木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间；
(2)小马同学拉力的功率；
(3)整个装置的机械效率；
(4)斜面对木箱的摩擦力大小．
参考答案
1. C　2. A　3. CD
4. C　【解析】拉力F做的总功W总＝Fs＝160 N×3 m＝480 J，时间t＝10 s，所以功率P＝＝＝48 W，A错误；克服木箱重力做的功是有用功，则有用功W有用＝Gh＝300 N×1 m＝300 J，B错误；斜面的机械效率η＝×100%＝×100%＝62.5%，C正确；由计算可知，η＝×100%＝×100%＝sinθ×100%，所以斜面与地面的夹角θ越大，斜面的效率越大，D错误．故选C.
5. D　【解析】因为不计摩擦和绳重时，我们有η＝＝＝＝，这说明滑轮组的机械效率只与物重和动滑轮重有关，与滑轮组的绕线、物体提升的高度等无关，因此图示两个滑轮组的机械效率是相同的，A、B错误；而由题意可得甲滑轮组的机械效率是η＝＝＝＝＝≈83.3%，所以乙滑轮组的机械效率也是83.3%，C错误、D正确．故选D.
6. C　【解析】不计机械自重和摩擦，由题图A可知，L1＝L2，由杠杆平衡条件可得F1＝G，A不符合题意；由题图B可知，使用的滑轮组n＝3，则F2＝，B不符合题意；由题图C可知，使用动滑轮，动力作用在轴上，F3＝2G，C符合题意；由题图D可知，使用的斜面＝sin30°＝，因为FL＝Gh，所以F4＝，D不符合题意．故选C.
7. B　【解析】由题图可知，装修材料和动滑轮的重力由4段绳子承担，所以绳子自由端移动的距离是物体上升高度的4倍，绳子自由端移动的速度为v＝＝＝0.2 m/s，A错误；有用功W有＝Gh＝960 N×9 m＝8 640 J，B正确；机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%，则拉力大小为F＝＝＝300 N，C错误；拉力的功率P＝Fv＝300 N×0.2 m/s＝60 W，D错误．故选B.
8. BCD
9. C　【解析】由图可知，使用的滑轮组承担物重的绳子股数n＝2，绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×3 m＝6 m，绳端移动的速度为v＝＝＝0.2 m/s，A错误；提升重物所做的有用功W有用＝Gh＝mgh＝2.7×103 kg×10 N/kg×3 m＝8.1×104 J，克服动滑轮重做的额外功W额＝G动h＝3×103 N×3 m＝9×103 J，拉力做的总功W总＝W有用＋W额＝8.1×104 J＋9×103 J＝9.0×104 J，拉力F的功率为P＝＝＝3×103 W，B错误；滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝90%，C正确；由W＝Fs可知，拉力F＝＝＝1.5×104 N，D错误．故选C.
10. D　【解析】由于物体水平移动，物体在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0 J，C错误；由图可知，通过动滑轮的绳子的段数n＝2，则绳端移动的距离s绳＝ns物＝2×2 m＝4 m，所以拉力F做的功W总＝Fs绳＝5 N×4 m＝20 J，B错误；拉力F做功的功率P＝＝＝2 W，A错误；因为物体做匀速直线运动，所受地面的摩擦力为f＝8 N，则有用功为W有＝fs物＝8 N×2 m＝16 J，该装置的机械效率为η＝×100%＝×100%＝80%，D正确．故选D.
11. A　【解析】由题意可知，对物体做的有用功为WAB＝GH，拉力所做的功为总功，总功为WCD，斜面的机械效率为η＝或η＝，故A正确，B、C、D错误．故选A.
12. 0.8　偏小　【解析】因为杠杆平衡，则有G1l1＝G2l2，则有m1gl1＝m2gl2，可得m1＝＝＝0.8 kg；若秤砣上粘有油污，m2增大，而G1l1不变，所以l2要变小，杆秤所示的质量值要偏小．
13. 调节杠杆在水平位置平衡　不能　【解析】杠杆两端螺母的作用是调节杠杆在水平位置平衡；两侧各减掉一个钩码，根据杠杆平衡条件可知，杠杆将向左偏转，不能保持水平平衡.
14. (1)改变力的方向　(2)省力　【解析】由题图可知，定滑轮能改变力的方向；对杠杆ABO分析可得，动力臂大于阻力臂，此杠杆是省力杠杆．
15. (1)120　62.5%　省力　不能
16. 1 500　【解析】工人利用斜面所做的有用功为W有＝Gh＝600 N×1.5 m＝900 J；根据η＝×100%可得：力F所做的总功为W总＝＝＝1 500 J.
17. (1)60　100　(2)50　(3)变小
【解析】(1)如解图所示，F的力臂为OA的一半，即L＝60 cm，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，250 N×0.24 m＝F×0.6 m，F＝100 N；(2)使拉杆箱在图示位置静止，力臂为OA时，力臂最长，力最小，所以最小动力为250 N×0.24 m＝F最小×1.2 m，F最小＝50 N；(3)箱内较重物品靠近O点，重力的力臂减小，根据杠杆的平衡条件可知，动力变小．
第17题解图
18. 如答图所示　　　　　　
第18题答图
19. 如答图所示
第19题答图
20. 如答图所示　　　　　　　
　
第20题答图
21. 如答图所示
第21题答图
22. (1)右　便于测量力臂　(2)2　(3)1　变大　2
【解析】(1)当杠杆左端下沉时，应该将平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡；杠杆只有在水平位置平衡时，支点到力的作用线的距离才正好在杠杆上，也就是正好等于相应杠杆的长，这样测量力臂会比较方便；(2)根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，设一个钩码重为G，则有GBLB＝GALA，GB×4L＝GA×2L，得GB＝GA＝×4G＝2G，即需要在B端挂2个钩码；(3)根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，2 N×2L＝F×4 L，F＝1 N，所以测力计的拉力为1 N；当测力计向右上方倾斜时，拉力的力臂会变小，则拉力会变大；测力计与竖直方向的夹角是60°时，测力计与杠杆的夹角为30°，由几何关系可得此时拉力的力臂为OC长的一半，则拉力就为F的两倍，即2 N.
23. (1)①越重　 ②动滑轮的重量　③ 2、3　 ④乙　s＝h
⑤ 80%　(2)减小斜面的粗糙程度　(3)不能省功　B
【解析】(1)①由表格数据可知，在第2次实验时，所挂钩码由1 N增至2 N，机械效率由56%增至67%，由此可以归纳出：在所使用的滑轮组一定时，提升的钩码越重，滑轮组的机械效率越高；②通过比较第3、4次实验可知，在其他条件不变时，只改变动滑轮的材质(即动滑轮的重量)，两次拉力不同，即动滑轮的重量不同，机械效率不同，由此可总结出：滑轮组的机械效率还与动滑轮的重量有关；③通过比较实验2和3可知，其他条件不变，第3次提升重物的高度由第2次的0.1 m变为0.2 m，但机械效率仍为67%，因此可以得出结论：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关；④由第5次实验中的数据可知，提升的高度为0.2 m，绳端移动的距离也为0.2 m，s＝h，由此判断此次实验使用的是图乙装置定滑轮；⑤滑轮组的机械效率为η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝80%；(2)利用控制变量的思想，在保持斜面倾斜程度不变时，可以采用减小斜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)根据实验可推理出使用任何机械都不能省功；这种物理方法叫推理法，牛顿第一定律使用的是科学推理法，焦耳定律、阿基米德原理及欧姆定律使用的是控制变量法，故选B.
24. 解：(1)缓慢拉动轻杆至水平位置，根据杠杆平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB，FA的大小等于GA，即FA＝GA＝m1g＝10 kg×10 N/kg＝100 N
则大壮对杆的拉力FB＝＝＝300 N
(2)大壮受三个力，重力G、杆对大壮的拉力F、地面对大壮的支持力F，三个力平衡，杆对大壮的拉力与大壮对杆的拉力为相互作用力，大小相等，则地面对大壮的支持力
F支＝G－F＝m2g－FB＝56 kg×10 N/kg－300 N＝260 N
地面对大壮的支持力为260 N
25. 解：(1)奶奶所做的功：W总＝Fs＝240 N×6 m＝1 440 J
(2)3F＝(m人＋m动)g
代入得：m动＝12 kg
(3)W有＝m人gh＝60 kg×10 N/kg×2 m＝1 200 J
η＝×100%＝×100%≈83.3%
26. 解：(1)木箱由斜面底端上升到顶端所用时间t＝＝＝25 s
(2)小马同学拉绳子的速度为v拉＝2v＝2×0.2 m/s＝0.4 m/s
拉力的功率为P＝＝＝Fv拉＝100 N×0.4 m/s＝40 W
(3)有用功为W有＝Gh＝mgh＝25 kg×10 N/kg×3 m＝750 J
总功为W总＝F×2L＝100 N×2×5 m＝1 000 J
整个装置的机械效率η＝×100%＝×100%＝75%
(4)动滑轮重力做的额外功为W动＝m动gh＝1 kg×10 N/kg×3 m＝30 J
斜面对木箱的摩擦力做的功为Wf＝W总－W有－W动－W0＝1 000 J－750 J－30 J－20 J＝200 J
斜面对木箱摩擦力f＝＝＝40 N
(
1
)