综合复习提升
体系脉络构建
教材图片解读
1.下列杠杆能省距离的是(D)
2.如图所示,能省力的是滑轮 A (选填“A”或“B”);用力拉动绳端时,物体向 左 (选填“左”或“右”)运动;若物体受到的摩擦力为10 N,则F大小为 5 N。 (忽略绳子与滑轮之间的摩擦力)
3.如图所示,一根杠杆两端分别挂着质量不等的两铁块,此时杠杆静止。若将两铁块同时浸没于水中,则 左端 (选填“左端”或“右端”)铁块所受浮力较大;此时杠杆 仍然 (选填“仍然”或“不再”)平衡。
4.如图所示,建筑工人用大小为600 N的拉力F,通过定滑轮将重为500 N的重物匀速提升2 m,下列说法错误的是(C)
A.建筑工人做的有用功为1 000 J
B.此过程绳子自由端移动了2 m
C.若增加物体的重力,定滑轮的机械效率可以达到100%
D.建筑工人做的额外功为200 J
实验重点再现
(2024·河北中考)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,小明使用可绕O点自由转动、刻度均匀的杠杆,以及多个重为0.5 N的钩码进行了以下操作:
(1)不挂钩码时,杠杆在图甲所示的位置静止。小明将杠杆左边的螺母调至最左端,发现杠杆右侧还略向下倾斜,此时小明应向 左 (选填“左”或“右”)调节杠杆右边的螺母,使杠杆水平并静止,达到平衡状态;
(2)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码,设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2;测出杠杆水平平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;多次实验并把数据填入表中。
实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/m 阻力 F2/N 阻力臂 l2/m
1 0.5 0.2 1.0 0.1
2 1.0 0.15 1.5 0.1
3 0.1 3.0 2.0 0.15
4 2.0 0.15 1.5 0.2
…
小明分析表格中的数据发现,第 3 次实验数据有误,剔除这一组数据后,初步得出杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂;
(3)第4次实验结束后,小明撤去右侧钩码,改用弹簧测力计继续实验。如图乙所示,他在左侧A点悬挂三个钩码,再用弹簧测力计(未画出)在B点拉杠杆。杠杆重新在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数可能为 ②③④ (多选,选填序号)。
①2.0 N ②2.5 N ③3.0 N ④3.5 N
(4)筷子是中国传统餐具,体现了我国古代劳动人民的智慧。用筷子夹东西时,所属的杠杆类型与第 4 次实验时的杠杆类型相同;
(5)小明选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时,用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来,图丙为筷子稳定时的俯视图,筷子MN的重心在O'点,此时 O'N (选填“MO'”或“O'N”)段更重一些;
【拓展】
(6)如图丁所示,小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽,将细杆分成6等份,并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”,然后在两端对称安装合适的螺母。支架(未画出)支撑在任一标记处时,都要重新调节螺母,使细杆不挂物体时在水平位置平衡。现把重为2 N的物体悬挂在标记“6”处,仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800 mL、重为1 N的小桶,通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置,并调整小桶内的水量,可以有 11 种方案使细杆在水平位置平衡。(水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
真题中考挑战
考点一 杠杆的运用及平衡条件的应用
1.(2024·连云港中考)如图所示是生活中几种常见的杠杆,其中属于费力杠杆的是(D)
2.(2024·安徽中考)如图甲所示,用核桃钳夹核桃时,用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆,若F1=20 N,l1=10 cm,l2=4 cm,忽略杠杆自身的重力,则F2的大小为 50 N。
考点二 简单机械作图
3.(2024·广元中考)图甲是压制饺子皮的“神器”,压皮时压杆可视为一个杠杆,图乙是简化示意图,图中O为支点,F2为压饺子皮时作用在B点的阻力。请在图乙中画出压饺子皮时作用在A点的最小动力F1及阻力F2的力臂l2。
答:
4.(2023·常州中考)用滑轮组提升物体如图,请画出最省力的绳子绕法。
答:
考点三 机械效率的相关计算
5.(2024·苏州中考)某起重机的滑轮组结构示意如图所示,其最大载重为5 t。起重机将3 600 kg的钢板匀速提升到10 m高的桥墩上,滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦,g取10 N/kg。求:
(1)克服钢板重力做的功W有;
(2)钢丝绳的拉力F;
(3)滑轮组满载时的机械效率(保留一位小数)。
解:(1)克服钢板重力做的功为:
W有=Gh=mgh=3 600 kg×10 N/kg×10 m=3.6×105 J;
(2)起重机的滑轮组做的总功为: W总===4.5×105 J;
由图可知,有四股绳子承重,则每股钢丝绳的拉力为:F====
1.125×104 N;
(3)起重机的滑轮组做的额外功为: W额外=W总-W有=4.5×105 J-3.6×105 J=9×104 J,
动滑轮的重力为: G动===9×103 N;
滑轮组满载时的机械效率为:
η最大=×100%=×100%=×100%=84.7%
6.(2023·江西中考)如图所示,利用斜面将箱子推进车厢,通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了。某同学用100 N的力沿斜面向上匀速推动箱子,已知箱子质量为20 kg,斜面长3 m,斜面高1.2 m,g=10 N/kg。求:
(1)箱子受到的重力;
(2)箱子受到的摩擦力;
(3)斜面的机械效率;
(4)使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。
解:(1)箱子受到的重力: G=mg=20 kg×10 N/kg=200 N;
(2)推力所做的总功: W总=Fs=100 N×3 m=300 J,
推力做的有用功: W有用=Gh=200 N×1.2 m=240 J,
沿斜面推动箱子,克服斜面对箱子的摩擦力做的功是额外功,
W额=W总-W有用=300 J-240 J=60 J,
由W额=fs可得箱子受到的摩擦力: f===20 N;
(3)斜面的机械效率:η=×100%=×100%=80%;
(4)减小斜面的坡度、减小斜面的粗糙程度,都可以省力。综合复习提升
体系脉络构建
教材图片解读
1.下列杠杆能省距离的是( )
2.如图所示,能省力的是滑轮 (选填“A”或“B”);用力拉动绳端时,物体向 (选填“左”或“右”)运动;若物体受到的摩擦力为10 N,则F大小为 N。 (忽略绳子与滑轮之间的摩擦力)
3.如图所示,一根杠杆两端分别挂着质量不等的两铁块,此时杠杆静止。若将两铁块同时浸没于水中,则 (选填“左端”或“右端”)铁块所受浮力较大;此时杠杆 (选填“仍然”或“不再”)平衡。
4.如图所示,建筑工人用大小为600 N的拉力F,通过定滑轮将重为500 N的重物匀速提升2 m,下列说法错误的是( )
A.建筑工人做的有用功为1 000 J
B.此过程绳子自由端移动了2 m
C.若增加物体的重力,定滑轮的机械效率可以达到100%
D.建筑工人做的额外功为200 J
实验重点再现
(2024·河北中考)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,小明使用可绕O点自由转动、刻度均匀的杠杆,以及多个重为0.5 N的钩码进行了以下操作:
(1)不挂钩码时,杠杆在图甲所示的位置静止。小明将杠杆左边的螺母调至最左端,发现杠杆右侧还略向下倾斜,此时小明应向 (选填“左”或“右”)调节杠杆右边的螺母,使杠杆水平并静止,达到平衡状态;
(2)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码,设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2;测出杠杆水平平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;多次实验并把数据填入表中。
实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/m 阻力 F2/N 阻力臂 l2/m
1 0.5 0.2 1.0 0.1
2 1.0 0.15 1.5 0.1
3 0.1 3.0 2.0 0.15
4 2.0 0.15 1.5 0.2
…
小明分析表格中的数据发现,第 次实验数据有误,剔除这一组数据后,初步得出杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂;
(3)第4次实验结束后,小明撤去右侧钩码,改用弹簧测力计继续实验。如图乙所示,他在左侧A点悬挂三个钩码,再用弹簧测力计(未画出)在B点拉杠杆。杠杆重新在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数可能为 (多选,选填序号)。
①2.0 N ②2.5 N ③3.0 N ④3.5 N
(4)筷子是中国传统餐具,体现了我国古代劳动人民的智慧。用筷子夹东西时,所属的杠杆类型与第 次实验时的杠杆类型相同;
(5)小明选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时,用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来,图丙为筷子稳定时的俯视图,筷子MN的重心在O'点,此时 (选填“MO'”或“O'N”)段更重一些;
【拓展】
(6)如图丁所示,小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽,将细杆分成6等份,并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”,然后在两端对称安装合适的螺母。支架(未画出)支撑在任一标记处时,都要重新调节螺母,使细杆不挂物体时在水平位置平衡。现把重为2 N的物体悬挂在标记“6”处,仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800 mL、重为1 N的小桶,通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置,并调整小桶内的水量,可以有 种方案使细杆在水平位置平衡。(水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
真题中考挑战
考点一 杠杆的运用及平衡条件的应用
1.(2024·连云港中考)如图所示是生活中几种常见的杠杆,其中属于费力杠杆的是( )
2.(2024·安徽中考)如图甲所示,用核桃钳夹核桃时,用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆,若F1=20 N,l1=10 cm,l2=4 cm,忽略杠杆自身的重力,则F2的大小为 N。
考点二 简单机械作图
3.(2024·广元中考)图甲是压制饺子皮的“神器”,压皮时压杆可视为一个杠杆,图乙是简化示意图,图中O为支点,F2为压饺子皮时作用在B点的阻力。请在图乙中画出压饺子皮时作用在A点的最小动力F1及阻力F2的力臂l2。
4.(2023·常州中考)用滑轮组提升物体如图,请画出最省力的绳子绕法。
考点三 机械效率的相关计算
5.(2024·苏州中考)某起重机的滑轮组结构示意如图所示,其最大载重为5 t。起重机将3 600 kg的钢板匀速提升到10 m高的桥墩上,滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦,g取10 N/kg。求:
(1)克服钢板重力做的功W有;
(2)钢丝绳的拉力F;
(3)滑轮组满载时的机械效率(保留一位小数)。
6.(2023·江西中考)如图所示,利用斜面将箱子推进车厢,通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了。某同学用100 N的力沿斜面向上匀速推动箱子,已知箱子质量为20 kg,斜面长3 m,斜面高1.2 m,g=10 N/kg。求:
(1)箱子受到的重力;
(2)箱子受到的摩擦力;
(3)斜面的机械效率;
(4)使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。
