第十二章 简单机械
综合复习提升
章末小结示例
教材图片解读
1.如图所示为中国空间站的机械臂,它的功能类似于人的手臂,属于费力杠杆。下列工具在使用时,与机械臂工作时,属于同一类杠杆的是 (A)
2.如图所示,甲图示数2 N,利用乙图装置将钩码匀速向上提起0.1 m,测力计示数为1.1 N,则乙图测力计的拉力做功为 0.22 J,该滑轮组的机械效率是 91 %。(最后一空保留整数)
3.如图所示,这是《天工开物》中记载的农户舂米神器——水碓:水流带动水轮转动,与水轮轮轴相连的横木上的短木拨动碓梢,较长的碓头一端就翘起来,短木转过后,翘起的碓头就落下来。舂米时,对碓头做的功是 有用 (选填“有用”“额外”或“总”)功,使水碓较长一头翘起过程中,它是一个 费力 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
实验重点再现
4.(2024·自贡中考)如图所示,小王在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量为50克的钩码若干个(g取10 N/kg)。
(1)如图甲所示,实验前杠杆左侧下沉,则可将左端的平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)在图乙中杠杆平衡时,若在杠杆左右两边所悬挂的钩码下同时增加一个相同的钩码,则杠杆 右 (选填“左”或“右” )端下沉;
(3)如图丙所示,在A点悬挂3个钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置再次平衡,则拉力大小为 2 N。若保持杠杆平衡状态不变,将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中,其示数将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变” )。
5.(2022·铜仁中考)课后延时服务社团活动中,“勇创”兴趣小组计划探究“影响滑轮组机械效率的因素”的实践活动,提出如下科学猜想:
猜想一:滑轮组机械效率可能与被提升物体的重力大小有关;
猜想二:滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关。
现有实验器材:支架、细绳、轻质滑轮2个、弹簧测力计(量程合适)、规格2 N的钩码多个,实验装置如图所示。请你协助“勇创”兴趣小组完成实验。
(1)除上述实验器材,完成该实验还需要的测量工具是 刻度尺 。
(2)实验数据记录如表:
次 数 物体 重力 (N) 物体上 升的高 度(cm) 弹簧测 力计的 示数(N) 绳子自由 端移动的 距离(cm) 机械 效率
1 2 10 1.0 30 66.7%
2 4 10 1.7 30 …
3 6 10 2.4 30 83.3%
①根据表格中的数据,第二次实验时滑轮组的机械效率为 78.4% ;
②分析实验数据可得出结论:同一滑轮组,物体提升相同高度, 物体越重 ,机械效率越高;
③若要验证猜想二,你的关键操作是: 控制物体的重力、动滑轮的重力都相同,且绕绳方法相同,改变物体被提升的高度 。
真题中考挑战
【考点一】杠杆
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 (C)
2. (2024·重庆A中考)同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤,用筷子做秤杆,用钩码做秤砣,用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时,在O点提起提纽,秤杆水平平衡;当秤盘放100 g物体、秤砣移到B点时,秤杆再次水平平衡,如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是 (B)
A.自制杆秤的每一格约表示2.08 g
B.称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡
C.如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D.若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程
3.(2024·广元中考)图甲中是用来压制饺子皮的“神器”,压皮时压杆可视为一个杠杆,图乙是其简化示意图。图中O为支点,F2为压动杠杆时作用在B点的阻力。请在乙图中画出:阻力臂l2、作用在A点的最小动力F1。
答:
【考点二】滑轮
4. (2024·盐城中考) 下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是 (A)
5.(2024·自贡中考)如图所示,物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以0.2 m/s的速度匀速运动了5 s,弹簧测力计的示数为8 N(不计滑轮和绳子的质量及它们之间的摩擦),拉力F做功的功率为 (B)
A.1.6 W B.3.2 W
C.8 W D.16 W
6.(2024·凉山州中考)某运动员利用如图所示的滑轮组进行腿部力量训练,请画出滑轮组的绕线方式。
答:(或)
【考点三】机械效率
7. (2024·兰州中考)如图所示是塔吊吊起重物的情景,在拉力F的作用下,重为1×103 N的重物被竖直向上匀速吊起,已知动滑轮重200 N,重物在8 s内上升了10 m,不计绳重与摩擦,下列说法中不正确的是 (B)
A.拉力F大小为400 N
B.拉力F的功率为1 250 W
C.克服动滑轮重力做功2 000 J
D.滑轮组的机械效率约为83.3%
8. (2024·眉山中考)如图所示是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置,斜面各处粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F,将重6 N的物体以1 m/s的速度匀速拉到斜面顶端,测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是 (D)
A.拉力做功为3 J
B.物体受到摩擦力为1.5 N
C.在匀速拉动过程中,物体的机械能不变
D.若以2 m/s的速度匀速拉动物体,斜面机械效率仍为75%
9. (2024·广州中考)如图,吊车在建筑工地进行作业时,由支腿将吊车撑起并脱离地面,吊臂上的滑轮组在1 s内,将重为9×103 N的建筑材料沿竖直方向匀速提升1 m,滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为5×103 N。
(1)求钢丝绳自由端的移动速度;
(2)求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。
解:(1)由图可知,有三股绳子承担物重,则钢丝绳自由端的距离:s=3h=3×1 m=3 m;
钢丝绳自由端的移动速度:v===3 m/s。
(2)拉力做功的功率:
P=Fv=5×103 N×3 m/s=1.5×104 W;
提升建筑材料做的有用功:
W有用=Gh=9×103 N×1 m=9×103 J;
拉力做的总功:
W总=Fs=5×103 N×3 m=1.5×104 J;
滑轮组的机械效率:
η===60%。
阶段测评,请使用 “单元质量评价(六)”
“期末素养评估” 第十二章 简单机械
综合复习提升
章末小结示例
教材图片解读
1.如图所示为中国空间站的机械臂,它的功能类似于人的手臂,属于费力杠杆。下列工具在使用时,与机械臂工作时,属于同一类杠杆的是 ( )
2.如图所示,甲图示数2 N,利用乙图装置将钩码匀速向上提起0.1 m,测力计示数为1.1 N,则乙图测力计的拉力做功为 J,该滑轮组的机械效率是 %。(最后一空保留整数)
3.如图所示,这是《天工开物》中记载的农户舂米神器——水碓:水流带动水轮转动,与水轮轮轴相连的横木上的短木拨动碓梢,较长的碓头一端就翘起来,短木转过后,翘起的碓头就落下来。舂米时,对碓头做的功是 (选填“有用”“额外”或“总”)功,使水碓较长一头翘起过程中,它是一个 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
实验重点再现
4.(2024·自贡中考)如图所示,小王在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量为50克的钩码若干个(g取10 N/kg)。
(1)如图甲所示,实验前杠杆左侧下沉,则可将左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)在图乙中杠杆平衡时,若在杠杆左右两边所悬挂的钩码下同时增加一个相同的钩码,则杠杆 (选填“左”或“右” )端下沉;
(3)如图丙所示,在A点悬挂3个钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置再次平衡,则拉力大小为 N。若保持杠杆平衡状态不变,将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中,其示数将 (选填“变大”“变小”或“不变” )。
5.(2022·铜仁中考)课后延时服务社团活动中,“勇创”兴趣小组计划探究“影响滑轮组机械效率的因素”的实践活动,提出如下科学猜想:
猜想一:滑轮组机械效率可能与被提升物体的重力大小有关;
猜想二:滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关。
现有实验器材:支架、细绳、轻质滑轮2个、弹簧测力计(量程合适)、规格2 N的钩码多个,实验装置如图所示。请你协助“勇创”兴趣小组完成实验。
(1)除上述实验器材,完成该实验还需要的测量工具是 。
(2)实验数据记录如表:
次 数 物体 重力 (N) 物体上 升的高 度(cm) 弹簧测 力计的 示数(N) 绳子自由 端移动的 距离(cm) 机械 效率
1 2 10 1.0 30 66.7%
2 4 10 1.7 30 …
3 6 10 2.4 30 83.3%
①根据表格中的数据,第二次实验时滑轮组的机械效率为 ;
②分析实验数据可得出结论:同一滑轮组,物体提升相同高度, ,机械效率越高;
③若要验证猜想二,你的关键操作是: 。
真题中考挑战
【考点一】杠杆
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·重庆A中考)同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤,用筷子做秤杆,用钩码做秤砣,用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时,在O点提起提纽,秤杆水平平衡;当秤盘放100 g物体、秤砣移到B点时,秤杆再次水平平衡,如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是 ( )
A.自制杆秤的每一格约表示2.08 g
B.称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡
C.如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D.若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程
3.(2024·广元中考)图甲中是用来压制饺子皮的“神器”,压皮时压杆可视为一个杠杆,图乙是其简化示意图。图中O为支点,F2为压动杠杆时作用在B点的阻力。请在乙图中画出:阻力臂l2、作用在A点的最小动力F1。
【考点二】滑轮
4. (2024·盐城中考) 下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是 ( )
5.(2024·自贡中考)如图所示,物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以0.2 m/s的速度匀速运动了5 s,弹簧测力计的示数为8 N(不计滑轮和绳子的质量及它们之间的摩擦),拉力F做功的功率为 ( )
A.1.6 W B.3.2 W
C.8 W D.16 W
6.(2024·凉山州中考)某运动员利用如图所示的滑轮组进行腿部力量训练,请画出滑轮组的绕线方式。
【考点三】机械效率
7. (2024·兰州中考)如图所示是塔吊吊起重物的情景,在拉力F的作用下,重为1×103 N的重物被竖直向上匀速吊起,已知动滑轮重200 N,重物在8 s内上升了10 m,不计绳重与摩擦,下列说法中不正确的是 ( )
A.拉力F大小为400 N
B.拉力F的功率为1 250 W
C.克服动滑轮重力做功2 000 J
D.滑轮组的机械效率约为83.3%
8. (2024·眉山中考)如图所示是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置,斜面各处粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F,将重6 N的物体以1 m/s的速度匀速拉到斜面顶端,测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是 ( )
A.拉力做功为3 J
B.物体受到摩擦力为1.5 N
C.在匀速拉动过程中,物体的机械能不变
D.若以2 m/s的速度匀速拉动物体,斜面机械效率仍为75%
9. (2024·广州中考)如图,吊车在建筑工地进行作业时,由支腿将吊车撑起并脱离地面,吊臂上的滑轮组在1 s内,将重为9×103 N的建筑材料沿竖直方向匀速提升1 m,滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为5×103 N。
(1)求钢丝绳自由端的移动速度;
(2)求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。
