2025年中考物理基础知识考点专题练习专题十 简单机械(有答案)

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名称 2025年中考物理基础知识考点专题练习专题十 简单机械(有答案)
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资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2025-05-04 11:24:24

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专题十 简单机械
命题点1 杠杆类型的判断(96考)
1.(2024广东省卷)如图为某款剪刀的示意图.握住手柄修剪树枝时,剪刀可视为杠杆,该杠杆的特点是 ( )
A.省力 B.费力 C.省功 D.省距离
2.(2024连云港)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 ( )
3.(2024天津)利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时,先用金属棒撬起家具,再将带有滚轮的底座放入家具底部,便可以轻松移动家具.其中,金属棒是 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,底座装有滚轮是为了减小 .
4. 新考法 2022课标素材 (2024河南)人体中有很多结构可简化为杠杆.如图所示,手提起物体时,桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动,这是一种 杠杆,此过程中肱二头肌收缩的距离 (选填“大于”“等于”或“小于”)手移动的距离.
命题点2 杠杆平衡条件及其应用 重难
考向1 静态杠杆(68考)
5.(2022乐山)周末,爸爸领着小梅玩跷跷板,当两人双脚离地后最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是 ( )
6.(2024贵州)(多选)如图甲所示的条凳,人若坐在凳的一端,极易使其另一端上翘而摔倒.现将其简化为如图乙所示的示意图,B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上.当人对水平凳面施加竖直向下的压力时,下列分析正确的是 ( )
A.压力作用于A点,可将条凳视为绕E点转动的杠杆
B.只要压力作用于凳面的中间,则条凳一定不会上翘
C.只要在A、D点同时施加压力,则条凳一定不会上翘
D.在B或C点施加一个压力,则条凳一定不会上翘
7.(2023常德)如图所示是锅炉保险阀门的示意图.当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时,阀门就会被拉开.如( 阀门的底面积 锅炉内气体压强的安全值 (杠杆的重力,摩擦均不计, 则B所挂重物的重力是( )
A. 20 N
B. 25 N
C. 30 N
D. 120 N
8.(2024甘肃省卷)用如图所示的扳手拧螺丝时,一只手稳住扳手的十字交叉部位,另一只手用同样大小和方向的力在 (选填“A”“B”或“C”)点更容易拧动螺丝,原因是 .
9.(2024安徽)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 忽略杠杆自身的重力,则 的大小为 N.
10.(2024广州)如图甲,质量不计的晾晒架钩在支撑物上,挂上衣服后,晾晒架可看成以O为支点的杠杆,图乙是其简化图,晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上.
(1)B、C、D是挂衣处,同一件衣服挂在B时,A点受到的支持力最小,请说明理由: ,若衣服重为3.6N,则此支持力最小值为 N;
(2)请在图乙中:①画出B点受到衣服的拉力F,②画出拉力F的力臂l.
11.(2024达州)如图所示,轻质木杆AB的O 点用细线悬挂在天花板上并保持水平,已知AB是OB长度的4倍,AO是AC长度的3倍.在杆的B点用细线竖直悬挂一边长为10cm的正方体物块甲,该物块静止在水平地面上;O点左侧悬挂一可自由移动的质量为2kg的物块乙.当乙悬挂在A点时,甲恰好对地面无压力,则甲的重力为 N;当乙悬挂在C点时,甲对地面的压强为 Pa.(g取10 N/ kg)
12.新考法 质疑创新 (2024山西)小明在成长笔记中记录了如下错题,请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程.
站立地面踮脚跟是中国传统文化“八段锦”的第八式.如图为踮脚跟时左脚的一些相关数据,当脚跟抬离地面时,请你计算小腿肌肉拉力F 的大小.
解:如图将左脚看作杠杆,抬脚跟时脚绕支点O转动,动力为F ,阻力为F ,根据杠杆平衡条件F l =F l 得小腿肌肉拉力
13. 新考法 传统文化 (2023重庆B卷)如图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂,“横木插碓头,碓嘴冶铁为之,用醋滓合上.足踏其末而舂之”.若碓头质量为20kg,不计横木的重力和转动摩擦,捣谷人双手与扶手之间的作用力为0.(g取10 N/kg)
(1)求碓头的重力;
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(2)碓头竖直下落0.5m,用时0.4s,求重力做功的功率;
(3)质量为72kg的捣谷人,左脚与地面的接触面积为 当他右脚在B点用最小力踩横木使其刚好转动时,示意图如图乙,已知 ,求人左脚对地面的压强.
考向2 动态杠杆(42考)
14.(2024北京)如图所示,园艺工人在修剪枝条时,常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近,这样做是为了 ( )
A.增大动力臂,能够省力
B.增大阻力臂,方便使用
C.减小动力臂,方便使用
D.减小阻力臂,能够省力
15.(2023连云港)如图所示,每个钩码的质量为50g,在均匀杠杆的A处挂2个钩码,B处挂1个钩码,杠杆恰好水平平衡.在A、B两处再各加1个钩码,那么 ( )
A.杠杆仍水平平衡
B.杠杆的左边向下倾斜
C.杠杆的右边向下倾斜
D.将A处的钩码向左移动一格,杠杆仍能水平平衡
16.(2024南充)如图是我国古代劳动人民运送巨木的场景,通过杠杆、支架、悬绳、石块等,将巨木一端抬起,垫上圆木,将其移到其他地方.下列说法正确的是 ( )
A.支架下垫的底面积较大的石块是为增大对地面的压强
B.横杆相当于一个动力臂大于阻力臂的杠杆,费力省距离
C.当巨木太重无法抬起时,可以让杠杆右端的人远离支架,增大动力臂
D.当巨木太重无法抬起时,可以增大横杆上悬绳与支架间的距离
17.(2023广元)如图所示,杠杆OBA 可绕O点在竖直平面内转动, 在B点悬挂一个10 N的重物G,在A点施加竖直向上的动力 使杠杆OBA水平平衡(杠杆重力及摩擦均忽略不计),下列说法正确的是 ( )
A.在A点施加竖直向上的力 时,该杠杆是费力杠杆
B.作用在A点的力 F 的大小为5 N
C.如果重物的悬挂点B向O点移动,要使杠杆水平平衡, 应变小
D.若将作用于A点的力F 变为图中F ,要使杠杆水平平衡,F 应小于 F
18.(2024重庆A卷)同学们模仿中药房的践秤制作杆秤,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100g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2.08g
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 重庆A卷8题
19.(2024苏州)健身步道上的坐式划船训练器如图所示.人坐在座板上,用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧,此过程中,拉力大小变化情况是 .若要增加训练强度,应将配重盘向 (选填“a”或“b”)端移.
20.(2024扬州)如图所示,小明坐在座椅上,伸小腿时,小腿绕膝关节上固定点O 转动,股四头肌群收缩提供动力F .
(1)请在图中画出动力臂l .
(2)小腿从图示位置缓慢伸至水平位置,阻力臂的变化情况是 ,动力的变化情况是 .
20.1 新考法模型建构如图,人的颈椎起着支撑头部的作用,颈部肌肉群连接颈部和头部,并控制着头部的运动,长时间低头会对颈椎和颈部肌肉群造成损伤.人在低头时,头部和颈椎可看作一个杠杆,人在低头过程中,头部重力的力臂 (选填“增大”或“减小”);颈部肌肉群对后颅向下的拉力 (选填“增大”或“减小”),若将拉力看作动力,这是一个 杠杆;头部向下弯曲角度增大,颈椎所受的 增大.
考法源自2023宁夏37题
20.2同学们在体育课上做仰卧起坐,前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲,后半段是上半身完全离开地面.先将头向前抬起,可以减小 力臂.在平躺至坐起的过程中人体肌肉所施加的动力变化情况是 .
考法源自2023 扬州26题
命题点3 杠杆作图 重难
考向1 力、力臂作图(43考)
21.(2024湖北省卷)2024年6月2日至3日,嫦娥六号完成了人类首次月球背面采样.如图,嫦娥六号的机械臂正绕O点转动,将采集的月球样品送往贮存装置.请画出样品对机械臂上A点的作用力F的力臂l.
22.(2024成都A卷)如图甲,小孟书桌上的折叠式台灯由底座、立杆和灯头组成.如图乙所示,灯头OAB 可视做绕O 点转动的杠杆,A点是灯头的重心,小孟用拉力 F将灯头拉至图示位置.请在图乙中画出:①灯头受到的重力G的示意图;②拉力F的力臂L.
23.(2024宜宾)如图是宜宾港一起重机正在吊起货物的情景,请在图中画出此时动力 的力臂 和阻力 的示意图.
24. 新考法 劳动教育(2023衢州)在学校生态种植园,同学们经历了“挖地→种植→管理→收获”的劳动过程.挖地:用挖入土壤的锄头翻起土块时(如图甲),锄头属于 杠杆,简化示意图如图乙,在图乙相应位置上画出锄头翻土时动力的力臂l.
考向2 最小力作图(22考)
25.(2024长沙)为撬起大石头,小明以O为支点架好撬棒,如图所示.他在A点用最小的力撬起大石头,请画出这个力的示意图.
26. 新考法模型建构 (2022山西)如图甲所示,清明假期,亮亮同学回到老家,看到工程队正施工埋电线杆,进行电网改造.亮亮发现他们挖的坑形很特别,如图乙所示.工程师告诉亮亮这种坑不仅省力,还能缩短移动的距离.要把图乙中的电线杆竖立到坑内,请你画出作用在杆上A点最小力的示意图.
命题点4 滑轮、滑轮组的特点 (41考)
27.(2024天津)高高的旗杆矗立在操场上.旗手缓缓向下拉绳子,旗子就会徐徐上升.这是因为旗杆顶部有一个滑轮,关于该滑轮的说法正确的是 ( )
A.它是动滑轮 B.利用它可以省力
C.利用它可以省距离 D.利用它可以改变力的方向
28.(2024盐城)下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是 ( )
29.(2024内江)如图所示,一根绳子绕过定滑轮,一端拴在物体上,另一端拴在弹簧测力计上,沿四个不同方向匀速拉起物体,弹簧测力计的示数分别为 ,则它们的大小关系为 ( )
30.(2023遂宁)用如图所示的四种简单机械,将同一重物从低处匀速提升到高处,在不计机械自重及摩擦的情况下,最省力的是 ( )
31.(2024湖北省卷)如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面,两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎.图中的这种滑轮 (选填“能”或“不能”)起到省力的作用;此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为 ,鼎受到的拉力之和为 .鼎在水中上升的过程中,其底部所受水的压强 (选填“增大”“减小”或“不变”).
32.(2024甘肃省卷)将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A重60N,B重10 N,则A所受地面的摩擦力为 N;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动,则拉力 F大小为 N.(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
命题点5 滑轮组绕线作图(9考)
33.(2024凉山州)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.
命题点6 机械效率的理解及计算 重难
考向1 滑轮、滑轮组(139考)
34.(2024河南)如图,甲、乙两人用不同的装置,在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台,不计绳重及滑轮的摩擦.下列说法正确的是 ( )
A.甲做的有用功多
B.乙做的总功多
C.甲做总功的功率大
D.乙所用装置的机械效率小
35.(2024东营)如图所示,用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G,已知滑轮重20 N,杠杆( 重10 N,手的拉力始终沿竖直方向,忽略绳重及摩擦,下列说法错误的是 ( )
A.甲图:该装置不省力也不省距离
B.乙图:该装置的机械效率是三者中最低的
C.丙图:在匀速拉动物体上升的过程中,拉力 逐渐变小
D.若提升的物体越重,乙、丙的机械效率就会越高
36.(2024兰州)如图所示是塔吊吊起重物的情景,在拉力F的作用下,重为 的重物被竖直向上匀速吊起,已知动滑轮重200 N,重物在8s内上升了10m,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1250 W
C.克服动滑轮重力做功2000 J
D.滑轮组的机械效率约为83.3%
37.(2023 广州)用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动,如图,水瓶匀速直线下降10m,使人匀速升高0.5m,水瓶对绳a的拉力为 30 N,绳b对人的拉力为 此过程( )
A. 有用功为300 J
B. F 做的功等于F 做的功
C. F 做的功小于 F 做的功
D.滑轮组的机械效率为80%
38.(2024成都B卷)(多选)小成在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究,实验过程如下:先测得定滑轮的重力为0.2N,动滑轮的重力为0.25 N,再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm,此过程中弹簧测力计的示数为0.5 N. g取10 N/ kg,下列说法正确的是 ( )
A.弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.03 W
B.滑轮组的机械效率为80%
C.克服绳重和摩擦做的额外功为0.05 J
D.若增大提升钩码的质量,滑轮组的机械效率不变
39. (2024烟台)(多选)如图所示,小明用20 N的拉力F将重为20 N的物体匀速提高了10m,用时5s,忽略绳重和摩擦,在这个过程中,下列说法正确的是 ( )
A.绳子自由端移动的速度为6m/s
B.动滑轮所受的重力为20 N
C.小明所做的额外功为200 J
D.滑轮组的机械效率为75%
40.(2023黄冈)利用如图装置测量“滑轮组的机械效率”,需要的测量工具有刻度尺和 ;实验中,要想提高滑轮组的机械效率,可采取的措施有 (写出一种方法即可).
41.(2024南充)用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,将重450 N的货物匀速吊起2m 高.每只滑轮重为50N,绳自由端的拉力的大小分别为F 和F ,若不计绳重和摩擦,F F (选填“大于”“等于”或“小于”),甲滑轮组的机械效率为 .
42.(2024陕西)工人利用如图所示装置提升物料,该装置中的滑轮为 滑轮.已知滑轮重80N,货篮重120 N,不计绳重及摩擦.工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为 N.若绳子能承受的最大拉力为520 N,每根钢条重100 N,该装置匀速提升钢条时,所能达到的最大机械效率为 .
43.(2024泸州)如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦,将物体放在水平粗糙桌面上.受到水平向左的恒力 滑轮组绳子自由端受到的拉力为 当绳子自由端的拉力 为60 N时,物体处于静止状态,物体与桌面间的摩擦力恰好为0,则动滑轮的重力为 N;当绳子自由端拉力 为90 N时,物体水平向右匀速运动,物体与桌面之间的滑动摩擦力为 N;撤去水平向左的恒力F,改变绳子自由端拉力 的大小,仍使物体水平向右匀速运动时,滑轮组的机械效率为 .
44.(2024广州)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1s内,将重为 的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m,滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为
(1)支腿做成“□”形而非“□”形的作用是 ;
(2)求钢丝绳自由端的移动速度;
(3)求拉力 F 的功率和滑轮组的机械效率.
45.(2023烟台)在宜居宜业和美乡村建设中,某施工队正在进行农村基础设施改建,建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥.如图甲所示,某次搬运过程中,工人在30s的时间内,将8袋水泥匀速提起6m,电动机牵引绳子的拉力F 为2 400 N,每袋水泥质量为50kg. g取10 N/ kg,求:
(1)拉力 F做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率(百分号前保留1位小数);
(3)为了一次能提升更多的水泥,物理实践小组利用学过的知识对升降机的滑轮组进行重新设计,如图乙所示.假设升降机足够稳定,电动机输出功率足够大,电动机牵引绳子的拉力仍为2400 N,吊篮及动滑轮的总重力为200 N,不计绳重和摩擦,则这种设计的装置一次能提起多少袋水泥
考向2 斜面(22考)
46.(2024眉山)如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置,斜面粗糙程度相同.他用平行于斜面向上的恒定拉力F,将重6 N的物体以1m/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2m/s的速度匀速拉动物体,斜面机械效率仍为75%
47. 新考法跨学科实践(2023宜昌)如图为某景区的盘山公路,汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速挡,这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大 .一辆总重为1×10 N的汽车经过某一长为200m的路段时,竖直高度上升了20m,如果汽车的牵引力恒为 此过程中盘山公路斜面的机械效率为 .
48.(2024资阳)“五一”期间,学校倡导同学们过一个有意义的劳动节.小明到快递公司参加社会实践活动,体验快递员的日常工作.如图所示,小明和工人通过一个长 高 的斜面,把重 的木箱A搬上快递车.已知小明和工人对木箱施加了沿斜面向上的作用力 使木箱A以 的速度匀速从斜面底端运动到斜面顶端.求:
(1)小明和工人对木箱做功的功率P;
(2)该斜面的机械效率η(百分号前保留1位小数);
(3)木箱受到斜面的阻力f.
考向3 其他工程机械(9考)
49.(2024无锡)如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”,在两个支架上摆放一根直的硬棒,支点为 A端系一石块,B端装有轮轴,轮轴能绕着硬棒转动,悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上.若空桶质量为10kg,轮轴质量为10kg,空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置, 长为0.6m,O O 长为1m,O B长为0.8m,硬棒及绳索质量忽略不计.(g取10 N/ kg)
(1)人对辘轳不施加力,桶中未装水,为保证硬棒不会翻转,石块质量最多为 kg;若A点系上质量为40kg的石块,提水时为保证硬棒不翻转,桶中最多可装 kg的水.
(2)若桶内水的质量为40kg,人用时20s将桶匀速提升3m,此时辘轳提水的机械效率为50%,则桶对水做的功为 J,人做功的功率为 W.
命题点7 探究杠杆的平衡条件(41考)
50. |一题多设问 (2024 云南)实验小组通过探究杠杆的平衡条件,来解释桔槔的使用原理.
(1)实验前,杠杆水平静止如图甲所示,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态.将杠杆左下角物块M取走后,不调节平衡螺母,杠杆 (选填“仍能”或“不能”)保持水平位置静止.
(2)调节杠杆水平平衡,进行多次实验,数据记录如下表:
次数 动力 F /N 动力臂l / cm 阻力 F /N 阻力臂l / cm
1 2 12.0 1 24.0
2 2 5.0 1 10.0
3 3 10.0 2 15.0
4 3 12.0 2 18.0
①分析表中的数据,归纳出杠杆的平衡条件是 (用表格中的字母表示).多次实验的目的是 (选填“A”或“B”).
A.寻找普遍规律 B.减小实验误差
②如图乙,此时在右侧钩码下端加挂一个钩码,杠杆会 (选填“左端下沉”或“右端下沉”).
(3)新考法模型建构桔槔是我国古代的取水工具,如图丙,在井边竖一根树杈,架上一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简化图如图丁.若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件,可以 (选填“增大”或“减小”)石块的质量或向 (选填“左”或“右”)移动杠杆的支点.
(4)图戊为桔棒在水平位置平衡的模型图,A处所吊水和水桶的总质量为m ,O处为支点,杠杆的质量为m ,重心在C处,B处所 挂石块的质量为 请写出 的表达式, (用字母 表示).
(5)新考法创新装置 (2024安徽定心卷)为帮助学生理解力臂,物理老师自制了如图己所示的“杠杆力臂演示仪”(杠杆自身重力和摩擦力不计,固定装置未画出),杠杆在水平位置平衡,保持OA 不动、 位置不变,使OB 向下折一个角度后,要使杠杆在图己位置平衡,则 应移动到位置 (选填“①”“②”或“③”).
命题点8 测量滑轮组的机械效率(10考)
51.(2023湘潭)用如图所示装置测量滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表:
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/ cm 拉力 F/N 绳子自由端移动距离s/ cm 机械效率η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
(1)实验过程中,缓慢竖直拉动弹簧测力计,使钩码向上做 运动.第1次实验时,钩码上升的时间为3s,此过程中,绳子自由端上升的速度为 m/s.
(2)第4次实验时所做的有用功为 J,滑轮组的机械效率是 %.
(3)分析1、2、4次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越 (选填“大”或“小”),滑轮组的机械效率越高;分析2、3次实验的数据可知,滑轮 实验视频组的机械效率与钩码上升的高度 (选填“有关”或“无关”).
(4)用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是 .
A.换用更轻的动滑轮 B.加快提升物体的速度
1. A 2. D 3. 省力 摩擦
4. 费力 小于 5. B
6. ABD 【解析】若在A 点施加一个竖直向下的压力,条凳可绕着E 点转动,所以此时条凳可视为绕E点转动的杠杆,A正确;条凳的重心在条凳的中间,所以竖直向下的压力作用于凳面的中间,则条凳不会上翘,B正确;若在A、D两点同时施加竖直向下的压力,且两力的大小相等,则条凳不会上翘;若两力的大小不相等,则力小的一端可能会上翘,C错误;在B点或C点施加竖直向下的压力,此时压力始终垂直于接触面,方向竖直向下,将条凳视为绕 E 或F 点转动的杠杆,此时压力的力臂为0,杠杆无法转动,即条凳不会上翘,D正确.故选 ABD.
7. B
8. C 在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力
9. 50
10.(1)阻力(拉力)和动力臂一定时,阻力臂越小,动力(支持力)越小 4
(2)如答图所示
【解析】(1)同一件衣服挂在 B 点,对晾晒架的拉力(阻力)一定,挂在B点比C、D两点的力臂(阻力臂)都小,动力臂OA一定,根据杠杆平衡条件可知,挂在B点所需的阻力最小.若衣服重力为3.6N,则有3.6N×0.20m=F×0.18m,解得F=4 N;(2)B点受到衣服的拉力是竖直向下的,大小为3.6N,作图如下:过B点作力 F 的作用线,然后过O 点向 F 的作用线作垂线,该垂线段即为力臂l,作图如答图所示.
11. 60 2000
12.力臂l 错误 力臂概念不清
解:将左脚看作一个杠杆,脚跟抬起时绕支点 O 转动,动力为F ,阻力为 ,动力臂 12cm=16cm=0.16m,阻力臂 根据杠杆平衡条件 得小腿肌肉拉力
13. 解:(1)碓头的重力
G= mg=20kg×10 N/ kg=200 N
(2)碓头下落时重力所做的功
W= Gh=200 N×0.5m=100J碓头下落时重力做功的功率
(3)根据杠杆平衡条件 可得,G·OA=.F ·OB,所以 由于物体间力的作用是相互的,横木对人向上的作用力 人对地面的压力
420 N
所以人对地面的压强 10 Pa
14. D 15. C
16. C 【解析】由 可知,在支架下垫面积较大的石块,是在压力一定时,增大受力面积,减小对地面的压强,A错误;根据杠杆平衡条件,横杆的动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,费距离,B错误;当巨木太重无法抬起时,可以让杠杆右端的人远离支架,增大动力臂,减小动力,C正确;支架相当于支点,增大横杆上悬绳与支架间的距离时,阻力臂增大,动力臂不变(或减小),由杠杆平衡条件可知,动力增大,D错误.故选 C.
17. C 【解析】在A点施加竖直向上的力 F 时,此时支点为O点,动力臂为OA,阻力臂为OB,由于OA>OB,即动力臂大于阻力臂,此杠杆为省力杠杆,A错误;由杠杆平衡条件 可知,F 的大小为 B错误;如果重物的悬挂点B 向O 点移动,此时阻力臂变小,而阻力和动力臂不变,由杠杆平衡条件可知,动力F 应变小,C正确;若将作用于A点的力 F 变为图中F ,此时阻力和阻力臂不变,动力臂变小,由杠杆平衡条件可知,动力应变大,即 ,D错误.故选C.
18. B 【解析】由题知,在O 到 B 两条刻线之间均匀地画上49条刻度线,共计50格,则每一格代表的质量 即自制杆秤的每一格表示2g ,A错误;称中药时B 端翘起说明 此时可以减少中药即减小 FA使杆秤恢复水平平衡,B正确;如果秤砣磨损,根据杠杆平衡条件 OB,FB实际偏小,则OB长度偏大,则测量结果会比真实质量偏大,C错误;若将提纽移到O 点右侧,OA增大,OB减小,秤砣在B处时对应FA变小,则杆秤的量程减小,D错误.故选 B.
易错点拨
A选项的易错点在于O到B两条刻度线之间均匀地画上49条刻度线,是将杆秤分成了50等份,故在计算每一小格所代表的质量时应按50小格来计算.
19.逐渐变小 a
20.(1)如答图所示 (2)变大 变大
20.1增大 增大 费力 压力(或压强)
20.2 阻 不断减小
21.如答图所示
解题思路
22.如答图所示
23.如答图所示
24.省力 如答图所示
25.如答图所示
26.如答图所示
类题通法
画最小力的方法
(1)确定最大动力臂:杠杆上与支点距离最远的点即为动力作用点,支点和动力作用点连线即为最大动力臂;
(2)画最小动力:过动力的作用点作动力臂的垂线,根据动力与阻力使杠杆转动方向相反判断动力方向,最后标上箭头和符号.
27. D 28. A 29. D 30. B
31. 不能 减小
32.20 40 【解析】如图所示,物体A 和 B 通过滑轮组相连,动滑轮上有2段绳子,已知B重10 N,物体B恰好匀速下降,则A匀速直线向右运动,说明物体A处于平衡状态,则A 所受地面的摩擦力与拉A的力是一对平衡力,即. 若对A施加一个水平向左的拉力F,则物体A水平方向受到三个力的作用:水平向左的拉力F,水平向右的拉力大小等于2GB,水平向右的摩擦力20 N,由于刚好使A匀速向左运动,则拉力 2×10 N=40 N.
33.如答图所示
34. C 35. C 36. B 37. D 38. AC 39. BC
40.弹簧测力计 增加被提升物体的物重(或换用轻质动滑轮)
41. 大于 90%
42. 动 100 80%
解题思路
第一步:
判断承担物重的绳子段数 n.(由图可知,n=2)
第二步:
①根据滑轮特点,计算提升空货篮时的拉力
②或者根据最大拉力计算提升的最大物重
第三步:
根据 计算效率.
【解析】由图可知,承担物重的绳子段数n=2,不计绳重和摩擦,绳子自由端的拉力 (120 N+80 N)=100 N;若绳子能承受的最大拉力为520 N,则提升的钢条重 80 N-120 N=840 N,每根钢条重100 N,所以最多能提升8根钢条,则此时的拉力 则该装置匀速提升钢条时,所能达到的最大机械效率
43. 20 60 75% 【解析】物体受到100 N水平向左的拉力和右侧绳端对它的拉力处于静止状态且物体与桌面间的摩擦力恰好为0,可知右侧绳端对它的拉力与水平向左的100 N拉力为一对平衡力,则滑轮组对物体的拉力大小为100 N,由图可知滑轮组承重绳子的段数为2,绳子自由端拉力为60 N,不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦,则绳子自由端拉力 可得 当物体水平向右做匀速直线运动时,物体受到水平向左的恒力 F、桌面对物体向左的摩擦力f和绳子对物体的拉力 F'处于平衡状态,此时滑轮组绳子自由端的拉力F绳'为90N, 已知F=100 N,解得f=60N;撤去力 F 后,滑轮组拉动物体向右匀速运动时,受到摩擦力f和滑轮组对物体的拉力 F''处于平衡状态,F''=f=60 N,氵,滑轮组的机械效率 100%=75%.
44.(1)增大受力面积,减小压强
解:(2)由图可知,承担物重的绳子段数n=3
由题意可知,物体移动的速度
则钢丝绳自由端的移动速度为
(3)拉力的功率
滑轮组的机械效率
45.解:(1)图甲中,绳自由端移动的距离
s= nh=2×6m=12m
拉力做的功W= Fs=2400 N×12m=28 800 J
拉力的功率
(2)水泥的总重力
滑轮做的有用功
滑轮组的机械效率 100%≈83.3%
(3)如图乙,承担物重的绳子段数为3,所以滑轮组能提升的最大物重
所提升物体的最大质量
所以图乙装置一次能提起水泥袋数
袋)
46. D 47. 牵引力 40%
48. 解:(1)由 可得 P=Fv,则小明和工人对木箱做功的功率
P= Fv=600 N×0.2m/s=120 W
(2)对木箱的作用力做的功为总功
克服木箱重力做的功为有用功
该斜面的机械效率
(3)克服木箱受到的阻力做的功为额外功
阻力
49. (1)60 60 (2)1200 120 【解析】(1)以O 为支点,A点力的力臂最小,B点力的力臂最大,此时A点受力最大,根据杠杆平衡条件. 可得m石g ,代入数据得m石=60 kg,石块质量最多为60 kg;若A点系上质量为40kg的石块,提水时为保证硬棒不翻转,应以O 为支点,此时B点力的力臂最小,A点力的力臂最大,B点受力最大,根据杠杆平衡条件 可得 解得m水=60 kg;(2)桶内水的质量为40 kg,将桶匀速提升3m ,桶对水做功W有= Gh=m水 gh=40kg×10 N/kg×3m=400 N×3m=1 200 J;人做的总功 用时20s,人做功的功率
50. (1)平衡 仍能 A②右端下沉(3)增大 左 或
(5)②
51. (1)匀速直线 0.05 (2)0.3 80 (3)大 无关(4)A
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