2020年中考物理一轮复习专题14简单机械课件 47页

2020年中考物理 一轮复习讲练测 1 复 习 目 标 2 一：杠杆 2 一：杠杆 2 一：杠杆 第一步：先确定支点，即杠杆绕着某点转动，用字母“O”表示。 第二步：确定动力和阻力。人的愿望是将石头翘起，则人应向下用力，画出此力即为 动力用“F1”表示。这个力F1作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用效果恰好与 动力作用效果相反，在阻力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动，则阻力是石头施加 给杠杆的，方向向下,用“F2”表示。 第三步：画出动力臂和阻力臂，将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线 作垂线，并标明相应的“l1”“l2”， “l1”“l2”分别表示动力臂和阻力臂。 2 一：杠杆 2 一：杠杆 5.杠杆的应用 （1）省力杠杆：动力臂l1＞阻力臂l2，则平衡时F1＜F2，这种杠杆使用时可省力（即用较小的动 力就可以克服较大的阻力），但却费了距离（即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距 离，并且比不使用杠杆，力直接作用在物体上移动的距离大）。 （2）费力杠杆：动力臂l1＜阻力臂l2，则平衡时F1＞F2，这种杠杆叫做费力杠杆。使用费力杠杆 时虽然费了力（动力大于阻力），但却省距离（可使动力作用点比阻力作用点少移动距离）。 （3）等臂杠杆：动力臂l1=阻力臂l2，则平衡时F1=F2，这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既 不省力，也不费力，即不省距离也不费距离。 既省力又省距离的杠杆时不存在的。 2 二：滑轮 1.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能 够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。 根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。 2.定滑轮 （1）定义：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。 （2）实质：是个等臂杠杆。 轴心O点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r，根据杠杆的平衡条件可知，因为 重物匀速上升时不省力。 （3）特点：不省力，但可改变力的方向。 所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力能得到一个与该力方向不同的力。 2 二：滑轮 （4）动力移动的距离与重物移动的距离相等。 对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力 G。（不计绳重和摩擦） 3.动滑轮 （1）定义：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。 （2）实质：是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。 （3）特点：省一半力，但不能改变力的方向。 （4）动力移动的距离是重物移动距离的2倍。 对于动滑轮来说：1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；2）动滑轮省一半力的条件 是：动滑轮与重物一起匀速移动，动力F1的方向与并排绳子平行，不计动滑轮重、绳重和摩擦。 2 二：滑轮  滑物 GGnF  1 物GnF 1 物绳 nVV  2 三：机械效率 １.有用功：对机械、活动有用的功。 公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总；斜面：W有用= Gh。 2.额外功：并非需要但又不得不做的功。 公式：W额= W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）；斜面： W额=fL。 3.总功：有用功加额外功或动力所做的功。 公式： W总=W有用＋W额=FS= W有用／η；斜面：W总= fL+Gh=FL。 4.机械效率：有用功跟总功的比值。机械效率计算公式： 。 　%100 总 有用 W W 2 三：机械效率 5.滑轮组的机械效率（不计滑轮重以及摩擦时） （1）滑轮组（竖直方向提升物体）： （G为物重，h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子 自由端走的距离）。 （2）滑轮组（水平方向拉动物体）： （f为摩擦力，l为物体移动距离，F为拉力，S为 绳子自由端走的距离）。 6.斜面的机械效率： (h为斜面高，S为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的拉力)。 FS Gh FS fl FS Gh 3 考点一：杠杆 1.（2019·天津）如图是用撬棒撬石头的情景，下图中关于该撬棒使用时的杠杆示意 图正确的是（ ）。 3 考点一：杠杆 【点睛】知道动力的方向，根据动力和阻力使杠杆转动的效果相反可确定阻力的方向； 力臂是从支点向力的作用线作垂线。考查学生对力臂的画法掌握情况，明确力臂的定 义是作图的关键。 【解析】用撬棒撬石头时，动力为人对撬棒施加的竖直向下的作用力F1，从支点O向 动力F1的作用线作垂线段，即为动力臂l1； 阻力是石头对撬棒的作用力F2，方向竖直向下，反向延长F2，从支点O向阻力F2的作 用线作垂线段，即为阻力臂l2；故A正确，BCD错误。故选A。 3 考点一：杠杆 2.(2019·武威)如图所示是羊角锤的示意图，请画出用羊角锤撬铁钉时最小动力F1的 示意图。 【点睛】由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力。 连接支点和力的作用点A即是最大动力臂，当作用力与之垂直时，作用力最小。求最 小的力是常见的题型，关键是找到最大的动力臂，一般来说，支点与动力作用点的连 线就是最大的动力臂。 3 考点一：杠杆 【解析】由杠杆的平衡条件可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力；由图 知，O为支点，A点离支点最远，则连接支点O和羊角锤的末端A即是最长的动力臂， 过A点作垂直于动力臂向右的力F1。如下图所示。 3 考点一：杠杆 3.（2019·武汉市武昌区中考一模）在探究“杠杆平衡条件“的实验中，采用了如图甲 所示的实验装置： （1）实验前，小明同学发现实验装置处于如图甲所示的状态，使用时，首先应将杠杆 两端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡； （2）把图乙中A点的钩码取下，在A点用弹簧测力计施加一个竖直向下的拉力F时，杠 杆仍能在水平位置平衡，如图丙，当拉力F向左倾斜时，要保持杠杆仍在水平位置平衡， 则拉力F将______（选填“变大”、“变小”或“不变”），在图丙中画出拉力F向左倾 斜时，拉力F的力臂L； （3）小红同学采用了图丁的装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与其他同学得出 的正确的杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是 。 3 考点一：杠杆 【点睛】（1）实验中为了便于测量力臂，消除杠杆自身重力对实验的影响，应调节杠 杆在水平位置平衡，调节时，需将平衡螺母向上翘的一端一端；（2）当拉力F向右倾斜 时，分析出力臂的变化结合杠杆的平衡条件判断力的变化；根据力臂的概念作图；（3） 图丁中，支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠 杆的重力对杠杆转动产生了影响。此题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆的调平及杠杆 平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，要注意分析力和对应的力臂。 3 考点一：杠杆 【解析】（1）图甲可知，杠杆的右端上翘，应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆处于水平位 置平衡，这样做便于测量力臂，并能消除杠杆自身重力的影响； （2）若拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，阻力和阻力臂一定，动力F 的力臂变短，则动力F变大； 在图丙中画出拉力F向左倾斜时，拉力F的力臂L，如图所示： （3）利用如图丁所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。 故答案为：（1）右；（2）变大；如上图；（3）杠杆自身的重力对实验有影响。 3 考点二：滑轮 1.（2019·岳阳）如图，动滑轮实质上是一个______（填“省力”或“费力”）杠杆， 用60N的拉力将沙桶从地面提到9m高的楼上，拉力做的功是______J。 3 考点二：滑轮 【点睛】（1）动滑轮实质上是一个动力臂等于2倍阻力臂的杠杆，动力臂大于阻力臂 为省力杠杆；（2）使用动滑轮，n=2，拉力端移动距离s=2h，利用W=Fs求拉力做 的功。 【解析】（1）动滑轮实质上是一个动力臂等于2倍阻力臂的省力杠杆； （2）使用动滑轮，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×9m=18m， 拉力做的功： W=Fs=60N×18m=1080J。 答案为：省力；1080。 3 考点二：滑轮 2.（2019·河北）如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下，以v的速度匀速运动了 s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、轮 与轴间的摩擦，下列说法正确的是（ ）。 A．使用该滑轮组一定省力； B．拉力的功率为2Fv； C．额外功为 （2nF﹣G）s； D．滑轮组的机械效率为 3 考点二：滑轮 【点睛】（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数n′＝2，由于不计绳重、轮与轴间的 摩擦，根据拉力F＝ （f+G动）分析使用该滑轮组是否省力；（2）绳端移动的速 度v绳＝n′v，根据P＝Fv绳求出拉力的功率；（3）先求出绳端移动的距离，克服摩擦 阻力做功为有用功，拉力做功为总功，根据功的公式表示出有用功和总功，用总功减 去有用功即为额外功；（4）根据η＝ 求出滑轮组的机械效率。 3 考点二：滑轮 【解析】A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数n′＝2，由于不计绳重、轮与轴间的摩擦，所以， 绳端的拉力F＝ （f+G动）， 由于f与G动的大小关系未知，所以无法比较F与f的大小关系，则使用该滑轮组不一定省力，故A 错误； B、绳端移动的速度v绳＝n′v＝2v，则拉力的功率：P＝Fv绳＝2Fv，故B正确； C、由题意可知，物体运动时受到的摩擦阻力f＝ G； 克服摩擦阻力做的功为有用功，则：W有＝fs＝ Gs， 绳端移动的距离：s绳＝n′s＝2s，拉力F做的总功：W总＝Fs绳＝2Fs， 则额外功：W额＝W总﹣W有＝2Fs﹣ Gs＝ （2nF﹣G）s，故C正确； 3 考点二：滑轮 3.（2019·海南）工人用如图所示的滑轮组，在时间t内，将重为G的货物匀速提升了 h，人对绳子竖直向下的拉力恒为F。以下说法正确的是（ ）。 A．拉力F的功率为 ； B．额外功为（2F-G）h C．滑轮组的机械效率为 ；D．滑轮组的机械效率随h的增大而增大 3 考点二：滑轮 【点睛】（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数n，根据s=nh表示出绳端移动的 距离，然后根据W总=Fs表示出拉力F做的功，最后利用 表示出拉力F的功率； （2）拉力做的有用功，额外功等于总功减去有用功；（3）根据 求出滑轮组的 机械效率；（4）根据 可判断滑轮组的机械效率与提升的高度是否有关。 3 考点二：滑轮 【解析】A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=2，绳端移动的距离s=nh=2h， 拉力F做的功：W总=Fs=2Fh，则拉力F的功率： ，故A正确； B、拉力做的有用功：W有=Gh，则额外功：W额=W总-W有=2Fh-Gh=（2F-G）h， 故B正确； C、滑轮组的机械效率： ，故C错误； D、根据 可知，滑轮组的机械效率与提升的高度h无关，故D错误。故选AB。 3 考点三：机械效率 1.（2019·泸州）用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重。下 列判断正确的是（ ）。 A.该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体重力的三分之一； B.用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效率越大； C.用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，其机械效率相等； D.其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大 3 考点三：机械效率 【点睛】（1）由图知，n=3，不计一切摩擦和绳重，拉力F=1/3（G+G轮）；（2） 不计一切摩擦和绳重，用该滑轮组提升不同的物体，η= ； （3）用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，好像滑轮组提升的物体重力 不同，其机械效率不相等；（4）若只将滑轮组中的动滑轮重力变大，将同一物体提 升相同的高度（其他条件相同），有用功相同、额外功增大、总功增大，有用功与 总功的比值减小。本题考查了使用滑轮组时拉力、机械效率的计算，注意利用好条 件：不计一切摩擦和绳重。 3 考点三：机械效率 【解析】A、由图知，n=3，不计一切摩擦和绳重， 所以拉力F的大小 大于所提物体重力的三分之一，故A错误； B、不计一切摩擦和绳重，用该滑轮组提升不同的物体， 可见提升的物体越重，其机械效率越大，故B正确； C、用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，由于物体在水中受到浮力，就好比用滑轮 组提升的物体重力变小，所以其机械效率不相等，故C错误； D、仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，将同一物体提升相同的高度（其他条件相同），有用功相 同，由W额=G动h可知额外功增大，则总功增大，有用功与总功的比值减小，机械效率减小，故 D错误。故选B。 3 考点三：机械效率 2.（2019·遂宁）遂宁在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组 同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验效据如下表： 实验次 数 钩码重G/N 钩码上升高度H/cm 拉力F/N 绳端移动距离 S/cm 机械效率 1 0.5 10 30 2 1.5 10 0.8 30 62.5% 3 0.5 10 0.5 40 25.0% 4 1.5 10 0.7 40 53.6% 3 考点三：机械效率 （1）根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是______（选填“甲”或“乙“）滑轮组。 （2）在第一次实验中，当 拉动滑轮组时，弹簧测力计示数如图丙所示， 拉力F为______N；该次实验滑轮组的机械效率是 （计算结果精确到0.1%）。 （3）机械效率是机械性能好坏的重要标志结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机 械效率的措施不可行的是______（选填符号）。 A．增加所提物重 B．减轻机械自重C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度 3 考点三：机械效率 【点睛】（1）根据表中第一次实验数据可知钩码上升的高度和绳端移动的距离，根据s=nh求 出绳子的有效股数，然后与甲乙装置绳子的有效股数相比较得出答案； （2）实验中要匀速拉动弹簧测力计，这样示数才与拉力相同，并有利于准确读数；根据弹簧测 力计的分度值读出拉力的大小， 求出该次实验滑轮组的机械效率； （3）分析表格数据得出影响滑轮组的因素和利用 ×100%得出提高滑轮组机械效率的方法。本题考查了滑轮组机械效率的测量实验，涉及到实验 的注意事项、弹簧测力计的读数、机械效率的计算等，分析数据得出有用的信息是关键。 3 考点三：机械效率 3．（2018·枣庄）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB 匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GA＞GB，则η甲　 　η乙； 若FA=FB，则GA　 　GB。（选填“＞”、“＜”或“=”） 3 考点三：机械效率 【点睛】（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动 滑轮重力做的功为总功，根据 结合GA＞GB 比较两滑轮组的机械效率关系； （2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据 ，结合FA=FB得出提升物 体的重力关系。 3 考点三：机械效率 【解析】（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动 滑轮重力做的功为总功，则滑轮组的机械效率： 所以，GA＞GB时，η甲＞η乙； （2）由图可知，n甲=2，n乙=3，由F=1/n（G+G动）可得，提升物体的重力： G=nF﹣G动， 则FA=FB时，提升物体的重力关系为GA＜GB。 故答案为：＞；＜。 4 考点一：杠杆 1.（2017·德州）如图所示的四种情景中，使用的工具属于费力杠杆的是（　）。 4 考点一：杠杆 2.（2019·河南）如图开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重。下图能正确表 示它工作示意图的是（ ）。 4 考点一：杠杆 3．（2019·达州）轻质杠杆OABC能够绕O点转动，已知OA＝BC＝20cm，AB＝ 30cm，在B点用细线悬挂重为100N的物体G，为了使杠杆在如图所示的位置平衡， 请在杠杆上作出所施加最小动力的图示（不要求写出计算过程）。 4 考点一：杠杆 4.（2019·泸州）如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小 格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成 30°角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中 正确的是（ ）。 A.杠杆的动力臂为8cm； B. 该杠杆为费力杠杆； C.该杠杆的阻力大小为0.5N；D. 动力F的大小为0.5N 4 考点二：滑轮 1.（2019·海南）如图，小谦想把被台风刮倒的树拉正。他把绳子的一端系在乙树上， 然后绕过甲树用力拉绳子，这样做有_______段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦， 甲树受300N拉力，则小谦对绳子的拉力至少为_______N。 4 考点二：滑轮 2.（2017·益阳）如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两 个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相 同的高度（不计绳重和一切摩擦）。下列说法正确的是（　）。 A．拉力F1小于拉力F2； B．甲、乙两滑轮组的机械效率相同； C．甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械； D．甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等 4 考点二：滑轮 3.（2019·达州）救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为 2.5×103N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t，斜面高为 2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与 轴间的摩擦，g＝10Nkg）在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的 有用功为 J，整个装置的机械效率为 ，小车A与斜面间的摩擦力大小 为 N。 4 考点二：滑轮 4.（2019·达州）如图所示，工人准备用一根最多能承受400N力的绳子（若超过绳子将断裂） 绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体A和B．完全露出水面的物体A被此 装置匀速提起时绳子达到最大拉力。已知动滑轮的质量为20kg（绳的质量、绳与滑轮的摩擦、 滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计，连接动滑轮与物体间的钢绳不会断裂，g＝10N/kg）。 求： （1）物体A完全露出水面后以0.5m/s的速度匀速上升时， 物体A的重力和工人拉力的功率分别是多少。 （2）在物体A浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机 械效率为75%，物体A的密度是多少。 （3）若用该滑轮组打捞体积为50dm3的物体B时，物体B最 多露出多少体积时绳子将断裂。 4 考点三：机械效率 1.（2017·德州）如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑 轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m。此过程中，额外功和机械 效率分别是（ 　）。 A．0.4J、83.3% B．0.8J、91.7% C．0.8J、83.3% D．0.4J、91.7% 4 考点三：机械效率 2.（2019·黔南州中考二模）分别用如图所示的（甲）、（乙）两个滑轮组，在10s 内将重为40N的物体G匀速提升1m，每个滑轮的重均为20N，不计绳重及摩擦，下 列有关说法正确的是（　　）。 A. 甲和乙两滑轮组所做有用功相等； B. 甲滑轮组的效率大于乙滑轮组的效率； C. F甲小于F乙； D. F甲做功的功率小于F乙做功的功率 4 考点三：机械效率 3.（2017·天水）如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重为6N。 （1）实验时应竖直向上　 　拉动弹簧测力计，测得拉力大小为2.5N； （2）若钩码上升的高度为10cm，该滑轮组的机械效率为　 　； （3）若仅增加钩码的质量，则该滑轮组的机械效率将　 　（选填 “增大”、“减小”或“不变”）。