中考物理第十二章簡單機(jī)械課時(shí)作業(yè)高效提能.doc

中考物理第十二章簡單機(jī)械課時(shí)作業(yè)高效提能一、選擇題1.(20xx哈爾濱質(zhì)檢)如圖所示的器材中,正常使用時(shí)屬于費(fèi)力機(jī)械的是()【解析】選C。本題考查杠桿的分類。A選項(xiàng),扳手在使用時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力機(jī)械,不符合題意;B選項(xiàng),天平的實(shí)質(zhì)是等臂杠桿,既不省力也不費(fèi)力,不符合題意;C選項(xiàng),鑷子在使用時(shí)動(dòng)力臂小于阻力臂,是費(fèi)力機(jī)械,符合題意;D選項(xiàng),剪樹枝的剪刀在使用時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂,較為省力,是省力機(jī)械,不符合題意。故選C?！痉椒w納】調(diào)節(jié)杠桿平衡的方法(1)假設(shè):設(shè)杠桿每一個(gè)小格代表L,一個(gè)鉤碼的重為G,則判斷已知一端力與力臂的乘積關(guān)系。(2)代入:將四個(gè)選項(xiàng)分別代入杠桿平衡條件的公式F1l1=F2l2,當(dāng)杠桿左端的力和力臂的乘積等于杠桿右端的力和力臂的乘積時(shí),杠桿平衡,否則杠桿不平衡。(3)得出答案。2.(20xx陜西質(zhì)檢)一根輕質(zhì)杠桿,在左右兩端分別掛上300N的銅塊和200N的鋁塊時(shí),杠桿恰好平衡。若將兩邊物重同時(shí)減少50N,則杠桿()A.左端下沉B.右端下沉C.仍然平衡D.無法確定【解析】選A。本題考查杠桿平衡的判斷。根據(jù)杠桿平衡的條件可得:300NOA=200NOB;因?yàn)?00N200N,所以O(shè)A(200N-50N)OB,即左端下沉。故選A。3.如圖所示,輕質(zhì)杠桿的支點(diǎn)為O,在杠桿的A點(diǎn)始終作用豎直向上的力F,將重為G的物體勻速提升至杠桿處于水平位置的過程中,則力F的大小將()世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號59944162A.逐步變大B.逐步變小C.始終不變D.無法確定【解析】選C。本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用。如圖所示,設(shè)杠桿與水平方向的夾角為,則阻力臂和動(dòng)力臂分別為:LG=OBcos,LF=OAcos,由杠桿平衡條件得:GLG=FLF,則:F=,由于G、OB、OA保持不變,則力F將保持不變。故選C。4.(20xx丹陽質(zhì)檢)用滑輪組勻速提升重物,當(dāng)繩子的自由端被拉下2m時(shí),重物升高了0.5m,被提升的重物的質(zhì)量為20kg。若不計(jì)動(dòng)滑輪重和摩擦阻力,則拉繩子的力應(yīng)為()A.40NB.49NC.98ND.5N【解析】選B。本題考查滑輪組的相關(guān)計(jì)算。繩子自由端被拉下2m時(shí),重物升高了0.5m,則n=4,說明有4段繩子在拉重物,故拉力為重物重力的四分之一,即:F=G=mg=20kg9.8N/kg=49N,故選B。5. (20xx江陰質(zhì)檢)如圖所示,斜面長10m,高4m,用沿斜面方向的推力F,將一個(gè)質(zhì)量為50kg的貨物由斜面底端勻速推到頂端,運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做功500J(g取10N/kg),下列說法正確的是()A.機(jī)械效率為80%B.F=300NC.摩擦力為100ND.條件不足無法計(jì)算【解析】選A。本題考查斜面機(jī)械效率的相關(guān)計(jì)算。拉力F做的有用功為W有用=Gh=mgh=50kg10N/kg4m=20xxJ,W總=W有用+W額外=20xxJ+500J=2500J,斜面的機(jī)械效率=80%,故A正確;由W總=Fs可得:F=250 N,故B錯(cuò)誤;摩擦力f=50 N,故C錯(cuò)誤。因?yàn)锳正確,所以D錯(cuò)誤。故選A。6.(20xx江陰模擬)小華分別用如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組,分別在相同時(shí)間內(nèi)將同一重物勻速提升相同高度,每個(gè)滑輪的重量均相等,不計(jì)繩重及摩擦。針對這一現(xiàn)象,小明得出了以下4個(gè)結(jié)論:F1做的功等于F2做的功;甲滑輪組的機(jī)械效率等于乙滑輪組的機(jī)械效率;使用乙滑輪組比甲滑輪組更加省力;F1做功的功率等于F2做功的功率,其中正確的結(jié)論共有幾個(gè)()A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)D.4個(gè)【解析】選D。本題考查滑輪組的相關(guān)知識及對功、功率、機(jī)械效率的理解。不計(jì)繩重及摩擦,拉力做的功:W1=F1s1=(G物+G輪)2h=(G物+G輪)h,W2=F2s2=(G物+G輪)3h=(G物+G輪)h,W1=W2,故正確;動(dòng)滑輪重相同,提升的物體重和高度相同,W額=G輪h,W有用=G物h,利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同,總功相同,由=可知,滑輪組的機(jī)械效率相同,故正確;不計(jì)繩重及摩擦,拉力F=(G物+G輪),n1=2,n2=3,繩子的拉力:F1=(G物+G輪),F2=(G物+G輪),所以F1F2,故正確;因?yàn)閃1=W2,且做功時(shí)間相同,由P=可知,功率相同,故正確。綜上分析,說法都正確。故選D。二、填空題7.如圖是小楠練習(xí)書法時(shí)的簡化圖。寫字時(shí)毛筆桿相當(dāng)于_(選填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿;手握筆的位置向上移動(dòng),則寫字時(shí)所需的動(dòng)力將_(選填“變大”“變小”或“不變”)?！窘馕觥繉懽謺r(shí),毛筆桿的支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)都在手指上,二者距離較近,而阻力作用點(diǎn)是筆端,距離支點(diǎn)較遠(yuǎn),動(dòng)力臂小于阻力臂,所以相當(dāng)于費(fèi)力杠桿;手握筆的位置向上移動(dòng),則阻力臂變大,紙張對筆的阻力基本不變;而支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)同時(shí)上移,所以動(dòng)力臂基本不變,由杠桿平衡條件可知,寫字時(shí)所需的動(dòng)力將變大。答案:費(fèi)力變大8.(20xx鹽城質(zhì)檢)在地震中,救援隊(duì)員把滾落在公路上的石塊撬起,如圖所示,若救援隊(duì)員在撬棒D點(diǎn)沿DM方向用力撬起石塊1,撬棒的支點(diǎn)是_點(diǎn);若救援隊(duì)員在撬棒D點(diǎn)沿DN方向用力撬起石塊1,撬棒的支點(diǎn)是_點(diǎn)。這兩種方式中,沿_(選填“DM”或“DN”)方向用力撬起石塊比較省力?！窘馕觥勘绢}考查杠桿五要素及杠桿省力情況的分析。由圖可知,當(dāng)沿DM方向用力撬石塊1時(shí),杠桿圍繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),因此A為這時(shí)的支點(diǎn);同樣,當(dāng)沿DN方向用力撬石塊1時(shí),杠桿圍繞C點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),因此C為此時(shí)的支點(diǎn);當(dāng)以A為支點(diǎn)時(shí),杠桿的動(dòng)力臂為AD的長,當(dāng)以C為支點(diǎn)時(shí),杠桿的動(dòng)力臂是從C點(diǎn)到DN的作用線的距離,顯然要比AD要短,因此,沿DM方向(第一種方法)用力撬石塊1更省力。答案:ACDM9. (20xx揚(yáng)州質(zhì)檢)如圖是在水平面上移動(dòng)重物的裝置,若物重為600N,在阻力為重力的0.3倍時(shí),勻速移動(dòng)物體,使其以20cm/s的速度前進(jìn)了5s,該裝置機(jī)械效率為60%,則阻力f的大小為_N,拉力F的大小為_N,拉力F所做的功為_J?！窘馕觥勘绢}考查平衡力的判斷、滑輪組省力情況的判斷、速度、功的計(jì)算。物體受的阻力:f=0.3G=0.3600N=180N;由v=可得,物體移動(dòng)距離:s=vt=0.2m/s5s=1m,繩端移動(dòng)的距離:s=3s=31m=3m,克服阻力所做的功:W有=fs=180N1m=180J,根據(jù)機(jī)械效率公式可得,拉力做的功:W總=300J,由W總=Fs可得,拉力F的大小:F=100N。答案(20xx市質(zhì)檢)如圖所示,小偉同學(xué)通過斜面用平行于斜面F=200N的推力,將質(zhì)量為30kg的物體在5s時(shí)間內(nèi)勻速推到1m高的平臺上,斜面長s=2m。(g取10N/kg)則推力做的有用功是_J,推力做的總功是_J,推力的功率為_W,斜面的機(jī)械效率為_%,斜面對物體的摩擦力為_N。世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號59944163【解析】本題考查使用斜面時(shí)有用功、額外功、總功、功率和機(jī)械效率的計(jì)算。物體的重力:G=mg=30kg10N/kg=300N,推力做的有用功:W有用=Gh=300N1m=300J;推力做的總功:W總=Fs=200N2m=400J,推力做功功率:P=80W;斜面的機(jī)械效率:=75%;因?yàn)閃總=W有用+W額,所以克服摩擦力做的額外功:W額=W總-W有用=400J-300J=100J,因?yàn)閃額=fs,所以斜面對物體的摩擦力:f=50N。答案:300400807550【方法歸納】解讀斜面機(jī)械效率(1)分清三個(gè)功:有用功、額外功、總功;有用功:克服物體重力做的功,即W有用=G物h。額外功:克服物體與斜面間的摩擦做的功,即W額外=fl,如果考慮牽引繩重,對繩子做的功也為額外功,即W額外=G繩h?？偣?拉力做的功,即W總=F拉l。影響因素:接觸面光滑程度和斜面的傾角。斜面越粗糙,傾角越小,斜面的機(jī)械效率越低。與物體移動(dòng)的距離、移動(dòng)的速度、物重?zé)o關(guān)。(2)斜面效率與拉力的關(guān)系:在接觸面粗糙程度、物重一定時(shí),傾角越大,越費(fèi)力。在傾角和物重不變時(shí),接觸面越粗糙,越費(fèi)力。三、作圖題11.(20xx連云港質(zhì)檢)如圖,在“W對稱梁型”機(jī)械的橫梁AOB(O為轉(zhuǎn)軸)上掛了一個(gè)重為G的物體,為使橫梁在圖中的位置靜止,請?jiān)趫D上畫出最小動(dòng)力及其力臂?！窘馕觥勘绢}考查杠桿平衡條件的應(yīng)用及力臂的作圖。阻力與阻力臂的乘積一定的情況下,最省力即動(dòng)力臂最長,由圖知,OA等于OB,即動(dòng)力臂為OA或OB時(shí)為最長動(dòng)力臂,故在A點(diǎn)施加一個(gè)垂直于OA向下的力或在B點(diǎn)施加一個(gè)垂直于OB向上的力時(shí),動(dòng)力最小,且這兩個(gè)力大小相等。答案:如圖所示12.(20xx無錫質(zhì)檢)用滑輪組將陷在泥中的汽車?yán)鰜?試在圖中畫出最省力的繞繩方法?！窘馕觥勘绢}考查滑輪組的作圖。只有一個(gè)動(dòng)滑輪,要求最省力,繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上,然后繞過左邊的定滑輪,再繞過動(dòng)滑輪。答案:【知識拓展】動(dòng)力和阻力及方向的判斷抓住“轉(zhuǎn)動(dòng)”的特點(diǎn)來判斷動(dòng)力、阻力的方向(1)動(dòng)力和阻力的判斷:明確使用杠桿的目的,則為了達(dá)到目的而施加的這個(gè)力即為動(dòng)力。而阻礙達(dá)到目的的力即為阻力。如圖,用鉗子夾物體,我們施加在柄上的力是為了使鉗口夾住物體,則施加在鉗子柄上的力即為動(dòng)力,而東西為了不被夾住,要產(chǎn)生一個(gè)反抗的力,即物體施加給鉗口向外的力即為阻力。(2)動(dòng)力和阻力方向的判斷:只在動(dòng)力作用下杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)認(rèn)定為正轉(zhuǎn),動(dòng)力作用下正轉(zhuǎn)的方向?yàn)閯?dòng)力的方向。則只有阻力作用時(shí)必定使杠桿反轉(zhuǎn),阻力作用點(diǎn)處反轉(zhuǎn)方向就是阻力的方向。如圖中的F1,假定使杠桿繞O點(diǎn)正轉(zhuǎn),作用在A點(diǎn)的阻力,應(yīng)使杠桿繞O點(diǎn)反轉(zhuǎn),即F2。四、實(shí)驗(yàn)探究題13.(20xx揚(yáng)中質(zhì)檢)小芳同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)高度可調(diào)節(jié)的斜面來探究斜面的省力情況、斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度之間的關(guān)系,如圖甲所示。她首先測出小車重,然后用彈簧測力計(jì)沿斜面拉動(dòng)小車,調(diào)節(jié)斜面傾斜角的大小多次測量,得如表所示的數(shù)據(jù):世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號59944164斜面傾斜角小車重G/N斜面高h(yuǎn)/m斜面長s/m拉力F/N有用功W有/J總功W總/J機(jī)械效率1250.212.1_2.148%3050.513.62.5_69%4550.714.33.54.3_(1)請你替小芳在表中的空格中填上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)。(2)分析表中的數(shù)據(jù),可以得出的探究結(jié)論是:斜面傾斜角越_,斜面越省力,斜面的機(jī)械效率越_。(3)實(shí)驗(yàn)過程中拉力的方向應(yīng)與斜面_。(4)若想探究斜面的機(jī)械效率與物重的關(guān)系,則要保持_不變,斜面的光滑程度不變,只改變_,這種研究問題的方法我們稱之為_法?！窘馕觥勘绢}考查斜面機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)探究。(1)W有1=Gh1=5N0.2m=1J;W總2=F2s=3.6N1m=3.6J;3=81%。(2)比較數(shù)據(jù)321時(shí),拉力F3F2F1,機(jī)械效率321;即:斜面傾斜角越小時(shí),越省力,斜面機(jī)械效率越低。(3)為了使拉力方向必須與摩擦力方向保持在同一條直線上,所以應(yīng)與斜面平行向上。(4)探究斜面的機(jī)械效率與物重的關(guān)系,要保持斜面傾角不變,斜面的光滑程度不變,只改變小車重力,這種研究問題的方法我們稱之為控制變量法。(5)從表中數(shù)據(jù)可知,拉力F隨著斜面高度h的增大而增大,排除C和D兩個(gè)圖;隨著斜面的高度增大,若不考慮斜面摩擦,物重、斜面長度不變,Fs=Gh,拉力與h成正比,故選B。答案:(1)13.681%(2)小低(3)平行向上(4)斜面傾角小車重力控制變量(5)B次數(shù)鉤碼重/N動(dòng)滑輪重/N鉤碼上升的距離/cm彈簧測力計(jì)的示數(shù)/N彈簧測力計(jì)上升的距離/cm機(jī)械效率120.8511566.7%240.851.715/360.85/1583.3%(1)在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)該使鉤碼_(選填“快速”或“緩慢”)上升。(2)進(jìn)行第2次測量時(shí)滑輪組的機(jī)械效率約為_(保留三位有效數(shù)字)。(3)進(jìn)行第3次測量時(shí),彈簧測力計(jì)示數(shù)為_N,滑輪組做的有用功是_J。(4)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)小組得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:滑輪組的機(jī)械效率與_有關(guān)。(5)分析表中數(shù)據(jù)可知,F,可能的原因是:_。(6)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)將繩子自由端勻速拉動(dòng)時(shí)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)記為F,鉤碼重記為G,動(dòng)滑輪重記為G,繩自由端移動(dòng)距離記為s,鉤碼提升高度記為h,不計(jì)繩子重及摩擦。則下列關(guān)于滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算關(guān)系中錯(cuò)誤的是_。A.=B.=C.=D.=1-【解析】本題考查滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)探究。(1)在實(shí)驗(yàn)過程中,應(yīng)緩慢豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)。(2)由表中數(shù)據(jù)可知,滑輪組的機(jī)械效率:=78.4%。(3)由圖示測力計(jì)可知,其分度值為0.2 N,示數(shù)為2.4 N;有用功:W有=G3h=6 N0.05 m=0.3 J。(4)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看,鉤碼上升的高度沒有變化,所以機(jī)械效率不斷增大不是由于被提升高度的變化而引起的。鉤碼重不斷增大,機(jī)械效率不斷提高。所以可以看出增大被提升物體的重力可以提高滑輪組的機(jī)械效率。(5)由于拉動(dòng)過程中需克服滑輪的轉(zhuǎn)軸處的摩擦,所以F。(6)有用功為W有用=Gh,總功為W總=Fs,所以=,故A正確;有用功為W有用=Gh,總功為W總=(G+G)h,所以=,故B錯(cuò)誤,C正確;額外功W額=Gh,總功為W總=Fs,有用功W有用=W總-W額=Fs-Gh,所以=1-,故D錯(cuò)誤。故選B、D。答案:(1)緩慢(2)78.4%(3)2.40.3(4)提升鉤碼的重力(5)拉動(dòng)過程中需克服滑輪的轉(zhuǎn)軸處的摩擦(6)B、D15.一卡車車廂底板距地面1.5 m高,小軍把3 m長的鋼板AB搭在車廂底板上,構(gòu)成一個(gè)斜面,如圖所示,他沿著斜面方向用500 N的力,把一個(gè)木箱由B處推到A處,已知木箱重為800 N,推木箱的時(shí)間是50 s,在這一過程中,求:(1)小軍做的功。(2)小軍做功的功率。(3)斜面的機(jī)械效率?！窘馕觥?1)小軍做的功為W總=Fs=500 N3 m=1 500 J;(2)小軍做功的功率為P=30 W;(3)小軍推木箱做的有用功為W有=Gh=800 N1.5 m=1 200 J;斜面的機(jī)械效率為=80%。答案:(1)1 500 J(2)30 W(3)80%16.20xx年10月5日考古學(xué)家在黃海海域發(fā)現(xiàn)甲午海戰(zhàn)沉船“致遠(yuǎn)艦”的消息轟動(dòng)了整個(gè)考古界,隨著水下考古工作的進(jìn)行,一些重要文物陸續(xù)出水重見天日,關(guān)于這艘在海水中沉睡了120余年的戰(zhàn)艦是如何被打撈起的謎題也逐步解開?，F(xiàn)某課外活動(dòng)小組,照此設(shè)計(jì)了如圖所示的簡單機(jī)械,模擬打撈沉船,實(shí)驗(yàn)中用實(shí)心立方體A代替沉船,已知A的體積為0.1 m3,質(zhì)量為280 kg。(設(shè)整個(gè)過程A均為勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),忽略鋼繩重及滑輪摩擦,不考慮風(fēng)浪、水流等因素的影響)(1)A完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力是多大?(水=1.0103kg/m3)(2)若A完全浸沒在水中時(shí),滑輪組的機(jī)械效率為60%,那么A完全打撈出水面后,岸上鋼繩的拉力F為多大?(3)若A完全打撈出水面后,以0.1 m/s的速度被勻速提升,求岸上鋼繩拉力F的功率?！窘馕觥?1)A完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力:F浮=液gV排=水gV=1.0103kg/m39.8 N/kg0.1 m3=980 N(2)物體A的重力G=mg=280 kg9.8 N/kg=2 744 N,A完全浸沒在水中時(shí),總功為W總=(G+G動(dòng)-F浮)h,有用功為W有=(G-F浮)h,所以,滑輪組的機(jī)械效率=60%,解得G動(dòng)=1 176 N,由圖可知,n=5,A完全打撈出水面后,岸上鋼繩的拉力F=(G+G動(dòng))=(2 744 N+1 176 N)=784 N。(3)A完全打撈出水面后,以0.1 m/s的速度被勻速提升時(shí),繩端的速度v繩=nv物=50.1 m/s=0.5 m/s,岸上鋼繩拉力F的功率P=Fv繩=784 N0.5 m/s=392 W。答案:(1)980 N(2)784 N(3)392 W在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中,所用的實(shí)驗(yàn)器材有:杠桿(杠桿上每小格長為2 cm)、支架、彈簧測力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個(gè)。(1)實(shí)驗(yàn)前,杠桿靜止在如圖甲所示的位置,此時(shí)杠桿處于_(選填“平衡”或“不平衡”)狀態(tài)。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),使杠桿在水平位置平衡,主要是為了_,因此應(yīng)將如圖甲所示杠桿左端的平衡螺母適當(dāng)往_(選填“左”或“右”)調(diào)。(3)杠桿在水平位置平衡后,小明在杠桿A點(diǎn)處掛上2個(gè)鉤碼,作為動(dòng)力F1,B點(diǎn)處掛上1個(gè)鉤碼,作為阻力F2,杠桿恰好在水平位置平衡,如圖乙所示,分別測量出兩個(gè)力的力臂L1和L2,計(jì)算后發(fā)現(xiàn):F1L1=F2L2,便得出杠桿的平衡條件是:F1L1=F2L2。但小紅認(rèn)為小明這種實(shí)驗(yàn)處理方法是不完善的,