8.簡單機(jī)械（講義）（原卷版）

浙教版中考科學(xué)二輪復(fù)習(xí)--簡單機(jī)械杠桿、滑輪、斜面、機(jī)械效率【知識點(diǎn)分析】一.杠桿1.杠桿的定義：在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿。2.杠桿的五要素：(1)支點(diǎn):杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點(diǎn)。(用0表示)(2)動力:使杠桿轉(zhuǎn)動的力。(用F1表示)(3)阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。(用F2表示)(4)動力臂:從支點(diǎn)到動力作用線的距離。(用L1表示)(5)阻力臂:從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。(用L2表示)3.杠桿平衡原理：動力×動力臂＝阻力×阻力臂。寫成公式F1l1=F2l2。4.受力分析力在支點(diǎn)同側(cè)：力指向杠桿兩側(cè)力在支點(diǎn)兩側(cè)：力指向杠桿同側(cè)5.有質(zhì)杠桿：杠桿自身的質(zhì)量作為阻力影響，受力分析時以一端為支點(diǎn)，分析另一端的力。二.滑輪三.滑輪組1.滑輪組的定義：由若干個定滑輪和若干個動滑輪組合成滑輪組；同時具備定滑輪和動滑輪的特點(diǎn)。2.依據(jù)受力平衡可得：使用滑輪組時，重物和動滑輪的總重由幾股繩子承擔(dān)，提起重物所用的力就是總重的幾分之一；即F=1/n(G物+G動)。3.特點(diǎn)：既能改變力的大小，又能改變力的方向4.如有n股繩與下端滑輪連接則（nF=G物+G動）繩端移動速度為滑輪移動速度的n倍5.橫向的滑輪依據(jù)受力平衡進(jìn)行分析，運(yùn)動的速度大小可依據(jù)滑輪組分析四.斜面1.斜面定義：與水平面成傾斜的光滑平面，稱為斜面2.斜面本質(zhì)：增大了做功的距離，從而起到了省力的作用3.假設(shè)光滑無摩擦的斜面：（W總=FS=Gh）（1）斜面長是斜面高的幾倍，推力就是物重的幾分之幾。（2）要使物體升高相同的高度，斜面越長越省力。4.有摩擦力的斜面（機(jī)械能守恒）：（W總=FS=Gh+fL）5.常見的斜面：盤山公路，螺絲的螺紋，傾斜的軌道五．機(jī)械效率1.相關(guān)物理量的意義：(1)有用功:人們提升重物過程中必須做的功，用w有用表示。(2)額外功:利用機(jī)械時，人們不得不額外做的功，用W額外表示。(3)總功:人的拉力(動力)對動滑輪(機(jī)械)所做的功，用W總表示，W總=W有用+W額外2.機(jī)械效率：（1）定義：有用功跟總功的比值，公式η＝eq\f(W有,W總)×100%（2）增大效率的方法：①有用功不變，減小無用功②無用功不變，增大有用功③減小無用功，增大有用功【例題分析】一、單選題1．如圖所示，物理老師在進(jìn)行舉啞鈴鍛煉，啞鈴重為100N，此時他的前臂相當(dāng)于一個杠桿，下列關(guān)于這個杠桿的說法正確的是（）A．前臂杠桿的支點(diǎn)在肘關(guān)節(jié)處B．肱二頭肌給前臂骨骼的拉力是阻力C．啞鈴給前臂的壓力是動力D．肱二頭肌給前臂骨骼的拉力可能小于100N2．某同學(xué)旅游時，發(fā)現(xiàn)一種利用滾軸和繩子組裝的特殊機(jī)械。當(dāng)?shù)厝私柚@種裝置可以將較重的物體很輕便地搬運(yùn)到二樓上面。他借助該裝置提升100牛的重物（不計(jì)摩擦和裝置的自重）。下列說法正確的是（）A．可以把A、B簡化看成動滑輪B．人將繩拉過1米時，物體也上升1米C．物體勻速上升時，人對繩的拉力為20牛D.利用該裝置不能省力，但能改變力的方向3．如圖所示，粗細(xì)均勻的直尺AB，將中點(diǎn)O支起來，在B端放一支蠟燭，在AO的中點(diǎn)C放兩支與B端完全相同的蠟燭，如果將三支蠟燭同時點(diǎn)燃，它們的燃燒速度相同。那在蠟燭的燃燒過程中，直尺AB將（）A．蠟燭燃燒過程中A將逐漸上升B．始終保持平衡C．不能保持平衡，待兩邊蠟燭燃燒完了以后，才能恢復(fù)平衡D．蠟燭燃燒過程中B端將逐漸上升4．如今大城市普遍存在著停車難的問題，圖甲是集存車、綠化、景觀、防盜、戶外廣告等多功能為一體的“路邊空中綠化存車亭”。圖乙為“路邊空中綠化存車亭”的工作原理圖，其中A為存車架，O為桿OB的轉(zhuǎn)動軸，桿的B端固定懸掛泊車裝置，BC為牽引OB桿轉(zhuǎn)動的鋼絲繩，M為牽引鋼絲繩的電動機(jī)。如圖乙所示，小汽車從水平地面被提升到BC垂直于桿OB的過程中，作用在B點(diǎn)的動力將（忽略O(shè)B的重力和機(jī)械各部分的摩擦力（）A．逐漸變小B．逐漸變大C．先變小后變大 D．先變大后變小5．如圖所示，拉力F為10N，物體A以0.2m/s的速度在物體B表面向左做勻速直線運(yùn)動（B表面足夠長）；物體B靜止在地面上，受到地面水平向左6N的摩擦力，彈簧測力計(jì)示數(shù)為20N。下列說法正確的是（）A．物體A受到物體B的摩擦力為20NB．此時拉力F的功率為2WC．此時滑輪組的機(jī)械效率為70%D．當(dāng)拉力F增大到20N時，物體B將向左運(yùn)動6．如圖所示，在A點(diǎn)先后施加了作用力F1、F2、F3，杠桿都平衡，則（）A．力F1最小B．力F2最小C．力F3最小 D．三個力一樣大7．如圖所示是某中學(xué)的一位同學(xué)大課間跑操結(jié)束后手拿班旗時的情景。其中旗桿由質(zhì)量均勻分布的鋁合金管制成，此時旗桿水平放置保持靜止?fàn)顟B(tài)。若這位同學(xué)的左手向旗子方向移動一小段距離，下列說法正確的是（）A．左手對旗桿的力變小，右手對旗桿的力變大B．左手對旗桿的力變大，右手對旗桿的力變小C．左手和右手對旗桿的力都變大D．左手和右手對旗桿的力都變小8．小明用圖中裝置提升某一物體，拉力為100N，物體勻速上升了2m，不計(jì)摩擦、繩重和滑輪自重，下列說法正確的是（）A．兩個滑輪均為定滑輪B．小明克服重力做功為200JC．物體的重力為200ND．使用該裝置不但能省力，還能省功9．獨(dú)竹漂是一項(xiàng)民間絕技，表演者站在一根楠竹上，手執(zhí)一根細(xì)竹竿為“槳”，左右點(diǎn)水、破浪前進(jìn)。如圖所示，表演者右手撐住竹竿的A點(diǎn)，左手在B點(diǎn)用力擺動竹竿使楠竹在水面滑行，若將竹竿看作杠桿，下列有關(guān)說法不正確的是（）A．A點(diǎn)為杠桿的支點(diǎn)B．B點(diǎn)越靠近水面，表演者施加的動力越小C．竹竿是一個費(fèi)力杠桿D．若B點(diǎn)位于A點(diǎn)與竹竿下端所受力的作用點(diǎn)的中點(diǎn)，則竹竿為等臂杠桿10．如圖所示，為一可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動的杠桿，在A端通過繩作用一豎直向下的拉力F使杠桿平衡，此時AB部分水平，保持重物靜止不動，而使繩繞A點(diǎn)從如圖所示的位置沿圖中的虛線CD轉(zhuǎn)動，則（）A．逆時針轉(zhuǎn)，F(xiàn)逐漸變大，F(xiàn)與對應(yīng)力臂的乘積逐漸變大B．順時針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變小后變大，F(xiàn)與對應(yīng)力臂的乘積先變小后變大C．順時針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變小后變大，F(xiàn)與對應(yīng)力臂的乘積不變D．逆時針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變小后變大，F(xiàn)與對應(yīng)力臂的乘積先變小后變大11．如圖所示的斜面長s為8m，高h(yuǎn)為1m，建筑工人用繩子在6s內(nèi)將重500N的物體從其底端沿斜面向上勻速拉到頂端，拉力是150N（忽略繩子的重），則下列說法正確的是（）A．物體運(yùn)動時所受摩擦力是87.5N B．拉力所做的功是400JC．拉力的功率是75W D．斜面的機(jī)械效率是80%12．如圖所示的是建筑工地上常用的吊裝工具，配重M重為5000N，杠桿AB的支點(diǎn)為O，已知OA∶OB=1∶2，滑輪下面掛有建筑材料P，每個滑輪重100N，工人重為700N，杠桿與繩的自重、滑輪組摩擦均不計(jì)，當(dāng)工人用300N的力豎直向下以的速度勻速拉動繩子時，建筑材料P勻速上升。下列說法正確的是（）A．工人對地面的壓力為700N B．建筑材料P重為600NC．建筑材料P上升的速度為 D．配重M對地面的壓力為4400N13．如圖是我國古代舂米的場景，使用圖中的舂米裝置可以（）A．省力 B．省功 C．省距離 D．提高機(jī)械效率14.體重為600N的小明用如圖滑輪組提升質(zhì)量為50kg的重物A，小明豎直向下拉力F=150N時，A處于靜止?fàn)顟B(tài)，地面對物體A的支持力是60N；接著小明增大繩子自由端的拉力使物體A勻速上升2m，用時15s（每個滑輪等重，不計(jì)繩重與摩擦），下列說法正確的是（）A．小明豎直向下拉力F=150N時，小明對地面的壓力為750NB．物體A勻速上升2m時，人對繩子自由端的拉力做功的功率為68WC．物體A勻速上升時，滑輪組的效率為96%D．若繩子能承受的最大拉力為300N，勻速提升的最大物重為900N15．用如圖甲所示的滑輪組緩慢提升不同物體，每次物體被提升的高度均為0.5m，滑輪組的機(jī)械效率與物體受到重力的關(guān)系如圖乙所示，不計(jì)繩重和摩擦，下列分析正確的是（）A．動滑輪的重力為20NB．每次提升重物時，繩子自由端移動的距離都是1.5mC．若被提升的物重30N，則滑輪組的機(jī)械效率是75%D．本裝置若換一種繞繩方式，可以省距離16．如圖所示裝置，物體B放在水平桌面上，物體A通過滑輪組拉住物體B，此時物體B保持靜止。小明用豎直向下大小為2N的力F1拉重為1N的物體A時，物體B以0.06m/s的速度水平勻速向右運(yùn)動；撤去F1小明只用水平向左的拉力F2拉物體B時，物體A以0.3m/s的速度勻速上升。不計(jì)輪重、繩重和滑輪與摩擦，則下列判斷正確的是（）A．物體B向右運(yùn)動時受到的滑動摩擦力大小為6NB．用力F1豎直向下拉物體A時，物體A重力的功率為0.02WC．水平向左拉物體B時，拉力F2功率為1.2WD．水平向左拉物體B時，B的速度為0.1m/s，拉力F2的大小為3N17．如圖，輕質(zhì)杠桿的OA∶OB=4∶1，放在水平地面上的物體甲的重力為200N，當(dāng)杠桿水平平衡時，物體甲對地面的壓力為100N，則下列說法正確的是（）A．杠桿A端受到的拉力的施力物體是物體甲B．地面對物體甲的支持力為200NC．物體乙的重力為400ND．要使物體甲對地面的壓強(qiáng)為0，只能增大物體乙的重力18．如圖甲所示，每個滑輪的質(zhì)量均為0.4kg，不計(jì)繩重和繩子與滑輪之間的摩擦，水平桌面粗糙。當(dāng)物體B的質(zhì)量為m時，物體B豎直向下運(yùn)動的圖像如圖乙所示；當(dāng)用一個F=16N水平向左的力（圖中未畫出）拉物體A時，物體A向左做直線運(yùn)動的圖像如圖丙所示，g=10N/kg，則下列判斷正確的是（

）A．物體B的質(zhì)量m=1kgB．當(dāng)物體A向左運(yùn)動時，受到的摩擦力為16N，方向水平向右C．當(dāng)物體A向左運(yùn)動時，拉力F做功的功率為6.4WD．當(dāng)物體B向下運(yùn)動5s時，物體B的重力做功為24J19．如圖所示，小明在“探究動滑輪工作特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，滑輪第一次受到F1的作用，第二次受到豎直向上F2的作用，物體都被勻速向上提起，已知物體重力為G物。若不計(jì)摩擦和繩重，則下列說法正確的是（）A．該實(shí)驗(yàn)中，需要測量的物理量只有物重G物和測力計(jì)示數(shù)FB．C．F1的力臂為OAD．20．如圖所示的滑輪組中，每個滑輪自重均為20牛，橫桿的自重是10牛，摩擦和繩重不計(jì)，現(xiàn)用此滑輪組勻速提起重G=750牛的物體，那么需要施加的動力F是（）A．200N B．180N C．190N D．170N21．如圖所示，重500N的人站在重2500N的船上，用滑輪組把船勻速拉向岸邊，人和船相對靜止。船受到水的阻力為900N。不計(jì)繩重和滑輪軸摩擦，人拉繩的力為（）A．300N B．450N C．1100N D．2700N22．如圖，工人往車上裝重物時，用長木板搭個斜面，把重物沿斜面推上去。斜面長2m，斜面最高處高度為1m。工人師傅在5s時間內(nèi)，將一個重為1000N的物體沿著斜面從底端勻速推到頂端。若忽略斜面摩擦和重物長度，則下列說法正確的是（）A．用斜面可以省力也可以省功B．物體沿斜面向上的速度為0.2m/sC．沿斜面向上的推力為100ND．推力做功的功率為200W23．工人用大小為400N的拉力F提升重為600N的物體，如圖所示，在12s內(nèi)繩子自由端被勻速直線拉下6m。下列說法正確的是（）①所做的有用功是1200J②滑輪組的機(jī)械效率為75%③拉力F的功率是200W④若提升物體的重力變大，滑輪組的機(jī)械效率不變A．只有①和④B．只有②和③C．只有①和② D．只有③和④24．在圖示的裝置中，已知重物牛，重物，在摩擦和動滑輪重力均不考慮的情況下，使重物G1保持平衡的拉力F應(yīng)等于（）A．N B．N C．N D．N25．如圖所示，用一根自重可忽略不計(jì)的撬棒撬石塊，若撬棒C點(diǎn)受到石塊P的壓力，且，則要撬動石塊P所用的最小的力是（）A． B． C． D．26．如圖為吸盤式掛桿，將吸盤A、B壓在瓷磚上排盡其中的空氣，便能將橫桿固定在瓷磚上，現(xiàn)將一重物M通過細(xì)線與滑環(huán)掛在橫桿上，并使M與滑環(huán)一起沿光滑水平橫桿從P點(diǎn)開始向吸盤B移動，吸盤與橫桿的重力、吸盤大小均忽略不計(jì)，設(shè)滑環(huán)與吸盤A的距離為l，則吸盤A受到的摩擦力f的大小與l的關(guān)系圖像為（）A．B．C．D．二、填空題27．如圖所示的固定斜面，長8m，傾角為30°，木箱質(zhì)量為15kg，某同學(xué)用100N的推力F沿斜面向上推木箱，他用10s的時間將木箱沿斜面勻速從底端運(yùn)動到頂端，則木箱克服重力所做功的大小為___________J，斜面的機(jī)械效率為___________%，斜面上的摩擦力大小為___________N。（g取10N/kg）28．如圖甲所示，為了使磁性物體A緊貼在鐵質(zhì)墻壁上，并沿墻壁向上勻速直線運(yùn)動（因磁力作用使墻壁與A間有摩擦），需用豎直向上的拉力Fl，F(xiàn)l的大小為300N，A受到的重力為240N。（1）在Fl的作用下，A向上移動的距離為s時，此過程中Fl做功60J，則s=______m；（2）改用滑輪組拉動A，使之沿同一墻壁向上勻速直線運(yùn)動相同的距離s，如圖乙所示，此過程中對滑輪組繩端的拉力F2的大小為250N。①使用此滑輪組______（選填“省力”或“不省力”）；②此滑輪組的有用功是______J，總功是______J。29．小明所在的實(shí)踐創(chuàng)新小組對家中使用的桿秤（如圖所示）