專題07 簡單機械 功和機械能-2022年中考物理新導向題型高效特訓

2022年中考物理新導向題型高效特訓(七)簡單機械功和機械能考點一杠桿1.如圖所示的四種工具中,正常使用時屬于費力杠桿的是 ()2.如圖1是小華在勞動教育實踐活動中體驗中國傳統(tǒng)農耕“春稻谷”的示意圖。小華若要更省力,下列做法可行的是 ()A.支點不動,腳在桿上的位置前移 B.將支點靠近人,腳在桿上的位置不動C.將支點靠近人,同時腳在桿上的位置前移 D.將支點遠離人,同時腳在桿上的位置后移3.如圖2所示,一根質地均勻的木桿可繞0點自由轉動,在木桿的右端施加一個始終垂直于木桿的作用力F,使木桿從OA位置勻速轉到OB位置的過程中,力F的大小將 ()A.先變大,后變小 B.先變小,后變大 C.一直是變大的 D.一直是變小的4.在圖3中畫出力F的力臂。5.某實驗小組在“研究杠桿平衡條件”的實驗中：圖4(1)實驗時應先調節(jié)杠桿在________位置平衡,若出現(xiàn)如圖4甲所示情況,應將杠桿的平衡螺母向________(選填“左”或“右”)調節(jié)。(2)杠桿平衡后,他們在圖乙所示的A位置掛上3個鉤碼,為了使杠桿在水平位置平衡,這時應在B位置掛上________個相同的鉤碼。(3)如表是該小組在實驗中記錄杠桿平衡的部分數(shù)據(jù),空格處所缺的數(shù)據(jù)：△＝________,☆＝________6.桿秤是從我國古代沿用至今的稱量工具。如圖5是小明制作的桿秤的示意圖。使用時,將待稱物體掛在秤鉤上,用手提起B(yǎng)或C(相當于支點)處的秤紐,移動秤砣在秤桿上的位置D,使秤桿達到水平平衡時可讀出待稱物體的質量。此秤最大稱量是10kg,秤砣最遠可移至E點。秤桿和秤鉤的質量忽略不計,AB、BC、BE的長度如圖所示(g取10N/kg),求：(1)提起哪處的秤紐,此秤的稱量最大？(2)秤砣質量為多少？(3)當提起C處秤紐稱一袋質量為2kg的荔枝時,D與C之間的距離為多少？考點二滑輪7.A中的杠桿和物體處于靜止狀態(tài),B、C、D中的物體被勻速吊起,所有物體重力均為G,不計動滑輪重力、繩重和一切摩擦,則所用拉力F最小的是 ()8.反思是一種良好的學習品質。(1)一根輕質硬棒AB,在力的作用下能繞固定點0轉動。現(xiàn)在硬棒AB上施加兩個力F1和F2,O點到F和F,的作用線的距離分別為d1和d2。小寧認為,只要滿足F1×d1＝F2×d2,則硬棒AB一定保持靜止狀態(tài)或勻速轉動。你認為小寧的想法正確嗎？請說出你的理由。(2)在“動滑輪”實驗中,小寧通過如圖6所示裝置進行實驗,得到結論：使用動滑輪勻速提升物體,豎直向上的拉力F小于物重G。小寧思考后認為,即使不計摩擦和繩重,上述結論要成立,物重G和動滑輪重G動之間也必須滿足一定條件。請你說出這一條件,并予以證明?？键c三功9.某汽車公司對自主研發(fā)的無人駕駛汽車性能進行測試,甲、乙兩輛完全相同的汽車在同一水平路面上做勻速直線運動,且v甲<v乙,若不計空氣阻力,則汽車受到的牽引力F甲和F乙以及牽引力在相同時間內所做的功W甲和W乙之間的關系正確的是 ()A.F甲<F乙,W甲<W乙 B.F甲>F乙,W甲>W乙 C.F甲＝F乙,W甲<W乙 D.F甲＝F乙,W甲＝W乙10.下面四幅圖中所描述的力,對物體做了功的是 ()A.使小車向前運動了一段距離的推力 B.搬石頭但沒有搬動,手對石頭的力C.托著貨物停在水平地面上,叉車對貨物的力 D.提著滑板在水平路面上前行,手提滑板的力11.用如圖7甲所示的滑輪組提升重200N的物體,已知拉力F為80N,不計繩重和摩擦。物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示,反映繩子自由端運動的圖線是________(選填“A”或“B”),動滑輪重為________N,3s內對物體做的有用功為________J。圖7考點四功率12.如圖8所示,AC、BC為同一水平面上的兩個光滑斜面,AC>BC,∠CAB＝30°。在相等時間內把重為80N的同一物體從斜面底端分別沿AC、BC勻速推至C點,物體的機械能________(選填“增大”“減小”或“不變”),若推力分別為F1、F2,功率分別為P1、P2,則F1________F2,P1________P2(選填“>”“<”或“＝”)。13.樓房裝修常用如圖9所示裝置將物料吊運到樓上。已知該裝置電動機的額定功率P＝2.2kW,電動機將電能轉化為機械能的效率η＝50%。某次吊運過程中將物料勻速提升h＝16m,所用時間t＝40s,求：(1)電動機拉繩的速度大?。?2)電動機對繩的拉力大小?？键c五機械效率14.如圖10所示,在斜面上將一個重4.5N的物體勻速拉到高處,沿斜面向上的拉力為1.8N,斜面長s＝1.2m、高h＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作為有用功,則 ()A.有用功為1.35J,機械效率為75% B.有用功為2C.16J,機械效率為62.5%C.有用功為1.35J,機械效率為62.5% D.有用功為1.35J,機械效率為100%15.將規(guī)格完全相同的滑輪,用繩子繞成圖11中的甲、乙滑輪組。使用甲、乙滑輪組分別勻速提升重力為G1、G2的兩物體,升高相同的高度。繩自由端施加的拉力大小分別為F1和F2,物重G1>G2,不計繩重和摩擦。則下列判斷正確的是 ()A.拉力F1一定大于F2 B.乙滑輪組的機械效率較高C.甲、乙滑輪組的有用功相同 D.甲的額外功與有用功的比值較小16.涪江六橋建筑工地上矗立的塔吊,是用電動機來帶動滑輪組提升重物的設備。如何提高滑輪組機械效率,節(jié)約電能呢？為此同學們進行了“影響滑輪組機械效率因素”的實驗探究,用到的裝置如圖12,實驗數(shù)據(jù)記錄如表所示：(1)實驗中應沿豎直方向________拉動彈簧測力計。(2)分析表中數(shù)據(jù)可知：第4次實驗是用________圖所示裝置來完成的。(3)通過比較1、2兩次實驗數(shù)據(jù)可得出：使用同一滑輪組提升相同重物,滑輪組的機械效率與重物上升高度無關。(4)通過比較________兩次實驗數(shù)據(jù)可得出：同一滑輪組提升的物體越重,滑輪組機械效率越高(填實驗次數(shù)的序號)。(5)通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)可得出：不同滑輪組提升相同重物,動滑輪越重機械效率越小。(6)為提高滑輪組機械效率節(jié)約電能,根據(jù)以上結論和生活經驗,你建議可采取的措施有________(多選)A.減輕動滑輪重 B.增加所提物體重 C.機械加潤滑油 D.增加重物上升高度17.測算如圖13所示滑輪組的機械效率時,實驗中得到一組數(shù)據(jù)如表。請根據(jù)以上信息,求：(1)拉力所做的功；(2)滑輪組的機械效率?？键c六機械能18.2021年5月29日,我國用長征7號運載火箭成功發(fā)射了天舟二號貨運飛船,5月30日,天舟二號貨運飛船與中國空間站的天和核心倉完成了交會對接。下列說法正確的是 ()A.天舟二號貨運飛船加速上升過程中機械能守恒B.天舟二號貨運飛船加速上升過程中動能轉化為重力勢能C.天舟二號貨運飛船加速上升過程中重力勢能轉化為動能D.對接成功后天舟二號貨運飛船與天和核心倉處于相對靜止狀態(tài)19.如圖14所示為游樂園過山車的軌道示意圖。過山車從高處加速滑下的過程中,軌道對車的支持力________(選填“不”或“要”)做功,過山車重力勢能________(選填“增加”“減少”或“不變”)。

《參考答案及解析》2022年中考物理新導向題型高效特訓(七)簡單機械功和機械能1.B園藝剪、瓶蓋起子、核桃夾在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故A、C、D不合題意；筷子在使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,故B符合題意.故選B。2.D支點不動,腳在桿上的位置前移,此時阻力、阻力臂不變,動力臂變小,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,動力變大,不能省力,故A錯誤；將支點靠近人,腳在桿上的位置不動,此時阻力不變,阻力臂變大,動力臂變小,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,動力變大,不能省力,故B錯誤；將支點靠近人,同時腳在桿上的位置前移,阻力不變,阻力臂變大,動力臂變小,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,動力變大,不能省力,故錯誤；將支點遠離人,同時腳在桿上的位置后移,阻力不變,阻力臂變小,動力臂變大,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,動力變小,能省力,故D正確.故選D。3.A根據(jù)杠桿平衡條件FLI＝F2L2分析,將杠桿緩慢地由最初位置拉到水平位置時,動力臂不變,阻力為杠桿的重力,也不變,阻力力臂變大,所以動力變大。當杠桿從水平位置拉到最終位置時,動力臂不變,阻力不變,阻力臂變小,所以動力變小。故F先變大后變小.故選A。4.[答案]如圖所示[解析]首先反向延長力F畫出F的作用線,由支點O向F的作用線作垂線,垂線段的長度為F的力臂。5.[答案](1)水平左(2)6(3)1.00.20[解析](1)實驗時首先調節(jié)杠桿使其在水平位置平衡,好處是便于測量力臂；由圖甲知,左端較高,所以應將平衡螺母向左端調節(jié)。(2)設杠桿上一格長為L,一個鉤碼重為G,則有3G×4L＝nG×2L,n＝6,故應在B處掛6個鉤碼。(3)根據(jù)杠桿平衡條件Fl1＝F2l2可得：2.0N×0.05m＝F2×0.10m,解得F2＝1.0N；2.0N×0.30m＝3.0N×L2,解得L2＝0.20m；故：△＝1.0,☆＝0.20。6.[答案](1)B(2)0.4kg(3)0.25m[解析](1)根據(jù)杠桿的平衡條件可知：當提著B處秤紐、秤砣在E點時,A點所掛物體重為GA＝eq\f(G秤駝·BE,AB)；當提著C處秤紐、秤砣在E點時,A點所掛物體重為GA′＝eq\f(G秤砣·CE,AC)。因BE>CE、AB<AC,故可得：GA>GA′,即提B處秤紐時,此秤的稱量最大。(2)由(1)可知,當提著B處秤紐、秤砣掛在E點、A點秤鉤掛著質量為10kg的物體時,秤桿可以在水平位置平衡,則可列式：GA·AB＝G秤砣·BE。由G＝mg可得：mA·AB＝m秤·BE,則m秤砣＝eq\f(mA·AB,BE)＝eq\f(10kg×0.02m,0.5m)＝0.4kg。(3)當提起C處秤紐稱一袋質量為2kg的荔枝時,阻力臂為AC＝AB+BC＝0.02m+0.03m＝0.05m,根據(jù)杠桿的平衡條件可列式：G荔枝·AC＝G秤砣·CD。由G＝mg可得：m荔枝·AC＝m秤駝·CD,則CD＝eq\f(m荔枝·AC,m秤砣)＝eq\f(2kg×0.05m,0.4kg)＝0.25m。7.DA圖中,動力臂為阻力臂的一半,所以動力為阻力的2倍,即F＝2G；B圖中為定滑輪,不省力,所以F＝G；C圖中有2段繩子承擔物體的重,所以F＝eq\f(1,2)G；D圖中有3段繩子承擔物體的重所以F＝eq\f(1,3)G；綜上,D圖中所用拉力F最小.故選D。8.[答案](1)小寧的想法不正確。若硬棒AB上施加兩個力F1和F2使杠桿繞支點轉動的方向相同,那么即使?jié)M足F1×d1＝F2×d2,則硬棒AB也不能保持靜止狀態(tài)或勻速轉動。(2)條件：物重G大于動滑輪重G動。使用動滑輪勻速提升物體時,不計摩擦和繩重,拉力：F=eq\f(1,2)(G+G動),若拉力F<G,則eq\f(1,2)(G+G動)<G,所以,G>G動。[解析](1)F1與F2必須一個為使杠桿繞支點轉動的動力,另一個為阻礙杠桿轉動的阻力,然后滿足F1L1＝F2L2的條件杠桿才平衡,即杠桿保持靜止狀態(tài)或勻速轉動；若硬棒AB上施加兩個力F1和F2使杠桿繞支點轉動的方向相同,那么即使?jié)M足F1×d1＝F2×d2,則硬棒AB也不能保持靜止狀態(tài)或勻速轉動；(2)使用動滑輪勻速提升物體時,不計摩擦和繩重,拉力：F＝eq\f(1,2)(G+G動)若拉力F<G,則：eq\f(1,2)(G+G動)<G,所以,G>G動,即：使用動滑輪勻速提升物體,滿足豎直向上的拉力F小于物重G的條件是：物重G大于動滑輪重G動。9.C在水平方向上,甲、乙兩輛汽車都受牽引力F與摩擦力f作用,兩輛汽車都做勻速直線運動,處于平衡狀態(tài),所以F甲＝f甲,F乙＝f乙；甲、乙兩輛完全相同的汽車在同一水平路面上做勻速直線運動,兩輛汽車對水平路面的壓力相等,都等于汽車自身的重力；接觸面的粗糙程度相同,所以兩輛汽車所受的摩擦力大小相等,即f甲＝f乙,所以牽引力F甲＝F乙；因為v＝eq\f(s,t),v甲<v乙,所以在相同的時間內路程關系：s甲<S乙.F甲＝F乙,根據(jù)W＝Fs可知,W甲<W乙.故選C。10.A小車在推力的作用下向前運動了一段距離,有力作用在小車上,小車在力的方向上通過了距離,所以推力做了功,故A符合題意；用力搬石頭,但未搬動,有力作用在物體上,但沒有移動距離,所以力不做功,故B不符合題意；托著貨物停在水平地面上,叉車對貨物有力的作用,但貨物沒有在力的方向上通過距離,所以力不做功,故不符合題意；提著滑板在水平路面上前行,人給滑板一個向上的力,滑板向上沒有移動距離,手提滑板的力沒有做功,故D不符合題意.故選A。11.[答案]A40300[解析]由圖甲可知,n＝3,則拉力端移動距離s＝3h,所以圖乙中上面的傾斜直線A是繩子自由端運動的s-t圖象,而下面的傾斜直線B是物體運動的s-t圖象；不計繩重和摩擦,拉力F＝eq\f(1,3)(G+G動),則動滑輪重力：G動＝3F-G＝3×80N-200N＝40N；由圖乙可知,t＝3s時,物體運動的高度h＝1.5m,拉力做的有用功：W有用＝Gh＝200N×1.5m＝300J。12.[答案]增大<＝[解析]物體勻速運動,物體的動能不變,物體的高度增加,物體的重力勢能增大,機械能等于動能與勢能的總和,則物體的機械能增大,AC>BC,∠CAB＝30°,由圖可知斜面AC傾斜角度小于BC的傾角,所以物體沿AC運動時推力較小,即F1<F2；由題知,AC和BC是兩個光滑的斜面,額外功為O,根據(jù)W＝Gh可知推力在兩斜面上做功相同,即W1＝W2,所用時間相等,根據(jù)功率公式P=eq\f(W,t)可知P1＝P213.[答案](1)0.8m/s(2)1375N[解析](1)圖中使用滑輪組提升物體,n＝2,則自由端移動的距離：s＝2h＝2×16m＝32m,電動機拉繩的速度：v＝eq\f(s,t)＝eq\f(32m,40s)＝0.8m/s；(2)電動機的額定功率P＝2.2kW＝2200W,電動機消耗的電能：W＝Pt＝2200W×40s＝88000J,電動機做功：W′＝Wη＝88000J×50%＝44000J,電動機對繩的拉力：F＝eq\f(W′,s)＝eq\f(44000J,32m)＝1375N。14.C有用功W有用＝Gh＝4.5N×0.3m＝1.35J,總功W總＝Fs＝1.8N×1.2m＝2.16J,機械效率η=eq\f(W有用,W總)×100%＝eq\f(1.35J,2.16J)×100%＝62.5%.故選C。15.D由圖可知,甲、乙動滑輪繩子有效股數(shù)n分別為3和2,且物重G1>G2,動滑輪重G動相同,由公式：F＝eq\f(1,n)(G+G動)可知：F1與F2的大小關系不能確定,故A錯誤；已知物體上升的高度h相同,且物重G1>G2,動滑輪重G動相同,由公式：W有＝Gh、W額＝G動h可知：甲的有用功大于乙的有用功,兩者的額外功相同,則甲的額外功與有用功的比值較小,故C錯誤、D正確；再由公式：η＝eq\f(W有,W總)＝eq\f(W有,W有+W額)可知：在額外功相同時,甲的有用功大,其機械效率就高,故B錯誤.故選D。16.[答案](1)勻速(2)丙(4)1、3(6)ABC[解析](1)為了準確測出滑輪組的機械效率,應使彈簧測力計沿豎。直方向做勻速直線運動；(2)在第四次實驗中,s＝0.5m,h＝0.1m,由s＝nh可得n＝5,即承擔物重的繩子股數(shù)n＝5,所以第4次實驗是用丙圖所示裝置來完成的；(4)1、3兩次實驗,s＝0.3m,h＝0.1m,由s＝nh可得n＝3,使用同樣的滑輪組,通過得出的實驗數(shù)據(jù)可知提升的物體重力越大,滑輪組的機械效率越高,得出結論：同一滑輪組提