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文檔簡介

考點(diǎn)19簡單機(jī)械及機(jī)械效率

考點(diǎn)解讀

一、杠桿

1.杠桿的定義:一根硬棒,在力的作用下如果能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),這根硬棒就叫做杠

桿。在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),這是杠桿的特點(diǎn)。杠桿有直的也有彎的。

2.杠桿的五要素

(1)支點(diǎn):杠桿(撬棒)繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn),用字母。標(biāo)出。

(2)動(dòng)力:使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。畫力的示意圖時(shí),用字母£標(biāo)出。

(3)阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。畫力的示意圖時(shí),用字母£標(biāo)出。注意:動(dòng)力和阻力

使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,但它們的方向不一定相反。

(4)動(dòng)力臂:從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。用字母乙標(biāo)出。

(5)阻力臂:從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。用字母乙標(biāo)出。

二、杠桿平衡條件

I.動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力X阻力臂,公式:

2.杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)

甲乙

(1)首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母,使杠桿在水平位置平衡。如圖所示,當(dāng)杠桿在水平位

置平衡時(shí),力臂心和〃恰好重合,這樣就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂的大小了,而

圖甲杠桿在傾斜位置平衡,讀力臂的數(shù)值就沒有圖乙方便。由此,只有杠桿在水平位置平衡

時(shí),我們才能夠直接從杠桿上讀出動(dòng)力臂和阻力臂的大小,因此本實(shí)驗(yàn)要求杠桿在水平位置

平衡。

(2)在實(shí)驗(yàn)過程中絕不能再調(diào)節(jié)螺母。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過程中再調(diào)節(jié)平衡螺母,就會(huì)破壞原

有的平衡。

3.杠桿如果在相等時(shí)間內(nèi)能轉(zhuǎn)過相等的角度,即勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),也叫做杠桿的平衡,這

屬于"動(dòng)平衡"。而杠桿靜止不動(dòng)的平衡則屬于"靜平衡"。

利用杠桿的平衡條件來分析有關(guān)問題,一般按照以下步驟:(1)確定杠桿的支點(diǎn)的位

置;(2)分清杠桿受到動(dòng)力和阻力,明確其大小和方向,并盡可能地做出力的示意圖;(3)

確定每個(gè)力的力臂;(4)根據(jù)杠桿的平衡條件列出關(guān)系式并分析求解。

三、杠桿的分類及應(yīng)用

杠桿類型杠桿特點(diǎn)杠桿優(yōu)點(diǎn)杠桿缺點(diǎn)應(yīng)用

撬棒、鋤刀、動(dòng)滑輪、

省力杠桿省力費(fèi)距離

(動(dòng)力〈阻力)羊角錘、手推車等

起重機(jī)的前臂、理發(fā)

費(fèi)力杠桿費(fèi)力省距離

(動(dòng)力〉阻力)剪刀、釣魚竿等

等臂杠桿既不省力也不費(fèi)力天平、定滑輪等

(動(dòng)力=阻力)

四、定滑輪和動(dòng)滑輪

1.定滑輪

(1)定義:中間的軸固定不動(dòng)的滑輪。

(2)實(shí)質(zhì):等臂杠桿

(3)特點(diǎn):不能省力但是能改變動(dòng)力的方向。

(4)對(duì)理想的定滑輪(不計(jì)輪軸間摩擦):后伉繩子自由端移動(dòng)距離為(或速度%=

重物移動(dòng)的距離&(或速度七)。

2.動(dòng)滑輪

///〃///

(1)定義:和重物一起移動(dòng)的滑輪。(可上下移動(dòng),也可左右移動(dòng))

(2)實(shí)質(zhì):動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。

(3)特點(diǎn):省一半的力,但不能改變動(dòng)力的方向。

(4)理想的動(dòng)滑輪(不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力):,只忽略輪軸間的摩擦則拉

力,G+G動(dòng),繩子自由端移動(dòng)距離sK或v3=2倍的重物移動(dòng)的距離品(或⑵。

2

五、滑輪組

1.定義:定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起使用。

2.特點(diǎn):使用滑輪組既可以省力又可以改變力的方向,但要多移動(dòng)距離。

3.滑輪組的計(jì)算:有幾股繩子吊在動(dòng)滑輪上,拉力就是物體重(包括動(dòng)滑輪重)的幾

分之一(不計(jì)繩重和摩擦)。

G

4.公式:六一(0G物+G動(dòng)),繩子自由端移動(dòng)距離:s=nho

注意:組裝滑輪組時(shí),吊在動(dòng)滑輪上繩子股數(shù)為〃,若〃為奇數(shù)時(shí),則繩子的固定端掛

在動(dòng)滑輪上,若〃為偶數(shù)時(shí),繩子的固定端掛在定滑輪上。

三、機(jī)械效率

1.有用功:對(duì)人們有用的功,等于直接用手對(duì)重物所做的功(而)。

公式:/有用=勖(提升重物)物總-/額=〃/總。

2.額外功:并非我們需要但又不得不做的功。

公式:/額”總-/有用動(dòng)力(忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組)。

3.總功:有用功加額外功或動(dòng)力所做的功。

公式:/總”有用+/額=凡產(chǎn)/有用/〃。

4.機(jī)械效率和功率的區(qū)別

功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的概念。功率表示做功的快慢,即單位時(shí)間內(nèi)完成的功功率

越大,做功越快;機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率,即所做的總功中有多大比例的有用功,機(jī)

械效率越大,有用功跟總功的比值越大。有用功總小于總功,所以機(jī)械效率總小于1。通常

用百分?jǐn)?shù)表示。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60%o

提高機(jī)械效率的方法:減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦等。

四、常考機(jī)械的有用功、總功、機(jī)械效率計(jì)算

簡單機(jī)械有用功總功額外功機(jī)械效率

_Gh

〃=-----=-----

杠桿/有用二G分W總『Fs〃額=〃總一M有用

用總Fs

歷總二人W有GhGhG

M額”總-降用n=—^~=——=—=——

FsFnhFn

滑輪組/有用二而/總二劭+G動(dòng)力/額二°動(dòng)力(不計(jì)

GhG

77———

(不計(jì)繩重和繩重和摩擦)%G/Z+G動(dòng)〃G+G動(dòng)

摩擦)

W總「F1獷額=獷總一/有用_Gh

77=------=------

W&Fl

斜面/有用二劭W^GhvflM額5

Gh

(f為摩擦力)(廣為摩擦力)Gh+fl

重點(diǎn)考向

考向一杠桿及其應(yīng)用

典例引領(lǐng)

(2020?煙臺(tái))我國古代勞動(dòng)人民用智慧創(chuàng)造出很多實(shí)用工具,如圖所示的四個(gè)場

景中所用工具屬于費(fèi)力杠桿的是()

【參考答案】C

【詳細(xì)解析】A、推石磨轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),動(dòng)力臂大于阻力臂,則該工具是省力杠桿,

故A錯(cuò)誤;

B、按壓杠桿榨油時(shí),動(dòng)力臂大于阻力臂,則該工具是省力杠桿,故B錯(cuò)誤;

C、由圖知,踩踏板舂米時(shí),支點(diǎn)在靠近踏板這一側(cè),動(dòng)力臂小于阻力臂,則該

工具為費(fèi)力杠桿,故C正確;

D、拉木棒搬石時(shí),動(dòng)力臂大于阻力臂,則該工具是省力杠桿,故D錯(cuò)誤。

故選:Co

變式擴(kuò)展

1.(2020?河池)如圖所ZF,輕質(zhì)木桿AC可以繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),AB:0B=4;1,A端掛

著重為300N的物體G,為了使木桿保持水平位置平衡,且物體G對(duì)水平地面的

壓力為100N,需要在B點(diǎn)施加豎直向下的力的大小為()

A.400NB.600NC.800ND.1200N

【答案】A

【解析】G的重力為300N;物體G對(duì)水平地面的壓力為100N,則杠桿的A端對(duì)物

體的拉力為:F'=300N-100N=200N;

AB:0B=4:1,貝!]AO:0B=3:1;

F二二200NX±二600N

根據(jù)杠桿的平衡條件可知:F'xOA=FxOB,則1。

故選:B。

2.(2020?綿陽)綿陽一號(hào)橋是斜拉橋,斜拉橋比梁式橋的跨越能力大,我國已成

為擁有斜拉橋最多的國家。如圖是單塔雙索斜拉大橋,索塔兩側(cè)對(duì)稱的拉索承受

了橋梁的重力,一輛載重汽車從橋梁左端按設(shè)計(jì)時(shí)速勻速駛向索塔的過程中,左

側(cè)拉索拉力大?。ǎ?/p>

A.一直增大B.一直減小

C.先減小后增大D.先增大后減小

【答案】B

【解析】以索塔與橋面的交點(diǎn)為支點(diǎn),左側(cè)拉索的拉力為動(dòng)力,汽車對(duì)橋的壓力

為阻力,當(dāng)載重汽車從橋梁左端勻速駛向索塔的過程中,阻力臂逐漸減小,在阻

力和動(dòng)力臂不變時(shí),根據(jù)杠桿的平衡條件知左側(cè)拉索拉力大小一直減小,故B正

確。

故選:Bo

考向二定滑輪與動(dòng)滑輪

典例引領(lǐng)

(2020?上城區(qū)模擬)在舉行升國旗、唱國歌的儀式時(shí),觀察到國旗的旗桿頂上有

個(gè)重要的裝置,一般是()

A.定滑輪B.動(dòng)滑輪

【參考答案】A

【詳細(xì)解析】旗桿頂上的滑輪,因?yàn)樵摶喌妮S固定在旗桿上,所以該滑輪是個(gè)

定滑輪,使用定滑輪的優(yōu)點(diǎn)是可以改變拉力的方向。

故選:Ao

變式擴(kuò)展

1.(2020?上海模擬)如圖所示,不計(jì)滑輪重及摩擦,物體重為20牛。圖中的滑輪

可以看成杠桿,當(dāng)物體在力F作用下以0.5米/秒的速度勻速上升時(shí),力

F為牛。若該物體在力F作用下以1米/秒的速度勻速上升,與以0.5米

/秒的速度勻速上升時(shí)相比,物體受到的合力將上升1秒的機(jī)械能

(選填變大"、“不變”或“變小”)。

【答案】等臂;20;不變;變大。

【解析】(1)圖中的滑輪的軸的位置不變,為定滑輪,其實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿;

不計(jì)摩擦,使用定滑輪時(shí)拉力F=G=20N;

(2)用定滑輪勻速提升物體,物體受力平衡,受到的合力為0,則物體受到的

合力將不變;

(3)該物體在力F作用下以lm/s的速度勻速上升,與以0.5m/s的速度勻速上

升時(shí)相比,物體的質(zhì)量相同、速度變大,動(dòng)能變大;質(zhì)量不變、上升1s后高度

變大、重力勢能變大;物體動(dòng)能變大、重力勢能變大,機(jī)械能變大。

故答案為:等臂;20;不變;變大。

2.(2020?楊浦區(qū)二模)某小組同學(xué)研究動(dòng)滑輪的使用特點(diǎn),他們先用彈簧測力計(jì)

緩慢提起重物(重力為2牛),如圖1(a)所示,再用動(dòng)滑輪緩慢提起相同重

物,如圖1(b)所示;接著他們換了重物(重力為3牛)再做一次實(shí)驗(yàn),并將

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中。

圖1圖2

序號(hào)拉力入(牛)使用動(dòng)滑輪拉力R(牛)

第一次21

第二次32.3

①小明看了記錄的數(shù)據(jù)后,認(rèn)為第一次的數(shù)據(jù)是正確的,第二次的數(shù)據(jù)是錯(cuò)的。

小明為了說明理由,畫了動(dòng)滑輪工作示意圖(如圖2所示),并做了如下分析:

你認(rèn)為小明的分析和判斷是否合理,請(qǐng)簡要說明理由。②小明進(jìn)一步分

析第二次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn):使用動(dòng)滑輪提升重物,雖然能省力但做的功要比不用

滑輪直接提升重物所做的功要多,請(qǐng)你分析一下,多做功的原因可能是O

【答案】①不合理,因?yàn)閷?shí)際使用動(dòng)滑輪提起物體時(shí),不僅要克服物重做有用功,

還克服動(dòng)滑輪重、繩子重以及摩擦做額外功,所以實(shí)際繩子自由端拉力大于物體

重力的一半;

②不僅要克服物重做有用功,還克服動(dòng)滑輪重、繩子重以及摩擦做額外功。

【解析】①動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿,能省力一半,但實(shí)際使用

動(dòng)滑輪提起物體時(shí),還提起了動(dòng)滑輪,還要克服繩子重以及摩擦,所以實(shí)際繩子

自由端拉力大于物體重力的一半,故小明判斷不合理;

②使用動(dòng)滑輪提升重物時(shí),能省力,但不僅要克服重物重力做有用功,還要克服

動(dòng)滑輪重、繩重以及摩擦做額外功,所以實(shí)際會(huì)多做一部分功。

考向三滑輪組

典例引領(lǐng)

(2020?南安市模擬)如圖,用相同滑輪組裝成甲、乙兩種裝置,用相等拉力F分

別勻速提升重為3=56N、G2=36N的兩個(gè)物體,不計(jì)繩重和摩擦,則每個(gè)動(dòng)滑輪的

A.2NB.4NC.8ND.10N

【參考答案】B

F--(G+G動(dòng))

【詳細(xì)解析】由圖甲可知,n=3,不計(jì)繩重和摩擦,根據(jù)n可得,G

動(dòng)=3F-G|,①

廣二L(G+G云力)

由圖乙可知,n=2,不計(jì)繩重和摩擦,根據(jù)n可得,G動(dòng)=2F-G2,②

3F-G「2F-Gz,代入數(shù)據(jù),

F=G1-G2=56N-36N=20N,

F=20N代入①,G動(dòng)=3F-G]=3X20N-56N=4N。

故選:B。

變式擴(kuò)展

1.(2020?杭州模擬)如圖,A物體重力為100N,B物體重力為30N,此時(shí)A物體恰

好向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),A物體受到的滑動(dòng)摩擦力為其重力的0.2倍,下列說法

正確的是(不計(jì)繩重和摩擦)()

A.A受到的繩子的拉力為30N

B.若將A勻速向左拉動(dòng),則需要給A施加一個(gè)水平向左的20N的拉力

C.若將B的重力增加一倍,則A受到的摩擦力也增加一倍

D.動(dòng)滑輪的重力為10N

【答案】D

【解析】A、A受到的繩子的拉力:F=f=O.2xl00N=20N;故A錯(cuò)誤;

B、若把A勻速向左拉動(dòng),A受到向左的拉力和向右的拉力、摩擦力作用,由于A

勻速運(yùn)動(dòng),故向左的拉力等于向右的作用力的合力;又因?yàn)榻佑|面的粗糙程度和

壓力均不變,故摩擦力不變,則拉力為20N+20N=40N,故B錯(cuò)誤。

C、若把B的重增加一倍,但A與地面的粗糙程度不變,壓力也不變,因此A受

到的摩擦力也不會(huì)改變,故C錯(cuò)誤;

F--(G&+G動(dòng))

D、由2'”'可得,動(dòng)滑輪的重力:G動(dòng)=2F-GB=2X20N-30N=10N;故D

正確。

故選:D。

2.(2020?南平模擬)利用如圖的滑輪組勻速提升400N的重物,動(dòng)滑輪重為20N(不

計(jì)繩重與摩擦),則拉力F的大小為()

A.140NB.200NC.210ND.220N

【答案】B

【解析】由圖知,n=2,不計(jì)繩重和摩擦,則繩子自由端的拉力:

F二;(G+G動(dòng))=J(400N+20N)=21ON

故選:C。

考向四機(jī)械效率的計(jì)算

典例引領(lǐng)

(2020?綿陽)將一個(gè)定滑輪和掛有一個(gè)重60N鉤碼的動(dòng)滑輪,分別組裝成如圖甲

和乙所示的兩種滑輪組.在圖甲滑輪組,用大小為36N的豎直向下的拉力匕把

鉤碼勻速提升了0.3m;在圖乙滑輪組,用豎直向上的拉力艮把鉤碼勻速提升了

0.6m.不計(jì)摩擦和繩重.設(shè)圖甲滑輪組的機(jī)械效率為n甲,圖乙滑輪組的機(jī)械效

A.「甲,n乙B.11甲<n乙c.n甲255.5猊).n乙283.3%

【參考答案】D

【詳細(xì)解析】根據(jù)圖示可知,n甲=2,n乙=3;

廣二,(G—G動(dòng))

由〃可得,G動(dòng)=2F1-G=2X36N-60N=12N;

則/?二?(G+G動(dòng))二gX(60.V+12.V)-24N

有GhG

由"卬,總一尸s一〃尸可得,甲滑輪組的機(jī)械效率:

X100%=6QA-XIOO%^83.3%

T2Fj2X36JV;

G60V

"7---X100%二一^—X100%t83.3%

乙滑輪組的機(jī)械效率:”23X24N;

故ABC錯(cuò)誤,D正確。

故選:D。

變式擴(kuò)展

1.(2020?丹東)如圖,在斜面上將一個(gè)重為15N的物體勻速從斜面底端拉到頂端,

沿斜面向上的拉力F=6N,斜面長s=l.2m、斜面高h(yuǎn)=0.3m0下列說法正確的是

A.克服物體重力做功7.2J

B.額外功為L8J

C.物體受到的摩擦力為2.25N

D.斜面的機(jī)械效率為37.5%

【答案】C

【解析】A、克服物體重力做功(即有用功):W有用二Gh=15NxO.3m=4.5J,故A錯(cuò)

誤;

B、拉力做的總功:W總=FS^6Nx1.2m=7.2J,則額外功:W額=卬總7有=7.2J-4.5J=2.7J,

故B錯(cuò)誤;

/二生二業(yè)二2.25“

C、由卬額=£$可得,物體受到的摩擦力:sL2加,故C正確;

有用45J

^-X1OO%=-^X1OO%=62.5%

D、斜面的機(jī)械效率:"'總72J,故D錯(cuò)誤。

故選:co

2.(2020?朝陽)在“測量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的

裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表所示,第三次實(shí)驗(yàn)時(shí)的拉力如圖所示。

繩自由端移

鉤碼所受的鉤碼上升的

實(shí)驗(yàn)次數(shù)拉力F/N動(dòng)的距離s/機(jī)械效率n

重力G/N高度h/cm

cm

12100.83083.3%

24101.530②

3610①30*

(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)_______拉動(dòng)彈簧測力計(jì)使鉤碼上升;

(2)表格中編號(hào)①的數(shù)據(jù)應(yīng)為;編號(hào)②的數(shù)據(jù)應(yīng)為;

(3)比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:使用同樣的滑輪組,;

(4)如果在第一次實(shí)驗(yàn)時(shí),忽略繩重和摩擦,可以計(jì)算出動(dòng)滑輪的重力為

________No

【答案】(1)豎直向上勻速;(2)2.2;88.9%;(3)提升的物體越重,滑輪組

的機(jī)械效率越高;(4)0.40

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)使鉤碼上升,此時(shí)系統(tǒng)處于

平衡狀態(tài),測力計(jì)示數(shù)大小才等于拉力大?。?/p>

(2)由圖知,彈簧測力計(jì)的分度值為0.2N,拉力為2.2N;

第2次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率為:^―=—z:4Nx0]mxl00%^88.9%;

田總Fs15.VxO.3m

(3)實(shí)驗(yàn)選用的同一滑輪組,動(dòng)滑輪的重力不變,由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知,

同一滑輪組提升的物體越重,滑輪組的機(jī)械效率越高;

(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù),在第一次實(shí)驗(yàn)做的總功:

W總產(chǎn)FjSi=0.8NxO.3m=0.24J,

做的有用功:

W有1=G1h=2Nx0.lm=0.2J,

做的額外功:

W額外=W總有產(chǎn)0.24J-0.2J=0.04J,

因忽略繩重和摩擦,故所做額外功是克服動(dòng)滑輪重力阻力所做的功,則動(dòng)滑輪的

=..「"'額外0.04J..

重力為:G動(dòng)二一T一二L二0.4vN

n70r.1m

練習(xí)精選

考點(diǎn)闖關(guān)

一、單選題

1.(2020?山東泰安市?九年級(jí)二模)在如圖所示四種工具中,正常使用時(shí),屬于費(fèi)力杠桿

的是()

開瓶器

2.(2020?廣西賀州市?九年級(jí)一模)如圖所示,是一種惻刀切甘蔗時(shí)的示意圖,下列說法

A.刀刃很薄可以增大壓力

B.鋤刀實(shí)質(zhì)上是一種費(fèi)力杠桿

C.把甘蔗放在b點(diǎn)比放在a點(diǎn)更容易切斷

D.手沿E方向用力比沿£方向時(shí)更省力

3.(2020?蘇州市吳江區(qū)北庫中學(xué)九年級(jí)一模)使用杠桿能為我們的生活帶來方便。下列杠

4.(2020?江蘇省汾湖高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)實(shí)驗(yàn)初級(jí)中學(xué)九年級(jí)一模)如圖所示機(jī)械或工具,

使用時(shí)可以省距離的是。

5.(2020?吳江經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)實(shí)驗(yàn)初級(jí)中學(xué)九年級(jí)一模)如圖所示,下列工具在使用時(shí)屬于費(fèi)

距離杠桿的是()

A.托盤天平

6.(2020?山東聊城市?九年級(jí)二模)工人用如圖所示的裝置運(yùn)送砂石。下列說法正確的是

A.滑輪組中的定滑輪只能改變力的方向

B.圖中動(dòng)滑輪相當(dāng)于一個(gè)費(fèi)力杠桿

C.繩子自由端下拉1m,桶上升2m

D.質(zhì)量為65kg的工人利用該滑輪組能提起150kg的砂石

7.(2020?福建福州市?九年級(jí)其他模擬)如圖,水平地面以。點(diǎn)為界,段是一

種材質(zhì),勿段是另一種材質(zhì)。細(xì)線一端系在物體上,繞過滑輪,另一端系在墻上,拉滑輪

的水平力/恒為8N,不計(jì)滑輪重、繩重及摩擦。物體經(jīng)N點(diǎn)開始計(jì)時(shí),此后各段路程及用

時(shí)見下表。下列說法中正確的是()

區(qū)間ABBOOCCD

距離2m2m3m5m

耗時(shí)IsIsIsIs

ABOCD

A.48區(qū)間物體受到的摩擦力為8N

B./〃區(qū)間拉力廠做的總功為48J

C.如區(qū)間物體所受摩擦力逐漸變小

D.勿區(qū)間拉力廠的功率為32W

8.(2020?蘇州市吳江區(qū)江村實(shí)驗(yàn)學(xué)校九年級(jí)一模)在初中物理實(shí)驗(yàn)中,由于條件的限制,

有不少結(jié)論是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過合理的推測得出的,以下結(jié)論不是通過推理得出的是

()

A.聲音不能在真空中傳播

B.使用單個(gè)動(dòng)滑輪最多可以省一半的力

C.牛頓第一定律

D.光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播

9.(2020?山東泰安市?九年級(jí)二模)如圖所示,王瑞同學(xué)通過斜面用平行于斜面廠=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(tái)上,斜面長s=2m。(g取

10N/kg)下列說法中()

①推力的功率為40W

②斜面的機(jī)械效率為75%

③斜面對(duì)物體的摩擦力100N

④推力做的額外功100J

A.只有①正確B.只有②④正確C.只有③④正確D.①②③④都正確

10.(2020?山東泰安市?九年級(jí)二模)如圖所示,用滑輪組提升重900N的物體,使它在10s

內(nèi)勻速上升1m0已知所用的拉力F為400N。則在提升重物的過程中(不計(jì)繩重和摩擦),

下列說法正確的是()

①拉力做功的功率為90W

②滑輪組的機(jī)械效率為75%

③動(dòng)滑輪的重力為300N

④若用該滑輪組勻速提升更重的物體,所用拉力會(huì)變大但機(jī)械效率不變

A.只有①②正確B.只有②③正確C.只有①③正確D.只有②③④正確

11.(2020?遼寧撫順市?九年級(jí)其他模擬)物體在滑輪組的作用下以0.1m/s的速度水平

移動(dòng)了1m。彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖所示,已知滑輪組的機(jī)械效率為75%,下列物理量計(jì)

算正確的是()

A.彈測力計(jì)移動(dòng)的速度0.2m/s

B.物體受到的摩擦力為3.6N

C.滑輪組所做的有用功為2.7J

D.彈簧測力計(jì)拉力的功率為3.6W

12.(2020?蘇州市吳江區(qū)同里中學(xué)九年級(jí)一模)滑輪是提升重物時(shí)經(jīng)常用到的一種機(jī)械,

工人師傅用500N的拉力F,利用圖所示的滑輪將重800N的重物在30s內(nèi)勻速提高了6m。下

列判斷正確的是()

A.繩端移動(dòng)的速度為0.2m/s

B.該滑輪的機(jī)械效率為62.5%

C.工人師傅拉繩子的功率為200W

D.提升重物所做的有用功為3000J

二、多選題

13.(2020?蘇州市吳江區(qū)盛澤第二中學(xué)九年級(jí)一模)質(zhì)量是6kg的物體A放在水平桌面上,

利用圖所示的裝置使物體A以2m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測力計(jì)始終保持水平,其

示數(shù)為2N,不計(jì)繩重、彈簧測力計(jì)重、繩子的伸長和滑輪組內(nèi)部的摩擦,則()

F

^■

A.作用在繩端的拉力廠為2NB.水平桌面對(duì)物體A的摩擦力為2N

C.在1s內(nèi)拉力戶做功12JD.在1s內(nèi)拉力廠的功率為4W

14.(2020?山東日照市?九年級(jí)一模)如圖是在水平面上移動(dòng)重物的裝置,物重為600N,

阻力為重力的0.3倍,用Q100N的水平拉力勻速移動(dòng)物體,使其以0.2m/s的速度前進(jìn)了

5s,貝!]()

A.阻力f的大小為100NB.拉力戶所做的功為300J

C.該裝置機(jī)械效率為60%D.拉力的功率為20W

15.(2020?黑龍江牡丹江市?九年級(jí)二模)如圖所示的滑輪組,用400N的拉力在10s內(nèi)勻

速提起重600N的重物,物體上升了1m。忽略繩重及摩擦,關(guān)于這過程,下列說法正確的是

)

400N

600N

A.繩子自由端向下移動(dòng)2mB.繩子自由端移動(dòng)的速度為0.3m/s

C.拉力做的功為800JD.滑輪組的機(jī)械效率為80%

三、填空題

16.(2020?浙江杭州市?九年級(jí)其他模擬)學(xué)校教室朝正南窗戶的氣窗,窗框長L=0.8米,

寬20.5米,氣窗的總質(zhì)量為6千克,且質(zhì)量分布均勻。某同學(xué)用一根撐桿將氣窗撐開,使

氣窗與豎直墻面成37°角,并且撐桿上端與窗面相垂直,撐桿下端在窗口的下邊沿,不計(jì)

撐桿重,如圖所示。現(xiàn)有股迎面吹來的水平南風(fēng),設(shè)其風(fēng)壓為爐50牛/米1已知:sin37°=0.6,

cos37°=0.8,r10牛/千克)

試求:(1)氣窗窗面受到的風(fēng)的壓力大小為一牛;

⑵撐桿受到的壓力大小為一牛;

(3)在無風(fēng)的日子里,不考慮摩擦阻力,則把此氣窗推開37°角至少需做功大小為焦。

17.(2020?青海海東市?九年級(jí)三模)如圖所示,賽艇比賽時(shí),用力向后劃水,賽艇就向

前運(yùn)動(dòng),說明力的作用是的.;船槳是一種杠桿,劃船時(shí)它屬于(選填“省力”“費(fèi)力”

或“等臂”)杠桿。當(dāng)賽艇到達(dá)終點(diǎn)時(shí)不能立即停下來,是因?yàn)橘愅Ь哂幸弧?/p>

18.(2020?龍川縣新城初級(jí)中學(xué)九年級(jí)二模)高速鐵路的輸電線,無論冬、夏都繃得直直

的,以保障列車電極與輸電線的良好接觸,圖為輸電線的牽引裝置鋼繩通過滑輪組掛多個(gè)相

同的墜蛇,總重為5000N,不計(jì)滑輪和鋼繩自重及摩擦,每根鋼繩受到的拉力為__N,輸電

線Z端受到的拉力大小為若某段時(shí)間內(nèi)輸電線Z端向右移動(dòng)了10cm,則墜蛇串上升了

_cm(取支10N/kg,不考慮鋼繩的熱脹冷縮)。

n一、鋼繩小巾.

.4

§墜昵

50001X104N20

19.(2020?西豐縣第二中學(xué)九年級(jí)其他模擬)用如圖所示的裝置,工人用力尸將重為100N

的物體以0.2m/s的速度勻速提升6m。若不計(jì)繩重和摩擦,則這一過程中繩子自由端的速度

為m/s,拉力戶的功率為Wo

20.(2020?山東濟(jì)寧市?九年級(jí)二模)利用如圖滑輪組傳遞物資,將一箱重270N的物資沿

豎直方向勻速運(yùn)至3m高的二樓,人對(duì)繩子的拉力為100N。若不計(jì)繩重及摩擦,此滑輪組的

機(jī)械效率為;若同時(shí)勻速運(yùn)送兩箱物資時(shí),此滑輪組的機(jī)械效率將(填“變大”、

“變小”或“不變”)。

21.(2020?山東聊城市?九年級(jí)二模)在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,提高機(jī)械效率有著重

要的意義。小亮利用如圖裝置測斜面的機(jī)械效率:斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度和摩擦

有關(guān),與物重?zé)o關(guān)。

(1)保持斜面傾斜程度不變,可以采用_______的方法減小摩擦,從而提高斜面的機(jī)械效率。

⑵實(shí)驗(yàn)表明:額外功越小,總功越接近有用功;進(jìn)一步推理得出:假設(shè)沒有額外功,總功

等于有用功;可見使用任何機(jī)械都

四、實(shí)驗(yàn)題

22.(2020?山東濟(jì)南市?九年級(jí)二模)同學(xué)們?cè)趯W(xué)校的花園里散步時(shí),看到校工師傅在用

剪刀修剪樹枝(如圖所示),發(fā)現(xiàn)他在修剪較粗硬的樹枝時(shí),需要把樹枝夾在離軸很近的地

方,手放在剪刀離軸最遠(yuǎn)的末端用力就會(huì)很輕松的剪斷粗樹枝了??吹竭@里,同學(xué)們就討論

起來了:為什么這樣使用,就會(huì)很容易剪斷樹枝呢?大家一致認(rèn)為應(yīng)該對(duì)杠桿平衡時(shí)需要滿

足的條件進(jìn)行一下研究,于是同學(xué)們利用實(shí)驗(yàn)器材:杠桿、支架、鉤碼(每個(gè)重1N)、彈簧

測力計(jì)開始了下面的實(shí)驗(yàn):

(1)實(shí)驗(yàn)前的杠桿如圖甲所示,將左側(cè)的平衡螺母向端調(diào)節(jié),使其在____位置靜止;

(2)小林組的同學(xué)按約定在支點(diǎn)。左側(cè)掛了2個(gè)鉤碼作為阻力,如圖乙所示。在右側(cè)的不同

位置分別掛了數(shù)目不同鉤碼,進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn),記錄數(shù)據(jù)如表一。分析表一數(shù)據(jù),可以得到

杠桿平衡需要的條件是:動(dòng)力X動(dòng)力臂=;

表一

實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力A/N動(dòng)力臂4/cm阻力£/N阻力臂4/cm

1410220

2215215

3120210

表二

實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力6/N動(dòng)力臂工/cm阻力E/N阻力臂A/cm

17.95220

22.910215

30.920210

⑶如圖丙所示,小軍組的在杠桿右側(cè)使用了彈簧測力計(jì)來施加動(dòng)力,他們應(yīng)沿______方向

向下拉動(dòng)測力計(jì)使杠桿水平靜止,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表二。分析表中的數(shù)據(jù)后,小軍發(fā)現(xiàn)自己組測

出的動(dòng)力可能有較大的誤差且都偏小,如果忽略誤差的影響,他也能得到和小林組同樣的結(jié)

論。但是同組的小群回顧了他們的實(shí)驗(yàn)過程,又仔細(xì)分析后,發(fā)現(xiàn)了他們每一次記在表格中

的動(dòng)力的數(shù)據(jù)都是錯(cuò)誤的,理由是:按他們測量動(dòng)力的方法,所記動(dòng)力的大小應(yīng)該是彈簧測

力計(jì)的示數(shù)再加上_______;

⑷糾正錯(cuò)誤后,綜合分析表一和表二的數(shù)據(jù),通過進(jìn)一步分析得,當(dāng)阻力一定且杠桿平衡

時(shí),,則動(dòng)力就越小。所以在修剪較粗硬的樹枝時(shí),像校工師傅那樣使用剪刀就會(huì)更

省力些。

23.(2020?安徽九年級(jí)其他模擬)在“測量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中,用同一滑輪組

進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)(如圖所示),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表.

次數(shù)鉤碼重鉤碼上升距離彈簧測力計(jì)示數(shù)彈簧測力計(jì)上升距離機(jī)械效

/N/cm/N/cm率

12100.83083.3%

24101.530

36103090.9%

(1)在2次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械為(結(jié)果保留一位小數(shù));

(2)第3次實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)的示數(shù)未填,由圖可知,彈簧測力計(jì)的示數(shù)為N;

(3)分析數(shù)據(jù)可得結(jié)論:同一滑輪組,提升的物體越重,滑輪組的機(jī)械效率越(選填“高”

或“低”).

24.(2020?河南鄭州市?九年級(jí)二模)小明在“測量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中,測得的

相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。

物體的重拉力繩端移動(dòng)的

次數(shù)提升的高度力/m機(jī)械效率

力G/NF/N品巨離s/m

120.10.90.374%

240.11.60.383%

320.11——

(1)實(shí)驗(yàn)過程中,應(yīng)使彈簧測力計(jì)豎直向上___________拉動(dòng),用乙圖裝置進(jìn)行第3次實(shí)驗(yàn),

請(qǐng)將表中的兩個(gè)數(shù)據(jù)填寫完整。

(2)比較兩次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:同一滑輪組提升重物時(shí),滑輪組

的機(jī)械效率越高。

(3)測量結(jié)束后,小明想到甲圖中的滑輪組還有另一種安裝方法,既可以省力,還可以改變

力的方向,請(qǐng)?jiān)诒麍D中畫出繩子繞法___________。

25.(2020?蘇州市吳江區(qū)蘆墟初級(jí)中學(xué)九年級(jí)一模)用圖示裝置探究“斜面機(jī)械效率”,

實(shí)驗(yàn)記錄如下表。

實(shí)驗(yàn)物重斜面高沿斜面的斜面長機(jī)械效率

物體種類

次數(shù)G/Nh/cm拉力FNs/cm〃/%

1木塊415110060

2小車415100

(1)沿斜面拉動(dòng)物體時(shí),應(yīng)使其做_____運(yùn)動(dòng);

(2)第1次實(shí)驗(yàn)中,木塊所受摩擦力為N;

⑶根據(jù)圖中測力計(jì)的示數(shù),機(jī)械效率為一—%o

勻速直線0.486

五、計(jì)算題

26.(2020?江蘇蘇州市?九年級(jí)其他模擬)如圖,用一長1m的輕質(zhì)杠桿如提起一箱貨物。

已知貨物質(zhì)量為5kg,懸掛點(diǎn)/距離。點(diǎn)20cm,拉力作用在6點(diǎn),當(dāng)拉力?與豎直方向成

60°角時(shí),杠桿在水平位置平衡。(杠桿質(zhì)量忽略不計(jì),g取10N/kg)求:

⑴拉力尸的大小;

(2)緩緩提起杠桿,使B點(diǎn)上升30cm,此過程戶做的功。

27.(2020?江蘇泰州市?九年級(jí)二模)一名質(zhì)量為55kg、雙腳與地面接觸面積為0.04m?

的學(xué)生站在水平地面上,要用滑輪組在20s內(nèi)將600N的重物勻速提升1m。(疔10N/kg)求:

(1)他站在地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)多大?

⑵畫出滑輪組的繞線方式。

⑶若勻速提升過程中滑輪組的機(jī)械效率是75%,拉力的功率多大?

28.(2020?蘇州市吳江區(qū)江村實(shí)驗(yàn)學(xué)校九年級(jí)一模)如圖所示,一個(gè)邊長為0.2m的正方體

質(zhì)量為4kg,放在水平地面上,已知?jiǎng)踊喌闹亓?0N,現(xiàn)用力在20s內(nèi)將物體勻速提高

了8m(爐10N/kg)。

(1)繩子自由端移動(dòng)的速度;

(2)物體放在地面時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為多大;

⑶不計(jì)摩擦和繩重,求該滑輪組機(jī)械效率。

六、作圖題

29.(2020?山東泰安市?九年級(jí)二模)在圖中,杠桿以在力£、凡的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),

在圖中畫出力£的力臂區(qū)和力臂工對(duì)應(yīng)的力

30.(2020?廣東東莞市?北師大東莞石竹附屬學(xué)校九年級(jí)月考)在圖中,畫出使用滑輪組

提升重物時(shí),繩子最省力的繞法。

G

體驗(yàn)中考

一、單選題

1.(2020?山東淄博)如圖所示,在杠桿左端懸掛物體,右端施加動(dòng)力凡杠桿處于平衡狀

態(tài)(忽略杠桿自身重力的影響),下列說法正確的是()

A

A.此時(shí)杠桿是費(fèi)力杠桿

B.動(dòng)力臂是線段0A

C.杠桿的阻力是物體受到的重力G

D.保持杠桿位置不變,將動(dòng)力廠轉(zhuǎn)至片位置,動(dòng)力變大

2.(2020?山東濟(jì)南)如圖所示衣架的掛鉤兩側(cè)等距離安裝著四個(gè)夾子。將三條相同的毛巾

按下圖各種掛法晾曬在室外的鐵絲上,能讓衣架在水平方向保持平衡的是()

D.

D.

3.(2020?四川綿陽)綿陽一號(hào)橋是斜拉橋,斜拉橋比梁式橋的跨越能力大,我國已成為擁

有斜拉橋最多的國家。如圖是單塔雙索斜拉大橋,索塔兩側(cè)對(duì)稱的拉索承受了橋梁的重力,

一輛載重汽車從橋梁左端按設(shè)計(jì)時(shí)速勻速駛向索塔的過程中,左側(cè)拉索拉力大小

B.一直減小

C.先減小后增大D.先增大后減小

4.(2020?山東濰坊)首先發(fā)現(xiàn)杠桿原理的是()

A.阿基米德B.牛頓C.帕斯卡D.焦耳

5.(2020?四川雅安)下列運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目沙及的物理知識(shí)描述正確的是()

A.三級(jí)跳遠(yuǎn)一一,快速助跑是為了利用慣性

B.引體向上一一人對(duì)單杠的拉力與單杠對(duì)人的拉力是一對(duì)平衡力

C.做俯臥撐一一被手臂支撐的身體,相當(dāng)于以腳尖為支點(diǎn)的費(fèi)力杠桿

D.百米賽跑一一裁判員通過相同時(shí)間比較路程的方法判斷運(yùn)動(dòng)員的快慢

6.(2020?廣西桂林)在日常生活中,用10N的拉力不能提起重15N的物體的簡單機(jī)械是

()

A.一個(gè)定滑輪B.一個(gè)動(dòng)滑輪C.杠桿D.斜面

7.(2020?黑龍江雞西)如圖,甲物重15N,乙物重5N,甲乙均靜止,不計(jì)測力計(jì)自重,則

測力計(jì)示數(shù)()

C.15ND.20N

8.(2020?浙江紹興)如圖,甲、乙實(shí)驗(yàn)可以得出“定滑輪不能省力”這一結(jié)論。小敏想通

過一次實(shí)驗(yàn)既得出結(jié)論,又能直接顯示出鉤碼的重力大小,于是在左側(cè)加上一個(gè)相同的彈簧

測力計(jì)(彈簧測力計(jì)重力不能忽略、繩和滑輪之間摩擦不計(jì))。下列四套裝置中能實(shí)現(xiàn)的是

9.(2020?內(nèi)蒙古包頭)如圖所示,在粗糙水平地面上,用10N的力尸沿水平方向拉滑輪(不

計(jì)滑輪重力)木板B靜止,木塊A在粗糙木板B上水平向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),5s內(nèi)木塊A

移動(dòng)了0.5叫滑輪組的機(jī)械效率為80%。下列說法正確的是()

A.木塊A受到的摩擦力為5N

B.地面對(duì)木板B的摩擦力為4N

C.5s內(nèi)繩子拉力對(duì)木板B做的功為2J

D.拉力戶的功率為0.5W

D

10.(2020?江蘇鹽城)如圖所示,小明利用動(dòng)滑輪勻速提升木箱。以下做法可以提高動(dòng)滑

輪機(jī)械效率的是()

A.適當(dāng)增加木箱重力B.增大木箱上升高度

C.增大提升木箱的速度D.換用質(zhì)量更大的動(dòng)滑輪

11.(2020?四川綿陽)將一個(gè)定滑輪和掛有一個(gè)重6N鉤碼的動(dòng)滑輪分別組裝成如圖甲和乙

所示的兩種滑輪組。在圖甲滑輪組,用大小為36N的豎直向下的拉力£把鉤碼勻速提升了

0.3m;在圖乙滑輪組,用豎直向上的拉力丹把鉤碼勻速提升了0.6mo不計(jì)摩擦和繩重。設(shè)

圖甲滑輪組的機(jī)械效率為〃甲,圖乙滑輪組的機(jī)械效率為〃乙,則

A.〃甲,〃乙B.〃甲<〃乙

C.〃甲255.5%D.〃乙-83.3%

12.(2020?四川巴中)如圖所示,物體重為50N,小明用這個(gè)滑輪組3s內(nèi)將物體勻速提升

0.3mo拉力為20N,不計(jì)繩重和摩擦,下列說法錯(cuò)誤的是()

A.動(dòng)滑輪的重力為10N

B.拉力尸的功率為2W

C.該滑輪組的機(jī)械效率約為83.3%

D.提升的物體越重時(shí),該滑輪組的機(jī)械效率越高

13.(2020?遼寧盤錦)工人利用滑輪組吊起重為2400N的路燈桿。如圖所示,這是路燈桿

一端剛被勻速拉起的簡圖。路燈桿離地后被勻速提升1m,繩端拉力Q1000N。下列說法正確

A.路燈桿一端剛被勻速拉起時(shí),相當(dāng)于費(fèi)力杠桿

B.路燈桿離地后,受到的拉力小于2400N

C.路燈桿離地后,繩端拉力廠做的功為100。J

D.路燈桿離地后,滑輪組的機(jī)械效率為80%

14.(2020?遼寧阜新)用如圖所示的滑輪組,將5塊相同的大理石,分二次從地面勻速提

升相同的高度;若每塊大理石重為G,第一次運(yùn)2塊,第二次運(yùn)3塊,兩次拉力分別為公

&效率為小、?。ɡK重及摩擦均忽略不計(jì)),下列選項(xiàng)正確的是()

A.£=GB.£<1.5GC.〃1=Q2D.乙

二、多選題

15.(2020?貴州遵義)如圖所示,物體A、B、C的重力都為8N,不計(jì)滑輪和繩的重力及滑

輪摩擦,此時(shí)A、B兩物體靜止在水平面上。下列說法正確的是()

B.水平面對(duì)B的摩擦力為4N

c.A與B之間的摩擦力為2ND.水平面對(duì)B的支持力為8N

三、填空題

16.(2020?山東淄博)利用圖中所示的裝置分別用力豎直勻速提升重100N的物體,物體運(yùn)

動(dòng)速度為0.lm/s,每個(gè)滑輪重20N,不計(jì)繩重和摩擦。能改變用力方向的是圖_;拉力

戶甲=N,6丙=N;拉力尸乙做功的功率是____Wo

17.(2020?江蘇連云港)用如圖所示滑輪組在10s內(nèi)將重為300N的物體勻速提升1m,拉

力大小為120N,拉力做功的功率為W,有用功為—一J,滑輪組的機(jī)械效率為。

18.(2020?浙江金華)簡單機(jī)械廣泛應(yīng)用于日常生活。某小區(qū)物業(yè)為了方便住戶扔垃圾,

對(duì)垃圾桶進(jìn)行了簡易改裝(如圖甲)。被拉起的垃圾桶蓋可看成是一個(gè)簡易杠桿。圖乙為桶

蓋與繩子成90°角且處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的示意圖,。為杠桿支點(diǎn),力為繩子拉力廠的作用點(diǎn),

8為桶蓋的重心。

根據(jù)圖乙回答下列問題:

(1)定滑輪的作用是

(2)該狀態(tài)下的桶蓋屬于(填“省力”、“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿。

19.(2020?山東臨沂)2020年5月3日,央視新聞《以青春的名義》欄目播出《孔德慶:

從月球到火屋的守望》孔德慶是一位從臨沂走出來的太空守望者,為了接收來自火星探測器

的微弱信號(hào)他和同事們進(jìn)行了70m天線建設(shè)。如圖所示,天線反射體質(zhì)量為4.5X105kg,它

的重力為_—N;吊裝反射體時(shí)用到滑輪組,其中能改變拉力方向的是______滑輪;若吊

裝機(jī)械在lOmin內(nèi)將反射體勻速提升了6m,則吊裝機(jī)械對(duì)反射體做功J,做功的功率

為___W(g取10N/kg)o

20.(2020?吉林)如圖所示,松花江上,鼓聲陣陣,百舸爭流。鼓聲是由鼓面的____產(chǎn)生

的,船槳是一種杠桿。

21.(2020?四川雅安)如圖所示,桿秤秤召它的質(zhì)量為0.2

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