2021中考物理講義之—2020年中考物理母題題源解密專題12 簡單機械.zip
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母題揭秘中考考點:
1、杠桿;
2、滑輪;
3、機械效率
一.選擇題(共7小題)
1.(2020?南通)如圖,褲架上的兩個夾子分別夾住一條毛巾。以下方法能使褲架在水平位置平衡的是( )
A.右邊夾子向左移動
B.左邊夾子向左移動
C.右邊毛巾的下角夾在左邊夾子上
D.左邊毛巾的下角夾在右邊夾子上
2.(2020?宿遷)小華用圖裝置測量動滑輪的機械效率,下列說法正確的是( )
A.實驗中為測量方便,讓彈簧測力計在靜止時讀數
B.彈簧測力計對繩子的拉力與物體的重力是一對平衡力
C.增大物體被提升的高度,可以提高動滑輪的機械效率
D.增大物體重力與動滑輪重力的比值,可以提高動滑輪的機械效率(不計繩重和摩擦)
3.(2020?鹽城)如圖所示,小明利用動滑輪勻速提升木箱。以下做法可以提高動滑輪機械效率的是( )
A.適當增加木箱重力 B.增大木箱上升高度
C.增大提升木箱的速度 D.換用質量更大的動滑輪
4.(2020?蘇州)如圖所示的工具中,在使用時屬于省力杠桿的是( )
A. 鑷子 B. 開瓶器
C. 船槳 D. 釣魚竿
5.(2019?常州)如圖所示,斜面高2m、長4m,小明用平行于斜面的拉力F,將重400N的物體從斜面底端拉到頂端,已知拉力F=250N,對此過程,下列結果中正確的是( )
A.有用功為1000J B.總功為1600J
C.額外功為200J D.機械效率為60%
6.(2019?南通)如圖所示,用滑輪組將重為12N的物體勻速提升0.2m,作用在繩端的拉力F為5N,不計繩重和摩擦。利用以上信息不能求解的物理量是( )
A.拉力的功率 B.動滑輪的重力
C.滑輪組的額外功 D.滑輪組的機械效率
7.(2019?鹽城)如圖所示,工人用動滑輪勻速提升重物,這樣做( )
A.省力,不改變施力的方向
B.不省力,改變施力的方向
C.既省力,也改變施力的方向
D.既不省力,也不改變施力的方向
中考考點知識點詳解
簡單機械
第一節:杠桿
1、 定義:在 的作用下繞著 轉動的 叫杠桿。
【說明】:①杠桿可 可 ,形狀 。
②有些情況下,可將杠桿實際轉一下,來幫助確定支點。如:魚桿、鐵鍬。
2、 五要素——組成杠桿示意圖。
①支點:杠桿繞著轉動的點。用字母O 表示。
②動力:使杠桿轉動的力。用字母 F1 表示。
③阻力:阻礙杠桿轉動的力。用字母 F2 表示。
④動力臂:從 到 的距離。用字母L1表示。
⑤阻力臂:從 到 的距離。用字母了L2表示。
【說明】1、 動力、阻力都是杠桿的受力,所以作用點在杠桿上。
2、動力、阻力的方向不一定相反,但它們使杠桿的轉動的方向相反。
3、動力臂、阻力臂不一定在杠桿上。
4、力臂是指“點到線”的距離,即支點到力的作用線的距離,而不是“點到點”的距離。
畫力臂方法:一定點(支點)、二畫線(力的作用線)、三連距離、四標簽
⑴ 找支點O;⑵ 畫力的作用線(虛線);⑶ 畫力臂(虛線,過支點作力的作用線的垂線,);⑷ 標力
臂(用大括號,一端括支點,一端括垂足,標上相應的符號L1或L2)。
3、探究杠桿的平衡條件:
① 杠桿平衡是指: 或
② 選擇杠桿中間為支點的目的(或不掛鉤碼時使杠桿在水平位置平衡的目的):
。
③ 實驗前:應調節杠桿兩端的 ,若杠桿右端下沉,杠桿兩側的平衡螺母向 調(即左高左調),使杠桿在 位置平衡。這樣做的目的是: 。
④ 多次實驗的目的:
⑤ 當彈簧測力計的方向由豎直傾斜時,杠桿仍然平衡,示數變 ,原因: 。
⑥ 當把左側的鉤碼拿掉。杠桿將處于豎直位置,在右側施加一個力,卻發現無論用多大的力都不能將杠桿拉到水平位置平衡,其原因:水平位置時動力臂為零,杠桿無法平衡
⑦ 實驗結論:杠桿的平衡條件(或杠桿原理)是: ;
寫成公式 也可寫成: 。其含義是:如果動力臂是阻力臂的幾倍,那么動力就是阻力的 。
4、求最大動力臂的方法:①若動力作用點確定了,則支點到動力作用線的距離就是最大動力臂。
②若動力作用點沒有確定,應看杠桿上哪一點離支點最遠,則這一點到
支點的距離即為最大動力臂。
5、杠桿平衡時動力最小:①動力要最小時,動力臂要最大;②動力臂要最大,則過已知力的作用
點,作最大動力臂的垂線;③根據實際,確定動力的方向。
6、杠桿平衡時動力最大:動力要最大時,動力臂要最小,動力臂要最小,力的作用線的延長線過 支點。
例7、杠桿的分類
名稱 結 構特 征 特 點 應用舉例
省力杠桿 動力臂>阻力臂L1>L2 省力、費距離 撬棒、鍘刀、動滑輪、獨輪車、羊角錘、鋼絲鉗、、、自行車閘、核桃夾、起子、手推車、花枝剪刀
費力杠桿 動力臂<阻力臂L1
L1=L2 不省力不費力 天平,定滑輪、蹺蹺板
【說明】:應根據實際來選擇杠桿,當需要較大的力才能解決問題時,應選擇 ,當為了使用方便,省距離時,應選 。
第二節:滑輪
一、定滑輪:
①定義:軸不隨物體一起移動的滑輪。
②實質:定滑輪的實質是: 杠桿
③特點:A 。
利用定滑輪提起重為G的物體時,拉力F G,,
只有不考慮繩重和摩擦時(理想的定滑輪),拉力F G
B不省距離:繩子自由端移動距離S繩 = 重物移動的距離
h物,,繩子自由端移動速度v繩=重物移動的速度v物。即 ,
二、動滑輪:
①定義:軸會隨物體一起移動的滑輪。(可上下移動,也可左右移動)
②實質:動滑輪的實質是:動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。
③特點:使用動滑輪能 ,但不能 。
④理想的動滑輪(不計軸間摩擦和動滑輪重力)則:F= ,只忽略輪軸間的摩擦則拉力F= ,繩子自由端移動距離S繩 = 2倍重物移動的距離 h物,,繩子自由端移動速度v繩=2倍重物移動的速度v物。即 ,
【注意】 判斷滑輪時動滑輪還是定滑輪關鍵是看軸是否隨著物體一起運動,軸隨物體起運動的
是 滑輪,軸隨物體起運動的是 滑輪,
7、【注意】A使用定滑輪提起同一重物,沿不同方向的拉力 ;即:
B使用動滑輪提起同一重物,沿不同方向的拉力 ;當拉力作用線與阻力作用
線平行時最省力,當偏離豎直方向角度越大,拉力 ;即:
C人對繩子的拉力最大只能達到自身的重力的大小與人的舉力無關。
例如:小李m1=50Kg,能舉起80Kg的杠鈴,小李m2=70Kg,能舉起60Kg的杠鈴,如圖,
兩人比賽,誰把對方拉起,比賽結果是: 拉起來。
三、滑輪組、
1、定義:定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。
2、特點:使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向
3、理想的滑輪組(不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力)拉力F= G 。只忽略輪軸間的摩擦,
則拉力F= ,繩子自由端移動距離S繩 = 倍重物移動的距離 h物,,繩子自
由端移動速度v繩= 倍重物移動的速度v物。即 ,
4、判斷繩子根數(n)的方法:
方法(一):從定滑輪和動滑輪之間畫一條虛線,數直接與動滑輪相連的根數即為 n的值,其中,繩
子自由端方向向上的要數上。
方法(二):已知G和F,求繩子的根數,則n= ,若n不是整數,則小數點“只入不舍”
例如:已知G=960N,F=400N,求繩子的根數n= = =
方法(三):已知s和h,求繩子的根數,則n=
例如:已知s=6m,h=2m,求繩子的根數n= = =
5、繩子的繞法
題型(一)已知繩子的根數,畫繩子的繞法---------奇動偶定--------若繩子的根數為奇數,繩的固
定端接在動滑輪上,然后繞到定滑輪上,由內向外繞;若繩子的根數為偶數,繩的固定端
接在定滑輪上,然后繞到動滑輪上,由內向外繞;
題型(二)使用滑輪組時要最省力,則繩子的根數應為奇數,再根據“奇動偶定”,繩的固
定端接在動滑輪上,然后繞到定滑輪上,由內向外繞。
題型(三) 使用滑輪組時既要省力又能改變力的方向,則繩子的根數應為偶數,再根據“奇動偶定”,
繩的固定端接在定滑輪上,然后繞到動滑輪上,由內向外繞。
5、裝滑輪組方法:
第一、求段數:根據公式 或 求出繩子的股數。
第二、定個數:確定動滑輪的個數N動,當繩子的根數n為奇數時,N動= ,當繩
子的根數n為偶數時,N動= ,確定定滑輪的個數N定,一般按“一動配一定”來確
定定滑輪的個數,N定= ,若繩子的根數為偶數,則由“偶數減一定”得到N定= ,
若方向要發生改變(人在地面上拉物體),則由“變向加一定” 得到N定= 。
第三、找起點(固定端):則由“奇動偶定”找到
第四、畫繩子:若繩子的根數為奇數,繩的固定端接在動滑輪上,然后繞到定滑輪上,由內向外繞;
若繩子的根數為偶數,繩的固定端接在定滑輪上,然后繞到動滑輪上,由內向外繞;
四、斜面
1、斜面也是一種 力的 。
2、理想斜面(斜面光滑)遵從功的原理----------使用任何機械 。
3、理想斜面公式:FL=Gh的推導: ---------由功的原理推導
其中:F:沿斜面方向的推力;L:斜面長;G:物重;h:斜面高度。
4、理想斜面的特點:
(1) 但 ,
(2)當高度(坡度)一定時,斜面越長越 。
(3)、斜面長是斜面高的幾倍,推力就是物重的 .
(4)、如果斜面與物體間的摩擦為f ,則:FL=fL+Gh;這樣F做功就大于直接對物體做功Gh 。
5、應用:斜坡、推貨上車所達的木板、盤山公路、走S路、螺絲釘、滑梯、劈柴
五、輪軸
1、定義:由 和 組成,且能繞著固定點轉動的一種 。
2、實質:輪軸是一種 的杠桿。
3、特點:(1) 同心, 大 小。
(2)若動力作用在輪上,輪軸是一個 杠桿,但 ;
由杠桿平衡條件得, ,即輪的半徑是軸的半徑的幾倍,
則作用在輪上的力(F1)就是作用在軸上的力(F2)的 ;
(3)若動力作用在軸上,輪軸是一個 杠桿,但 ;
4、輪軸的應用:方向盤、轆轤、門鎖、水龍頭
第三節:機械效率
一、有用功(W有用):
1、定義:對人們有用的功(或機械對物體(研究對象)所做的功)。
2、當討論提升重物有用功時,只考慮物重和提升的高度,不管路徑或方式是否相同,即公式:W有用=Gh(提升重物)
二、額外功(W額):
1、定義:利用機械做功時,并非人們需要但又不得不做的功
2、例如:客服機械重力所做的功、機械之間摩擦力所做的功
【注】1、有用功和額外功的判斷要根據工作目的來確定,工作目的不同,有用功和額外功可能不同
例如:1、從井中打水:(W有用:人對 所做的功,W額:人對 所做的功;工作目的: )
2、從井中撈桶:(W有用:人對 所做的功,W額:人對 所做的功;工作目的: )
三、 總功(W總):
1、定義:有用功與額外功之和(或動力所做的功或人們對機械所做的功)
2、總功等于作用在機械上的動力和動力作用點移動的距離的乘積。
3、公式:
4、對于理想機械(W額=0), ;對于非理想機械(W額 0),
四、 機械效率( ):
1、定義: 跟 的比值。
2、公式:
3、【注】(1)機械效率是一個 , 單位。
(2)因為 ,所以機械效率總 1 ,通常用 表示。
(3) 率是機械性能好壞的一個標志, 越高,機械性能越 。
(4)機械效率與 、 的多少無關。
五、W有用、W額、W總、的計算
1、W有用的計算
(1)由定義得,豎直提升物體: ;水平勻速拉動物體
(2)由總功定義得: (3)由機械效率得:
2、W額的計算
(1)由定義得: (G動為動滑輪的重力)(2)由總功定義得:
(3)由機械效率得:
3、W總的計算
(1)由定義得: (2)由總功定義得:
(3)由機械效率得:
4、η的計算
(1)由定義得:
結論:斜面機械效率與斜面 有關, 越大,機械效率 。
(二)、探究斜面機械效率與斜面 的關系
結論:斜面機械效率與斜面 有關,
越大,機械效率 。
(三)、探究斜面機械效率與 的關系
結論:斜面機械效率與 關。
【注意】①要 拉動物體;②拉力要與斜面 ;
七、測量滑輪組的機械效率
1、實驗原理:
2、應測物理量:鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S
3、實驗器材:滑輪組、鐵架臺、鉤碼若干,還需要 、
4、、實驗步驟:
(1)、用彈簧測力計測出鉤碼的重力為G,;
(2)、緩慢勻速豎直向上拉動彈簧測力計,使鉤碼升高,讀出彈簧測力計的示數F,用刻度尺
測出鉤碼上升的高度為h和彈簧測力計移動的距離為s;
(3)、根據W有= 、W總= 、再根據η= 算出機械效率
(4)、改變鉤碼的數量,在做兩次上面的實驗
(5)、改變動滑輪的重力,在做兩次上面的實驗
5、得出結論:
影響滑輪組機械效率高低的主要因素有:
A、物體的重力大小:
用同一滑能組所提升不同重物,重物越重,做的有用功就 ,而額外功 ,機械效率就越 。
B、動滑輪重力大小(或個數多少):使用不同的滑輪組,提升相同的重物時,動滑輪的個數越多,額外功 ,有用功 ,滑輪組的機械效率 ;
C、繩重及繩與滑輪之間的摩擦:
若各種摩擦越大,做的額外功 ,機械效率 。
【注】1、緩慢勻速豎直向上拉動彈簧測力計目的:保證彈簧測力計的示數不變,方便讀數。
2、不能在靜止時讀數的原因:靜止時,沒有繩與滑輪之間的摩擦,測出的機械效率會偏
3、不影響滑輪組的機械效率高低有:物體上升的高度、物體上升的速度、繩子的根數或繞法
九、提高機械效率的方法:
1、盡量增大有用功:在機械承受的范圍內,盡量增加每次提升物體的重力
2、盡量減少額外功:A減小
B減小 -----加潤滑劑
【注】:a、所有機械克服自身摩擦做功均是額外功的組成部分,故對機械進行潤滑可以提高機械效率.
b、所有的有用功均等于不使用機械時所做的功
c、對于所有機械均有: 即:機械效率還等于有用功率與總功率的比值
d、當不考慮繩重和摩擦,且各滑輪重力相同,提升同一重物時,可以直接數動滑輪的個數,動滑
輪個數越少,機械效率越高。(一般η定>η動>η組)
二.填空題(共10小題)
8.(2020?徐州)如圖所示,塔式起重機上的滑輪組既可以 ,又可以改變施力的 ,若用它將900N的物體勻速吊起5m高,拉力為400N,則滑輪組的機械效率為 。
9.(2020?常州)利用如圖所示的滑輪組,小明在50s內將重450N的物體勻速吊起10m高,已知動滑輪重50N,不計繩重及摩擦,繩端處拉力F做功的功率為 W,滑輪組的機械效率為 。
10.(2020?揚州)如圖,“測動滑輪機械效率”時必須沿 方向勻速向上拉動彈簧測力計。鉤碼重為1N,彈簧測力計的示數為 N,動滑輪的機械效率是 。
11.(2020?南京)如圖所示,物體重210N,動滑輪重25N.工人用125N的拉力將物體勻速提升3m,用了10s,此過程中有用功是 J,拉力的功率是 W,滑輪的機械效率是 ,克服動滑輪重所做的額外功占總功的 %。
12.(2020?南京)如圖是過去農村用的舂米工具的結構示意圖。O為固定轉軸,A處連接著石球,腳踏桿的B處可使石球升高,抬起腳,石球會落下去擊打稻谷。石球重50N,不計摩擦和桿重。
(1)腳沿與桿垂直方向至少用力F1,才能將石球抬起。F1的力臂為 m,此時舂米工具是一個 (選填“省力”或“費力”)杠桿。
(2)腳豎直向下至少用力F2為 N,才能將石球抬起。F2和F1的大小關系為F2 F1。
13.(2020?連云港)用如圖所示滑輪組在10s內將重為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 J,滑輪組的機械效率為 。
14.(2020?淮安)如圖所示,小明用100N豎直向上的力F,將重為150N的物體,在時間5s內勻速提升1m。在此過程中力F做功的功率為 W.滑輪的機械效率為 。
15.(2019?淮安)小明在“探究杠桿平衡條件”的實驗中:
(1)實驗前調節平衡螺母使杠桿在水平位置平衡,目的之一是方便測量 ;
(2)如圖甲所示。在杠桿左邊A處掛4個鉤碼,要使杠桿在水平位置平衡,在杠桿B處掛 個鉤碼(實驗中所用的鉤碼均相同);
(3)小明又用彈簧測力計在C處豎直向上拉,如圖乙所示,當彈簧測力計逐漸向右傾時,使杠桿仍然在水平位置平衡,則彈簧測力計的示數將逐漸 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
16.(2019?淮安)如圖所示,工人將80N的重物提升了3m,所用的時間為20s,拉力為50N.則工人做的有用功為 J.拉力的功率是 W,動滑輪的機械效率是 。
17.(2019?無錫)小紅利用杠桿制成一種多功能桿秤,使用前,杠桿左端低,右端高,她將平衡螺母向 右 調節,直至杠桿處于水平平衡,她取來質量均為100g的實心純金屬塊a和b、合金塊c(由a、b的材料組成)。她將a掛在A處,且浸沒于水中,在B處掛上100g鉤碼,杠桿恰好處于水平平衡,如圖所示,測得OA=50cm,OB=40cm,則a的密度為 g/cm3.接下來,她分別將b、c掛于A處并浸沒于水中,當將鉤碼分別移至C、D處時,杠桿均水平平衡,測得OC=30cm,OD=34cm,則合金塊c中所含金屬a和金屬b的質量之比為 。(ρ水=1.0×103kg/m3)
三.作圖題(共8小題)
18.(2020?徐州)如圖所示是蠟燭蹺蹺板,請畫出蠟燭右半段所受重力G的力臂。
19.(2020?揚州)如圖,在撬棒AD上作出撬起“石塊1”的最小力F及對應的力臂l。
20.(2020?泰州)如圖所示,畫出拉力F的力臂l和物體B所受重力G的示意圖。 (根據要求完成下列作圖)。
21.(2020?蘇州)圖中,請畫出FA的力臂l,并在B端畫出使杠桿平衡的最小力FB。
22.(2019?常州)杠桿OAB可繞O點自由轉動,為使杠桿在如圖所示位置保持平衡,請畫出施加于B點的最小動力F(保留作圖痕跡)。
23.(2019?南通)如圖,O為輕質杠桿的支點,左端掛一重物,杠桿在圖示位置平衡,請作出最小動力F1的示意圖和阻力的力臂L2。
24.(2019?鹽城)在圖中畫出力F的力臂。
25.(2019?淮安)在圖中。畫出使用滑輪組提升物體時最省力的繩子繞法。
四.實驗探究題(共5小題)
26.(2020?鹽城)小明做“探究杠桿平衡條件”實驗:
(1)實驗前,杠桿靜止時的位置如圖甲所示。要使杠桿在水平位置平衡,應將平衡螺母向 調節;
(2)使用彈簧測力計時,首先進行的操作是 ;
(3)如圖乙所示,在杠桿左側掛2個鉤碼,每個鉤碼的質量為50g,為了便于在杠桿上直接讀出力臂的大小,在A點沿 向下方向拉動彈簧測力計,直至杠桿在 位置平衡。并將第一次數據記錄在表格中,表中F1大小為彈簧測力計示數,F2大小為鉤碼的重力,L1、L2分別為F1、F2對應的力臂;
(4)接下來,小明又進行了三次實驗,將數據填在表中,最后總結得出規律。每次實驗總是在前一次基礎上改變F2、L1、L2中的一個量。小華分析數據后發現,第 次實驗與前一次改變的量相同,需要調整的實驗步驟是 。
序號 F1/N L1/cm F2/N L2/cm
1 1.5 10.0 1.0 15.0
2 3.0 10.0 2.0 15.0
3 1.5 20.0 2.0 15.0
4 1.0 30.0 2.0 15.0
27.(2020?無錫)如圖所示,在科普節目《加油,向未來》中,有一項對抗性實驗,甲、乙兩人站在平衡板上。滑輪組將平衡板提升至一定高度后。兩人在平衡板上挪動,并保持平衡板平衡。若甲的質量為55kg,乙的質量為45kg。平衡板質量為900kg,且質量分布均勻,重心在點O.(g取10N/kg)。
(1)當平衡板在水平地面上時,甲靜止站在平衡板上,與板的接觸面積為0.05m2,則甲對平衡板的壓強為多大?
(2)甲、乙兩人豎直站在平衡板上,滑輪組將平衡板勻速提升至離地面5m的高度處,提升過程中平衡板始終保持水平平衡,拉力F為6250N,求在此過程中:
①平衡板提升兩人所做的功為多少?
②在提升平衡板和人的過程中,滑輪組的機械效率為多少?
(3)當甲、乙兩人豎直站立在圖中A、B位置時,平衡板在空中處于水平平衡。甲、乙兩人從圖中位置同時向平衡板左,右兩側沿同一直線向相反方向緩慢挪動至C、D豎直站立時,平衡板也恰好處于水平平衡,則兩人挪動的距離AC和BD之比為 9:11 。
28.(2020?連云港)密度是物質的重要屬性,生產、生活中常常需要測量各種液體的密度。某同學在綜合實踐活動中自制了測量液體密度的杠桿密度計,可以從杠桿上的刻度直接讀出液體密度的數值,受到了老師的肯定和表揚,結構如圖所示。
所用器材:輕質杠桿(自身重力忽略不計)、兩種規格的空桶(100mL和200mL)、質量為m的物體A、細線。
設計過程如下:
(1)將杠桿在O點懸掛起來,空桶懸掛在B點,質量為m的物體A懸掛在C點時,杠桿水平平衡。測出B點到O點的距離為l,C點到O點的距離為l0,此時C點的密度刻度線應標注為 。
(2)在B點的空桶內注滿液體,空桶容積為V,移動物體A至C1位置,使杠桿在水平位置平衡。C1點到O點的距離為l1,此時C1點的密度值為 (用題中所給的字母表示)。
(3)已知密度為1.0×103kg/m3刻度線與零刻度線之間的距離為4cm,則密度為0.8×103kg/m3刻度線與零刻度線之間的距離為 cm。
(4)要使制作的杠桿密度計測量精度更高一些,應選擇 規格的空桶(選填“100mL”或“200mL”)。
29.(2019?鎮江)小飛用圖1裝置來探究杠桿的平衡條件,設彈簧測力計和鉤碼對杠桿的拉力分別為動力F1和阻力F2,l1和l2分別表示動力臂和阻力臂。他的實驗思路是改變F2、l1和l2,測得杠桿平衡時所需的拉力F1,來尋找F1、F2、l1和l2四個物理量之間的關系。已知實驗前已調節杠桿在水平位置平衡,彈簧測力計的量程為0~5N,杠桿上每一格長10cm。
實驗次數 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 動力臂l1/cm 動力F1/N
1 4 33 30 4.4
2 4 18 30 2.4
3 4 7.5 30 1.0
(1)為便于測量力臂,彈簧測力計應沿 方向拉杠桿,并使之在 位置平衡;
(2)小飛首先保持F2和l1不變而改變l2,所獲得的實驗數據如表格所示,第1次實驗中彈簧測力計示數的放大圖如圖2所示,則F1= N,此時杠桿的類型與 (選填“筷子”或“老虎鉗”)相同;
(3)為獲得更多組數據,小飛繼續進行(2)中實驗,則為能順利完成實驗,在改變阻力臂l2時,l2應不超過 cm;完成上述實驗后,小飛接下來還應進行的實驗有①保持 不變而改變F2;②保持F2和l2不變而改變l1。
30.(2019?宿遷)以下為“探究杠桿平衡條件”實驗:
(1)如圖甲,把杠桿放在支架上并置于水平桌面,靜止時發現杠桿左低右高,為了使杠桿在水平位置平衡,應將右端的平衡螺母向 調節。
(2)如圖乙,在已經調節好的杠桿左端A處掛4個鉤碼,要使杠桿仍在水平位置平衡,應在杠桿右邊離支點4格的B處掛 個相同的砝碼。
(3)如圖丙,在杠桿左邊離支點4格的C處,用彈簧測力計與水平方向成30°角斜向上拉,也可使杠桿在水平位置平衡,則彈簧測力計示數為 N(每個鉤碼重0.5N)。
五.計算題(共6小題)
31.(2020?南通)如圖,塔式起重機上的滑輪組將重為1.2×104N的重物勻速吊起2m時,滑輪組的機械效率為80%,g取10N/kg.
(1)求提升重物做的有用功;
(2)求繩端的拉力;
(3)若動滑輪的質量為40kg,求克服摩擦和鋼絲繩重所做的功.
32.(2020?鎮江)如圖1所示,質量為20kg的重物放在水平地面上,重物與地面間的接觸面積為0.1m2.利用圖2所示的滑輪組,小明在20s內將重物勻速提高5m,他對繩子自由端施加的拉力為150N.不計繩重和輪軸處摩擦,g取10N/kg。
(1)求圖1中重物對地面的壓強。
(2)在圖2所述過程中,求:
①小明所做的額外功。
②小明做功的功率。
33.(2020?常州)為避免同學們用手按壓宿舍樓大門的開門按鈕造成交叉傳染,小明用輕質木桿自制了“腳踏式杠桿”,借助杠桿按動按鈕,如圖所示,已知OB=60cm、AB=80cm、OC=15cm,當小明在C點用腳給杠桿施加20N的壓力F1時,按鈕觸發、大門打開,
(1)請在圖中作出動力F1的示意圖。
(2)該杠桿屬于哪種類型?(直接回答)
(3)求此時按鈕對杠桿施加的水平阻力F2,有多大?
34.(2020?泰州)小明利用如圖所示的滑輪組,將質量為90kg的物體在1min內勻速提升5m,豎直向上的拉力為360N.求:
(1)物體的重力(g取10N/kg);
(2)小明拉力的功率?
(3)滑輪組的機械效率(結果保留一位小數)。
35.(2019?鎮江)如圖1所示,裝有0.01m3水的圓桶置于水平地面上,桶與地面間的接觸面積為0.2m2。
桶的質量忽略不計,g取10N/kg。
(1)求桶中水的質量。
(2)求這桶水對地面的壓強。
(3)某同學用圖2所示的滑輪組將這桶水勻速提升2m的過程中,所用拉力為40N.求該滑輪組的機械效率。
36.(2019?宿遷)如圖所示,工人利用滑輪組提升重物,在30s內將靜止在水平地面上質量為90kg,底面積為200cm2的長方體物塊勻速提升5m,此時工人的拉力為400N(g=10N/kg)。求:
(1)提升前物塊對水平地面的壓強;
(2)工人拉力做功的功率;
(3)滑輪組提升該物塊的機械效率。
六.綜合能力題(共1小題)
37.(2020?鎮江)圖1是蓄水池水位自動控制模擬裝置:可繞O點轉動的輕質杠桿A端用輕繩系一正方體浮塊,B端固定一輕質三角支架,支架與固定不動的壓力敏感電阻RF保持水平接觸擠壓,杠桿保持水平平衡。已知:AO長為1m,BO長為2m;浮塊邊長為20cm,密度為5×103kg/m3,下表面距池底2m;當電磁
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