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2019浙教版中考復習物理——6、機械和功

(
杠桿基礎回顧
)
圖所示的用具中，屬于費力杠桿的是（ ）

【答案】A
如圖所示的是汽車液壓剎車裝置的一部分，該裝置中AOB是個杠桿，O是杠桿的支點，請在圖中畫出剎車時它所受阻力F2和動力臂L1．

如圖所示, 當人曲臂將重物端起時, 人的前臂可以看作一個杠桿．請在示意圖上畫出F1和F2的力臂．

杠桿在我國古代就有了許多巧妙的應用, 護城河上安裝使用的吊橋就是一個杠桿, 如圖所示, 請畫出動力F1與阻力F2的示意圖, 并畫出動力F1的力臂l1．（設吊橋質地均勻）

在圖中作出最小的力使杠桿在圖示的位置保持平衡．

畫出圖中杠桿平衡時，所用最小力F的方向和作用點．


小麗做“探究杠桿的平衡條件”的實驗．
（1）當杠桿如圖所示時，小麗應將平衡螺母向______移動，使杠桿在水平位置平衡． (選填“左”或“右”)
（2）調節杠桿水平平衡后，小麗在杠桿的A點掛上2個鉤碼（每個鉤碼重1N，杠桿上相鄰刻線距離相等），如圖所示．若使杠桿恢復水平平衡狀態，可以在________點掛上1個鉤碼；或者使用最大測量值為1N的彈簧測力計在________點沿著豎直向上的方向拉住杠桿．
(
A
B
D
E
C
)
【答案】（1）左（2）E（3）C
小寧想探究杠桿平衡時動力和動力臂的關系. 實驗過程中, 小寧保持阻力為3N, 阻力臂為0.2m不變, 然后改變動力臂L1和動力F1, 并保持杠桿水平平衡, 分別測量出動力臂L1和動力F1的數據如下表所示. 請你根據實驗條件和實驗數據幫助小寧歸納出動力F1跟動力臂L1的關系: 在 的條件下, F1 = .

L1/m 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05
F1/N 2 2.4 3 4 6 12


杠桿平衡時, 當阻力與阻力臂的乘積保持不變時,
小華想探究杠桿平衡時阻力和動力的關系．實驗過程中，小華保持動力臂為15cm，阻力臂為12cm不變，然后改變動力F1和阻力F2，并保持杠桿水平平衡，分別測量出動力F1和阻力F2的數據如下表所示．請你根據實驗條件和實驗數據幫助小華歸納出阻力F2與動力F1的關系： ．

F1/N 0.8 1.2 1.6 2 4 6
F2/N 1 1.5 2 2.5 5 7.5


【答案】杠桿平衡，且動力臂為15cm，阻力臂為12cm不變時，F1=0.8?F2．

(
A
B
O
) (
圖21
)如圖所示, 有一可繞中點O轉動的輕質細桿, 桿上相鄰刻度線之間的距離都是相等的. 小剛用這套實驗器材探究杠桿平衡條件, 他使桿在水平位置平衡后, 在桿的A刻線處掛了2個鉤碼后, 在桿的B刻線處也掛了2個鉤碼, 桿在水平位置平衡. 當他在B刻線處改掛1個鉤碼后, 桿失去了平衡. 小剛由此得出結論: 只有施加在桿中點兩側的力大小相等時, 桿才能在水平位置平衡. 請你利用上述器材通過實驗說明小剛的說法是錯誤的. 請你寫出主要實驗步驟和相應的實驗現象.

主要實驗步驟和現象:
（1）使桿在水平位置平衡后, 在桿的中點O左側距O點1格處掛2個鉤碼, 在桿的中
點O右側距O點1格處掛2個鉤碼, 桿在水平位置平衡;
（2）在桿的中點O左側距O點1格處掛2個鉤碼, 在桿的中點O右側距O點2格處
掛1個鉤碼, 桿在水平位置平衡.
(
A
O
)實驗臺上有如下實驗器材: 一個帶支架的杠桿、一個量程為0~5N的彈簧測力計、七個質量均為100g的鉤碼和兩段細繩. 請利用上述實驗器材設計一個實驗, 證明“在杠桿平衡時, 如果動力臂和阻力臂保持不變, 則動力的變化量跟阻力的變化量成正比”.
（1）在如圖所示的杠桿中, 點A表示鉤碼懸掛在杠桿上
的位置, 請在合適的位置標出彈簧測力計施加拉力
的作用點, 用B表示.
（2）寫出主要實驗步驟, 畫出記錄實驗數據的表格.
(
A
B
O
)（1）如圖所示
（2）實驗步驟:
①用細繩做一個繩套, 拴牢在杠桿的B位置處, 調節杠
桿使其水平平衡, 把動力臂L動、阻力臂L阻記錄在表格中. 將彈簧測力計的指針調節到零刻度線位置.
②在A位置處掛1個鉤碼, 在B位置處豎直向上拉彈簧
測力計, 使杠桿水平平衡, 將所掛鉤碼的質量m0、彈簧測力計示數F動0記錄在表格中.
③在A點處加掛1個鉤碼, 在B點處豎直向上拉彈簧測力計, 使杠桿水平平衡, 將所掛鉤碼的總質量m1、彈簧測力計示數F動1記錄在表格中.
④仿照步驟③, 重復5次, 每次在A點處加掛1個鉤碼, 在B位置處豎直向上拉彈簧測力計, 使杠桿水平平衡; 將各次所掛鉤碼的總質量m2～m6、彈簧測力計示數F動2～F動6記錄在表格中.
⑤根據F阻=G砝碼=m砝碼g, 分別算出每次施加在A位置的阻力大小F阻0～F阻6; 分別算出實驗中動力變化量ΔF動1（F動1－F動0）～ΔF動6（F動6－F動0）; 分別算出與動力變化量對應的阻力變化量ΔF阻1（F阻1－F阻0）～ΔF動6（F阻6－F阻0）; 將以上數據記錄在表格中.
實驗數據記錄表格:
實驗次數 1 2 3 4 5 6 7
動力臂L動/cm
阻力臂L阻/cm
鉤碼質量m/g
動力F動/N
阻力F阻/N
動力變化量ΔF動/N
阻力變化量ΔF阻/N


(
旋轉問題和杠桿變化量
)
如圖所示，輕質直桿OA可繞O點轉動，直桿下端掛一重物G．現用一個始終跟直桿垂直的力F將直桿由豎直位置緩慢轉動到圖示虛線位置，在轉動過程中這個直桿（　　）
A．始終是省力杠桿 B．始終是費力杠桿
C．先是省力杠桿，后是費力杠桿 D．先是費力杠桿，后是省力杠桿
【答案】A
如圖所示．OAB是杠桿，OA與BA垂直，在OA的中點掛一個10N的重物，加在B點的動力F1始終使OA在水平位置保持靜止（杠桿重力及摩擦均不計）．
（1）當F1豎直向上時，F1的大小為 N；
（2）當F1由豎直向上的位置沿逆時針方向緩慢的轉到水平向左的位置時，動力F1的大小變化是 （選填“變大”、“變小”、“先變大后變小”或“先變小后變大”）
【答案】（1）5；（2）先變小后變大．
如圖所示，一根均勻直桿OA可繞過O點且垂直于紙面的軸轉動，在A端用豎直向上的力F將它拉到與豎直方向成α角的位置（α＜90°），現將力F的方向沿逆時針方向緩慢轉過90°，且在轉動過程中，桿保持靜止不動，力F和它的力矩M的變化情況是（　　）
A．都減小 B．F先減小后增大，M不變
C．F不變，M先減小后增大 D．F和M都先減小后增大
【答案】B
如圖所示，均勻光滑球夾在豎直墻和長木板之間靜止，長木板的下端為固定轉動軸．將長木板從圖示位置緩慢地轉到水平位置的過程中，小球對豎直墻的壓力F1大小和小球對長木板的壓力F2大小的變化情況將是（　　）
A．F1、F2都逐漸減小 B．F1、F2都逐漸增大
C．F1逐漸減小，F2都逐漸增大 D．F1逐漸增大，F2都逐漸減小
【答案】A
輕質杠桿每小格的長度相等，O為支點．在杠桿左側掛一物體甲，若在杠桿右側掛一物體乙，并在物體乙的下方拴接一個彈簧，如圖所示，當杠桿在水平位置時，整個裝置處于平衡狀態．已知物體乙的重力為500N，彈簧對物體乙的作用力為300N．下列說法正確的是（　　）
A．物體甲的重力可能為400N
B．物體甲的重力可能為100N
C．物體乙受到彈簧的作用力方向可能向下
D．物體乙受到繩子的拉力不可能為800N
【答案】ABC
把正方體甲放在水平地面上，對地面的壓強是5.4×105Pa．AB是重力可忽略不計的杠桿，支點為0，且OA：0B=1：2．將正方體甲掛在杠桿的A端，在B端施40N豎直向下的拉力時，杠桿在水平位置平衡，如圖所示，此時正方體甲對地面的壓強變為1.8×105Pa．下列結果正確的是（　　）
A．當正方體甲對地面的壓力剛好為零時，在杠桿B端應施加豎直向下的拉力是60N
B．當正方體甲對地面的壓力剛好為零時，在杠桿B端應施加豎直向下的拉力是20N
C．正方體甲的重力是240N
D．正方體甲的體積約是9.3×10-6m3
【答案】A
如圖所示的裝置，杠桿自重不計，甲、乙是兩個圓柱體，2ρ甲=3ρ乙，3V甲=4V乙，物體M的質量是80kg．只將圓柱體甲掛在杠桿B端時，杠桿在水平位置平衡，物體M對水平地面的壓強為2000Pa；只將圓柱體乙掛在杠桿C點時，杠桿在水平位置平衡，物體M對水平地面的壓強為3000Pa．若乙的體積為3×10-3m3，OA：OB=2：3，OA：OC=2：1，g取10N/kg，則甲的密度是 kg/m3．

【答案】5×103．

(
滑輪組初步
)
如圖所示的裝置處于靜止, 物重都是G, 不計滑輪和繩重及摩擦, 使物體勻速上升, 拉力F最小的是( )

A B C D
B
如圖所示，光滑的地面上有一足夠長的木板，在木板的右端固定著一個滑輪（不計繩與滑輪間的摩擦），木板上面放置一個小木塊，小木塊一端連接著彈簧測力計．當拉力F為5牛時，木板向右做勻速直線運動，然后把拉力增大到10牛時，下列分析正確的是（　　）
A．彈簧測力計的示數為20牛 B．彈簧測力計的示數為0牛
C．木板仍向右做勻速直線運動 D．小木塊將保持靜止
D
家用的手搖晾衣架如圖所示，它實際是由定滑輪和動滑輪組成的滑輪組．假設衣服和晾衣架的總重為100N，則靜止時繩子自由端的拉力為（不計動滑輪重及摩擦）（　　）

A．100N B．50N C．25N D．20N
C
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．不計繩重和滑輪軸摩擦，人拉繩的力為（　 　）
A．300N B．450N C．1100N D．2700N
A
如圖所示，利用輕質滑輪組勻速拉動水平地面上重為300N的物體，拉力F的大小為30N．若物體和地面之間的摩擦力大小為45N，則A處的拉力大小和滑輪組的機械效率分別為（　 　）
A.45N、50% B.45N、75% C.60N、50% D.60N、75%
B
如圖所示，貨物G重280N，動滑輪重20N，為使杠桿平衡，則豎直向上的力F的大小為（杠桿重、繩重、摩擦都忽略不計）（　 　）
A．100N B．200N C．300N D．400N
B
(
功率和機械效率
)
下列情景中，重力對木塊做功的是（　 　）
A．木塊在地面上靜止 B．木塊掛在天花板上不動
C．木塊沿水平軌道運動 D．木塊由高處自由下落
【答案】D
沿光滑斜面把一個物體由地面勻速拉到h高處，沿斜面向上的拉力是F1，所做的功是W1．利用定滑輪（不計摩擦）將同一物體由地面勻速提升到h高處，所用的拉力是F2，所做的功是W2，下述關于力和功的關系中，正確的是（　 　）
A．F1＜F2?? W1=W2 B．F1＞F2??? W1=W2
C．F1＜F2? W1＜W2 D．F1＞F2?? W1＞W2
A

如圖所示，重為l20N的物體M，在F=40N的拉力作用下，以0.2m/s的速度在水平面上做勻速直線運動，則不正確的是（　　）
A．彈簧測力計的示數為20N
B．物體M在勻速運動中重力做功為0?J
C．拉力F的功率為4W
D．物體受到的摩擦力為0N
D
一個質量為65kg的工人，用圖所示的裝置提升一堆水泥磚．若動滑輪重50N，裝水泥磚的托板重200N，每塊水泥磚重100N．不計摩擦和繩重，當工人勻速提升水泥磚時，此裝置的機械效率最高可達到 %．（g取10N/kg）
【答案】80%．

如圖所示，在拉力F的作用下，重80N的物塊A正以0.2m/s的速度在水平面上做勻速直線運動，此時彈簧測力計的示數為20N，該裝置的機械效率為80%，則（　　）
A．2s內，拉力F移動的距離為0.4?m
B．拉力F的大小為40N
C．2s內，彈簧測力計的拉力對物塊A所做的功6J
D．拉力F做功的功率為5W
D
如圖所示，用24N的水平拉力F拉滑輪，可以使重20N的物體A以0.2m/s的速度在水平地面上勻速運動．物體B重10N，彈簧測力計的示數為5N且不變．若不計輪重、彈簧測力計重、繩重和軸摩擦，則下列說法中正確是（　　）
A．地面受到的摩擦力為12N
B．滑輪移動的速度為0.4m/s
C．水平拉力F的功率為4.8W
D．在2s內繩子對物體A所做的功為4.8J
D
如圖甲所示，重為80N的物體在大小為10N，水平向左的拉力F1作用下，沿水平地面以3m/s的速度做勻速直線運動．如圖乙所示，保持拉力F1不變，用水平向右的拉力F2，拉物體勻速向右運動1m．若不計滑輪、繩的質量和輪與軸間的摩擦，則（　　）

A．物體向左運動時，拉力F1的功率P1=30W B．物體與地面之間的摩擦力f=10N
C．物體向右運動時，拉力F2=10N D．物體向右運動時，拉力F2所做的功W2=40J
D
圖是工人提升物體的裝置示意圖，其中AB是一個不計重力、可以繞O點轉動的杠桿，且AO：OB=2：5，杠桿B端系有重為1056N物體D，杠桿A端固定著滑輪組．質量為60kg的工人站在水平地面上，他對地面的壓強p0=1.2×104Pa．當他利用該裝置勻速提升重物M時，物體D受到的支持力為N1，工人對地面的壓強p1=0.8×104Pa，此時滑輪組的機械效率η=90%；當工人利用該裝置勻速提升重物N時，物體D受到的支持力為N2，工人豎直向下的拉力為F2；已知N1：N2=5：2，每個滑輪質量都相等，繩重及滑輪與軸的摩擦不計，g取10N/kg．求：
（1）提升重物M時工人豎直向下的拉力F1．
（2）提升重物N以0.5m/s的速度勻速上升時工人拉力的功率P．
【答案】（1）提升重物M時工人豎直向下的拉力F1為200N．
（2）提升重物N以0.5m/s的速度勻速上升時工人拉力的功率P為600W．


(
實戰演練
)
如圖所示，輕質杠桿OA可繞O點轉動，請畫出物體重力的示意圖，并畫出使輕質杠桿保持平衡的最小動力F的示意圖及動力臂L．

小梅想探究杠桿平衡時動力和動力臂的關系．實驗過程中，小梅保持阻力為2N，阻力臂為0.15m不變，然后改變動力臂L1和動力F1，并保持杠桿水平平衡，分別測量出動力臂L1和動力F1的數據如表所示．請你根據實驗條件和實驗數據幫助小梅歸納出動力F1跟動力臂L1的關系：在杠桿平衡時，如果 保持不變，則F1= ．
L1/m 0.3 0.25 0.15 0.1 0.06 0.05
F1/N 1 1.2 2 3 5 6

【答案】阻力為2N，阻力臂為0.15m；?F1=．

如圖所示的杠桿質量不計，每小格的長度相等．物體A是邊長為0.1m的正方體．當杠桿右側掛一個重4N的物體B時杠桿平衡．此時物體A對水平桌面的壓強為300Pa．下列說法正確的是（　　）
A．物體A受到的支持力為2N
B．物體A受到的重力為3N
C．物體B向右移動1小格，物體A受到的拉力增大2N
D．物體B向右移動1小格，物體A受到桌面的支持力減小1N
【答案】D
如圖所示，直桿OA可O繞點轉動，直桿下端掛一重物G．現用一個始終跟直桿垂直的力F將直桿由豎直位置緩慢轉動到水平位置，在轉動過程中這個直桿（　 　）

A．始終是省力杠桿 B．始終是費力杠桿
C．先是費力杠桿，后是省力杠桿 D．先是省力杠桿，后是費力杠桿
【答案】D

如圖所示，重500N的物體，在100N的水平拉力作用下，沿水平地面以0.5m/s的速度勻速運動10s．（不計輪與繩之間的摩擦），則下列說法正確的是（　 　）
A．物體與地面間摩擦力是300N
B．2S內拉力F對物體做功是300J
C．拉力F移動的速度是1.0m/s
D．拉力F做功的功率是50W
AB
如圖所示，重為100N的物體B，在足夠深的水中勻速下沉，通過滑輪組拉著重600N的物體A沿水平方向勻速運動，在4s內物體A移動了0.8米，已知B的密度是水的密度的5倍，動滑輪重12N，不計繩重及滑輪與繩之間的摩擦，g取10N/kg，則下列說法正確的是（　 　）
A．B對繩的拉力是20N
B．B對繩的拉力的功率是16W
C．A物體受摩擦力為148N
D．滑輪組的機械效率為90%
【答案】C

如圖甲所示，是測量滑輪組機械效率的示意圖．用彈簧測力計拉動繩子的自由端，將總質量為500g的重物從A位置勻速提升到位置，同時彈簧測力計從圖中的B位置勻速豎直上升到位置，在這個過程中，彈簧測力計的示數如圖13乙所示，請你根據實驗完成下列問題：（g取10N/kg）
（1）彈簧測力計對繩的拉力F所做的功為 J；
（2）該滑輪組的機械效率是 ％．（保留一位小數）
【答案】⑴0.64 ⑵78.1%


(
1
)

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