第八讲 机械与人第1课时 简单机械 一、选择题1．(2022德州中考)如图所示的四种情景中，使用的工具属于费力杠杆的是( A ),,B.裁纸刀),C.托盘天平),,D.瓶盖起子))2．(2022连云港中考)如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在A，B两处各加1个钩码，那么杠杆( A )A．右边向下倾斜 B．左边向下倾斜C．仍保持水平位置平衡 D．无法确定杠杆是否平衡3．(2022舟山中考)如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是( C )A．刀刃很薄可以增大压力B．铡刀实质上是一种费力杠杆C．甘蔗放在a点比b点更易被切断D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力,(第3题图)) ,(第4题图))4．(2022台州中考)小柯用图中装置提升重为400N的物体，不计摩擦和滑动自重，下列说法正确的是( C )A．两个滑轮均为定滑轮B．人将绳子拉过1m，物体也上升1mC．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200ND．使用该装置不能省力，但能改变力的方向12\n5．(2022宜宾中考)指甲刀是生活中常用的小工具，如图所示，它包含三个杠杆，关于这三个杠杆的说法正确的是( A )A．一个省力杠杆，两个费力杠杆B．一个费力杠杆，两个省力杠杆C．三个都是省力杠杆D．三个都是费力杠杆6．(2022坪山区二模)如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦)，其中所需动力最小的是( D ),,B),C),,D))7．(2022枣庄中考)如图是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置，实验中杠杆始终处于水平平衡状态，若在C处逐渐改变弹簧测力计拉力的方向，使其从①→②→③，则拉力的变化情况是( A )A．先变小后变大B．先变大后变小C．逐渐变大D．逐渐变小8．(2022宁波中考)如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别是P甲和P乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则F甲与F乙、P甲与P乙之间的大小关系是( C )A．F甲＜F乙、P甲＝P乙B．F甲＞F乙、P甲＞P乙C．F甲＞F乙、P甲＝P乙D．F甲＜F乙、P甲＜P乙12\n9．为了消防安全，楼房每层必须配备灭火器。下列关于图示灭火器的说法正确的是( A )A．用力压下手柄过程中，手柄相当于一个省力杠杆B．用力压下手柄过程中，手柄相当于一个费力杠杆C．干粉能喷出是因为灭火器内的气压等于外界大气压D．干粉能喷出是因为灭火器内的气压小于外界大气压10．某升降式晾衣架的结构如图所示，该晾衣架没有应用到的简单机械是( D )A．动滑轮B．定滑轮C．轮轴D．斜面11．如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳方向，杠杆OBA可绕O点绕动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是( B )A．l1B．l2C．l3D．l4二、填空题12．(2022江西中考)如图所示，是小鹰用扫帚打扫地面卫生的情景，此时扫帚属于__费力__(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆，平时用力扫地，是通过__增大压力__的方法来增大摩擦，可使地面打扫得更干净。13．(2022哈尔滨中考)如图所示，杠杆水平放置且自重忽略不计，O是支点，左侧挂一重物，动力F1大小为3N，整个装置处于静止状态，则物体的重力为__6__N。此时杠杆属于__省力__(选填“省力”或“费力”)杠杆。12\n14．(2022济宁中考)小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为__100__N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为__20__N。15．(2022金华中考)在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起，抬起过程应用了杠杆原理。图2为引擎盖的受力分析模型图：引擎盖可绕O点自由转动，A为引擎盖重心位置。由图2可知，该杠杆属于__省力__杠杆，在引擎盖抬起过程中，重力G的力臂逐渐__变小__。16．(2022杭州中考)小金将长为0.6m、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40N的物体，肩上支点O离后端A为0.2m，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50kg，则此时手压木棒的压力大小为__20__N，肩对木棒的支持力大小为__60__N，人对地面的压力大小为__540__N。(g取10N/kg)17．(2022烟台中考)如图为吊车起吊货物的工作示意图，请在图中画出动力、阻力和阻力臂。,) ,)18．(2022徐州中考模拟)如图所示，要用向下的力提升重物，请画出滑轮组绳子的绕法。 19．(2022绥化中考)如图，轻质杠杆OA可绕O点在竖直面内旋转，请在图中画出物体所受重力和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图。12\n,) 解：如图所示：,)四、实验探究题20．(2022成都中考)在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重力相等，杠杆刻度均匀。(1)平衡时，应该让杠杆静止在________位置。(2)小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图1所示，他们记录的数据为：动力F1＝1.5N，动力臂L1＝0.1m，阻力F2＝1N，则阻力臂L2＝________m。(3)下列四个因素中，不会带来实验误差的是( A )A．铁架台自身的重力足够大B．单个钩码的重力不完全相等C．悬挂钩码的绳套重力偏大D．杠杆与转轴之间的摩擦偏大(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们想进一步探究，如果杠杆受到F2、F3两个阻力，结果会怎样？通过实验，他们得到了如图2所示的结果。根据这个结果，可以初步得出，在这种情况下杠杆的平衡条件为：F1L1＝______________。(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示)21．(2022慈溪校级模拟)在探究定滑轮及其工作特点的活动中。(1)这个活动除了要用到铁架台、定滑轮、细线、钩码、刻度尺外，还要用到弹簧测力计，因为需要用弹簧测力计来测绳子自由端的拉力和__重力__。(2)实验前，弹簧测力计已经在竖直方向调零(如图甲)，实验过程中不再进行调零，则进行图乙操作时，测得绳子自由端的拉力__<__(选填“＞”“＝”或“＜”)绳子自由端真实拉力。(3)本探究活动需要进行多次实验，下列多次实验的方案比较合理的是__方案二__。方案一：相同数量钩码，多次测量求平均值。方案二：不同数量钩码，各测一组数据。22．(2022扬州中考)“暴走”是一种快速的徒步运动方式。观察分析人走路情形，可以将人的脚视为一根杠杆，如图所示，行走时人的脚掌前端是支点，人体受到的重力是阻力，小腿肌肉施加的力是动力。(已知某人的质量为80kg，g取10N/kg。)12\n运动方式散步快走慢跑快跑消耗能量E/J3151165.512601764,) ,)(1)请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂l1。(2)根据图片，估算小腿肌肉产生的拉力是__400__N。(3)人向前走一步的过程中，重心升高约4cm，人克服自身重力约做了__32__J的功。(4)通过查阅资料：人以不同方式徒步运动半小时，消耗人体内的能量如上表所示．请你从能量角度分析“暴走”能健身的原因：__人运动的速度越大，在单位时间内消耗的能量越多__。五、计算题23．(2022河北一模)如图重力不计的木板可绕O点无摩擦转动，在其A端挂一边长为10cm的正方体重物P，一个重力为500N的中学生站在B点时，木板在水平位置平衡，P对地面的压力刚好为零，且OA＝1m，OB＝3m，求：(1)物体P的重力为多少？画出中学生作用在杠杆上的力的力臂。(2)当人向左走1m，木板在水平位置平衡时，P对地面的压力和压强分别是多少？解：(1)O为支点，由于人的重力方向是竖直向下，则作用在杠杆上的压力是竖直向下，所以OB段为力臂L1，如图：由杠杆平衡条件得：F·L2＝F1L1，即：GPOA＝G人OB，所以，GP＝＝＝1500N；(2)当人向左走1m，人的重力力臂为L1＝OB－1m＝3m－1m＝2m；由杠杆平衡条件得：F·OA＝G人L1，所以，F＝＝＝1000N，根据物体P的受力分析可知：F压＝G－F＝1500N－1000N＝500N，P＝＝＝5×104Pa；当人向左走1m时，P对地面的压力是500N，对地面的压强是5×104Pa。12\n第2课时 功和能 一、选择题1．将一本九年级物理书从地面捡到课桌做的功大概是( B )A．0.2JB．2JC．20JD．200J2．(2022灌南校级中考模拟)如图所示的几种情景中，人对物体做了功的是( C ),) ,),) ,)3．(2022宝应一模)一年一度的中考体育测试将在5月初进行，下列与中考体育加试相关的物理知识，分析正确的是( C )A．抛出去的实心球离开手后继续运动过程中，手的推力做了功B．抛出去的实心球在空中运动到最高点时，速度为零C．立定跳远时，脚要用力向后蹬地，利用物体间力的作用是相互的D．做俯卧撑时，手只是施力物体4．(2022南芜中考)2022年4月20日，我国首艘货运飞船“天舟一号”在海南文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭发射升空，并于4月27日成功完成与“天宫二号”的首次推进剂在轨补加实验。则下列说法正确的是( C )A．“天舟一号”加速上升时，其机械能总量保持不变B．“天舟一号”加速上升时，其惯性逐渐增大C．“天舟一号”给“天宫二号”进行推进剂补加时，它们处于相对静止状态D．“天宫二号”在轨运行时，处于平衡状态5．(2022武汉中考模拟)质量相等的甲、乙两车，在同一平直公路上向东行驶，他们行驶过程中的路程与时间图像如图所示，则下列说法正确的是( B )A．在行驶过程中，两车的动能始终相等B．以乙车为参照物，则甲车向东行驶C．若两车行驶过程中受到的阻力相等，则甲车受到的牵引力较大D．若两车行驶过程中受到的阻力相等，则甲、乙两车的功率之比为4∶96．(2022北京中考模拟)一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，关于该12\n洒水车，下列说法正确的是( B )A．机械能不变，重力势能不变B．机械能变小，动能变小C．机械能不变，动能变小D．机械能变小，动能不变7．(2022临沧期末)下列关于功和功率的说法中正确的是( D )A．物体做功时间越短，功率越大B．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功C．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对它做了功D．物体做功越快，功率越大8．(2022自贡中考)如图所示，一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，不计空气阻力。在a到d的整个过程中，下列说法不正确的是( B )A．只有在a到b的过程中，运动员对铅球做了功B．在b到d的过程中，铅球的机械能先增加后减少C．在c到d的过程中，铅球的重力势能减少D．在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断地变化9．(2022玄武区二模)如甲图所示，小明用弹簧测力计水平拉木块，使它先后两次沿水平木板滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像。下列说法错误的是( D )A．两次木块都作匀速直线运动B．两次木块受到的摩擦力一样大C．两次拉力对木块做的功一样多D．两次拉力对木块做功的功率一样大二、填空题10．(2022云南中考)儿童节期间，小朋友在公园里荡秋千，当秋千从高处落下时，重力势能__变小__(选填“变大”“变小”或“不变”)，不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能转化为__内__能。11．(2022内江中考)用一个动滑轮把重80N的沙袋从地面提到6m高的脚手架上，所用的力是50N，这一过程所做的有用功是__480__J，这个动滑轮的机械效率是__80%__。12\n12．(2022绵阳中考)如图是某建筑工地上提升建筑材料的滑轮组示意图，其动滑轮质量15kg，某次提升材料质量240kg，材料在空中静止时，摩擦影响很小，绳很轻，可以不考虑，则竖着向上的拉力F＝__850__N；竖着向上匀速提升材料，摩擦影响较大，实际所用的拉力大小是1000N，并将材料提升了10m高，则滑轮组的机械效率是__80%__。(g取10N/kg)13．(2022烟台中考)往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为__400__N__，若实际用力为500N，斜面的机械效率为__斜面的机械效率为80%__，重物受到的摩擦力为__100__N__。(g取10N/kg)14．(2022连云港中考)如图所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以1m/s速度在水平地面上匀速运动了10m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1，若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则W1__＝__W2，P1__<__P2。(均选填“>”“<”或“＝”)15．(2022兰州中考)某同学在10s内做了5个“引体向上”，他的质量为60kg，每次上升的高度为40cm。该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是__240__J，10s内做功的功率为__120__W。(g取10N/kg)16．(2022遵义模拟)为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明选用小车、斜面、木板、钩码、木块等器材进行如下的实验探究：(1)为了研究汽车超速问题，实验中应选择__甲、乙__两个图进行比较，得到的结论是：小车的质量一定时，速度越大，则动能越大。(2)为了研究汽车超载问题，实验中应选择乙、丙两个图进行比较，得到的结论是__小车的速度一定时，质量越大，动能越大__。三、实验探究题17．(2022烟台中考)下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告。12\n实验名称：测量滑轮组的机械效率实验步骤：(1)用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。(2)按图安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置。(3)拉动弹簧测力计并读出拉力F的值，用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将这三个量填入表格。(4)算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格。(5)改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据。实验记录：实验次数钩码重力G/N物体上升的高度h/cm有用功W有/J拉力F/N弹簧测力计移动的距离s/cm总功W总/J机械效率η163.0018.002.389.0021.4284.0%265.0030.002.4015.0036.0083.3%368.0048.002.3624.0056.6484.7%4610.0060.002.3530.0070.5085.1%实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关。请你评价小明和小红的实验报告。(1)指出实验步骤中存在的错误和不足；(2)从理论上分析说明他们实验结论的局限性。答：(1)有用功和总功计算错误；在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，小明和小红没有改变提升物体的重力大小。(2)研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，原实验只使用了一个滑轮组做了实验；研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，原实验没有改变物体的重力且只使用了同一滑轮组做实验。18．(2022淮安中考)小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示)，测得的实验数据如表中所示：实验次数斜面的倾斜程度物体重G/N物体上升高度h/m沿斜面拉力F/N物体移动距离s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η1较缓5.00.101.60.500.500.8063%2较陡5.00.152.20.500.751.1068%3最陡5.00.253.10.501.55(1)沿斜面拉动物体时，应使其做__匀速直线__运动。(2)根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为__1.25__J，机械效率是__80.6%__。(3)通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越__省力__。(4)通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下，__斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高__。12\n四、计算题19．(2022苏州中考)小华和妈妈去超市购物，她们将17kg物品放在小推车中推行，小推车在某段时间内速度v随时间t变化的关系图像如图所示。已知小推车重130N，所受阻力是总重的0.15倍。(g取10N/kg)(1)在0～10s内，水平推力__大于__(选填“大于”“小于”或“等于”)阻力，阻力大小为__45__N。(2)10～20s内水平推力做了多少功？(3)10～20s内水平推力的功率是多大？解：(1)由v－t图像可知，在0～10s内小推力做加速运动，处于非平衡状态，水平推力大于阻力；阻力的大小：f＝0.15G总＝0.15×(m物品g＋G车)＝0.15×(17kg×10N/kg＋130N)＝45N；(2)由v－t图像可知，在10～20s内小推车做匀速运动，处于平衡状态，则水平推力F＝f＝45N，由v＝可得，10～20s内小推车运动的距离：s＝vt＝0.8m/s×10s＝8m，10～20s内水平推力做的功：W＝FS＝45N×8m＝360J；(3)10～20s内水平推力的功率：P＝＝＝36W。20．(2022泰安中考)如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重。求：(1)工人拉绳子的速度；(2)滑轮组的机械效率；(3)滑轮组中的动滑轮的重力。解：(1)由图可知，n＝3，绳端移动的速度：v绳＝nv物＝3×0.1m/s＝0.3m/s，(2)根据P＝＝＝Fv可得，工人的拉力：F＝＝＝300N，滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝90%；(3)重物上升的高度：h＝vt＝0.1m/s×10s＝1m，拉力做的有用功：W有用＝Gh＝810N×1m＝810J，12\n拉力做的总功：W总＝Fs＝Fnh＝300N×3×1m＝900J，提升动滑轮做的额外功：W轮＝W总－W有用－Wf＝900J－810J－60J＝30J，由W轮＝G轮h可得，动滑轮的重：G轮＝＝＝30N。12
