2021年中考科学复习练习ppt课件：专题四-简单机械、功和功率.pptx

中考科学（通用专用）,专题四简单机械、功和功率,考点一简单机械,1.(2020浙江宁波,15,3分)现有一根形变不计、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为La、Lb的铝条a、b。将铝条a叠在铁条AB上,并使它们的右端对齐,然后把它们放置在三角形支架O上,AB水平平衡,此时OB的距离恰好为La,如图所示。取下铝条a后,将铝条b按上述操作方法使铁条AB再次水平平衡,此时OB的距离为Lx。下列判断正确的是()A.若La成立C.若LbLa,则LxLa成立D.若LbLa,则Lx成立,答案A由题意可知,将铝条a叠在铁条AB上,并使它们的右端对齐,然后把它们放置在三角形支架O上,AB水平平衡,此时OB的距离恰好为La,如图所示,若LaLbL,用铝条b替换铝条a就相当于在铝条a左侧放了一段长为Lb-La、重为Gb-Ga的铝条,这一段铝条的重心距B端的长度为La+=,而铁条AB和铝条a组成的整体的重心在支架原来的位置,距B端的长度为La,要使铁条AB水平平衡,由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,支架O应移到上述两个重心之间,即LaLx,故A正确、B错误;如图所示,若LbLa,用铝条b替换铝条a就相当于从铝条a左侧,截掉一段长为La-Lb、重为Ga-Gb的铝条,也相当于距B端Lb+=处施加一个竖直向上的力,其大小等于Ga-Gb,由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,要使铁条AB水平平衡,支架O应向A端移动,则LxLa,故C错误;由LbLa=,故D错误。故选A。,思路分析首先把原铁条和铝条a看作整体,原来水平平衡时整体的重心位于原支点处。当铝条变长时,将变长部分看成一个增加的物体,根据杠杆的平衡条件得出支点移动的方向,从而得出答案;当铝条变短时,将变短部分看作一个减少的物体,根据杠杆的平衡条件得出支点移动的方向,从而得出答案。,解题关键本题考查了杠杆平衡的条件的应用,能把铝条b替换铝条a看作在原来的基础上增加或减少一个物体是解题的关键,对学生的思维能力要求较高。,2.(2018浙江温州,15,4分)如图为吸盘式挂杆,将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气,挂杆就能被固定在瓷砖上。挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动,若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计,设挂钩与吸盘A的距离为l,则吸盘B受到的摩擦力F的大小与l的关系图像为(),答案D以吸盘A为支点,挂钩与吸盘A的距离为l,设锅的重力为G,A、B间距离为lAB,根据杠杆的平衡条件可得,F2l=FlAB,F2=G,则F=,lAB、G不变,l不为零,故吸盘B受到的摩擦力F的大小与l的关系图像为D。,思路分析根据杠杆的平衡条件分析解答。考试方向本题主要考查杠杆的平衡条件,根据数学知识分析图像。,3.(2019浙江宁波,10,4分)有些漫画,富有哲理,又蕴含科学知识。如图所示,一块一半伸出地面的匀质板上站着甲、乙两人,人与板均保持静止。下列对于图中所蕴含的科学知识的说法,不符合实际的是(),A.乙没有掉下,说明甲对板的压力一定等于乙对板的压力B.乙踢甲的同时,也会受到甲对乙的反作用力,乙可能因此坠落C.乙踢甲时,甲受到向前的作用力,可能会向前运动离开板D.若甲被踢出板,板会逆时针转动,乙因此坠落,答案A甲和乙站在板上保持平衡状态,这块板相当于一个杠杆,因无法确定甲、乙离支点的远近,故不能确定甲、乙对板压力的大小,A错误;乙踢甲的同时,也会受到甲对乙的反作用力,乙可能因此坠落,B正确;乙踢甲时,甲受到向前的作用力,可能会向前运动离开板,C正确;若甲被踢出板,板只受到乙对它向下的压力,因此板的左端下沉,右端上翘,即沿逆时针方向转动,D正确。故选A。,4.(2017浙江宁波,8,4分)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()A.F甲P甲P乙C.F甲P甲=P乙D.F甲F乙,A、D错误;物体上升的速度相同,则拉力作用点移动的速度分别为v甲=v物,v乙=2v物,甲图拉力的功率P甲=F甲v甲=2Gv物=Gv物;乙图拉力的功率P乙=F乙v乙=G2v物=Gv物,故P甲=P乙,C正确,B错误。故选C。,解题分析不计摩擦、动滑轮重和绳重,甲、乙两图中的拉力F甲=2G,F乙=G;根据P=Fv比较F甲、F乙做功的功率。,5.(2020浙江绍兴,15,4分)如图,甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论,又能直接显示出钩码的重力大小,于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)。下列四套装置中能实现的是(),答案D在A、C两图中,钩码挂在拉环上(即左边测力计倒置使用),因为弹簧测力计本身会受到重力,所以此时左侧测力计显示的示数等于测力计自身的重力与钩码重力之和,则左侧测力计不能直接显示出钩码的重力大小,故A、C错误;在B、D两图中,钩码挂在挂钩上(即左边测力计正常使用),所以左边测力计能直接显示出钩码的重力大小;B图中,右边的测力计倒置使用,此时右边测力计的示数等于左边测力计的重力与钩码重力之和,而左边测力计的示数等于钩码的重力,所以两边测力计的示数不相等,不能得出正确结论,故B错误;D图中,左边测力计的示数等于钩码的重力,手拉右边测力计的挂钩,由力的平衡条件可得,右边测力计的示数(即测力计受到向下的拉力)等于绳子的拉力与测力计的重力之差,又因为绳子的拉力等于测力计自身的重力与钩码的重力之和,即右边测力计的示数等于钩码的重力,能得出正确结论,故D正确。,解题关键本题主要考查了定滑轮的实质和工作特点,解题关键是明确测力计的示数等于作用在测力计挂钩上力的大小。,6.(2020浙江杭州,34,6分)杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时,将秤砣移至O点提纽处,杆秤恰好水平平衡,于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2 kg的物体时,秤砣移到B处,恰好能使杆秤水平平衡,测得OA=5 cm,OB=10 cm。(1)计算秤砣的质量。(2)小金在B处标的刻度应为 kg。若图中OC=2OB,则C处的刻度应为 kg。(3)当秤盘上放一个质量为2 kg的物体时,若换用一个质量更大的秤砣,移动秤砣使杆秤再次水平平衡时,其读数(选填“”)2 kg,由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。,答案(1)1 kg(2)24(3),解析(1)根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得,m1gl1=m2gl2,即m1l1=m2l2,2 kg5 cm=m210 cm,得m2=1 kg。(2)当秤盘上放一个质量为2 kg的物体时,秤砣移到B处,恰好能使杆秤水平平衡,所以在B处标的刻度应为2 kg;秤砣在C处时杆秤恰好水平平衡,设此时秤盘上放的物体质量为m,根据杠杆平衡条件得mgl1=m2gOC,即mgl1=m2g2OB,将l1=5 cm,OB=10 cm,m2=1 kg代入,得m=4 kg,即C处刻度应为4 kg。(3)根据杠杆平衡条件mgAO=m2gl,现在m、OA不变,m2变大,则l减小,所以读数小于2 kg。,解题思路(1)秤盘上放一个质量为2 kg的物体时,秤砣移到B处,恰好能使杆秤水平平衡,根据杠杆平衡条件计算秤砣的质量;(2)根据杠杆平衡条件,有m物5 cm=1 kgl,OB=10 cm,OC=20 cm,据此可得出对应被称物体的质量,标出B处和C处的刻度;(3)根据杠杆平衡条件,列出表达式,找出不变的量和变化的量,代入公式,判断出力臂的变化。,7.(2019浙江杭州,33,6分)如图甲,有一轻质杆,左右各挂由同种金属制成、质量分别为m1和m2(m1m2)的实心物块后恰好水平平衡。(1)求左右悬挂点到支点O的距离L1与L2之比。(2)将两物分别浸没于水中(如图乙),杆将会(选填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”),试通过推导说明。,答案(1)m2m1(2)仍然平衡推导过程见解析,解析(1)杠杆平衡时有:F1L1=F2L2m1gL1=m2gL2变形得到:L1L2=m2m1(2)杠杆仍然平衡以浸没于水的物体为研究对象进行受力分析:F拉+F浮=m物gF拉=m物g-F浮=m物g-水gV物=m物g所以:F拉1L1=m1gL1F拉2L2=m2gL2m1gL1=m2gL2F拉1L1=F拉2L2,因此杠杆仍然平衡,考点二功、功率,8.(2020湖南常德,17,3分)如图所示,用F1的力将物体B匀速提升h,F1做功600 J,若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度,F2做功为1 000 J。下列说法正确的是()A.两个过程中的拉力F1=3F2B.F1做功的功率比F2做功的功率小C.滑轮组机械效率为40%D.F2做功的距离为3h,答案DF1做功600 J,由W=Fs可知F1=。由图可知,滑轮组的绳子股数n=3,所以绳子自由端移动的距离即F2做功的距离s2=3h,F2做功1 000 J,由W=Fs可知F2=,所以F13F2,故A选项错误,D选项正确;题中没有给出两次运动的时间关系,所以无法比较两个力做功的功率,故B选项错误;因为用F1的力将物体B匀速提升,所以拉力F1等于物体B的重力G,所以滑轮组的有用功为W有=Gh=F1h=600 J,滑轮组的总功等于拉力F2做的功,即W总=W2=1 000 J,所以滑轮组的机械效率=60%,故C选项错误。故选D。,9.(2018浙江宁波,15,3分)如图所示,F1=4 N,F2=3 N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.1 m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法错误的是()A.F2的功率为0.6 WB.弹簧测力计读数为9 NC.物体A和地面之间有摩擦力D.如果增大F2,物体A可能向左运动,答案D由图知,水平使用滑轮组,n=2,拉力端移动速度v=2v物=20.1 m/s=0.2 m/s,拉力F2做功功率P2=F2 v=3 N0.2 m/s=0.6 W,故A正确;不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦,弹簧测力计的示数F=3F2=33 N=9 N,故B正确;物体A受到向右的拉力F1,物体B对A向左的摩擦力为6 N,则物体A与地面之间有静摩擦力,大小为2 N,方向向右,故C正确;如果增大F2,B对A的压力和接触面的粗糙程度不变,B与A之间的摩擦力不变,A受力不变,还是处于静止状态,故D错。故选D。,10.(2017浙江杭州,11,3分)如图所示装置,在水平拉力F的作用下,物体M沿水平地面做匀速直线运动,已知弹簧秤读数为10牛,物体M的运动速度为1米/秒(若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦)。那么在此过程中()A.物体M与地面间的摩擦力为5牛B.物体M与地面间的摩擦力为10牛C.水平拉力F做功的功率为20瓦D.1秒内滑轮对物体M做功为10焦,答案C如图所示,n=2,物体做匀速运动,f=2F=20 N,故A、B错误;1秒内物体移动的距离为s=v物t,1秒内绳子自由端移动的距离s=2s=2v物t=21 m/s1 s=2 m,1 s内拉力F做的功:W=Fs=10 N2 m=20 J,拉力F做功的功率:P=20 W,故C正确,D错误,故选C。,11.(2019浙江金华,33,8分)2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准,小金买了一辆按新国标生产的电动自行车(如图),部分参数如表所示。已知小金质量为60千克,假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08(g取10 N/kg)。,(1)车轮上刻花纹的目的是;(2)小金在水平地面骑行时,车轮与地面的总接触面积为50厘米2,则骑行的电动自行车对地面产生的压强是多少帕?(3)小金在水平公路上骑电动自行车,匀速行驶10千米过程中克服阻力做了多少功?(4)若小金骑行过程中电动车以最大功率输出,匀速行驶时的车速为多少?,答案(1)增大摩擦力(2)2105 Pa(3)8105 J(4)5 m/s,解析(1)车轮上刻花纹,能增大接触面的粗糙程度,可以增大摩擦;(2)电动自行车在水平地面行驶时,对地面的压力F=G总=(m车+m人)g=(40 kg+60 kg)10 N/kg=1 000 N,受力面积S=50 cm2=0.005 m2,电动自行车行驶时对水平地面的压强p=2105 Pa;(3)匀速行驶10千米过程中,阻力f=0.08G=0.081 000 N=80 N,克服阻力做的功W=fs=80 N10103 m=8105 J;(4)因电动车在水平的路面上匀速行驶时,处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,电动车受到的牵引力F=f=80 N,根据P=Fv知,匀速行驶时的车速:v=5 m/s。,解题关键本题是一道力学的综合应用题,解决的是电动自行车的相关问题,能从参数表中提取有用信息是解题的关键。,12.(2020浙江宁波,21,6分)科学上通常用“功”和“热量”来量度物体能量的变化。,(1)在“使用动滑轮”活动中,小科利用如图所示装置,用竖直向上的大小为10 N的拉力F使物体A匀速提升了0.1 m。如果该装置的机械效率为70%,则这一过程中,克服物体A的重力所做的功为J,这个值也是物体A增加的机械能。,(2)把质量为2 kg,温度为25 的水加热到100,至少需要完全燃烧g的酒精。上述过程中,水的内能增加是通过(填“做功”或“热传递”)的途径实现的。已知:水的比热容为4.2103 J/(kg),酒精的热值为3.0107 J/kg,答案(1)1.4(2)21热传递,解析(1)绳子自由端移动的距离s=2h=20.1 m=0.2 m,拉力做的总功W总=Fs=10 N0.2 m=2 J,由=100%可得,克服物体A的重力所做的功W有=W总=2 J70%=1.4 J;(2)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2103 J/(kg)2 kg(100-25)=6.3105 J,由题知,至少需要酒精完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=6.3105 J,由Q放=m酒精q得,需要完全燃烧酒精的质量m酒精=2.110-2 kg=21 g;烧水时,水的内能增加是通过热传递的方式实现的。,考点一简单机械,1.(2020浙江宁波海曙一模,13)有一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械(如图所示),借助这种装置可以将较重的物体搬运到高处。小科利用该装置,在20 s内将质量为80 kg的重物匀速提升了3 m。已知滚轴A、B的质量都是5 kg。若不计绳重和摩擦,g取10 N/kg,则以下说法正确的是()A.该装置可以看作是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组,其中动滑轮是AB.重物上升3 m,绳子自由端下降12 mC.整个过程,小科所做的有用功是2 700 JD.该过程,小科做功功率为127.5 W,答案DA项,提升物体时,A的轴固定不动,属于定滑轮,B和物体一起移动,属于动滑轮,错误;B项,由图可知,n=5,拉力端移动距离s=5h=53 m=15 m,错误;C项,重物重力G=mg=80 kg10 N/kg=800 N,小明对重物做的有用功W有=Gh=800 N3 m=2 400 J,错误;D项,动滑轮B的重力G轮=m轮 g=5 kg10 N/kg=50 N,额外功为W额=G轮h=50 N3 m=150 J,不计绳重和摩擦,整个过程中,小明做的功W总=W有+W额=2 400 J+150 J=2 550 J,则功率为P=127.5 W,正确。故选D。,2.(2019浙江杭州下城一模,17)如图所示,用10 N的力F竖直向上拉动滑轮,物体A以0.2 m/s的速度匀速上升2 m,滑轮的效率为80%,不考虑摩擦和绳重,下列说法正确的是()A.拉力做的有用功为8 JB.拉力F的功率为4 WC.A的重力为5 ND.滑轮重力为4 N,答案A该滑轮的机械效率=80%,则G A=4 N,W有=Gh=4 N2 m=8 J,C错误,A正确;若不考虑摩擦、绳重,对动滑轮受力分析:可得G轮+2GA=10 N,G轮=2 N,D错误;拉力作用点移动的速度为物体速度的一半,vF=0.2 m/s=0.1 m/s,拉力F的功率P=FvF=10 N0.1 m/s=1 W,B错误。,思路分析拉动滑轮时,若不考虑摩擦、绳重,拉力的大小等于物重的2倍加上动滑轮重力,据此求动滑轮重力;拉力移动距离s=h,利用=求物体A的重力。,3.(2020浙江杭州富阳一模,26)如图是某空调外机的安装剖面图,DE为50 cm,DK为30 cm,金属支架ABC重力忽略不计,相应支架分别被螺钉固定在墙上,AC长度为45 cm,BC水平安装,BC长度为60 cm。安装时,外机DE面距离墙壁15 cm,外机质量分布均匀,大小为30 kg。(g=10 N/kg)(1)为了安全,从力学的角度分析,室外机的位置应尽量(选填“靠近”或“远离”)墙壁。(2)请以C为受力作用点,画出金属直杆BC所受拉力的示意图。(3)C处螺钉所受水平拉力为。,答案(1)靠近(2)如图所示(3)200 N,解析(1)为了安全,应减小BC对墙面的水平拉力F拉;由杠杆平衡条件知,以A为支点,在AC、G不变的前提下,室外机的位置应尽量靠近墙壁;(2)如果C处螺钉松脱,则支架会绕A点倾翻,故BC所受拉力垂直于墙壁向里;(3)A点是支点,空调作用在支架上的力是阻力,大小为G,由杠杆平衡条件可知F拉AC=GBC,C处螺钉的水平拉力为F拉=G。代入已知量得F拉=30 kg10 N/kg=200 N。,4.(2019浙江杭州西湖一模,26)小金推着购物车在超市购物,如图所示,购物车和货物的总重力为100牛,A点离地面距离为0.9 m,B、C为车轮与地面的接触点,当购物车遇到障碍物时,小金先后两次在A点对购物车施加了最小作用力,使车的前、后轮分别越过障碍物。第一次的施力方向为,此时购物车可视为杠杆;第二次的施力大小为牛。,答案垂直于线段AB斜向下 省力20,解析当购物车前轮C遇到障碍物时,小明以后轮B为支点,为使作用力最小,则应使动力臂长度最大,最大为A到B的距离,故施力方向垂直于线段AB斜向下,从而使前轮C向上翘起。此时动力臂大于阻力臂,故为省力杠杆;当购物车后轮B遇到障碍物时,小明应斜向上提扶把A点,购物车绕着C点转动,故C点就是支点,由图知,此时动力臂最大应为A到C的距离,根据勾股定理可知L动=1.5 m,L阻=0.3 m,由杠杆平衡条件可知:FL动=GL阻,即F1.5 m=100 N0.3 m,解得F=20 N。,5.(2020浙江杭州富阳一模,34)工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼,每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示,滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计。求:(1)若工人用300 N的拉力,将建材匀速竖直向上提升了4 m,工人所做功;(2)当所运送建材的重力为500 N时,工人作用在绳子上的拉力;(3)当滑轮组的机械效率为80%时,所运送建材受到的重力。答案(1)2 400 J(2)500 N(3)2 000 N,解析解:(1)拉力移动距离:s=nh=24 m=8 m,拉力做功:W=Fs=300 N8 m=2 400 J;(2)由图乙可知,当建材的重力为500 N时,滑轮组机械效率为50%,由=得,建材的重力为500 N时,工人作用在绳子上的拉力:F=500 N;(3)由F=(G+G动)得,动滑轮重:G动=2F-G=2500 N-500 N=500 N,由=得,当机械效率为80%时,所运送建材受到的重力:G=2 000 N。,考点二功、功率,6.(2020浙江杭州富阳一模,11)用大小相同的力F,作用在质量不同的物体上,使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s(如图所示),F所做的功分别为W1和W2,则()A.W1=W2B.W1=W2C.W1=2W2 D.W1=4W2,答案B两个物体受到的力都是F,通过的距离都是s,根据W=Fs,可以判断两个力做功相等,即W1=W2。故选B。,7.(2018浙江杭州余杭二模,11)如图所示,用40 N的力F沿水平方向拉滑轮,可使重20 N的物体A以0.3 m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10 N,弹簧测力计的示数恒为10 N(不计滑轮、测力计、绳子的重量,滑轮的转轴光滑)。下列说法不正确的是()A.物体A受到水平面的摩擦力是10 NB.滑轮移动的速度是0.15 m/sC.水平拉力F的功率是6 WD.在2 s内绳子对物体A做的功为6 J,答案D因为F=40 N,所以绳子对A的拉力为F绳=40 N=20 N,弹簧测力计的示数恒为10 N,则物体B对A的摩擦力为10 N,方向向右,所以水平面对A的摩擦力为f=20 N-10 N=10 N,故A正确;A移动的速度即绳端移动的速度为0.3 m/s,所以滑轮的移动速度为0.3 m/s=0.15 m/s,故B正确;水平拉力F的功率为P=FvF=40 N0.15 m/s=6 W,故C正确;绳子对A的拉力是20 N,2 s内物体A移动的距离为s=vt=0.3 m/s2 s=0.6 m,所以W=F绳s=20 N0.6 m=12 J,故D错误。,8.(2019浙江杭州下城一模,18)一块石头从离水面高为H处由静止开始下落,后落入足够深的水中至水底。已知石头密度为2.0103 kg/m3,不计空气阻力,不计进入水中时机械能损失,而在水中受到阻力始终为重力的1/5。设在空中和水中分别下落H高度过程中,重力对石头所做的功分别是W空、W水,重力做功的平均功率分别是P空、P水,则()A.W空=W水,P空P水B.W空=W水,P空W水,P空P水D.W空W水,P空P水,答案B重力对石头所做的功W=GH,G相同,H也相同,则W空=W水;在空气中下落H时,不计空气阻力,在水中下落H时,受到阻力,故石头下落相同高度,所用时间t空t水,故P空P水,故选B。,9.(2020浙江杭州拱墅一模,26)AB和AC两个高度相等、长度不等的斜面,两者粗糙程度完全相同。现将同一物体分别沿斜面AB和AC由底端匀速拉至顶端。此过程中,物体克服重力做的功WBWC(选填“=”“”,下同);物体受到的摩擦力fBfC;斜面的机械效率BC。,答案=,解析现将同一物体分别沿斜面AB和AC由底端匀速拉至顶端,物体上升的高度是相同的,根据W=Gh可知,克服重力所做的功是相同的,即WB=WC;滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,接触面的粗糙程度相同,斜面的倾角越大,物体对斜面的压力越小,摩擦力越小,即fBC。,一、选择题(每小题3分,共15分),1.(2020浙江杭州上城一模,5)一次跳绳测试中,小金1分钟跳了200次,这一过程中他克服重力所做的功约为()A.3 JB.30 JC.300 JD.3 000 J,答案D小金的质量大约为50 kg,每跳一次的高度h约为4 cm=0.04 m,跳一次绳克服重力做功W=Gh=mgh=50 kg10 N/kg0.04 m=20 J;1 min跳200次绳所做的总功W总=20020 J=4 000 J,与D选项最接近。故选D。,2.(2020浙江宁波海曙一模,11)如图所示,四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重为10 N的物体,不考虑空气阻力。则无人机在空中()A.水平匀速飞行时,悬挂重物的细线会偏离竖直方向B.加速上升5 m时,细线的拉力对重物所做的功等于50 JC.匀速下降时,无人机的机械能保持不变D.上升的动力来自空气的反作用力,答案DA项,水平匀速飞行时,不计空气阻力,重物与飞机保持相对静止,所以悬挂重物的细线不会偏离竖直方向,错误;B项,加速上升5米时,细线对重物的拉力大于重物所受的重力,拉力做的功大于50 J,错误;C项,匀速下降时,动能不变,势能减小,故机械能减小,错误;D项,四个螺旋桨的高速转动,使空气向下运动,由于物体间力的作用是相互的,空气也会给无人机一个向上的力,正确。故选D。,3.(2020浙江温州龙湾一模,15)如图甲是上肢力量健身器示意图,杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,AO=2BO,配重的重力为100牛,小明通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为FB,杠杆在水平位置平衡,配重对地面的压力记为F压,拉力FB与压力F压的关系如图乙所示,杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计,动滑轮重力为G动。下列说法正确的是(),A.配重对地面的压力F压为50牛时,小明在B点施加竖直向下的拉力FB为160牛B.配重对地面的压力F压为90牛时,小明在B点施加竖直向下的拉力FB为40牛C.配重对地面的压力F压为10牛时,小明在B点施加竖直向下的拉力FB为360牛D.配重刚好被匀速拉起时,小明在B点施加竖直向下的拉力FB为440牛,答案D当配重在地面上保持静止状态时,它受到的绳子的拉力为F=G-FN,因为动滑轮上有2段绳子承担物重,因此杠杆A点受到的拉力:FA=2F+G动=2(G-FN)+G动,根据杠杆的平衡条件得到:FAOA=FBOB,即2(G-FN)+G动OA=FBOB,因为AO=2BO,所以FB=4(G-FN)+2G动,因为配重对地面的压力与地面对配重的支持力是一对相互作用力,所以F压=FN,当配重对地面的压力为80 N时,F=4(100 N-80 N)+2G动,当配重对地面的压力为50 N时,2F=4(100 N-50 N)+2G动,解得G动=20 N;A项,当配重对地面的压力为50 N时,B点向下的拉力为FB=4(G-FN)+2G动=4(100 N-50 N)+220 N=240 N,错误;B项,当配重对地面的压力为90 N时,B点向下的拉力为,FB=4(G-FN)+2G动=4(100 N-90 N)+220 N=80 N,错误;C项,当配重对地面的压力为10 N时,B点向下的拉力为FB=4(G-FN)+2G动=4(100 N-10 N)+220 N=400 N,错误;D项,配重刚好被拉起,即它对地面的压力为0,根据FB=4(G-FN)+2G动得,FB=4(100 N-0 N)+220 N=440 N,正确。故选D。,关键点拨(1)对配重进行受力分析,根据二力平衡原理计算出配重绳子上的拉力F;对动滑轮进行受力分析,计算出杠杆A点产生的拉力FA;由杠杆平衡条件列出关系式,代入数据可计算出动滑轮的重力;(2)使用上面同样的方法计算出配重对地面的压力为50 N、80 N、10 N和0时,B点施加的向下的拉力。,误区警示此题综合考查了杠杆平衡条件的应用、动滑轮及其工作特点等,综合性较强,难点和关键点是计算动滑轮的重力,属于中考压轴题。,4.(2019浙江绍兴,15)如图是上肢力量健身器示意图。杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,AB=3BO,配重的重力为120牛。重力为500牛的健身者通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为F1时,杠杆在水平位置平衡,配重对地面的压力为85牛。在B点施加竖直向下的拉力为F2时,杠杆仍在水平位置平衡,配重对地面的压力为60牛。已知F1F2=23,杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计。下列说法正确的是(),A.配重对地面的压力为50牛时,健身者在B点施加竖直向下的拉力为160牛B.配重对地面的压力为90牛时,健身者在B点施加竖直向下的拉力为120牛C.健身者在B点施加400牛竖直向下的拉力时,配重对地面的压力为35牛D.配重刚好被匀速拉起时,健身者在B点施加竖直向下的拉力为540牛,答案C当配重在地面上保持静止状态时,它受到的绳子的拉力F为:F=G-FN;因为跨过滑轮的绳子一端拴着配重,一端固定在地,因此杠杆A点受到的拉力FA=2F+G轮=2(G-FN)+G轮,根据杠杆的平衡条件得到FAOA=FBOB,即2(G-FN)+G轮OA=FBOB,因为AB=3BO,所以AO=2OB,那么FB=4(G-FN)+2G轮,当配重对地面的压力为85 N时,F1=4(120 N-85 N)+2G轮,当配重对地面的压力为60 N时,F2=4(120 N-60 N)+2G轮,因为F1F2=23,所以=,解得G轮=30 N;,当配重对地面的压力为50 N时,B点向下的拉力为FB=4(120 N-50 N)+230 N=340 N,A错误;当配重对地面的压力为90 N时,B点向下的拉力为FB1=4(120 N-90 N)+230 N=180 N,B错误;健身者在B点施加400 N竖直向下的拉力时,400 N=4(120 N-FN)+230 N;解得FN=35 N,故C正确;配重刚好被匀速拉起,即它对地面的压力为0,FB2=4(120 N-0 N)+230 N=540 N500 N;因为健身者的最大拉力等于重力500 N,因此配重不可能被匀速拉起,D错误。故选C。,思路分析对配重进行受力分析,根据力的平衡原理计算出配重绳子上的拉力F,从而计算出杠杆A点受到的拉力FA,根据杠杆的平衡条件,找到B点拉力与配重的重力之间的数学关系式;根据F1F2=23计算出滑轮的重力;根据关系式分析A、B、C选项;配重刚好被拉起,即它对地面的压力为0,根据关系式计算出B点的拉力需要540 N,大于健身者的重力500 N,则健身者离开地面,与实际不符。,5.(2018浙江杭州十三中二模,11)如图所示,重100 N的物体A在拉力F的作用下以1 m/s的速度在水平面上匀速直线运动了2 s,该装置的机械效率为80%。上述过程中()A.水平面对A的摩擦力为25 NB.弹簧测力计对A所做的功为40 JC.拉力F移动的距离为4 mD.拉力F做功的功率为50 W,答案B由题意和图示可知:vA=1 m/s,t=2 s,F=50 N,=80%;物体A在2 s内移动的距离为sA=vAt=1 m/s2 s=2 m,由于拉力F通过定滑轮作用在动滑轮的轴上,则拉力F移动的距离s=sA=2 m=1 m,故C错误;拉力端移动的速度v=0.5 m/s,拉力F做功的功率P=Fv=50 N0.5 m/s=25 W,故D错误;该装置的机械效率=100%=100%=100%=80%,解得物体A受到水平面的摩擦力fA=20 N,因为物体A做匀速直线运动,所以弹簧测力计对物体A的拉力F拉=fA=20 N,弹簧测力计对物体A做的功W=F拉sA=20 N2 m=40 J,故A错误,B正确。,解题思路利用速度公式求物体A在2 s内移动的距离,拉力端移动的距离为物体移动距离的;利用P=Fv求拉力F做功功率;该装置的机械效率=,据此求物体A受到水平面的摩擦力,由于物体A做匀速直线运动,弹簧测力计对A的拉力等于摩擦力,再利用W=F拉sA求弹簧测力计对物体A所做的功。,二、非选择题(共10分)6.(2020浙江杭州西湖一模,34)(4分)人体旗帜是一种流行于欧美的运动,运动者要完成如图甲所示的动作,用手抓着垂直于地面的杆,使身体与地面保持平行。我们把这个动作简化成如图乙所示的模型,假设人体的重心在O点,人体重力为G,OD长度为L1,AB的长度为L2,两手与杆的夹角均为45。为了研究方便,我们假定杆对手施加的力是沿着手臂的方向。,(1)杆对该运动员左手(甲图中上方手臂)作用力的方向为沿手臂(选填“斜向上”或“斜向下”)。(2)图乙所示的杠杆若以A为支点,人的重力为阻力,请在图中画出阻力臂。(3)试推导杆对该运动员左手作用力的大小F=(请写出推导过程,所得结果用字母表示)。,答案(1)斜向上(2)如图所示(3)GL1,解析(1)要完成图甲所示的动作,使身体与地面保持平行,左手(甲图中上方手臂)对杆有沿手臂向下的力,根据力的作用是相互的可知,杆对该手臂作用力的方向为沿着手臂斜向上;(2)以A为支点,人的重力方向竖直向下,重力为阻力,由支点A向重力作用线作垂线,垂线段长为阻力臂,如答案图所示;(3)为使身体与地面保持平行,杆对左手斜向上的力F为动力,人的重力为阻力,此时B为支点,阻力臂l阻=OD=L1,由图知,两手与杆夹角均为45,所以ACB=90,则BC为动力臂,ACB为等腰直角三角形,由几何知识可知,动力臂BC=AB=L2,由杠杆的平衡条件有FBC=GOD,所以F=。,关键点拨本题以人体旗帜运动为情境,考查了杠杆示意图的画法以及杠杆平衡条件的应用,关键是正确分析杠杆的各要素。,7.(2019浙江杭州上城一模,26)(6分)小金设计了“移动支点式杠杆”模型来研究建筑工地上的塔吊。AB是长1.8 m、质量不计、粗细均匀的直棒,将其放在一个宽度为50 cm的凳子上,在直棒的A端固定一质量m铅=2 kg的铅块(忽略大小),AO1=30 cm(g取10 N/kg)。(1)在距离B点10 cm的P处挂某一重物时,直棒刚好有顺时针转动的趋势,则P处挂的重物的重力为(小数点后面保留一位);,(2)当悬线带着重物缓慢向A端移动时,可以抽象成凳面上只有某点E对直棒有支持力。随着重物左移,E点将(选填“左移”或“右移”或“不动”),直棒对E点的压力(选填“变大”或“变小”或“不变”)。,答案(1)17.8 N(2)左移不变,解析(1)直棒刚好有顺时针转动的趋势,O2为支点,GPO2P=G铅AO2,G铅=m铅g=2 kg10 N/kg=20 N,AO2=AO1+O1O2=0.3 m+0.5 m=0.8 m,O2P=AB-AO2-PB=1.8 m-0.8 m-0.1 m=0.9 m,GP=17.8 N;(2)随着重物的左移,铅块和重物总重心左移,凳面上某点E(即新支点)对直棒支持力的作用点左移;直棒对E点压力等于铅块和重物的重力之和,压力不变。,思路分析(1)确定杠杆的支点,确定力臂的大小,根据杠杆平衡原理F1L1=F2L2即可求解;(2)随着重物左移,铅块和重物的总重心左移,进行受力分析,得出结论。,