





所属成套资源:【查漏补缺】新中考二轮科学专题导练
备战2023新中考二轮科学专题导练 考点22 简单机械与功
展开
这是一份备战2023新中考二轮科学专题导练 考点22 简单机械与功,文件包含备战2023科学新中考二轮专题导练考点22简单机械与功解析版docx、备战2023科学新中考二轮专题导练考点22简单机械与功原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共37页, 欢迎下载使用。
考点精讲 1.定义:在力的作用下能够绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。2.五要素——组成杠杆示意图。(1)支点:杠杆绕着转动的固定点。用字母O表示。(作用在支点上的力不影响杠杆的平衡)(2)动力:能够使杠杆转动的力。用字母F1表示。(3)阻力:阻碍杠杆转动的力。用字母F2表示。(4)动力臂:从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。3.杠杆的平衡条件(1)杠杆平衡是指:杠杆静止或匀速转动。(2)杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:F1×l1=F2×l2。4.三类杠杆名称结构特征特点省力杠杆l1>l2,F1<F2省力但费距离费力杠杆l1<l2,F1>F2费力但省距离等臂杠杆l1=l2,F1=F2既不省力也不省距离5.定滑轮、动滑轮(1)定滑轮①定义:工作时轴固定不动的滑轮。②实质:动力臂等于阻力臂的杠杆,一段绳子承担物重。③特点:不省力也不省距离,但能改变力的方向。④各物理量关系:F=G;s=h;vF=vG。(2)动滑轮①定义:工作时轴随物体一起移动的滑轮。②实质:动力臂等于阻力臂二倍的杠杆,二段绳子承担物重。③特点:省一半的力,费一倍的距离。④各物理量关系:F<G;s>h;vF>vG。6.滑轮组(1)定义:动滑轮、定滑轮组合成滑轮组。(2)特点:使用滑轮组既能省力又能改变力的方向。滑轮组中各机械量的关系和计算n :表示绳子绕在动滑轮上的段数(绳子的有效段数) F :表示自由端的拉力,也是人提供的拉力G :表示重力,包括物体重力G物、动滑轮的重力G动S : 绳子自由端移动距离S ; h :表示重物和动滑轮移动的距离hVF :绳子自由端移动速度VF ; VG :重物和动滑轮移动速度VG;关系: F = 1/n G物(忽略滑轮的重力)或F = 1/n (G物+G动)(不忽略滑轮的重力)S = n h ; VG =1/n VF组装滑轮组方法:首先根据公式n=(G物+G动)/F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则,结合题目的具体要求组装滑轮。(1)绳子段数的确定:最省力时,动滑轮钩子上要有一段绳子,绳子段数为2n+l(n为动滑轮个数);既省力又能改变力的方向时,定滑轮钩子上需要绳子,绳子段数为2n.(2)绳子起点的确定:当绳子段数为奇数时,绳子的起点系在动滑轮钩子上;当绳子段数为偶数时,绳子的起点系在定滑轮钩子上.可以简单记为“奇动偶定”。(3)绳子的绕法:依次从内到外,先绕小滑轮后绕大滑轮,即从小到大,从内到外。7.机械效率(1)机械效率(η):物理学里,将有用功跟总功的比值叫做机械效率。η=×100%。(2)任何机械的机械效率总和小于1。机械效率通常用百分数表示。机械效率没有单位。8.能量(1)一个物体能够做功,那么这个物体就具有能量。(2)物体能够做的功越多,具有的能量就越大。(3)能量的单位与功的单位相同,都是焦耳,符号J。9.动能(1)物体由于运动而具有的能量叫做动能。(2)物体动能与质量和速度有关:质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大。运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。10.势能(1)势能包括:重力势能、弹性势能。(2)物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。影响重力势能大小的因素有质量、高度。(3)物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能,物体弹性势能大小与物体形变的大小等因素有关。11.机械能及其转化(1)定义:动能和势能之和称为机械能。(2)物体的动能和势能是可以相互转化的。(3)机械能守恒:如果只有动能和势能相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但机械能的总和不变,这就是机械能守恒,W机械=W动+W势。12.力学中的功:如果物体受到了力的作用,并且在这个力的方向上通过了一段距离,我们就说这个力对物体做了功。13.功的两个因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过一段距离。14.不做功的三种情况:(1)“劳而无功”。(2)“不劳无功”。(3)力的方向和物体运动方向垂直。15.计算公式:物理学中,功等于力与力的方向上移动的距离的乘积。即:W=Fs。16.比较做功快慢的方法:(1)不同物体做相同的功,比较做功时间。(2)相同时间,比较做功多少。17.功率(1)在物理学中,用功率来表示做功的快慢。(2)单位时间里完成的功叫做功率。(3)功率越大,表明物体做功越快;功率越小,表明物体做功越慢。(4)根据功率的定义,可以得出功率的计算公式为P=。真题解析例题1.“舂米对”是一种简单机械,其示意图如图所示。使用这个装置时,人在A端用力竖直把它踩下后立即松脚,B端石块就会立即下落,打在石臼内的谷物上,从而把谷物打碎。你认为它属于___________(填“费力”还是“省力”)杠杆,舂米的过程中装置从水平转过角度小于70°,则此过程中脚所施加的力如何变化___________。(填“变小”、“不变”或“变大”)答案1. 费力 变小【解析】【详解】[1]O点为支点,脚施加的力为动力,而B端石块的重力为阻力,此时动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。[2]根据图片可知,在这个装置从水平转过一定角度时,动力臂L1保持不变,阻力G保持不变,但是阻力臂L2不断减小,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,此过程中脚施加的力逐渐变小。 2.在山区常见到盘山公路。修建盘山公路是利用我们学过的一种简单机械___________的原理,这样做主要目的是使汽车在上坡时能够___________。答案2. 斜面 省力【解析】【详解】修建盘山公路是利用我们学过的一种简单机械斜面的原理,可以在物体向上运动时省力。 3.为提高学生安全自救和使用灭火器的能力,学校开展消防安全演习。(1)如图是一种二氧化碳灭火器局部示意图,当按压控制杆时,控制杆绕点O转动,可打开阀门。灭火器的控制杆相当于简单机械中的___________。(2)演习过程中,当压下瓶阀的压把时,内部的二氧化碳灭火剂便由虹吸管经过瓶阀到喷筒喷出,使燃烧区氧的浓度迅速下降,当二氧化碳达到足够浓度时火焰会窒息而熄灭,同时由于液态二氧化碳会迅速___________,(填物态变化名称)在很短的时间内吸收大量的热量,因此对燃烧物起到一定的冷却作用,也有助于灭火。答案3. 杠杆(或省力杠杆) 汽化【解析】【分析】【详解】(1)[1]从泡沫灭火器局部示意图看出,当按压控制杆时,控制杆绕点O转动,可打开阀门。此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆。控制杆相当于简单机械中的杠杆。(2)[2]液态二氧化碳会迅速汽化而吸收大量热量,因此对燃烧物起到一定的冷却作用,也有助于灭火。 4.在生活和生产中,简单机械有着十分重要的作用。实验次数钩码的重力G/N钩码提升的高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率120.10.90.374.1%240.1a0.383.3%360.12.20.3b (1)为了探究“杠杆的平衡条件”,小明用图1的装置进行实验。实验前,杠杆左端下沉,应将右端的平衡螺母向___________调节(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡便于测量力臂;(2)小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码,记录数据如上表。①由图2可知,第2次实验中弹簧测力计示数a和第3次滑轮组的机械效率为b最接近___________;A.1.6 85% B.2 90.9% C.1.6 90.9% D.2 85%②分析实验数据可得:同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时,减小动滑轮的重力,则滑轮组的机械效率___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。答案4. 右 C 变大【解析】【详解】(1)[1]根据图1可知,杠杆的右端上翘,说明右端轻,因此平衡螺母应该向右调节。(2)[2][3]①根据图2可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,则第2次实验中测力计的示数a=1.6N第③次实验中滑轮组的机械效率为故选C。②使用滑轮组提升重物时,对动滑轮做额外功。提升同一物体时,有用功相等,动滑轮的重力越小,额外功越小,滑轮组的机械效率越大。 5.滑轮是一种常用的简单机械,使用定滑轮在省力和省距离等方面有什么特点?以下是小丽对此进行的实验:①如图甲,用弹簧秤测出两个钩码的重;②如图乙,用手竖直向下匀速拉弹簧秤,记录弹簧秤示数(摩擦力忽略不计)。测量钩码和绳子自由端通过的距离,记录在下表中;③如图丙,改变拉力方向重复实验并记录。拉力方向弹簧秤示数(牛)绳子自由端移动距离(厘米)钩码上升距离(厘米)竖直向下2.01515斜向下2.01212水平2.088 请回答:(1)①中测得钩码重为__________牛;(2)分析数据,可得出的结论是__________;(3)小丽认为仅凭一组实验得出结论不具普遍性,还需__________。答案:5. 2.0 定滑轮可以改变力的方向,但不省力 改变钩码的重力,再重新实验几次【解析】【详解】(1)[1]由图甲知道,测力计分度值为0.2N,示数为2.0N。(2)[2]由图知道,三种拉力情况,每次拉力的方向都不相同。在实验过程中不断改变拉力的方向,观察测力计的示数都为2N,等于物重,故可得出结论:定滑轮可以改变力的方向,但不省力。(3)[3]由于只测了一组实验数据,这样得出的结论会具有片面性或偶然性,所以为了寻找普遍规律,做完一次实验后,改变钩码的重力,再重新实验几次。突破提升一、选择题1.如图所示,某同学分别用背、抱、平拉、滚拉的方式运水(塑料桶中间带有转轴,桶中装满水),在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,他对水做功最多的是( )A. B.C. D.二、探究题2.庆元大桥在热火朝天的建造中,引来市民驻足观看。小丽观察到吊车支腿撑开立在工地上,如图甲所示。小丽查询了该吊车的一些参数:整车自重10吨,车宽2.6米,左右支腿跨度5.2米。[Failed to download image : https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/19/2897829397831680/2904290646417408/STEM/7a7a92c3-eab8-479e-8276-86cbeb61ef94.png](1)某过程吊车用0.1米/秒的速度将6吨的货物匀速提升5米,求该过程中:①吊车对货物做功__________焦;②吊车提升货物的功率是多少__________?(2)若吊臂长9.2米,吊臂与水平面成60°角时,重心在车的中心,如图乙所示,求吊车能吊起货物的最大质量__________。三、简答题3.如图甲是疫情期间的一块校园移动牌,简化图如图乙,其中AB为竖直牌面,CD(水平)和BE(竖直)为支架,并且测得牌面长AB为150cm,宽为120cm,支架长度CE=ED=2BE=50cm,指示牌的质量为15kg(所有支架的受风面积忽略不计)。(1)乙图所画指示牌模型可看作简单机械中___________模型;(2)假设风对指示牌的作用点在AB中点,根据图示风向计算:刚好把D端吹离地面这一瞬间的风力F。( )4.2020年12月,“嫦娥五号”探测器在月球上采集了1731克月壤(其中约900克取自月表)。月壤中含有的“氦-3”(He-3)被科学家们称为“完美能”,据科学家估算10吨“氦-3”就能满足我国一年所需的能需求。(1)使用“氦-3”作为能,需通过__________(选填“轻核聚变”或“重核裂变”)释放其内部的核能;(2)采集器把这900克月表的月壤放入距月表1米高的收集器中,采集器克服重力做了多少功_____________?(已知物体在月球表面受到的重力是地球上的)(3)在返回过程中,“嫦娥五号”上升器发动机以向上3000牛的力工作6分钟,成功将携带样品的上升器送入到离月球表面高度约为15千米的预定环月轨道。则“嫦娥五号”上升器发动机的功率至少多大__________?5.如图甲是一种拉力器的原理图,主要结构包括拉环、测力计、滑轮组、负重箱等。负重箱内部装有活塞,活塞两端密闭性良好,活塞从底部向上运动后,负重箱内为真空。使用时,拉紧拉环,拉力较大时,活塞向上运动,拉力较小时,活塞向下运动,如此反复运动,从而得到锻炼。已知负重箱内部高度为20厘米,活塞上表面积为10厘米2。(大气压p=1.0×105帕,不计活塞厚度,不计活塞、滑轮、测力计、绳子的自重,不计摩擦)(1)滑轮A的作用是______。(2)如图乙是某次运动中测力计示数F与活塞上升距离h关系图,请计算完成一次活塞匀速上升过程,拉力做的功。( )(3)小明认为负重箱内如果密封了一定量的气体,该拉力器也能工作。若密封气体在一定温度下的体积与气压的关系如表所示,请在乙图中画出:当负重箱内密封一定量气体后,活塞匀速上升过程中,测力计示数与活赛上升距离的大致关系图。( )体积/米30.40.81.21.6气压/千帕2401208060 6.如图所示,物体重G物=1000N,动滑轮重G动=200N,人站在地面上拉绳子的一端,使物体以2m/s的速度匀速上升2m(绳重和摩擦不计)。(1)人所施加的拉力;(2)拉力所做的有用功;(3)拉力做功的功率。四、填空题7.旗杆顶部安装的简单机械是______滑轮,某校旗杆高度为13米,国旗手用15牛的拉力将国旗匀速升起12米,该国旗手做功______焦8.在生产生活中,人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮,还有斜面。螺丝钉是一种类似_______的机械(填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”),螺纹_____(填“密”或“稀”)一些的螺丝钉拧起来更省力。9.2021年的国庆和中秋节正好相遇,借着双节的喜庆机会,国庆旅游人群热情不减。(1)位于天蒙景区塔山脚下的指动石重达百吨(如图),站在石下的小明轻轻用力就可以使它上下颤动,此时指动石是一个___________(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。(2)在滨河游乐园内,50 kg的小明乘坐匀速转动的摩天轮观光时,随轿厢一起上升的小明的机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”),将小明载到46 m 最高点的过程中,摩天轮轿厢对小明做功________J。10.杭温铁路建成通车后,仙居到杭州不到1小时,目前正在建造中。在建造过程中需要使用大型起重机“龙门吊”。它主要由主梁和支架构成,可以提升与平移重物,其示意图如图所示:(1)“龙门吊”将千克的重物先从地面提升到8米,再向左平移6米到工作台,在这整个过程中“龙门吊”对重物做功的大小是________焦。(2)已知重物的重力为G,主梁总长为L,不考虑主梁自身重力。重物由主梁右侧向左侧移动,当移动的距离为s时,以主梁左端点为支点,右支架对主梁的支持力F的表达式________(用所给字母表示)。
