2022年中考二轮物理总复习突破精讲精练（浙江专用）专题08力和机械（原卷版+解析版）

专题08力和机械

考点总结

考点一、 力

1、定义：力是物体对物体的相互作用。

1）相互作用力

力的作用是相互的。也就是说，一个物体对别的物体施力的同时也受到这个物体对它的力的作用。

2）施力物体和受力物体分析。

请思考：施力、受力有无先后顺序？

2、力的单位：国际单位是牛顿，简称牛，符号N。

1N的力并不大，课本中指出人手托住两个鸡蛋的力相当于1N。

估算：普通中学生500N        一瓶矿泉水5N

初中物理课本约2.5N          一支铅笔约0.15N

3、力的作用效果

（1）力可以改变物体的形状：用手拉弹簧使弹簧变长，用橡皮泥可捏成各种动物

（2）力可以改变物体的运动状态：运动静止、速度、方向

4、力的三要素：大小、方向、作用点

能够影响力的作用效果，举例。

5、力的示意图 用一根带箭头的线段把力的方向和作用点表示出来就叫力的示意图。即在受力物体上沿力的方向画个箭头，箭头表示方向，线段的起点代表力的作用点。

6、力的测量

（1）测力计的概念：测量力的大小的工具叫做测力计．

（2）弹簧秤的使用方法：

①看量程和分度值；②反复拉动检查；③校零；④一条直线垂直读数

（3）其他测力计

除弹簧秤以外，人们还制造了其他形式的测力计，例如测量手的握力的握力计就是其中的一种。

7、力的分类

（1）根据力的性质分类

一类是根据力的性质来命名的，如重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁力等。

（2）根据力作用效果分类

另一类是根据力的效果来命名的，如拉力、压力、支持力、动力、阻力等。

（3）同一个力分类的方法不同名称不同

根据效果命名的不同名称的力，性质可能相同．根据效果命名的同一名称的力，性质可能不同。

（4）动力和阻力

不论什么性质的力，只要它的效果是加快物体运动的，就可以叫做动力；是阻碍物体运动的，就可以叫做阻力。

考点二、弹力

1、定义：物体由于弹性形变而产生的力。

1）、弹性形变:物体受力发生形变，失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性。

2）、塑性形变:在受力时发生形变，失去力时不能恢复原来形状的性质叫塑性。

2、弹力的产生条件：接触；发生弹性形变

我们通常说得：拉力（如橡皮筋、弹簧等）、压力和支持力（如桌面对书本的支持力和书本对桌面的压力）都是弹力。

3、三要素：

1）弹力的方向与弹性形变的方向相反。（压力或支持力的方向与接触面垂直）。

2）弹力的大小与弹性形变和材料有关。在弹性限度内，弹性形变越大，弹力越大。

3）弹力的作用点在接触面或接触点。

4、弹簧测力计的种类

考点三、重力

1、重力的产生

2、重力的大小：重力的大小跟它的质量成正比。G=mg

3、重力的方向：

4、作用点--重心：

（1）质地均匀、规则物体：几何中心

（2）不规则物体：利用悬挂法，又叫两次悬挂法。

☆注意：假如失去重力将会出现的现象：

①抛出去的物体不会下落；②水不会由高处向低处流；③大气不会产生压强；

5、质量和重力的区别

考点四、摩擦力

1、产生原因：

a、物体接触表面是粗糙的；

b、物体对接触表面有挤压作用；

c、物体关于接触面发生相对运动或相对运动趋势

2、分类：             滚动摩擦力

动摩擦力      滑动摩擦力

静摩擦力

3、影响滑动摩擦力大小的因素： 压力、接触面的粗糙程度

研究影响滑动摩擦力大小的因素的实验

实验方法：控制变量法

实验条件：物体做匀速直线运动

实验过程：

实验结论：接触面相同时，压力越大，摩擦力与越大。

压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大。

摩擦力特点：大小与重力、速度、接触面大小无关。

4、1）增大有益摩擦

方法：① 增大物体间的压力；                     ② 增加接触表面的粗糙程度。

事例：① 自行车用越大力刹车，就停得越快；      ② 拔河时用力握绳子；

③ 冬天在结冰的路面上撒沙；              ④ 冬天路面打滑，在汽车轮上缠铁链；

⑤ 鞋底或轮胎有凹凸不平的花纹；          ⑥ 上单杠，手上摸镁粉。

2） 减小有害摩擦

方法：① 减小压力；                    ② 减小接触面的粗糙程度；

③ 变滑动为滚动；                ④ 分离摩擦面。

事例：① 加润滑油；                     ② 推动桌子前，现将桌上的东西都移走；

③ 气垫船、磁悬浮列车；           ④儿童滑梯的表面尽可能做的光滑些；

⑤ 磨光刀面；                     ⑥ 上单杠，运动员手握杆不能太紧。

考点突破

一．选择题（共5小题）

1．（2021•台州）如图，用尺子快速击打下方的棋子，被击打的棋子飞出，而上方的棋子稳稳下落，有关该实验的分析正确的是（　　）

A．选择较光滑的棋子，可减小棋子间的摩擦 

B．选择粗糙桌面，可增大桌面对棋子的支持力 

C．被击打的棋子飞出后，它的惯性不断增大 

D．上方的棋子加速下落时，受到平衡力作用

2．（2021•温州）停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是（　　）

A．A点 B．B点 C．C点 D．D点

3．（2021•丽水）科学研究是以实验为基础的，下列有关实验的说法正确的是（　　）

A．该实验说明重力的方向是竖直向下的 

B．用黄豆和芝麻混合实验证明了分子间有空隙 

C．通过该实验直接得出牛顿第一定律 

D．该实验说明浮力大小随物体浸没深度的增大而增大

4．（2021•金华）生活中处处有科学。下列日常工具在使用时属于费力杠杆的是（　　）

A．独轮车 B．开瓶器 

C．钓鱼竿 D．大铡刀

5．（2022•杭州模拟）田径比赛中的跳高项目，经历了“跨越式”、“剪式”、“滚式”、“俯卧式”、“背越式”5次技术性的革命。目前运动员普遍采用“背越式”技术（如图），获得较好成绩的原因是（　　）

A．采用“背越式”技术，起跳时人体重心可以提高更多 

B．在五种技术中“背越式”最易掌握，成绩比较稳定 

C．“背越式”掌握得好的运动员，过杆时重心可以低于横杆 

D．“背越式”掌握得好的运动员，过杆时重心一定比横杆略高

二．填空题（共5小题）

6．（2022•杭州模拟）如图所示，甲是一块重为3牛的磁体，吸附在铁质黑板B上，并通过轻绳A（不计质量）与重为8N的铜块乙连接在一起，此时乙恰好能匀速向下运动，则甲受到黑板B摩擦力的大小为 　   　N。小金将轻绳A剪断，甲在静止之前受到黑板B摩擦力的大小为 　   　N，这段时间甲受到摩擦力的方向情况是 　   　。

7．（2022•台州模拟）小金用轻质木棒、小桶（容积100mL）等器材，制作了一个“密度秤”（如图所示）。已知AO＝10cm，秤砣质量为100g，桶内不装任何液体时，移动秤砣到B处，秤杆恰好处于平衡状态，请回答下列问题：

（1）若OA＞OB，秤砣的质量 　   　小桶的质量（填“＞”、“＜”或“＝”）；

（2）该秤的刻度是 　   　（选填“均匀”或“不均匀”）的；

（3）当小金向桶内装满某种液体后，需将秤砣向右移动8cm，秤杆再次达到平衡状态，则该液体的密度为 　   　kg/m3。

8．（2022•宁波模拟）如图所示，水平桌面足够长，不计托盘质量和滑轮与绳的摩擦。物体A重10N，当物体B重为2N时，物体A保持静止，这时A物体受到的摩擦力为　   　N；当物体B重为3N时，物体A向右做匀速直线运动，运动一段时间托盘着地，此后物体A做　   　（选填“加速”、“匀速”或“减速”）运动，受到的摩擦力是　   　N。

9．（2021•上虞区模拟）我们身边处处有科学。如图所示，甲图中的餐具夹是 　   　杠杆（填“省力”、“费力”或“等臂”）；乙图是一种电插座，其表面有3个插孔。其中接地孔的是 　   　（填序号）；丙图是轿车一种安全装置“头枕”，“头枕”主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害 　   　。

A.紧急刹车.

B.左右转弯

C.前方碰撞

D.后方追尾

10．（2021•吴兴区模拟）图甲是一种市场上使用率较高的易拉罐内嵌式拉环，图乙是简化后的模型。O点是铆接点，拉动拉环A点时会绕O点转动。AB长为2.4cm，OB为0.6cm。如图所示，作用在B点的力达到15N时，可以将封口顶开。

（1）拉开拉环所需最小的力F是　   　牛。

（2）若拉环与手指的接触面积为40mm2，则作用在手指上的压强为　   　帕。

三．实验探究题（共3小题）

11．（2021•鹿城区一模）科学兴趣小组同学发现利用播种机对谷粒进行播种时，有少量谷粒因与机器摩擦而损伤。为了比较不同材质的薄板对谷粒的摩擦力大小，他们采用如图所示的装置进行了探究，具体步骤如下：

①取含水率为10.7%的同一品种谷粒若干，用

泡沫胶单层均匀固定在水平测试台上。

②将一定厚度和大小的薄钢板平放在谷粒上方，并在钢板上方放置一定质量的配重。

③用弹簧测力计水平匀速动钢板，记录弹簧测力计的读数F，重复操作3次。

④将钢板替换为形状相同的铁板、亚克力板，并分别调整配重的质量，重复步骤①～③。获得实验结果如表。

（1）实验中每次都要调整配重的目的是 　   　。

（2）通过本实验研究，可得出的结论是 　   　。

（3）为使实验结论更具普遍性，还需选择怎样的谷粒进行进一步实验？　   　。

12．（2021•嵊州市模拟）探究滑动摩擦力大小与压力大小关系的实验时，小明在长0.5米的木板上，用弹簧测力计水平匀速拉着质量不同材料相同的木块做直线运动，得到以下数据。

（1）实验中，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，其目的是使滑动摩擦力的大小 　   　（选填“大于”、“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数。

（2）由实验数据可知，在接触面不变的条件下，滑动摩擦力Ff的大小与压力FN大小的关系式为Ff＝　   　。

（3）完成实验后，小明将木板一端支起0.3米高，然后用弹簧测力计沿斜面方向向上拉着重为2牛的木块在木板上做匀速直线运动。此时弹簧测力计的示数 　   　0.8牛。（选填“大于”、“等于”或“小于”）

13．（2021•婺城区模拟）一位同学在学习了滑动摩擦力之后，认为两物体间的滑动摩擦力的大小可能与两物体的接触面积大小有关，于是他通过实验探究这个问题。本实验中，该同学设计了两种方案：

方案一：木板水平固定，通过弹簧测力计水平拉动木块，如图2所示。

方案二：木块与弹簧测力计相连，弹簧测力计水平固定，通过细绳水平拉动木板，如图1所示。

（1）为完成本实验，需要自己制作木块，他制作的木块应该选择下列选项中的　   　

A．各面粗糙程度相同的正方体  B．各面粗糙程度相同，长宽高各不相同的长方体

C．各面粗糙程度不同的正方体  D．各面粗糙程度不相同，长宽高各不相同的长方体

（2）若使用方案一进行实验，应该拉动木块作　   　运动。

（3）实验中应该记录的实验数据是　   　。

（4）该同学采用更合理、易于操作的方案，将木块分别平放、侧放、竖放进行试验，测得数据均相同，这说明　   　。

四．计算题（共1小题）

14．（2022•舟山模拟）烟头掉落、炉火忘关……稍不注意就可能引发火灾。如图是某型号的干粉灭火器的结构示意图。

（1）干粉灭火器使用时，拔下保险销，用手握紧压把，通过连杆把高连压气体容器打开。压把属于 　   　杠杆。

（2）打开高压气体容器后，气体充满整个筒体，粉末状的灭火剂就会喷射出来，此时喷管受到一股反冲力，这是由于 　   　。

五．综合能力题（共1小题）

15．（2022•余杭区模拟）如图所示为测液体密度的密度秤示意图，轻质杆AB长为40cm，可绕O点转动（轻质杆与O点之间的摩擦忽略不计），其左端A点挂一个质量为0.2kg，容积为200mL的桶，AO＝10cm；在O点的右侧用轻质细绳悬挂一个质量为0.2kg的秤砣，秤砣可沿OB左右滑动。使用时，在桶中装满待测液体，移动秤砣使密度秤再次水平平衡，读出相应位置的刻度值即可。

（1）密度秤零刻度在O点右侧　   　cm处。

（2）该密度秤所能测量的最大密度是多少？

（3）判断该密度秤的刻度是否均匀（通过推导说明）。

专题08力和机械

考点总结

考点一、 力

1、定义：力是物体对物体的相互作用。

1）相互作用力

力的作用是相互的。也就是说，一个物体对别的物体施力的同时也受到这个物体对它的力的作用。

2）施力物体和受力物体分析。

请思考：施力、受力有无先后顺序？

2、力的单位：国际单位是牛顿，简称牛，符号N。

1N的力并不大，课本中指出人手托住两个鸡蛋的力相当于1N。

估算：普通中学生500N        一瓶矿泉水5N

初中物理课本约2.5N          一支铅笔约0.15N

3、力的作用效果

（1）力可以改变物体的形状：用手拉弹簧使弹簧变长，用橡皮泥可捏成各种动物

（2）力可以改变物体的运动状态：运动静止、速度、方向

4、力的三要素：大小、方向、作用点

能够影响力的作用效果，举例。

5、力的示意图 用一根带箭头的线段把力的方向和作用点表示出来就叫力的示意图。即在受力物体上沿力的方向画个箭头，箭头表示方向，线段的起点代表力的作用点。

6、力的测量

（1）测力计的概念：测量力的大小的工具叫做测力计．

（2）弹簧秤的使用方法：

①看量程和分度值；②反复拉动检查；③校零；④一条直线垂直读数

（3）其他测力计

除弹簧秤以外，人们还制造了其他形式的测力计，例如测量手的握力的握力计就是其中的一种。

7、力的分类

（1）根据力的性质分类

一类是根据力的性质来命名的，如重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁力等。

（2）根据力作用效果分类

另一类是根据力的效果来命名的，如拉力、压力、支持力、动力、阻力等。

（3）同一个力分类的方法不同名称不同

根据效果命名的不同名称的力，性质可能相同．根据效果命名的同一名称的力，性质可能不同。

（4）动力和阻力

不论什么性质的力，只要它的效果是加快物体运动的，就可以叫做动力；是阻碍物体运动的，就可以叫做阻力。

考点二、弹力

1、定义：物体由于弹性形变而产生的力。

1）、弹性形变:物体受力发生形变，失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性。

2）、塑性形变:在受力时发生形变，失去力时不能恢复原来形状的性质叫塑性。

2、弹力的产生条件：接触；发生弹性形变

我们通常说得：拉力（如橡皮筋、弹簧等）、压力和支持力（如桌面对书本的支持力和书本对桌面的压力）都是弹力。

3、三要素：

1）弹力的方向与弹性形变的方向相反。（压力或支持力的方向与接触面垂直）。

2）弹力的大小与弹性形变和材料有关。在弹性限度内，弹性形变越大，弹力越大。

3）弹力的作用点在接触面或接触点。

4、弹簧测力计的种类

考点三、重力

1、重力的产生

2、重力的大小：重力的大小跟它的质量成正比。G=mg

3、重力的方向：

4、作用点--重心：

（1）质地均匀、规则物体：几何中心

（2）不规则物体：利用悬挂法，又叫两次悬挂法。

☆注意：假如失去重力将会出现的现象：

①抛出去的物体不会下落；②水不会由高处向低处流；③大气不会产生压强；

5、质量和重力的区别

考点四、摩擦力

1、产生原因：

a、物体接触表面是粗糙的；

b、物体对接触表面有挤压作用；

c、物体关于接触面发生相对运动或相对运动趋势

2、分类：             滚动摩擦力

动摩擦力      滑动摩擦力

静摩擦力

3、影响滑动摩擦力大小的因素： 压力、接触面的粗糙程度

研究影响滑动摩擦力大小的因素的实验

实验方法：控制变量法

实验条件：物体做匀速直线运动

实验过程：

实验结论：接触面相同时，压力越大，摩擦力与越大。

压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大。

摩擦力特点：大小与重力、速度、接触面大小无关。

4、1）增大有益摩擦

方法：① 增大物体间的压力；                     ② 增加接触表面的粗糙程度。

事例：① 自行车用越大力刹车，就停得越快；      ② 拔河时用力握绳子；

③ 冬天在结冰的路面上撒沙；              ④ 冬天路面打滑，在汽车轮上缠铁链；

⑤ 鞋底或轮胎有凹凸不平的花纹；          ⑥ 上单杠，手上摸镁粉。

2） 减小有害摩擦

方法：① 减小压力；                    ② 减小接触面的粗糙程度；

③ 变滑动为滚动；                ④ 分离摩擦面。

事例：① 加润滑油；                     ② 推动桌子前，现将桌上的东西都移走；

③ 气垫船、磁悬浮列车；           ④儿童滑梯的表面尽可能做的光滑些；

⑤ 磨光刀面；                     ⑥ 上单杠，运动员手握杆不能太紧。

考点突破

一．选择题（共5小题）

1．（2021•台州）如图，用尺子快速击打下方的棋子，被击打的棋子飞出，而上方的棋子稳稳下落，有关该实验的分析正确的是（　　）

A．选择较光滑的棋子，可减小棋子间的摩擦 

B．选择粗糙桌面，可增大桌面对棋子的支持力 

C．被击打的棋子飞出后，它的惯性不断增大 

D．上方的棋子加速下落时，受到平衡力作用

2．（2021•温州）停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是（　　）

A．A点 B．B点 C．C点 D．D点

3．（2021•丽水）科学研究是以实验为基础的，下列有关实验的说法正确的是（　　）

A．该实验说明重力的方向是竖直向下的 

B．用黄豆和芝麻混合实验证明了分子间有空隙 

C．通过该实验直接得出牛顿第一定律 

D．该实验说明浮力大小随物体浸没深度的增大而增大

4．（2021•金华）生活中处处有科学。下列日常工具在使用时属于费力杠杆的是（　　）

A．独轮车 B．开瓶器 

C．钓鱼竿 D．大铡刀

5．（2022•杭州模拟）田径比赛中的跳高项目，经历了“跨越式”、“剪式”、“滚式”、“俯卧式”、“背越式”5次技术性的革命。目前运动员普遍采用“背越式”技术（如图），获得较好成绩的原因是（　　）

A．采用“背越式”技术，起跳时人体重心可以提高更多 

B．在五种技术中“背越式”最易掌握，成绩比较稳定 

C．“背越式”掌握得好的运动员，过杆时重心可以低于横杆 

D．“背越式”掌握得好的运动员，过杆时重心一定比横杆略高

二．填空题（共5小题）

6．（2022•杭州模拟）如图所示，甲是一块重为3牛的磁体，吸附在铁质黑板B上，并通过轻绳A（不计质量）与重为8N的铜块乙连接在一起，此时乙恰好能匀速向下运动，则甲受到黑板B摩擦力的大小为 　   　N。小金将轻绳A剪断，甲在静止之前受到黑板B摩擦力的大小为 　   　N，这段时间甲受到摩擦力的方向情况是 　   　。

7．（2022•台州模拟）小金用轻质木棒、小桶（容积100mL）等器材，制作了一个“密度秤”（如图所示）。已知AO＝10cm，秤砣质量为100g，桶内不装任何液体时，移动秤砣到B处，秤杆恰好处于平衡状态，请回答下列问题：

（1）若OA＞OB，秤砣的质量 　   　小桶的质量（填“＞”、“＜”或“＝”）；

（2）该秤的刻度是 　   　（选填“均匀”或“不均匀”）的；

（3）当小金向桶内装满某种液体后，需将秤砣向右移动8cm，秤杆再次达到平衡状态，则该液体的密度为 　   　kg/m3。

8．（2022•宁波模拟）如图所示，水平桌面足够长，不计托盘质量和滑轮与绳的摩擦。物体A重10N，当物体B重为2N时，物体A保持静止，这时A物体受到的摩擦力为　   　N；当物体B重为3N时，物体A向右做匀速直线运动，运动一段时间托盘着地，此后物体A做　   　（选填“加速”、“匀速”或“减速”）运动，受到的摩擦力是　   　N。

9．（2021•上虞区模拟）我们身边处处有科学。如图所示，甲图中的餐具夹是 　   　杠杆（填“省力”、“费力”或“等臂”）；乙图是一种电插座，其表面有3个插孔。其中接地孔的是 　   　（填序号）；丙图是轿车一种安全装置“头枕”，“头枕”主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害 　   　。

A.紧急刹车.

B.左右转弯

C.前方碰撞

D.后方追尾

10．（2021•吴兴区模拟）图甲是一种市场上使用率较高的易拉罐内嵌式拉环，图乙是简化后的模型。O点是铆接点，拉动拉环A点时会绕O点转动。AB长为2.4cm，OB为0.6cm。如图所示，作用在B点的力达到15N时，可以将封口顶开。

（1）拉开拉环所需最小的力F是　   　牛。

（2）若拉环与手指的接触面积为40mm2，则作用在手指上的压强为　   　帕。

三．实验探究题（共3小题）

11．（2021•鹿城区一模）科学兴趣小组同学发现利用播种机对谷粒进行播种时，有少量谷粒因与机器摩擦而损伤。为了比较不同材质的薄板对谷粒的摩擦力大小，他们采用如图所示的装置进行了探究，具体步骤如下：

①取含水率为10.7%的同一品种谷粒若干，用

泡沫胶单层均匀固定在水平测试台上。

②将一定厚度和大小的薄钢板平放在谷粒上方，并在钢板上方放置一定质量的配重。

③用弹簧测力计水平匀速动钢板，记录弹簧测力计的读数F，重复操作3次。

④将钢板替换为形状相同的铁板、亚克力板，并分别调整配重的质量，重复步骤①～③。获得实验结果如表。

（1）实验中每次都要调整配重的目的是 　   　。

（2）通过本实验研究，可得出的结论是 　   　。

（3）为使实验结论更具普遍性，还需选择怎样的谷粒进行进一步实验？　   　。

12．（2021•嵊州市模拟）探究滑动摩擦力大小与压力大小关系的实验时，小明在长0.5米的木板上，用弹簧测力计水平匀速拉着质量不同材料相同的木块做直线运动，得到以下数据。

（1）实验中，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，其目的是使滑动摩擦力的大小 　   　（选填“大于”、“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数。

（2）由实验数据可知，在接触面不变的条件下，滑动摩擦力Ff的大小与压力FN大小的关系式为Ff＝　   　。

（3）完成实验后，小明将木板一端支起0.3米高，然后用弹簧测力计沿斜面方向向上拉着重为2牛的木块在木板上做匀速直线运动。此时弹簧测力计的示数 　   　0.8牛。（选填“大于”、“等于”或“小于”）

13．（2021•婺城区模拟）一位同学在学习了滑动摩擦力之后，认为两物体间的滑动摩擦力的大小可能与两物体的接触面积大小有关，于是他通过实验探究这个问题。本实验中，该同学设计了两种方案：

方案一：木板水平固定，通过弹簧测力计水平拉动木块，如图2所示。

方案二：木块与弹簧测力计相连，弹簧测力计水平固定，通过细绳水平拉动木板，如图1所示。

（1）为完成本实验，需要自己制作木块，他制作的木块应该选择下列选项中的　   　

A．各面粗糙程度相同的正方体  B．各面粗糙程度相同，长宽高各不相同的长方体

C．各面粗糙程度不同的正方体  D．各面粗糙程度不相同，长宽高各不相同的长方体

（2）若使用方案一进行实验，应该拉动木块作　   　运动。

（3）实验中应该记录的实验数据是　   　。

（4）该同学采用更合理、易于操作的方案，将木块分别平放、侧放、竖放进行试验，测得数据均相同，这说明　   　。

四．计算题（共1小题）

14．（2022•舟山模拟）烟头掉落、炉火忘关……稍不注意就可能引发火灾。如图是某型号的干粉灭火器的结构示意图。

（1）干粉灭火器使用时，拔下保险销，用手握紧压把，通过连杆把高连压气体容器打开。压把属于 　   　杠杆。

（2）打开高压气体容器后，气体充满整个筒体，粉末状的灭火剂就会喷射出来，此时喷管受到一股反冲力，这是由于 　   　。

五．综合能力题（共1小题）

15．（2022•余杭区模拟）如图所示为测液体密度的密度秤示意图，轻质杆AB长为40cm，可绕O点转动（轻质杆与O点之间的摩擦忽略不计），其左端A点挂一个质量为0.2kg，容积为200mL的桶，AO＝10cm；在O点的右侧用轻质细绳悬挂一个质量为0.2kg的秤砣，秤砣可沿OB左右滑动。使用时，在桶中装满待测液体，移动秤砣使密度秤再次水平平衡，读出相应位置的刻度值即可。

（1）密度秤零刻度在O点右侧　   　cm处。

（2）该密度秤所能测量的最大密度是多少？

（3）判断该密度秤的刻度是否均匀（通过推导说明）。

专题08力和机械

参考答案与试题解析

一．选择题（共5小题）

1．（2021•台州）如图，用尺子快速击打下方的棋子，被击打的棋子飞出，而上方的棋子稳稳下落，有关该实验的分析正确的是（　　）

A．选择较光滑的棋子，可减小棋子间的摩擦 

B．选择粗糙桌面，可增大桌面对棋子的支持力 

C．被击打的棋子飞出后，它的惯性不断增大 

D．上方的棋子加速下落时，受到平衡力作用

【分析】（1）（2）减小摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过减小压力来减小摩擦力；在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力；使接触面脱离；用滚动摩擦代替滑动摩擦；

（3）物体保持运动状态不变的性质叫惯性，惯性是物体的一种属性，一切物体都有惯性，惯性只与物体的质量有关；

（4）处于平衡状态的物体，受到的力是平衡力。

【解答】解：

A、选择较光滑的棋子，是减小接触面的粗糙程度，减小棋子间的摩擦，故A正确；

B、选择粗糙桌面，可增大摩擦力不能增加支持力，故B错误；

C、被击打的棋子飞出后，质量不变，故惯性不变，故C错误；

D、棋子加速下落时，速度的大小不断变化，不处于平衡状态，受非平衡力的作用，故D错误。

故选：A。

2．（2021•温州）停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是（　　）

A．A点 B．B点 C．C点 D．D点

【分析】根据杠杆平衡的条件，F1×L1＝F2×L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最省力，必须使动力臂最长．

【解答】解：根据杠杆平衡的条件，F1×L1＝F2×L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起，是围绕前轮与地面的接触点转动，分别作出在A、B、C、D四点施加竖直向上的力并延长，再支点作出垂线，即力臂，如图所示：

由图可知最省力的点是D。

故选：D。

3．（2021•丽水）科学研究是以实验为基础的，下列有关实验的说法正确的是（　　）

A．该实验说明重力的方向是竖直向下的 

B．用黄豆和芝麻混合实验证明了分子间有空隙 

C．通过该实验直接得出牛顿第一定律 

D．该实验说明浮力大小随物体浸没深度的增大而增大

【分析】（1）地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用，重力的方向竖直向下；

（2）黄豆与芝麻混合实际上是物质的形态、体积不同的表现，不涉及分子，像水与酒精混合后体积减小就能说明分子间有间隙；

（3）牛顿在总结伽利略等科学家研究成果的基础上总结出的定律；

（4）物体全部浸没在水中，液体密度和排开水的体积都不变，则浮力不变，弹簧测力计的示数不变，而物体浸没在水中的深度不同，得出浮力和浸没深度的关系。

【解答】解：A、重力的方向竖直向下，所以悬挂静止的物体的细线沿竖直方向。故A正确；

B、黄豆与芝麻混合实际上是物质的形态、体积不同的表现，不像水与酒精混合后体积减小就能说明分子间有间隙，故B错误；

C、牛顿在总结伽利略等科学家研究成果的基础上，通过科学的推理总结出了牛顿第一定律，故C错误；

D、物体全部浸没在水中，液体密度和排开水的体积都不变，则浮力不变，弹簧测力计的示数不变，而物体浸没在水中的深度不同，得出浮力和浸没深度无关，故D错误。

故选：A。

4．（2021•金华）生活中处处有科学。下列日常工具在使用时属于费力杠杆的是（　　）

A．独轮车 B．开瓶器 

C．钓鱼竿 D．大铡刀

【分析】结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。

【解答】解：A、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不合题意；

B、开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不合题意；

C、钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意；

D、大铡刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不合题意。

故选：C。

5．（2022•杭州模拟）田径比赛中的跳高项目，经历了“跨越式”、“剪式”、“滚式”、“俯卧式”、“背越式”5次技术性的革命。目前运动员普遍采用“背越式”技术（如图），获得较好成绩的原因是（　　）

A．采用“背越式”技术，起跳时人体重心可以提高更多 

B．在五种技术中“背越式”最易掌握，成绩比较稳定 

C．“背越式”掌握得好的运动员，过杆时重心可以低于横杆 

D．“背越式”掌握得好的运动员，过杆时重心一定比横杆略高

【分析】同一个运动员在跳高的过程中重心上升的距离差不多，不同的姿态过杆时重心距横杆的距离不一样。

【解答】解：同一个运动员在跳高的过程中重心上升的距离差不多，采用不同姿势过杆的运动员在越过横杆的时候，他们的重心距橫杆的距离不一样，跨越式过杆的时候，人体的重心必须在横杆上面几十厘米，而俯卧式或背越式过杆时，重心十分接近横杆，甚至背越式过杆时重心可以位于杆的下方，这样在弹跳力不变的情况下，运动员的成绩可以提高许多，故C正确，ABD错误。

故选：C。

二．填空题（共5小题）

6．（2022•杭州模拟）如图所示，甲是一块重为3牛的磁体，吸附在铁质黑板B上，并通过轻绳A（不计质量）与重为8N的铜块乙连接在一起，此时乙恰好能匀速向下运动，则甲受到黑板B摩擦力的大小为 　5　N。小金将轻绳A剪断，甲在静止之前受到黑板B摩擦力的大小为 　5　N，这段时间甲受到摩擦力的方向情况是 　竖直向下　。

【分析】对甲受力分析，根据力的平衡条件求出摩擦力的大小；滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关。

【解答】解：乙恰好能匀速向下运动，则甲竖直向上做匀速直线运动，此时甲受到竖直向下的重力、竖直向下的摩擦力、竖直向上的拉力；乙的重力为8N，则乙对甲的拉力为8N；所以甲受到黑板B摩擦力的大小为8N﹣3N＝5N；

小金将轻绳A剪断，甲在静止之前对B的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以受到黑板B摩擦力的大小不变，为5N，甲由于惯性会向上运动，然后在重力和竖直向下的滑动摩擦力的作用下做减速运动至静止，所以在甲静止之前，受到摩擦力的方向竖直向下。

故答案为：5；5；竖直向下。

7．（2022•台州模拟）小金用轻质木棒、小桶（容积100mL）等器材，制作了一个“密度秤”（如图所示）。已知AO＝10cm，秤砣质量为100g，桶内不装任何液体时，移动秤砣到B处，秤杆恰好处于平衡状态，请回答下列问题：

（1）若OA＞OB，秤砣的质量 　＞　小桶的质量（填“＞”、“＜”或“＝”）；

（2）该秤的刻度是 　均匀　（选填“均匀”或“不均匀”）的；

（3）当小金向桶内装满某种液体后，需将秤砣向右移动8cm，秤杆再次达到平衡状态，则该液体的密度为 　0.8×103　kg/m3。

【分析】（1）由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可得出结论；

（2）设桶内装满密度为ρ液的某种液体后，秤砣由B点向右移动到C点，秤杆再次达到平衡状态后，由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可得（m桶+m液）g×OA＝m秤砣g×（OB+BC），又m桶g×OA＝m秤砣g×OB，由此可得m液×OA＝m秤砣×BC，又m液＝ρ液V液，代入可得ρ液，由此可得出结论；

（3）把AO＝10cm，BC＝8cm，m秤砣＝100g，V液＝100mL＝100cm3代入ρ液中可得出结论。

【解答】解：（1）由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可得m桶g×OA＝m秤砣g×OB，即m桶×OA＝m秤砣×OB，由于OA＞OB，所以m桶＜m秤砣；

（2）设桶内装满密度为ρ液的某种液体后，秤砣由B点向右移动到C点，秤杆再次达到平衡状态后，

由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可得：（m桶+m液）g×OA＝m秤砣g×（OB+BC），

又m桶g×OA＝m秤砣g×OB，

化简得：m液×OA＝m秤砣×BC，

又m液＝ρ液V液，代入可得：ρ液，由于OA、m秤砣、V液是定值，所以ρ液与BC成正比，即该秤的刻度是均匀的；

（3）把OA＝10cm，BC＝8cm，m秤砣＝100g，V液＝100mL＝100cm3代入ρ液中可得：ρ液0.8g/cm3＝0.8×103kg/m3。

故答案为：（1）＞；（2）均匀；（3）0.8×103。

8．（2022•宁波模拟）如图所示，水平桌面足够长，不计托盘质量和滑轮与绳的摩擦。物体A重10N，当物体B重为2N时，物体A保持静止，这时A物体受到的摩擦力为　2　N；当物体B重为3N时，物体A向右做匀速直线运动，运动一段时间托盘着地，此后物体A做　减速　（选填“加速”、“匀速”或“减速”）运动，受到的摩擦力是　3　N。

【分析】①物体A只要处于静止或匀速直线运动状态，所受到力一定是平衡力；

②一对平衡力的特点是大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、且作用在同一条直线上。

【解答】解：①当物体B重为2N时，物体A静止，此时物体A所受到的摩擦力和物体A向右的拉力是一对平衡力，

此时物体A向右的拉力：F＝GB＝2N，故f＝2N，所以受到的摩擦力2N；

②当物体B重为3N时，物体A向右做匀速直线运动，此时物体A所受到的摩擦力和物体A向右的拉力也是一对平衡力，摩擦力大小为3N，

运动一段时间托盘着地，不再受到拉力，做减速运动的，因为压力和接触面的粗糙程度相同，故摩擦力不变，仍为3N。

故答案为：2；减速；3。

9．（2021•上虞区模拟）我们身边处处有科学。如图所示，甲图中的餐具夹是 　费力　杠杆（填“省力”、“费力”或“等臂”）；乙图是一种电插座，其表面有3个插孔。其中接地孔的是 　3　（填序号）；丙图是轿车一种安全装置“头枕”，“头枕”主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害 　D　。

A.紧急刹车.

B.左右转弯

C.前方碰撞

D.后方追尾

【分析】（1）根据动力臂与阻力臂的大小关系确定杠杆类型；

（2）三孔插座的接法：左零右火中接地；

（3）物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，据此结合不同运动状态下人身体运动情况的改变分析判断。

【解答】解：

（1）餐具夹在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；

（2）三孔插座接地线的是中间插孔，即3插孔；

（3）AC、当汽车紧急刹车、前车追尾时，人由于惯性要保持原来的运动状态，身体会向前倾，这时安全带可以起到保护作用；

B、当汽车左右转弯时，人由于惯性要保持原来的运动状态，身体突然偏向右方或左方，此时头枕不会起到保护作用；

D、当后车追尾时，坐在座椅上的人由于惯性要保持原来的运动状态，头会突然后仰，这时较软的头枕会保护头颈不被撞伤；故选：D。

故答案为：费力；3；D。

10．（2021•吴兴区模拟）图甲是一种市场上使用率较高的易拉罐内嵌式拉环，图乙是简化后的模型。O点是铆接点，拉动拉环A点时会绕O点转动。AB长为2.4cm，OB为0.6cm。如图所示，作用在B点的力达到15N时，可以将封口顶开。

（1）拉开拉环所需最小的力F是　5　牛。

（2）若拉环与手指的接触面积为40mm2，则作用在手指上的压强为　1.25×105　帕。

【分析】（1）根据题意，结合图片确定阻力和阻力臂，并得出最长动力臂，然后利用杠杆平衡条件F1L1＝F2L2计算拉开拉环所需最小的力；

（2）根据力的作用的相互性得出作用在手指上的压力，然后利用p计算作用在手指上的压强。

【解答】解：（1）根据题意可知，阻力臂为OB＝0.6cm，阻力F′＝15N，

当在A点拉动拉环时，动力臂最长，力最小，此时动力臂为OA＝AB﹣OB＝2.4cm﹣0.6cm＝1.8cm，

根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，拉开拉环所需最小的力：F5N；

（2）根据力的作用的相互性可知，作用在手指上的压力等于拉开拉环所需最小的力，即F压＝F＝5N，

受力面积S＝40mm2＝40×10﹣6m2，

则作用在手指上的压强：p1.25×105Pa。

故答案为：（1）5；（2）1.25×105。

三．实验探究题（共3小题）

11．（2021•鹿城区一模）科学兴趣小组同学发现利用播种机对谷粒进行播种时，有少量谷粒因与机器摩擦而损伤。为了比较不同材质的薄板对谷粒的摩擦力大小，他们采用如图所示的装置进行了探究，具体步骤如下：

①取含水率为10.7%的同一品种谷粒若干，用

泡沫胶单层均匀固定在水平测试台上。

②将一定厚度和大小的薄钢板平放在谷粒上方，并在钢板上方放置一定质量的配重。

③用弹簧测力计水平匀速动钢板，记录弹簧测力计的读数F，重复操作3次。

④将钢板替换为形状相同的铁板、亚克力板，并分别调整配重的质量，重复步骤①～③。获得实验结果如表。

（1）实验中每次都要调整配重的目的是 　保持谷粒受到薄板的压力相同　。

（2）通过本实验研究，可得出的结论是 　压力相同时，不同材质的薄板对谷粒的摩擦力不同，铁板最大，亚克力板次之，钢板最小　。

（3）为使实验结论更具普遍性，还需选择怎样的谷粒进行进一步实验？　改变谷粒含水率继续进行实验　。

【分析】（1）由题意可知，该小组的同学是为了比较不同材质的薄板对谷粒的摩擦力大小，即研究接触面的粗糙程度对摩擦力大小的影响，根据控制变量法，应控制压力大小相同，据此可知调整配重的目的；

（2）本实验是探究接触面粗糙程度对摩擦力的影响，结合表中数据可得出结论；

（3）为使实验结论更具普遍性，应改变谷粒含水率重复做实验。

【解答】解：（1）由题意可知，该小组的同学是为了比较不同材质的薄板对谷粒的摩擦力大小，即研究接触面的粗糙程度对摩擦力大小的影响，根据控制变量法，应控制压力大小相同，所以，调整配重的目的是保持谷粒受到薄板的压力相同；

（2）实验中，谷粒受到不同薄板的压力大小相同，由表中数据可知，不同材质的薄板对谷粒的摩擦力不同，铁板最大，亚克力板次之，钢板最小；

（3）为使实验结论更具普遍性，还需选择含水率大于10.7%，小于10.7%谷粒进行进一步实验。

故答案为：（1）保持谷粒受到薄板的压力相同；（2）压力相同时，不同材质的薄板对谷粒的摩擦力不同，铁板最大，亚克力板次之，钢板最小；（3）改变谷粒含水率继续进行实验。

12．（2021•嵊州市模拟）探究滑动摩擦力大小与压力大小关系的实验时，小明在长0.5米的木板上，用弹簧测力计水平匀速拉着质量不同材料相同的木块做直线运动，得到以下数据。

（1）实验中，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，其目的是使滑动摩擦力的大小 　等于　（选填“大于”、“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数。

（2）由实验数据可知，在接触面不变的条件下，滑动摩擦力Ff的大小与压力FN大小的关系式为Ff＝　0.4FN　。

（3）完成实验后，小明将木板一端支起0.3米高，然后用弹簧测力计沿斜面方向向上拉着重为2牛的木块在木板上做匀速直线运动。此时弹簧测力计的示数 　大于　0.8牛。（选填“大于”、“等于”或“小于”）

【分析】（1）根据二力平衡分析；

（2）横向分析表中数据写出关系式；

（3）根据W总＝W有+W额外，即Fs＝Gh+fs算出拉力，并与0.8N比较即可。

【解答】解：（1）沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；

（2）由表中数据可知，在接触面不变的条件下，压力为原来的几倍，测力计示数（大小等于摩擦力）也为原来的几倍，即滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小成正比，则Ff＝kFN，根据第一次实验数据可知，0.4N＝k×1N，则k＝0.4，所以关系式为：Ff＝0.4FN；

（3）在斜面上有W总＝W有+W额外，即Fs＝Gh+fs，

拉力为：F1.2N+f＞0.8N。

故答案为：（1）等于；（2）0.4FN；（3）大于。

13．（2021•婺城区模拟）一位同学在学习了滑动摩擦力之后，认为两物体间的滑动摩擦力的大小可能与两物体的接触面积大小有关，于是他通过实验探究这个问题。本实验中，该同学设计了两种方案：

方案一：木板水平固定，通过弹簧测力计水平拉动木块，如图2所示。

方案二：木块与弹簧测力计相连，弹簧测力计水平固定，通过细绳水平拉动木板，如图1所示。

（1）为完成本实验，需要自己制作木块，他制作的木块应该选择下列选项中的　B　

A．各面粗糙程度相同的正方体  B．各面粗糙程度相同，长宽高各不相同的长方体

C．各面粗糙程度不同的正方体  D．各面粗糙程度不相同，长宽高各不相同的长方体

（2）若使用方案一进行实验，应该拉动木块作　匀速直线　运动。

（3）实验中应该记录的实验数据是　弹簧测力计的示数　。

（4）该同学采用更合理、易于操作的方案，将木块分别平放、侧放、竖放进行试验，测得数据均相同，这说明　滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关　。

【分析】（1）明确实验目的：滑动摩擦力的大小与两物体的接触面积大小的关系；采用控制变量法设计实验步骤：控制“压力与接触面粗糙程度相同，只改变接触面积的大小”；

（2）木块做匀速直线运动时受平衡力，根据二力平衡条件，得到摩擦力大小；

（3）记录实验中改变的变量与测量的量；

（4）接触面积相同，测得的摩擦力相等，说明摩擦力的大小与接触面积的大小无关。

【解答】解：（1）实验目的是探究“滑动摩擦力的大小与两物体的接触面积大小的关系”，必须保证压力与接触面粗糙程度相同，只改变接触面积的大小；故选B。

（2）拉动的是木块，为了得到摩擦力，应匀速拉动木块，利用二力平衡条件，通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小；

（3）实验中应记录：弹簧测力计示数；

（4）将木块分别平放、侧放、竖放进行实验，测得数据相同，说明滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。

故答案为：（1）B；（2）匀速直线；（3）弹簧测力计的示数；（4）滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。

四．计算题（共1小题）

14．（2022•舟山模拟）烟头掉落、炉火忘关……稍不注意就可能引发火灾。如图是某型号的干粉灭火器的结构示意图。

（1）干粉灭火器使用时，拔下保险销，用手握紧压把，通过连杆把高连压气体容器打开。压把属于 　省力　杠杆。

（2）打开高压气体容器后，气体充满整个筒体，粉末状的灭火剂就会喷射出来，此时喷管受到一股反冲力，这是由于 　力的作用是相互的　。

【分析】（1）动力臂大于阻力臂的杠杆叫省力杠杆。

（2）物体间力的作用是相互的，物体受到力的同时，也对另一个物体施加了力。

【解答】解：（1）干粉灭火器使用时，拔下保险销，用手握紧压把，通过连杆把高连压气体容器打开。压把的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。

（2）打开高压气体容器后，气体充满整个筒体，粉末状的灭火剂就会喷射出来，此时喷管受到一股反冲力，这是由于力的作用是相互的。

故答案为：（1）省力；（2）力的作用是相互的。

五．综合能力题（共1小题）

15．（2022•余杭区模拟）如图所示为测液体密度的密度秤示意图，轻质杆AB长为40cm，可绕O点转动（轻质杆与O点之间的摩擦忽略不计），其左端A点挂一个质量为0.2kg，容积为200mL的桶，AO＝10cm；在O点的右侧用轻质细绳悬挂一个质量为0.2kg的秤砣，秤砣可沿OB左右滑动。使用时，在桶中装满待测液体，移动秤砣使密度秤再次水平平衡，读出相应位置的刻度值即可。

（1）密度秤零刻度在O点右侧　10　cm处。

（2）该密度秤所能测量的最大密度是多少？

（3）判断该密度秤的刻度是否均匀（通过推导说明）。

【分析】知道“密度秤”的实质是一个不等臂的杠杆，从杠杆平衡条件的角度可对其设计、使用等问题做出解答。

【解答】解：（1）当小桶为空桶时移动秤砣至某点，设该点为E，此时密度秤正好水平平衡，

小桶的质量为0.2kg，秤砣的质量为 0.2kg，左侧的力臂为AO＝10cm，

则杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得：G桶OA＝G砣OE，

即：m桶gOA＝m砣gOE，

所以，OE10cm，即密度秤零刻度在O点右侧10cm处；

（2）0.4m＝40cm；

当右侧的力臂为OB＝AB﹣OA＝40cm﹣10cm＝30cm时，该密度秤小桶所能测量液体的质量最大，则密度就最大，

根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得，

（G桶+G液体）OA＝G砣OB，

即：（m桶+m液）gOA＝m砣gOB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣，

则：液体的质量m液m砣﹣m桶0.2kg﹣0.2kg＝0.4kg＝400g，

所以，液体的最大密度：ρ液最大2g/cm3＝2×103kg/m3。

（3）液体的密度：ρ液m砣；由此可知：液体密度与提钮到秤舵的距离之间的关系是一次函数，因此密度秤的刻度是均匀的。

故答案为：（1）10；（2）液体的最大密度是2×103kg/m3；（3）液体的密度：ρ液m砣；由此可知：液体密度与提钮到秤舵的距离之间的关系是一次函数，因此密度秤的刻度是均匀的。