《简单机械、功和能 配答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简单机械、功和能 配答案（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、力学三 简单机械、功和能中考热难点专题【典型例题】（一）信息给予专题例 1 如图 1 所示，甲、乙为质量不等的、由同种材料做成的两个实心球，球的密度大于水的密度，当两球都浸没在水中时，杠杆处于平衡状态，那么当把两个球都放在空气中时，杠杆将（ ）A. 仍然平衡 B. 杠杆右端下沉 C. 杠杆左端下沉 D. 条件不足，无法判断图 1考查目的及解题思路：该题考查的知识包括物体受力分析，浸在液体内受到浮力大小的计算，杠杆的平衡条件和密度的知识，考查的能力是分析、判断、综合物理知识的应用能力，题设条件是质量不等、同种材料的两个实心球挂在杠杆两端，且都放入水中而平衡，分析物体受力，运用杠杆平衡条件，找到两
2、者间重力的关系，再讨论将它们取出就迎刃而解了。解：设杠杆左端绳子对甲球的拉力为 FA，甲球重力为 ，甲球受浮力为 ；设杠杆右端绳子对乙球的拉力为 ，乙球重力为 ，乙球受浮力为 。根据物体平衡条件、浮力公式，则有，即因为所以 同理，对乙球 根据杠杆平衡条件有所以 由于甲球、乙球由同种材料制成，则 ，两边同时消去 ，则依式正是将杠杆两端的甲球、乙球放入空气中的情况，则仍平衡，所以题目最后答案应选 A。答案：A例 2 差动滑轮是工厂或建筑工地常用的一种起重工具，它跟普通的滑轮组不同，如图 2 所示，它由两个同轴的半径各为 R 和 的带齿的 A、B 定滑轮及一个动滑轮构成，绕在滑轮上的也不是普通的绳而
3、是铁链条。当用力 F 沿图示方向拉动一侧铁链时，可使重物上升；与此同时套在定滑轮 B 上铁链条被放了下来，使重物下降。若停下来不拉动铁链条，轮子也不会倒转，重物不会自动下落（技术上要做到这一点不困难）。求 A、B 定滑轮转动一周时，其可使重物上升距离为多大？若重物所受重力为 G，则使重物上升时，拉力 F 的大小至少应为多大？（不计轮的重力及摩擦）图 2考查目的及解题思路：该题为典型信息给予类试题通过文字信息给出了差动滑轮的结构特点，从而考查了两方面知识：一是数学上圆周长的计算和动滑轮上升高度为一侧绳子运动距离的 1/2；二是应用功的原理。对于这样一个结构、原理尚不十分清楚的简单机械，只要用功的
4、原理，搞清楚动力与阻力作用点移动距离的关系，求出省多少力就容易了。此装置是由两个同轴的半径不同的定滑轮和一个动滑轮组成的简单机械。它们由一条首尾相连的铁链条将它们组合在一起（不同于过去组装滑轮组的绳子，有首、尾两端）。从图中分析不难看出，当铁链条沿 F 方向向下运动时，另一侧铁链条要上升，造成总效果是重物上升这样只要找出力 F 移动的距离和重物上升高度的关系，求出动力做的功和机械对重物做的功，利用功的原理就可求出 F 的大小。解：使图中铁链条 M 点向下受力而移动，当定滑轮 A 转动一周时，B 也转动一周，对滑轮一边铁链条上升 ，另一边下降 ，则重物升高的高度为此时铁链条某点 M 运动的距离为
5、依据功的原理，力 F 所做功等于机械克服重力所做功 ，即由此可得答案：（二）联系实际专题例 1 杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用。护城河上安装的吊桥就是一个杠杆，由图 3（a）可知它的支点是 点（选填“A”、 “B”或“C”），匀速拉起时，它属于一个 杠杆（选填“省力”、或“费力”），请在图中画出动力臂 。图 3考查目的及解题思路：该题共考查了三个知识点即什么是支点、什么是省力杠杆什么是费力杠杆和力臂的画法。支点是杠杆绕着转动的固定点，先找到作用在杠杆上的动力和阻力，它们分别是杠杆（吊桥）受到重力 G 和人的拉力 F，在匀速拉起时，吊桥绕 C 点转动，因此 C 点是支点；在该题中作用在 A
6、点的动力 F 其方向是沿着绳子斜向上的，但经过定滑轮改变了人用力的方向，杠杆实际受力的方向不变，由支点 C 向拉力作用线作垂线，即得拉力 的力臂 ，显然动力臂 大于吊桥重力 G 的阻力臂 。当吊桥匀速拉起时，杠杆平衡，则 ， ，则 ，所以它属于省力杠杆。答案： C；省力杠杆，如图 3（b）所法。例 2 一条扁担长 1.6m，扁担前端挂一个总重为 250N 的重物，扁担后端挂一个总重为 150N 的重物，要使扁担在水平位置平衡，人担扁担时，肩膀应在离前端 m 处，扁担对人的肩膀的压力是 N。（扁担本身重力忽略不计）考查目的及解题思路：该题是考查灵活运用杠杆平衡条件和理解物体处于平衡的条件。将实物
7、扁担抽象为杠杆，要知道扁担长度等于前端力臂与后端力臂之和，如图 4 中的 AB，画出 AB 所受到的力FA、 FB 和 F，分别代表扁担前端 A、后端 B 和人肩膀与扁担接触处 O 受到的力的作用，然后将 O 点视为支点，确定 FA 的力臂 LA 和 FB 的力臂 LB，根据杠杆平衡条件列方程组为 将代入得出图 4在求扁担受力时，可采取分析扁担受三个力的作用处于静止状态而讨论各力关系的做法，即扁担受FA、FB 竖直向下的力，而 F 是竖直向上的力，则 400N。答案：0.6m ；400N例 3 如图 5 所示，物体先后沿倾角不同的光滑斜面 AB、AC、AD 由静止开始，从顶端滑到底端，它们滑到
8、底端的速度分别为 ，由顶端到底端的时间分别为 、 、 ，则 ； （填 “”“”“=”）图 5考查目的及解题思路：该题考查了机械能守恒定律的灵活运用。同一个物体在 A 点静止时动能为零，重力势能相等，所以机械能相等。因为斜面 AB、AC、AD 为光滑斜面，所以机械能守恒，滑到底端时，机械能仍然相等，而在底端时重力势能为零，同一个物体的质量相等，所以速度相等，又因为 ，所以 。答案： ；（三）开放探究和运用数学图像专题例 1 如图 6 所示，是甲、乙两物体做功与所需时间的关系图像，由图像可知，甲物体的功率与乙物体的功率 相比是（ ）A. B. C. D. 无法确定图 6考查目的及解题思路：该题考查
9、了根据 ，对应图象比较功率的大小。该题是物理与数学图象相结合的试题，此类型题的解题思路为先弄清横、纵坐标轴所代表的物理量，再利用“ 控制变量法”确定两个物理量之间的关系。在上图中横轴表示时间，纵轴表示功；从图中可知在时间相同的情况下， 大于 ，所以 大于 。答案：A例 2 如图 7 所示，某矿产工人用 200 牛的水平拉力，抓紧绳子一端，沿水平地面匀速向右运动，在 10 秒内将矿井里质量为 32 千克的物体提升 4 米，根据题给条件，请你计算出与该题相关的 5 个物理量，要求写出简要说明和结果。（g=10 牛/千克）图 7考查目的及解题思路：该题为开放性试题答案不唯一，可认真阅读题干，从中找出
10、已知条件，设问求解。例如：（1）物体的重力 G=mg=320 牛（2）人运动速度 V=S/t=0.8 米/秒（3）拉力 F 做功 W 总=FS=1600 焦（4）提升物体做功 焦（5 ）机械效率（6）人做功的功率 瓦（7 ）人受地面摩擦力 牛（8 ）物体所受拉力 牛此外还可以求出物体上升速度，人、物体所受的合力等等。除以上答案外，只要正确均可。【模拟试题】（一）信息给予专题能力训练1. 图 1 所示的杠杆处于平衡，把 A 端所挂重物浸没在水中时，杠杆将失去平衡，为使杠杆重新平衡，应（ ）A. 将支点 O 向 A 端移近B. 将支点 O 向 B 端移近C. 支点 O 不动，在 B 端再加挂砝码D
11、. 支点 O 不动，将 B 端重物向支点 O 移近图 12. 如图 2 所示，在动滑轮的挂钩上施加一个竖直向下的拉力 F，使物体 G 匀速上升，下列结论中正确的是（ ）A. 拉力 F 大小只是 G 的一半B. 拉力 F 的大小等于 GC. 动滑轮挂钩向下移动 时，物体 G 向上移动D. 物体 G 向上移动 ，动滑轮挂钩向下移动图 23. 物体 A 在拉力作用下沿同一水平面匀速运动了一段距离为 S，如图 3 所示，试比较拉力 F1，F2及拉力所做的功 、 的大小（滑轮重、绳重及绳与滑轮间摩擦不计）（ ）A. B. C. D. 图 34. 如图 4 所示的是一种叫做蹦极的游戏，游戏者将一根有弹性的
12、绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下，图中 点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置， 点是他所到达的最低点的位置，对于他离开跳台至最低点的过程，下面说法正确的是（ ） A. 他的重力势能一直在减小B. 绳的弹性势能一直在减小C. 他的动能在前一段时间在增加，后段时间在减小D. 在最低点，重力势能减到最小，动能为零，绳的弹性势能最大图 45. 如图 5，杠杆每小格的长度相等，质量不计，以 O 点为支点，杠杆的右端挂有重物 M，支点左边的 A 处挂钩码时，杠杆平衡，将重物 M 浸没在水中，钩码移到 B 处，杠杆又平衡，则重物与钩码的质量之比为 ，重物 M 的密度是 千克/米 3。图 56. 如
13、图 6 所示为水力发电站的流程示意图，在水力发电的过程中能量转化的情况是 。图 67. 某同学研究定滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图 7 所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。图 78. 请你仔细观察如图 8 所示的漫画，究竟小猴和小兔谁分的萝卜重？简要说明理由。图 89. 简要回答有关水电站的下列问题。图 9（1）从能量转化的角度说明水电站的工作原理。（2）建设水电站选址时，从能量角度来看，你将选择图 9 甲所示 A 址还是选择如图 9 乙 B 址？并说明理由。（3）为什么水坝的横截面做成上小下大的梯形？10. 如图 10 是利用潮汐发电的原理图，左方
14、为陆地和海湾，中间为水坝，其下有通道，无论涨潮或落潮，水流经过通道均可带动发电机发电。一昼夜中两次涨、落潮，四次发电。涨潮时，堵住通道，潮水涨至最高水位时打开通道，进水发电，如图 10 甲所示；当海湾水位涨至最高时，堵住通道，如图 10乙所示；落潮至最低水位时，打开通道放水发电，如图 10 丙所示，（取 ，海水的密度）以下是某小型潮汐发电站的一组数据，据此回答下列问题：图 10（1）当海湾水位涨至最高时，海湾底部所受水的压强是多少？（2）每次涨潮（或落潮）经过通道水的质量为多少？（3）试计算每日水流对水轮发电机做了多少功？（4）若某次落潮过程中经过通道的水的平均流量为 ，试求这次落潮过程中水流
15、对水轮发电机做功的平均功率。11. 如图 11 所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，已知物体重N，密度为 。测得物体在出水面前、后牵引车作用在绳子上的拉力之比为 。若不计摩擦、绳重及水的阻力，g 取 10N/kg，问：（1）物体出水面前，滑轮组的机械效率是多少？（2）物体出水面后上升的速度是 1m/s，牵引车拉力的功率多大？图 1112. 如图 12 所示滑轮组，俗称 “神仙葫芦”，物理学中称为差动滑轮。它由两个同轴的半径分别为R 和 r 的带齿定滑轮和一个动轮组成，用铁链条按图示的方法把定滑轮和动滑轮连接起来，已知：R=3r，用它提升重为 G=500N 的物体，若实际所用的拉力为 200N，则它的机械效率是多大？图 12（二）联系实际专题能力训练1. 在棉产区，每年秋天拔去地里的棉杆是农民的一项繁重体力劳动。王刚仿照钳子的结构改制成一种农具解决了这一问题，如图 13 所示，使用时，将小铲着地，用虎口夹住棉杆的下部，然后在套管上用力，棉杆就拔出来了。该农具整体视为杠杆，则支点、动力作用点、阻力作用点对应下列位置正确的是（ ）A. 转轴虎口套管 B. 小铲套管虎口C. 小铲虎口套管 D. 虎口转轴套管图 132. 如图 14 所示，人的前臂可视为杠杆，当屈肘将茶杯向上举
