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1、第 十 章 机 械 与 人全章高频考点专训第10章名师点金名师点金以杠杆、滑轮、斜面为载体，综合压力、压强、浮力、以杠杆、滑轮、斜面为载体，综合压力、压强、浮力、功和功率等其他力学知识，考查作图、分析和计算能力，功和功率等其他力学知识，考查作图、分析和计算能力，是中考的热门考点；试题综合性强，难度大；只有熟悉各是中考的热门考点；试题综合性强，难度大；只有熟悉各种模型，才能正确解答。种模型，才能正确解答。考点考点1杠杆及其应用杠杆及其应用1.学科内综合学科内综合2022包头包头如图所示，轻质杠杆如图所示，轻质杠杆OB可绕可绕O点点转动，转动，OAAB，在，在A点悬挂物体，在点悬挂物体，在B点竖直
2、向上拉动杠点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（。下列说法正确的是（）A.F的大小为物重的的大小为物重的2倍倍B.物重增加物重增加5N，F的大小也增加的大小也增加5NC.物体悬挂点右移，拉力物体悬挂点右移，拉力F会增大会增大D.将将F改为沿图中虚线方向，拉力改为沿图中虚线方向，拉力F会减小会减小【点拨】由题图可知，由题图可知，OAAB，阻力臂为动力臂的一半，由杠，阻力臂为动力臂的一半，由杠杆的平衡条件可知杆的平衡条件可知FOBGOA，由于，由于OB2OA，所以，所以拉力拉力F的大小为物重的二分之一，故的大小为物重的二分之一，故A错误；
3、若物重增加错误；若物重增加5N，设，设F的变化量为的变化量为F，由杠杆平衡条件可知（，由杠杆平衡条件可知（FF）OB（G5N）OA，解得，解得F2.5N，故，故B错误；错误；当悬挂点右移时，阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，当悬挂点右移时，阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，则动力则动力F将变大，故将变大，故C正确；正确；保持杠杆在水平位置平衡，将拉力保持杠杆在水平位置平衡，将拉力F转至虚线位置时，动力转至虚线位置时，动力臂变小，因为阻力与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，臂变小，因为阻力与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故拉力变大，故D错误。错误。【答案】C2.立德树人立德树人文化
4、自信文化自信2022大连大连明明代学者宋应星所著的天工开物代学者宋应星所著的天工开物是世界上第一部记录农业和手工业是世界上第一部记录农业和手工业生产技术的百科全书。如图所示的生产技术的百科全书。如图所示的是书中记载的古人用脚踏碓（是书中记载的古人用脚踏碓（du）将稻米去皮的情景。该脚踏碓的工将稻米去皮的情景。该脚踏碓的工作原理：用柱子架起一根木杠，杠作原理：用柱子架起一根木杠，杠的前端装有椭圆形碓头，脚连续踏的前端装有椭圆形碓头，脚连续踏踩杠的后端，木杠可绕踩杠的后端，木杠可绕O点上、下运点上、下运动，碓头就不断砸打稻米。动，碓头就不断砸打稻米。（1）该脚踏碓属于费力杠杆，请分析其属于费力杠杆
5、的原）该脚踏碓属于费力杠杆，请分析其属于费力杠杆的原因。（注：可在图上画出力臂示意图以辅助说明）因。（注：可在图上画出力臂示意图以辅助说明）【解】由由图可知，图可知，O是支点，从是支点，从O点向阻力点向阻力F2的作用线引垂线，可得阻力臂的作用线引垂线，可得阻力臂l2，同理可，同理可知动力臂为知动力臂为l1；由图可知，；由图可知，l1l2，由杠杆平，由杠杆平衡条件衡条件F1l1F2l2可知，可知，F1F2，所以脚踏，所以脚踏碓是费力杠杆。碓是费力杠杆。（2）碓头砸打稻米时动能越大，稻米越容易去皮。请分析）碓头砸打稻米时动能越大，稻米越容易去皮。请分析这种杠杆使稻米容易去皮的原因。这种杠杆使稻米容
6、易去皮的原因。【解】碓碓头下落时，大部分的重力势能转化为动能，头下落时，大部分的重力势能转化为动能，物体的质量一定时，所处的高度越大，具有的重力物体的质量一定时，所处的高度越大，具有的重力势能越大。由相似三角形知识可知，脚移动较小的势能越大。由相似三角形知识可知，脚移动较小的距离，碓头即可移动较大的距离，可以使碓头有较距离，碓头即可移动较大的距离，可以使碓头有较大的动能，使稻米容易去皮。大的动能，使稻米容易去皮。考点考点2滑轮及其应用滑轮及其应用3.新设问新设问2023郴州郴州如图所示，物体重如图所示，物体重10N，每个滑轮重，每个滑轮重1N，在，在F2.5N的拉力作用下，物体上升了的拉力作用
7、下，物体上升了1m，则拉力做，则拉力做的有用功是的有用功是10J，克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所，克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为做的额外功为3J。103【点拨】拉力做的有用功拉力做的有用功W有有Gh10N1m10J，由题图可，由题图可知，每个动滑轮吊起它的绳子的股数为知，每个动滑轮吊起它的绳子的股数为2，绳子自由端移动，绳子自由端移动的距离的距离s2221m8m，则力，则力F做的功做的功W总总Fs2.5N8m20J；总的额外功；总的额外功W额额W总总W有有20J10J10J，提起动滑轮所做的额外功，提起动滑轮所做的额外功W动额动额G动动h1G动动h2G动动h31N1m1N2m1
8、N4m7J，克服绳重及滑轮，克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功与绳子之间的摩擦所做的额外功W摩擦额摩擦额W额额W动额动额10J7J3J。4.生产生活生产生活2023六安期中六安期中中国高铁运营里程突破中国高铁运营里程突破4万公里，万公里，稳居世界第一。高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直稳居世界第一。高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，如图甲所示，采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的的，如图甲所示，采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图，其中滑轮良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图，其中滑轮B为为动动滑轮。钢绳通过滑轮组悬挂总重力为
9、滑轮。钢绳通过滑轮组悬挂总重力为40000N的坠的坠砣，若某段时间内坠砣下降了砣，若某段时间内坠砣下降了20cm，不计滑轮和钢绳自重、，不计滑轮和钢绳自重、摩擦，输电线摩擦，输电线P端受到的拉力大小为端受到的拉力大小为8104N，输电线，输电线P端端向左移动了向左移动了10cm。动动810410考点考点3功和功率功和功率5.2022安顺安顺骑自行车是生活中一种环保的出行方式。小明骑自行车是生活中一种环保的出行方式。小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长200m的平直的平直路面，用时路面，用时30s。若小明的质量为。若小明的质量为50kg，自行车受到
10、的重，自行车受到的重力为力为200N，骑行时受到的阻力为总重力的，骑行时受到的阻力为总重力的0.03，则该过程，则该过程中动力做功的功率是中动力做功的功率是140W。（。（g取取10N/kg）1406.关键能力关键能力数据处理能力数据处理能力2023成都成都如图甲所示，小欢用如图甲所示，小欢用力力F向下拉绳子，使物体向下拉绳子，使物体M在水平地面上匀速移动，地面在水平地面上匀速移动，地面ab、bc的粗糙程度不同。物体的粗糙程度不同。物体M重为重为400N，动滑轮重为，动滑轮重为5N，ab2m，bc3m。物体。物体M从从a点到点到c点过程中，拉力点过程中，拉力F与与M移动距离的关系如图乙所示，不
11、考虑物体大小对运动的移动距离的关系如图乙所示，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦。对此过程的分析，影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦。对此过程的分析，下列结论正确的是（）下列结论正确的是（）A.绳子自由端移动的距离为绳子自由端移动的距离为15mB.拉力拉力F做的功为做的功为420JC.拉力拉力F在在ab段做的额外功等于段做的额外功等于在在bc段做的额外功段做的额外功D.物体从物体从ab段到段到bc段，滑轮组的机械效率变大段，滑轮组的机械效率变大【点拨】物体物体M从从a点到点到c点过程中，通过的距离为点过程中，通过的距离为2m3m5m，绳子的有效段数为，绳子的有效段数为2，故绳
12、子自由端移动的距离，故绳子自由端移动的距离s2s物物25m10m，故，故A错误；错误；ab2m，bc3m，绳子自由，绳子自由端移动的距离分别为端移动的距离分别为s122m4m，s223m6m，由题图乙知，绳子的拉力分别为由题图乙知，绳子的拉力分别为60N和和100N，拉力做的功，拉力做的功WW1W2F1s1F2s260N4m100N6m840J，故，故B错误；错误；本题中，克服物体摩擦力做的功为有用功，忽略绳子重力及本题中，克服物体摩擦力做的功为有用功，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，故克服动滑轮的重力做的功为额外功，在滑轮转轴摩擦，故克服动滑轮的重力做的功为额外功，在ab段和段和bc段动滑轮提升
13、的高度不同，根据段动滑轮提升的高度不同，根据WGh，拉力，拉力F在在ab段做的额外功不等于在段做的额外功不等于在bc段做的额外功，故段做的额外功，故C错误；错误；【答案】D7.2023广州天河区一模广州天河区一模世界杯历史上第一座可完全拆解、世界杯历史上第一座可完全拆解、可再利用的体育场可再利用的体育场“974球场球场”，由，由974个个“中国造中国造”的集的集装箱拼装而成，如图所示的是运载集装箱时的简化图（忽装箱拼装而成，如图所示的是运载集装箱时的简化图（忽略空气阻力，略空气阻力，g取取10N/kg）。将质量为）。将质量为30t的集装箱匀速水的集装箱匀速水平向右移动经过平向右移动经过B点，到
14、达点，到达C点后用时点后用时10s匀速下降到匀速下降到D点，点，求集装箱：求集装箱：【解】集装箱集装箱受到的重力受到的重力Gmg30103kg10N/kg3105N，由，由简化图可知，从简化图可知，从A到到C的过程中，的过程中，集装箱沿着水平方向移动，没有在集装箱沿着水平方向移动，没有在重力方向上移动距离，因此从重力方向上移动距离，因此从A到到C的过程中，重力不做功，从的过程中，重力不做功，从C到到D的过程中，的过程中，（1）从）从A到到D的过程中，重力做的功。的过程中，重力做的功。集装箱沿着重力方向下降的高度集装箱沿着重力方向下降的高度h6m，则从，则从C到到D的过程的过程中，重力做的功中，
15、重力做的功WGh3105N6m1.8106J，因此从，因此从A到到D的过程中，重力做的功为的过程中，重力做的功为1.8106J。（2）从）从C到到D的过程中，重力做功的功率。的过程中，重力做功的功率。考点考点4简单机械与力学综合简单机械与力学综合8.2023泰州泰州如图所示，供轮椅上下的斜坡长如图所示，供轮椅上下的斜坡长L4m，高，高h2m。小明用。小明用120N的拉力平行于斜坡向上将重为的拉力平行于斜坡向上将重为200N的的木箱从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为木箱从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为400J，斜坡的机械效率为斜坡的机械效率为83.3%（精确到（精确到0.1%），木箱所受）
16、，木箱所受摩擦力的大小为摩擦力的大小为20N。40083.3%209.2022黔东南黔东南如图所示的是某工作队修建苍溪百利大桥时如图所示的是某工作队修建苍溪百利大桥时用滑轮组从水中打捞正方体物体用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。物体的情景。物体M的棱长的棱长为为1m，用，用7500N的拉力的拉力F将物体将物体M以以0.5m/s的速度匀速提的速度匀速提升升2m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。（水水1.0103kg/m3，g取取10N/kg）【解】没有没有露出水面前，物体露出水面前，物体M排开水的体积排开水的体积等于物体自身的体积，即等于物体自身的体积，即V排排Va3（1m）31m3；根据阿基米德原理，物体根据阿基米德原理，物体M受到的浮力受到的浮力F浮浮水水gV排排1.0103kg/m310N/kg1m31104N。（1）物体）物体M上升后，求还未露出水面时受到的浮力。上升后，求还未露出水面时受到的浮力。【解】物体物体M上表面在水面下上表面在水面下4m时受到水的压强时受到水的压强p水水gh1.0103kg/m310N/kg4m41
