中考物理总复习专题--简单机械、机械效率复习巩固
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一、杠杆1.杠杆的定义:一根硬棒,在力的作用下如果能绕着固定点转动,这根硬棒就叫做杠杆。
在力的作用下能绕固定点转动,这是杠杆的特点。
杠杆有直的也有弯的。
2.杠杆的五要素(1)支点:杠杆(撬棒)绕着转动的点,用字母O标出。
(2)动力:使杠杆转动的力。
画力的示意图时,用字母F1标出。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力。
画力的示意图时,用字母F2标出。
注意:动力和阻力使杠杆转动方向相反,但它们的方向不一定相反。
(4)动力臂:从支点到动力作用线的距离。
用字母L1标出。
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。
用字母L2标出。
二、杠杆平衡条件1.动力×动力臂=阻力×阻力臂,公式:F1×L1=F2×L2。
2.杠杆的平衡条件实验(1)首先调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。
如以下图,当杠杆在水平位置平衡时,力臂L1和L2恰好重合,这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂的大小了,而图甲杠杆在倾斜位置平衡,读力臂的数值就没有图乙方便。
由此,只有杠杆在水平位置平衡时,我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小,因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。
(2)在实验过程中绝不能再调节螺母。
因为实验过程中再调节平衡螺母,就会破坏原有的平衡。
3.杠杆如果在相等时间内能转过相等的角度,即匀速转动时,也叫做杠杆的平衡,这属于“动平衡”。
而杠杆静止不动的平衡则属于“静平衡”。
利用杠杆的平衡条件来分析有关问题,一般按照以下步骤:(1)确定杠杆的支点的位置;(2)分清杠杆受到动力和阻力,明确其大小和方向,并尽可能地做出力的示意图;(3)确定每个力的力臂;(4)根据杠杆的平衡条件列出关系式并分析求解。
三、杠杆的分类及应用等臂杠杆L 1=L 2 F 1=F 2 (动力=阻力)既不省力也不费力 天平、定滑轮等四、定滑轮和动滑轮 1.定滑轮(1)定义:中间的轴固定不动的滑轮。
(2)实质:等臂杠杆(3)特点:不能省力但是能改变动力的方向。
机械效率一.选择题1.某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率.保持O点位置不变,竖直向上拉动弹簧测力计使重为G的钩码缓慢匀速上升,在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出C、B两点上升的高度为h1、h2.则下列说法正确的是()A.杠杆机械效率的表达式为B.杠杆机械效率的表达式为C.在如图水平位置拉升时F×OB=G×OAD.若弹簧测力计始终竖直向上拉,则测力计示数不断变化2.图1中力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s.改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s,拉力为F2(如图2).此过程滑轮组()A.总功为F2s B.额外功为F1sC.机械效率为D.额外功为3F2s﹣F1s3.如图所示,小明用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体.小明用125N的拉力,使物体在4s内上升了2m.此过程中()A.小明做的有用功为250J B.动滑轮的重力为25NC.拉力的功率为125W D.滑轮组机械效率为62.5%4.小华分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组,分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度,每个滑轮的重均相等,不计绳重及摩擦.针对这一现象,小明得出了以下4个结论:①F1做的功等于F2做的功;②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率;③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力;④F1做功的功率等于F2做功的功率其中正确的结论共有几个?()A.1个B.2个C.3个D.4个5.将规格完全相同的动滑轮,用绳子绕成甲、乙两个滑轮装置,如图所示.使用甲、乙两个装置分别匀速提升重力为G1和G2的两个物体,升高相同的高度.绳自由端施加竖直向上的拉力分别为F1和F2,甲、乙两装置的机械效率分别为η甲和η乙.已知:G1>G2,F1>F2,则下列判断正确的是()A.η甲可能大于η乙B.η甲一定大于η乙C.η甲一定等于η乙D.η甲一定小于η乙6.如图所示,物体在沿斜面向上拉力的作用下,从倾角为30°的斜面底端匀速拉到斜面的顶端,已知物体所受重力为G,斜面的机械效率为75%,若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示,则()A.F=G f=G B.F=G f=GC.F=G f=G D.F=G f=G7.如图,已知斜面倾角为30°,斜面高2m.小明沿斜面将重为400N的货物由底端匀速拉到顶端,用时10s.已知拉力大小为300N,绳重不计,则下列说法中正确的是()A.小明对货物做的有用功是1200JB.小明对绳的拉力的功率是80WC.斜面的机械效率是66.7%D.物体受到斜面的摩擦力是90N8.如图所示,利用滑轮组匀速拉动放在水平地面上重为G的物体,物体移动的距离为S1,绳子自由端移动的距离为S2,A点的拉力为F A.下列说法正确的是()A.F A=2FB.有用功为GS1C.物体受到地面的摩擦力为2FηD.额外功为FS2﹣GS19.一位建筑工人用了如图所示的装置把建筑材料运送到楼上,已知吊篮的质量为m1,建筑材料的质量m2,人对绳子的拉力为F,吊篮在拉力的作用下匀速上升了h,不计绳重及摩擦.下列表述正确的是()A.绳子自由端移动的距离为3hB.工人做的有用功为m2ghC.工人做的额外功为2Fh﹣(m1+m2)ghD.动滑轮重为3F﹣(m1+m2)g10.用如图所示滑轮组提起重300N的货物,人所用的拉力为200N,绳子的自由端被拉下1m,在此过程中,下面说法不正确的是()A.人用的拉力所做的总功为200 JB.滑轮组提升货物所做的有用功为100 JC.额外功为50 JD.滑轮组的机械效率为75%11.某人用如图所示的滑轮组提升重为800N的重物,在拉力F作用下,30s时间内,物体向上移动了12m,若滑轮组的机械效率为80%,绳重、摩擦阻力不计,则()A.拉力做的功为12000JB.拉力的功率为50WC.绳子自由端被拉下距离为36mD.动滑轮重力大小为100N12.建筑工人小明要把建筑材料运送到楼上,他使用了如图所示的装置进行提升,第一次小明将质量为m的建筑材料放在吊篮中,在拉力为F的作用下匀速送到楼上;为了加快工程进度,第二次小明在吊篮中增加了△m的建筑材料在绳端施加一定拉力使其匀速送到楼上;那么小明第二次提升建筑材料时滑轮组的机械效率为(不计吊篮质量、绳重及摩擦)()A.η=×100%B.η=×100%C.η=×100%D.η=×100%13.用如图所示的滑轮组,将陷在泥里的汽车匀速拉出,若汽车重为G,拉力的大小为F,汽车和地面间的摩擦力大小为f,则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是()A.B.C.D.14.利用如图所示的滑轮,在粗糙水平面上匀速拉动物体,下列叙述正确的是()A.克服物体重力做的功是有用功B.克服物体受地面摩擦力做的功是有用功C.绳子自由端的拉力F做的功是有用功D.克服物体受地面摩擦力做的功是额外功15.如图所示,在大小为1000N的拉力F作用下,滑轮组将1800N的重物匀速提升了0.5m,设滑轮组摩擦不计.则在此过程中()A.做的有用功是500JB.做的总功是1500JC.滑轮组的机械效率是90%D.若减缓重物的提升速度,滑轮组的机械效率会相应的减小16.一位建筑工人要把建筑材料运送到楼上,他使用了如图所示的装置进行升降.已知吊篮的质量为m1,建筑材料的质量为m2,人对绳子的拉力为F,吊篮在拉力的作用下匀速上升了h,不计绳重和轮与轴的摩擦.下列表述正确的是()A.有用功为m2gh,滑轮组的机械效率为B.额外功为m1gh,动滑轮重为2F﹣m2gC.拉力F=(m1+m2)g,动滑轮上升的距离为hD.总功为3Fh,人拉绳子移动的距离为3h17.工人用如图所示的滑轮组将重为600N的物体在4s内匀速提升了2m,若每个滑轮重60N,不计绳重和摩擦,则在此过程中,下列说法正确的是()A.绳端的拉力F为330NB.绳子自由端移动速度为0.5m/sC.有用功为1320JD.滑轮组的机械效率约为91%18.在一次车辆故障处置过程中,拖车所用装置简化如图.为了尽快疏通道路,交警只用了30s的时间,指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖动了180m.绳子自由端的拉力F是500N,该装置的机械效率是80%.下列说法正确的是()A.绳子自由端移动的速度是6m/sB.拉力F在30s内所做的功是9×104JC.故障车在被拖离过程中受到的阻力是1.5×104ND.故障车克服摩擦阻力做功2.16×105J19.如图所示的两个滑轮组分别把重力相等的两个物体提升相同的高度,所用的拉力F1=F2,比较两拉力所做的功W1.W2及两滑轮组的机械效率η1.η2,则有()A.W1>W2,η1<η2B.W1<W2,η1<η2C.W1=W2,η1=η2D.W1<W2,η1>η220.小明在“探究杠杆的机械效率与哪些因素有关”时,提出了两种猜想,猜想1:可能与悬挂重物位置有关;猜想2:可能与物重有关.随后,他在A处悬挂二个钩码测出机械效率η1,在B处悬挂一个钩码测出机械效率η2,并重复多次,均发现η1>η2,由此,他()A.只能验证猜想1B.只能验证猜想2C.既能验证猜想1,也能验证猜想2D.既不能验证猜想1,也不能验证猜想2二.填空题21.如图所示,在测定杠杆机械效率的实验中,始终保持竖直向上缓慢拉动弹簧测力计,使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置:(1)请在图中画出杠杆在虚线位置时,杠杆所受测力计拉力(为杠杆的动力)的力臂L1,此杠杆式杠杆(选填“省力”、“费力”、“等臂”).(2)图中测力计的示数F始终为2.5N,测力计上升的高度s为0.2m.物块重G为1.5N,物块上升高度h为0.3m,则拉力做的总功为,机械效率为.22.小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”.实验时,将总重为G的钩码挂在杠杆A处,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为h,弹簧测力计的示数为F,其移动的距离为S,则杠杆的机械效率ηA=(用题中字母表示).若将钩码移动到B点,仍将它匀速提升h的高度,则弹簧测力计的示数(>/=/<)F,杠杆的机械效率ηB(>/=/<)ηA,在这过程中要克服和做额外功.23.如图所示,一根均匀的细木棒OC,OA=OC,B为OC的中点.在C点施力将挂在A点的重为160N的物体匀速提升0.2m,木棒的机械效率为80%.这里的木棒是一种简单机械,称为,提升该物体做的有用功是J,木棒重为N(不计摩擦)24.如图所示,在测定杠杆机械效率的实验中,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆OB上的物块缓慢上升至虚线位置,测力计的示数F为N.测力计竖直移动的距离S为0.2m,物块重G为1.5N,物块上升的高度h为0.3m,则杠杆的机械效率为%.使用杠杆提升物块的过程中,做额外功的原因之一是.25.如图所示,在测定杠杆机械效率的实验中,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆OB 下面的物块缓慢上升至虚线位置,物体上升的高度为30cm ,测力计上升的高度为20cm ,这一过程中杠杆的机械效率为90%,测力计的读数如图所示,则物块的重力为 N .26.在“测滑轮组机械效率”实验中,物体重为6N .若物体上升高度为10cm ,此时弹簧测力计的示数如图所示,则拉力做的有用功是J ,滑轮组的机械效率是 %.若仅增加物体的重,该滑轮组的机械效率将 (选填“增大”、“减小”或“不变”).(不计绳重及摩擦)三.实验探究题27.用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率.实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升.(1)实验中,测力计的示数F 为 N ,钩码总重G 为1.0N ,钩码上升高度h 为0.1m ,测力计移动距离s 为0.3m ,则杠杆的机械效率为 %.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因: .(2)一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A 、B 两点,测量并计算得到下表数据:次数 钩码悬挂点 钩码总重 G/N 钩码移动距离 h/m 拉力 F/N 测力计移动距离 s/m 机械效率 η/%1A点 1.50.100.70.3071.42B点 2.00.15 1.20.3083.3根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?答:;请简要说明两条理由:①;②.28.用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率.实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升.(1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F为1.2N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为%.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因:.(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到如表所示的两组数据:次数钩码悬挂点钩码总重G/N钩码移动距离h/m拉力F/N测力计移动距离s/m机械效率η/%1A点 1.50.100.70.3071.42B点 2.00.15 1.20.3083.3根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?答:,原因是.参考答案一.选择题1.B2.D3.C4.D5.A6.B7.C8.C9.B10.B11.A12.A13.B14.B15.C16.A17.D18.D19.D20.D二.填空题21.(1)费力;(2)0.5J;90%.22.;>;>摩擦;杠杆重力.23.杠杆;32;20.24.2.5;90;杠杆本身有重力.25.1.5.26.0.6;83.3;增大.三.实验探究题27.(1)0.5;66.7;克服杠杆与支点间摩擦及杠杆自重做的额外功;(2)不能;①两次实验时钩码没有挂在同一位置;②一次对比实验所得结论是不可靠的.28.(1)66.7;由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功;(2)不能;两次实验时钩码没有挂在同一位置或者仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的.。
【巩固练习】一、填空题1、某同学用大小相等的水平推力推着小车在水平路上行走,路面一段是水泥的,一段上面铺满了粗糙的石子,两段路距离相等,则推力在这两段路上做的功_________(填“相等”或“不相等”)。
2、__________________叫做功率。
它是用来表示物体________________的物理量。
功率的计算公式是______________,它的国际单位制单位是______________,符号是______________。
3、羽毛球运动员用200 N的力将一个羽毛球打出50m,在羽毛球飞行过程中,运动员通过羽毛球拍对球所做的功是_______J。
二、选择题4、下列说法正确的是()A.做功越多,功率一定越大B.做功时间越短,功率一定越大C.功率是单位时间内完成的功D.省力的机械功率一定大5、(广州)剪刀剪纸的机械效率为80%,这表示()A.若作用在剪刀的动力是1N,则阻力是0.8NB.若作用在剪刀的阻力是1N,则动力是0.8NC.若作用在剪刀的动力做功1J,则有0.2J 的功用于剪纸D.若作用在剪刀的动力做功1J,则有0.8J 的功用于剪纸6、(广西)用图中装置匀速提升重为100N的物体,手的拉力为60N,滑轮的机械效率为()A.16.7% B.20% C.83.3% D.100%7、(兰州)中考体育测试跳绳的项目中,某同学在1min内跳了180次,每次跳的高度大约为5cm。
他跳绳时的功率大约为()A.1000 W B.100 W C.10 W D.1W8、要测量小明通过楼梯上楼时的功率,不需要测量的是()A.身体质量B.通过的楼梯高度C.通过的路程D.上楼所用的时间9、山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路,这样车辆向上行驶时可以()A.提高功率B.提高机械效率C.减小所必需的牵引力D.减小所做的功10、用下列简单机械提升重力相等的物体时,不计摩擦和绳重,则机械效率最高的是()A.杠杆B.定滑轮C.动滑轮D.滑轮组11、有甲、乙两台机器,甲乙做功之比2:3,甲乙所用时间之比1:3,比较甲、乙两机器的功率,则P甲:P 乙是()A. 3:2B. 2:1C. 3:2D. 1:312、根据图像判断,下列说法正确的是()A、甲的功率大于乙的功率B、相同时间内,乙做功多C、甲做功比乙做功多D、无法判断13、如图所示,斜面光滑,推力分别为F1、F2,把物体从斜面底端推至斜面顶端,所做的功分别为W1、W2,那么()A. F1大于F2,W1等于W2B. F1小于F2,W1小于W2C. F1大于F2,W1大于W2D. F1小于F2,W1等于W2三、实验与作图题14、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验,实验数据记录如下:()写出表中标有编号①、②和③的空格处的数据?(2)在实验操作中应该怎样拉动弹簧测力计?(3)分析实验数据,同一滑轮组的机械效率主要与什么因素有关?为什么?(4)不同滑轮组的机械效率又与其它哪些因素有关呢?(列举一例)四、计算题15、在水平地面上的物体,受到15N的推力前进了4m;撤去推力后,物体又前进了1m后停止。
2023年中考物理专题复习:《简单机械及机械效率》实验题姓名:___________班级:___________考号:___________1.如图所示是某中学初三2班黄艺同学测量牛奶密度的实验:(1)黄艺先将牛奶倒入量筒,如图甲所示,则牛奶的体积为 _____cm3;接着将天平放在水平台面上,他先将游码归零后,再调节 _____,使天平平衡;用调节好的天平测出空烧杯的质量为29.4g,然后将量筒中的牛奶倒入烧杯中,用天平测量烧杯和牛奶的总质量,天平平衡时如图乙所示,则杯中牛奶的质量为 _____g;(2)根据以上实验数据计算出牛奶的密度为 _____kg/m3。
用该方法测得的密度比真实值偏 _____(选填“大”或“小”),原因是 ___ __;(3)黄艺学习杠杆知识后,突发奇想回家制作了一个可以直接测量液体密度的“密度天平”,如图丙所示,其制作过程和原理如下:选择一根长1m粗细均匀的轻质杠杆,将杠杆的中点固定在支点O处,调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡。
①在左侧离O点l1的A点位置用细线固定一个质量为m、容积为V的空容器;②将体积为V0(V>V0)的牛奶倒入容器中;③在右侧离O点l2的B点用细线悬挂一质量为m x的钩码(细线的质量忽略不计),使杠杆在水平位置平衡;④则牛奶的密度表达式ρ=_____(用已知物理量表示);⑤若适当增加钩码质量,该“密度天平”的量程将 _____(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
2.斜面是一直简单机械,在生活和生本中有很多应用,小明利用左图所示的装置探究斜面的机械效率,测得的数荐记录在右侧的表格中。
(1)根据表格中记录的数据,可以推测小明在探究斜面的机械效率跟斜面________的关系;(2)根据表格中记录的数据,斜面的倾斜程度越大,使用斜面越________(选填“省力”或“不省力”);(3)第一次实验中物体在斜面上受到的摩擦力为________N;(4)该小组又进行了第4次实验,他们在斜面上铺上棉布,使斜面变粗糙,斜面的倾斜程度与第3次相同,保持斜面高和长分别是0.5m和1m,物体重为10N,用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数为10N,他们测得这种情况下斜面的机械效率为________,证明了,在其他条件一定时,斜面越粗糙,斜面的机械效率越低。
不动可动F 2F 1BAG Ol 1l 2F 1 B B GGAAsh2021年中考物理总复习 专题11 简单机械滑轮、滑轮组、机械效率(知识点+例题)一、滑轮:1.滑轮定义:周边有槽,中心有一转动的轮子叫滑轮。
因为滑轮可以连续旋转,因此可看作是能够连续旋转的杠杆,仍可以用杠杆的平衡条件来分析。
根据使用情况不同,滑轮可分为定滑轮和动滑轮。
2.定滑轮:(1)定义:工作时,中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
如下左图所示。
(2)实质:是个等臂杠杆。
(如下中图所示)轴心O 点固定不动为支点,其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r ,根据杠杆的平衡条件,可知,因为重物匀速上升可知,则,不省力。
(3)特点:不省力,但可改变力的方向。
所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力(图中F 1方向向下)能得到一个与该力方向不同的力(图中得到使重物G 上升的力)。
(4)动力移动的距离与重物移动的距离相等,S=h 。
(如上右图所示)对于定滑轮来说,无论朝哪个方向用力,定滑轮都是一个等臂杠杆,所用拉力都等于物体的重力G 。
(不计绳重和摩擦)【例题1】如图所示用的定滑轮的拉力F 是20N ,匀速提起物体A ,不计摩擦,A 的重力为 N 。
定滑轮实质是 杠杆。
若在拉力F 的作用下,物体A 上升了2m ,则拉力F 做的功为 J 。
【答案】20;等臂;40。
【解析】拉力F 是20N ,匀速提起物体A ;F1向上向上OF2GF1l1l2hs=2h因为是定滑轮,所以G=F=20N,定滑轮实质是等臂杠杆。
动滑轮中,拉力移动的距离与物体上升的高度h之间有S=h=2m;所以W=FS=20N×2m=40J。
【变式练习1】如图所示,甲物体重6N,乙物体重10N,弹簧秤重力及摩擦均不计。
则当甲、乙两物体静止时,弹簧秤的读数为 N。
【答案】6【解析】当图中的装置静止时,它们受到的都是平衡力的作用。
甲的重力为6N,它对弹簧秤的拉力就是6N,两侧拉力平衡,因此,乙端对弹簧秤的拉力也是6N,即弹簧测力计的示数为6N。
专题六中考机械效率问题处理方法及其解析简单机械的机械效率问题是中考必考点,分值在3—8分。
题型涉及选择题、填空题、探究题、综合计算题。
所以学会解答简单机械的机械效率问题,对提高物理成绩至关重要。
中考在考查机械效率方面,以考查滑轮组的机械效率为主。
但杠杆、斜面的机械效率问题的解答也是命题重点,同样要重视。
下面给出与杠杆、滑轮组、斜面三种简单机械的机械效率有关问题的剖析,供各省市考生学习时斟酌。
一、用简单机械提升物体,有用功、额外功、总功及其机械效率的求法(1)用简单机械提升物体做的有用功W有用=Gh;(2)用简单机械提升物体做的总功W总=Fs;(3)用简单机械提升物体做的额外功W额外=W总-W有用。
(4)简单机械机械效率公式:η=W有/ W总×100%=Gh/Fs×100%。
其中h是重物G被提升的高度,s是动力F移动的距离。
h与s的关系可以根据具体情况而定。
二、与杠杆机械效率有关的计算题解题套路1.用杠杆提升物体的模型图2. 用杠杆提升物体有用功、额外功和总功求法(1)用杠杆提升物体做的有用功W有用=Gh(2)用杠杆提升物体做的总功W总= Fs(3)用杠杆提升物体做的额外功W额外=W总—W有用其中h是重物G被提升的高度,s是动力F 移动的距离。
h与s的关系可以根据相似三角形建立。
3. 杠杆机械效率的求解(1)用杠杆提升物体时,有用功和总功的比值.称为杠杆机械效率。
(2)杠杆机械效率公式:η=(W有用/W总)×100%4.典型例题解析【例题1】如图所示,杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升。
下表是提升物体时采集到的信息:(1)若不计杠杆自重和摩擦,则拉力F 的大小;(2)若实际拉力F 为90 N ,求拉力做的总功及杠杆的机械效率(机械效率保留三位 有效数字)。
答案:(1)80 N (2)9 J ,88.9%解析:求解机械效率时,同学们选择公式时直接用η= W 有/ W 总×100%得出结果就是最后结论,有的同学利用η= W 有/ W 总这个求解出来的结果,画为百分数即可。
2024年中考物理“机械效率和功”高频考点总结2024年中考物理中,机械效率和功是一个有可能被重点考察的知识点。
下面是我对这个知识点的高频考点进行总结,希望对你备考有所帮助。
一、机械效率的定义和计算1. 机械效率定义:机械效率是指机械能输出与机械能输入的比值,用η表示,机械效率可以小于1,也可以大于1。
2. 计算机械效率:机械效率等于输出功与输入功的比值,即η = 输出功 / 输入功。
二、机械效率的影响因素1. 摩擦:摩擦是导致机械效率降低的主要因素。
摩擦会产生热能损失,并使能量转化效率降低。
2. 轮轴:轮轴的材质和结构也会影响机械效率。
如果轮轴材质不均匀或者轮轴的结构设计不合理,会导致机械效率下降。
3. 传动装置:传动装置包括传动比、齿轮等。
传动比过大或者过小都会导致机械效率下降。
4. 配重:对于某些机械装置,适当的配置配重可以提高机械效率。
三、机械效率与动力的关系1. 机械效率与动力的传递:机械效率是机械能的传递过程中能量损失的比例,虽然机械效率小于1,但是机械效率并不影响动力的传递。
2. 机械效率和动力的关系:机械效率高,并不意味着动力大。
机械效率高意味着单位能量转化的损失较小,不一定意味着转化的功较大。
四、功的计算和功率的定义1. 功的计算:功是物体在力的作用下发生位移时所做的功。
功等于作用力与位移的乘积,即W = F * s。
2. 功率的定义:功率是指单位时间内所做的功。
功率等于功除以时间,即P = W / t。
五、功率和机械效率的关系机械效率η = 输出功率 / 输入功率。
由功率公式可得,机械效率等于输出功与输入功的比值。
六、机械效率应用举例1. 轮轴的机械效率:轮轴的机械效率可以通过实验测量来计算,用一个重物绳子与轮轴相连,使得轮轴沿着水平面滚动,可以得到轮轴的机械效率。
2. 杠杆的机械效率:杠杆的机械效率可以通过实验测量来计算,测量所需的力与输出的力,可以得到杠杆的机械效率。
以上是2024年中考物理中关于机械效率和功的高频考点的总结。
2024年中考物理“机械效率和功”高频考点总结一、机械效率的概念和计算方法(1)机械效率的定义:机械效率是指机械设备或机械装置在工作过程中所消耗的能量与其所输入的能量之比。
(2)机械效率的计算公式:机械效率 = 有用功÷ 输入功× 100%。
(3)机械效率的单位:无单位,通常以百分数表示。
二、机械效率与能量转换(1)机械能的转化:机械设备在工作过程中,通常能够将输入的能量转化为有用功和无用功两部分。
其中,有用功是指机械装置对外界做功,而无用功是指机械装置内部消耗的能量。
(2)机械效率与能量转换的关系:机械效率高,说明能量转换率高,大部分输入的能量都转化为有用功,能够更好地完成工作;机械效率低,说明能量转换率低,大部分输入的能量被消耗在无用功上,工作效果不佳。
三、机械效率的影响因素(1)摩擦损失:摩擦力是机械效率低的主要原因之一,通过减小摩擦力,可以提高机械效率。
(2)机械结构:不同结构的机械装置,其机械效率也会有所不同。
通常采用合理的设计和优化的结构可以提高机械效率。
(3)材料选择:材料的摩擦系数和耐磨性等特性对机械效率也有着重要影响。
选择摩擦系数小、耐磨性好的材料可以提高机械效率。
(4)润滑条件:合理的润滑可以减小机械装置内部的摩擦,提高机械效率。
四、功的概念和计算方法(1)功的定义:功是指力对物体作用时所做的机械能的转化。
(2)功的计算公式:功 = 力× 距离× cosθ。
(3)功的单位:焦耳(J)。
五、功的正负和功的变化(1)力的方向与力的移动方向相同时,做功,功为正;力的方向与力的移动方向相反时,受到功,功为负。
(2)如果物体在力的作用下,沿力的方向移动,功为正;反之,功为负。
(3)当物体做匀速圆周运动时,力的方向始终垂直于物体的位移方向,不做功。
六、内力做功与外力做功(1)外力做功:外力是指外界对物体施加的力,如重力、弹力等。
外力对物体做功可以改变物体的位置和速度,是进行功的基本条件。
简单机械、机械效率一、选择题1.人们在使用板手拧螺帽时,常常不是采用a图所示的握法,而是采用b图所示的握法,这更有利于拧紧或松开螺帽。
与a图比较,采用b图所示的握法()A. 增大了阻力臂,减小动力移动的距离B. 减小了动力臂,减小动力移动的距离C. 增大了动力臂,省力D. 减小了阻力臂,省力2.如图所示,小明借利用滑轮组把货物提高h之际,体验测量滑轮组机械效率的实验,以下说法错误的是(S是人拉绳时绳子移动的距离)()A. 需要的测量仪器有弹簧测力计、刻度尺B. 实际中发现F<G,a>b,则省力费距离C. 滑轮组的机械效率η=D. 提高机械效率可以通过减轻物重来实现3.利用如图所示的三种装置把重100N的物体匀速升高,所用拉力分别为30N、80N、40N,这时三种装置的机构效率η1、η2、η3之间的关系是()A. η1>η2>η3B. η1<η3<η2C. η1=η2<η3D. η1<η2<η34.如图所示,斜面长3m,高0.6m,建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150N(忽略绳子的重力)。
则下列说法正确的是()A. 斜面上的摩擦力是50NB. 拉力的功率是50WC. 拉力所做的功是300JD. 斜面的机械效率是80%5.用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m,已知动滑轮重30N,不计绳重和摩擦,则()A. 利用滑轮组所做的有用功是450JB. 拉力的功率是99WC. 绳子自由端移动的速度是0.9m/sD. 滑轮组的机械效率是80%6.使用机械时,若额外功小于有用功,则该机械的机械效率( )A. 大于0.5B. 小于0.5C. 大于1D. 等于0.57.如图所示,使用四种简单机械匀速提升同一物体,在不计机械自重及摩擦的情况下,所需动力最小的是()A. B. C. D.8.深圳大疆新推出的“精灵4”无人机具有自动返航功能.下列说法中正确的是()A. 无人机匀速上升时,动能转化为重力势能,机械能守恒B. 无人机停在地面时,它受到的重力与它对地面的压力是一对平衡力C. 无人机自动返航时,以地面为参照物它是运动的D. 无人机做功的功率越大,机械效率就越高9.下列说法正确的是()A. 电梯匀速上升的过程中,电梯对人的支持力不做功B. 悬浮在水中的物体受到水的压力,压力的合力与该物体受到的重力是平衡力C. 汽车车窗打开时,遮阳的窗帘总是往外飘是因为车内空气流速大,压强大D. 将一个物体提升同一高度,竖直拉物体比利用斜面费力,做的有用功也大些10.某人用20N的力将重为15N的球推出去后,球在地面上滚动了10m后停下来,这个人对球所做的功为()A. 0JB. 200JC. 150JD. 条件不足,无法计算11.某人用如图所示装置来拉小车匀速前进,所用拉力F为300N,滑轮组绳子的自由端1s内移动0.6m,若不计滑轮重及绳子滑轮间的摩擦,那么,地面对小车的摩擦力f和滑轮组对小车做功的功率分别是()A. f=900N,P=180WB. f=600N,P=180WC. f=600N,P=60WD. f=900N,P=270W12.工人用如图所示的滑轮组提升重物,在10s内将200N的物体匀速提升2m, 已知工人的拉力为80N。
中考物理复习专题--简单机械、机械效率复习巩固【典型例题】例1. 杠杆在动力和阻力作用下处于平衡状态,采用下列方法不能使杠杆平衡的是( ) A. 在杠杆上再施加一个力,使这个力作用在杠杆的中心。
B. 在杠杆上再施加一个力,使这个力的作用线通过支点。
C. 使动力和阻力同时减小到原来的21。
D. 使动力臂和阻力臂同时增大一倍。
解:A 正确。
点评:力的作用线通过支点,该力的力臂为零,使杠杆仍然平衡、而力的作用点在杠杆的中心,而支点不一定在杠杆的中心,所以不一定使杠杆仍平衡,C 、D 都同时减小或增大,都能使杠杆平衡。
例2. 动滑轮装置如图所示,两个连在一起的定滑轮同轴转动,绳在滑轮上不滑动,设拉力为F ,重物重为G ,大定滑轮半径为R ,小定滑轮半径为r ,该装置的机械效率为η,则F 等于( )A. F =RGr η;B. RGrF η2=; C. F =Rr R G η)(-;D. F =Rr R G η2)(-解:D 正确。
点评:设拉力F 拉动绳绕过大定滑轮一圈时拉力F 做功为F R π2⋅,而此时小定滑轮也随之转一圈,使拉着动滑轮的绳子实际只上升了(2πR-2πr )。
这样动滑轮下的G 重物只上升了)22(21r R ππ-,因此根据机械效率得: R F r R G W W πππη2)22(21⋅-==总有 则:G RrR F η2-=例3. 轻质杠杆两端分别挂重为G 1和G 2的两个实心金属球A 和B ,已知B A ρρ〉,杠杆原来处于平衡状态,如果现在将它们同时浸没于酒精中,则杠杆还能平衡吗?解:所谓“轻质”杠杆,即不计杠杆质量,要判定两球浸入酒精后,杠杆是否平衡,需判断浸没后左右两边产生的力矩是否相等。
当球浸入酒精后,球对杆的拉力等于球的重力减去球受到的浮力根据杠杆平衡条件:G 2211L G L ⋅=⋅球浸入酒精中后:左边力矩为111111(L gG g G L F G M A A )()酒浮ρρ⋅-=-= =111L G A⋅-⋅)(酒ρρ 右边力矩为:222222L gG gG L F G M B B ρρ⋅-=-=酒浮)( =221L gG B ⋅-)(酒ρρ 又 B A ρρ〉 ∴BA ρρρρ酒酒〈∴BA ρρρρ酒酒-〉-11 ∴杠杆不平衡,杠杆向A 球倾斜。
例4. 要用41G 的力将重物从地面搬到高为h 的平面上,你可用哪些方法?画出每种方法的草图,并简要说明所用的条件(不计摩擦和额外阻力)解:第一种方法:利用杠杆,如图所示,根据杠杆平衡条件:F 1∙L 1=F 22L ∙当动力臂是阻力臂的4倍时,F 1=41F 2=41G第二种方法:利用滑轮组,如图所示根据F =h G (动滑轮重不计)当n =4股时,F =41G (G 有4股绳子承担)FGFG第三种方法:利用斜面:如图所示:根据G F =L h ,当L =4h 时,F =41G ,即斜面的长是高的4倍。
FLhG第四种方法:.还可以简单机械的组合等等。
例5. 如图所示,在杠杆的中点挂一质量为20kg 的物体,某人在端点用125N 向上的力将该物体匀速提高了0.5m.,则此人对物体做功的机械效率为多少?分析:被提升物体的重力 G =mg =196N物体升高的距离h 1=0.5m ,动力F =125N ,但动力作用点升高的距离h 2未知。
由图知,物体升高的距离h 1=AB. 又,∽''OB A AOB ∆故AB :A ’B ’=AO :A ’O =1:2, A ’B ’=2AB =2,15.0m m =⨯则η=%100%10021⨯=⨯Fh Gh W W 总有=%10011255.0196⨯⨯⨯m N mN =78.4%例6. 用滑轮组将重为G 的物体匀速提升h ,所用的拉力为F ,若忽略绳重及摩擦,则W 有=Gh ,W 总=Fs ,其中s 为绳自由端移动的距离,有s = nh (n 为承担重量的绳子的股数),则滑轮组的机械效率如何表示? η=%100%100⨯=⨯FsGhW W 总有=,%100⨯nF G 或表示为η=%100⨯+h G G Gh )(动=%100⨯+动G G G例7. 所用的拉力F =100N ,如果该滑轮组的机械效率为75%,不计摩擦和绳重,求物重和滑轮自重。
分析:由题图知,有四股绳子承担着物重,当物体被匀速提升h 时,绳自由端移动的距离为4h ,不计摩擦和绳重,滑轮组的机械效率为GFη=%1004%100⨯∙=⨯hF GhW W 总有=%1004⨯F G , 则G =4F η∙因为F =100N ,η=75%,所以G =4N N 300%75100=⨯⨯ 又因为F =)(动G G n+1,所以G G F -=4动=4N N N 100300100=-⨯例8. 使用滑轮组沿水平方向拉物体时,拉力F 与物体重力G 没有直接联系,有用功W h G ≠有,而是克服物体与水平面之间的摩擦力(或阻碍物体运动的力)f 所做的功,设物体沿水平方向通过的距离为s ,则W ,则=,=总有ns fs ∙F W%%==总有100n f100⨯⨯FW W η例9. 某人站在岸上利用滑轮组使停泊在水中的船匀速靠岸,已知滑轮组由两个定滑轮和两个动滑轮组成(滑轮重不计),如图所示,船重1.02N 510⨯,船移动时受到水的阻力是船重的0.01倍,人水平拉绳的力为240N ,船靠岸的速度为0.72km/h 。
求F(1)滑轮组的机械效率。
(2)人拉绳子的功率及人对船做的有用功率。
分析:滑轮组上拉船靠岸的绳子段数n =5 (1)船受到的阻力f =0.01G =0.01N 51002.1⨯⨯=1.02N 310⨯,人拉绳子自由端移动的距离是船移动距离的5倍,滑轮组的机械效率%=%=%=总有8524051020100s 5fs 100NNF W W ⨯⨯∙⨯=η (2)船靠岸的速度 ,==船s /m 2.0h /km 75.0v 绳子自由端移动的速度 ,===船s /m 1s /m 2.055⨯v v 则人拉绳子的功率为,====总总W N Fv W P 240s /m 1240t⨯ 人对船做功的有用功率为W N v W P 204s /m 2.01020f t====船有有⨯例10. 如图所示,沿着长为L 的斜面把一个物体匀速拉到顶端,如果在物体与斜面之间涂润滑剂减小摩擦,那么产生的效果是( )FhLA. 总功增加B. 有用功增加C. 有用功减小D. 机械效率增大 分析:在保持其他条件不变的情况下减小物体与斜面之间的摩擦,其有用功将保持不变,故(B )、(C )错误。
又因为在加润滑剂后物体与斜面之间的摩擦力f 变小,则实际拉力F ,=变小理想实际f +F F (A )错误 根据,面的机械效率将会变大的情况下减小总功,斜%可知,在有用功不变=总有100⨯W W η应选(D )【模拟试题】1. 如图所示杠杆OA 在力F 1、F 2的作用下处于静止状态,L 2是力F 2的力臂,在图中画出力F 1的力臂和力F 2。
Ol 2CAF 12. 如图所示。
AOB 是一杠杆,OB 与水平面平行,现在B 点放一小球a ,在A 点加一水平力F ,当F 为60N 时,杠杆处于平衡状态,且O 仍与水平面平行,设AO =OB 31,求小球a 所受的重力。
3. 如图所示,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M 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比为多少?重物M 的密度是多少?M ABOC4. 在下列工具中省力的是( )(1)镊子 (2)铡刀 (3)汽车上的刹车闸 (4)天平 (5)钓鱼杆 (6)剪铁用的剪子 (7)羊角锤起钉子5. 有一根长为L 的均匀细棒,一部分浸入密度为0ρ的液体中,浸入部分长度为b ,另一端搁在容器壁上,伸出容器壁的长度为a ,如图所示,则细棒的密度ρ等于多少?abL6. 如图所示,某同学做“测滑轮组机械效率”的实验,已知每个钩码的质量均为50g ,g 取10kg N 。
(1)在图上画出滑轮组绳子的绕法,要求施力方向竖直向上(2)现将钩码匀速竖直向上提起20cm ,弹簧秤的示数是0.8N ,则此过程中滑轮组的机械效率为多少?7. 用如图所示的滑轮组将重2540牛的物体提高1.7m,若不计摩擦,也不考虑滑轮和绳重,求:(1)绳端的拉力F 为多少大? (2)绳子自由端移动多少米? (3)若考虑各种阻力,则须在绳子自由端施加800牛的力,求滑轮组机械效率为多少?FG8. 均匀细长棒AB ,其质量为m ,A 端用细线悬挂起来且悬线竖直,B 端无阻碍地斜向浸没在水池中,当它稳定静止时,棒被浸没部分的长度是全长的53,如图所示,求棒的密度是多少?AB9. 下图所示,杠杆AB 是一根粗细均匀的木棒,其质量为116g ,C 是用细绳挂在木秤上o ’点的铜铝合金球,其中含铝54g ,现杠杆恰好在水平位置平衡,量得Ao ’=81AB ,AO=41AB ,求合金球C 的密度。
(33109.8m kg ⨯=铜ρ。
33107.2m kg ⨯=铝ρ)10. 圆柱形砝码底面直径为2cm ,质量为100g ,用它来测量放在水平桌面上的均匀木质米尺的质量,砝码边沿与米尺一端相切放在米尺上,米尺与桌边沿垂直,逐步地外移米尺,当伸出端与桌边相距25cm 时,米尺刚翘起,则这根米尺的质量是多少克?【试题答案】1.F 12. G 牛20=a3.54=m M ; 433m kg 10⨯4. (2) (3) (6) (7)5. )(a2b1b0--+L L Lρ 6. (1)略;(2)η=%=总有3.838.032≈⨯NNW W7. (1)635N (2)6.8m (3)79% 8. 0.8433m kg10⨯9. 33m kg 105.7⨯=球ρ10. 96克。