2024年中考物理一轮复习专题讲义 简单机械(滑轮)
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4.树形图:复习时,可以在每门考试科目众多的参考书中,选出一本较有代表性的参考书,通读全书后,理出该领域研究的主要线索。
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6.“齐头并进”法:在复习过程中,由于要复习的学科多,所以必须合理安排时间。学科和学科之间不可偏废。可将每天的时间划分为大致相等的5部分,用于7门课的复习,弱科花的时间稍多一些。
2024年中考物理一轮复习专题:简单机械(滑轮)
知识点梳理
1.定滑轮:
(1)定义:中间的轴固定不动的滑轮;
(2)实质: 杠杆;
(3)特点:改变拉力的方向,不能省力;
(4)F移动距离(s)和G移动距离(h)的关系:s h;
(5)F与G大小的关系(不计绳重及摩擦):F G物;
(6)绳子自由端移动速度等于重物移动的速度:vF=vG。
2.动滑轮:
(1)定义:和重物一起移动的滑轮(可以上下移动,也可以左右移动);
(2)实质:动力臂为阻力臂的2倍的 杠杆;
(3)特点:不改变拉力方向,省一半力;
(4)F移动距离(s)和G移动距离(h)的关系:s h;
(5)F与G大小的关系(不计绳重、动滑轮重及摩擦):F G物;
(6)F与G大小的关系(不计绳重及摩擦):F= ;
(7)绳子自由端移动速度等于2倍重物移动的速度:vF=2vG。
3.滑轮组:
(1)定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组;
(2)特点:既省力又可以改变力的方向;
(3)F移动距离(s)和G移动距离(h)的关系:s h;
(4)F与G大小的关系(不计绳重、动滑轮重及摩擦):F G物;
(5)F与G大小的关系(不计绳重及摩擦):F= ;
(6)绳子自由端移动速度等于2倍重物移动的速度:vF=nvG。(n表示直接连接动滑轮的绳子股数)
4.滑轮组的绕线方式:
(1)从轮子数量少的开始;
(2)定动交替;
(3)就近原则;
(4)奇动偶定。
5.滑轮组的机械效率:
(1)概念:η=W有W总×100%
(2)计算:η=GhFs×100%=GnF×100%
(3)提高滑轮组机械效率的方法:
①增加物重(增加有用功占比)
②减轻动滑轮重
③减少摩擦
特殊滑轮的机械效率:
η=fnF×100% η=GhFs×100%
专题训练
一、选择题
1.如图所示,下列各事例中利用动滑轮的是 ( )
A.B.
C.D.
2.在北京天安门广场,伴随着嘹亮的国歌声,五星红旗冉冉升起.这是因为旗杆顶部有一个滑轮,如图,该滑轮的作用是( )
A.增大绳子自由端移动的距离C.减少拉力做功
B.改变拉力的方向D.减小拉力
3.如图所示,将细绳的一端固定在天花板上,细绳绕过滑轮后,手作用在细绳的B点,利用滑轮匀速提升物体。若不计摩擦,下列说法正确的是( )
A.物体克服重力做的功是总功B.物体和绳子上B点移动的距离相等
C.手对B点施加的拉力所做的功是有用功D.绳子上A点和B点受到的拉力大小相同
4.如图所示,小明用滑轮组把重力为400N的重物匀速提升2m,动滑轮重50N,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端的拉力F为180NB.绳子自由端移动的距离为4m
C.使用滑轮组可以省功D.拉力所做的有用功800J
5.将规格完全相同的滑轮,用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体,升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2,物重G1>G2,不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是( )
A.拉力F1一定小于F2B.甲滑轮组的机械效率较高
C.F1和F2做的功相同D.甲的有用功与额外功的比值较小
6.如图所示的滑轮组恰处于静止状态。甲物体所受重力为6N,两个滑轮的质量相等,拉乙物体的绳子所受的拉力为10N,不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )
A.使用A滑轮的作用是省力B.若甲物体上升1m,则乙物体需要下降2m
C.A滑轮上的挂钩所受拉力为12ND.单个滑轮受到的重力为2N
7.如图所示,不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力,在水平拉力F的作用下,重为100N的物体A以0.2m/s的速度向左匀速直线运动5s,弹簧测力计的示数为20N,以下正确的是( )
A.物体A受到的重力对物体A所做的功大小为100J
B.物体A受到地面的摩擦力大小为20N,方向向右
C.拉力对物体A做的功为20J
D.拉力F的功率为8W
8.如图所示,物体A、B的重分别为40N、20N,动滑轮重为10N,此时物体A在水平面上向右以2m/s做匀速直线运动,则下列说法正确的是(绳子和滑轮间的摩擦不计)( )
A.A物体所受摩擦力方向水平向左大小为10N
B.B物体下落速度为1m/s
C.若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,所需力的大小为15N
D.若用F=15N向左拉物体A,可以使物体A向左做加速直线运动
二、填空题
9. 工人用一只动滑轮将重800N的木箱匀速向上提升2m,工人所用的拉力大小500N(如图所示),则这一提升过程中,木箱的机械能 (填“增大”“减小”或“不变”);拉力做功 J;动滑轮的效率是 。
10.如图,用滑轮组帮助汽车脱困时,滑轮A的作用是 ;汽车被匀速拉动时,作用在绳子上的拉力F为1000N,滑轮组的机械效率为80%,则汽车受到的摩擦力为 N。
11. 一名工人用如图所示的滑轮组提起41kg的重物,物体受到的重力为 N,若动滑轮重10N,不计绳重和摩擦,则绳子自由端的拉力为 N,如果绳子自由端移动的距离为9m,则重物上升 m。
12.小明用如图所示滑轮组提起3个钩码(每个钩码重1.8N),匀速拉动弹簧测力计向上移动30cm,用时2s,弹簧测力计示数如图,则克服钩码重力所做有用功为 J,滑轮组的机械效率是 %。
13.工人用如图所示滑轮组提升重物,物重G=900N ,拉力F=400N,不计绳重和摩擦,重物匀速提升2m。此过程中,拉力F做功 J,滑轮组的机械效率为 %;若将该滑轮组的机械效率提高5%,需要用此滑轮组提升 N的重物。
三、作图题
14.如图所示,人站在一斜面顶上,用滑轮组将一重物G拉上来,请画出最省力的绕线方式。
15.若用一个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组提升重物,请你用画线代替绳子,画出最省力的绕线方法。
四、实验探究题
16.小红在“测滑轮组效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。
(1)实验中要竖直向上 拉动弹簧测力计,使物体升高。小华同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法 (填“正确”或“不正确”)。
(2)表格中,①、②两处的数据应该是 和 。
(3)通过比较 (填实验次序)两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的效率与绳子段数无关。
(4)有的同学认为,要测量绕法确定的滑轮组的效率,钩码上升的高度和绳端移动距离 (填“可以不测量”或“一定要测量”);
(5)结合生产生活实际,用提升重物时,下列选项中可以提高效率的是____。
A.增加物体提升的高度B.加快提升物体的速度
C.减小动滑轮的重力D.减小物体的重力
五、计算题
17. 北京冬奥会开幕式既展现当代中国形象又富有冬奥特色,给世界留下美好的奥运记忆。在北京冬奥会场部建设过程中,某建筑工人使用了如图所示的装置运送建筑材料,这位建筑工人的重力为600N,当篮内的建筑材料质量为 16kg时,人对绳子的拉力为110N。吊篮在拉力的作用下 10s内匀速上升了3m,不计吊篮重、绳重和摩擦。求:
(1)人的拉力做功的功率。
(2)用此滑轮组运送建筑材料时,滑轮组的机械效率的最大值是多少?
18.工人用如图甲所示的滑轮组将重为100N的物体匀速提升3m,已知动滑轮重为10N,F大小为60N,求:
(1)拉力F做的功。
(2)该甲滑轮组的机械效率。
(3)将绳子的绕法调整为图乙的滑轮组。请根据滑轮组的特点试推导,若不计绳重和摩擦,两个滑轮组的机械效率相同。
19.某桥梁施工队用如图所示的滑轮组打捞沉在水底的工件。已知工件的体积是0.16m3,密度是3.5×103kg/m3,滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时,人在绳子的自由端施加的拉力F=1600N.(不考虑摩擦及水的阻力,g取g=10N/kg)求:
(1)工件的质量是多少?
(2)求动滑轮的重力?
(3)滑轮组将物体完全提出水面后,滑轮组的机械效率是多大?若钢丝绳拉力F的功率恒为3200W,求物体离开水面后上升的速度?
参考答案
1.D
2.B
3.D
4.D
5.B
6.D
7.D
8.B
9.增大;2000;80%
10.省力;1600
11.410;140;3
12.0.54;75
13.2400;75;1200
14.
15.解:如图所示:
16.(1)匀速;不正确
(2)0.4;80%
(3)12
(4)可以不测量
(5)C
17.(1)解:由图可知:n=2 s绳=nh=2×3m=6m
W总=F1s=110N×6m=660J
P=W总t=660J10s=66W
(2)解:G1=m1g=16kg×10N/kg=160N
由F=G1+G动n得G动=nF1−G1=2×110N−160N=60N-
依题意,人所能施加的最大拉力等于人的重力, 即Fmax=G人=600N-
则Gmax=nFmax−G动=2×600N−60N=1140N
ηmax=W有用maxW总max×100%=GmaxhFmaxs绳×100%=GmaxhFmaxnh×100%=1140N2×600N×100%=95%
18.(1)解: 由图甲可知,n=2,拉力F做的总功为:
W总=Fs=Fnh=60N×2×3m=360J;
(2)解: 甲滑轮组的有用功为:
W有=Gh=100N×3m=300J,
则该甲滑轮组的机械效率为: η=W有W总×100%=300J360J×100%≈83.3%
(3)解: 若不计绳重和摩擦,额外功的唯一来源为克服动滑轮自重做的功,甲、乙两滑轮组绳子绕法不同,但有用功均为提升重物做的功,额外功为克服动滑轮自重做的功,根据η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动 可知,
甲滑轮组机械效率为:η甲=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动=100N100N+10N×100%≈90.9%
甲滑轮组机械效率为:η乙=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动=100N100N+10N×100%≈90.9%
即两个滑轮组的机械效率相同。
19.(1)解:工件的质量:m=ρv=3.5×103kg/m3×0.16m3=560kg;
(2)解:工件的重力:G=mg=560kg x 10N/kg =5600N,
工件浸没在水中时,V排=V=0.16 m3, 则工件受到的浮力为:F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m3=1600N,
由图可知,动滑轮上绳子股数n=3,根据F=13(G+G动−F浮)可得,
动滑轮重力为:G动=3F−G+F浮=3×1600N−5600N+1600N=800N;
(3)解:滑轮组将物体完全提出水面后,滑轮组的机械效率为:
η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动=5600N5600N+800N×100%=87.5%,
绳子上的拉力为:F/=13(G+G动)=13(5600N+800N)=64003N,
绳子自由端移动的速度为:V绳=PF/=3200W64003N=1.5m/s,
物体离开水面后上升的速度:V物=V绳n=1.5m/s3=0.5m/s。
实验次序
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
①
②
2024年中考物理一轮复习专题讲义 简单机械(杠杆): 这是一份2024年中考物理一轮复习专题讲义 简单机械(杠杆),共10页。试卷主要包含了“网络式”复习法,提高“回头率”,“空想法”,树形图,梳理错题法,“齐头并进”法,05m、0等内容,欢迎下载使用。
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