备战2023物理新中考二轮复习重难突破（山东专用）专题08 简单机械

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 重点一、杠杆：1.杠杆：在力的作用下绕固定点转动的硬棒。2.支点：固定点3.力臂：支点到力的作用线的距离。4.杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。缺一不可 如何确定支点？有些情况下，可将杠杆模拟转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。5.画力臂的方法：先确定支点，然后找到对应力，过支点做这个力所在直线的垂线段6.研究杠杆的平衡条件： ① 杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。 ② 实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。 7.杠杆的分类：（1）省力杠杆：动力臂大于阻力臂       省力费距离  撬棍、扳手、钳子、拔钉器、开瓶器、指甲剪、自行车把手、汽车方向盘......（2）费力杠杆：动力臂小于于阻力臂     费力省距离  筷子、镊子、扇子、汤勺、鱼竿、理发师剪刀......（3）等臂杠杆：动力臂等于于阻力臂      改变力的方向天平、跷跷板、定滑轮重点二、滑轮1.定滑轮：滑轮轴固定不动本质：等臂杠杆，不省力不省距离，但改变力的方向。如：自动晾衣架2.动滑轮：滑轮随物体一起运动本质：省力杠杆，省一半力，多一倍距离   。动力臂是阻力臂2倍。重点三、滑轮组1.动滑轮负责省力，定滑轮负责改变距离。2.重物和动滑轮的重力有几段绳承担，所用的拉力就是它们的总重力的几分之一；拉力作用点移动的距离就是重物移动距离的几倍。重点四、功、机械效率1. 有用功：利用机械做功时，我们需要的、有价值的功叫做有用功，用W有用表示。2. 额外功：我们使用机械做功时，必须克服机械自身部件的重力和摩擦力等做一定量的功，这部分功对人们既无利用价值，又不得不做的功叫做额外功，用W额外表示。3. 总功：实际使用机械做功时，有用功与额外功之和，叫做总功，用W总表示。表达式为W总＝W有用＋W额外。机械效率1. 定义：有用功W有用与总功W总的比值叫做机械效率。2. 理解：机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量。机械效率越高，表明机械对总功的利用率越高，即机械做的有用功与动力对机械所做的总功的比值越大，或者说额外功占总功的比例越小，也说明该机械的性能越好。3. 公式：η＝×100%。 真题演练一．选择题1．（2021•单县二模）如图所示的杠杆质量不计，为支点。物体和均为实心，且的体积是的体积的2倍，物体重力为，此时杠杆保持水平平衡，则下列说法正确的是　　A．物体重力为 B．物体重力为 C．物体的密度比物体的4倍 D．物体 和物体 同时调到杠杆左右两端，杠杆依然能保持平衡2．（2021•张店区一模）如图所示，国旗杆顶部装有一个滑轮，下列说法中正确的是　　A．它是定滑轮，用它可以省力 B．它是定滑轮，用它可以改变力的方向 C．它是动滑轮，用它可以省功 D．它是动滑轮，用它可以省力二． 3．（2021•枣庄）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力，使木杆从位置匀速转到位置的过程中，力的大小将　　A．先变大，后变小 B．先变小，后变大 C．一直是变大的 D．一直是变小的4．（2021•宁津县二模）用四个完全相同的滑轮组装成如图甲、乙所示的装置，分别将同一物体匀速竖直向上提升，其拉力分别为、，滑轮组的机械效率分别为、，不计绳重和摩擦，则可以判断出　　 A．， B．， C．， D．，5．（2021•宁阳县二模）如图是工人利用滑轮组提升重为物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为，工人拉力的功率为，物体上升拉力克服滑轮组的摩擦做的功是，不计绳重。则下列说法　　①工人拉绳子的速度为②工人拉绳子的力为③滑轮组的机械效率为④滑轮组中的动滑轮的重力为A．只有①和②正确 B．只有①和③正确 C．只有③和④正确 D．只有①和④正确6．（2021•费县二模）如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内，绳端、移动相同的距离（忽略绳重和摩擦），在此过程中，下列选项正确的是　　A．两钩码上升的速度相等 B．两滑轮组绳端的拉力相等 C．甲滑轮组的总功比乙少 D．两滑轮组的机械效率相等7．（2021•德州模拟）如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为的物体时，机械效率为。下列判断正确的是　　①拉力的大小为②用图乙绕法匀速提升重物时，机械效率为③分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大④分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，、做功相等A．只有②④正确 B．只有①②正确 C．只有②③正确 D．只有①②④正确1．（2021•聊城）生活中处处有物理，下列说法错误的是　　A．甲图钳子是省力杠杆 B．乙图破窗锤的敲击端做成锥状是利用减小受力面积来增大压强 C．丙图自行车刹车时用力捏车闸是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力 D．丁图在火车站站台候车时，人必须站在安全线以外，是为了避免列车驶过时空气流速增大压强减小造成的危险2．（2021•淄博）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图，使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是　　A．使用这个滑轮能省力 B．甲拉力大小等于乙拉力大小 C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功 D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度 10．（2021•克东县二模）体重为的工人利用如图滑轮组将一质量为的重物匀速提升，此时该滑轮组的机械效率为（不计绳重与摩擦），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：①动滑轮重为；②此过程中，工人对绳的拉力做功为；③重物匀速上升过程中，重物的机械能不变；④若增大重物的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率可以超过；关于小明的以上论断，请选择　　A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有③④正确 D．只有①②④正确11．（2021•历城区模拟）周末，小明和爸爸在公园玩跷跷板的游戏，但是爸爸的体重几乎是小明体重的2倍，无法使用双人跷跷板进行游戏。聪明的小明把爸爸拉到四人跷跷板跟前，安排好座位后，就顺利的玩了起来。聪明的小明是怎样安排座位的呢　　A．小明位 爸爸位 B．小明位 爸爸位 C．小明位 爸爸位 D．小明位 爸爸位12．（2021•阜宁县一模）用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率与物重的关系，改变，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出与的关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是　　A．同一滑轮组的机械效率随的增大而增大，最后等于 B．此滑轮组动滑轮的重力为 C．当时，滑轮组机械效率为 D．不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组的机械效率仍不改变13．（2021•东营模拟）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列说法正确的是　　A．铡刀实质上是一种费力杠杆 B．使用铡刀时可以省功 C．甘蔗放在点比点切更省力 D．手沿方向用力比沿方向更省力14．（2021•惠民县模拟）如图所示，利用滑轮组匀速拉动放在水平地面上重为的物体，物体移动的距离为，绳子自由端移动的距离为，点的拉力为，滑轮组的机械效率为，下列说法正确的是　　A． B．有用功为 C．物体受到地面的摩擦力为 D．额外功为二．多选题（共1小题）15．（2022•江西模拟）如图甲所示，用水平力拉着重为的物体在水平路面上匀速移动的距离，如图乙所示，用滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动的距离，水平拉力为．在使用滑轮的过程中，以下说法正确的是　　A．总功为 B．有用功为 C．机械效率为 D．额外功为三．实验探究题（共6小题）16．（2021•东营）图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。（1）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 　　（选填“平衡”或“非平衡” 状态；要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向 　　（选填“左”或“右” 侧调节。（2）图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动右侧钩码的悬线（如图丙所示），就会发现杠杆 　　（选填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉” 。（3）在探究过程中，需要进行多次实验的目的是 　　。（4）某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装置进行探究，在杠杆点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为 　　。以弹簧测力计的拉力为动力，钩码处绳子拉力为阻力，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，总是 　　（选填“大于”、“等于”或“小于” ，其原因可能是 　　。（5）图丁中，弹簧测力计处在点位置时，此杠杆属于 　　（选填“省力”或“费力” 杠杆，请举出它在生活生产中的一个应用实例：　　。17．（2021•沂水县一模）如图是某小组利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件“的实验〔每个钩码重，杠杆上每小格距离为（1）实验前，发现杠杆静止时左端下沉，如图甲所示，这时应将平衡螺母向右端调节，直到杠杆在水平位置平衡这么做的目的是 　　。（2）如图乙所示，在杠杆点处挂4个钩码，点处应挂 　　个钩码，使杠杆在水平位置平衡。改变钩码的数量和位置，多次实验的目的是 　　。18．（2021•惠民县模拟）在“探究杠杆的平衡条件”的实验中；（1）如图1杠杆上而有刻度，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向 　　（选填“左”或“右” 端调节，直到杠杆在 　　位置平衡。（2）图2和图3的操作相比，图 　　更方便，因为可以直接读出 　　。实验中杠杆右侧没有使用钩码，使用弹簧测力计的好处是 　　。（3）图4中，若慢慢将弹簧测力计向右倾斜拉杠杆，仍使杠杆在水平位置平衡，它的示数将变 　　，因为 　　。（4）经过多次实验，得出实验结论后，小明同学想利用图5装置测出杠杆提升钧码时的机械效率：①图5所示实验中，每个钩码重，弹簧测力计竖直向上拉杠杆，它的示数为，当钩码上升时，杠杆上的点上升，则此时杠杆的机械效率　　。②杠杆的机械效率跟钩码悬挂的位置到底有没有关系呢？如图6，他仍然竖直向上拉杠杆使点上升，若支点处的摩擦力可以忽略不计，经分析可知此时杠杆的机械效率与相比 　　（选填“变大”“变小”或“不变” 。接下来可以进行实验，收集数据，通过实践证明我们的分析是否正确。19．（2021•历下区二模）杆秤是中国独立发明的传统衡器，其本质是一个杠杆，称量时把质量不同的物品放入秤盘中，然后将秤砣拨到合适的位置，待秤杆静止后，根据秤砣绳所对应的刻度，就可得知物品的质量了。用一个小小的秤砣为什么能称轻重不同的物品呢？带着这个问题，实验小组的同学们用杠杆、若干钩码，开始了对杆秤的研究。（1）实验前，杠杆如甲图所示，为了便于测量，需要向 　　调节平衡螺母，使杠杆在 　　位置静止。（2）通过观察杆秤的称量过程，同学们提出了研究的问题：在杠杆平衡时，动力臂与阻力的有什么关系？于是大家就利用图乙中的器材开始了研究。保持杠杆支点左侧钩码的位置不变，增加钩码个数后，调整支点右侧钩码的位置使杠杆平衡，并将数据记录在表格中。实验次数阻力 阻力臂动力动力臂1150.51021.550.5153250.520分析表中的数据，可以得出在杠杆平衡时 　　的结论；（3）由实验结论可知，杆秤的杆上所标的刻度值的间距应该是 　　（选填“均匀”或“不均匀” 的。如图丙，在称量时，秤砣拨放在 　　点时，所称物品的质量应该是较大的。看来秤砣虽小，但只要有足够长的力臂，就能平衡干斤重物，这就是“小小秤砣压千斤”的原理。20．（2021•临清市三模）小亮在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻线间的距离相等。（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示。则应将平衡螺母向 　　（选填“左”或“右” 调节，直到杠杆在水平位置平衡；（2）杠杆在水平位置平衡后，如图乙所示，在点挂两个钩码，每个钩码重，在点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数应为 　　；当弹簧测力计改为斜拉时，再次使杠杆水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 　　（选填“变大”、“变小”或“不变” ；（3）如丙图所示，若在点挂3个重均为的钩码，在点用弹簧测力计竖直向上拉，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 　　；（4）在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是 　　（填序号）。使测量数据更准确多次测量取平均值减小误差避免偶然性，使实验结论具有普遍性21．（2021•阳谷县一模）在“探究杠杆平衡条件”的实验中：（1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆 　　（选填“达到”或“没达到” 平衡状态，接下来向右调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；（2）如图乙所示，点挂有2个质量均为的钩码，为了让杠杆在水平位置平衡，应在点挂3个质量均为的钩码；杠杆平衡后，小王便得出了杠杆的平衡条件为：，同组同学小勇认为他这样得出的结论不合理，这是因为 　　。（3）实验结束后，小王提出新的探究问题：“着支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立”；于是小王利用如图丙所示装置进行探究。发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是 　　；（4）小勇利用身边的塑料直尺和若干硬币来物证杠杆平衡的条件，如图丁所示，当杠杆在水平位置平衡时，他测出从支点到硬币边缘的距离作为力臂和的大小，他测力臂的方法是 　　（选填“正确”或“错误” 的。四．计算题（共7小题）22．（2021•淄博）在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。工人在往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个长的斜面，把的箱子沿斜面匀速推到高的车厢上，如图所示。推箱子做的额外功是。取求：（1）推箱子做的有用功；（2）斜面的机械效率；（3）沿斜面的推力。23．（2021•威海）甲、乙、丙三人用如图所示装置打捞水中重物。端点为、的木棒中点为，端点为、的木棒中点为；两根木棒质地均匀，均为圆柱体，重力均为；重物的体积为、重力为；、、是三人对木棒施力的作用点，与之间、与重物之间均通过轻绳相连。打捞过程中两根轻绳始终紧绷，三人用竖直向上的力使两根木棒始终以相同的速度同步匀速提升重物，最终将重物打捞出水。（不计轻绳的质量及水的阻力，，（1）重物浸没在水中时受到的浮力大小为多少？（2）重物浸没在水中时，打捞过程中轻绳对点的拉力大小为多少？（3）若重物浸没在水中时，被提升的高度为，请计算整个装置在此过程中的机械效率。