2025年安徽中考物理命题探究 - 力学 提分专题4 杠杆模型建构(答案)

2025年安徽中考物理命题探究 -
力学
提分专题4 杠杆模型建构(含杠杆作图)(5年4考,2~8分)
专题突破
例1 [2024滁州一模改编]如图甲所示的是一个晒衣夹.在张开口夹衣服的过程中,可将其上半部分看成如图乙所示的杠杆.若动力,阻力,动力臂,则阻力臂____
例1题图
针对训练1.[2024六安三模]如图甲是一种辘轳,提水时,用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶.大轮与小轮的半径比为,水桶受到的总重力为.若要使辘轳静止在图乙所示位置,作用在点最小的力应为____.(不计井绳的粗细和自重)
针对训练1题图
针对训练2.[2024宿州三模]人在抬头和低头时,头颅就相当于一个杠杆.这个杠杆的支点在脊柱的顶端,人抬头时,支点后的肌肉收缩提供动力,方向向下,头颅的重力是阻力.如图所示,点为头颅模型的重心,点为肌肉拉力的作用点.设头颅质量为,的长度是的5倍.若低头角度 为 时,则颈部肌肉实际承受的拉力是____取
针对训练2题图
例2 [2024广州]如图甲,质量不计的晾晒架钩在支撑物上,挂上衣服后,晾晒架可看成以为支点的杠杆,图乙是其简化图,晾晒架上、、、四点在同一水平线上.
甲 乙
(1) 、、是挂衣处,同一件衣服挂在时,点受到的支持力最小,请说明理由:____________________________________,若衣服重为,则此支持力最小值为____.
(2) 请在图乙中:①画出点受到衣服的拉力;②画出拉力的力臂.
例3 [2024合肥蜀山区一模]图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂,这个工具是一个杠杆;图乙是某一个舂的结构示意图,为固定转轴,在端连接着石球,脚踏端可以使石球升高,抬起脚,石球会落下击打稻谷.若石球的质量为,且摩擦和杠杆自重均忽略不计,长,长,取.某次舂米时在点施加一个竖直向下的力刚好将石球抬起.则:
甲 乙
(1) 在图乙中画出力的力臂;
(2) 求石球刚好抬起时,脚作用在点的力的大小是多少.
提分专题4 杠杆模型建构(含杠杆作图)
参考答案
【例1】2
针对训练1 30 针对训练2 200
【例2】(1)衣服挂在B点时,阻力臂最小 4 (2)如答图所示
例2题答图
【例3】解:(1)如答图所示
例3题答图
(2)石球的质量m=4 kg,则石球的重力:
G=mg=4 kg×10 N/kg=40 N
则F2=40 N,设力臂与杠杆的夹角为a,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得:
F===16 N
第2节 滑轮、斜面及机械效率(5年4考,2~6分)
思维导图 串考点
【版本导航】沪科:八年级P191~194,P202~205 沪粤:八下P30~36 九上P11~14 人教:八下P81~88
3.2.3 知道机械效率.了解提高机械效率的意义和途径.
例 测量某种简单机械的机械效率.
3.2.4 能说出人类使用的一些机械.了解机械的使用对社会发展的作用.
核心考点 精讲练
考点1 定滑轮与动滑轮
例1 [2024合肥庐阳区校级二模]如图所示,绳重和动滑轮自重忽略不计,两图中物体重力相同,则________.
例1题图
针对训练.[2023马鞍山花山区二模]如图所示,物块和处于静止状态,已知的重力为,动滑轮重,不计绳重和摩擦,若地面对的支持力为,则的重力大小为____.
针对训练题图
考点2 机械效率相关计算
(1)滑轮组承担物重的绳子段数判断:如下图,在定滑轮和动滑轮之间画一条虚线,将定滑轮和动滑轮隔开,然后数出与动滑轮相连的绳子段数,即为滑轮组承担物重的绳子段数.
注:值越大,滑轮组越省力.
(2)与滑轮组有关的受力分析:利用绕在滑轮上的绳子各处力的大小相等这一特点,可以对动滑轮进行受力分析、快速求解.
图示
受力分析
绳子段数
与 或 的关系
与 的关系
与 的关系
(3)机械效率计算
模型 有用功 总功 机械效率
物体上升高度为时,克服重力所做的功 绳端移动距离为时,拉力所做的功,(为承担动滑轮重力的绳子的段数) (1)已知拉力、物重及绳子段数时: (2)不计绳重及摩擦时:
克服摩擦力所做的功 绳端移动距离为时,拉力所做的功(为绕在动滑轮上绳子的段数)
物体上升高度为时,克服重力所做的功 绳端移动距离为时,拉力所做的功 (1)(2)(为物体在斜面所受摩擦力)
例2 [竖直滑轮组]如图所示,用的拉力竖直向上匀速提升木块,内木块升高的高度为,木块重力.
例2题图
(1) 拉力做的有用功为____.
(2) 绳子自由端移动的距离为____,速度为____;拉力做功的功率为____,拉力的总功为____,提升重物的过程中所做的额外功为____.
(3) 滑轮组的机械效率为____________(结果精确到).
(4) 动滑轮重____.
例3 [水平滑轮组]如图所示,在的水平拉力的作用下,重的物体沿水平地面匀速直线运动,物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍,绳子自由端向前移动的速度为.
例3题图
(1) 物体移动的速度是____,物体移动的距离是____,拉力做的有用功为____.
(2) 拉力做功的功率为__;绳子自由端移动的距离是____,拉力做的总功为____,拉力做的额外功为____.
(3) 该装置的机械效率为__________.
例4 [斜面相关计算]“五一”期间,学校倡导同学们过一个有意义的劳动节.小明到快递公司参加社会实践活动,体验快递员的日常工作.如图所示,小明和工人通过一个长、高的斜面,把重的木箱搬上快递车,已知小明和工人对木箱施加了沿斜面向上的作用力,使木箱以的速度匀速从斜面底端运动到斜面顶端.求:
例4题图
(1) 小明和工人做的有用功______.
(2) 小明和工人做的总功______.
(3) 小明和工人对木箱做功的功率____.
(4) 该斜面的机械效率________________(百分号前保留1位小数).
(5) 木箱受到斜面的阻力____.
实验突破 提素养
实验 测量滑轮组的机械效率
一题练透一实验
例 测量如图所示滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表.
实验次数 钩码重力 钩码上升高度 拉力 绳端移动距离 机械效率
1 1.0 5 15
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15
4 2.0 10 1.0 30
【设计与进行实验】
(1) 实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做__________运动.第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为____.
例题图
【分析现象和数据,总结结论】
(2) 第2次实验时所做的有用功为______,滑轮组的机械效率是____________.
(3) 分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越______(选填“大”或“小”),滑轮组的机械效率越高;分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度________(选填“有关”或“无关”).
【交流与评估】
(4) 小组同学发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法________(选填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑到________对滑轮组机械效率的影响.
(5) 分析数据可得结论:使用同一滑轮组,滑轮组的机械效率与物重的关系可能比较符合的图是________.
A. B. C. D.
(6) 为提高滑轮组机械效率,根据以上结论和生活经验,你建议可采取的措施有______(多选).
A. 减轻动滑轮重 B. 增加所提物体重
C. 机械加润滑油 D. 增加重物上升高度
安徽真题 随堂测
(建议用时:20分钟)
命题点1 滑轮组分析及机械效率相关计算(2022.8,2021.8)
1.[2022安徽8题2分]用图示的滑轮组将重为的物体竖直向上匀速提升,拉力的大小为,则该滑轮组的机械效率为__________.
第1题图
2.[2018安徽]如图所示,当工人师傅用的拉力向下拉绳时,可使重的重物匀速上升,此过程中滑轮组的机械效率为__________.
第2题图
3.[2021安徽8题2分]如图,用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升,所用拉力,若该过程中滑轮组的机械效率为,则滑轮组对重物做的有用功为______.
第3题图
4.[2024合肥包河区一模]利用如图所示的滑轮组拉着一物块沿水平面以的速度向右做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为,若每只滑轮重为,不计绳子和弹簧测力计的重量及滑轮间的摩擦.则在上述过程中,该滑轮组的机械效率为__________.
第4题图
5.[2017安徽]如图所示,当水平拉力时,恰好可以使物体沿水平地面向右做匀速直线运动.已知物体重为,所受地面的摩擦力约为,假如在时间内,物体水平移动了,不计绳和滑轮的自重,则在此过程中( )
第5题图
A. 拉力做功为 B. 物体重力做功为
C. 拉力做功的功率为 D. 该装置的机械效率约为
命题点2 斜面的分析及机械效率相关计算(2023.21,2020.6)
6.[2020安徽6题2分]如图所示,工人沿斜面用一定大小的力把一重为的物体从斜面底部匀速推到顶部(不考虑物体的大小).已知斜面长,高.若该过程中斜面的效率为,则力所做的功为______.
第6题图
7.[2023安徽21题6分]如图,一固定斜面顶端装有定滑轮,为测量该装置提升物体时的机械效率,用弹簧测力计连接细绳,跨过定滑轮将重为的物体沿斜面向上匀速拉动,物体上升的高度为,弹簧测力计的示数为.求此过程中
第7题图
(1) 做的有用功;
(2) 该装置的机械效率.
8.[2024蚌埠一模]一个工人用绳按照如图所示装置,将一个重的木箱匀速拉到高的平台上,固定斜面长,用的力拉绳,木箱由底端上升到顶端用时,不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦,拉木箱的绳子始终与斜面平行,求:
第8题图
(1) 做有用功的功率;
(2) 整个装置的机械效率(结果精确至).
第2节 滑轮、斜面及机械效率
参考答案
思维导图 串考点
①固定不动 ②改变力的方向 ③等臂 ④随物体一起运动 ⑤力 ⑥距离 ⑦省力 ⑧力 ⑨距离
⑩必须要做 有用功 总功 η ×100%
核心考点 精讲练
【例1】4∶1 针对训练 23
【例2】(1)3 (2)0.3 0.15 1.8 3.6 0.6 (3)83.3% (4)6
【例3】(1)0.2 2 240 (2)30 6 300 60 (3)80%
【例4】(1)2 000 (2)2 400 (3)120 (4)83.3 %
(5)100
实验突破 提素养
实验 测量滑轮组的机械效率
【例】(1)匀速直线 0.6 (2)0.075 62.5% (3)大
无关 (4)不正确 摩擦 (5)B (6)ABC
安徽真题 随堂测
1.80% 2.85% 3.320 4.75% 5.C 6.1 500
7.解:(1)该装置做的有用功:
W有=Gh=6 N×0.3 m=1.8 J
(2)该装置做的总功:W总=Fs=4 N×0.6 m=2.4 J
则该装置的机械效率:
η=×100%=×100%=75%
8.解:(1)机械做的有用功:
W有=Gh=500 N×5 m=2 500 J
做有用功的功率:
P===50 W
(2)由图可知,装置中为定滑轮,只改变力的方向,不改变力的大小,机械做的总功:
W总=Fs=300 N×10 m=3 000 J
所以整个装置的机械效率:
η=×100%=×100%≈83.3%

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