1、1专题 09 简单机械及其效率一、单选题1A、B 两种实心物体的质量与体积的关系如 1 图所示，把体积相等的 A、B 物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则 2 图的虚线框内悬挂 B 物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重） （ ）A. 1 个 B. 2 个 C. 3 个 D. 4 个【来源】广东省 2018 年中考物理试题【答案】B【解析】根据图 1 得物体 A、B 的密度为：；体积相等时，两物体的重为：， ，即 ；如图 2，A 物体上面为一个动滑轮，由两段绳子承担物重，所以： ，代入得， ，即虚线框内悬挂 B 物体的个数是 2。故 B 正确。2如图所示，用滑轮组提升重物时，重 400N
2、的物体在 10s 内匀速上升了 1m。已知拉绳子的力 F 为250N，则提升重物的过程中（ ）A. 做的总功是 400J B. 拉力 F 的功率是 25WC. 绳子自由端被拉下 1m D. 滑轮组的机械效率是 80%2【来源】四川省自贡市 2018 年中考物理试题【答案】D【解析】AC、由图知，n2，则绳子自由端移动的距离：s2h21m2m，故 C 错误；拉力做的总功：W 总 Fs250N2m500J，故 A 错误；B、拉力 F 的功率：P 50W，故 B 错误；D、有用功：W 有用 Gh400N1m400J，滑轮组的机械效率： 100% 100%80%，故 D 正确。故选：D。点睛：（1）
3、（3）已知拉力大小，由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数 n2，则 s2h，求出拉力端移动距离，利用 WFs 可求总功；（2）知道做功时间，利用 P 求出拉力 F 的功率；（4）已知物重和物体被提升高度，根据公式 WGh 可计算出有用功；利用效率公式 求滑轮组的机械效率。3如图所示，小红用 10N 的拉力将重为 20N 的物体在 5s 内匀速提升了 0.2m，则以下说法正确的是（ ）A. 绳子自由端移动的距离为 0.4m B. 有用功为 4JC. 滑轮组的机械效为 83.3% D. 拉力的功率为 12W【来源】2018 年湖南省常德市中考物理试题【答案】B【解析】A. 如图，由三段绳子拉着动滑
4、轮，所以绳子自由端移动的距离为：，故 A 错误；B. 有用功为：，故 B 正确；C. 总功为： ；滑轮组的机械效为： ，故 C 错误；3D. 拉力的功率为： ，故 D 错误；故选 B。点睛：涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，弄清楚这些功后，求效率和功率就显得简单了。4如图所示，用滑轮组在 4s 内将重为 160N 的物体匀速提升 2m，若动滑轮重 20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中，下列说法正确的是（ ）A. 绳子自由端向上移动了 4m B. 拉力 F 的功率为 90WC. 拉力 F 为 90N D. 滑轮组的机械效率为
5、 80%【来源】湖北省咸宁市 2018 年中考物理试题【答案】B【解析】A. 如图的滑轮组，由三段绳子拉着动滑轮，即 ，故 A 错误；C. 根据 ，得拉力 F 为： ，故 C 错误；B. 拉力做的总功为： ；拉力 F 的功率为： ，故 B 正确；D. 有用功为： ；滑轮组的机械效率为： ，故 D 错误；故选 B。点睛：涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，弄清楚这些功后，求功率、效率就很简单了。5图甲中用力 F1水平拉着重为 G 的物体在水平路面上匀速移动 s 的距离。图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动 s 的距离，水平拉力为 F2
6、使用动滑轮的过程中（ ）4A. 总功为 W 总 =F2s B. 有用功为 W 有 =GsC. 机械效率为 = D. 额外功为 W 额 =2F2sF 1S【来源】四川省乐山市 2018 年中考物理试题【答案】D【解析】A、如图使用动滑轮时，拉力端移动距离是物体移动距离的 2 倍，即 ，拉力做的总功为：，故 A 错误；B、由于两图中物体和接触面都相同，所以使用动滑轮做的有用功，等于甲图中直接拉物体做的功，即，故 B 错误；C、机械效率为： ，故 C 错误；D、有用功与额外的和为总功，所以额外功为：，故 D 正确。故选 D。点睛：涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，本题中两
7、图的状况相同，所以甲图做的功等于乙图中 F2做的有用功，另外注意图中没有将物体升高，所以有用功千万不要表示成：。6如图所示的不锈钢空调架，安装时横杆 OB 伸出墙外由斜杆 AC 支撑，其中 O、A 两点固定在墙上，C 端固定在横杆 OB 上，通常将空调室外机置于该支架上不靠近墙体，下列说法正确的是A. 空调架对墙没有力的作用B. 若以 O 为支点，OB 一定是一个省力杠杆C. 若室外机向外移动，AC 对 OB 的支撑力变大D. 室外机不能紧靠墙体主要是为了防止漏电【来源】陕西省 2018 年中考物理试题【答案】C【解析】解：A空调对空调架有向下的压力，而空调架通过斜杆对墙施加了力的作用，故 A
8、 错误。5B若以 O 为支点，空调对 OB 的压力为阻力，斜杆 AC 对 OB 的支持力为动力，此时动力臂小于阻力臂，则OB 是一个费力杠杆。OB 是什么类型的杠杆取决于空调放置的位置，OB 不一定是省力杠杆。故 B 错误。C以 OB 为杠杆，若室外机向外移动，阻力（空调重力）不变，阻力臂增大，由杠杆平衡条件可知，动力臂不变，则动力变大，即 AC 对 OB 的支撑力变大，故 C 正确。D若室外机紧靠墙体，不利于空气的对流，不能加快热传递达到散热的目的，因此室外机不能紧靠墙体主要是为了加快散热，而不是为了防止漏电，故 D 错误。答案为 C。点睛：本题考查了杠杆分类和杠杆平衡条件的应用，涉及到空调
9、室外机的安装方法，是理论联系实际的题目，有一定的难度。7在高速公路长下坡路端的外侧，常设有如图所示的避险车道，供刹车失灵的车辆自救，当失控车辆冲上该车道时，被强制减速停车，下列说法不正确的是A. 避险车道相当于一个斜面B. 以相同速度行驶时，大货车比小轿车的动能大C. 下坡路段刹车失灵的大货车动能越来越大D. 大货车冲上避险车道时，动能全部转化为重力势能【来源】陕西省 2018 年中考物理试题【答案】D【解析】解：A由图可知，避险车道相当于一个斜面，故 A 正确。B以相同速度行驶时，大货车比小汽车的质量大，所以大货车比小轿车的动能大，故 B 正确。C下坡路段刹车失灵的大货车向下运动过程中，重力
10、势能转化为动能，动能越来越大，故 C 正确。D大货车冲上避险车道时，动能一部分转化为重力势能，由于克服摩擦做功，一部分动能转化为内能，故 D 错误。故答案为 D。点睛：知道动能和势能大小的影响因素，并能结合其能量的转化解决实际问题是解答本题的关键。8如图所示，光滑带槽的长木条 AB（质量不计）可以绕支点 O 转动，木条的 A 端用竖直细线连接在地板上，OA=0.6m，OB=0.4m。在木条的 B 端通过细线悬挂一个长方体木块 C，C 的密度为 0.8103kg/m3，B 端6正下方放一盛满水的溢水杯。现将木块 C 缓慢浸入溢水杯中，当木块浸入水中一半时，从溢水口处溢出0.5N 的水，杠杆处于水
11、平平衡状态，然后让质量为 300g 的小球从 B 点沿槽向 A 端匀速运动，经 4s 的时间系在 A 端细绳的拉力恰好等于 0，下列结果不正确的是（忽略细线的重力，g 取 10N/kg） （ ）A. 木块受到的浮力为 0.5NB. 木块 C 受到细线的拉力为 0.3NC. 小球刚放在 B 端时 A 端受到细线的拉力为 2.2ND. 小球的运动速度为 0.2m/s【来源】四川省达州市 2018 年中考物试题【答案】D【解析】 （1）溢水杯内盛满水，当物体放入后，物体受到的浮力：F 浮 G 排 0.5N，故 A 正确；（2）根据F 浮 液 gV 排 可得排开水的体积：V 排 510 5 m3；因为
12、一半浸入水中，所以物体的体积：V 物 2V 排 2510 5 m3110 4 m3；由 Gmg 和 可得，物体的重力：Gmg 物V 物 g0.810 3kg/m31104 m310N/kg0.8N， 则 B 端木块 C 所受的拉力：F BGF 浮0.8N0.5N0.3N，故 B 正确；（3）小球的质量为：m 球 300g0.3kg，小球的重：G 球 m 球g0.3kg10N/kg3N，小球刚放在 B 端时，B 端受到的力为 3N+0.3N3.3N，根据杠杆平衡条件得出关系式：F AOAF BOB，则 A 端受到细线的拉力：F A 2.2N，故 C 正确。 （4）设小球的运动速度为 v，则小球滚
13、动的距离 svt，当 A 端的拉力为 0 时，杠杆再次平衡，此时小球到 O 点距离：ssOBvtOBv4s0.4m，根据杠杆平衡条件可知：G 球 sF BOB，即：3N（v4s0.4m）0.3N0.4m，解得：v0.11m/s。故 D 错误。故选：D。点睛：（1）溢水杯内裝满水，当物体放入后，根据阿基米德原理即可求出物体受到的浮力；（2）根据 F浮 水 V 排 g 求排开水的体积；此时木块浸入体积为木块体积的一半，可求木块的体积，又知道木块的密度，利用密度公式和重力公式求木块重；根据 FBGF 浮 求杠杆 B 端受到的拉力 FB， （3）根据杠杆平衡条件得出关系式 FAOAF BOB 求出小球
14、刚放在 B 端时 A 端受到细线的拉力；（4）知道小球的质量可求重力，设小球的运动速度为 v，则小球滚动的距离 svt，可求当 A 端的拉力为 0 时，小球到 O 点距离7（sOBvtOBv4s0.4m） ，再根据杠杆平衡条件得出 G 球 sF BOB，据此求小球运动速度。9如图所示是汽车起重机，其中 A，B 组成滑轮组（结构如示意图） ，C 杆伸缩可改变吊臂的长短，D 杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度，O 为吊臂的转动轴。装在 E 里的电动机牵引钢丝绳，利用滑轮组提升重物，H 为在车身外侧增加的支柱，F 为吊臂顶端受到竖直向下的力。下列有关汽车起重机的叙述中错误的是A. 滑轮组中 A 滑轮用于
15、改变力的方向B. 当 C 杆伸长时吊臂对 D 杆的压力将变大C. 当 D 杆伸长时力 F 的力臂将变小D. H 的作用是工作时以防翻车和避免轮胎受到的压力过大【来源】浙江省衢州市 2018 年中考物理试题【答案】A【解析】A. 如图滑轮组中 A 滑轮由三段绳子拉着，所以是为了省力，B 部分的右侧定滑轮用于改变力的方向，故 A 错误；B. 如图，当 C 杆伸长时，吊臂受到竖直向下的力 F 不变，但力臂会变长，根据杠杆平衡条件知，吊臂对D 杆的压力将变大，故 B 正确；C. 当 D 杆伸长时，吊臂与水平面的夹角增大，力 F 的力臂将变小，故 C 正确；D. H 与地面的支援点比车辆宽，可以防止工作
16、时翻车，且 H 与地面支援时，轮胎会离开地面，从而避免轮胎受到的压力过大，故 D 正确；故 A 错误，符合题意。点睛：关键是杠杆平衡条件的应用，要理解当 D 杆伸长时吊臂与水平面的夹角增大，力 F 的力臂为，所以夹角增大时，力臂变小。10下列四种情况说法正确的是8A. 图甲中，物体在 27s 内的平均速度为 2m/sB. 图乙中，a、b 两种物质的密度之比为 1:4C. 图丙中，物块 M 向左做匀速直线运动，该装置的机械效率为 75D. 图丁中，杠杆在水平位置平衡，OA:AB=1:2，则 F:G=1:2【来源】2018 包头中考物理试题【答案】C【解析】A. 图甲中，物体在 27s 内通过的路
17、程为 4m,所以平均速度为：，故 A 错误；B. 图乙中，根据 得，a 、b 两种物质的密度之比为：，故 B 错误；C. 图丙中，物块 M 向左做匀速直线运动，该装置的机械效率为：，故 C 正确；D. 图丁中，杠杆在水平位置平衡，OA:AB=1:2，则：，得： ，故 D 错误；故选 C。点睛：涉及机械效率的计算时，牢记效求率的两个思路：一是 ，本题中将物重更改为摩擦力 f，二是 。11如图所示，杠杆处于平衡状态。如果杠杆两侧的钩码各减少一个，杠杆将（ ）A. 左端下降 B. 右端下降 C. 仍然平衡 D. 无法判断【来源】山东省潍坊市 2018 年中考物理试题9【答案】B【解析】设一个钩码的重
18、为 G，杠杆上一格的长度为 L，由杠杆平衡条件知道此时：2 G3L=3G2L；若杠杆两侧的钩码各减少一个，则左边力与力臂的乘积是：1 G3L，右边力与力臂的乘积是：2 G2L，由于右边力与力臂的乘积较大，所以右端下降，故选 B。12如图为吸盘式挂杆，将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气，挂杆就能被固定在瓷砖上，挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从 P 点开始向吸盘 B 移动，若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计，设挂钩与吸盘A 的距离为 L，则吸盘 B 受到的摩擦力 F 的大小与 L 的关系图象为（ ）A. B. C. D. 【来源】浙江省温州市 2018 年中考物理试题【答案】D【解析】解：以吸盘
19、A 为支点，设 AP 的距离为 L，根据杠杆的平衡条件可得，GLFAB，F ，因为 AB、G 不变，L 不为零且 L 越大拉力 F 越大，故吸盘 B 受到的摩擦力 F 的大小与 L 的关系图象为 D。故选：D。点睛：根据杠杆的平衡条件和平衡力分析进行解答。二、多选题13如图所示，其对应判断正确的是（ ）A. 甲图，用恒定不变的拉力 F，沿斜面匀速向上拉木块。速度 v 随时间 t 的变化规律可用图象表示10B. 乙图，探究“杠杆的平衡条件” ，在阻力与阻力臂一定时，测出多组动力臂 L1和动力 F1的数据，F 1L 1的关系可用图象表示C. 丙图，往量杯中匀速注水直至注满。此过程中，量杯底部受到水
20、的压强 p 随时间 t 变化的关系可用图象表示D. 丁图，弹簧测力计下挂一物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中。弹簧测力计示数 F 与物体下降高度 h 之间的关系可用图象表示【来源】内蒙古呼和浩特市 2018 年中考物理试题【答案】ABD【解析】解：C、在向量杯中匀速注水时，相同时间倒入水的质量相同；据图可知，量杯的形状是上宽下窄，所以水在量杯中增加的高度越来越小，则根据 p=gh 可知，量杯底部所受水的压强的增加量也会越来越小，图象不正确，故 C 错误；D、将物体从离水面某一高度处缓缓下降，在入水前弹簧测力计的示数 F 不变（等于物重） ；逐渐入水
21、时，因物体所受浮力增大，则弹簧测力计示数逐渐减小；物体完全入水后，浮力不变，则弹簧测力计的示数不变，图象正确，故 D 正确。故选：ABD。点睛：此题考查了图象问题，掌握两坐标轴之间的关系是解题的关键。14如图所示，重 400N 的物体在 30N 的水平拉力 F 的作用下，以 0.1m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了 10s，滑轮组的机械效率为 80%，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）A. 绳子自由端移动的距离为 3m B. 有用功为 400JC. 拉力 F 的功率为 9W D. 物体与地面间的滑动摩擦力为 72N【来源】山东省滨州市 2018 年中考物理试题【答案】ACD【解析】由
22、图知道，滑轮组绳子的有效段数是： n=3，所以绳子自由端移动的距离是： s 绳 =3s 物 =3v 物11t=30.1m/s10s=3m，故 A 正确；拉力做的功是： W 总 =Fs 绳 =30N3m=90J，拉力做功的功率是： P=W 总/t=90J/10s=9W，由于滑轮组的机械效率为 80%，所以有用功是： W 有 =W 总 =80%90J=72J，故 B 错误， C 正确；且有用功是： W 有 =fs 物 ，拉力做的总功是： W 总 =Fs 绳 ，又因为 =W 有 /W 总 =fs 物 /Fs 绳 =fs 物 /Fns物 =f/nF，所以物体与地面间的滑动摩擦力是： f= 3F=80%
23、330N=72N，故 D 正确，故选 ACD。点睛：本题考查的是滑轮（组）的机械效率的有关计算，解题的关键是注意水平使用滑轮组时，有用功等于摩擦力与物体移动的距离的乘积。 三、计算题15如图是建筑工地上的起重机示意图，起重机的电动机功率为 W，当它把质量为 1t 的重物匀速提起 24m 时，用时 100s.（g=10N/kg）求：（1）在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少_？机械效率是多少_？（2）若起重机 AB 长为 20m，吊起重物时 B 端的配重质量为 4t，为使起重机不翻倒，则 OB 长为多少_？（不计摩擦和起重机自重）【来源】广东省 2018 年中考物理试题【答案】 2400W
24、 80% 4m【解析】 （1）提起重物做的功为；起重机提起重物做功的功率是：；机械效率是：；（2）物体重为： ，配重的重为：使起重机不翻倒，杠杆是平衡的。即：12解得： 。16在综合实践活动中，科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置，如图甲所示，电源电压恒为16V，R 0为定值电阻，L 为额定电压是 2.5V 的小灯泡，其 IU 关系的部分数据如图乙所示，AB 为长14cm、阻值 60 粗细均匀的电阻丝（电阻丝的阻值与长度成正比） ，OP 为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重 2N 的圆球 P闭合开关 S，无风时，OP 下垂并与 A 端接触，此时电流表示数为 0.2A；有风时，OP
25、 绕悬挂点 O 转动，风对球的作用力 F 方向始终水平向右，已知 OA 为 10cm，OP 始终与 AB 接触良好且无摩擦；求：（1）电流表示数为 0.2A 时，灯泡的电阻为_；（2）无风时 R0消耗的电功率_。（3）为保护电路，允许风对球施加的最大作用力_ 。【来源】江苏省 2018 年南京市中考物理试题【答案】 5 0.6W 1.4N【解析】 （1）由图可知，灯泡、定值电阻 R0和电阻丝串联；因串联电路电流处处相等，所以，通过灯泡的电流为 0.2A，由图乙可知，U L 1V，则根据 I 可得， RL 5；（2）无风时，OP 下垂并与A 端接触，电阻丝阻值最大为 60，根据 I 可得，电阻丝
26、两端的电压：U ABIR AB0.2A6012V，因串联，R 0两端的电压：U 0UU LU AB16V1V12V3V，则此时 R0的电功率：P0U 0I3V0.2A0.6W；（3）根据 I 可得 R0的阻值：R 0 15；由于灯泡的额定电压为2.5V，则电路中最大电流等于灯泡正常工作时的电流，由图乙知最大电流为 I0.3A，此时风对球的压力最大，OP 绕 O 转动的角度最大，设此时 OP 与 AB 的接触点为 C，如图所示：13点睛：（1）由图乙得出灯泡此时的电压，利用欧姆定律即可求出灯泡的电阻；（2）无风时，根据 I 和串联电路的特点求出定值电阻 R0两端电压，利用 PUI 即可求出 R0
27、消耗的电功率；（3）闭合 S 时，灯泡、定值电阻 R0和电阻丝串联；由于风对球施加的作用力越大，O P 的偏离角度越大，设此时 OP 与 AB 的接触点为 C，根据灯泡的额定电流可得出电路中的最大电流，然后根据串联电路的特点和欧姆定律求出电阻丝连入电路的电阻，由于电阻丝的电阻与电阻丝的长度成正比，据此得出 AC 的长度，最后根据杠杆平衡条件和三角形的知识求出最大作用力。17新能源纯电功汽车因其环保、节能、高效、维护方使等诸多优势，将来有望取代燃油车成为人们日常使用的重要交通工具，现在常德市的出租汽车中就已出现了纯电动汽车的靓丽身影。电动汽车提供能量的装置为车内的电池组，当它给电动机供电时，电动
28、机将驱动车轮行驶。如图所示为国内某型号的纯电动汽车，若该车和车内乘客的总质量为 2.4103kg每个车轮与地血的接触面积为 0.01m2当该车在水平路面上以 25m/s 的速度匀速行驶时，它受到的阻力约等于人和车总重的 0.02 倍，此时电池组加在电动机两端的电压为 320V，通过电动机的电流为 60A若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，求：14（1）该电动汽车此时对地面的压强；（2）该电动汽车将电能转化为机械能的效率；（3）该电动汽车电动机线圈的电阻。【来源】2018 年湖南省常德市中考物理试题【答案】 （1）610 5Pa；（2）6.25%；（3）2。【解析】 （1）车和车内乘客
29、的总重为：在水平地面时，压力等于重，即：受力面积为：根据 计算汽车此时对地面的压强为：；（2）匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，所以：牵引力的功率为： ；电动机输入电功率为： ；该电动车将电能转化为机械能的效率为：；（3）电动机线圈的发热功率为：，根据 可得线圈的电阻为：。点睛：考查了压强、功率、效率、电热的相关计算，综合性强，求最后一问时，要注意理解电热和电功率的异同，公式 计算出的是电流做功功率，而 计算出的是电热的功率，在电流做功全部用来产生热量时，两者是相等的，如果电流做功转化为机械能时，两者不等，根据电热功率可求电机线圈的阻值。1518如图所示，用甲、乙两种滑轮组，分别匀速竖直向
30、上提升同一重物，从相同位置开始提升至同一高度处，求：（1）若不计绳重，滑轮重及摩擦，两次拉力 F1和 F2之比；（2）若不计绳重及摩擦，重物质量为 400g，动滑轮质量为 100g，匀速拉动过程中甲、乙两装置的机械效率。【来源】内蒙古呼和浩特市 2018 年中考物理试题【答案】 （1）3：2；（2）80%。【解析】解：（1）由图知，甲图中，n 1=2；乙图中，n 2=3，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则拉力 F= G，两次拉力 F1和 F2之比：F1：F 2= G： G= ： =3：2；（2）重物的重力：G=mg=0.4kg10N/kg=4N，动滑轮的重力：G 轮 =m 轮 g=0.1kg10N/
31、kg=1N，点睛：本题考查了使用滑轮组时拉力、机械效率的计算，利用好：不计绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率16= = = 。19爬梯式混凝土搅拌机(如图)是用于一般建筑工地、桥梁水电等工程的建筑机械,由搅拌部分和提升部分组成。工作时,搅拌机将原料加工成混凝土后自动倒入运料斗。在提升电机的带动下,运料斗通过顶端的定滑轮沿竖直爬梯上升到一定位置,然后将混凝土缷下。已知某型号爬梯式混凝土搅拌机部分参数如下表所示。求(1)若搅拌机与地面的接触面积为 0.05m2,则工作前搅拌机对水平地面的压强是多大?(2)若运料斗每完成一次运料平均耗时 lmin,每次所装混凝土质量为 400kg,则运送 30m 的混凝
32、土需要多长时间?设混凝土的密度为 2103kg/m3。(3)某次将装有 4000N 混凝土的运料斗提升到某高度用时 16s,提升部分的机械效率为 80%，则提升过程中运料斗受到爬梯的阻力是多大?不计绳重、滑轮摩擦及空气阻力。【来源】湖北省黄冈市 2018 年中考物理试题【答案】见解析【解析】 （1）由铭牌知道搅拌机整机的质量是： m=1970kg，其重力是： G=mg=1970kg10N/kg=19700N，工作前搅拌机对地面的压力等于重力： F=G =19700N又因为搅拌机与地面的接触面积是： S=0.05m2 ，所以工作前搅拌机对水平地面的压强是： p=F/S=19700N/0.05m2
33、=3.94105 Pa（2）根据题意知道，混凝土的密度是： =2103kg/m3，所以 30m2 的混凝土的质量是： m=V= 30m3 2103 kg/m3 =6104 kg，若每次所装混凝土质量是 400kg，则要运料的次数是： n=6104kg/400kg=150，又因为运料斗每完成一次运料平均耗时 1min，所以运送 30m2 的混凝土需要时间是：t=1501min=150min；17（3）根据题意知道，有用功应是克服混凝重力做的功，由于不计绳重、滑轮摩擦及空气阻力，所以做的额外功为克服运料斗的重力和克服运料斗受到爬梯的阻力做的功，即提升部分的机械效率是： = ，即 80%=4000N
34、/4000N+600N+f100%，所以，提升过程中运料斗受到爬梯的阻力是： f=400N。点睛：本题考查的是压强公式、密度、机械效率公式的应用，最后一问解题的关键是明确在不计绳重、滑轮摩擦及空气阻力的条件下额外功的来源。20如图是利用滑轮组打捞水中物体的简化模型示意图，工人用一滑轮组从水中打捞物体。已知：物体的质量为 90kg 且以恒定速度匀速上升，当物体完全露出水面，工人对滑轮组绳子自由端的拉力 F1为 400N，此时滑轮组的机械效率 1为 75%（绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，g=10N/kg） 。（1）请你根据题目中的条件，判断出工人所使用的滑轮组是下列中的_图。（2
35、）工人的质量为 60kg，双脚与地面接触面积为 2.5103 m2，物体浸没在水中和完全被打捞出水面时工人对地面的压强变化了 4104Pa，求物体浸没在水中时受到的浮力_。（3）若物体完全浸没在水中时，工人拉力的功率为 180W，求物体上升的速度_。【来源】四川省达州市 2018 年中考物试题【答案】 A 300N 0.2m/s【解析】 （1）当物体完全露出水面时，滑轮组的机械效率： ，所以通过动滑轮绳子的段数：n 3，A 图中 n3，B 图中 n4，C 图中 n5，所以工人所使用的滑轮组是 A 图；（2）由题知，绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，当物体完全露出水面时，F （G
36、物 G 动 ）G 动 3FG 物 3400N90kg10N/kg300N，此时人对地面压力：F 压 G 人F60kg10N/kg400N200N，物体完全浸没在水中时对滑轮组的拉力：F 拉 G 物 F 浮 ，完全露出后物体对滑轮组拉力 F 拉 G 物 ，所以物体被打捞出水面后对滑轮组拉力增大，绳子自由端拉力随之变大，人18对地面压力变小，压强变小，由 p 可得物体完全露出水面后，人对地面压力减少量：FpS410 4Pa2.5103 m2100N，所以物体完全浸没在水中时人对地面压力 F 压 F 压 F200N 100N300N，此时人对绳子自由端拉力：FG 人 F 压 60kg10N/kg30
37、0N300N，且 F（F 拉 G 动 ） （G 物 F 浮 G 动 ） ，所以：F 浮 G 物 G 动3F90kg10N/kg 300N3300N300N；（3）由 P Fv 可得，物体完全浸没在水中时绳子自由端的速度：v 0.6m/s，由 vnv 物 可得，物体的上升速度：v 物 0.2m/s。点睛：（1）由物体完全露出水面时的绳子自由端拉力、物体质量和机械效率，根据 计算通过动滑轮绳子的段数，从而确定所使用的滑轮组；（2）由 F （G 物 G 动 ）计算出动滑轮重力；先计算出物体被打捞出来后人对地面压力，物体被打捞出水面后对滑轮组拉力增大，绳子自由端拉力随之变大，人对地面压力变小，压强变小
38、，由 FpS 计算人对地面压力变化量，从而计算物体浸没时对绳子自由端拉力，由 F （F 拉 G 动 ）（G 物 F 浮 G 动 ）计算出物体受到的浮力；（3）由 P Fv 计算物体完全浸没在水中时绳子自由端的速度，由 vnv 物 计算物体的上升速度。21如图所示是打捞物体的模拟装置。现电动机带动钢丝绳自由端以 0.5m/s 的速度匀速拉动滑轮组，经过 5min 将体积为 0.1m3的物体由海底提升到海面，物体离开海面后钢丝绳自由端的速度变为 0.49m/s，此时电动机的输出功率比物体在海水中时增大了 12%（不计物体的高度、绳重和摩擦， 物=7.6103kg/m3，g 取 10N/kg， 海水
39、 取 1.0103kg/m3） 。求：（1）物体浸没在海水中受到的浮力；（2）物体在海底时的深度；（3）物体在海底时受到海水的压强；（4）物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率（不计动滑轮体积）【来源】广西省玉林市 2018 年中考物理试题【答案】 （1）1000N；（2）30m；（3）310 5Pa；（4）94.3%。19由物体在离开水面后电动机的功率比物体在海水中时增大了 12%可得 P1 P（1+12%） ，代入数据可得：F10.49m/s F0.5m/s（1+12%） ，解得： F1 F，由图知，n5，不计绳重和摩擦，两次的拉力分别为：F （ G F 浮 +G 轮 ） ， F1
40、 （ G+G 轮 ） ，可得： （ G+G 轮 ） （ G F 浮 +G 轮 ） ，G 轮 8 F 浮 G81000N7600N400N，物体在海面下匀速上升过程中，动滑轮对物体的拉力 GF 浮 所做的功为有用功，对动滑轮重力做的功为额外功，所以 94.3%。点睛：有物体排开海水的体积，利用阿基米德原理可求受到的浮力；由图知，n5，求出物体移动的速度，利用速度公式求物体在海底时的深度；利用 p gh 求物体在海底时受到海水的压强；利用 G mg gV求物体重力；设物体在水中电动机的功率为 P，钢丝绳自由端的拉力为 F， P Fv；物体在离开水面后电动机的功率为 P1，钢丝绳自由端的拉力为 F1
41、， P1 F1v1；而物体在离开水面后电动机的功率比物体在海水中时增大了 12%，据此求 F1、F 2的大小关系；由图知，n5，不计绳重和摩擦，拉力 F，进一步求出动滑轮重力，物体在海面下匀速上升过程中，根据公式求出该滑轮组的机械效率。22搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦，工人的重力为 640N，与地面接触的总面积为 ，提升时间为 20s，重物上升高度为 2m。求：提升时绳自由端的速度为多少；若拉力 F 的大小为 150N，则拉力的功率为多少；若上述过程中所提货物重为 360N，则滑轮组的机械效率为多少；若仍用该滑轮组提升另一货物，当提升过程中该工人
42、对高台的压强为 ，则所提升货物的重力20为多少。【来源】2018 年湖北省孝感市中考物理试题【答案】 ， 45W； ； 390N。【解析】 （1）由图可知，由三段绳子拉着重物，即 n=3，则提升时绳自由端的速度：；（2）若拉力 F 的大小为 150N，根据 得拉力的功率为：；（3）若货物重为 360N，则滑轮组的机械效率为：；（4）不计绳重和摩擦时，拉力为： ，解得动滑轮的重力： ；当工人对高台的压强为 时，压力为：，压力等于人的重加上绳子对人的拉力，即 ，绳子对人的拉力等于人拉绳子的力，所以人对绳子的拉力为：，由 得，此时所提升货物的重力：。点睛：解题的关键点，一，会判断有几段绳子承担物体的
43、重（拉着动滑轮） ，方法是只要数出直接与动滑轮连接的绳子段数即可；二，最后一问求提升物体的重时，根据第一次的条件求出动滑轮的重是关键。23如图所示，工人用滑轮组提升重为 400N 的货物所用拉力恒为 240N，货物被匀速提升 10m。求:（1）工人做的功 21（2）滑轮组的机械效率【来源】山东省潍坊市 2018 年中考物理试题【答案】 （1）4800J；（2）83.3%。【解析】 （1）由图知道，滑轮组绳子的有效段数是： n=2，所以，绳子自由端移动的距离是： s=2h=210m=20m，故工人做的功是： W 总 =Fs=240N20m=4800J；四、作图题24如图所示，轻质杠杆 OA 可绕
44、 O 点转动，请在图中画出杠杆 OA 的动力臂 L_.【来源】广东省 2018 年中考物理试题【答案】【解析】力臂为支点到力的作用线的距离。所以过 O 点向作用于 A 点的拉线作垂线，则垂线段即为动力的力臂 L，如图：点睛：重点要理解力臂是点到线的距离，画力臂是最常见的考试题型之一，注意多练习熟练掌握力臂的画法。25如图所示，画出图中力 F 的力臂并用字母 L 表示。22【来源】湖北省襄阳市 2018 年中考物理试题【答案】【解析】由图知道 O 为杠杆的支点，所以过 O 作 F 作用线的垂线段，即是力臂 L，如下图：点睛：本题考查的是力臂的作法，关键是要作出支点到力所在的直线的垂线段，难度不大
45、。26过去农村用的舂米工具是一个杠杆，如图所示是它的结构示意图。O 为固定转轴，在 A 端连接着石球，脚踏 B 端可以使石球升高，抬起脚，石球会落下打击稻谷。请在图中画出动力 F1的力臂和石球所受重力 G的示意图。【来源】湖北省咸宁市 2018 年中考物理试题【答案】【解析】力臂是支点到力的作用线的距离。所以过支点 O 向力 F 的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是 F 的力臂 L如图所示；石球所受重力 G，方向竖直向下，作用点在重心，所以过重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，在23线段的末端标上箭头和符号 G，如图：点睛：先要理解清楚力臂的概念，再练习作图，画力臂是很常见的作图题，但有些
46、同学总会出错，牢记力臂是支点到力的作用线的距离。五、实验题27甲、乙两位同学一起做 探究杠杆平衡条件 的实验，以杠杆中点为支点，如图、如图所示。实验过程中应将杠杆调节到水平位置平衡，这样做的目的是为了消除杠杆自重对实验的影响和_；若杠杆右端低左端高，为使其在水平位置上静止，应将左端的平衡螺母向端调节_ 填“左”或“右”。如图所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据。根据这一次实验数据，甲同学立即分析得出杠杆的平衡条件，这种做法的不足是：_。如图所示，乙同学设计了两种实验方案：第一种弹簧测力计沿竖直方向拉，其读数为 ；第二种弹簧测力计倾斜拉，其读数为 ，第_ 填“一”或“二” 种实验方案更方便。在同等
47、条件下，两次弹簧测力计读数 _ 填“ ”、 “ ”或“ ” 。杠杆在生活中有很多应用。现欲使如图所示的静止跷跷板发生转动，小女孩乙可采取的做法是_。【来源】贵州省安顺市 2018 年中考物理试题【答案】 便于测量力臂 左 仅凭一次实验的数据得出的结论具有偶然性 一 向远离支点方向移动【解析】 （1）在探究杠杆平衡条件时，要调节杠杆在水平位置平衡，这样力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时消除了杠杆自重对杠杆平衡的影响；在调节杠杆平衡时，平衡螺母应向上翘的一端移动，若杠杆右端低左端高，则应将杠杆右端的平衡螺母向左端调节，才能使杠杆在水平位置平衡；（2）仅凭一次实验的数据得出的结论具有偶然性，是不合理的
48、，所以要多进行几次实验，实验结论才具24有普遍性；（4）跷跷板是杠杆的应用，它是通过改变力的大小或者力臂的长度使杠杆发生转动的；要使图中翘翘板转动，小女孩乙可采取的做法是：男孩不动，向远离支点方向移动（或者女孩不动，男孩向靠近支点方向移动；或者女孩不动，男孩蹬地，减小男孩对跷跷板的压力等可以使翘翘板转动）点睛：本题考查的是探究杠杆平衡条件的实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡的条件的应用，难度不大，属于常见题目。28结合图中的实验情景，按照要求回答下列问题，对图 中的两支蜡烛的要求是_；图 中，_的机械效率高；图 研究的是电流产生的热量跟_的关系；图 中的_ 填“铁屑”或“小磁针” 能更好的显示磁场的分布。【来源】2018 年山东省济宁市中考物理试题【答案】 两根蜡烛大小相同 乙 电阻 小磁针【解析】(1)图是研究平面镜成像的实验，因为平面镜成像时，像与物的大小相等，所以为了比较像与物的大小，对图中的
