简单机械常考知识点及习题练习

初中物理

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从近三年的各地中考来看,对本部分的考查呈现如下趋势:

1.中考对简单机械部分一般考查画杠杆的力臂、杠杆的平衡条件、杠杆的应用、连接滑轮组等内容,试题以填空题、选择题和画图题为主.

2.中考热点为应用杠杆的平衡条件分析生活中的杠杆和画杠杆的力臂.

2015年的中考命题方向预测:仍然保持前几年的趋势,亮点将是“结合最新的生活、生产、科技发展的新材料进行考点的考查”.

易错考点：

1.杠杆力臂的画法

力臂是从支点到力的作用线的距离,所谓力的作用线是沿力的方向所作的直线.力臂可能在杠杆上,也可能不在杠杆上.

力臂的表示方法:双箭头法、大括号法(如图).

画法:过支点作力的作用线的垂线.

2.使用滑轮组时,有几股绳子承担物体的拉力,在不计绳重和摩擦的情况下,提起物体所用的力就是总重的几分之一,即F=G_总=(G+G_动).因此正确确定绳子的股数对于能否正确解题很重要.

(1)确定承担对物体拉力的绳子的股数的方法:

①首先分清动滑轮和定滑轮,再数一数直接跟动滑轮相连的绳子有几股,就有几股绳子承担物体的拉力.

②确定绳子的股数时,出错的主要原因是绳子的最后一股(绳子的自由端)是否计算在内.可采用以下方法判断,看拉力的方向是否与提升物体的方向相同,如相同就计算在内,不同就不算数.比如:提起物体的方向向上,而拉绳子自由端的拉力向下,则最后一股没有承担拉力.

(2)使用滑轮组提升重物时,动力F与物重G的关系:

①若不计动滑轮重、绳重及摩擦(理想情况下),F=G.

②若不计绳重及摩擦,F=(G+G_动).

③实际使用时,由于存在摩擦,F>(G+G_动).

其中G_动为动滑轮的重力,n为滑轮组中承担重物的绳子的股数.

(3)使用滑轮组提升重物时,滑轮组的机械效率:

由η===可知,不同滑轮组提升相同的重物时,动滑轮越重,η越小.

由η===1-=1-,可知使用同一滑轮组时,提升重物越重时,η越大.

(4)使用滑轮组时,绳子自由端移动的距离s与重物移动的距离h的关系是:s=nh.

若在等式两边同时除以t,则可得出绳子自由端移动的速度v与重物移动的速度v_物的关系:v=nv_物. 

(5)使用滑轮组来匀速拉动水平面上的物体时,若不计滑轮重、绳重及摩擦时,则绳子拉力F=f,其中f为物体受到的摩擦力.

专项训练

一、 选择题

1. (2014·黑龙江齐齐哈尔·模拟三)如图所示,小阳利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B.当提升物体A时,滑轮组的机械效率为75%,小阳对绳子的拉力为F₁;当提升物体B时,滑轮组的机械效率为62.5%,小阳对绳子的拉力为F₂.已知小阳的质量为65kg,物体A的质量为90kg.假设在拉绳子的过程中,小阳对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上,不计绳重和摩擦.g取10N/kg.则下列说法中正确的是(　　).

A. F₁=500N

B. G_B=600N

C. G_动=200N

D.匀速提升物体A时小阳对地面的压力是50N

2. (2013·四川雅安·模拟)工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房,他们设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面).其中最省力的方案是(　　).

3. (2013·山西·模拟)小明小组利用如图所示装置探究“杠杆平衡条件”时,在杠杆两侧挂上不同个数的钩码,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,这样三次实验后得出结论:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离.下列能帮助他得出正确结论的操作是(　　).

A.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计竖直向下拉

B.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计斜向下拉

C.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计竖直向上拉

D.增加钩码个数,再多次实验使结论更具普遍性

二、 填空题

4. (2014·四川成都·模拟)如图所示装置中,均匀木棒AB的A端固定在铰链上,悬线一端绕过一固定定滑轮,另一端用线套套在木棒上使棒保持水平.现使线套逐渐向右移动,但始终使木棒保持水平(棒和悬线足够长),则悬线上的拉力T先　　　　,后　　　　( 填“变大”“变小”或 “不变” ). 

三、 实验探究

5. (2014·福建福州·模拟四)

(1)图甲是探究杠杆平衡条件的实验装置.调节杠杆在水平位置平衡后,在杠杆上的A点挂四个重均为0.5N的钩码,用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点,使杠杆水平平衡,测力计的示数是　　　　N;如果将测力计沿图中虚线方向拉,仍使杠杆在水平位置平衡,则测力计的示数将　　　　(填“变大”“不变”或“变小”). 

(2)某同学利用身边的塑料直尺和硬币若干来验证杠杆平衡的条件,如图乙所示,当杠杆在水平位置平衡时,他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂L₁和L₂的大小,他测力臂的方法是　　　　(填“正确”或“错误”)的.如果将两边的硬币以相同大小的速度同时做远离支点的匀速移动,则杠杆　　　　 (填“仍平衡”“左端向下倾斜”或“右端向下倾斜”). 

(3)某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时,提出了一些猜想.为了验证猜想是否正确,该小组同学们按如图丙所示的A、B、C、D四种情形组装滑轮组.为了验证猜想“两个相同滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组细线的绕法有关”,应选择装配图中的　　　　两组滑轮组做对比实验;按装配图A、B或图C、D两个滑轮组做对比实验,可以验证什么猜想?　　　　　　　. 

6. (2014·湖北黄冈·模拟)小明在学校参加植树活动时,使用如图所示的钢丝钳,剪铁丝固定小树苗.

(1)他使用的钳子是省力杠杆还是费力杠杆?

(2)在图中画出动力F₁的力臂L₁和作用在这根杠杆上的阻力F₂.

(3)剪铁丝时动力臂长为10cm,阻力臂长为2cm,若铁丝被剪断需要1000N的力,小明至少用多大的力才能将铁丝剪断?

答案：