2023年中考物理考前20天终极冲刺(知识点+中考回顾+名师押题):滑轮
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1、滑轮了解滑轮的分类;掌握动滑轮和定滑轮的作用;掌握定滑轮、动滑轮和滑轮组的计算;掌握滑轮组绳子的绕法。【知识网络】【考点梳理】1.定滑轮:(1)定义:工作时,轴的位置固定不动的滑轮,称为定滑轮。(2)实质:如图甲所示,我们可把一条直径看成杠杆,圆心就是杠杆的支点,因此,定滑轮实质是等臂杠杆。(3)作用:不能省力,但可以改变用力方向。2.动滑轮:(1)定义:轴的位置随被拉动的物体一起运动的滑轮,称为动滑轮。(2)实质:如图乙所示,它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆,它的转动轴是阻力作用点。(3)作用:可以省力,但是不能改变力的方向。3.滑轮组:(1)组成:定滑轮和动滑轮(2)作用:既可以改变力
2、的大小又可以改变力的方向(3)滑轮组绳子自由端的拉力:(忽略绳子重和摩擦)。(4)物体上升的高度h与绳子自由端移动的距离s的关系:。考点诠释:1. 组装滑轮组,在知道或算出滑轮组承担重物的绳子段数情况下,根据“奇动偶定”的原则,先确定绳子的一端是挂在动滑轮或定滑轮的钩上,再由里向外顺次绕线。2.时间t内,物体上升高度h,绳子自由端移动的距离s;物体移动的速度,绳子自由端移动的速度;所以物体上升的速度与绳子自由端移动的速度关系:。真题回眸1(2022四川宜宾统考中考真题)2021.7.1是庆祝中国共产党成立100周年大会在北京天安门广场隆重举行,伴随着嘹亮的国歌声,五星红旗冉冉升起。这是因为旗杆
3、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B减小拉力C改变拉力的方向D减少拉力做功【答案】C【详解】旗杆顶部滑轮的轴不动,是一个定滑轮,它能改变动力的方向,但不能省力、省功以及增大绳子自由端移动的距离。故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。2(2022辽宁统考中考真题)使用如图所示的滑轮组,沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体,弹簧测力计的示数为200N,物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组内的摩擦,下列说法正确的是()A滑轮组的机械效率为50%B动滑轮重为100NC绳子自由端拉力的功率为20WD增大物重机械效率不变【答案】B
4、【详解】A物体的重力G=mg=300kg10N/kg=3000N物体受到的摩擦力f=0.1G=0.13000N=300N则拉力F克服物体摩擦力做的有用功W有=fL=300N1m=300J由图可知,动滑轮用2段绳子拉物体,且弹簧测力计的示数为200N,则拉力F=200N,绳子自由端移动的距离s=2m,拉力做的总功W总=Fs=200N2m=400J滑轮组的效率,故A错误;B由可知,动滑轮重G动=nF-f=2200N-300N=100N,故B正确;C拉力的功率,故C错误;D若增大物重,则物体受到的摩擦力变大,物体移动相同的距离,滑轮组所做的有用功变大,而额外功不变,有用功在总功中所占的比例变大,因此
5、机械效率会变大,故D错误。故选B。3(多选)(2022山东潍坊统考中考真题)图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景,吊篮可在电动机的作用下实现升降,其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为,两名工人及工具的总质量为,某次吊升过程中,吊篮在内匀速上升了。不计滑轮重、绳重和摩擦,关于该过程的分析正确的是() A吊篮的动能不变B吊篮的机械能守恒C电动机对绳子的拉力为D电动机拉动绳子的功率为【答案】AD【详解】AB吊篮匀速上升的过程,质量不变,速度不变,高度升高,所以动能不变,重力势能变大,机械能变大,机械能不守恒,故A正确,B错误;C由图示知,承重绳子为4根。不计滑轮重、绳重及摩擦时,电动
6、机对绳子的拉力,C错误;D绳子在30s内移动的距离s=4h=46m=24m,绳子移动的速度,电动机拉动绳子的功率P=Fv=600N0.8m/s=480W,故D正确。故选AD。4(2023山东泰安统考一模)杆秤是人们生活中常用的工具,如图是用杆秤测量物体M质量时的示意图,已知秤砣质量为0.3kg,提纽到秤钩的距离OB为3cm,当秤砣在A处时距提纽12cm,杆秤恰好平衡,不计秤杆及秤钩质量,则物体M质量为_kg。【答案】1.2【详解】根据题意可知,OB3cm,OA12cm,根据杠杆的平衡条件可知G物OBG砣OA,即m物gOBm砣gOA,则物体的质量为5(2023安徽蚌埠统考一模)如图是某简易杠杆的
7、示意图,已知AOB水平,OA=OB,物体重力G=10N,拉力F的方向如图所示,则F=_N。【答案】20【详解】由图示知,拉力F的作用线与水平方向成30度角,则F对应的力臂据杠杆的平衡条件有,解得,F=20N。6(2022四川巴中中考真题)用如图所示的滑轮组(不计绳重及摩擦)把重350N的货物竖直匀速提高10m,用时40s,所用拉力为200N,此时滑轮组的机械效率为_,拉力的功率为_W。若用此滑轮组竖直匀速提升重450N的货物则滑轮组的机械效率为_。【答案】 87.5% 100 90%【详解】1把重350N的货物竖直匀速提高10m,对物体做的有用功为滑轮组上承担重量的绳子股数为n=2,所以绳子自
8、由端移动的距离为拉力做的总功为滑轮组的机械效率为2拉力的功率为3由可知,动滑轮的重力为若用此滑轮组竖直匀速提升重450N的货物,则滑轮组的机械效率为7(2023广东深圳二模)如图所示,画出使杠杆AOB在如图所示位置静止时所用最小力F及其力臂。【答案】【详解】根据杠杆平衡条件可知,在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下,要最省力,即动力臂最长;由图知OA比OB长,所以OA作动力臂最长,最省力,过A点垂直于OA向上作垂线段,就得到动力F,OA即为其力臂L,如下图所示8(2022甘肃金昌中考真题)如图所示,某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物,请画出最省力的绕绳方法。【答案】【详解】由于图中
9、只有一个动滑轮,承担物重的绳子段数最多为3段,此时最省力,其绕法如图所示9(2022广西河池统考中考真题)如图所示,请画出最省力的滑轮组绳子的绕法。【答案】【详解】根据题滑轮组的工作特点可知,使用滑轮组提升重物时,不计绳重和摩擦,绳端拉力F大小与绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数n的关系为 因此绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数n越大,滑轮组越省力,由图示可知,题中绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数最大为n=3,故最省力的滑轮组绳子的绕法如图所示:10(2023云南昆明统考一模)小华同学为“探究杠杆的平衡条件”,设计了如图所示的实验。(1)实验前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 _(选填“平衡”
10、或“非平衡”)状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 _(选填“左”或“右”)调节;(2)调节好杠杆后,为了获取实验数据,在图乙、丙两个方案中,按 _方案进行实验能更加方便地测出 _。(3)经过实验,得到的数据如下表:实验序号动力F1/N动力臂动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m11.50.101.00.152100.302.00.1532.00.151.50.20由数据可初步得到的结论是 _(用公式表示);(4)保持杠杆一直处于水平位置平衡,当弹簧测力计由图乙逐渐旋转至图丙所示位置时,弹簧测力计的示数 _(选填“变小”“变大”或“不变”)。(5)甲物体静置在水平地面上时,对地面的
11、压强为p0。小华将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,把质量为m0的乙物体悬挂在杠杆的B端,如图丁所示,此时杠杆在水平位置平衡且甲物体对地面的压强为p1,AOOB13,O为支点。要使甲物体刚好被细绳拉离地面,小华设计了以下两种方案,请你帮他完成;方案一:仅将支点O向 _(选填“左”或“右”)移动适当距离;方案二:仅增加乙物体的质量,则乙物体增加的质量为 _。【答案】 平衡 右 乙 力臂 F1L1F2L2 变大 左 【详解】(1)12如图甲所示,杠杆在此位置静止,所以此时杠杆处于平衡状态;要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向右调节。(2)34力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置
12、平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,图乙所示实验,测力计拉力与杠杆垂直,可以直接从杠杆上读取测力计拉力力臂,图丙所示实验,拉力与杠杆不垂直,不便于测量测力计拉力力臂,图乙中竖直向上拉动实验操作更方便。(3)5由表中实验数据可知,F1L1F2L2,此时杠杆平衡,由此可得杠杆平衡条件是:F1L1F2L2。(4)6当弹簧测力计逐渐由图乙位置向右倾至图丙的位置时,弹簧测力计拉力的力臂在减小,根据杠杆的平衡条件,弹簧测力计的示数变大。(5)7方案一:将支点O向左移动适当的距离,OA减小,OB增大,由FAOAm0gOB可知,FA变大,当FAG甲时,甲物体刚好拉离地面。8方案二:
13、甲静止在地面,G甲F甲p0S,如图丁所示,当杠杆在水平位置平衡且甲物体对地面的压强为p1,此时物体对地面的压力F1p1S,杠杆A端受到的拉力FAG甲F1p0Sp1S由杠杆平衡条件可知FAOAG0OB,即(p0Sp1S)1m0g3则,当甲物体刚好被细绳拉离地面时,由杠杆平衡条件可知G甲OAG总OB即有p0S1(m0g+mg)3,则,所以。11(2023广东深圳二模)如图所示,一个重力为6N,密度为6g/cm3的合金块,悬挂在轻质杠杆的A点,O为支点,OA长10cm,此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右边B点吊着重力为0.7N的物体,OB长70cm,杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦,求:(1
14、)合金块的体积;(2)A端受到绳子的拉力大小;(3)该液体密度为多少。【答案】(1)100cm3;(2)4.9N;(3)1.1103kg/m3【详解】解:(1)由题意可知,合金块的重力为G=6N,合金块的密度故合金块的体积(2)设A端受到的绳子拉力为F,B端的绳子拉力为F,由受力分析可知,B端的绳子拉力F等于物体的重力G物,即F=G物=0.7N因杠杆处于水平平衡状态,故由杠杆的平衡原理可得FOA=FOB解得A端受到的绳子拉力(3)对合金块受力分析可知,合金块受到向下的重力G,向上的绳子拉力F,向上的液体的浮力F浮,因合金块处于受力平衡状态,故由力的平衡可得G=F+F浮解得合金块所受浮力F浮=G
15、-F=6N-4.9N=1.1N故由F浮=液gV排可得,该液体的密度答:(1)合金块的体积为100cm3;(2)A端受到绳子的拉力大小为4.9N;(3)该液体密度为1.1103kg/m3。12(2022四川资阳统考中考真题)我国第十四个五年规划和2035年远景目标纲要明确提出,要推进以县城为重要载体的城镇化建设,加快推进公共服务、环境卫生、市政公用、产业配套等设施提级扩能,增强综合承载能力和治理能力。随着近期疫情防控形势的好转,各类基础设施建设正如火如荼的展开。如图所示,一建筑工人欲通过滑轮组向高的三楼阳台上运送建筑材料,已知滑轮组的定滑轮固定在三楼阳台上面的天花板外缘。若工人用的力拉绳子,将重
16、为的建材在内匀速竖直的由地面提升到三楼阳台上,不计建材和滑轮组长度,忽略绳的重量及绳与滑轮间、滑轮与轮轴间的摩擦,g取,求:(1)工人拉力F的功率P;(2)滑轮组装置的机械效率(结果保留2位小数);(3)滑轮组中动滑轮的质量m。【答案】(1)216W;(2)97.22%;(3)4kg【详解】解:(1)由图可知绳子自由端移动的距离拉力做的总功工人拉力的功率为(2)有用功为滑轮组的机械效率(3)不计绳重和摩擦则动滑轮的重力由知动滑轮的质量为答:(1)工人拉力的功率为216W;(2)滑轮组装置的机械效率为;(3)滑轮组中动滑轮的质量为。13(2022辽宁大连统考中考真题)如图所示,某工人利用滑轮组将
17、一个重为900N的货箱在6s内匀速提升3m。此过程中,绳子自由端所受的拉力为F,滑轮组的机械效率为75%,试求:(1)货箱上升的速度是多少?(2)有用功是多少?(3)拉力F是多少?【答案】(1)0.5m/s;(2)2700J;(3)400N【详解】解:(1)货箱在6s内匀速提升3m,则货箱的速度(2)由题意可知,将重为900N的货箱提升3m,所做的有用功(3)根据公式可知,拉力F做的总功由图可知,滑轮组用3段绳子承担物重,故s=3h=33m=9m根据公式可知,拉力F的大小答:(1)货箱上升的速度是0.5m/s;(2)有用功是2700J;(3)拉力F是400N。14(2022辽宁盘锦统考中考真题
18、)如图所示,工人师傅利用滑轮组将静止在水平地面上质量为45kg的石板匀速提升6m,用时30s。石板与地面接触面积为9000cm2,动滑轮重为50N。(g取10N/kg,不计绳重和摩擦)求:(1)提升前石板对地面的压强;(2)石板上升的速度和工人师傅所用拉力;(3)拉力的功率。【答案】(1)500Pa;(2)0.2m/s, 250N;(3)100W【详解】解:(1)提升前石板对地面的压力为受力面积为提升前石板对地面的压强为(2)物体上升的速度为工人师傅所用拉力(3)绳端移动的距离为拉力做的总功为拉力功率为答:(1)石板对地面压强为500Pa;(2)石板上升的速度为0.2m/s,工人师傅所用拉力为
19、250N;(3)拉力功率为100W。15(2018湖南郴州中考真题)在新农村建设和精准扶贫中,市政府为某贫困山区甲村打了一口深井,如图所示已知圆柱形金属水桶质量为1kg,容积为8.6L,井深h15m,水深h22m,村民将水桶从井底以速度v0.06m/s匀速竖直向上提升(不计绳重及绳子与滑轮之间的摩擦,桶的厚度不能忽略,g10N/kg)求:(1)井底受到水的压强(2)桶未露出水面时,绳的拉力F拉6N,桶受到的浮力(3)已知水桶底面积为3dm2,桶高h33dm,以水桶口刚露出水面开始计时,到桶底刚离开水面的过程中,请写出绳的拉力F随时间t变化的函数式【答案】(1)20000Pa;(2)4N;(3)
20、F6N+18tN【分析】(1)根据液体压强的计算公式p水gh求出井底受到水的压强;(2)根据F拉GF浮求出浮力大小;(3)设圆柱形重物的高为h0,从铁块上表面与水面相平时开始计时,在时间为t时,铁块上升的高度(露出的高度)hvt,浸入的高度hhh,可求排开水的体积,利用FGF浮列出表达式【详解】解:(1)水深h22m,故井底受到水的压强:p水gh21.0103kg/m310N/kg2m20000Pa;(2)桶的重力:G桶m桶g1kg10N/kg10N,因为F拉+F浮G桶,所以桶受到的浮力:F浮G桶F拉10N6N4N;(3)绳的拉力F随时间t变化的函数式:FGF浮G桶+G水F浮m桶g+m水gF浮
21、1kg10N/kg+水V水gF浮10N+1kg/dm38.6dm310N/kgF浮96N水V排10N/kg96N1103kg/m3(0.03m20.3m0.03m20.06m/st)10N/kg6N+18tN答:(1)井底受到水的压强为20000Pa;(2)桶未露出水面时,绳的拉力F拉6N,桶受到的浮力为4N;(3)已知水桶底面积为3dm2,桶高h33dm,以水桶口刚露出水面开始计时,到桶底刚离开水面的过程中,请写出绳的拉力F随时间t变化的函数式为F6N+18tN【点睛】本题综合性比较强,考查内容比较多,包括压强计算,浮力计算,以及函数解析式的确定,是一道综合题名校预测1(2023河北廊坊统考
22、一模)对图中所示实验分析不合理的是()A甲:测力计示数与钩码重相等,说明使用定滑轮不能省力但可以改变力的方向B乙:用丝绸摩擦过的两根玻璃棒靠近后,一根远离,说明同种电荷互相排斥C丙:左边试管中的铁钉先锈蚀,右边试管中的铁钉后锈蚀,说明氯化钠能加快铁的锈蚀D丁:振荡后软塑料瓶变瘪,说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应2(2023河北邢台统考模拟预测)由于热胀冷缩,户外的导线在夏天会变得松弛,冬天又拉的很紧。某些地方用图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。一次导线对滑轮N的拉力为F,配重水泥块A(重为G)被匀速拉升的高度为h,拉力F和配重水泥块A的运动速度分别为vF和vA,(不考虑滑轮自重、绳重和绳与滑
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