簡單機(jī)械、功和功率1.(2022麗水,15,3分)如圖是某興趣小組用輕質(zhì)桿制作的桿秤,經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)量程偏小。下列操作能使桿秤量程變大的是()A.將a點(diǎn)向左移B.將b點(diǎn)向右移C.換一個(gè)質(zhì)量較小的秤砣D.將a、b點(diǎn)都向左移等長距離2.(2022湖州,12,3分)圖為小明同學(xué)用老虎鉗剪鋼絲時(shí)的情景,該老虎鉗鋒利的刀口()A.動力臂大于阻力臂;把刀口制得很鋒利,是為了增大壓力B.動力臂小于阻力臂;把刀口制得很鋒利,是為了增大壓力C.動力臂大于阻力臂;把刀口制得很鋒利,是為了增大壓強(qiáng)D.動力臂小于阻力臂;把刀口制得很鋒利,是為了增大壓強(qiáng)3.(2022紹興,12,4分)小敏在做“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)時(shí),先后出現(xiàn)杠桿右端下降的現(xiàn)象。為使杠桿水平平衡,下列操作正確的是()甲乙A.圖甲中平衡螺母向左調(diào)節(jié);圖乙中右側(cè)鉤碼向左移動B.圖甲中平衡螺母向左調(diào)節(jié);圖乙中右側(cè)鉤碼向右移動C.圖甲中平衡螺母向右調(diào)節(jié);圖乙中左側(cè)鉤碼向左移動D.圖甲中平衡螺母向右調(diào)節(jié);圖乙中左側(cè)鉤碼向右移動4.(2022金華,29,7分)項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組在使用密度計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)了由于刻度不均勻,估讀時(shí)誤差較大,由此準(zhǔn)備制作一個(gè)刻度均勻的密度計(jì)?！拘〗M討論】液體密度計(jì)是根據(jù)排開液體的體積變化判斷密度大小;根據(jù)密度公式ρ=mV,【查閱資料】桿秤是我國古老的質(zhì)量稱量工具(如圖甲),刻度是均勻的。使用時(shí)先把被測物體掛在秤鉤處,提起秤紐,移動秤砣,當(dāng)秤桿在水平位置平衡時(shí),秤砣懸掛點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)值即為物體的質(zhì)量。圖甲圖乙圖丙(1)桿秤的工作原理是。

【產(chǎn)品制作】器材:木棒、塑料杯、細(xì)線、刻度尺、金屬塊(代替秤砣)。步驟:①模仿桿秤結(jié)構(gòu),用杯子代替秤鉤,先自制一根無刻度“密度秤”;②杯中不加液體,提起秤紐,移動秤砣,當(dāng)秤桿在水平位置平衡時(shí)(如圖乙),將此時(shí)秤砣的懸掛點(diǎn)A標(biāo)記為“0”刻度;③杯中加水至a處,提起秤紐,移動秤砣,當(dāng)秤桿在水平位置平衡時(shí),將此時(shí)秤砣的懸掛點(diǎn)B標(biāo)記為“”刻度(單位g/cm3);

④以AB兩點(diǎn)之間長度的1/10為標(biāo)準(zhǔn),在整根秤桿上均勻地標(biāo)上刻度。(2)在制作過程中,秤桿出現(xiàn)左低右高現(xiàn)象(如圖丙),要調(diào)至水平位置平衡,秤砣應(yīng)往側(cè)移動。

(3)步驟③中,秤砣懸掛點(diǎn)B標(biāo)記的刻度值應(yīng)為。

【產(chǎn)品檢驗(yàn)】用多種密度已知的液體對“密度秤”刻度準(zhǔn)確度進(jìn)行檢驗(yàn)?！井a(chǎn)品升級】(4)為了制作出精確度更高的“密度秤”,下列改進(jìn)措施可行的是。

A.把秤紐位置往遠(yuǎn)離秤鉤一側(cè)移動B.減小秤砣的質(zhì)量C.減少加入杯中的液體體積D.換用更細(xì)的秤桿5.(2020杭州,34,6分)桿秤是一種用來測量物體質(zhì)量的工具。小金嘗試做了如圖所示的桿秤。在秤盤上不放重物時(shí),將秤砣移至O點(diǎn)提紐處,桿秤恰好水平平衡,于是小金將此處標(biāo)為0刻度。當(dāng)秤盤上放一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體時(shí),秤砣移到B處,恰好能使桿秤水平平衡,測得OA=5cm,OB=10cm。(1)計(jì)算秤砣的質(zhì)量。(2)小金在B處標(biāo)的刻度應(yīng)為kg。若圖中OC=2OB,則C處的刻度應(yīng)為kg。

(3)當(dāng)秤盤上放一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體時(shí),若換用一個(gè)質(zhì)量更大的秤砣,移動秤砣使桿秤再次水平平衡時(shí),其讀數(shù)(選填“<”或“>”)2kg,由此可知一桿桿秤不能隨意更換秤砣。

6.(2021湖州,26,7分)下列是某科學(xué)研究小組探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)過程:(本實(shí)驗(yàn)均使用輕質(zhì)杠桿)實(shí)驗(yàn)1:在直杠桿水平平衡時(shí)(如圖甲所示)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄多組數(shù)據(jù)。得出:F1×s1=F2×s2(注:s1和s2分別表示支點(diǎn)O到F1和F2的作用點(diǎn)的距離)。在直杠桿傾斜平衡時(shí)(如圖乙所示)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),也得到了同樣的結(jié)論。甲乙丙該結(jié)論適用于所有平衡時(shí)的杠桿嗎?實(shí)驗(yàn)2:科學(xué)研究小組用一側(cè)彎曲的杠桿進(jìn)行如圖丙所示的實(shí)驗(yàn),移動鉤碼,改變鉤碼數(shù)量,記錄數(shù)據(jù)如表,分析表格數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)上述結(jié)論并不成立,但發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的等量關(guān)系,即:。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)F1/Ns1/cmF2/Ns2/cml2/cm11.010.00.521.320.121.520.01.031.729.832.030.02.525.524.0s和l(支點(diǎn)到力的作用線的距離)這兩個(gè)量在研究杠桿平衡條件時(shí),哪個(gè)量才是有價(jià)值的呢?研究小組的同學(xué)觀察到:支點(diǎn)到F1的作用點(diǎn)的距離(s1)與支點(diǎn)到F1的作用線的距離(l1)是相等的。研究小組的同學(xué)又進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)3:①移動鉤碼,使杠桿,并使杠桿處于平衡狀態(tài)。

②記錄F1、s1、l1和F2、s2、l2。③改變鉤碼數(shù)量,移動鉤碼,記錄杠桿處于平衡時(shí)的多組F1、s1、l1和F2、s2、l2。④分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出彎杠桿的平衡條件。最后,通過科學(xué)思維,得出所有杠桿的平衡條件都是:F1×l1=F2×l2。杠桿的平衡條件可用于解釋許多杠桿應(yīng)用,如用圖1方式提升物體比用圖2方式省力,就可用杠桿的平衡條件作出合理解釋。圖1圖2請回答:(1)在研究一側(cè)彎曲的杠桿時(shí),發(fā)現(xiàn)的一個(gè)新的等量關(guān)系是。

(2)將實(shí)驗(yàn)3中的①填寫完整。

(3)“支點(diǎn)到力的作用線的距離”在科學(xué)上被稱為。通過探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn),使我們深深認(rèn)識到建立這一科學(xué)量的價(jià)值。

(4)用圖1方式提升物體比用圖2方式省力的原因是。

7.(2021杭州,34,6分)已知一根質(zhì)量分布均勻的圓柱體木料質(zhì)量為60kg,體積為0.1m3。(g取10N/kg)問:(1)此木料的密度為多少?(2)如圖所示,甲、乙兩人分別在A點(diǎn)和B點(diǎn)共同扛起此木料并恰好水平,其中AO=BO,O為木料的中點(diǎn)。求此時(shí)乙對木料的作用力大小。(3)若在(2)中當(dāng)乙的作用點(diǎn)從B點(diǎn)向O點(diǎn)靠近時(shí),請列式分析此過程中甲對木料作用力大小變化情況。8.(2022臺州,35,8分)圖甲是一種太陽能“擺葉花”,其擺動原理如圖乙所示。塑料擺葉AOB是硬質(zhì)整體,由擺桿OB和葉瓣OA組成,可視為繞固定點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)動的杠桿。甲乙(1)圖乙為斷電靜止時(shí)的狀態(tài),葉瓣OA重0.04牛,C是其重力作用點(diǎn)。擺桿OB質(zhì)量不計(jì),B端固定著一塊小磁鐵,C、O、D在同一水平線上。求磁鐵受到的重力是多少牛?(2)線圈E有電流時(shí),推動磁鐵向左上方運(yùn)動,則線圈E上端的磁極是極。

(3)線圈E推動磁鐵向左上方運(yùn)動,使擺葉AOB順時(shí)針小幅擺動后,立即斷電,擺葉AOB會自動逆時(shí)針擺回來。請利用杠桿知識對上述現(xiàn)象作出分析。9.(2022杭州,18,3分)現(xiàn)有甲、乙、丙三個(gè)質(zhì)量不同的物體(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分別在水平方向、沿斜面向上、豎直方向通過了相等的距離s,如圖所示。F在三種情況下做的功分別為W甲、W乙、W丙,三者大小判斷正確的是()A.W甲>W乙>W丙B.W甲<W乙<W丙C.W甲=W乙=W丙D.W甲=W乙<W丙10.(2022紹興,22,6分)長度均為20厘米的相同均質(zhì)木塊A、B平放在水平桌面上,從圖示位置開始推木塊,當(dāng)F為3牛時(shí),木塊靜止;當(dāng)F為6牛時(shí),木塊A、B開始沿桌面做勻速直線運(yùn)動,2秒后木塊A掉落;繼續(xù)推木塊B使其仍做勻速直線運(yùn)動直到掉落。(1)推力為3牛時(shí),AB整體受到摩擦力為牛。

(2)木塊A在桌面上勻速運(yùn)動的速度大小為米/秒。

(3)從開始推動到木塊B掉落的過程中,推力共做功焦。

11.(2021紹興,20,6分)我國古代記錄傳統(tǒng)手工技術(shù)的著作《天工開物》里記載了一種搗谷用的舂,“橫木穿插硾頭,硾嘴為鐵,足踏其末而舂之”,如圖甲所示。若硾頭質(zhì)量為20千克,不計(jì)橫木的重力和摩擦,g取10N/kg。(1)圖乙為腳用力向下踩舂時(shí)在某一位置的示意圖,O點(diǎn)為支點(diǎn),F2為阻力,請?jiān)趫D中作出阻力臂,此時(shí)舂屬于(選填“省力”“等臂”或“費(fèi)力”)杠桿。

(2)若每次硾頭上升的高度為0.6米,1分鐘撞擊臼中的谷粒20次,則人克服硾頭重力做功的功率為瓦。

12.(2022溫州,20,4分)如圖是小明在做俯臥撐和引體向上的鍛煉場景。甲乙(1)圖甲中小明靜止時(shí)地面對雙手的支持力為F1,圖乙中小明靜止懸掛在單杠上時(shí),單杠對他的作用力為F2,則F1F2(選填“大于”“小于”“等于”)。

(2)重為600牛的小明按圖乙做一個(gè)引體向上,需克服自身重力做功約為焦。

(3)運(yùn)動時(shí),人體產(chǎn)熱增加,散熱也加快,使體溫維持穩(wěn)定。寫出此時(shí)散熱的一種方式:。

13.(2021嘉興,29,7分)健康的生活既要注意平衡膳食,還要積極參加體育鍛煉。如圖所示為可調(diào)式握力器,可用于鍛煉手部肌肉。鍛煉時(shí)只要抓住左手柄,用力抓緊使其碰觸右手柄上的計(jì)數(shù)按鈕,即算完成一個(gè)握力動作。(1)握力器的力度可以通過使用調(diào)節(jié)器移動彈簧下端的位置來改變?，F(xiàn)在需要將力度調(diào)小,則應(yīng)該將彈簧下端向(選填“左”或“右”)移。

(2)小嘉用平均大小為500牛的力抓握力器的手柄,使手柄在力的方向上移動6厘米完成一個(gè)握力動作,則做功多少焦?(3)小嘉飲用一罐凈含量為330毫升的可樂后,獲得的能量為540千焦。若獲得能量的10%用于握力做功,則消耗這些能量需要完成多少個(gè)題(2)中的握力動作?14.(2022麗水,31,8分)如圖甲是清代的手持消防水槍,它在消防滅火中發(fā)揮過一定作用,其部分結(jié)構(gòu)如圖乙;槍身由內(nèi)外兩個(gè)套筒組成,外筒底部是進(jìn)水口,內(nèi)筒頂端是噴水口、底部有活塞。使用時(shí)將進(jìn)水口浸沒在水中,先向上提內(nèi)筒吸水,再向下壓內(nèi)筒噴水,如此反復(fù)。甲乙丙丁【原理分析】使用消防水槍吸水時(shí),主要是利用了。

【方案設(shè)計(jì)】如圖丙和丁是小麗設(shè)計(jì)的消防水槍進(jìn)水口的兩種結(jié)構(gòu),合理的是。

【嘗試實(shí)踐】為了解消防水槍的使用效果,小麗和小科仿制了消防水槍并進(jìn)行演示,用30秒將20千克水噴到15米高處,求他們對水做功的功率。1