易错点12-简单机械常考易错陷阱分析-备战2023年中考物理考试易错题(解析版).docx

易错点12 简单机械常考易错陷阱分析

简单机械常考易错陷阱分析

陷阱一：杠杆的五要素理解易错？
（1）杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。
（2）动力和阻力都是杠杆受到的力，作用点都在杠杆上。
（3）动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反。
（4）力臂是支点到力的作用线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。
（5）如果力的作用线恰好通过支点，则其力臂为零。
陷阱二：三类杠杆的特点及应用辨别易错？
类型
力臂关系
力的关系
特点
应用举例
省力杠杆
l1＞l2
F1＜F2
省力、费距离
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀
费力杠杆
l1＜l2
F1＞F2
费力、省距离
缝纫机踏板、起重臂 
人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆
等臂杠杆
l1=l2
F1=F2
既不省力也不省距离，既不费力也不费距离
天平，定滑轮
陷阱三：动滑轮和定滑轮的相关概念理解易错。
名称
定滑轮
动滑轮
作用力的关系
物重
G
G
拉力大小
F＝G

拉力方向
与物体运动方向相反
与物体运动方向相同
移动距离的关系
物体移动的距离
h
h
拉力移动的距离
s＝h
s＝2h
特点
不省力但可以改变力的方向
省一半的力，但不能改变力的方向
实质
等臂杠杆
动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆
陷阱四：滑轮组绳子的绕法易错。
（1）确定绕过动滑轮的绳子的根数：首先根据题目中的条件，如绳子能承受的最大拉力F、要承担的重物G物和动滑轮的重力G动，计算出承担物重所需绳子段数n=+，如果算出的绳子段数不是整数，一律进一位。例如：所得结果为n=3.4时，我们应选择绳子的根数为4。
（2）确定绳子固定端的位置和绳子的绕法。当绳子的根数n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上，开始绕绳子；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，开始绕绳子。
（3）示例：

陷阱五：几种简单机械的机械效率易错。

【例题1】关于杠杆，下列说法中正确的是（ ）
A．从支点到力的作用点的距离称为力臂
B．作用在杠杆上的动力和阻力，方向有可能是相同的
C．支点总是处在动力作用点和阻力作用点之间的某一位置
D．人们在生产劳动中使用杠杆的目的都是为了省力
【提示】：根据杠杆的五要素的概念进行分析，即杠杆绕固定点转动的点为支点，使杠杆转动的力为动力，阻碍杠杆转动的力为阻力，支点到力的作用线的距离为力臂。
【解析】：
A、力臂是指从支点到力的作用线的距离，故A错误；
B、作用在杠杆上的动力和阻力方向可以相同，如：天平平衡时，物体和砝码对秤盘的压力都是竖直向下的，故B正确；
C、支点是杠杆绕某固定点转动的点，支点不一定处在动力作用点和阻力作用点之间的某一位置，如使用钓鱼竿时，支点处在动力作用点和阻力作用点之外的某一位置，所以C错误；
D、杠杆分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，所以使用杠杆不一定都是为了省力，故D错误。
故选：B。
【例题2】如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力F1、F2、F3的大小关系是（ ）

A．F2＜F1＜F3 B．F2＜F1＜F3 C．F1＜F2＜F3 D．F2＜F3＜F1
【提示】：不计机械自重和摩擦：
（1）先判断处动力臂和阻力臂关系，再根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得出力F1和重力G的关系。
（2）使用滑轮组时，先判断出承担总重绳子的段数n，再根据F2＝G得出力F2和重力G的关系。
（3）使用动滑轮，动力作用在轴上，则有F3＝2G。
【解析】：
不计机械自重和摩擦时：
（1）第一个图是等臂杠杆，L1＝L2，由杠杆平衡条件可得F1＝G；
（2）第二个图是滑轮组，承担总重绳子的段数n＝3，F2＝G；
（3）第三个图是动滑轮，动力作用在轴上，F3＝2G；故F2＜F1＜F3，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【例题3】下列关于功、功率和机械效率的说法中。正确的是（ ）
A．做功越慢的机械，功率一定越小
B．越省力的机械，其机械效率一定越高
C．做有用功越多的机械，其机械效率越高
D．功率不同的机器，做的功一定不相等
【提示】：（1）功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快；
（2）机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值；
（3）机械效率与做功功率和机械的省力情况无关。
【解析】：
A、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小说明做功慢。故A正确；
B、机械效率是有用功与总功的比值，与机械的省力情况无关。故B错误；
C、机械效率是指有用功与总功的比值，有用功较多，总功不确定，机械效率不能确定。故C错误；
D、功率不同的机械，做的功有可能相等。如功率为5000W的机械60s做的功与功率为1000W的机械300s做的功相同。故D错误。
故选：A。

【强化1】图中，站在地面上的小华借助滑轮组匀速提升重物，请画出最省力的绕线方法．

【提示】：首先要会组装滑轮组．知道承担物重的绳子段数越多越省力．在此题中，人在地面用力，所以拉力方向下．
【解答】：
要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起．
故答案为：
．
【强化2】一辆搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受总重力G＝1200N，独轮车的有关尺寸如图所示，它是一个 杠杆．推车时，人手向上的力F应为 N，生活中应用这个特点的杠杆还有 （请举出一例）．

【提示】：结合图片和生活经验，先判断独轮车在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆，并举例生活中省力杠杆的应用；
再根据杠杆平衡原理计算人手向上的力的大小．
【解析】：
独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆．
根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2得，
FL1＝GL2，
F×1m＝1200N×0.3m
F＝360N；
生活中的省力杠杆还有钳子。
故答案为：省力；360；钳子。
【强化3】小泽和小阳同学在做“测滑轮组机械效率”的实验。
（1）他们分别设计了如图所示的甲和乙的滑轮组，二种实验方案中，较省力的是图 。
（2）根据下表数据，你认为他们最后选用了图 的滑轮组
实验
次数
提升钩码重G/N
钩码上升
高度h/m
拉力
F/N
拉力上升
高度s/m
机械效率
η/%
1
1
0.1
0.5
0.3
66.7
2
2
0.2
0.9
0.6
74.1
3
3
0.45
1.2
1.35
83.3
（3）分析表中数据发现，所提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 。
（4）在安全、有效的前提下提高机械的效率，下面的方法可行的是 。
A．改进结构，使机械更合理更轻巧
B．一次能提升的货物分为几次提升
C．增大提升物体的高度

【提示】：（1）承担动滑轮的绳子的段数越多，就越省力；
（2）根据物体上升的高度与绳子自由端通过的距离分析；
（3）根据表格中的数据分析物体的重力对滑轮组机械效率的影响；
（4）根据影响机械效率的因素分析。
【解析】：
（1）承担动滑轮的绳子的段数越多，就越省力，甲图是三段，乙图是两端，故甲图省力；
（2）由表格中的数据可知，绳子自由端移动的距离是物体上升距离的3倍，故选用的是甲图；
（3）由表中的数据可知，使用相同的滑轮组提升不同的重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越高；
（5）A、改进结构，使机械更合理更轻巧，能减小额外功，故能提高机械效率，故A正确；
B、一次能提升的货物分为几次提升，不会改变有用功的大小，但此时所做的额外功增加，所做的总功增大，故机械效率降低，故B错误；
C、若不计绳重和摩擦力，根据η＝＝＝＝知滑轮组的机械效率与提升物体的高度没有关系，所以增大物体上升的高度不影响机械效率，故C错误。
故答案为：（1）甲；（2）甲；（3）高；（4）A。

1.关于力臂，下列说法中正确的是。
A. 从支点到力的作用点的距离 B. 从支点到力的作用线的距离
C. 力臂不可能为零 D. 力臂一定都在杠杆上
【答案】B
【解析】：
力臂是从支点到力的作用线的距离，抓住其数学特征：点到直线的距离
2.如图是滑轮的两种用法，以下说法中正确的是（ ）

A. 甲是动滑轮，使用时不能省力 B. 乙是动滑轮，使用时可以省力
C. 甲是定滑轮，使用时可以省力 D. 乙是定滑轮，使用时不能省力
【答案】B
【解析】：
根据定滑轮和动滑轮的特点可知：甲是定滑轮，不省力，但能改变力的方向；乙是动滑轮，能省一半的力，但不能改变力的方向。
故选：B。
3. 如图，体积相同的铁块和铝块挂在杠杆的两端，杠杆处于平衡状态，现将铁块和铝块同时浸没到水中，杠杆将（ ）

A．左端下降 B．右端下降
C． 杠杆仍然平衡 D．条件不足，无法判断
【答案】B。
【解析】：
因铝块、铁块体积相同，ρ铁＞ρ铝，有m铁＞m铝，G铁＞G铝，由杠杆平衡条件，两侧力与力臂的乘积相同，但铝一侧的力臂大于铁一侧的力臂；浸没水中后，铁、铝受到的浮力相等，但铝一侧减小的力与力臂的乘积大，所以杠杆不再平衡，铁一侧将下降，即右端下降。
故选：B。
4. 如图所示，“”和“”是指甲刀的两个杠杆，下列说法正确的是（ ）

A. ““是省力杠杆，“”是费力杠杆
B. “”是费力杠杆，“”是省力杠杆
C. “”是省力杠杆，“”是省力杠杆
D. “”是费力杠杆，“”是费力杠杆
【答案】A
【解析】：
如图所示，对于，在使用时，它的动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆；
“”在使用时，它的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确、BCD错误
故选：A。
5. 如图所示，将同一物体分别沿光滑斜面由、匀速提升到时，如若沿斜面的拉力分别为、，各个过程拉力做功为、，则它们的大小关系正确的是

A. ， B. ，
C. ， D. ，
【答案】B
【解析】：
斜面的倾斜角度小于，所以物体沿运动时拉力较小，即；
斜面光滑说明摩擦力为，没有做额外功，则两次做的功都等于克服物体重力做的功；两次分别把同一物体提升到相同的高度，克服物体重力做的功相同，所以拉力做功也相同，即。
综上分析可知，选项ACD错误，B正确。
故选：B。
6. 如图所示是电动传送机，传送带斜面长15m，高7.5m，每袋货物质量m＝30kg。传送机匀速传送一袋货物到A处所做的有用功为 J，传送机工作时的机械效率是75%，则传送一袋货物所做的额外功是 J．（g取10N/kg）

【答案】2250；750。
【解析】：
（1）知道传送货物的质量，利用W＝Gh＝mgh求传送一袋货物所做的有用功；
（2）知道传送机工作时的机械效率，利用η求总功，传送一袋货物所做的额外功等于总功减去有用功。
解：（1）传送一袋货物所做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝30kg×10N/kg×7.5m＝2250J；
（2）由η可得总功：W总3000J，
传送一袋货物所做的额外功：W额＝W总﹣W有＝3000J﹣2250J＝750J。
故答案为：2250；750。
7. 下列说法中正确的是（ ）
A.机械效率高的机械，做功就越多 B.功率大的机械，做功就越多
C.功率小的机械，其机械效率越低 D.功率大的机械，做功就越快
【答案】D
【解析】：
（1）机械效率等于有用功与总功的比值，反映了有用功在总功中所占比例的大小；
（2）功率表示物体做功快慢的物理量，即P。
解：A、机械效率等于有用功与总功的比值，反映了有用功在总功中所占比例的大小，所以机械效率高的机械，做功不一定越多，故A错误；
B、功率大的机械，做功不一定越多，因为做功的时间不明确，故B错误；
C、功率和机械效率是两个不同的物理概念，二者没有必然的联系，故C错误；
D、功率表示物体做功快慢的物理量，机械功率越大，则机械做功越快，故D正确。
故选：D。
8. 起重机的机械效率、功率与其对外做功多少的关系正确的是（ ）
A．做功越快的机器，功率一定越大
B．做功越多，机械效率一定越高
C．功率越大的机器做功一定越多
D．机械效率越高，做功一定越快
【答案】A。
【解答】：
A、功率是表示做功快慢的物理量，做功越快，机器的功率就越大。故A正确；
B、机械效率是有用功与总功的比值，机械效率高低与做功多少无关。故B错误；
C、机器的功率大，说明做功快，但不能说明做功多。故C错误；
D、机械效率越大，说明有用功与总功的比值大，做功不一定快，功率不一定大。故D错误。
故选：A。
9. 小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”，使用了如图所示的实验装置。实验前，小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N，每个钩码的重力为0.5N，实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数（见下表）

序号
1
2
3
4
5
6
7
8
动滑轮重G0/N
1.0
1.0
1.3
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
所挂钩码的重力G/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
弹簧测力计示数F/N
0.8
1.2
1.3
1.6
1.8
2.2
2.3
2.7
（1）分析实验数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，使用该滑轮组 （选填“省力”或“不省力”）
（2）在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为
（3）小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况，用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法：物块移动的距离为 cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为 。
【答案】（1）不省力；（2）F＝；（3）如图所示；3.10；60%
【解析】：
（1）分析表中序号为1、2的两组数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，测力计示数大于所挂钩码的重力G，故此时使用该滑轮组不省力；
（2）由图1可知n＝2，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为：F＝；
（3）用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，当绳子的有效段数最多为3时，最省力，如下图所示：

由图知，物块移动的距离为44.10cm－41.00cm＝3.10cm；
若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为：
10. 小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有，刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和质量相同的重的钩码若干个。

如图甲所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向______ 选填“左”或“右”调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做是为了消除杠杆自重对实验的影响和______ 。
小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验装置如图乙所示，进而得出了杠杆在水平位置平衡时，动力动力臂阻力阻力臂，李晨说小明的实验存在不足之处，认为小明还应______ 。

小丽同学通过对数据分析后得出的结论是：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，与小组同学交流后，本组同学为了证明小丽同学的结论是错误的，他做了如图丙的实验，完成位置实验测量后，再将测力计沿位置进行实验测量并记录分析数据，此实验______ 选填“能”或“不能”说明该结论是错误的。
【提示】：（1）调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂，支点在杠杆的中点是为了消除杠杆的自重；
（2）探究杠杆平衡条件时，一般要进行多次测量，为了使实验结论具有普遍性，只有一次实验得出的结论是不科学的。
（3）利用力臂不在杠杆上的情况进行实验；根据杠杆平衡条件分析解答。
本题考查调节平衡螺母的作用、杠杆实验时动力和阻力的实验要求及根据杠杆平衡条件计算。当杠杆处于水平位置平衡时，竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上，倾斜作用在杠杆上力的力臂在杠杆以外的位置上，力臂变小。
【解析】：
调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
只有一次实验得出杠杆平衡的条件是：动力动力臂阻力阻力臂。这种结论很具有偶然性，不合理。要改变钩码个数或移动钩码位置，多次进行实验，总结杠杆平衡条件。
丙同学通过对数据分析后得出的结论是：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，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图的实验，此实验能得到“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”，这个结论是不正确的；当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时，看实验结论是否成立，所以利用图能进行验证。
故答案为：右；便于测量力臂；改变钩码个数或移动钩码位置，多次进行实验；能。