中考物理专题辅导[下学期].doc

中考物理专题辅导杠杆功机械能考点剖析这专题内容涉及的物理概念比较多在中考时有下列一些知识点经常考查到1杠杆的平衡条件杠杆的应用2滑轮3功功率的概念4机械效率的概念5功的原理6机械能本节常用的公式有杠杆的平衡条件F1l1F2l2滑轮组的拉力FG物G动滑轮竖直向上提物体不计摩擦和绳重功的计算公式WFs功率的计算公式机械效率PPFvW总W有W额1力臂在学习二力平衡的知识时我们可以把物体受的力都画在重心上并未考虑力的作用位置对物体平衡产生的影响而在学习杠杆的平衡条件时大小方向都相同的力作用在杠杆不同的位置上产生的效果则不同要理解力臂这个概念我们要学会画力臂动力臂l1支点到动力作用线的距离阻力臂l2支点到阻力作用线的距离2实际生活中杠杆的分析杠杆平衡条件为F1l1F2l2按照力臂的不同可将杠杆分为1当l1l2时F1F2为省力杠杆如撬杠瓶启子手推车2当l1l2时FlF2为费力杠杆如铁锨3当l1l2时FlF2杠杆既不省力也不费力如天平定滑轮称为等臂杠杆3运用杠杆平衡条件分析问题4滑轮组绳子自由端的拉力5功的概念6考查滑轮组的机械效率7功和功率综合8机械能1动能物体由于运动而具有的能叫动能运动物体的质量大速度越大它的动能就越大2势能分为重力势能和弹性势能重力势能被举高的物体具有的能叫做重力势能物体的质越大举得越高它具有的重力势能就越大弹性势能发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能物体的弹形变越大它具有的弹性势能就越大3机械能动能和势能统称为机械能某一状态下机械能动能势能4动能和势能之间可以互相转化例题精析例1如图1a所示的杠杆重不计O为支点AO02m当在A点悬吊一重6N的物体绳子的拉力F3N时杠杆在水平位置平衡在图中画出拉力矿的力臂l2力臂l2为mab图1如图1b画出杠杆OAB示意图找到支点OBC为力的作用线画出力臂l2根据杠杆的平衡条件GOAFl2代入数值6N02m3Nl2l2202m04m答案力臂l2如图161bl2为04m例2如图2a是一个均匀直杠杆O为支点在A点挂一重10N的物体则在B点用20N的力可以使杠杆处于水平平衡状态问1若在C点仍用20N向下的力杠杆能否平衡图中每个格距离相等2若在C点用20N的力方向不限讨论杠杆是否可能平衡精析F的力臂大小直接关系到杠杆能否平衡解1力F作用于B点时杠杆平衡GAOFOB当力F作用于C点时GAO10NAO10N2OBab图2FOC20N20BFOCGAO杠杆不能平衡C端下沉2根据上面的讨论若C点用力为20N但方向不限的话我们可以采取减小力臂的方法使杠杆重新平衡如图162b当F斜着用力时力臂减小为l2若此时F20Nl2OB大小则杠杆可以再次平衡答案不能平衡可能平衡例3下图中可视为费力杠杆的是如图3ABCD图3精析起重机l1l2FlF2为费力杠杆其他手推车瓶启子撬杠均是l1l2为省力杠杆答案A例4在图4a中画出使用滑轮组提升重物时绳子最省力的绕法ab图4如图4b绳子的绕法为最省力则应从定滑轮开始绕起最后承担物重的绳子根数为4根如何求滑轮组绳子上的拉力1使用滑轮组竖直提起重物第一种情况在忽略动滑轮重和摩擦及绳重等额外阻力时绳子自由端拉力F如图4bn4F第二种情况不计摩擦和绳重但考虑动滑轮重拉力F如图4b若物体重500N动滑轮重100N则拉力F150N第三种情况又要考虑动滑轮重又要计摩擦等额外阻力则应从机械效率去考虑求出拉力公式推导拉力F如图4b若物体重500N滑轮组机械效率为70s4h则拉力F1786N2使用滑轮组平拉重物图5如图5用滑轮组匀速拉动物体A这时拉力F大小和重量无直接关系在不计滑轮重滑轮摩擦等额外阻力时拉力F其中f表示A与地面的摩力n表示与动滑轮连接的绳子根数设A重120NA与地面摩擦力为30N则拉力F10N例6在下述情况中若物体重100N则力对物体做了多功1物体沿着光滑的水平面匀速前进了1m求推力对物体做的功2物体沿水平面匀速前进了10m摩擦力是20N求拉力做的功3物体沿光滑斜面滑下斜面高1m长2m如图l610所示求重力对物体做的功4如图1610物体从斜面上滑下求支持力对物体做的功图6精析初中阶段研究力做功主要指下列几种情况第一种力和物体运动方向一致称为力对物体做功第二种力和物体运动方向相反可以称为克服某个力做功如向上抛出某个物体重力方向向下物体运动方向向上可以称为克服重力做了功第三种当某个力和运动方向垂直则这个力对物体做的功为零解1水平面光滑认为摩擦力为零物体匀速前进推力也为零这时W02物体匀速直线运动推力Ff摩擦力20Ns10m所以W20N10m200J3物体沿重力方向移动的距离为h重力做的功WGh100N1m100J4如图6物体沿斜面运动支持力方向与运动方向垂直物体沿支持力方向没有移动W0答案1W02W200J3W100J4W0例7用动滑轮将400N的货物以05ms的速度匀速提高了2m绳端的作用力是250N则有用功的功率是W精析题目给了力距离和速度等多个数据考查学生面对多个量能否正确地挑选出题目所需要的数值解有用功率的概念P有Gv其中G为物体重v为物体上升速度P有Gv400N05ms200W扩展如果求总功率则有P总Fvv为拉力F提升速度在此题中一个动滑轮s2h所以v2v1msP总Fv250N1ms250W通过P有和P总还可以求出这个动滑轮的机械效率答案200W例8跳伞运动员从空中匀速下落人和伞的A动能增加重力势能减少机械能不变B动能不变重力势能减少机械能减少C动能减少重力势能增加机械能增加D动能不变重力势能不变机械能不变精析从动能重力势能机械能的概念出发去分析问题匀速下落的跳伞运动员质量和速度不变动能不变下落过程中相对地面的高度减小重力势能减少机械能动能势能动能不变势能减少机械能减少答案B例9一根轻质杠杆可绕O点转动在杠杆的中点挂一重物G在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F如图7a所示力F使杆从所示位置慢慢抬起到水平位置的过程中力F和它的力臂LF重力G和它的力臂LG的变化情况是AF增大LF减小BF减小LF增大CG不变LG减小DG不变LG增大ab图7精析以O为支点杠杆慢慢抬起过程中重力大小为G始终不变重力的力臂为LG从图中看出LG增大了拉力大小为F从图中看出拉力的力臂LF变小了解设杆OB与水平线夹角为如图7b列出杠杆平衡方程FlFGlGFOBsinGcosFGcot杠杆抬起过程中减小cot增大F增大答案AD例10如图8中物体A重50N物体B重30N物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动如果在物体A上加一个水平向左的力F2拉动物体A使物体B以01ms的速度匀速上升2s内拉力F2所做的功是J滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计图8精析拉力的功WFs要正确求出功必须求出拉力和拉力移动的距离这就和滑轮组的受力分析综合起来了已知GA50NGB30NvB01mst2s求W解A向右运动受向右拉力F1和向左的摩擦力fA匀速运动fFl与B相连的滑轮上方共有3根绳子承担物重GBF1GB3010fF110N当A向左运动时A受向左的拉力F2和向右的摩擦力f及向右的绳子拉力F1F2fF1F1GB10Nf大小不变F210N10N20N在2s内物体上升距离hvBt01ms2s02m拉力移动距离s3h302m06m拉力做的功WF2s20N06m12J答案12J中考热身一选择题1在轻质杠杆两端AB各挂有体积相同的铜块和铝块支点O在如图9所示的位置时杠杆在水平位置保持平衡在下列情况下杠杆仍然在水平位置保持平衡的是图9A在铜块和铝块上各加一块质量相等的物体B将铜块和铝块同时浸没在水中C将铜块和铝块各切去体积相同的一小部分D将铜块和铝块同时向支点移动一小段相同的距离2下列工具中属于费力杠杆的是A食品夹B撬棒C瓶盖子D定滑轮3希望中学要安装升旗杆下列简单机械中适合安装的旗杆顶端的是A杠杆B动滑轮C定滑轮D斜面4一根轻质杠杆在左右两端分别挂在200牛和300牛的重物时杠杆恰好平衡若将两边物重同时减少50牛则杠杆A左端下沉B右端下沉C仍然平衡D无法确定5关于滑轮下列说法错误的是A使用定滑轮不省力但是能改变动力的方向B使用动滑轮能省一半力还能改变动力的方向C定滑轮实质是个等臂杠杆D动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆6如图10所示杠杆上分别放着质量不相等的两个球杠杆在水平位置平衡如果两球以相同速度同时匀速向支点移动则杠杆图10A仍能平衡B不能平衡大球那端下沉C不能平衡小球那端下沉D无法判断7各式各样的剪刀都是一对杠杆要剪开较硬的物体使用哪种剪刀最合适ABCD图118如图12所示杠杆中属于费力杠杆的是ABCD图129如图13所示以下简单机械中属于费力杠杆的是A瓶口起子B镊子C羊角锤D动滑轮图1310以下工具钢丝钳镊子扳手扫帚钩鱼杆瓶盖起子在正确使用情况下属于省力杠杆的是ABCD二填空题1如图14所示轻质杠杆OA可绕O点转动OA03米OB02米A点处挂一个质量为2千克的物体GB点处加一个竖直向上的力F杠杆在水平位置平衡则物体G的重力大小为牛力F大小为牛图142如图15杠杆每小格的长度相等质量不计以O点为支点杠杆的右端挂有重物M支点左边的A处挂钩码时杠杆平衡将重物M浸没在水中钩码移到B处杠杆又平衡则重物与钩码的质量之比为重物M的密度是千克米3图153钢丝钳是人们日常生活中的一种常用工具它的钳口刻纹是用增大接触面的程度的方法来增大摩擦的用钢丝钳剪断铁丝时它是杠杆选填省力费力不省力也不费力4如图16为手上托着重40牛物体的手臂骨骼与肌肉的生理结构意图手手腕尺骨和桡骨可以看成一支杠杆重力不计O为支点1在方框中画出此杠杆的动力和阻力的示意图2根据图中标尺估算出肱二头肌此时的收缩力约为牛图16三实验题1在研究杠杆平衡条件的实验中杠杆的位置如图17所示此时应调节杠杆左端的螺母使其向移动或者调节杠杆右端的螺母使其向移动以使杠杆在水平位置平衡图172在测滑轮组的机械效率的实验中用同一滑轮组进行两次实验得到下表数据1所用滑轮组中动滑轮定滑轮的最少个数分别为定滑轮动滑轮2第2次实验得出的机械效率的大小为g取10牛千克3在你的周围哪个地方用到了滑轮用它的好处是什么四计算题1一人用如图18所示的滑轮组匀速提升物重为200牛的物体此时人对绳的拉力为120牛不计绳重和摩擦求图181滑轮组的机械效率2如果人的体重为600牛那么他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过多少牛