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第九章簡單機械功,考點一杠桿[重點]命題角度?杠桿類型的判斷例1如圖所示的工具中，在使用時屬于費力杠桿的是(),【思路點撥】(1)找支點：首先要明確每個杠桿模型的支點位置。(2)比力臂：大致畫出動力臂和阻力臂，再比較其大小。(3)定類型：由力臂大小關(guān)系確定杠桿的類型?！咀灾鹘獯稹緿,1．(2017泰安中考)如圖所示的四種用具中，正常使用時屬于省力杠桿的是(),B,命題角度?杠桿的平衡條件及其應用例2如圖所示，杠桿始終處于水平平衡狀態(tài)，改變彈簧測力計拉力的方向，使其從①→②→③。此過程中，彈簧測力計的示數(shù)將先后。(均選填“變大”或“變小”),【思路點撥】阻力和阻力臂不變，動力臂先增大后減小，根據(jù)杠桿平衡條件可知動力的變化。【自主解答】變小變大,【解題技巧】,2.(2018臨沂中考)圖甲所示的杠桿是水平平衡的。如果在支點兩側(cè)的物體下方分別加掛一個等重的物體，如圖乙所示，則杠桿()A．右端下沉B．左端下沉C．要保持平衡應將左端的物體向右移動D．要保持平衡應在右端再加掛一個物體,A,3．(2018綿陽中考)如圖所示，兩個等高的托盤秤甲、乙放在同一水平地面上，質(zhì)量分布不均勻的木條AB重24N，A、B是木條兩端，O、C是木條上的兩個點，AO＝BO，AC＝OC。A端放在托盤秤甲上，B端放在托盤秤乙上，托盤秤甲的示數(shù)是6N?，F(xiàn)移動托盤秤甲，讓C點放在托盤秤甲上。此時托盤秤乙的示數(shù)是()A．8NB．12NC．16ND．18N,C,考點二滑輪(組)的特點及其應用[難點]例3如圖所示，利用滑輪組將200N的重物勻速向上提升到2m高的平臺上，繩子自由端向下移動的距離為m；若不計繩重、動滑輪重及摩擦，則他所用的拉力為N，若實際拉力為110N，不計繩重及摩擦，則動滑輪重為N。,【思路點撥】由圖可知，繞在動滑輪上的繩子段數(shù)為2段，則承擔物重的繩子段數(shù)n＝2。(1)拉力端移動的距離s＝2h。(2)不計繩重、動滑輪重及摩擦，拉力F＝G。(3)不計繩重及摩擦，實際拉力為110N，則根據(jù)F實際＝求動滑輪的重?！咀灾鹘獯稹?10020,【解題技巧】,4．(2017黑龍江中考改編)利用如圖所示的滑輪組將一個重200N的物體，勻速提高5m。若動滑輪重為10N，不計繩重及摩擦，繩子自由端施加的拉力F為_____N，繩子自由端移動的距離為_____m。,70,15,考點三簡單機械作圖命題角度?杠桿力臂作圖例4(2018白銀中考)如圖所示為釣魚竿釣魚的示意圖，O為支點，畫F1、F2的力臂l1和l2。,【思路點撥】(1)明確動力和阻力。(2)根據(jù)力臂概念從支點向動(或阻)力的作用線作垂線并標注相應力臂符號?！咀灾鹘獯稹咳鐖D所示,杠桿力臂作圖步驟,5．如圖甲所示，小華用笤帚在掃地，O為支點，作用在A點的動力為F1。在圖乙中畫出作用在B點的阻力F2的示意圖及其力臂l2。,命題角度?杠桿最小動力作圖例5(2018德陽中考)如圖OAB輕質(zhì)杠桿，O為支點，請在圖中B點處畫出能使杠桿保持平衡的最小力F的示意圖。,【思路點撥】根據(jù)杠桿平衡的條件可知，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長。在通常情況下，連接杠桿支點和動力作用點這兩點所得到的線段最長，以此為動力臂，最省力?！咀灾鹘獯稹咳鐖D所示,杠桿最小動力作圖技巧,6．(2018衡陽中考)如圖所示，一根木棒以O點為支點撬動木塊，畫出作用在A點最小動力F1，并畫出阻力的力臂l2。,命題角度?滑輪組作圖例6如圖所示，用滑輪組沿水平地面拉動物體A，請畫出最省力的繞繩方法。,【思路點撥】滑輪組繩子的繞法有兩種：(1)繩子先系在定滑輪的固定掛鉤上，再依次繞過動滑輪和定滑輪，這種繞法有偶數(shù)段繩子承擔物重。(2)繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，再依次繞過定滑輪和動滑輪，這種繞法有奇數(shù)段繩子承擔物重。【自主解答】如圖所示,【解題技巧】對于滑輪組的繞線作圖，依據(jù)的省力公式是F＝G(不計摩擦及滑輪重)。首先確定繩子段數(shù)n(n為繞在動滑輪上繩子的段數(shù))，然后根據(jù)省力公式進行繞線。注意：繩子的段數(shù)與繩子的起點的關(guān)系是“奇動偶定”。即偶數(shù)段的繩子的起點在定滑輪的掛鉤上，而奇數(shù)段繩子的起點在動滑輪的掛鉤上。,7．如圖所示，某人站在A處通過一根繩和兩個滑輪勻速提起物體B，所用的拉力F＝100N，物體B重300N(不計滑輪重和繩重，不計摩擦力)，畫出滑輪組的繞線。,考點四功功率[重點、難點]命題角度?力是否做功的判斷例7(2018長沙中考)下列關(guān)于功的說法正確的是(),A．小明用力推發(fā)生故障的汽車而未推動時，推力對汽車做了功B．吊車吊著重物沿水平方向勻速運動一段距離時，吊車的拉力對重物做了功C．足球在水平地面上滾動一段距離時，重力對足球做了功D．舉重運動員從地面將杠鈴舉起的過程中，舉重運動員對杠鈴做了功,【思路點撥】做功的兩個必要條件：作用在物體上的力；物體在力的方向上通過的距離。兩者缺一不可?！咀灾鹘獯稹緿,【解題技巧】,8．(2017長春中考)一位同學正在進行投擲實心球的訓練，以下情境中，他對球做功的是()A．手拿球靜止B．手托球水平勻速直線運動C．將球舉起D．拋出后的球在空中繼續(xù)運動,C,命題角度?功和功率的計算例8(2018東莞二模)如圖甲所示，重500N的小車受到80N的水平推力，在水平地面上做直線運動，其距離隨時間變化的圖像如圖乙所示。,(1)小車運動的速度多大？(2)10s內(nèi)重力對小車做多少功？(3)10s內(nèi)人對小車做多少功？功率是多大？,【思路點撥】(1)首先根據(jù)圖像判斷小車的運動狀態(tài)，然后根據(jù)v＝求出小車運動的速度。(2)根據(jù)做功的兩個必要條件分析。(3)根據(jù)W＝Fs求出推力對小車做的功；然后利用P＝求出功率。,【自主解答】解：(1)由圖像可知，小車在推力的作用下做勻速直線運動，當t＝5s時，s＝6m，則小車的速度：v＝＝1.2m/s。(2)10s內(nèi)小車在重力的方向上沒有移動距離，因此重力對小車做功為0J。,(3)由圖像可知，10s內(nèi)小車通過的路程s′＝12m，推力對小車做的功：W＝Fs′＝80N12m＝960J，功率：P＝＝96W。答：(1)小車運動的速度為1.2m/s；(2)10s內(nèi)重力對小車做功為0J；(3)10s內(nèi)人對小車做功960J；功率是96W。,【解題技巧】,9.(2017蘇州中考)小華和媽媽去超市購物，她們將17kg的物品放在小推車中推行，小推車在某段時間內(nèi)速度v隨時間t變化的關(guān)系圖像如圖所示，已知小推車重130N，所受阻力是總重的0.15倍。(g取10N/kg),(1)在0～10s內(nèi)，水平推力(選填“大于”“小于”或“等于”)阻力，阻力大小為N。(2)10～20s內(nèi)水平推力做了多少功？(3)10～20s內(nèi)水平推力的功率是多大？,【答案】解：(1)由vt圖像可知，在0～10s內(nèi)小推車做加速運動，處于非平衡狀態(tài)，水平推力大于阻力；阻力的大小：f＝0.15G總＝0.15(m物品g＋G車)＝0.15(17kg10N/kg＋130N)＝45N。,(2)由vt圖像可知，在10～20s內(nèi)小推車做勻速運動，處于平衡狀態(tài)，則水平推為F＝f＝45N，由v＝可得，10～20s內(nèi)小推車運動的距離：s＝vt＝0.8m/s10s＝8m，10～20s內(nèi)水平推力做的功：W＝Fs＝45N8m＝360J。,(3)10～20s內(nèi)水平推力的功率：P＝＝36W。答：(1)大于45(2)10～20s內(nèi)水平推力做功為360J；(3)10～20s內(nèi)水平推力的功率是36W。,考點五機械效率[重點、難點]命題角度?機械效率的理解例9下列有關(guān)機械效率的說法正確的是()A．任何機械的機械效率η，其值總小于1B．功率大的機械，機械效率一定高C．做有用功多的機械，機械效率一定高D．機械效率高的機械一定省力,【思路點撥】機械效率是反映機械性能的重要指標之一，根據(jù)公式η＝分析提高機械效率有關(guān)的因素及判定η＜1。【自主解答】A,【解題技巧】,10．(2018宜昌中考)下列有關(guān)起重機提升貨物時機械效率的說法，正確的是()A．有用功越多，機械效率越高B．同一起重機提起的貨物越重，機械效率越高C．額外功越少，機械效率越高D．同一起重機提起同一貨物越快，機械效率越高,B,命題角度?滑輪組機械效率的定性比較例10如圖所示，用相同的滑輪不同的繞法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不計，在物體勻速上升的過程中()A．甲圖省力，機械效率甲圖大B．甲圖省力，機械效率一樣大C．乙圖省力，機械效率一樣大D．乙圖省力，機械效率乙圖大,【思路點撥】解答本題抓住以下兩個關(guān)鍵點：【自主解答】C,【解題技巧】,11.(2018攀枝花中考)某實驗小組分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組(每個滑輪等重)，在相同時間內(nèi)把重物G提升相同高度，F(xiàn)1和F2大小相等，不計繩重及摩擦，下列說法正確的是()A．力F1和F2做功的功率相同B．力F1和F2做的總功相同C．乙滑輪組更省力，兩個滑輪組機械效率一樣大D．甲滑輪組的機械效率比乙滑輪組高,D,命題角度?斜面的機械效率例11將一個重為4.5N的物體沿斜面從底端勻速拉到頂端(如圖所示)，斜面長1.2m，高0.4m，斜面對物體的摩擦力為0.3N(物體大小可忽略)。則下列說法正確的是(),A．沿斜面向上的拉力為0.3NB．有用功為0.36J，機械效率為20%C．有用功為1.8J，機械效率為20%D．總功為2.16J，機械效率為83.3%,【思路點撥】根據(jù)功的計算公式W＝fs可求出額外功；再根據(jù)W＝Gh求出有用功；額外功與有用功相加可得出總功，再根據(jù)W＝Fs變形求出拉力F；然后根據(jù)機械效率的計算公式可求出斜面的機械效率?！咀灾鹘獯稹緿,12．如圖所示，將一個重10N的物體用沿斜面向上的拉力F＝7.5N勻速拉到斜面的頂端，物體沿斜面移動的距離s為5m，上升的高度h為3m，則人對物體做的有用功是_____J，斜面的機械效率為____。在高度相同時，斜面越長越______(選填“省力”或“費力”)。,30,80%,省力,命題角度?功、功率和機械效率的綜合計算例12用如圖所示的滑輪組，將重為10N的物體以0.1m/s的速度勻速提升，拉力F＝6N。求：(1)拉力的功率；(2)滑輪組的機械效率；(3)若不計繩重及摩擦，求動滑輪的重力。,【思路點撥】由圖可知，承擔物重的繩子股數(shù)n＝2，則s＝2h。(1)知道物體提升的速度，求出繩子自由端移動的速度，知道拉力大小，利用P＝Fv求拉力的功率。(2)利用W總＝Fs求出總功，知道提升物體的高度和物重大小，利用W有用＝Gh求出有用功，再利用η＝求出該滑輪組的機械效率。(3)不計繩重和摩擦，知道物重和拉力大小，根據(jù)F＝(G物＋G動)求動滑輪重。,【自主解答】解：(1)由圖可知，n＝2，s＝2h，繩子自由端移動的速度：v＝20.1m/s＝0.2m/s，拉力的功率：P＝Fv＝6N0.2m/s＝1.2W。(2)滑輪組的機械效率：,(3)不計繩重和摩擦，由F＝(G物＋G動)可得，動滑輪的重力：G動＝2F－G物＝26N－10N＝2N。答：(1)拉力的功率為1.2W；(2)滑輪組的機械效率為83.3%；(3)動滑輪的重力為2N。,13．(2017安順中考)小華用如圖所示的滑輪組拉動貨箱，已知貨箱的質(zhì)量為60kg，在F＝50N的拉力作用下，貨箱以0.1m/s的速度做勻速直線運動，地面對貨箱的滑動摩擦力f為貨箱重的0.2倍。求：(g取10N/kg),(1)貨箱的重力；(2)拉力F的功率；(3)貨箱運動了1min，克服摩擦所做的功；(4)此滑輪組的機械效率。,【答案】解：(1)貨箱的重力：G＝mg＝60kg10N/kg＝600N。(2)由圖可知，n＝3，繩子自由端移動的速度：v繩＝3v＝30.1m/s＝0.3m/s，拉力的功率：P＝Fv繩＝50N0.3m/s＝15W。,(3)地面對貨箱的滑動摩擦力：f＝0.2G＝0.2600N＝120N，由v＝可得，貨箱移動的距離：s＝vt＝0.1m/s60s＝6m，克服摩擦力做的功：W有用＝fs＝120N6m＝720J。,(4)1min內(nèi)繩子自由端移動的距離：s繩＝3s＝36m＝18m，拉力所做總功：W總＝Fs繩＝50N18m＝900J，滑輪組的機械效率：η＝＝100%＝80%。,答：(1)貨箱的重力是600N；(2)拉力F的功率是15W；(3)克服摩擦所做的功是720J；(4)滑輪組的機械效率是80%。,實驗十三探究杠桿平衡的條件[難點]1．讓支點處于杠桿中央的目的：減小杠桿_______對實驗造成的影響。2．杠桿平衡螺母的調(diào)節(jié)：左高_____調(diào)、右高_____調(diào)。注意：平衡后的實驗過程中不能再調(diào)節(jié)平衡螺母。,自重,左,右,3．實驗時應調(diào)節(jié)鉤碼的懸掛位置使杠桿在水平位置靜止，目的是_____________。4．將砝碼換成彈簧測力計的好處：_____________________，實驗操作更方便。5．本實驗多次測量的目的：________________________________。,便于測量力臂,能直接測出拉力的大小,避免實驗的偶然性，得出普遍,規(guī)律,6．用彈簧測力計代替杠桿一側(cè)所掛鉤碼，當測力計由豎直方向拉變成傾斜拉，要使杠桿仍保持平衡，測力計的示數(shù)會變_____，是因為拉力的力臂變_____。7．利用杠桿平衡條件分析、計算：①在杠桿平衡時，兩邊增減砝碼后杠桿是否平衡以及杠桿再平衡的條件；②計算力或力臂的大小。,大,小,8．生活中杠桿類型的判斷。9．實驗結(jié)論：_____________________________________。,動力動力臂＝阻力阻力臂(F1l1＝F2l2),例13探究杠桿的平衡條件。,【提出問題】如圖1所示，是一種常見的桿秤，此時處于水平位置平衡。發(fā)現(xiàn)一：小明在左側(cè)掛鉤上增加物體，可觀察到提紐左側(cè)下沉，他認為改變杠桿的水平平衡可以通過改變作用在杠桿上的_____來實現(xiàn)。,力,發(fā)現(xiàn)二：接著小新移動秤砣使其恢復水平位置平衡，說明通過改變_______的長短也可以改變杠桿的平衡。那么，杠桿在滿足什么條件時才平衡呢？,力臂,【設計實驗】實驗前，輕質(zhì)杠桿處于如圖2所示的狀態(tài)，使用時，首先應將杠桿的平衡螺母向_____(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，使杠桿處于水平位置平衡，這樣做的好處是_________________。,右,便于直接測量力臂,【實驗結(jié)論】如圖3所示，他們進行了三次實驗，對實驗數(shù)據(jù)進行分析，得出杠桿的平衡條件是_________。,F1l1＝F2l2,【拓展設問】(1)下列事例與圖3甲的平衡原理相同的是()A．自行車手閘B．鑷子C．托盤天平D．筷子,C,(2)在圖3乙中，若將杠桿兩端所掛鉤碼各都取下一個，杠桿_____(選填“能”或“不能”)平衡，若不能，杠桿會________轉(zhuǎn)動；若將杠桿兩端所掛鉤碼都遠離支點移動相同的距離，杠桿會_________轉(zhuǎn)動。(后兩空均選填“順時針”或“逆時針”),不能,逆時,針,逆時針,(3)如圖4所示，是用手托起重物的示意圖，圖中前臂可以看作是一個_______(選填“省力”“費力”或“等臂”)杠桿。假如托起6N的重物，請你根據(jù)圖所示，估算出手臂要用的動力大約_____N。,費力,48,14．(2018臨沂模擬)在“探究杠桿平衡條件”的實驗中，把杠桿的中點支在支架上，杠桿靜止在圖甲所示的位置。,(1)杠桿的位置如圖甲所示，此時應調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母使其向_____(選填“左”或“右”)移動，使杠桿在水平位置平衡，實驗時施加的動力和阻力的方向都是豎直方向，這樣做的好處是_____________。,左,方便測量力臂,(2)某同學做了圖乙一次實驗后就得出了“動力動力臂＝阻力阻力臂”的結(jié)論，小明同學認為他的做法不合理，理由是_____________________________。(3)如果在乙圖左右兩側(cè)各加掛一個鉤碼，杠桿的_____端會下降。,一次實驗得出的結(jié)論具有偶然性,左,(4)利用如圖丙所示裝置進行實驗，每個鉤碼重0.5N，杠桿平衡時彈簧測力計的讀數(shù)應為_______N。如果保持彈簧測力計拉力作用點的位置不變，把彈簧測力計沿虛線方向拉，為了保證杠桿在水平位置平衡，其示數(shù)將_____(選填“變大”“不變”或“變小”)。,2.25,變大,實驗十四測量滑輪組的機械效率1．實驗原理：________。2．測量器材：___________、_______。其他器材：滑輪、細線、鉤碼、鐵架臺等。,彈簧測力計,刻度尺,3．實驗中應測量的物理量有______、______________、______________、繩自由端移動的距離s。4．彈簧測力計拉動方式：_________向上運動，使拉力等于測力計的示數(shù)。5．實驗中分別記下鉤碼和測力計的起始位置，目的是便于測量鉤碼和測力計___________。6．繩子自由端移動的距離s與物體上升高度h的關(guān)系是s＝_____。,物重G,重物上升高度h,繩末端拉力F,勻速豎直,移動的距離,nh,7．控制變量法的應用：①同一滑輪組吊起數(shù)量不同的鉤碼，探究η與G物的關(guān)系；②用重力或數(shù)量不同的動滑輪吊起數(shù)量相同的鉤碼，探究η與G動的關(guān)系。8．影響滑輪組機械效率的因素：繩重和摩擦、_________、_____________。9．實驗中，滑輪組克服物重所做的有用功為W有用＝_____，繩自由端拉力所做的總功為W總＝_____。,動滑輪重,提起的物重,Gh,Fs,10．機械效率的計算：①已知物重和拉力：_______________。②已知物重和動滑輪重(不計摩擦)：_______________。,例14(2018德州中考改編)如圖所示為測量某滑輪組機械效率的實驗裝置，得到的實驗數(shù)據(jù)如表所示。,(1)實驗時應沿豎直方向_______緩慢拉動彈簧測力計。(2)分析表中數(shù)據(jù)可知：實驗2是用圖_____做的實驗。(3)實驗序號3中的機械效率η＝____。(4)通過比較_____(填實驗序號)兩次實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高。,勻速,乙,80%,1、2,(5)通過比較2、3兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率_____。(6)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，有同學認為應靜止時讀數(shù)。你認為他的想法_______(選填“正確”或“不正確”)，因為他沒有考慮到_________對滑輪組機械效率的影響。,越低,不正確,摩擦力,【拓展設問】(7)第1次實驗和第2次實驗中，第2次實驗的機械效率較___，這是因為兩次實驗中所做額外功_______，而第2次實驗所做有用功較_____。(8)通過實驗，請你提出提升滑輪組機械效率的兩種方法：①_____________________；②_________________。,高,相同,多,增加被提升重物的重力,減輕動滑輪的重力,15．小明同學做“測量滑輪組機械效率”的實驗，如圖甲所示，用相同的滑輪組提升不同數(shù)量的鉤碼，記錄數(shù)據(jù)如表所示。,(1)在實驗過程中，應_________拉動彈簧測力計。(2)第三次實驗時，拉力的大小如圖乙所示，觀察彈簧測力計的示數(shù)，則表格中編號①的數(shù)值是______，②的數(shù)值是______。,勻速豎直,2.3,87%,(3)小明通過分析表格中的數(shù)據(jù)，得到了提高滑輪組機械效率的方法，汽車作為一種“機械”，提高效率對節(jié)能減排有重要意義。請你指出以下三種提高效率的方法中，方法___是與本實驗同理的。方法一：鼓勵人們“拼車”出行，使汽車盡量裝滿人員方法二：汽車制造廠用新材料減輕汽車重量方法三：經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持良好的潤滑,一,(4)小明發(fā)現(xiàn)繩端移動的距離與鉤碼提升高度有固定的倍數(shù)關(guān)系，于是他認為鉤碼數(shù)量一定時，無論將鉤碼提升多高，都不影響該滑輪組的機械效率，小芳則認為鉤碼提升的高度不同，有用功就不同，機械效率就變化了。你認為_____的看法是正確的。,小明,