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2019-2020年中考物理 第十一章《簡單機械和功》復(fù)習(xí)學(xué)案 考綱要求 （1）了解什么是杠桿，會畫杠桿的示意圖，理解杠桿的平衡條件，知道杠桿的種類。 （2）知道動滑輪、定滑輪、滑輪組的特點，能判斷滑輪組的省力情況，會組裝滑輪組。 （3）理解做功的兩個必要因素和功率的物理意義，能運用公式進行功、功率的簡單計算。 典例剖析 一：杠桿 例1. 如圖所示，使用中屬于費力杠桿的工具是（ ） 圖1 例2．在探究“杠桿的平衡條件”實驗中， （1）先把杠桿的中點支在支架上，并調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在 位置平衡，這樣做的目的是 。實驗前，發(fā)現(xiàn)杠桿處于如圖1所示的狀態(tài)，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向______（右/左）移動，或者將杠桿左端的平衡螺母向______（右/左）移動。 （2）如圖2所示，在杠桿左邊掛上一定數(shù)量的鉤碼，在右邊用彈簧測力計沿 方向拉。通過移動鉤碼或彈簧測力計的位置，仍使杠桿在 位 置平衡，這樣做的目的是 。 （3）調(diào)節(jié)好杠桿后，小麗將兩個重均為0.5N的鉤碼掛在杠桿圖示位置處，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計讀數(shù)太小，不能準確讀數(shù)，請你幫她找出一種改進的方法： _________________________________________________________。 圖3 （4）一組同學(xué)猜想杠桿的平衡條件可能是“動力＋動力臂＝阻力＋ 阻力臂”。他們經(jīng)過實驗，獲得了下述數(shù)據(jù)： 于是，他們認為自己的猜想得到了驗證，你認為他們的實驗過程存在的問題是： 、 。 （5）另一組同學(xué)用彈簧測力計在C處豎直向上拉，如圖3所示，當(dāng)彈簧測力計逐漸向右傾斜時，使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將　　?。ㄗ兇?變小/不變），其原因是　　　　　 　　　　　　 　　　　　。 例3.（1）畫出圖a中F1的力臂l1，并在A點畫出阻力F2的示意圖。 （2）如圖b所示，輕質(zhì)硬棒OB可繞O點轉(zhuǎn)動，在A處掛上一個重物G后，在B點施加一個力F，使硬棒靜止于圖示位置，畫出F1的力臂l1，及F2的力臂l2。 （3）杠桿在我國古代就有了許多應(yīng)用，護城河上安裝使用的吊橋就是一個杠桿，如圖c所示，請畫出動力F1與阻力F2的示意圖，并畫出動力F1的力臂L1。（設(shè)吊橋質(zhì)地均勻） （4）如圖d所示，這是用螺絲刀撬起圖釘?shù)氖疽鈭D，O為支點，A為動力作用點，F(xiàn)2為阻力。請在圖中畫出阻力F2的力臂l2及作用在A點的最小動力F1的示意圖。 （5）如圖e所示，硬質(zhì)杠桿AOB上掛一重物G，O為支點。請你在杠桿AOB上作出使重物在圖示位置靜止時的最小力F及其力臂l。 二：滑輪和滑輪組 例4. 在日常生活中，用10N的拉力不能提起重15N的物體的簡單機械是（ ） A．一個定滑輪 B．一個動滑輪 C．杠桿 D．斜面 例5. 如圖所示，某同學(xué)用重為10N的動滑輪勻速提升重為50N的物體。不計摩擦，則該同學(xué)所用拉力F的可能值是（ ） A．20N B．25N C．30N D．35N 三：功 例6. 下列過程，哪個情況小明對桶做了功（ ） A．小明提著桶站立不動 B．小明提著桶水平移動 C．小明提著桶站在勻速水平運動的車廂內(nèi) D．小明提著桶站在勻速向上運動的電梯內(nèi) 例7. 圖中是一個兩面光滑的斜面，∠β大于∠α，同一個物體分別在AC和BC斜面受拉力勻速運動到C點，所需拉力分別為FA、FB，所做功分別為WA、WB，則（ ） A．FA＝FB，WA＝WB　　　 B．FA＜FB，WA＝WB　　　 C．FA＜FB，WA＜WB　　　 D．FA＞FB，WA＞W(wǎng)B 四：功率 例8. 四個同學(xué)進行登山比賽。如果規(guī)定功率最大者獲勝，那么最后勝出者一定是（ ） A．體重最大的 B. 時間最短的 C. 速度最大的 D. 做功最快的 例9. 要測量小明通過樓梯上樓時的功率，不需要測量的是（ ） A．身體質(zhì)量 B．通過的樓梯高度 C．通過的路程 D．上樓所用的時間 例10. 某型號汽車發(fā)動機的額定功率為6104W，在水平路面上勻速行駛時受到的阻力是1800N。在額定功率下，當(dāng)汽車勻速行駛時，求： （1）發(fā)動機所提供的牽引力大??； （2）行駛速度的大小； （3）行駛5min牽引力所做的功。 難點剖析 例11. 一個足球運動員用100N的力踢一個重為5N的足球，球離腳后在水平草地上向前滾了20m，在球滾動過程中，運動員對足球做的功為（ ） A．100J B．2000J C．2100J D．0J 例12. 如圖，重為G的物體在水平地面上受水平向右恒定拉力F作用，由A移動到B，又移動到C。已知AB段較粗糙，BC段較光滑，且BC＝2AB。設(shè)拉力F在AB段做功為W1，在BC段做功為W2，則關(guān)于W1、W2大小關(guān)系正確的是（ ） A．W1:W2＝1:1 B．W1:W2＝1:2 C．W1:W2＝2:1 D．缺少條件，無法判斷 拓展訓(xùn)練 1．小華同學(xué)用100N的水平推力，推放在水平地面上重500N的物體，使其作勻速直線運動。若該物體在10s內(nèi)移動5m，則在此過程中它的速度為 m／s，物體所受重力對物體做功為 J；小華對物體做的功是 J，功率是 W。 2．某同學(xué)質(zhì)量是40kg，在xx年體育中考“1min跳繩”測試中，她每次起跳的高度約5cm，測試成績是150次，1min內(nèi)該同學(xué)克服自身重力做功約為____________J，平均功率約為________W。 3．如圖所示的四種情景中，所使用的杠桿費距離的是（ ） 4．汽車爬坡時（功率保持不變），一般都行進得較慢，這是為了（ ） A．減少機器損耗　　B．獲得較大的牽引力 C．節(jié)省燃油　　D．減小阻力 5．登樓比賽時，李明同學(xué)從一樓登上五樓共用了12s，他登樓時功率最接近于（ ） A．500W B．100W C．50W D．10W 6．小敏同學(xué)和他所騎的輕便自行車總重約600N，上學(xué)路上他騎車以5m/s的速度勻速通過了一段長100m的平直公路。若自行車所受路面的阻力約為人和車總重力的0.05倍，則通過該段公路時，小敏同學(xué)蹬車的功率約為（ ） A．150W B．300W C．1500W D．3000W 7．小強在驗證杠桿平衡條件的實驗中： （1）實驗前沒有掛鉤碼和彈簧測力計時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端高右端低，要使其在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿左端的平衡螺母向 調(diào)節(jié)，這一調(diào)節(jié)過程的目的是為了使杠桿的 對杠桿平衡不產(chǎn)生影響，這時杠桿重力的力臂為 。 （2）在右圖中，杠桿水平平衡后，小強調(diào)節(jié)左邊鉤碼的個數(shù)和位置，使杠桿水平平衡時，測出F1=1．2N，F(xiàn)2=1．5N；OA=30cm，OB=20cm。他將所得數(shù)據(jù)直接代入杠桿平衡條件的公式中，發(fā)現(xiàn)F1OA和F2OB并不相等，從而認為杠桿的平衡條件不一定是F1 l1= F2 l2。小強的失誤是 。 （3）在圖中，若B處的鉤碼不變，小強將彈簧測力計由A處移到C（OC=10cm）處，施加一個豎直方向的力，使杠桿在水平位置平衡，則這個力的方向應(yīng) ，大小為 _____N。 （4）在圖中，若B處的鉤碼不變，小強不用彈簧測力計，在A處掛 N的鉤碼，杠桿在水平位置仍然平衡。 8．五一節(jié)，小明一家去公園游玩，看到如圖所示的新型太陽能電動觀光車，該車的整車質(zhì)量為400kg。 （1）若車上人的總質(zhì)量是200kg，車輪與地面的接觸總面積為0.05m2，則觀光車靜止時對水平地面的壓強是多大? （g 取l0N/kg） （2）觀光車以5m/s的速度在水平路面上勻速行駛時，受到的平均阻力是200N，則5min內(nèi)觀光車克服阻力做的功是多少? （3）小明體驗到當(dāng)車速很快時，車有一種“飄”的感覺，請分析其原因。 （4）從環(huán)保角度分析，太陽能電動觀光車與普通汽車相比，具有哪些優(yōu)點? （寫出一條即可） 第十一章《簡單機械和功》（二） 考綱要求 （1）知道有用功、總功和額外功，理解機械效率，會計算簡單機械的機械效率。 （2）了解提高機械效率的途徑和意義。 （3）會設(shè)計實驗測量滑輪組的機械效率。 典例剖析（g取10N/kg） 一：探究影響滑輪組機械效率的因素 例1. 某實驗小組在“測滑輪組機械效率”的實驗中得到的數(shù)據(jù)如下表所示，第1、2、3次實驗裝置分別如圖甲、乙、丙所示。 （1）比較第1次實驗和第2次實驗，可得結(jié)論：使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機械效率越 。 （2）第3次實驗中所做的有用功是 J，機械效率是________。 （3）第3次實驗中動滑輪個數(shù)比第2次實驗多，對動滑輪所做的額外功 ，因而，由 第2、3次實驗可知：滑輪組的機械效率與動滑輪自重大小 。 （4）在第3次實驗后，若仍用此滑輪組提升重為4N的物體，在滑輪的輪軸處加潤滑油，則此滑輪 組的機械效率 （選填“增大”、“減小”或“不變”），理由是 。 （5）綜合上述結(jié)論，提高機械效率的方法有 有用功， 額外功。 例2．某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率，主要步驟如下： ①用輕繩懸掛杠桿一端的O點作為支點，在A點用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在占點用輕繩豎直懸掛一個彈簧測力計，使杠桿保持水平； ②豎直向上拉動彈簧測力計緩慢勻速上升（保持0點位置不變），在此過程中彈簧測力計的讀數(shù)為F，利用刻度尺分別測出A、B兩點上升的高度為h1、h2?；卮鹣铝袉栴}： （1）杠桿機械效率的表達式為η=____________。（用已知或測量的物理量符號表示） （2）本次實驗中，若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機械效率的主要因素是：_________________ （3）若只將鉤碼的懸掛點由A移至C、O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機械效率將_________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。 二：機械效率的分析 例3. 用四個相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，用它們提起相同的貨物，不計繩子與滑輪的摩擦，則（ ） A．甲滑輪組較省力　　 B．乙滑輪組較省力 C．甲滑輪組機械效率較高　 　D．乙滑輪組機械效率較高 例4. 用動滑輪把一個物體勻速提起，不計摩擦，則下列說法中正確的是（ ） A．提起的物體質(zhì)量越大，機械效率越高 B．動滑輪的質(zhì)量越大，機械效率越高 C．提起物體的速度越大，機械效率越高　 D．物體被提起的越高，機械效率越高 例5. 用如圖所示的甲、乙兩種方式勻速提升重為100N的物體，已知滑輪重20N、繩重和摩擦力不計。則（ ） A．手的拉力：F甲=F乙；機械效率：η甲=η乙 B．手的拉力：F甲＜F乙；機械效率：η甲＜η乙 C．手的拉力：F甲＞F乙；機械效率：η甲＜η乙 D．手的拉力：F甲＞F乙；機械效率：η甲＞η乙 三：機械效率的計算 例6. 如圖所示，工人師傅用一個定滑輪和動滑輪組成滑輪組，把重為400N的箱子在5s內(nèi)勻速向上提高5m，動滑輪的質(zhì)量為8kg（不計繩重和摩擦，g取10N/kg）。 （1）在圖上用筆畫線代替細繩組裝滑輪組（要求：人用力向下拉細繩）； （2）在勻速提升箱子的過程中，求人對繩子的拉力以及拉力的功率； （3）滑輪組的機械效率為多少。 例7. 現(xiàn)有一重為3000N的包裝箱，工人師傅想把它搬到1.2m高的車廂上，他們用木板在車廂與地面之間搭成一個長度約為4m的簡易斜面，如圖所示，工人師傅站在地上用1200N的推力沿斜面把包裝箱勻速推上車。求： （1）該斜面的機械效率是多少? （2）包裝箱在斜面上運動時所受摩擦力多大? 例8. xx年我國不少地區(qū)出現(xiàn)了百年不遇的特大旱災(zāi)，某校為保障師生的生活用水，緊急調(diào)來一臺功率為15kw的抽水機，把水抽到距水面10m高的蓄水池中，抽水機30分鐘剛好將容積為18m3的蓄水池抽滿，求： （1）抽水機對水做的功； （2）抽水機的效率； （3）同學(xué)們，水是生命之源，請你寫出日常生活中的兩項節(jié)水措施。 難點突破 例9. 下列關(guān)于滑輪組機械效率的說法中正確的是（ ） A. 機械效率越高的滑輪組越省力 B. 機械效率越高的滑輪組，有用功跟總功比值越大 C. 機械效率越高的滑輪組做功越快 D. 有用功做得越多，滑輪組機械效率越大 例10. 用相同的滑輪和繩子分別組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，把相同 的重物勻速提升相同的高度．若不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（ ） A．繩子受的拉力F1和F2大小相等，滑輪組的機械效率相同 B．繩子受的拉力F1和F2大小不相等，滑輪組的機械效率不同 C．繩子自由端移動的距離不相等，拉力對滑輪組所做的功相等 D．繩子自由端移動的距離不相等，拉力對滑輪組所做的功不相等 拓展訓(xùn)練（g取10N/kg） 1．用一個動滑輪勻速提升質(zhì)量為20kg的物體，所用豎直向上的拉力為125N。物體上升2m的過程中，拉力所做的有用功為 J，總功為 J，動滑輪的機械效率為 。若用該動滑輪提升50 kg的物體，此時動滑輪的 機械教率將 （填“變大”、“變小”或“不變”）。 2．如圖為測量滑輪組機械效率的實驗裝置，鉤碼總重6N。 （1）實驗時要豎直向上______拉動彈簧測力計，由圖可知拉力大小為______N。 若鉤碼上升的高度為10cm，則有用功是_______J，該滑輪組的機械效率為________。 （2）若僅減少鉤碼的個數(shù)，該滑輪組的機械效率將_______（選填：“增大”、“減小”或“不變”） 3．如圖所示，用豎直向上的力勻速拉動較長的杠桿，使重為18N的物體緩慢升高0.1m，拉力F=8N，拉力移動的距離為0.25m．拉力所做的功為_______J，有用功為_______J，杠桿的機械效率為______%。 4．某同學(xué)測量滑輪組的機械效率時，先用彈簧測力計測出物重G，按圖示組裝好器材，拉動彈簧測力計使物體勻速上升，用刻度尺分別測出物體上升的高度h和繩端移動的距離s，在物體靜止時讀出拉力的大小F，最后，根據(jù)公式算出滑輪組的機械效率。 以上操作過程中存在一處錯誤是_______________________________________， 正確的操作方法是_______________________________________。 5．下列說法中正確的是（ ） A．機械效率越高，做的有用功越多　　B．機械效率越低，做的額外功越多 C．機械效率越高，做的總功越少　　　D．機械效率越低，額外功占的比例越大 6．做值日時，小陽將一桶水從一樓提到二樓。此過程中，關(guān)于做功的說法正確的是（ ） A．對桶做的功是有用功 B．對水做的功是有用功 C．對水和桶做的功是總功 D．克服自身重力做的功是總功 7．一個滑輪組經(jīng)改進后提高了機械效率，用它把同一物體勻速提升同樣的高度，改進后與改進前比較（ ） A．做得有用功減少了 B．總功不變，有用功增加了 C．總功不變，額外功減少了 D．有用功不變，總功減少了 8．用一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組把重150N的物體勻速提升1m，不計摩擦和繩重，滑輪組的機械效率為60％。則下列選項錯誤的是（ ） A．拉力大小一定是125N B．有用功一定是150J C．總功一定是250J D．動滑輪重一定是100N 9. 甲升降機比乙升降機的機械效率高，它們分別把相同質(zhì)量的物體勻速提升相同的高度。兩者相比，甲升降機（ ） A．電動機做的總功較少 B．電動機做的總功較多 C．提升重物做的有用功較少 D．提升重物做的有用功較多 10．在“探究滑輪組機械效率”實驗中，某小組采用A、B兩種繞 線方式不同的滑輪組進行實驗，發(fā)現(xiàn)了一些實際問題。 （1）下表是實驗中的幾組數(shù)據(jù)，請在空白處填上相應(yīng)的計算結(jié)果。 （2）通過表中數(shù)據(jù)_________（選填“能”或“不能”）計算出克服動滑輪重所做的額外功，理由： __________________________________________________。 （3）實際中機械效率_______ 1（選填“>”、“=”或“<”），而表格中1、2兩次實驗的機械效率分別為100％和125％。這是什么原因?通過觀察中圖和右圖，手持彈簧測力計在豎直方向時，發(fā)現(xiàn)指針的位置不同，中圖中指針在零刻線的下方。 （4）經(jīng)過分析，找到了機械效率為100％和125％的原因是：用滑輪組A進行實驗時，彈簧測力計的示數(shù)比細繩實際的拉力要_______，用測量值計算出的總功比細繩實際拉力做的功要_______，因此測得的機械效率比實際效率要高。 （5）實驗總結(jié)：在測量滑輪組機械效率的實驗中，考慮彈簧測力計對讀數(shù)的影響，測拉力時，彈簧測力計一般要豎直向_______移動；若彈簧測力計倒置時測拉力，要先將指針調(diào)至零刻線處。 11．用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率。實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升。 （1）實驗中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測力計的示數(shù)F為 N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測力計移動距離s為0.3m，則杠桿的機械效率為 %。請寫出使用該杠桿做額外功的一個原因： 。 （2）為了進一步研究杠桿的機械效率與哪些因素有關(guān)， 一位同學(xué)用該實驗裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點，測量并計算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù)： 次數(shù) 鉤碼 懸掛點 鉤碼總重 G/N 鉤碼移動距離 h/m 拉力 F/N 測力計移動距離 s/m 機械效率 η/% 1 A點 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4 2 B點 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論？答： ；請簡要說明兩條理由：① ； ② 。 12．5月12日，四川汶川發(fā)生8級大地震，震后立即開展了緊急救援。在救援過程中，?？吹骄仍ぷ髡呤褂玫倪@種起重機械，利用這種機械吊起坍塌的混凝土結(jié)構(gòu)的吊板。如圖所示是這種起重機吊臂上的滑輪組，它在50s內(nèi)將重為2.4104N的吊板勻速提高10m。已知拉力F為104N。則這個過程中： （1）拉力F做了多少功？拉力F的功率多大？ （2）滑輪組的機械效率多大？