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第一部分考點(diǎn)研究 第十章簡單機(jī)械 湖南近4年中考試題精編 命題點(diǎn)1杠桿類型的判斷 1 2015懷化13題3分 如下圖所示的四種工具在使用過程中 屬于費(fèi)力杠桿的是 A 解析 使用杠桿時(shí) 若動(dòng)力臂小于阻力臂 則屬于費(fèi)力杠桿 從圖中可知 使用食品夾時(shí) 動(dòng)力作用點(diǎn)在支點(diǎn)和阻力作用點(diǎn)的中間 其動(dòng)力臂小于阻力臂 故它屬于費(fèi)力杠桿 使用瓶蓋起子 鉗子 核桃夾時(shí) 其動(dòng)力臂都大于阻力臂 它們都屬于省力杠桿 2 2013株洲16題2分 室內(nèi)垃圾桶平時(shí)桶蓋關(guān)閉不使垃圾散發(fā)異味 使用時(shí)腳踩踏板 桶蓋開啟 根據(jù)室內(nèi)垃圾桶的結(jié)構(gòu)示意圖 可確定桶中有兩個(gè)杠桿在起作用 兩杠桿支點(diǎn)分別為O1 O2 則對(duì)應(yīng)的杠桿分別是 A 省力杠桿省力杠桿B 省力杠桿費(fèi)力杠桿C 費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿D 費(fèi)力杠桿省力杠桿 B 解析 以O(shè)1為支點(diǎn)的杠桿中 由于動(dòng)力臂大于阻力臂 則屬于省力的杠桿 而以O(shè)2為支點(diǎn)的杠桿中 由于動(dòng)力臂小于阻力臂 故屬于費(fèi)力的杠桿 故選B 命題點(diǎn)2杠桿平衡條件的應(yīng)用 1 2015湘西14題3分 圖中所畫的是小李和小華周末在公園玩蹺蹺板游戲時(shí)的情景 當(dāng)他們兩腳都離地時(shí) 要蹺蹺板處于水平平衡 小李應(yīng)采取合適的方法是 A 適當(dāng)向前移動(dòng)B 適當(dāng)向后移動(dòng)C 可以不動(dòng)D 無論怎樣都不能平衡 解析 觀察題圖可知 小華所在的一邊高些 若小華不動(dòng) 小李應(yīng)向前移動(dòng) 故選A A 3 2014懷化28題2分 如圖所示 小明正在做俯臥撐 把他的身體看作一個(gè)杠桿 O為支點(diǎn) A為重心 他的體重為550N 地面對(duì)手的支持力F的力臂是 m 力F的大小為 1 5 330N 解析 地面對(duì)手的支持力F的力臂是支點(diǎn)O到力F作用線的距離 由圖可看出此時(shí)力臂為0 9m 0 6m 1 5m 由杠桿平衡的條件可得 F 330N 4 2013婁底23題2分 如圖是一種起重機(jī)的簡圖 用它把重為4 103N的貨物勻速提起 若O為支點(diǎn) 且OA 12m OB 4m 起重機(jī)本身重力不計(jì) 吊起貨物時(shí)為使起重機(jī)不翻倒 其右邊至少要配重為 N的物體 1 2 104 解析 此裝置屬于杠桿 根據(jù)杠桿的平衡條件有GA OA GB OB 則GB 1 2 104N 5 2015株洲30題10分 一根金屬棒AB置于水平地面上 今通過彈簧測力計(jì)豎直地將棒的右端B緩慢拉起 如圖甲所示 在此過程中 彈簧測力計(jì)對(duì)棒所做的功W與B端離開地面的高度x的關(guān)系如圖乙所示 請根據(jù)圖像解答下列問題 1 該金屬棒的長度l m 2 在B端拉起的過程中 當(dāng)x1 0 6m時(shí) 測力計(jì)的示數(shù)為F1 N 當(dāng)x2 1 6m時(shí) 測力計(jì)的示數(shù)為F2 N 3 求金屬棒的重心到A端的距離d 1 2 3 5 解 1 由圖乙可知 B端離開地面1 2m后 W x圖像斜率增大 即拉力變大 說明此時(shí)A端已經(jīng)離開了地面 故金屬棒的長度l 1 2m 2 由圖乙可知 x1 0 6m時(shí) W1 1 8J 則F1 3N A端離開地面的高度h 1 6m 1 2m 0 4m 則克服重力做的功為W2 5 6J 3 6J 2J 則G 5N 即為此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù) 3 金屬桿A端離地之前 動(dòng)力臂和阻力臂按同比例減小 其比值不變 此時(shí) 測力計(jì)的示數(shù)保持3N不變 對(duì)水平位置而言有 d G F1 l 則d 0 72m 命題點(diǎn)3滑輪及滑輪組的特點(diǎn) 1 2015婁底9題3分 用如圖所示的四種機(jī)械提起同一重物 不計(jì)機(jī)械自重和摩擦 最省力的是 D 解析 A 動(dòng)力臂小于阻力臂 是個(gè)費(fèi)力杠桿 F G B 是個(gè)等臂杠桿 F G C 不計(jì)機(jī)械自重和摩擦 物重由兩段繩子承擔(dān) 所以F D 物重由三段繩子承擔(dān) 所以F 所以最省力的是D 2 2014益陽6題3分 如圖所示 用甲 乙兩個(gè)滑輪將同樣的鉤碼緩慢提升相同的高度 則下列說法正確的是 A F1與F2大小相等B 甲中繩的自由端移動(dòng)的距離比乙大C F1做總功比F2多D 甲的機(jī)械效率比乙高 D 解析 A選項(xiàng) F1 G F2 G G動(dòng) 拉力F1和F2大小不相等 錯(cuò)誤 B選項(xiàng) 乙省力但費(fèi)距離 故乙中繩的自由端移動(dòng)的距離比甲大 B錯(cuò)誤 C選項(xiàng) F1要克服摩擦 繩重和鉤碼重力做功 F2要克服摩擦 繩重 動(dòng)滑輪重力和鉤碼重力做功 所以F2做的功較多 C錯(cuò)誤 D選項(xiàng) 把相同的重物勻速提升相同的高度 做的有用功相同 而總功等于有用功加上額外功 可知利用動(dòng)滑輪做的總功多 機(jī)械效率 故甲的機(jī)械效率比乙大 正確 故選D 命題點(diǎn)4簡單機(jī)械的作圖 1 2015衡陽24題2分 圖中 請根據(jù)杠桿的平衡條件作出拔釘子時(shí)所用最小力F的示意圖和它的動(dòng)力臂L1 F L1 解析 力臂越長越省力 最長的力臂即支點(diǎn)與作用點(diǎn)的連線 然后根據(jù)力臂的畫法作出垂直于力臂的作用力 2 2014郴州24 2 題3分 如圖所示 輕質(zhì)杠桿可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng) 杠桿上吊一重物G 在力F的作用下杠桿在水平位置靜止 L為F的力臂 請作出力F的示意圖 溫馨提示 注意標(biāo)明力F的方向和作用點(diǎn) F A 4 2014衡陽21題2分 如圖所示 某人站在A處通過一根繩子和兩個(gè)滑輪勻速提起物體B 所用的拉力F 100N 物體B重300N 不計(jì)滑輪重和繩重 不計(jì)摩擦力 畫出滑輪組的繞線 解析 不計(jì)滑輪重和繩重 不計(jì)摩擦力 承擔(dān)物重的繩子段數(shù)為n 3 滑輪組由3段繩子承擔(dān)重物 繞線如圖所示 命題點(diǎn)5機(jī)械效率的理解和計(jì)算 1 2015湘潭13題2分 下圖是四種不同的裝置 將同一貨物勻速提升到同一高度 若每只滑輪質(zhì)量均相同 不計(jì)繩重和摩擦 機(jī)械效率最高的是 A 解析 機(jī)械效率等于有用功與總功的比值 將同樣的重物提升相同的高度時(shí) 做的有用功相等 而A屬于定滑輪 不需要克服滑輪重 而B C D都屬于動(dòng)滑輪 需要克服動(dòng)滑輪的重力做額外功 故選A 2 2014長沙24題3分 甲 乙兩個(gè)滑輪組如圖所示 其中每一個(gè)滑輪的重量都相同 用它們分別將重物G1 G2提高相同的高度 不計(jì)繩重和摩擦 下列說法正確的是 A 若G1 G2 則拉力做的總功相同B 若G1 G2 則甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率C 若G1 G2 則拉力做的有用功相同D 用甲 乙中的任何一個(gè)滑輪組提起不同的重物 機(jī)械效率不變 B 解析 甲滑輪組中有一個(gè)動(dòng)滑輪 乙滑輪組中有兩個(gè)動(dòng)滑輪 而每個(gè)滑輪的重量相等 所以若把物體提升相同的高度 乙滑輪組做的額外功比甲的多 若G1 G2 把物體提升相同的高度 則根據(jù)W Gh可知甲 乙所做的有用功相同 總功 有用功 額外功 故A錯(cuò)誤 若G1 G2 甲 乙所做的有用功相同 乙做的總功大于甲做的總功 根據(jù) 甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率 故B正確 若G1 G2 物體提升相同的 高度 則根據(jù)W Gh可知甲所做的有用功大于乙所做的有用功 故C錯(cuò)誤 用同一個(gè)滑輪組提起不同的重物 所做的額外功不變 有用功發(fā)生變化 有用功與總功中的比值發(fā)生變化 機(jī)械效率變化 所以D錯(cuò)誤 故選B 3 2014衡陽11題2分 下列做法 不能夠改變滑輪組機(jī)械效率的是 A 改變提升重物的高度B 用體積相等的塑料動(dòng)滑輪代替鑄鐵動(dòng)滑輪C 提升更重的物體D 給定滑輪加潤滑油 A 解析 改變提升重物的高度 拉力端移動(dòng)的距離s nh成倍數(shù)的變化 不影響拉力大小 有用功和總功的比值不變 不能改變機(jī)械效率 A符合題意 用體積相等的塑料動(dòng)滑輪代替鑄鐵動(dòng)滑輪 減輕了動(dòng)滑輪重 減小額外功 在有用功一定時(shí) 總功減小 使有用功和總功的比值增大 機(jī)械效率增大 可以改變機(jī)械效率 B不符合題意 使用同樣的機(jī)械提升更重的 物體 增大有用功 在額外功一定時(shí) 有用功越大 總功越大 有用功和總功的比值越大 機(jī)械效率越高 可以改變機(jī)械效率 C不符合題意 給定滑輪加潤滑油 減小額外功 在有用功一定時(shí) 總功減小 有用功和總功的比值增大 機(jī)械效率增大 可以改變機(jī)械效率 D不符合題意 故選A 5 2013常德19題2分 小明用20N的力拉著重50N的物體沿斜面運(yùn)動(dòng)了1m 物體上升的高度為0 2m 則小明做的有用功和斜面的機(jī)械效率分別是 A 10J50 B 20J50 C 50J80 D 4J8 A 解析 小明做的有用功 W有用 Gh 50N 0 2m 10J 小明所做的總功 W總 Fs 20N 1m 20J 該斜面的機(jī)械效率 50 故選A 命題點(diǎn)6探究杠桿的平衡條件 1 2015長沙36題6分 小剛和小明等同學(xué)一起做 探究杠桿的平衡條件 的實(shí)驗(yàn) 1 小剛將杠桿中點(diǎn)置于支架上 當(dāng)杠桿靜止時(shí) 發(fā)現(xiàn)杠桿的左端上翹 此時(shí) 他應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向 選填 左 或 右 調(diào)節(jié) 使杠桿在水平位置平衡 左 解析 1 實(shí)驗(yàn)中杠桿靜止時(shí)左端上翹 按照 左高左調(diào) 右高右調(diào) 的原則 為了使杠桿處于水平平衡 應(yīng)將平衡螺母向左作適當(dāng)調(diào)節(jié) 2 如圖甲所示 若每個(gè)鉤碼重0 5N 且杠桿上每格相等 小明在杠桿左端圖示位置處掛上3個(gè)鉤碼 為使杠桿在水平位置平衡 他在圖中A處施加一個(gè)方向向上的力F1 此力大小至少為 N 2 解析 2 根據(jù)杠桿的平衡條件有3 0 5N 4 F1 3 則F1 2N 3 若撤去力F1 改在杠桿右端B處施加一個(gè)方向向下的力F2 如圖乙所示 仍使杠桿平衡 請?jiān)趫D乙中畫出力F2的力臂 L2 命題點(diǎn)7機(jī)械效率實(shí)驗(yàn) 1 2015岳陽20題8分 在 測量滑輪組的機(jī)械效率 的實(shí)驗(yàn)中 用同一滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn) 如圖所示 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表 1 第2次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率為 結(jié)果保留一位小數(shù) 88 9 解析 1 在第2次實(shí)驗(yàn)中 W有 Gh 4N 0 1m 0 4J W總 Fs 1 5N 0 3m 0 45J 88 9 第1題圖 2 2 2 第3次實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)的示數(shù)未填 由圖丙可知 彈簧測力計(jì)的示數(shù)為 N 解析 2 該彈簧測力計(jì)的每大格表示1N 每小格表示0 2N 由指針?biāo)肝恢每芍?此時(shí)測力計(jì)的示數(shù)為2 2N 3 分析數(shù)據(jù)可得結(jié)論 是由同一滑輪組 提升的物體越重 滑輪組的機(jī)械效率越 選填 高 或 低 高 解析 3 從表格數(shù)據(jù)可知 當(dāng)被提升的重物從2 6N時(shí) 機(jī)械效率由83 3 變?yōu)榱?0 9 可見 同一滑輪組 提升的物體越重 滑輪組的機(jī)械效率越高 4 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論推測 使用該滑輪組再次將重8N的物體勻速提升10cm 此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率可能為 只填序號(hào) A 71 6 B 82 4 C 92 1 C 解析 4 由 3 的結(jié)論可以推知 當(dāng)使用該滑輪組再次將重8N的物體勻速提升10cm 此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率將大于90 9 答案即為C 2 2012張家界25題6分 小華同學(xué)對(duì) 斜面的機(jī)械效率跟什么因素有關(guān) 這一課題提出了一些值得探究的猜想 斜面的機(jī)械效率跟 A 斜面的傾斜程度有關(guān) B 斜面的粗糙程度有關(guān) C 斜面的長度有關(guān) D 物體的重力有關(guān) 他為了證實(shí)其中的部分猜想是否正確 自己設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置 并將實(shí)驗(yàn)記錄在下面表格 小華拉著物體在斜面上每次做的都是勻速直線運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 斜面傾角 斜面粗糙程度 物重G N 斜面高度h m 沿斜面拉力F N 斜面長度s m 有用功W有 J 總功W總 J 機(jī)械效率 1 2 3 4 5 玻璃 木板 毛巾 木板 毛巾 30 15 30 30 20 7 7 7 7 7 0 5 0 5 0 5 0 34 0 26 4 9 1 1 1 1 1 4 9 6 0 6 5 5 1 3 5 4 9 3 5 3 5 2 38 1 82 6 5 4 9 5 1 35 7 48 6 53 8 71 4 1 在第2次實(shí)驗(yàn)中 拉力做的總功是 J 斜面的機(jī)械效率是 6 58 3 解析 1 第2次實(shí)驗(yàn)中 拉力做的總功為 W Fs 6N 1m 6J 機(jī)械效率為 58 3 2 通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)1 2 3的數(shù)據(jù) 可驗(yàn)證猜想 填寫字母 B 解析 2 實(shí)驗(yàn)1 2 3中 斜面的傾斜角度 物重 斜面高度 斜面長度均相同 但是斜面的粗糙程度不相同 機(jī)械效率不相同 故可猜想 斜面的機(jī)械效率與斜面的粗糙程度有關(guān) 即猜想B 3 通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)2 4或3 5的數(shù)據(jù) 可以得出的探究結(jié)論是 當(dāng)斜面的粗糙程度一定時(shí) 斜面的傾斜程度越大 斜面的機(jī)械效率越 高 解析 3 比較2 4或3 5的數(shù)據(jù)可得 當(dāng)斜面的粗糙程度一定時(shí) 斜面的傾斜程度越大 斜面的機(jī)械效率越高 4 若要驗(yàn)證猜想D 應(yīng)控制斜面的傾斜程度和 不改變 斜面的粗糙程度 解析 4 研究斜面機(jī)械效率與物體重力的關(guān)系時(shí) 應(yīng)控制斜面傾斜角度和精糙程度不變 改變物體的重力 5 實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn) 斜面材料相同時(shí) 斜面的傾角越小 越 選填 省力 或 費(fèi)力 省力 解析 5 比較3 5或2 4可得 傾角越小越省力 考點(diǎn)梳理 簡單機(jī)械 杠桿 機(jī)械效率 定義五要素杠桿的平衡條件生活中的杠桿 有用功和額外功機(jī)械效率 滑輪 定滑輪動(dòng)滑輪滑輪組其他簡單機(jī)械 定義 如下圖所示 一根硬棒 在力的作用下能繞著 轉(zhuǎn)動(dòng) 這根硬棒就是杠桿 固定點(diǎn)O 五要素 支點(diǎn) 動(dòng)力 阻力 動(dòng)力作用線 阻力作用線 杠桿的平衡條件 動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂 用F1 F2 L1 L2分別表示動(dòng)力 阻力 動(dòng)力臂和阻力臂 杠桿的平衡條件可以寫作 F1L1 F2L2 天平 生活中的杠桿 省力費(fèi)距離 等臂 力的方向 不省力也不省距離 s h 省力 省力 費(fèi)距離 s 2h s nh 力的方向 省力 其他簡單機(jī)械 輪軸和斜面也屬于簡單機(jī)械 并且都可以是 力 若使用輪軸或斜面能 力 則一定要 距離 例 鑰匙 盤山公路等 省 省 費(fèi) 有用功 無論是否使用機(jī)械 必須要做的功 叫有用功 用W有表示 額外功 克服動(dòng)滑輪本身所受的重力以及摩擦力等因素的影響而多做的一些功叫做額外功 用W額表示 總功 有用功與額外功之和叫做總功 用W總表示 總功 有用功和額外功之間的關(guān)系為W總 W有 W額 有用功和額外功 公式 特點(diǎn) 使用任何機(jī)械都不可避免地要做額外功 有用功總是 總功 所以機(jī)械效率總是小于1的 提高機(jī)械效率的主要方法 改進(jìn)結(jié)構(gòu) 使它更合理 更輕巧 在使用中按照技術(shù)規(guī)程經(jīng)常保養(yǎng) 使機(jī)械處于良好的狀態(tài) 定義 物理學(xué)中 將 跟 的比值叫做機(jī)械效率 用符號(hào) 表示 小于 有用功 總功 機(jī)械效率 力臂作圖 重難點(diǎn)突破 例1 2015宜昌 如甲圖所示 當(dāng)指甲剪剪指甲時(shí) 指甲剪可以看成多個(gè)杠桿的組合 請?jiān)趫D中乙中畫出剪指甲時(shí)其中一個(gè)杠桿DBE的動(dòng)力臂L1和阻力F2 F2 F1 L1 作圖步驟 過支點(diǎn)B作動(dòng)力F1 過E點(diǎn)做F1作用線的垂線段 標(biāo)出力臂符號(hào)L1 指甲的阻力是阻礙了杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng) 過阻力作用點(diǎn)向上的方向畫一條帶箭頭的線段 即為阻力F2 具體如答圖所示 例2 圖中 杠桿OBA在圖示位置靜止 請畫出作用在A點(diǎn)的力F的力臂L 解析 找出支點(diǎn) 從O作F的垂線段就是F的力臂 L 例3 2015無錫 如圖所示為釣魚竿釣魚的示意圖 O為支點(diǎn) F1表示手對(duì)釣魚竿的作用力 F2表示魚線對(duì)釣魚竿的拉力 請?jiān)趫D中畫出力F2的力臂L2 解析 找到支點(diǎn)O及F2的作用線 從支點(diǎn)開始向力的作用線作垂線 并標(biāo)出力臂L2 L2 方法指導(dǎo) 1 力臂作圖步驟 記憶口訣 找支點(diǎn) 畫力的作用線 從點(diǎn)到線引垂線 力臂就是此線段 2 最大動(dòng)力臂和最小動(dòng)力的做法 尋找最大動(dòng)力臂的方法 a 動(dòng)力的作用點(diǎn)確定了的時(shí)候 則支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)之間的線段長即為最大動(dòng)力臂 b 動(dòng)力的作用點(diǎn)沒有確定時(shí) 應(yīng)觀察杠桿上哪一點(diǎn)離支點(diǎn)最遠(yuǎn) 則這一點(diǎn)到支點(diǎn)的距離即為最大動(dòng)力臂 作最小動(dòng)力的方法 a 找出最大動(dòng)力臂后過動(dòng)力 作用點(diǎn)作動(dòng)力臂的垂線 b 根據(jù)杠桿平衡的實(shí)際情況確定動(dòng)力的方向 最后標(biāo)上箭頭和字母F或F1 3 作圖規(guī)范和注意事項(xiàng) a 作圖應(yīng)該用直尺 鉛筆 作出的力臂必須為實(shí)線 b 力臂應(yīng)該是垂直于力的方向的 所以在力臂的垂足位置應(yīng)標(biāo)明垂足直角符號(hào) c 在力的作用線上應(yīng)標(biāo)上箭頭 并加相應(yīng)的字母 判斷滑輪組承擔(dān)物重的繩子段數(shù) 例4 如圖所示 判斷下列滑輪組承擔(dān)物重的繩子段數(shù) A 3 2 3 2B 2 3 3 1C 3 2 4 2C 2 3 4 1 C 解析 有幾段繩子通過動(dòng)滑輪 或者有幾條繩子與動(dòng)滑輪相連 就有幾段繩子承擔(dān)物重 例5 2015廣東 如圖所示 已知物體A和動(dòng)滑輪的總重為200N 當(dāng)物體A勻速上升高度為1m時(shí) 繩子移動(dòng)的距離為 m 人對(duì)繩子的拉力為 N 拉力所做的功為 J 繩子與滑輪的摩擦力 空氣阻力忽略不計(jì) 2 100 200 解析 拉力移動(dòng)距離 s nh 2 1m 2m 人對(duì)繩子的拉力F GA G動(dòng) 200N 100N 所以拉力所做的功 W Fs 100N 2m 200J 機(jī)械效率的計(jì)算 重點(diǎn) 例6 2015無錫 如圖所示 小明用動(dòng)滑輪把90N的重物勻速提升2m 所用的拉力是60N 則小明做的有用功是 J 動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是 75 180 解析 W有用 Gh 90N 2m 180J W總 Fs Fnh 60N 2m 2 240J 動(dòng)滑輪的機(jī)械效率 75 例7 2015自貢 用如圖所示滑輪組勻速提升為200N的物體 人對(duì)繩的拉力為125N 不計(jì)繩重和摩擦 滑輪組的機(jī)械效率為 如果人的體重為550N 拉動(dòng)過程中繩始終未斷裂 他用此滑輪組能提升的最大物重為 N 1050 80 解析 由圖可知 s 2h 則滑輪組的機(jī)械效率 80 在不計(jì)摩擦與繩重時(shí) F G物 G動(dòng) 即125N 200N G動(dòng) 所以G動(dòng) 50N 因?yàn)槿苏驹诘孛媸┘拥淖畲罄Σ豢赡艽笥谧陨碇亓?所以最大拉力為F 550N F G物 G動(dòng) 即 550N G物 50N 最大物重 G物 1050N 例8 2015南充 如圖所示 沿斜面向上拉一個(gè)重為4 5N的物體到斜面頂端 斜面長1 2m 高0 3拉力做功為2 16J 則這個(gè)斜面的機(jī)械效率是 物體受到的摩擦力是 N 62 5 0 675 解析 有用功 W有用 Gh 4 5N 0 3m 1 35J 總功 W總 2 16J 斜面的效率 100 62 5 額外功 W額 W總 W有用 2 16J 1 35J 0 81J 因?yàn)閃額 fs 所以摩擦力大小 f 0 675N 方法指導(dǎo) 不同簡單機(jī)械相關(guān)物理量的計(jì)算方法 簡單機(jī)械 物理量 實(shí)驗(yàn)突破 命題點(diǎn) 1 讓支點(diǎn)處于杠桿中央的目的 減小杠桿自身重對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響 2 調(diào)節(jié)杠桿在水平位置靜止 便于精確測量力臂 3 杠桿調(diào)平時(shí)平衡螺母的調(diào)節(jié) 左高左調(diào) 右高右調(diào) 實(shí)驗(yàn)一探究杠桿的平衡條件 探究杠桿的平衡條件 4 測力計(jì)從豎直拉杠桿變成傾斜拉杠桿 測力計(jì)的示數(shù)的變化 測力計(jì)的示數(shù)將變大 因?yàn)槔Φ牧Ρ圩冃×?5 在杠桿平衡時(shí) 兩邊同時(shí)增減砝碼后杠桿是否平衡的判斷 只需看兩邊的力和力臂的乘積是否相等即可 若不相等 則哪邊的乘積大 杠桿就向哪邊傾斜 6 實(shí)驗(yàn)多次測量的目的 一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有偶然性 多次實(shí)驗(yàn)結(jié)論才具有普遍性 7 分析數(shù)據(jù) 總結(jié)平衡條件8 杠桿平衡條件的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)論 杠桿的平衡條件是 動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂 即F1L1 F2L2 例1 2015連云港 在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中 1 如圖甲所示 要使杠桿在水平位置平衡 可將杠桿左端的平衡螺母向 調(diào)節(jié) 左 2 如圖乙所示 調(diào)節(jié)平衡后 左側(cè)掛上鉤碼 在右側(cè)用彈簧測力計(jì) 圖中未畫出 拉杠桿 使其在水平位置平衡 為便于測量力臂 應(yīng)使彈簧測力計(jì)拉力的方向 3 操作過程中 當(dāng)彈簧測力計(jì)的示數(shù)達(dá)到量程仍不能使杠桿水平平衡 你認(rèn)為接下來合理的操作是 寫出一條即可 豎直向下 測力計(jì)拉力的位置向右移 換用較大量程的測力計(jì) 減 少左側(cè)鉤碼的數(shù)量 左側(cè)鉤碼的位置向右移 不使用測 力計(jì)在右端直接掛鉤碼等 4 甲同學(xué)測出一組數(shù)據(jù)后就得出了 動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂 的結(jié)論 乙同學(xué)認(rèn)為他的做法不合理 理由是 一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)太少 具有偶然性 不便找出普遍規(guī)律 解析 1 平衡螺母的調(diào)節(jié)應(yīng)遵循 左高左調(diào) 右高右調(diào) 的原則 如圖所示 杠桿左側(cè)翹起 故平衡螺母向左調(diào) 2 為便于測量力臂 應(yīng)使其在水平位置平衡 故應(yīng)豎直向下拉彈簧測力計(jì) 3 操作過程中 當(dāng)彈簧測力計(jì)的示數(shù)達(dá)到量程仍不能使杠桿水平平衡 原因可能是彈簧測力計(jì)拉力的力臂較小或鉤碼的力臂較大或鉤碼的質(zhì)量較大或彈簧測力計(jì)的量程太小等 故應(yīng)將測力計(jì)拉力的位置向右移或左側(cè) 鉤碼的位置向右移或減少左側(cè)鉤碼的數(shù)量或換用較大量程的測力計(jì)等 4 要得出 動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂 的結(jié)論應(yīng)多次測量 原因是一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)太少 具有偶然性 不便找出普遍規(guī)律 1 以彈簧測力計(jì)的拉力為動(dòng)力F1 鉤碼重力為阻力F2 多次調(diào)整力和力臂的大小進(jìn)行測量 發(fā)現(xiàn)F1L1總是大于F2L2 其原因主要是受 作用的影響 杠桿自身重力 2 甲同學(xué)將如圖所示中彈簧測力計(jì)拉力的作用點(diǎn)從C點(diǎn)移動(dòng)到E點(diǎn) 使杠桿在水平位置平衡 則彈簧測力計(jì)的方向應(yīng)為 若C點(diǎn)拉力等于6N 則此時(shí)E點(diǎn)的拉力大小為 N 豎直向下 4 3 如圖所示 實(shí)驗(yàn)時(shí)若用彈簧測力計(jì)在C處豎直向上拉 當(dāng)彈簧測力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí) 使杠桿仍然在水平位置平衡 則彈簧測力計(jì)的示數(shù)將 選填 變大 變小 或 不變 其原因是 拉力的力臂變小 變大 實(shí)驗(yàn)二測量滑輪組的機(jī)械效率 命題點(diǎn) 1 實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)沿豎直方向勻速拉動(dòng)繩子2 滑輪組的繞線方法3 滑輪組特點(diǎn)的應(yīng)用4 滑輪組有用功的計(jì)算 W有用 Gh 5 滑輪組總功的計(jì)算 W總 Fs 測量滑輪組的機(jī)械效率 6 滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算 7 影響滑輪組機(jī)械效率大小的因素 滑輪組的機(jī)械效率與物體的重力 動(dòng)滑輪的重力有關(guān) 8 控制變量法的應(yīng)用 1 控制滑輪組的重力或數(shù)量相同 通過改變所吊鉤碼的數(shù)量 來探究滑輪組的機(jī)械效率與所吊重物的大小關(guān)系 2 控制滑輪組所吊起鉤碼數(shù)量相同 通過改變滑輪組的重力或數(shù)量 來探究滑輪組的機(jī)械效率與滑輪的重力的關(guān)系 9 數(shù)據(jù)分析與處理10 實(shí)驗(yàn)結(jié)論總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論 在其他條件相同時(shí) 滑輪越重 機(jī)械效率越低 在繩子所能承受的范圍內(nèi) 所吊物體越重 機(jī)械效率越高 例2 2015黔南州 某班同學(xué)在 探究滑輪組的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān) 時(shí) 他們猜想滑輪組的機(jī)械效率可能與動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù) 物重和物體上升的高度等因素有關(guān) 各小組利用如圖所示的裝置進(jìn)行驗(yàn)證 楊陽那組得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表 1 比較第1 2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出 用不同的滑輪組提升相同的物體 動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多 比較第2 3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出 同一個(gè)滑輪組 提升的物體越重 比較第1 4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出 同一個(gè)滑輪組的機(jī)械效率與物體上升的高度 其機(jī)械效率越低 機(jī)械效率越高 無關(guān) 解析 1 比較第1 2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出 用不同的滑輪組提升相同的物體 動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多 其機(jī)械效率越低 比較第2 3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出 同一個(gè)滑輪組 提升的物體越重 它的機(jī)械效率越高 比較第1 4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知 兩次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率相同 因此同一個(gè)滑輪組的機(jī)械效率與物體上升的高度無關(guān) 2 在測拉力時(shí) 某同學(xué)覺得很難使測力計(jì)做勻速直線運(yùn)動(dòng) 不便于讀數(shù) 就讓彈簧測力計(jì)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)才讀數(shù) 該同學(xué)的讀數(shù)與實(shí)際相比 選填 偏大 偏小 或 不變 測得機(jī)械效率 選填 偏高 偏低 或 不變 說明滑輪組的機(jī)械效率還與 有關(guān) 偏小 偏高 運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 解析 2 要正確測量拉力 所以彈簧測力計(jì)需要做勻速運(yùn)動(dòng) 而當(dāng)彈簧測力計(jì)靜止讀數(shù)時(shí) 便不會(huì)存在摩擦力對(duì)拉力的影響 所以所測拉力偏小 機(jī)械效率偏高 說明滑輪組的機(jī)械效率還與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān) 3 有兩個(gè)組所用的動(dòng)滑輪重量相同 提升的物體也相同 測的機(jī)械效率卻不同 原因可能是繩子與滑輪或滑輪軸之間的 不同 影響了測量結(jié)果 所以 我們在生活中經(jīng)常給各種機(jī)械加潤滑油 是為了 它的機(jī)械效率 摩擦 提高 解析 3 兩個(gè)小組所用的動(dòng)滑輪重量相同 提升的物體也相同 測得的機(jī)械效率卻不同 原因可能是繩子與滑輪或滑輪軸之間的摩擦不同 影響了測量結(jié)果 所以我們在生活中經(jīng)常給各種機(jī)械加潤滑油 是為了減小摩擦 提高機(jī)械效率 1 實(shí)驗(yàn)中 在測拉力時(shí) 應(yīng)沿 拉動(dòng)測力計(jì) 原因是 2 試驗(yàn)中要分別記下鉤碼和測力計(jì)的起始位置 是為了 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論應(yīng)用 通過實(shí)驗(yàn) 請你提出提升滑輪組機(jī)械效率的兩種方法 豎直方向勻速 保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性 方便記錄物體上升和繩子自由端移動(dòng)的距離 動(dòng)滑輪的重力 減小繩子與滑輪間的摩擦力 增加重物的重力 減輕 實(shí)驗(yàn)三測量斜面的機(jī)械效率 命題點(diǎn) 1 測量器材 彈簧測力計(jì)和刻度尺 2 在該實(shí)驗(yàn)中 測力計(jì)的拉力方向應(yīng)與斜面平行 且測力計(jì)勻速運(yùn)動(dòng) 且此時(shí)測力計(jì)的示數(shù)大小等于物體與斜面的摩擦力3 控制變量法的使用 1 控制斜面的粗糙程度與物體的重力相同 改變斜面 測量斜面的機(jī)械效率 的傾斜程度來探究斜面的機(jī)械效率大小與斜面傾斜程度的關(guān)系 2 控制斜面的傾斜程度與物體的重力相同 改變斜面的粗糙程度來探究斜面的機(jī)械效率大小與斜面粗糙程度的關(guān)系 3 控制斜面的傾斜程度與粗糙程度相同 改變物體的重力來探究斜面的機(jī)械效率與物體所受重力的大小關(guān)系 4 有用功的計(jì)算 W有用 Gh 5 總功的計(jì)算 W總 Fs 6 機(jī)械效率的計(jì)算 7 分析數(shù)據(jù)總結(jié)結(jié)論8 知道斜面在生活中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)論 在其他條件相同時(shí) 斜面傾斜角度越大 機(jī)械效率越大 斜面越粗糙 機(jī)械效率越小 物體的重力越大 機(jī)械效率越低 例3 2011柳州 在 探究斜面的機(jī)械效率 實(shí)驗(yàn)中 小明猜想斜面的機(jī)械效率可能跟斜面的粗糙程度有關(guān) 小聰猜想可能跟斜面的傾斜程度有關(guān) 如圖是他們設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置 下表是其中一位同學(xué)在其他條件一定時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 1 分析表中數(shù)據(jù)可得該實(shí)驗(yàn)是探究 選填 小明 或 小聰 的猜想 結(jié)論是 在其他條件一定時(shí) 斜面 機(jī)械效率越高 2 另一位同學(xué)為探究自己的猜想 設(shè)計(jì)了如下步驟 把一塊長木板的一端墊高 構(gòu)成一個(gè)斜面 用彈簧測力計(jì)沿斜面把一木塊 拉上去 進(jìn)行相關(guān)測量 計(jì)算出斜面的機(jī)械效率 保持斜面的 不變 改變斜面的 再進(jìn)行相關(guān)測量 并計(jì)算出斜面的機(jī)械效率 比較兩次 的大小 即可驗(yàn)證猜想是否正確 勻速 小聰 越傾斜 傾斜程度 粗糙程度 機(jī)械效率 1 實(shí)驗(yàn)時(shí)要使傾斜角度變大 應(yīng)該把斜面下面的木塊向 移動(dòng) 選填 左 或 右 2 實(shí)驗(yàn)假設(shè) 斜面的機(jī)械效率除與斜面的傾斜程度有關(guān)外 請你猜想斜面的機(jī)械效率還可能與 有關(guān) 3 斜面的應(yīng)用 斜面在生產(chǎn) 生活中有著廣泛的應(yīng)用 請你舉出一個(gè)應(yīng)用斜面的實(shí)例 左 面的長度 斜面的光滑程度等合理即可 物重 斜 盤山公路 各種路面上的坡道 向汽車上裝載物體時(shí)斜搭的木板等