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1、一、杠杆1.定义:在力的作用下能绕着_转动的硬棒。2.五要素:,固定点,(1)支点:杠杆绕着转动的固定点,如图中O。(2)动力:使杠杆转动的力,如图中F1。(3)阻力:_杠杆转动的力,如图中F2。(4)动力臂:_的距离,如图中l1。(5)阻力臂:_的距离,如图中l2。,阻碍,从支点到动力作用线,从支点到阻力作用线,3.平衡条件:(1)文字表达式:_。(2)字母表达式:_。,动力动力臂=阻力阻力臂,F1l1=F2l2,4.三种杠杆:,省力费距离,费力省距离,=,=,不省力也,不费力,【微点拨】(1)杠杆可直可弯,但一定是硬棒。(2)杠杆一定有固定不动的支点。(3)杠杆的力臂是支点到力的作用线的垂
2、线段的长度,不是支点到力的作用点连线的距离。(4)判断杠杆是否平衡,是看力和相应力臂的乘积是否相等,而不是比较动力和阻力的大小。(5)使用杠杆,有时为了省力,有时为了省距离,但既省力又省距离的杠杆是不存在的。,二、滑轮及其应用,改变,不改变,等臂,省力,【微点拨】(1)滑轮的实质:定滑轮实质是等臂杠杆,动滑轮实质是动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。(2)判断滑轮组的股数:动滑轮和定滑轮之间画一条虚线,数出与动滑轮相接触的绳子段数n。,三、功和功率1.功:(1)做功的两个必要因素。作用在物体上的力;物体在_上移动的距离。(2)定义:力和物体在力的方向上移动距离的_。(3)计算公式:_。(4)国际单位
3、:焦耳,符号:J。,力的方向,乘积,W=Fs,2.功率:(1)物理意义:表示物体做功快慢的物理量。(2)定义:一段时间内做的_与做功所用的这段_的比。(3)公式:。(4)单位:瓦特,符号:_,1kW=_W。,功,时间,W,103,【微点拨】(1)物体受到力且移动距离不一定做功,只有受到的力和移动距离不垂直时,此力对物体才做功。(2)功与功率没有必然的联系,做功多,功率不一定大;但做功快,功率一定大。,四、机械效率1.有用功、额外功和总功:(1)有用功:我们需要的、有价值的功,记作W有。(2)额外功:无用的但又不得不做的功,记作W额。(3)总功:动力对机械所做的功,记作W总。(4)关系:W总=_
4、。,W有+W额,2.机械效率:(1)定义:有用功和总功的_。(2)公式:=。(3)特点:机械效率总_1。3.影响滑轮组机械效率的主要因素:(1)提升的物重;(2)动滑轮的重力。,比值,小于,【微点拨】(1)使用简单机械可以省力或省距离,但不能省功。(2)机械效率要用百分数表示,不能用小数表示。(3)使用任何机械时,都不得不做一些额外功,所以机械效率总小于1。(4)机械效率与功率无关。,五、机械能1.能量:如果一个物体能够对别的物体_,就说这个物体具有能量,简称能。,做功,2.机械能的分类及其影响因素:,运动,质量,速度,高度位,置,质量,高度,弹性形变,弹性形变,3.动能与势能的转化:(1)摆
5、球上下运动过程中,_能与_能相互转化;(2)玩蹦蹦床过程中,_能与_能相互转化。,动,重力势,动,弹性势,【微点拨】(1)一个物体可以同时具有动能和势能,也可以只具有动能或势能。(2)不仅机械能之间可以相互转化,机械能与其他形式的能量之间也可以相互转化。如摩擦生热过程中机械能转化为内能。,高频考点1 杠杆力臂的画法【示范题1】(2014遵义中考)如图所示为一个电热水壶的简易图,当力F作用在壶盖上时,可将壶盖打开。请在图中画出F的力臂l。,【答题指导】(1)画杠杆力臂的“四步法”:示范题中,支点和力的作用线已画出,所以直接从支点O向力F作垂线,并标注垂直符号,在垂线段旁边标注l,即为力F的力臂。
6、,(2)规避画力臂的“2个”易错点:易错点1:确定要画的力臂,不要答非所问。易错点2:注意线的虚实。力的作用线、力臂用实线,力的作用线的延长线用虚线。,【标准答案】如图所示,【贵州全国考题回访】1.(2012遵义中考)如图所示为用核桃钳夹核桃时的情景,请在图中画出动力F的力臂l。,【解析】本题考查杠杆力臂的作法。从支点作动力F作用线的垂线段,即可作出动力F的力臂l。答案:如图所示,2.(2014黔东南州中考)如图所示是小张为新装的空调室外机设计的支架,支架可以看作杠杆,以O为支点,在支架P孔处拉一根铁线到墙上固定,要使铁线受到的拉力最小,请从P孔处画出铁线到墙的连线,并画出铁线拉力F的力臂l。
7、,【解析】本题考查力臂的画法。在阻力与阻力臂一定时,由杠杆平衡条件可知,动力臂越大,动力越小,由图可知,连接OP,即为力臂l,过P点作垂直于OP的作用力F斜向上,则铁线的方向与拉力F的方向相同。答案:如图所示,【知识拓展】找最长力臂的三种情况求最小动力,就是转化为找最长力臂问题。找最长力臂,一般分三种情况:(1)在动力的作用点明确的情况下,就是以支点到力的作用点的连线作为力臂,这个力臂最长,过力的作用点作力臂的垂线,正确确定力的方向从而作出最小的力;,(2)在动力作用点未明确规定时,首先应找出距支点最远的点作为动力作用点,然后再按(1)的步骤完成;(3)在支点不明确的情况下,首先要通过比较,找
8、出合适的支点,进而找到动力作用点,再按(1)的步骤完成。,高频考点2 杠杆类型的判断【示范题2】(2014宜宾中考)如图所示,以下杠杆中属于费力杠杆的是(),【答题指导】判断杠杆的类型(1)方法:比较动力臂和阻力臂的长短。(2)分类:省力杠杆:动力臂大于阻力臂的杠杆,如起瓶器、螺丝刀、撬棒、钳子、滑轮组、手推车、活塞式抽水机、羊角锤拔钉子等。,费力杠杆:动力臂小于阻力臂的杠杆,如镊子、筷子、钓鱼竿、食品夹、手臂、理发刀、拦道木等。等臂杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆,如托盘天平、定滑轮等。【标准答案】B,【贵州全国考题回访】1.(2014南京中考)如图所示的器具,属于省力杠杆的是(),【解析】选B
9、。本题考查杠杆的分类。镊子、筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,A和D均错误;托盘天平是等臂杠杆,C错误;独轮车在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故选B。,2.(2014台州中考)有人利用筷子开启啤酒瓶盖(如图),筷子相当于(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。,【解析】本题考查杠杆的分类。如图,利用筷子开启啤酒瓶盖时,动力臂L1大于阻力臂L2,是省力杠杆。答案:省力,3.(2014白银中考)如图所示是生活中常用的一款指甲刀,手柄CBA是(选填“省力”或“费力”)杠杆,请在图中画出作用在A点的力F的力臂。,【解析】本题考查杠杆的力臂的相关知识。由题图可知,手柄CBA的支点是B,
10、动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;过支点B向力F的作用线的反向延长线作垂线,垂线段即为力臂。答案:省力,高频考点3 滑轮组的组装【示范题3】(2014衡阳中考)如图所示,某人站在A处通过一根绳子和两个滑轮匀速提起物体B,所用的拉力F=100 N,物体B重300N(不计滑轮重和绳重,不计摩擦力),画出滑轮组的绕线。,【答题指导】(1)确定绳子股数n:(2)组装滑轮组:按“奇动偶定”的原则,即奇数段绳子从动滑轮开始绕线,偶数段绳子从定滑轮开始绕线。(3)规避绕线时的易错点:绳的固定端拴在滑轮的小钩上,然后从内到外依次绕出;所有的滑轮都要有绕线;所画的线要直,与滑轮的边缘相切;拉力方向向下时,绳子的自
11、由端必须竖直向下画出。,【标准答案】如图所示,【贵州全国考题回访】1.(2013日照中考)如图所示,用滑轮组提升重物,用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绳绕法。,【解析】本题考查滑轮组的组装。对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,有绕线两股和三股两种;在不计滑轮自重及摩擦的情况下,动滑轮和重物由几股绳子承担,拉力就是滑轮组提升物重的几分之一。由此可知绳子股数越多越省力,根据题意,滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多的绕法,即三股绕线的方法。,答案:如图所示,2.(2012随州中考)小明做“测定滑轮组的机械效率”的实验时,用如图所示的滑轮组成滑轮组,请用笔画出在图中使用该滑轮组时最省力的绕法。,【
12、解析】对由两个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,有两种绕法:(1)绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,有四股绳子承担物重,拉力是滑轮组提升物重的四分之一;(2)绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,最后滑轮组只能使用一个动滑轮和一个定滑轮,有一个动滑轮最后没有使用,这种绕法只能有三股绳子承担物重,拉力是滑轮组提升物重的三分之一。由此可知,滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多的第一种绕法,即四股绕线的方法。,答案:如图所示,【知识拓展】滑轮组的设计(1)n为偶数时,绳子的固定端应拴在定滑轮上(即“偶定”),如果不需要改变用力的方向(例如:自由端向上拉),则需要的动滑轮个数为 个,定滑轮的个数比动滑轮少一个,如图甲所
13、示;如果需要改变用力的方向(例如:自由端向下拉),则动滑轮和定滑轮个数都等于 如图乙所示。,(2)n为奇数时,绳子的固定端应拴在动滑轮上(即“奇动”),如果不需要改变用力的方向,则动滑轮和定滑轮的个数相等,都等于 个,如图丙所示;如果需要改变用力的方向,则需要加一个定滑轮,即动滑轮的个数为 个,定滑轮个数为 个,如图丁所示。,综上所述,滑轮组设计原则归纳:偶定奇动,一动配一定,偶数减一定,变向加一定。滑轮组在绕绳时如果动滑轮少,那么绳的起始端就固定在动滑轮上,向定滑轮绕起;反之定滑轮少,则绳的起始端就固定在定滑轮上,向动滑轮绕起;绕绳时,绳不可相交。,高频考点4 功和功率【示范题4】(2014
14、安徽中考)攀岩是一项挑战自然,超越自我的惊险运动。一位攀岩者体重为520N,背着质量为8 kg的背包,用时40 min登上高为9 m的峭壁。在此过程中攀岩者对背包做功J,他做功的平均功率是W。(g取10N/kg),【答题指导】(1)计算方法:功:W=Fs;功率:示范题中,背包受到的重力为G=mg=8 kg10 N/kg=80 N,对背包做功为W=Gh=80 N9 m=720 J,,他做的总功W总=(G人+G)h=(520 N+80 N)9 m=5 400 J,他做功的平均功率为P=2.25 W。(2)需要规避的易错点:找准做功的那个力;F、s的对应性:F和s具有同一性、同时性、一致性(方向一致
15、)、统一性(单位都用国际单位)。【标准答案】7202.25,【贵州全国考题回访】1.(2014衡阳中考)小明从一楼提20个普通鸡蛋送给三楼的张爷爷,小明对这些鸡蛋大约做了多少功()A.0 J B.600 J C.60 J D.6 J【解析】选C。本题考查功的估算。20个普通鸡蛋的重力约为10 N,一楼到三楼升高约6 m,所以小明对这些鸡蛋大约做的功W=Fs=Gh=10 N6 m=60 J。,2.(2014白银中考)起重机把一个质量为0.5 t的工件在15 s内匀速地向上提升了6 m,则起重机提升工件的拉力为N,起重机提升工件的功率为W。(g取10 N/kg),【解析】本题考查功和功率的相关知识
16、。由题意知,拉力与工件的重力是一对平衡力,所以F=G=mg=500 kg10 N/kg=5 000 N;起重机提升工件的功率:=2 000 W。答案:5 000 2 000,3.(2014铜仁中考)老师上完功率一节后,小红想测出自己从一楼到四楼的功率。现有如下器材:A.天平B.弹簧测力计C.台秤D.秒表E.电流表F.电压表G.温度计H.皮尺(1)请帮小红选择最合适的测量工具(填序号):。(2)请帮她写出实验步骤并用物理量符号表示所测的物理量。,(3)请帮她在虚线框内设计一个实验表格。(4)请你用所测的物理量写出小红上楼的功率表达式。,【解析】本题考查机械功率的测量和计算。(1)由功率的公式可推
17、导出 所以要测量的量为人体的质量m(用台秤)、一楼到四楼的高度h(用皮尺)、所用时间t(用秒表),器材选C、D、H;(2)三个必需测量的量m、h、t没前后之分,实验步骤可按自己习惯编排;(3)表格中一定要体现出各物理量的单位;(4)此表达式由功率公式推导而来,即,答案:(1)CDH(选错一个都不给分)(2)步骤:a.用台秤测出小红的质量为m;b.用皮尺测出从一楼到四楼的高度为h;c.用秒表测出小红从一楼到四楼的时间为t。(步骤颠倒、高度测量方法合理都给分),(3)(4)表达式:,4.(2012遵义中考)一个正常成年人的心脏推动血液流动的功率为1.5W。(1)该成年人一昼夜(24h)心脏对血液做
18、了多少功?(2)这些功可以把多少质量的水送到10m高处?(取g=10N/kg),【解析】本题考查功率的计算。(1)P=1.5 W,t=24 h=243 600 s=86 400 s,一昼夜(24 h)心脏对血液做的功为W=Pt=1.5 W86 400 s=1.296105 J。(2)h=10 m,运送水的重力为G=1.296104 N而g=10 N/kg,运送水的质量为m=1 296 kg。答案:(1)1.296105 J(2)1 296 kg,高频考点5 机械效率【示范题5】(2014遵义中考)一体重为600N,双脚与地面的接触面积为0.05 m2的工人,用如图所示的滑轮组将重为800N的物
19、体匀速提高了0.5 m,此时该滑轮组的机械效率为80%。(不计绳重及摩擦)(1)在匀速提升物体的过程中,工人对绳子的拉力为多大?(2)在匀速提升物体的过程中,工人对地面的压强为多大?(3)使用该滑轮组,这个工人最多能提起多重的物体?,【关键点拨】解答本题抓住以下关键点:(1)区分有用功、额外功和总功。(2)根据机械效率计算拉力:(3)计算压强(4)最大拉力等于人的重力。,【自主解答】(1)=在匀速提升物体的过程中,工人对绳子的拉力为(2)在匀速提升物体的过程中,工人对地面的压力为F人=G人-F=600 N-500 N=100 N工人对地面的压强为,(3)使用该滑轮组,在匀速提升物体的过程中,滑
20、轮的重力为G动=nF-G物=2500 N-800 N=200 N这个工人的最大拉力为F=600 N,所以最多能提起物体的重力为G物=nF-G动=2600 N-200 N=1 000 N答案:(1)500 N(2)2 000 Pa(3)1 000 N,【答题指导】有关滑轮的计算(1)计算拉力:若不考虑摩擦、绳和动滑轮的重力时:若不考虑摩擦、绳重,只考虑动滑轮重时:,(2)计算滑轮组的机械效率:根据拉力和物重:根据物重和动滑轮重,得,【贵州全国考题回访】1.(2014黔东南州中考)工人用如图所示的滑轮组将质量为20kg的货物竖直匀速提高了2 m,他所做的有用功是J,已知该滑轮组的机械效率为80%,
21、工人的拉力是N(g=10N/kg)。,【解析】本题考查机械效率的计算。货物的重力G=mg=20 kg10 N/kg=200 N,有用功W有用=Gh=200 N2 m=400 J;工人的拉力答案:400 125,2.(2013黔东南州中考)利用如图所示的滑轮组提升重物,不计摩擦和绳子的重力,现用500N的拉力F将重为1800N的物体在5 s内匀速提升了3 m,则绳子自由端移动的速度是m/s,动滑轮的质量为kg,该滑轮组的机械效率为。(g取10N/kg),【解析】本题考查滑轮组、速度的计算、滑轮组的机械效率。由图可知,动滑轮由4段绳子吊着,所以n4。绳子自由端移动的距离为snh=43 m12 m。
22、绳子自由端的速度为 2.4 m/s;不计绳重和摩擦,所以有代入数据500 N G动200 N。则质量为m动 滑轮组的机械效率90%。答案:2.4 20 90%,3.(2013遵义中考)小明用如图所示滑轮组将一个放在水平地面上的物体匀速拉动,物体移动了3m,物体重力为2000N,与地面的接触面积为0.5m2,运动过程中物体受到的摩擦力为450N,绳自由端受到的拉力F为200N,求:(1)物体对地面的压强;(2)拉力F做的功;(3)该装置的机械效率。,【解析】(1)p=4 000 Pa(2)W拉=Fs=200 N9 m=1 800 J(3)=75%。答案:(1)4 000 Pa(2)1 800 J
23、(3)75%,【知识拓展】滑轮组机械效率的求解,高频考点6 机械能及其转化【示范题6】(2014黔东南州中考)如图所示,已知人造地球卫星绕地球运行的轨道是椭圆形的,有一近地点和远地点,下面关于卫星的说法正确的是()A.当卫星从远地点向近地点运动时,速度变大B.当卫星从近地点向远地点运动时,速度变大C.当卫星在远地点时,动能最大,重力势能最小D.当卫星在近地点时,动能最小,重力势能最大,【答题指导】(1)判断能量之间的转化:关键是分析物体的质量、速度、高度或形变程度如何转化,具体如下:卫星在太空中飞行时,在近地点时,速度最大,动能达到最大,重力势能达到最小;在远地点时,速度最小,动能最小,重力势
24、能最大。,(2)规避常见的易错点:判断动能或重力势能时,不要忽略质量的变化,注意关键词如匀速(速度不变);物体匀速下落时,重力势能没有转化为动能;只有动能和势能之间的转化时,机械能才会守恒;当要克服摩擦做功或有其他的能量转化时,机械能不再守恒。【标准答案】A,【贵州全国考题回访】1.(2014泰州中考)对于如图所示滚摆运动的现象,下列解释中不正确的是()A.动能与势能可以相互转化B.下降时重力势能减小,动能增大C.上升的最大高度逐次降低,说明能量不守恒D.有部分机械能转化为内能,但总能量不变,【解析】选C。本题考查动能和势能的相互转化。滚摆在上升、下降过程中,动能与势能相互转化,A正确;滚摆下
25、降时高度降低,速度增大,它的重力势能减小,动能增大,B正确;滚摆在上下运动过程中,要克服空气阻力做功,将部分机械能转化为内能,上升的最大高度逐次降低,机械能不守恒,但总能量守恒,C错、D正确。,2.(2013遵义中考)2012年6月16日“神舟九号”载人飞船成功发射,完成任务后宇航员乘返回舱安全返回,返回舱到达离地面一定高度时打开降落伞,受到空气的阻力而匀速下落,在匀速下落过程中,返回舱的动能,机械能。(均选填“增大”“不变”或“减小”)【解析】匀速下落,速度不变,质量不变,所以动能大小不变;高度减小,重力势能减小,机械能也就减小。答案:不变减小,【教师备选】高频考点 杠杆平衡条件的应用【示范
26、题】(2014安顺中考)如图甲所示,长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动,一拉力位移传感器竖直作用在杆上,并能使杆始终保持水平平衡。该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示。据图可知金属杆重(),A.5 N B.10 NC.20 N D.40 N,【答题指导】(1)求大小:利用F1l1=F2l2求解。如示范题取图像上的一点,动力F1=20N,动力臂l1=0.4m,阻力臂l2=0.8m,故20N0.4 m=F20.8m,则F2=G=10N。(2)判断杠杆是否平衡:若F1l1=F2l2,杠杆平衡。若F1l1F2l2,杠杆向力与力臂乘积大的方向偏转。(3)判
27、断力或力臂的变化:根据F1l1=F2l2,由已知量的变化,判断另一个力或力臂的变化。【标准答案】B,【贵州全国考题回访】1.(2014东营中考)皮划艇是我国奥运优势项目之一,如图所示,比赛中运动员一手支撑住桨柄的末端(视为支点),另一手用力划桨,下列说法正确的是()A.为省力,可将用力划桨的手靠近支点B.为省力,可将用力划桨的手远离支点C.为省距离,可将用力划桨的手远离支点D.将用力划桨的手靠近支点,既能省力又能省距离,【解析】选B。本题考查杠杆的平衡条件。杠杆的平衡条件为F1l1=F2l2,图中运动员的左手为支点,右手用的力为动力,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力,所以为了省力,可将用
28、力划桨的手远离支点。,2.(2014株洲中考)如图所示是运动员在水平地面上做俯卧撑时的情景。已知地面对两个手掌的支持力为360 N,对两个脚尖的支持力为240 N,手掌到脚尖的距离为1.5 m,则运动员所受的重力为N,人体重心到脚尖的水平距离为m。,【解析】本题考查杠杆的平衡条件的应用。运动员在竖直方向受竖直向上的支持力F1、F2,竖直向下的重力G的作用,运动员受力平衡,则G=F1+F2=360 N+240 N=600 N;以脚尖为支点,则支持力的力臂为L1,人体重心到脚尖的距离为L2,根据杠杆平衡条件得:F1L1=GL2,L2=0.9 m。答案:6000.9,3.(2014黔西南州中考)如图
29、所示,质量不计的光滑木板AB长1.2m,可绕固定点O转动,离O点0.2m的B端挂一重物G,板的A端用一根与水平地面成30夹角的细绳拉住,木板在水平位置平衡时绳的拉力是6N。然后在O点的正上方放一质量为0.3kg的小球,若小球以25cm/s的速度由O点沿木板向A端匀速运动,问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到零。(取g=10N/kg,绳的重力不计),【解析】本题考查杠杆平衡条件的应用。作出拉力的力臂,如图所示:,由杠杆平衡条件得:F绳AOsin30=GBO,即:6 N(1.2 m-0.2 m)=G0.2 m,解得:G=15 N,球的重力G球=m球g=0.3 kg10 N/kg=3 N,当绳子拉
30、力为0时,设球离O点距离为L球,由杠杆平衡条件得:G球L球=GBO,即:3 NL球=15 N0.2 m,解得:L球=1 m=100 cm,由速度公式:可知,球的运动时间:答案:4 s,【备选要点】简单机械的特点1.常见种类:杠杆、滑轮、斜面。2.特点的比较:,【特别提醒】使用机械可以省力或省距离,但不能省功。,【示范题】(1)(2013黄石中考)下列关于简单机械的描述不正确的是()A.钓鱼竿是省力杠杆 B.动滑轮是省力机械C.天平是等臂杠杆 D.利用斜面可以省力,【解析】选A。本题考查简单机械的知识。生活中常见的简单机械有杠杆、滑轮、斜面和轮轴。杠杆又分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。钓鱼竿动
31、力臂小于阻力臂,为费力杠杆;斜面是个省力的机械,并且在斜面高度一定时,斜面越长越省力;动滑轮可以省一半的力,为省力机械;天平是等臂杠杆。故选A。,(2)(2013淄博中考)如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械重和摩擦),其中所需动力最小的是(),【解题指南】解答本题应抓住以下关键点:(1)判断简单机械的类型。(2)判断滑轮的类型及绳子的股数。(3)判断动力臂和阻力臂之间的关系。,【解析】选D。本题考查对简单机械的理解。不计摩擦和机械自重,因此机械都是理想机械,A项斜面长为斜面高的2倍,则拉力为物体重力的二分之一。B项滑轮组有3股绳子拉着,则拉力为物体重力的三分之一。C项定滑轮
32、不省力,即拉力等于重力。D项杠杆的动力臂是阻力臂的4倍,根据杠杆平衡原理,则拉力为物体重力的四分之一。故选D。,主题一 杠杆的平衡条件【实验装置】,【实验关键】(1)调平:在挂钩码前,调节杠杆两端的_,使杠杆在_位置平衡。(2)力和力臂的测量:杠杆受到的作用力_所挂钩码的重力;力臂:从杠杆上读出支点到所挂钩码位置的距离就是力臂的长度。(3)分析实验数据:计算力和相应力臂的_,比较其大小关系,得出实验结论。,平衡螺母,水平,等于,乘积,【要点探究】(1)为什么要调节杠杆在水平位置平衡?提示:为了便于直接从杠杆上测出力臂的大小,如图所示;同时可以使杠杆的重心落在支点处,避免杠杆的重力对平衡产生影响
33、。,(2)实验前,如何调节平衡螺母使其在水平方向平衡?提示:按“左偏(低)右调,右偏(低)左调”的原则。(3)实验时为什么要做多次实验、收集多组数据?提示:只根据一组实验数据分析得出的结论具有偶然性,为了得到普遍性结论,使结论更具有说服力,应测量多组数据进行分析总结。,【中考警示】(1)该杠杆的动力和阻力是可以任意规定的,力的大小等于钩码的重力。(2)平衡螺母只能在悬挂钩码前调节杠杆平衡时使用,在悬挂钩码后不可移动平衡螺母。,【贵州全国考题回访】1.(2013遵义中考)小明在做“探究杠杆平衡条件”的实验中,所用的器材有规格相同的钩码6只,弹簧测力计一只,杠杆及支架,细线,杠杆上每小格距离相等。
34、(1)小明将杠杆挂在支架上,发现杠杆左端下倾。若他调节杠杆右端的平衡螺母,应将该平衡螺母向端调节,直到杠杆在水平位置平衡。,(2)如图甲所示,小明在已调好的杠杆左端2格处挂了3只钩码,要使杠杆平衡,除可在杠杆右端第“2格挂3”只钩码外,也可在右端第只钩码来完成。(按“格挂”填写)。,(3)若杠杆右端不挂钩码,改用弹簧测力计在左端第3格处拉杠杆使其平衡。则最小拉力的方向为。(4)如图乙,将弹簧测力计挂在杠杆右端第4格处向下拉使杠杆平衡,当拉杠杆的力由左下方逐渐变为向右下方拉的过程中,拉力的变化情况是以下选项中的(填选项符号)。A.逐渐变大 B.逐渐变小C.先变大后变小 D.先变小后变大,【解析】
35、(1)杠杆左端下倾,杠杆的右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动。(2)设杠杆的分度值为L,一个钩码的重为G,F2L2=3G2L=6GL,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,在杠杆右端挂钩码的情况有三种:1位置处挂6个钩码;2位置处挂3个钩码;3位置挂2个钩码。而题中只有6个钩码,左端用了3个,右端最多用3个,这样在杠杆右端挂钩码的情况只有两种:2位置处挂3个钩码;3位置挂2个钩码。,(3)由于支点不在动力和阻力中间,因此动力和阻力方向相反,所以拉力的方向竖直向上。(4)由左下方逐渐变为向右下方拉的过程中,阻力不变,阻力臂不变,动力臂由小变大再变小,动力由大变小再变大,所以弹簧测力计示数由大变小
36、再变大。答案:(1)右(2)3格挂2(3)竖直向上(4)D,2.(2014淮安中考)如图所示是“探究杠杆平衡条件”的装置图。(1)实验前为方便测量力臂长度,应将杠杆调到_平衡,如果杠杆的左端向下倾斜,平衡螺母应向_端调节。,(2)实验记录的数据如表中所示,收集多组数据的目的是_;实验得到的结论是(用字母符号表示)。,(3)图中杠杆处于平衡状态,每个钩码受到的重力是0.5 N,则弹簧测力计竖直向下的拉力是N;拉着弹簧测力计,逐渐向右倾斜,并保持杠杆平衡,弹簧测力计的示数将。,【解析】本题考查“探究杠杆平衡条件”的实验。(1)当杠杆在水平位置平衡时,力臂和杠杆重合,便于测量力臂,故应将杠杆调节到水
37、平位置平衡。我们通过调节杠杆两端的平衡螺母来使杠杆水平平衡,杠杆左端向下倾斜,则应将平衡螺母向右调节。(2)在做物理实验时,为了能得到普遍规律,常改变器材规格,多做几次实验,收集多组数据,使得出的实验结论更可靠、更具有说服力。根据表中数据得到的结论是动力动力臂=阻力阻力臂,即F1L1=F2L2。,(3)3个钩码的重力为1.5 N,即杠杆左端受到的力F1=1.5 N,力臂L1=20 cm;右端弹簧测力计拉力的力臂L2=15 cm,由杠杆平衡条件可得弹簧测力计的拉力F2=2 N。当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,F2的力臂L2将变小,F1L1不变,F2将变大,即弹簧测力计示数变大。答案:(1)水平位置右
38、(2)探究杠杆平衡所遵循的普遍规律F1L1=F2L2(3)2变大,主题二 测量滑轮组的机械效率【实验原理】。【测量方法】用_测出钩码重G、拉力F,用_测出钩码上升的高度h、绳端移动的距离s。,弹簧测力计,刻度尺,【实验装置】,【实验关键】(1)记位置:实验前,记下钩码和拉力的起始位置。(2)测物理量:_拉动弹簧测力计,使钩码升高一定的距离,读出拉力F、测出钩码上升高度h和拉力移动距离s,填入记录表格。(3)计算数据:W有=_,W总=_。,缓慢匀速,Gh,Fs,【要点探究】(1)实验中,为什么要匀速缓慢拉动弹簧测力计?提示:使弹簧测力计示数稳定,便于读出拉力大小。(2)在提升物体的过程中,能否待
39、弹簧测力计静止时再读出拉力的大小?为什么?提示:不能。静止和匀速拉动时,其绳子与滑轮间的摩擦力不一样,所以弹簧测力计的示数不一样,所以不能在弹簧测力计静止时读数,必须在匀速拉动的过程中读出弹簧测力计的示数。,(3)滑轮组的机械效率与钩码重有什么关系?提示:同一个滑轮组,所提升的钩码越重,其机械效率越高。(4)除物重外,滑轮组的机械效率还与哪些因素有关?提示:滑轮组的机械效率还与动滑轮的重、绳重、摩擦等因素有关。,【贵州全国考题回访】1.(2014安顺中考)某实验小组探究“影响滑轮组机械效率的因素”的实验装置如图所示,实验数据如下表。若不计摩擦,比较1和2两次的实验数据,可以看出滑轮组的机械效率
40、与有关;比较1和3两次的实验数据,可以看出滑轮组的机械效率与有关。,【解析】本题考查实验探究影响滑轮组机械效率的因素。从1、2两次实验中,绳端移动距离和钩码上升高度之间的关系可以看出,两次分别利用了不同的滑轮组。第二次使用的动滑轮的个数多。从而可以看出,动滑轮总重越大,滑轮组的机械效率越低。从1、3两组数据可以看出,两次用的是同一个滑轮组,第三次实验提升的钩码重,滑轮组的效率也高。所以可以看出滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关。答案:动滑轮的个数(或动滑轮的总重)提升的物重,2.(2014苏州中考)如图所示,在“测滑轮组机械效率”的实验中,若物体重6 N。(1)实验时应沿竖直方向_拉动弹簧
41、测力计。若物体上升高度为10 cm,此时弹簧测力计的示数如图所示,则滑轮组的机械效率是。(2)若仅增加物体的重力(不计摩擦),该滑轮组的机械效率将。,【解析】本题考查测量滑轮组机械效率的实验。(1)在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,这样弹簧测力计处于平衡状态,弹簧测力计的示数才反映拉力的大小。有用功W有用=Gh=6 N0.1 m=0.6 J;由图知弹簧测力计的示数为2.4 N,承重绳子的有效股数n=3,则绳子自由端移动的距离s=3h=30.1 m=0.3 m,总功W总=Fs=2.4 N0.3 m=0.72 J,滑轮组机械效率,(2)整个滑轮组保持不变,即额外功不变,因为对重物做的功为有
42、用功,增加重物的重力,有用功增加,机械效率会增大。答案:(1)匀速83.3%(2)增大,主题三 动能的大小与哪些因素有关【实验方法】_法、_法。【实验装置】,控制变量,转换,【实验关键】(1)判断小球动能大小的方法:让小球撞到木块上,通过比较木块被撞开的距离,木块被撞得越远,说明小球所具有的动能_。(2)探究动能与速度的关系。思路:让同一钢球分别从斜面的_处由静止滚下,撞击放在水平面上的木块,比较木块运动的距离。,越大,不同高度,(3)探究动能与质量的关系。思路:让木球、钢球分别从斜面的_处由静止滚下,撞击放在水平面上的木块,比较木块运动的距离。,同一高度,【要点探究】(1)探究动能与速度的关
43、系,为什么让同一钢球从斜面的不同高度处由静止滚下?提示:控制质量不变,改变钢球在撞击木块时的速度。(2)探究动能大小与质量的关系时,为什么让木球、钢球分别从斜面的同一高度处由静止滚下?提示:控制不同的球在撞击木块时速度相同。,(3)实验过程中,如果木块被撞开的距离超过了水平面的长度,在现有器材的前提下,应该如何进行实验?提示:适当降低小球从斜面上开始下滑的高度。,【中考警示】探究过程中应注意以下几点:(1)使用同一个斜面(粗糙程度、倾斜程度都不变);(2)被推动的是同一个木块;(3)木块放置的平面粗糙程度不变;(4)使小球的运动路线与木块的中心在同一直线上。,【贵州全国考题回访】(2014兰州
44、中考)如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。(1)该实验利用了转换法,通过观察来判断(选填“小球”或“木块”)动能的大小;(2)让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下,推动木块做功,目的是探究动能的大小与的关系;,(3)换用质量不同的小球,使它们从斜面的(选填“相同”或“不同”)高度由静止滚下,推动木块做功,目的是探究动能的大小与的关系。,【解析】本题考查探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验。(1)实验中利用了转换法,通过观察木块移动的距离来判断小球动能的大小。(2)让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下时,小球在水平面上开始运动的速度不同,目的是探究动能的大小与速度的关系。
45、(3)换用质量不同的小球,使它们从斜面的相同高度由静止滚下时,它们在水平面上开始运动的速度相同,目的是探究动能的大小与质量的关系。答案:(1)木块移动的距离小球(2)速度(3)相同质量,【教师备选】(2014新疆中考)“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置如图所示,艾力同学让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离s。回答下列问题:(1)艾力同学在研究动能大小跟的关系,实验中他控制了钢球的不变;,(2)钢球沿斜面滚下过程中,重力势能,动能(均选填“增大”“减小”或“不变”);(3)观察木块被撞击后移动距离的长短,是为了判断;若水平面绝对光滑,本实验将(选填“能”或“不能”)达到探究目的。,【解析】本题考查探究物体的动能跟什么因素有关。(1)艾力同学让同一钢球分别从不同的高度由静止开始滚下,这样是在质量相同的情况下探究动能跟速度的关系。(2)钢球在沿斜面滚下的过程中,钢球的高度变小、速度变大,是钢球的重力势能转化为动能,所以钢球的重力势能减小、动能增大。(3)实验中通过观察木块被撞击后移动距离的长短来判断钢球动能的大小;若水平面绝对光滑,木块在水平面上不受摩擦力的作用,则木块永远运动下去,就不能达到实验探究的目的了。,答案:(1)速度质量(2)减小增大(3)钢球动能的大小不能,
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