搜索
知识点1简单机械课标要求知道简单机械。通过实验,探究并了解杠杆的平衡条件1.杠杆：(1)概念：在力的作用下能_______________的一根硬棒。(2)五要素(如图所示)。绕着固定点转动①支点：杠杆可以绕其_____的点,如O点。②动力：使杠杆_____的力,如F1。③阻力：_____杠杆转动的力,如F2。④动力臂：从支点O到动力F1_______的距离,如l1。⑤阻力臂：从支点O到阻力F2_______的距离,如l2。转动转动阻碍作用线作用线(3)杠杆平衡条件：_______。(4)三种杠杆。F1l1=F2l2物理量杠杆力臂力特点应用举例省力杠杆l1__l2F1__F2省力费距离撬棒费力杠杆l1__l2F1__F2___________船桨等臂杠杆l1__l2F1__F2不省力也不费力_____费力省距离==天平2.滑轮：定滑轮动滑轮滑轮组图形特点定义轴固定不变轴随物体一起运动动滑轮和定滑轮组合在一起定滑轮动滑轮滑轮组动力情况F1=GF2=___F3=___动力方向____________有可能改变,有可能不改变绳自由端移动距离(s)s=hs=2hs=___(n是吊着物体的绳子段数)G2Gn改变不改变nh知识点2机械效率课标要求知道机械效率。了解提高机械效率的途径和意义1.有用功：为了达到目的_____要做的功。2.额外功：对达到某一目的没有用___________的功。3.总功：有用功和额外功的_____。4.机械效率：(1)定义：_____________的比值。(2)公式：_______。(3)规律：因为有用功小于总功,所以机械效率总______。必须又不得不做总和有用功跟总功小于1WW有总(4)提高机械效率的方法。①改进_____,使它更合理、更轻巧。②同一机械,增大_____。③经常_____,使机械处于良好的状态。结构载重保养(1)从图中可以看出动滑轮实质是一个杠杆,支点是点,动力臂是,阻力臂是,所以它是一个(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。(2)由动滑轮的实质可知,使用动滑轮可以,但不能改变力的。(3)若物体在拉力作用下上升0.5m,拉力F上升m,若物体重6N,动滑轮重2N,则拉力F等于N,机械效率为。参考答案：(1)OL1L2省力(2)省力方向(3)1475%高频考点1杠杆及其应用中考题眼①杠杆的平衡条件②力臂的画法1.杠杆示意图的画法：2.杠杆最省力的作图方法：(1)动力作用点要选在杆的最远端(指距支点最远)。(2)连接动力作用点与支点(用虚线)。(3)以动力作用点为垂足,沿动力方向作动力作用点与支点连线的垂线。(4)根据动力与阻力使杠杆的旋转方向相反来确定动力的方向。【易错警示】(1)杠杆可以是直的,也可以是弯曲的。(2)动力和阻力都是杠杆自身受到的力,而不是杠杆对其他物体的作用力。(3)要注意力臂是从支点到力的作用线的距离,而不是从支点到力的作用点的距离。(4)既省力又省距离的杠杆是不存在的。【典例1】(2013·德州中考)如图所示,请画出杠杆AB在图示位置静止时作用在B点的最小力F及其力臂l。【思路导引】解答本题抓住两点：(1)要使力最小,则需力臂最长。(2)根据动力与阻力使杠杆的旋转方向相反可知,力F的方向应向下。【精讲精析】本题考查力臂作图。根据杠杆平衡条件知,要使作用在B点的力F最小,力臂l应最长;O为杠杆的支点,则最长的力臂应为OB。杠杆静止时,作用在B点的力F与重物G对杠杆的作用力使杠杆的转动方向相反,故力F的方向应垂直杠杆向下。答案：如图所示【失误档案】画杠杆的示意图,易出现以下失误：(1)对于较复杂的杠杆,不能准确找出支点。(2)把力臂认为是支点到力的作用点的距离。(3)没有标出动力臂或阻力臂。(4)漏标注垂直符号。【变式训练】(2012·宜宾中考)如图所示是利用杠杆撬起一质材均匀的球形石头的情景,O是支点。请在图中画出石头的重力示意图以及重力和力F的力臂并分别用字母L1和L2表示。【解析】本题考查杠杆示意图的画法。石头的重心在球心,过球心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,并标出符号G;过支点分别作垂直于动力作用线和阻力作用线的垂线段(即动力臂L1和阻力臂L2)。答案：如图所示：(2012·凉山中考)在图中,O为支点,画出使杠杆保持平衡的最小力F(保留作图痕迹)。【解析】本题考查杠杆的知识。动力臂越长越省力,故连接OA,过A点作垂直于OA斜向下的力,即为最小的力。答案：如图所示：高频考点2滑轮及滑轮组中考题眼①滑轮的绕线方法②判断省力情况1.定滑轮和动滑轮：(1)判断。①定滑轮：拉动绳子提升重物时,滑轮的轴固定不动。②动滑轮：滑轮以及轴都随着重物一起运动。(2)特点。①定滑轮：可以改变力的方向,但不能省力,不能省距离。②动滑轮：不能改变力的方向,能省力,但费距离。2.滑轮组：(1)特点：既省力又能改变力的方向。当自由端连接在定滑轮上,可以改变力的方向。当自由端连接在动滑轮上时,不可以改变力的方向。(2)绳子股数的判断方法：在滑轮组中,承担重物的绳子段数n,就是吊着动滑轮的那几段绳子,包括从动滑轮上引出的和拴在动滑轮上的绳子;而绕过定滑轮的绳子,只起到改变力的方向的作用。(3)省力的判断方法：滑轮组有几段绳子承担物体,则提起物体所用的力就是物重的几分之一,即F=G(G=G物+G动)。1n【易错警示】(1)确定好绳子的固定端后,要按照从内到外的顺序绕。(2)用笔画线表示绳子时,注意所画的线要直,并且要与滑轮的边缘相切。(3)若要求最省力,则承担物重的绳子段数应最多。【典例2】(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。【思路导引】解答本题时按照以下思路分析：【精讲精析】本题考查滑轮组的组装。滑轮组的省力特点：滑轮组由几段绳子承担物重,提起绳子的力就是物重的几分之一,承担物重的绳子段数越多,越省力。题目中有一个定滑轮,一个动滑轮,可由3段绳子提着动滑轮,起始端从动滑轮开始。答案：如图所示【方法归纳】绕制滑轮组时,若要求F=G,这时如果n为奇数,绳子的起点固定在动滑轮上;当n为偶数时,绳子的起点固定在定滑轮上,这个规律称为“奇动偶定”。1n【变式训练】(2012·德州中考)用如图所示的滑轮组提升重物,要求绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,请在图上画出绕线的方法。【解析】本题考查滑轮组的绕线方法。绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,则相同时间内绳子自由端移动的距离等于重物上升高度的2倍,可知有2段绳子承担总重,即连在动滑轮上的绳子为2段。答案：如图所示高频考点3对机械效率的理解中考题眼①有用功②总功③机械效率1.物理意义：机械效率是有用功占总功的百分比,它只有大小,没有单位。2.规律：使用机械时,不得不做一些额外功,所以机械效率η总小于1,通常用百分数来表示。3.可变性：由公式可知,当额外功一定时,机械做的有用功越多,机械效率越高。当机械所做的有用功一定时,机械做的额外功越少,机械效率越高。有有总有额4.提高机械效率的方法：(1)当有用功(W有)一定时,额外功(W额)越小,则机械效率(η)越大。因此设法减小额外功可以提高机械效率。如减轻动滑轮(做额外功的机械)本身的重量,加润滑油以减小摩擦,用轻质材料制作机械,都可以不同程度地减小额外功,提高机械效率。(2)当额外功(W额)一定时,有用功(W有)越大,机械效率(η)越大,因此增大有用功可以提高机械效率。如增加物重可以提高机械效率。【典例3】(2013·德州中考)如图所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力可以忽略不计,在物体匀速上升的过程中()A.甲图省力,机械效率甲图大B.甲图省力,机械效率一样大C.乙图省力,机械效率一样大D.乙图省力,机械效率乙图大【思路导引】解答本题抓住以下两个关键点：【精讲精析】选C。本题考查机械效率及省力的有关知识。由于两滑轮组中的滑轮相同,故其重力都相同,甲有2段绳子提着动滑轮,乙有3段绳子提着动滑轮,提相同物体故乙省力;在提升物体的过程中,对物体做的是有用功,对动滑轮做额外功,对两图来说有：故机械效率相同。WGhGWGGGGh有物物总物动物动，【失误档案】解答此类问题,容易出现以下失误：(1)误认为机械效率越高就越省力。(2)误认为机械效率越高做的有用功一定越多。【变式训练】(2012·福州中考)小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码提升相同的高度,如图所示。他两次提升钩码所用的拉力分别为F甲和F乙,则F甲F乙;所做的有用功分别为W甲和W乙,机械效率分别为η甲和η乙,则W甲W乙,η甲_______η乙。(均选填“”“=”或“”)【解析】本题考查滑轮组机械效率的计算。甲、乙滑轮组的绳子股数都是三股,提起的钩码越重,所需的拉力越大,所以F甲F乙;假设都使钩码上升h,则W甲=Gh,W乙=2Gh,故W甲W乙;用同一滑轮组提升钩码到相同高度,所做的额外功是相等的,由于W甲W乙,所以η甲η乙。答案：高频考点4功、功率、机械效率的综合计算中考题眼①有用功②总功③机械效率④功率1.三者之间的关系：2.三者的公式关系：3.功率与速度、牵引力的关系：【典例4】(2013·梅州中考)小林用如图所示的滑轮组在20s的时间内把重为120N的重物匀速提升了6m,拉力所做的功为960J。求：(1)小林所做的有用功功率;(2)滑轮组的机械效率;(3)拉力的大小。【思路导引】解答本题需明确以下关系式和公式：(1)绳端移动距离s与重物上升高度h的关系：s=2h。(2)功率：P=。(3)有用功：W有=Gh;总功：W总=Fs。(4)机械效率：η=×100%。WtWW有总【精讲精析】(1)小林所做的有用功W有=Gh=120N×6m=720J有用功功率(2)滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=75%(3)绳端移动的距离s=2h=2×6m=12m由W=Fs得拉力答案：(1)36W(2)75%(3)80NW720JP36Wt20s有有WW有总720J960JW960JF80Ns12m总【方法归纳】对于功、功率和机械效率的综合计算的解题思路(1)认真审题,剖析题意确定各量间的关系。(2)根据已知量和待求量的关系,结合相应的公式或物理规律建立关系式。(3)逐步分析、计算中间的物理量,直至导出所求量。【变式训练】(2012·连云港中考)用如图所示的滑轮组,将重为10N的物体以0.1m/s的速度匀速提升,拉力F=6N,拉力的功率为W,滑轮组的机械效率为,若不计绳重及摩擦,动滑轮的重力为N。【解析】本题考查功、功率、机械效率的综合计算。由题图知,n=2,s=2h,绳子自由端移动的速度v=2×0.1m/s=0.2m/s,拉力的功率P=Fv=6N×0.2m/s=1.2W;使用滑轮组做的有用功W有=Gh,使用滑轮组做的总功W总=Fs,滑轮组的机械效率不计绳重和摩擦，则拉力即6N=(10N+G轮)，G轮=2N。答案：1.283.3%2WGhGhG10N83.3%WFsF2h2F26N有总；1FGG2物轮，12实验探究1探究杠杆的平衡条件考查角度①杠杆在水平位置的调节②分析实验数据得出结论1.平衡状态：指杠杆在动力和阻力的作用下,处于_____状态或_________状态。2.实验设计：静止匀速转动(1)调节杠杆两端的_____,使杠杆在不挂钩码时,保持_____并静止,达到平衡状态。(2)给杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在_________平衡。(3)记录钩码的重力,测出两力臂,记入表格。(4)重复多做几次实验,得到不同数据。螺母水平水平位置3.问题探究：(1)杠杆两端的平衡螺母,起什么作用?如何调节?提示：调节杠杆,使杠杆在水平位置平衡,杠杆哪端高,就将平衡螺母向哪端调节。(2)在本实验中,为什么要使杠杆在水平位置平衡?提示：①便于精确测量力臂(力臂l1与l2恰好在杠杆上,由杠杆上的刻度直接读出力臂的大小)。②杠杆自身的重力通过支点对杠杆平衡不产生影响