第十章机械与人【沪科版总复习用】课件.ppt

第十章机 械 与 人1.1.杠杆杠杆:(1)(1)定定义义:在力的作用下能在力的作用下能绕绕着着_转动转动的硬棒。的硬棒。(2)(2)五要素五要素:如如图图所示所示知知识识点点1 1杠杆与滑杠杆与滑轮轮课标课标要求要求知道知道简单简单机械。通机械。通过实验过实验,探究并了解杠杆探究并了解杠杆的平衡条件的平衡条件固定点固定点支点支点:杠杆杠杆绕绕着着转动转动的的_,_,如如图图中中O O。动动力力:使杠杆使杠杆_的力的力,如如图图中中F F1 1。阻力阻力:_:_杠杆杠杆转动转动的力的力,如如图图中中F F2 2。动动力臂力臂:_:_的距离的距离,如如图图中中l1 1。阻力臂阻力臂:_:_的距离的距离,如如图图中中l2 2。(3)(3)平衡条件。平衡条件。文字表达式文字表达式:_:_。字母表达式字母表达式:_:_。固定点固定点转动转动阻碍阻碍从支点到从支点到动动力作用力作用线线从支点到阻力作用从支点到阻力作用线线动动力力动动力臂力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂F F1 1l1 1=F=F2 2l2 2(4)(4)三种杠杆三种杠杆:物理量物理量杠杆杠杆力臂力臂力力特点特点应应用用举举例例省力杠杆省力杠杆l1 1_l2 2F F1 1_F_F2 2_钉锤钉锤费费力杠杆力杠杆l1 1_l2 2F F1 1_F_F2 2_钓鱼钓鱼竿竿等臂杠杆等臂杠杆l1 1_l2 2F F1 1_F_F2 2不省力也不省力也不不费费力力_ =省力省力费费距离距离费费力省距离力省距离天平天平2.2.滑轮及其应用滑轮及其应用:定滑定滑轮轮动动滑滑轮轮滑滑轮组轮组图图形特点形特点力臂关系力臂关系l1 1=l2 2l2 2=2=2l1 1动动力情况力情况F F1 1=G=GF F2 2=_=_F F3 3=_(n=_(n是吊着是吊着动动滑滑轮轮的的绳绳子段数子段数)定滑定滑轮轮动动滑滑轮轮滑滑轮组轮组动动力方向力方向_有可能改有可能改变变,有可能不改有可能不改变变绳绳自由端自由端移移动动距离距离(s)(s)s=hs=hs=2hs=2hs=_s=_实质实质_改改变变不改不改变变等臂杠杆等臂杠杆省力杠杆省力杠杆nhnh1.1.功功:(1)(1)定定义义:力和物体在力的方向上移力和物体在力的方向上移动动距离的距离的_。(2)(2)做功的两个必要因素。做功的两个必要因素。作用在物体上的作用在物体上的_;_;物体在物体在_上移上移动动的距离。的距离。(3)(3)计计算公式算公式:W=_:W=_。知知识识点点2 2功和功率功和功率课标课标要求要求理解机械功和功率。用生活中的理解机械功和功率。用生活中的实实例例说说明机械功和功率的含明机械功和功率的含义义乘乘积积力力力的方向力的方向FsFs2.2.功率功率:(1)(1)物理意物理意义义:表示物体表示物体_的物理量。的物理量。(2)(2)定定义义:一段一段时间时间内做的内做的_与做功所用的与做功所用的这这段段_的比。的比。(3)(3)公式公式:P=:P=。做功快慢做功快慢功功时间时间1.1.有用功、有用功、额额外功和外功和总总功功:(1)(1)有用功有用功:_:_的功的功,记记作作W W有有。(2)(2)额额外功外功:无用的但无用的但_的功的功,记记作作W W额额。(3)(3)总总功功:_:_对对机械所做的功机械所做的功,记记作作W W总总。(4)(4)关系关系:W:W总总=_=_。知知识识点点3 3机械效率机械效率课标课标要求要求知道机械效率。了解提高机械知道机械效率。了解提高机械效率的途径和意效率的途径和意义义我我们们需要的、有价需要的、有价值值又不得不做又不得不做动动力力W W有有+W+W额额2.2.机械效率机械效率:(1)(1)定定义义:_:_和和_的比的比值值。(2)(2)公式公式:=:=。(3)(3)特点特点:机械效率机械效率总总_1_1。3.3.影响滑影响滑轮组轮组机械效率的主要因素机械效率的主要因素:(1)_;(1)_;(2)_(2)_。有用功有用功总总功功小于小于提升的物重提升的物重动动滑滑轮轮的重力的重力1.1.能量能量:如果一个物体能如果一个物体能够够_,_,就就说这说这个物体具个物体具有能量有能量,简简称能。称能。知知识识点点4 4机械能机械能课标课标要求要求知道知道动动能、能、势势能和机械能。通能和机械能。通过实验过实验,了解了解动动能和能和势势能的相互能的相互转转化。用化。用实实例例说说明机械能和其他形式明机械能和其他形式能量的相互能量的相互转转化化对别对别的物体做功的物体做功2.2.机械能的分类及其影响因素机械能的分类及其影响因素:3.3.动动能与能与势势能的能的转转化化:(1)(1)摆摆球上下运球上下运动过动过程中程中,动动能与能与_相互相互转转化化;(2)(2)玩玩蹦蹦蹦蹦床床过过程中程中,动动能与能与_相互相互转转化。化。机机械械能能分分类类定定义义影响因素影响因素动动能能物体由于物体由于_具有的能具有的能_、_势势能能重力重力势势能能物体由于物体由于_所具有所具有的能的能_、_弹弹性性势势能能物体因物体因_而具有而具有的能的能_运运动动高度位置高度位置质质量量速度速度质质量量高度高度弹弹性形性形变变弹弹性形性形变变的的大小大小重力重力势势能能弹弹性性势势能能如如图图所示所示,建筑工人用滑建筑工人用滑轮组轮组提升重提升重为为240N240N的的泥桶泥桶,动动滑滑轮轮重重为为30N30N。工人在。工人在10s10s内将泥桶匀内将泥桶匀速提升速提升3m3m。(不不计计滑滑轮轮与与轴轴之之间间的摩擦及的摩擦及绳绳重重)(1)(1)工人将工人将绳绳子向上拉子向上拉动动了了m;m;(2)(2)手拉手拉绳绳子的力子的力为为N;N;(3)(3)拉力的功率拉力的功率为为W;W;(4)(4)滑滑轮组轮组的机械效率的机械效率为为;(5)(5)若将若将动动滑滑轮轮重量减重量减轻轻,则则机械效率会机械效率会;(6)(6)在泥桶匀速升高的在泥桶匀速升高的过过程中程中,它的它的动动能能,重力重力势势能能。参考答案：参考答案：(1)9(1)9(2)90(2)90(3)81(3)81(4)88.9%(4)88.9%(5)(5)增大增大(6)(6)不变增大不变增大1.1.杠杆示意杠杆示意图图的画法的画法:高高频频考点考点1 1杠杆及其平衡条件杠杆及其平衡条件中考中考题题眼眼画出画出动动力臂和阻力臂力臂和阻力臂求求动动力或阻力的力或阻力的大小大小判断杠杆的种判断杠杆的种类类2.2.杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件:(1)(1)平衡状平衡状态态:是指杠杆在是指杠杆在动动力和阻力的作用下力和阻力的作用下,处处于静止状于静止状态态或或匀速匀速转动转动状状态态。(2)(2)平衡条件的表达式平衡条件的表达式:F:F1 1l1 1=F=F2 2l2 2或或 。(3)(3)应应用。用。定量定量计计算算:已知其中的三个量已知其中的三个量,求第四个量。求第四个量。判断杠杆的种判断杠杆的种类类:通通过过比比较动较动力臂和阻力臂的大小力臂和阻力臂的大小,判断杠杆判断杠杆的的类类型。型。判断杠杆的平衡状判断杠杆的平衡状态态。a.a.若若F F1 1l1 1=F=F2 2l2 2,则则杠杆能保持平衡杠杆能保持平衡;b.b.若若F F1 1l1 1FF2 2l2 2,则则杠杆不能保持平衡杠杆不能保持平衡,杠杆向力与力臂乘杠杆向力与力臂乘积较积较大大的方向的方向转动转动。分析分析动动力力F F1 1的的变变化情况化情况:根据平衡条件可得根据平衡条件可得F F1 1=,=,据此可分据此可分析杠杆在工作的析杠杆在工作的过过程中程中F F1 1是否是否变变化、如何化、如何变变化化(增大或减小增大或减小)。【易错警示易错警示】(1)(1)动力和阻力都是杠杆受到的力动力和阻力都是杠杆受到的力,而不是杠杆对而不是杠杆对其他物体的作用力。其他物体的作用力。(2)(2)力臂是从支点到力的作用线的距离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而不是从支点到力的作用点的距离。用点的距离。【典例典例1 1】(2012(2012无无锡锡中考中考)如如图图所示是列所示是列车车上常用的手推上常用的手推车车,车车内内货货物均匀物均匀摆摆放。放。车车前行前行时时,需需经过经过障碍物。当手推障碍物。当手推车车的前的前轮轮遇遇到障碍物到障碍物A A时时,售售货员货员向下按扶把向下按扶把,这时这时手推手推车车可以可以视为视为杠杆杠杆,若手若手推推车车和和货货物物总总重重200N,200N,动动力臂和阻力臂之比力臂和阻力臂之比为为23,23,则则售售货员货员作作用在扶把上的用在扶把上的动动力力为为N N。当后。当后轮轮遇到障碍物遇到障碍物A A时时,售售货员货员竖竖直向上提扶把直向上提扶把,这时这时支点是支点是(选选填填“A A”“”“B B”或或“C C”)点点,这这种情况下种情况下,手推手推车车可以可以视为视为(选选填填“省力省力”或或“费费力力”)杠杆。杠杆。【思路导引思路导引】解答本题有三个关键点解答本题有三个关键点:【精讲精析精讲精析】本题考查杠杆的有关计算及分类。当手推车的前本题考查杠杆的有关计算及分类。当手推车的前轮遇到障碍物轮遇到障碍物A A时时,售货员向下按扶把售货员向下按扶把,此时此时C C点为杠杆的支点点为杠杆的支点,根据杠杆平衡条件根据杠杆平衡条件F F1 1l1 1=F=F2 2l2 2得得F F1 1=F=F2 2=200N=300N;200N=300N;当后轮遇当后轮遇到障碍物到障碍物A A时时,售货员竖直向上提扶把售货员竖直向上提扶把,此时此时B B点为杠杆的支点点为杠杆的支点,动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂,手推车可以视为省力杠杆。手推车可以视为省力杠杆。答案：答案：300300B B省力省力【方法归纳方法归纳】求解最小动力的方法求解最小动力的方法(1)(1)动力作用点要选在杠杆上距支点最远处动力作用点要选在杠杆上距支点最远处;(2)(2)连接动力作用点和支点连接动力作用点和支点(用虚线用虚线););(3)(3)以动力作用点为垂足以动力作用点为垂足,作动力作用点与支点连线的垂线作动力作用点与支点连线的垂线,则则此垂线即为动力作用线此垂线即为动力作用线;(4)(4)根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反,确定动力的方向。确定动力的方向。【变变式式训练训练】(2013(2013德州中考德州中考)如如图图所示所示,请请画出杠杆画出杠杆ABAB在在图图示位示位置静止置静止时时作用在作用在B B点的最小力点的最小力F F及其力臂及其力臂l。【解析解析】本题考查力臂作图。根据杠杆平衡条件知本题考查力臂作图。根据杠杆平衡条件知,要使作用要使作用在在B B点的力点的力F F最小最小,力臂力臂l应最长应最长;O;O为杠杆的支点为杠杆的支点,则最长的力臂应则最长的力臂应为为OBOB。杠杆静止时。杠杆静止时,作用在作用在B B点的力点的力F F与重物与重物G G对杠杆的作用力使对杠杆的作用力使杠杆的转动方向相反杠杆的转动方向相反,故力故力F F的方向应垂直杠杆向下。的方向应垂直杠杆向下。答案：答案：如图所示如图所示1.1.定滑定滑轮轮和和动动滑滑轮轮:(1)(1)判断判断:提升重物提升重物时时,转轴转轴固定不固定不动动的是定滑的是定滑轮轮,转轴转轴随重物一起随重物一起移移动动的是的是动动滑滑轮轮。(2)(2)实质实质及特点。及特点。定滑定滑轮实质轮实质上是一个等臂杠杆上是一个等臂杠杆,不能省力不能省力,但可以改但可以改变变力的方力的方向向;动动滑滑轮实质轮实质上是一个上是一个动动力臂等于阻力臂力臂等于阻力臂2 2倍的杠杆倍的杠杆,可以省一可以省一半力半力,但不能改但不能改变动变动力的方向。力的方向。高高频频考点考点2 2滑滑轮轮及滑及滑轮组轮组中考中考题题眼眼定滑定滑轮轮和和动动滑滑轮轮的特点的特点计计算加在算加在绳绳自由自由端的拉力大小端的拉力大小滑滑轮组绳轮组绳子的子的绕绕法法2.2.滑滑轮组轮组:(1)(1)承担物重的承担物重的绳绳子段数子段数n n的判断的判断:与与动动滑滑轮轮直接相直接相连连的的绳绳子是子是几段几段,则则承担物重的承担物重的绳绳子段数子段数n n就是几。若就是几。若绳绳子自由端最后跟定子自由端最后跟定滑滑轮轮相相连连,则则此段此段绳绳子不承担物重子不承担物重,只是起到改只是起到改变变力的方向的作力的方向的作用。用。(2)(2)省力情况。省力情况。不不计计摩擦和机械本身的重力摩擦和机械本身的重力时时,加在加在绳绳自由端的拉力自由端的拉力F=GF=G物物;只考只考虑动虑动滑滑轮轮的重力的重力,不不计计摩擦和摩擦和绳绳重重时时,加在加在绳绳自由端的拉自由端的拉力力F=(GF=(G物物+G+G动动););(3)(3)滑滑轮组轮组的的组组装。装。首先确定承担物重的首先确定承担物重的绳绳子段数子段数n,n,有两种方法有两种方法:a.a.已知物重已知物重G G和和动动力力F F且不且不计计摩擦和摩擦和绳绳重重时时,则则n=;n=;b.b.已知已知绳绳子自由端移子自由端移动动的距离的距离s s和重物移和重物移动动的距离的距离h,h,则则n=n=。然后根据承担物重的然后根据承担物重的绳绳子段数子段数n n的奇偶性确定的奇偶性确定绳绳子固定端的子固定端的位置位置,即即“奇奇动动偶定偶定”:a.na.n为为奇数奇数,绳绳子的固定端在子的固定端在动动滑滑轮轮上上;b.nb.n为为偶数偶数,绳绳子的固定端在定滑子的固定端在定滑轮轮上。上。【典例典例2 2】(2013(2013日照中考日照中考)如如图图所示所示,用滑用滑轮组轮组提升重物提升重物,用笔画用笔画线线代替代替绳绳子在子在图图中画出最省力的中画出最省力的绳绕绳绕法。法。【思路导引思路导引】解答本题时按照以下思路分析解答本题时按照以下思路分析:【精讲精析精讲精析】本题考查滑轮组的组装。滑轮组的省力特点本题考查滑轮组的组装。滑轮组的省力特点:滑滑轮组由几段绳子承担物重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承担物重的绳子段数越多,越省力。题目中有一个定滑轮越省力。题目中有一个定滑轮,一个一个动滑轮动滑轮,可由可由3 3段绳子提着动滑轮段绳子提着动滑轮,起始端从动滑轮开始。起始端从动滑轮开始。答案：答案：如图所示如图所示【方法归纳方法归纳】滑轮组组装的方法滑轮组组装的方法(1)(1)绕绳时绕绳时,先固定绳子的固定端先固定绳子的固定端,然后按照从动滑轮到定滑轮然后按照从动滑轮到定滑轮(或从定滑轮到动滑轮或从定滑轮到动滑轮)、从小轮到大轮、从内到外的顺序绕绳、从小轮到大轮、从内到外的顺序绕绳;(2)(2)用笔画线表示绳子时用笔画线表示绳子时,注意所画的线要直注意所画的线要直,并且要与滑轮的并且要与滑轮的边缘相切边缘相切;(3)(3)若要求最省力若要求最省力,则承担物重的绳子段数应最多则承担物重的绳子段数应最多;若要求比较若要求比较方便地提升重物方便地提升重物,绳子的自由端要向下拉。绳子的自由端要向下拉。【变变式式训练训练】(2012(2012德州中考德州中考)用如用如图图所示的滑所示的滑轮组轮组提升重物提升重物,要要求求绳绳子自由端移子自由端移动动的速度是物体上升速度的的速度是物体上升速度的2 2倍倍,请请在在图图上画出上画出绕线绕线的方法。的方法。【解析解析】本题考查滑轮组的绕线方法。绳子自由端移动的速度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是物体上升速度的2 2倍倍,则相同时间内绳子自由端移动的距离等则相同时间内绳子自由端移动的距离等于重物上升距离的于重物上升距离的2 2倍倍,可知有可知有2 2段绳子承担物重段绳子承担物重,即连在动滑轮即连在动滑轮上的绳子段数为上的绳子段数为2 2段。段。答案：答案：如图所示如图所示1.1.正确理解做功的两个必要因素正确理解做功的两个必要因素:(1)(1)做功必做功必须须同同时时具具备备两个必要因素。两个必要因素。作用在物体上的力作用在物体上的力;物体在力的方向上移物体在力的方向上移动动的距离。的距离。高高频频考点考点3 3功和功率功和功率中考中考题题眼眼判断力是否做功判断力是否做功功和功率的功和功率的计计算算(2)(2)几种常见的不做功的情况。几种常见的不做功的情况。缺力无功缺力无功:物体靠物体靠惯惯性通性通过过一段距离一段距离,此情况有距离无力。此情况有距离无力。缺距离无功缺距离无功:有力作用在物体上有力作用在物体上,但物体没有移但物体没有移动动距离。距离。垂直无功垂直无功:有力作用在物体上有力作用在物体上,物体也移物体也移动动了一段距离了一段距离,但力的但力的方向与物体移方向与物体移动动方向垂直。方向垂直。2.2.计计算公式算公式:(1)(1)功功:W=Fs=Pt;:W=Fs=Pt;(2)(2)功率功率:P=Fv(:P=Fv(以恒定的力做匀速直以恒定的力做匀速直线线运运动动)。【易错警示易错警示】(1)(1)利用公式进行计算时利用公式进行计算时,各物理量是一一对应的各物理量是一一对应的,并且各物理量的单位都取国际单位。并且各物理量的单位都取国际单位。(2)(2)做功的多少是由功率和时间共同决定的做功的多少是由功率和时间共同决定的,功率大的物体不一功率大的物体不一定做功多。定做功多。【拓展延伸拓展延伸】功的原理功的原理:使用任何机械都不省功。省力的机械使用任何机械都不省功。省力的机械必定费距离必定费距离,省距离的机械必定费力省距离的机械必定费力,省力又省距离的机械是不省力又省距离的机械是不存在的存在的,但是使用机械可以省力、改变动力的方向或者省距离但是使用机械可以省力、改变动力的方向或者省距离,给人们带来方便。这是人们使用机械的目的。功的原理适用于给人们带来方便。这是人们使用机械的目的。功的原理适用于任何机械。任何机械。【典例典例3 3】(2013(2013无无锡锡中考中考)木木块块在大小在大小为为5N5N的水平拉力作用下的水平拉力作用下,10s,10s内在水平面上沿拉力方向前内在水平面上沿拉力方向前进进2m,2m,拉力做功拉力做功为为J,J,功功率率为为W,W,若木若木块块重重15N,15N,在此在此过过程中重力程中重力对对木木块块做功做功为为J J。【思路导引思路导引】解答本题要注意以下两个关键点解答本题要注意以下两个关键点:【精讲精析精讲精析】本题考查功和功率的计算。在水平方向上木块受本题考查功和功率的计算。在水平方向上木块受到了拉力并且移动了一段距离到了拉力并且移动了一段距离,水平拉力做功水平拉力做功W=Fs=5NW=Fs=5N2m=10J,2m=10J,其功率其功率P=1WP=1W。重力的方向竖直向下。重力的方向竖直向下,木块在竖直方向上没有移动距离木块在竖直方向上没有移动距离,故重力做功为故重力做功为0 0。答案：答案：10101 10 0【方法归纳方法归纳】判断是否做功的三个步骤判断是否做功的三个步骤(1)(1)物体是否受到力的作用物体是否受到力的作用,不受力的物体不做功。不受力的物体不做功。(2)(2)物体是否运动物体是否运动,不运动的物体也不做功。不运动的物体也不做功。(3)(3)判断物体受力的方向和运动方向的关系判断物体受力的方向和运动方向的关系,若二者方向垂直若二者方向垂直,则不做功则不做功;若二者方向不垂直若二者方向不垂直,则做功。则做功。【变变式式训练训练】(2012(2012内江中考内江中考)如如图图所示所示,以下所列以下所列举举的几个力中的几个力中,没有没有对对物体做功的是物体做功的是()【解析解析】选选D D。本题考查判断力是否做功的方法。物理学中的。本题考查判断力是否做功的方法。物理学中的功包含两个必要因素功包含两个必要因素,一是作用在物体上的力一是作用在物体上的力;二是物体在力的二是物体在力的方向上运动一段距离。由题图可知方向上运动一段距离。由题图可知,杠铃静止时受到了运动员杠铃静止时受到了运动员的支持力的支持力,但在支持力的方向上没有移动距离但在支持力的方向上没有移动距离,故故D D选项中支持选项中支持力没有对杠铃做功。力没有对杠铃做功。1.1.物理意物理意义义:机械效率是有用功在机械效率是有用功在总总功中所占比例的多少功中所占比例的多少,是一是一个比个比值值,是一个无是一个无单单位的物理量位的物理量,描述机械的工作性能。描述机械的工作性能。高高频频考点考点4 4正确理解机械效率正确理解机械效率中考中考题题眼眼计计算机械效率算机械效率求有用功、求有用功、总总功功影响机械效率的因素影响机械效率的因素2.2.滑滑轮组轮组与斜面的机械效率与斜面的机械效率:机械机械有用功有用功总总功功机械效率机械效率用滑用滑轮组轮组提提升物体升物体W W有有=GhGhG G是物重是物重,h,h是物体是物体上升的高度上升的高度W W总总=Fs=FsF F是拉力是拉力,s s是是绳绳子移子移动动的距离的距离=100%100%=100%(n100%(n为绳为绳子段数子段数)用滑用滑轮组轮组在在水平面上拉水平面上拉物体物体W W有有=f fs sf f是摩擦力是摩擦力,s,s是物是物体移体移动动的距离的距离W W总总=Fs=FsF F是拉力是拉力,s,s是是绳绳子移子移动动的距离的距离=100%100%=100%100%斜面斜面W W有有=GhGhG G是物重是物重,h,h是斜面是斜面的高度的高度W W总总=F=FlF F是拉力是拉力,l是斜是斜面的面的长长度度=100%100%=100%100%3.3.提高机械效率的方法提高机械效率的方法:根据公式根据公式=100%=100%=100%100%分析利用滑分析利用滑轮组轮组提升提升重物重物时时,如何提高滑如何提高滑轮组轮组的机械效率的机械效率:(1)(1)当有用功当有用功(W(W有有)一定一定时时,额额外功外功(W(W额额外外)越小越小,则则机械效率机械效率()()越大。因此越大。因此,设设法减小法减小额额外功可以提高机械效率外功可以提高机械效率,如减如减轻动轻动滑滑轮轮重重,加加润润滑油以减小摩擦滑油以减小摩擦,用用轻质轻质材料制作机械材料制作机械,都可以不同程都可以不同程度地减小度地减小额额外功。外功。(2)(2)当当额额外功外功(W(W额额外外)一定一定时时,有用功有用功(W(W有有)越大越大,机械效率机械效率()()越越大。因此大。因此,增大有用功可以提高机械效率增大有用功可以提高机械效率,如增加提升的物重。如增加提升的物重。【易错警示易错警示】(1)(1)使用机械时使用机械时,机械效率与所做有用功或者总功机械效率与所做有用功或者总功的多少无关的多少无关,它表示有用功占总功的百分比它表示有用功占总功的百分比;(2)(2)机械效率与机械是否省力无关机械效率与机械是否省力无关;(3)(3)机械效率与功率无关机械效率与功率无关,其中一个发生变化时其中一个发生变化时,另一个不一定另一个不一定改变。改变。【典例典例4 4】(2013(2013梅州中考梅州中考)小林用如小林用如图图所示的滑所示的滑轮组轮组在在20s20s的的时时间间内把重内把重为为120N120N的重物匀速提升了的重物匀速提升了6m,6m,拉力所做的功拉力所做的功为为960J960J。求求:(1)(1)小林所做的有用功功率小林所做的有用功功率;(2)(2)滑滑轮组轮组的机械效率的机械效率;(3)(3)拉力的大小。拉力的大小。【思路导引思路导引】解答本题需明确以下关系式和公式解答本题需明确以下关系式和公式:(1)(1)绳端移动距离绳端移动距离s s与重物上升高度与重物上升高度h h的关系的关系:s=2h:s=2h。(2)(2)功率功率:P=:P=。(3)(3)有用功有用功:W:W有有=GhGh;总功总功:W:W总总=Fs=Fs。(4)(4)机械效率机械效率:=:=100%100%。【精讲精析精讲精析】(1)(1)小林所做的有用功小林所做的有用功W W有有=GhGh=120N=120N6m=720J6m=720J有用功功率有用功功率P P有有=36W=36W(2)(2)滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率=(3)(3)绳端移动的距离绳端移动的距离s=2h=2s=2h=26m=12m6m=12m由由W=FsW=Fs得拉力得拉力F=F=答案：答案：(1)36W(1)36W(2)75%(2)75%(3)80N(3)80N(2012(2012广安中考广安中考)如如图图所示所示,将将质质量量为为100kg100kg的木箱的木箱,用一平行于斜用一平行于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面面向上的力从底端匀速拉到斜面顶顶端。斜面端。斜面长长5m5m、高、高1.6m,1.6m,在在此此过过程斜面的机械效率程斜面的机械效率为为80%80%。则则拉力做的功拉力做的功为为J J。拉。拉力所做的力所做的额额外功外功为为J J。(g=10N/kg)(g=10N/kg)【解析解析】本题考查斜面机械效率的有关计算。根据木箱的质量本题考查斜面机械效率的有关计算。根据木箱的质量可以求出木箱的重力可以求出木箱的重力G=mg=100kgG=mg=100kg10N/kg=1 000N;10N/kg=1 000N;克服木箱重克服木箱重力所做的功就是有用功力所做的功就是有用功,W,W有有=GhGh=1 000N=1 000N1.6m=1 600J;1.6m=1 600J;拉力拉力F F所所做的总功是做的总功是W W总总=2 000J,=2 000J,所以拉力所做的额外功是所以拉力所做的额外功是W W额额=W=W总总-W-W有有=2 000J-1 600J=400J=2 000J-1 600J=400J。答案：答案：2 0002 0004004001.1.判断物体具有什么形式的机械能及不同形式的机械能是如何判断物体具有什么形式的机械能及不同形式的机械能是如何转转化化时时,关关键键要分析物体的速度、高度及形要分析物体的速度、高度及形变变程度如何程度如何变变化。具化。具体体转转化化过过程如下程如下:高高频频考点考点5 5机械能及其机械能及其转转化化中考中考题题眼眼动动能、能、势势能大小的能大小的变变化化动动能与能与势势能的能的转转化化2.2.机械能与其他形式的能之间也可以相互转化。例如机械能与其他形式的能之间也可以相互转化。例如,划过夜划过夜空的流星克服空气摩擦做功空的流星克服空气摩擦做功,机械能转化成内能机械能转化成内能;内燃机在做功内燃机在做功冲程中将内能转化为机械能。冲程中将内能转化为机械能。3.3.机械能守恒机械能守恒:物体的动能和势能在相互转化过程中物体的动能和势能在相互转化过程中,如果机械如果机械能没有与其他形式的能之间发生转化能没有与其他形式的能之间发生转化,即只有动能和势能的转即只有动能和势能的转化化,机械能的总量保持不变。若考虑摩擦阻力等机械能的总量保持不变。若考虑摩擦阻力等,机械能的总量机械能的总量变小变小,这是因为部分机械能转化成其他形式的能。这是因为部分机械能转化成其他形式的能。【拓展延伸拓展延伸】功与能的关系功与能的关系:具有能量的物体有做功的本领具有能量的物体有做功的本领,但但物体不一定做功。功是一个过程量物体不一定做功。功是一个过程量,物体对外做功物体对外做功,它的能量会它的能量会减少减少;外界对物体做功外界对物体做功,它的能量会增加。物体只有通过做功才它的能量会增加。物体只有通过做功才能实现能量的转化能实现能量的转化,功是能量转化多少的量度。功是能量转化多少的量度。【典例典例5 5】(多多选选)(2013)(2013潍潍坊中考坊中考)如如图图所示是某建筑工地用起重所示是某建筑工地用起重机起吊机起吊货货物的情景。物的情景。货货物在物在钢绳钢绳的拉力作用下先沿的拉力作用下先沿竖竖直方向匀直方向匀速上升速上升,再水平移再水平移动动到卸到卸货货地点。若不地点。若不计计摩擦和空气阻力摩擦和空气阻力,则货则货物在匀速上升物在匀速上升过过程中程中()A.A.重力重力势势能增加能增加,动动能减少能减少B.B.重力重力势势能增加能增加,机械能增加机械能增加C.C.动动能不能不变变,机械能增加机械能增加D.D.动动能减少能减少,机械能减少机械能减少【思路导引思路导引】解答本题的思路如下解答本题的思路如下:【精讲精析精讲精析】选选B B、C C。本题考查动能、重力势能以及机械能大。本题考查动能、重力势能以及机械能大小变化的判断。质量越大小变化的判断。质量越大,速度越大速度越大,物体的动能就越大物体的动能就越大;质量质量越大越大,高度越高高度越高,物体的重力势能就越大。本题中物体的重力势能就越大。本题中,货物的质量货物的质量不变不变,在匀速上升过程中在匀速上升过程中,货物的速度不变货物的速度不变,所以动能不变所以动能不变,而高而高度增加度增加,所以货物的重力势能在增加所以货物的重力势能在增加,又因为机械能为动能和重又因为机械能为动能和重力势能之和力势能之和,所以机械能增加所以机械能增加,故故B B、C C选项正确。选项正确。1.1.实验实验器材器材:杠杆、支架、杠杆、支架、钩码钩码。2.2.实验设计实验设计:(1)(1)调调平平:在挂在挂钩码钩码前前,调节调节杠杆两端的杠杆两端的_,_,使杠杆在使杠杆在_位置平衡。位置平衡。(2)(2)在杠杆上在杠杆上悬悬挂挂钩码钩码,改改变钩码变钩码的个数及其位置的个数及其位置,使杠杆在水平使杠杆在水平位置平衡位置平衡,多做几次多做几次实验实验,记录动记录动力、力、动动力臂、阻力、阻力臂。力臂、阻力、阻力臂。实验实验探究探究1 1杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件考考查查角度角度调节调节杠杆平衡的方法及原因杠杆平衡的方法及原因分析数据得出分析数据得出结结论论对实验过对实验过程的程的评评估估平衡螺母平衡螺母水平水平3.3.分析与分析与论证论证:杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件:_:_。4.4.问题问题探究探究:(1)(1)为为什么要什么要调节调节杠杆在水平位置平衡杠杆在水平位置平衡?提示：提示：为了便于直接从杠杆上测出力臂的大小为了便于直接从杠杆上测出力臂的大小,如图所示如图所示;同时同时可以使杠杆的重心落在支点处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避免杠杆的重力对平衡产生影响。响。动动力力动动力臂力臂=阻力阻力阻力阻力臂臂(2)(2)实验时为实验时为什么要做多次什么要做多次实验实验、收集多、收集多组组数据数据?提示：提示：只根据一组实验数据分析得出的结论具有偶然性只根据一组实验数据分析得出的结论具有偶然性,为了为了得到普遍性结论得到普遍性结论,使结论更具有说服力使结论更具有说服力,应测量多组数据进行分应测量多组数据进行分析总结。析总结。【易错警示易错警示】(1)(1)该杠杆的动力和阻力是可以任意规定的该杠杆的动力和阻力是可以任意规定的,力的力的大小等于钩码的重力。大小等于钩码的重力。(2)(2)平衡螺母只能在悬挂钩码前调节杠杆平衡时使用平衡螺母只能在悬挂钩码前调节杠杆平衡时使用,在悬挂钩在悬挂钩码后不可移动平衡螺母。码后不可移动平衡螺母。【典例典例1 1】(2012(2012南京中考南京中考)物理物理实验实验小小组组的同学的同学,利用如利用如图图所示所示的装置的装置,在杠杆支点的两在杠杆支点的两边边分分别别挂上挂上钩码钩码来探究杠杆的平衡条件。来探究杠杆的平衡条件。(1)(1)如如图图甲所示甲所示,为为使杠杆在水平位置平衡使杠杆在水平位置平衡,应应将右端的平衡螺母将右端的平衡螺母向向(选选填填“左左”或或“右右”)移移动动。将杠杆。将杠杆调调在水平位置平在水平位置平衡是衡是为为了方便了方便测测量量。(2)(2)实验实验中中测测得的数据如表所示得的数据如表所示,表格中漏填的数据表格中漏填的数据为为N N。测测量量序号序号动动力力F F1 1/N/N动动力臂力臂l1 1/cm/cm阻力阻力F F2 2/N/N阻力臂阻力臂l2 2/cm/cm1 120202 210102 215151.51.520203 35 51515(3)(3)有的同学按有的同学按现现有方案得出如下有方案得出如下结论结论:“动动力力支点到支点到动动力作用力作用点的距离点的距离=阻力阻力支点到阻力作用点的距离支点到阻力作用点的距离”。这这个个结论结论与杠杆与杠杆平衡条件不符平衡条件不符,原因是原因是实验过实验过程中程中(填字母填字母)。A.A.没有改没有改变变力的大小力的大小B.B.没有改没有改变变力的方向力的方向C.C.没有改没有改变变力的作用点力的作用点D.D.实验实验次数次数较较少少,结论结论具有偶然性具有偶然性【解析解析】本题考查了杠杆的平衡条件。本题考查了杠杆的平衡条件。(1)(1)由题图可知由题图可知,左边重左边重,所以应将右端的平衡螺母向右移动。所以应将右端的平衡螺母向右移动。当杠杆水平时当杠杆水平时,杠杆与重力的方向垂直杠杆与重力的方向垂直,力臂在杠杆上力臂在杠杆上,这样容这样容易测量力臂的大小。易测量力臂的大小。(2)(2)由实验由实验可知可知,动力动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂,所以空格处所以空格处的数据应为的数据应为1 1。(3)(3)在实验中在实验中,既改变了力的大小既改变了力的大小,又改变了力臂的大小又改变了力臂的大小,并测量并测量了多次了多次,所以所以A A、C C、D D错误。力臂的大小与支点到力的作用点的错误。力臂的大小与支点到力的作用点的距离并不一定相等距离并不一定相等,力臂的大小是由支点及力的方向决定的力臂的大小是由支点及力的方向决定的,当当力的方向发生变化时力的方向发生变化时,力臂也会变化力臂也会变化,故故B B正确。正确。答案：答案：(1)(1)右力臂右力臂(2)1(2)1(3)B(3)B【延伸探究延伸探究】结结合典例思考以下合典例思考以下问题问题:(1)(1)在做完上述在做完上述实验实验后后,小小强强又拿来一个又拿来一个弹弹簧簧测测力力计继续计继续研究。研究。如如图图所示所示,在杠杆水平平衡后在杠杆水平平衡后,小小强强调节调节左左边钩码边钩码的个数和位置的个数和位置,使杠杆水平平衡使杠杆水平平衡时时,测测出出F F1 1=1.2N,F=1.2N,F2 2=1.5N,OA=30cm,OB=20cm=1.5N,OA=30cm,OB=20cm。他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中,发现发现F F1 1OAOA和和F F2 2OBOB并不相等并不相等,从而从而认为认为杠杆的平衡条件不一定是杠杆的平衡条件不一定是F F1 1l1 1=F=F2 2l2 2。小小强强的失的失误误是是 。(2)(2)在在图图中中,若若B B处处的的钩码钩码不不变变,小小强强将将弹弹簧簧测测力力计计由由A A处处移到移到C(OC=10cm)C(OC=10cm)处处,施加一个施加一个竖竖直方向的力直方向的力,使杠杆在水平位置平衡使杠杆在水平位置平衡,则这则这个力的方向个力的方向应应,大小大小为为N N。【解析解析】(1)(1)小强做实验时小强做实验时,拉力拉力F F1 1的方向斜向下的方向斜向下,力臂不是力臂不是OA,OA,而小强将而小强将OAOA当作当作F F1 1的力臂的力臂,故实验结论有误。故实验结论有误。(2)(2)力力F F2 2的作用是使杠杆逆时针转动的作用是使杠杆逆时针转动,若在若在C C点施加力的作用点施加力的作用,则则这个力应使杠杆顺时针转动这个力应使杠杆顺时针转动,即方向竖直向上即方向竖直向上,此时此时F F2 2=1.5N,=1.5N,OC=10cm,OB=20cm,OC=10cm,OB=20cm,根据杠杆平衡条件根据杠杆平衡条件F F3 3OC=FOC=F2 2OB,OB,得得F F3 3=3N=3N。答案：答案：(1)(1)把把OAOA当成了当成了F F1 1的力臂的力臂(或把或把F F1 1的力臂弄错了的力臂弄错了)(2)(2)竖竖直向上直向上3 31.1.实验实验原理原理:=_:=_。2.2.测测量物理量量物理量:用用_测测出出钩码钩码重重G G、拉力、拉力F,F,用用_测测出出钩码钩码上升的高度上升的高度