2022年中考物理第五讲简单机械功和能.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载物理中考复习第一轮 1、什么是杠杆第五讲 力学（ 2）物理学上定义的杠杆是一根在力作用下能绕固定点转动的硬棒；所谓硬棒, 就是要求在使用时棒不会变形,至于棒的外形就并非肯定要求是直的,比如滑轮、轮轴等都可看作是杠杆；在生产劳动和日常生活中,常接触到杠杆,如买菜使用的杆秤,试验室使用的天平；常用的剪刀、镊子、羊角锤等实际都是杠杆的变形；2、正确懂得力臂的概念力臂是指从支点到力的作用线的距离,力对支点的转动成效不仅与力的大小有关,仍与支点到作用线的垂直距离有关；支点到动力作用线的距离叫动力臂,支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂；

2、力的大小相同时,力臂是影响杠杆转动的物理量；如图甲所示,如分别在杠杆的 A 点和 B 点作用竖直向上的力 F1 和 F2,使杠杆慢慢绕 O点转动,当然用力 F2较小,由于 F2 的力臂较大；如图乙中,如先后在杠杆同一点 A 作用垂直于杠杆的力 F1和斜向下的力 F2,使杠杆慢慢绕 O转动,我们发现用力 F1较小,缘由同样在于 F1的力臂较大；应用中必需留心力臂的画法；千万不要把转动轴到力作用点的连线误认为是力臂；图乙中我们仍可以看到,如作用点不变,力的方向发生转变,那么力臂也会随着转变,F1的力臂是 l 1,F2 的力臂是 l 2,而且力臂不肯定在杠杆上（如 l 2）；3、杠杆平稳表示什么意思

3、：平稳条件是什么；当有两个力或几个力作用在杠杆上,能使杠杆分别按两个不同方向（比如顺时针或逆时针）转动, 如杠杆保持静止不动或匀速转动时,就我们说杠杆平稳了；依据试验可确定杠杆平稳的条件是：F 动 l 动 F 阻 l 阻 即动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积；应当留意所谓动力与阻力并无严格区分,比如天平测量物体质量时,被测物对底盘的压力与砝码对底盘的压力根本无需分清哪个是动力,转动的方向不同而已；4、滑轮的实质是什么哪个是阻力, 它们在这里的区分仅在于使杠杆滑轮实质是变形的,可连续转动的杠杆；定滑轮的支点是转动轴,动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,由杠杆的平稳条件可知,定滑轮是等臂杠杆,故

4、使用定滑轮不能省力；动滑轮的 支点是那段上端固定的绳子与动滑轮相切的点,动力臂是滑轮的直径,阻力臂是滑轮的半径, 由杠杆的平稳条件可知,动滑轮的动力臂是阻力臂的2 倍,动力就是阻力的1 ,所以动滑轮能省一半力；25、怎样判定滑轮组的用力情形？使用滑轮组提重物时,如忽视滑轮和轴之间的摩擦以及绳重,就重物和动滑轮由几段绳子承担,提起重物的力就等于总重量的几分之一,即名师归纳总结 F= G 物n的总重；G轮；因此判定用力情形的关键是弄清几段绳子承担动滑轮和重物第 1 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载用“ 隔离法”,把重

5、物和动滑轮从滑轮组中“ 隔离” 出来,就很简洁弄清直接与动滑轮连接的绳子的根数 n,在图甲中我们用虚线把重物和动滑轮从滑轮组隔离,以重物和动滑轮为研究对象,有四根绳子承担动滑轮及重物,所以用力 F= G 总；同理,分析乙图可知,提起重物4及动滑轮的力 F= G 总；5从上面仍可以看出,同一个滑轮组,绳子的绕法不同,省力的情形也不同,绳端固定在动滑轮上比固定在定滑轮上更省力；6、正确懂得“ 功” 的意义物理学上引入功的概念,并定为：一个物质受到力的作用,并在力的方向上通过一段距离,称这个力对物体作了功；功和日常生活中经常讲的“ 工作” 很相像,但两者并不相同；“ 工作” 的含义比较广泛,它是指用

6、体力劳动或脑力劳动来完成的任何一种活动,物理学中功的含义要狭窄得多,但是比较严格；功是由两个因素打算的,一个是作用力,一个是作用力方向上物体通过的路程,两者缺一不行；以下三种情形对物体都没有做功：物体移动了一段距离,但没有受到力的作用；例如物体在光滑水平面做匀速运动,在水平方向没有受到阻力,也没有受到动力,物体由于惯性而运动,因而没有力对物体做功；物体受到力的作用, 但没有沿力的方向通过距离, 例如 , 用力推车 , 车没有推动； 推车的力没有对物体做功；又如,一个人举着重物不动,他对重物的举力没有对重物做功；物体受到了力的作用, 也通过了距离 . 但物体移动的距离跟物体受到力的方向垂直. 例

7、如 , 手用竖直向上的拉力提水桶, 沿水平方向移动距离, 水桶没有在竖直方向上移动距离, 这个拉力也没有对水桶做功；7、正确懂得功率的概念功率是表示物体做功快慢的物理量；功率和功是两个不同的概念,做功多,不肯定做功快；反之,做功快不肯定做功多；功率大,表示单位时间内做功多；功率是由物体所做的功和完成这个功所用的时间两个因素打算的；从公式P=W 可知,相同的时间内做功多的,功率大；做 t相同的功,所用时间少的,功率大；W=F S P=WFtS=Fv , 就拉力做功的功率等于力t物体在拉力 F的作用下 , 以速度 v 沿拉力的方向做匀速直线运动与物体速度的乘积；在功率肯定时, 力与速度成反比；当汽

8、车上坡时, 司机实行换挡的方法,减小速度,以获得较大的牵引力；8、机械效率等于有用功跟总功的比值,它与机械是否省力和机械功率大小,做功多少是无关的,一般情形下,省力的机械效率低；9、测滑轮组的机械效率,在这分组试验中,应把依据原理图装配器材,为培育同学试验才能,老师应让同学知道本试验的原理,按排试验步骤,装配器材,设计表格,以达到逐步发展同学试验才能的目的；名师归纳总结 10、关于本节课文后面的试验摸索题,应启示引导同学自己解答,必要时,老师也可作适第 2 页,共 12 页当提示或组织同学争论三个问题,可按如下思路分析（题目略）：- - - - - - -精选学习资料 - - - - - -

9、- - - 优秀学习资料 欢迎下载（1）由于 W 总=W 有用+W 额外所以 = W 有用100 % W 有用100 % = 1 100 %W 总 W 有用 W 额外 W 额外1W 有用一般情形下,同一滑轮组挂不同的钩码时,W 额外变化不大,因而可以近似地认为其不变,但挂不同钩码时,W有用不同,由上式可知,这时机械效率 也不同；（2）两滑轮组同时挂 2 个钩码时,当提升相同高度时,W 有用 是相同的,此过程中,滑轮组所做的额外功主要为提升滑轮,所做功与克服摩擦力所做功之和,因其次种滑轮组提升的动滑轮为 2 个,它需做的额外功大于第一种滑轮组需做的额外功；故由上式即可知,其次种滑轮组的机械效率比

10、第一种的小；（3）提高滑轮组机械效率的主要措施有：使滑轮组在满载情形下工作,以增大有用功在总功中的比例,在滑轮的转轴中加润滑油,以减小摩擦阻力,减小滑轮组中动滑轮的自重等,即在有用功肯定的情形下,削减额外功,提高效率；11、能是物理学中的重要概念,比较抽象,不易懂得,只要求同学知道物体做功的本事叫做能（或能量） ,物体能够做多少功,它就具有多少能；12、用生活实例共同探讨动能和势能的大小与哪些因素有关,一系列问题的争论中归纳出有关的结论；13、“ 机械能转化和守恒定律” 可以分两个层次进行；在生活实例及课本中提出的（1）通过观看试验与实例分析,得出机械能可以相互转化的结论；（2）说明机械能可以

11、相互转化后再考虑到“ 守恒” 的概念,事例应由简到较复杂的先后 次序考虑进行分析归纳,尽量应用贴近同学生活的事例,及简洁明白的试验进行讲解；【例题选讲 】名师归纳总结 例 1、 画出以下图中所示的杠杆（支点为O）的力臂；丙l 22FF2OOlF12FOF 2F 12F2F甲F1F 1B乙 l 2丁AOF 2l1丙F 21F1l2F 1F1l1F 1l2AB1l 甲乙丁第 3 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载例 2、 扁担长 l 2 m,两端物体的重力分别为 G1=500N,G2=300N；如不考虑扁担的重力；人的

12、肩头应在什么位置 , 扁担才平稳 .如扁担两端同时增加 G=100N 的重力 , 肩头应在什么位置. 例 3、一根长为 l 的匀称木条,支点在中点时正好平稳,假如把其左端的一半锯下迭放在剩余部分上面（如图）木条仍能保持平稳吗？为什么？例 4、有一个结构不明的滑轮组,只知道拉力0-4 1l1-lG1-G1-G01-F 向下拉绳子时,每拉下12m,重物就上升3m,拉力 F=400N,重物为多大,试画出滑轮的结构图；例 5、如图甲所示,用 F=10N 的力,拉着物体在地面上匀速运动,就物体与地面的摩擦力是多大？如物体向前移动1m,绳子要拉过多少m？AFB甲F FFF1F1f乙名师归纳总结 - - -

13、 - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载例 6、用 100N 水平拉力, 将质量为 100kg 的物体沿水平地面匀速拉动 10m,就拉力对物体做多少功？重力对物体做多少功？物体受到的阻力是多少？例 7、一台拖拉机耕地的最大牵引力是254 10 N,如每小时拖拉机行驶72 千 m,它的功率多大？每小时作功多少？例 8、在 100m深的矿井里,每分钟积水 率的水泵抽水？9m 3,要想不让水留在矿井里,应当用至少多大功例 9、某人用如下列图的滑轮组（不计磨擦）提升某一重物,所用拉力 F 为 200N,如滑轮组的机械效率为 80%

14、；求（ 1）被提升的物重？（2）动滑轮重？FG名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载例 10、测“ 滑轮组机械效率” 的试验中所用的测量仪器有_ 1画出测量由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组的机械效率装置示意图（2）如动滑轮重0.5 牛,弹簧秤测量范畴是02.5 牛,就试验时,被提起的重物不得超_；3试验表格拉力钩码重弹簧秤上的线移钩码升起的有用功总功机械效率F牛 G牛 动的距离 S 米高度 h米 W有用焦 W总焦 % （ 4）试验时,必需使弹簧秤做_运动；例 11、如图是一个竖直放置的半圆轨道

15、半径R=1 米,G=1 牛的小球从A 点由静止滚下 , B1小球滚到最低点O 时重力做功W 多大；A（2）小球滚到与A 点等高的 B 点后仍能上升吗？例 12、 射箭时,能的转化关系是怎样的,为什么拉满弓时射出的箭速度更快？例 13、 判定以下几种情形下物体的动能、势能是否变化？是增大仍是减小？（1）汽车沿着斜坡匀速上行（3）皮球在空中下落（2）电梯上升得越来越快（4）汽车在平直公路上匀速前进名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 优秀学习资料欢迎下载第 7 页,共 12 页- - - - - - -精选学

16、习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载专题训练一挑选题1在图中的四种情境中,人对物体做功的是（）2如下列图,在水平拉力 F 作用下,使重 40N的物体 A 匀速移动 5m,物体 A受到地面的摩擦力为 5N,不计滑轮、绳子的重力及摩擦,拉力 F 做的功 A50J B25J C100J D 200J 3以下说法中,最接近实际情形的是 A成年人走两步的距离大约是 1.5m B家用白炽灯功率约为 1000W C一名中同学体重约为 50N D物理课本质量是 16kg4图 3 中的铡刀、瓶盖起子、手推车、铁锨都属于杠杆,其中费劲杠杆是 图 3 图 4 5如图 4 所示,杠杆 A

17、OB的 A 端挂重为 GA的物体, B 端挂重 GB的物体,杠杆处于平稳状态,AO=BO,杠杆自身重力不计,就 AGA=GB BGAGB D无法判定6初二物理爱好小组的同学学习了功率学问后,进行了“ 比一比谁上楼功率大” 的竞赛其中某同学从一楼跑到三楼用了10s,就他上楼过程中的功率大约是（）A3W B30W C300W 3000 W 7如图 5 所示,在“ 争论杠杆的平稳条件” 的试验中,杠杆上每小格的长度都相同,两边挂上钩码后杠杆平稳,假如把两边的钩码都同时向里移动一个格,就杠杆（） A 仍能平稳 B不能平稳, A 端上升 C不能平稳, B 端上升 D无法判定图 5 图 6 图 7 名师归

18、纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载8如图 6 为脚踩式垃圾桶的示意图,在开盖子的过程中,是杠杆 ABC和杠杆 A,B,C,在起作用,对两个杠杆的熟悉正确选项（） A ABC和 ABC,都是省力杠杆 BABC和 A,B,C,都是费劲杠杆 C ABC是省力杠杆, A,B,C,是费劲杠杆D ABC是费劲杠杆, A,B,C,是省力杠杆9小明同学用 40N的水平推力沿水平地面推重为 200N的小车,匀速前进了 5m,所用时间为 20s,在这个过程中（）A重力做功 1000J B推力做功 200Jc小车所受合力

19、为 160N D小明做功功率为 50W10同学在做模拟“ 蹦极” 的小试验,如图7 所示,一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在 a 点, b 点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,c 点是小石块从 a 点自由下落所能到达的最低点在小石块从 b 点到 c 点运动的过程中,以下说法正确选项（）A小石块动能始终在增加 B. 小石块削减的重力势能全部转化为动能C小石块经过 b 点时,橡皮筋具有弹性势能 D小石块到达 c 点时,动能为零11 20XX 年 10 月 16 日,“ 神舟五号” 载人飞船胜利返航,实现了中国人几千年的“ 飞天”梦当飞船减速着陆时,航天英雄” 杨利伟的（） A 动能

20、增加,重力势能削减 C 动能削减,重力势能不变 B 动能削减,重力势能削减 D 动能不变,重力势能削减12下面事例中,由重力势能转化成动能的是 A 风吹动风车转动 B拉弯的弓把箭射出去 C 拧紧的发条带动钟表指针转动 D 秋千从高处向低处摇摆13如图 8 所示把一个金属管固定在桌子上,里面放一些酒精,用塞子塞 紧,此时设酒精的内能为 E1,拿一根绳子在管外绕几圈并快速地来回拉绳子,塞子会飞出去,设塞子飞出时动能为E,塞子飞出前瞬时酒精内能为E2,在人拉绳子的过程中,人对绳做功为W,就（） A E=E2 B W=EC W E2- E1 DE=E1图 8 14当物体受到一对平稳力作用时,它的 A重

21、力势能可能减小 B重力势能可能增加C动能可能增大 D动能和重力势能都不变二. 填空题15. 如图 9 所示,某同学用一个动滑轮匀速提起一袋质量为18kg 的面粉,所用的拉力为100N,就动滑轮的机械效率为 _如用此动滑轮匀速提起一袋质量为 25Kg 的大米, 当拉绳子的速度为 _ms 时,拉力的功率为 54W 取 g=10Nkg,绳重与摩擦不计 16小明用 100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下 2m时,杠杆的另一端把 320N的重物提高了 05m,他做的有用功是 _J ,总功是 _J,杠杆的机械效率是 _17有甲、乙、丙三个物体在做不同的运动：甲在空中下落 不计空气阻力 ,乙沿斜面匀名师归纳

22、总结 速下滑, 丙在水平面上做曲线运动且速度大小保持不变,那么在这三个物体中,机械能总量不变的是 _,动能不变而势能削减的是_；第 9 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载18自行车下坡时,不蹬踏板速度也会越来越快,在此过程中,自行车的动能逐步 _,自行车的重力势能逐步 _图 9 图 10 三、作图与试验19. 用滑轮组拉出陷人泥中的汽车在图11 中画出最省力的绳子绕法图 11 图 12 图 13 图 1420. 画出图 12 中杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂21画出访杠杆AB在图 13 所示位置静止时,所用

23、最小力F 的作用点和方向22如图 14 所示,重 200 N的匀称木板AB在细绳拉力作用下保持静止请你依据所给出的标度画出木板受到的重力和拉力的图示,以及拉力的力臂23在争论物体的重力势能与哪些因素有关的试验中,三个完全相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击,陷入沙坑中的情形如图 10 所示,在此试验中,我们是通过观看 _来比较重力势能的大小；如 A、B 两铁块质量相等,就两铁块下落高度的关系是 hA_ hB,如A、C两铁块下落的高度相同时,就两铁块质量关系 能大小与 _有关mA_ mB, 试验得出的结论是：物体重力势24如图 15 为农用扬场机的示意图谷物脱粒后,谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在

24、快速转动的轮形和皮带曰的带动下被抛出,谷粒、糠皮、碎石落地的远近不同,从而形成 l 、2、3三堆,达到分别的目的其中 1 是_,2 是_从能量的角度看,它们在运动过程中能够分别,是由于 _ 图 15 图 16 图 17 25兰兰和芳芳运用如图 16 所示的试验装置测定了滑轮组的机械效率,在全班沟通试验结果时,老师提出：假如各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变,转变其他因素,是否会影响它的机械效率呢 .大家积极摸索,提出了各种猜想,概括起来有如下几种：猜想 l ：可能与匀速提升的速度大小有关；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - -

25、- - 优秀学习资料 欢迎下载猜想 2：可能与被提升的钩码重力有关；猜想 3：可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重力都有关；猜想 4：可能与钩码被提升的高度有关兰兰和芳芳分别依据各自的猜想进行了探究,试验记录如下表兰兰的试验记录：物理量钩码重 N 绳端拉力 N 机械效率掌握因素大致相同 10 4 2 79 4% 的速度提升 15 6 0 探究结果芳芳的试验记录：物理量钩码重 N 绳端拉力 N 机械效率掌握因素较小提升速度 10 42 79 4% 较大提升速度 10 42 79 4% 探究结果1 请帮忙芳芳完成表中的一项运算；2 请依据她们的试验记录,分别在表中写出探究结果；3 归纳她们的试

26、验探究,你所得的结论是：四、运算题_ 26如图 17 所示的滑轮组匀速提起重 1000N的物体, 10S 内绳子的自由端拉下 16m,已知做的额外功是 800J,如绳重和摩擦不计,试求：1 绳自由端拉力的功率；2 滑轮组的机械效率； 3 动滑轮的总重；4 如用此装置匀速提起 1200N的重物,就拉力为多少 N. 27在某工地上,工人师傅用滑轮组起吊重为 600N的物体,他站在地面上用 200N、的力往下拉绳, 使物体匀速上升 3m,滑轮组工作时的效率为 751 求滑轮组提升重物所做的有用功和该工人的拉力所做的总功；2 求该滑轮组中吊起动滑轮的绳子股数 n,并画出这个滑轮组的示意图名师归纳总结

27、- - - - - - -第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载参考答案1D 2.B 3.A 4.D 5.B 6.C 7 C 8C 9B l0.D 11.B 12.D 13C 14 AB 15 90% 9 4 16160 200 80% 17. 甲、丙；乙 18增大 减小 19略 20略 21略 22略 23木桩进入沙坑的深度 小于 小于 质量和高度 24 糠皮 谷粒 它们具有相同的速度,碎石的质量最大,动能最大,所以克服阻力运动的距离最远 25（1）833% 2滑轮组的机械效率与被提升物体咆重力有关,被提升物体的重力越大,机械效率越高3滑轮组的机械效率与匀速提升的速度大小无关,与被提升物体的重力有关,被提升物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高名师归纳总结 26.480W 83.3% 200N 350N 27.1800J 2400J 4股图略第 12 页,共 12 页- - - - - - -