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第九章简单机械功,考点一杠杆重点命题角度杠杆类型的判断例1如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是(),【思路点拨】(1)找支点：首先要明确每个杠杆模型的支点位置。(2)比力臂：大致画出动力臂和阻力臂，再比较其大小。(3)定类型：由力臂大小关系确定杠杆的类型。【自主解答】D,1(2017泰安中考)如图所示的四种用具中，正常使用时属于省力杠杆的是(),B,命题角度杠杆的平衡条件及其应用例2如图所示，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力的方向，使其从。此过程中，弹簧测力计的示数将先后。(均选填“变大”或“变小”),【思路点拨】阻力和阻力臂不变，动力臂先增大后减小，根据杠杆平衡条件可知动力的变化。【自主解答】变小变大,【解题技巧】,2.(2018临沂中考)图甲所示的杠杆是水平平衡的。如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，如图乙所示，则杠杆()A右端下沉B左端下沉C要保持平衡应将左端的物体向右移动D要保持平衡应在右端再加挂一个物体,A,3(2018绵阳中考)如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AOBO，ACOC。A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上，托盘秤甲的示数是6N。现移动托盘秤甲，让C点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数是()A8NB12NC16ND18N,C,考点二滑轮(组)的特点及其应用难点例3如图所示，利用滑轮组将200N的重物匀速向上提升到2m高的平台上，绳子自由端向下移动的距离为m；若不计绳重、动滑轮重及摩擦，则他所用的拉力为N，若实际拉力为110N，不计绳重及摩擦，则动滑轮重为N。,【思路点拨】由图可知，绕在动滑轮上的绳子段数为2段，则承担物重的绳子段数n2。(1)拉力端移动的距离s2h。(2)不计绳重、动滑轮重及摩擦，拉力FG。(3)不计绳重及摩擦，实际拉力为110N，则根据F实际求动滑轮的重。【自主解答】410020,【解题技巧】,4(2018威海中考)如图为吊装工具示意图，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，OAOB12，每个滑轮重100N。当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为_N，物体M对地面的压力为_N。(杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计),400,4500,考点三简单机械作图命题角度杠杆力臂作图例4(2018白银中考)如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，O为支点，画F1、F2的力臂l1和l2。,【思路点拨】(1)明确动力和阻力。(2)根据力臂概念从支点向动(或阻)力的作用线作垂线并标注相应力臂符号。【自主解答】如图所示,杠杆力臂作图步骤,5(2018莱芜中考)如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OB可绕O点转动，通过此装置把重物G拉起，请在图上画出动力臂l1和阻力F2的示意图。,命题角度杠杆最小动力作图例5(2018德阳中考)如图OAB轻质杠杆，O为支点，请在图中B点处画出能使杠杆保持平衡的最小力F的示意图。,【思路点拨】根据杠杆平衡的条件可知，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长。在通常情况下，连接杠杆支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，以此为动力臂，最省力。【自主解答】如图所示,杠杆最小动力作图技巧,6(2018衡阳中考)如图所示，一根木棒以O点为支点撬动木块，画出作用在A点最小动力F1，并画出阻力的力臂l2。,命题角度滑轮组作图例6如图所示，用滑轮组沿水平地面拉动物体A，请画出最省力的绕绳方法。,【思路点拨】滑轮组绳子的绕法有两种：(1)绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，再依次绕过动滑轮和定滑轮，这种绕法有偶数段绳子承担物重。(2)绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，再依次绕过定滑轮和动滑轮，这种绕法有奇数段绳子承担物重。【自主解答】如图所示,【解题技巧】对于滑轮组的绕线作图，依据的省力公式是FG(不计摩擦及滑轮重)。首先确定绳子段数n(n为绕在动滑轮上绳子的段数)，然后根据省力公式进行绕线。注意：绳子的段数与绳子的起点的关系是“奇动偶定”。即偶数段的绳子的起点在定滑轮的挂钩上，而奇数段绳子的起点在动滑轮的挂钩上。,7如图所示，某人站在A处通过一根绳和两个滑轮匀速提起物体B，所用的拉力F100N，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。,考点四功功率重点、难点命题角度力是否做功的判断例7(2018长沙中考)下列关于功的说法正确的是(),A小明用力推发生故障的汽车而未推动时，推力对汽车做了功B吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功C足球在水平地面上滚动一段距离时，重力对足球做了功D举重运动员从地面将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃做了功,【思路点拨】做功的两个必要条件：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离。两者缺一不可。【自主解答】D,【解题技巧】,8(2017长春中考)一位同学正在进行投掷实心球的训练，以下情境中，他对球做功的是()A手拿球静止B手托球水平匀速直线运动C将球举起D抛出后的球在空中继续运动,C,命题角度功和功率的计算例8(2018东莞二模)如图甲所示，重500N的小车受到80N的水平推力，在水平地面上做直线运动，其距离随时间变化的图像如图乙所示。,(1)小车运动的速度多大？(2)10s内重力对小车做多少功？(3)10s内人对小车做多少功？功率是多大？,【思路点拨】(1)首先根据图像判断小车的运动状态，然后根据v求出小车运动的速度。(2)根据做功的两个必要条件分析。(3)根据WFs求出推力对小车做的功；然后利用P求出功率。,【自主解答】解：(1)由图像可知，小车在推力的作用下做匀速直线运动，当t5s时，s6m，则小车的速度：v1.2m/s。(2)10s内小车在重力的方向上没有移动距离，因此重力对小车做功为0J。,(3)由图像可知，10s内小车通过的路程s12m，推力对小车做的功：WFs80N12m960J，功率：P96W。答：(1)小车运动的速度为1.2m/s；(2)10s内重力对小车做功为0J；(3)10s内人对小车做功960J；功率是96W。,【解题技巧】,9.(2017苏州中考)小华和妈妈去超市购物，她们将17kg的物品放在小推车中推行，小推车在某段时间内速度v随时间t变化的关系图像如图所示，已知小推车重130N，所受阻力是总重的0.15倍。(g取10N/kg),(1)在010s内，水平推力(选填“大于”“小于”或“等于”)阻力，阻力大小为N。(2)1020s内水平推力做了多少功？(3)1020s内水平推力的功率是多大？,【答案】解：(1)由vt图像可知，在010s内小推车做加速运动，处于非平衡状态，水平推力大于阻力；阻力的大小：f0.15G总0.15(m物品gG车)0.15(17kg10N/kg130N)45N。,(2)由vt图像可知，在1020s内小推车做匀速运动，处于平衡状态，则水平推为Ff45N，由v可得，1020s内小推车运动的距离：svt0.8m/s10s8m，1020s内水平推力做的功：WFs45N8m360J。,(3)1020s内水平推力的功率：P36W。答：(1)大于45(2)1020s内水平推力做功为360J；(3)1020s内水平推力的功率是36W。,考点五机械效率重点、难点命题角度机械效率的理解例9下列有关机械效率的说法正确的是()A任何机械的机械效率，其值总小于1B功率大的机械，机械效率一定高C做有用功多的机械，机械效率一定高D机械效率高的机械一定省力,【思路点拨】机械效率是反映机械性能的重要指标之一，根据公式分析提高机械效率有关的因素及判定1。【自主解答】A,【解题技巧】,10(2018宜昌中考)下列有关起重机提升货物时机械效率的说法，正确的是()A有用功越多，机械效率越高B同一起重机提起的货物越重，机械效率越高C额外功越少，机械效率越高D同一起重机提起同一货物越快，机械效率越高,B,命题角度滑轮组机械效率的定性比较例10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,【思路点拨】解答本题抓住以下两个关键点：【自主解答】C,【解题技巧】,11.(2018攀枝花中考)某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重)，在相同时间内把重物G提升相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是()A力F1和F2做功的功率相同B力F1和F2做的总功相同C乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大D甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高,D,命题角度斜面的机械效率例11将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端(如图所示)，斜面长1.2m，高0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N(物体大小可忽略)。则下列说法正确的是(),A沿斜面向上的拉力为0.3NB有用功为0.36J，机械效率为20%C有用功为1.8J，机械效率为20%D总功为2.16J，机械效率为83.3%,【思路点拨】根据功的计算公式Wfs可求出额外功；再根据WGh求出有用功；额外功与有用功相加可得出总功，再根据WFs变形求出拉力F；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的机械效率。【自主解答】D,12如图所示，将一个重10N的物体用沿斜面向上的拉力F7.5N匀速拉到斜面的顶端，物体沿斜面移动的距离s为5m，上升的高度h为3m，则人对物体做的有用功是_J，斜面的机械效率为_。在高度相同时，斜面越长越_(选填“省力”或“费力”)。,30,80%,省力,命题角度功、功率和机械效率的综合计算例12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F6N。求：(1)拉力的功率；(2)滑轮组的机械效率；(3)若不计绳重及摩擦，求动滑轮的重力。,【思路点拨】由图可知，承担物重的绳子股数n2，则s2h。(1)知道物体提升的速度，求出绳子自由端移动的速度，知道拉力大小，利用PFv求拉力的功率。(2)利用W总Fs求出总功，知道提升物体的高度和物重大小，利用W有用Gh求出有用功，再利用求出该滑轮组的机械效率。(3)不计绳重和摩擦，知道物重和拉力大小，根据F(G物G动)求动滑轮重。,【自主解答】解：(1)由图可知，n2，s2h，绳子自由端移动的速度：v20.1m/s0.2m/s，拉力的功率：PFv6N0.2m/s1.2W。(2)滑轮组的机械效率：,(3)不计绳重和摩擦，由F(G物G动)可得，动滑轮的重力：G动2FG物26N10N2N。答：(1)拉力的功率为1.2W；(2)滑轮组的机械效率为83.3%；(3)动滑轮的重力为2N。,【解题技巧】对于竖直型的滑轮组，如果重物由n段绳子吊着，重物上升的高度为h，绳子自由端移动的距离和速度与重物上升的高度和速度有这样的关系：s绳nh物，v绳nv物，则W有用G物h，W总nF拉h，如果不计绳重和轴摩擦，则拉力与物重和动滑轮重力之间的关系有：F拉,对于水平型的滑轮组，如果重物由n段绳子拉着，重物移动的距离为s物，绳子自由端移动的距离和速度与重物移动的距离和速度有这样的关系：s绳ns物，v绳nv物，则有用功为物体克服摩擦阻力所做的功：W有用f阻s物，W总nF拉s物，对于类似斜面的机械，其实质与竖直型机械求解效率的解法相同。,13(2017安顺中考)小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60kg，在F50N的拉力作用下，货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍。求：(g取10N/kg),(1)货箱的重力；(2)拉力F的功率；(3)货箱运动了1min，克服摩擦所做的功；(4)此滑轮组的机械效率。,解：(1)货箱的重力：Gmg60kg10N/kg600N。(2)由图可知，n3，绳子自由端移动的速度：v绳3v30.1m/s0.3m/s，拉力的功率：PFv绳50N0.3m/s15W。,(3)地面对货箱的滑动摩擦力：f0.2G0.2600N120N，由v可得，货箱移动的距离：svt0.1m/s60s6m，克服摩擦力做的功：W有fs120N6m720J。,(4)1min内绳子自由端移动的距离：s绳3s36m18m，拉力所做总功：W总Fs绳50N18m900J，滑轮组的机械效率：100%80%。,答：(1)货箱的重力是600N；(2)拉力F的功率是15W；(3)克服摩擦所做的功是720J；(4)滑轮组的机械效率是80%。,实验十三探究杠杆平衡的条件难点1让支点处于杠杆中央的目的：减小杠杆_对实验造成的影响。2杠杆平衡螺母的调节：左高_调、右高_调。注意：平衡后的实验过程中不能再调节平衡螺母。,自重,左,右,3实验时应调节钩码的悬挂位置使杠杆在水平位置静止，目的是_。4将砝码换成弹簧测力计的好处：_，实验操作更方便。5本实验多次测量的目的：_。,便于测量力臂,能直接测出拉力的大小,避免实验的偶然性，得出普遍,规律,6用弹簧测力计代替杠杆一侧所挂钩码，当测力计由竖直方向拉变成倾斜拉，要使杠杆仍保持平衡，测力计的示数会变_，是因为拉力的力臂变_。7利用杠杆平衡条件分析、计算：在杠杆平衡时，两边增减砝码后杠杆是否平衡以及杠杆再平衡的条件；计算力或力臂的大小。,大,小,8生活中杠杆类型的判断。9实验结论：_。,动力动力臂阻力阻力臂(F1l1F2l2),例13探究杠杆的平衡条件。,【提出问题】如图1所示，是一种常见的杆秤，此时处于水平位置平衡。发现一：小明在左侧挂钩上增加物体，可观察到提纽左侧下沉，他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的_来实现。,力,发现二：接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡，说明通过改变_的长短也可以改变杠杆的平衡。那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢？,力臂,【设计实验】实验前，轻质杠杆处于如图2所示的状态，使用时，首先应将杠杆的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做的好处是_。,右,便于直接测量力臂,【实验结论】如图3所示，他们进行了三次实验，对实验数据进行分析，得出杠杆的平衡条件是_。,F1l1F2l2,【拓展设问】(1)下列事例与图3甲的平衡原理相同的是()A自行车手闸B镊子C托盘天平D筷子,C,(2)在图3乙中，若将杠杆两端所挂钩码各都取下一个，杠杆_(选填“能”或“不能”)平衡，若不能，杠杆会_转动；若将杠杆两端所挂钩码都远离支点移动相同的距离，杠杆会_转动。(后两空均选填“顺时针”或“逆时针”),不能,逆时,针,逆时针,(3)如图4所示，是用手托起重物的示意图，图中前臂可以看作是一个_(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。假如托起6N的重物，请你根据图所示，估算出手臂要用的动力大约_N。,费力,48,14(2018临沂模拟)在“探究杠杆平衡条件”的实验中，把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在图甲所示的位置。,(1)杠杆的位置如图甲所示，此时应调节杠杆两端的平衡螺母使其向_(选填“左”或“右”)移动，使杠杆在水平位置平衡，实验时施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，这样做的好处是_。,左,方便测量力臂,(2)某同学做了图乙一次实验后就得出了“动力动力臂阻力阻力臂”的结论，小明同学认为他的做法不合理，理由是_。(3)如果在乙图左右两侧各加挂一个钩码，杠杆的_端会下降。,一次实验得出的结论具有偶然性,左,(4)利用如图丙所示装置进行实验，每个钩码重0.5N，杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为_N。如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向拉，为了保证杠杆在水平位置平衡，其示数将_(选填“变大”“不变”或“变小”)。,2.25,变大,实验十四测量滑轮组的机械效率1实验原理：_。2测量器材：_、_。其他器材：滑轮、细线、钩码、铁架台等。,弹簧测力计,刻度尺,3实验中应测量的物理量有_、_、_、绳自由端移动的距离s。4弹簧测力计拉动方式：_向上运动，使拉力等于测力计的示数。5实验中分别记下钩码和测力计的起始位置，目的是便于测量钩码和测力计_。6绳子自由端移动的距离s与物体上升高度h的关系是s_。,物重G,重物上升高度h,绳末端拉力F,匀速竖直,移动的距离,nh,7控制变量法的应用：同一滑轮组吊起数量不同的钩码，探究与G物的关系；用重力或数量不同的动滑轮吊起数量相同的钩码，探究与G动的关系。8影响滑轮组机械效率的因素：绳重和摩擦、_、_。9实验中，滑轮组克服物重所做的有用功为W有用_，绳自由端拉力所做的总功为W总_。,动滑轮重,提起的物重,Gh,Fs,10机械效率的计算：已知物重和拉力：_。已知物重和动滑轮重(不计摩擦)：_。,例14(2018德州中考改编)如图所示为测量某滑轮组机械效率的实验装置，得到的实验数据如表所示。,(1)实验时应沿竖直方向_缓慢拉动弹簧测力计。(2)分析表中数据可知：实验2是用图_做的实验。(3)实验序号3中的机械效率_。(4)通过比较_(填实验序号)两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。,匀速,乙,80%,1、2,(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率_。(6)实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数。你认为他的想法_(选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到_对滑轮组机械效率的影响。,越低,不正确,摩擦力,【拓展设问】(7)第1次实验和第2次实验中，第2次实验的机械效率较_，这是因为两次实验中所做额外功_，而第2次实验所做有用功较_。(8)通过实验，请你提出提升滑轮组机械效率的两种方法：_；_。,高,相同,多,增加被提升重物的重力,减轻动滑轮的重力,15.(2018淄博一模)小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验，如图甲所示，用相同的滑轮组提升不同数量的钩码，记录数据如表所示。,(1)在实验过程中，应_拉动弹簧测力计。(2)第三次实验时，拉力的大小如图乙所示，观察弹簧测力计的示数，则表格中编号的数值是_，的数值是_。,匀速竖直,2.3,87%,(3)小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法，汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。请你指出以下三种提高效率的方法中，方法_是与本实验同理的。方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑,一,(4)小明发现绳端移动的距离与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为钩码数量一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率，小芳则认为钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了。你认为_的看法是正确的。,小明,实验十五探究斜面的机械效率跟哪些因素有关1实验原理：。2实验器材：_，木块(或小车)，_，细线，刻度尺。,斜面(高度可调),弹簧,测力计,3实验装置：,4斜面的机械效率：，在同一斜面上，由于倾斜程度相同，即一定，故在同一斜面上拉同一物体(粗糙程度相同)时，在斜面上所移动的距离(或物体被提升的高度)不同时，机械效率是_的。,相同,5斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度有关。斜面粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越_，机械效率越高；斜面的倾斜程度一定时，斜面越_，机械效率越低。,大,粗糙,例15小红在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，提出了以下猜想：A斜面的机械效率可能与物体的重力有关；B斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关；为了验证自己的猜想，小红用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如表：,(1)在实验过程中，应沿斜面向上_拉动木块。(2)第次实验中斜面的机械效率_。(3)对比实验的数据可以用来验证猜想_，对比两次实验数据，可初步得出的结论是_。,匀速,60%,A,斜面的机械效率与斜,面的倾斜程度有关,【拓展设问】(4)该实验过程中运用了_(填物理学方法)。(5)由上述实验可知，斜面的机械效率与_有关，与_无关。除此之外，斜面的机械效率还与_有关。斜面的倾斜程度一定时，斜面越_，机械效率越高。,控制变量法,斜面的倾斜程度,所拉物体的重力,斜面的粗糙程度,光滑,16如图是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置。,(1)实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长木板、弹簧测力计各一个，砝码若干，为了完成实验，还需要的测量工具是_。,刻度尺,(2)实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码，改变物块的重力，用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动。实验的部分数据如表：,该同学运用控制变量法探究的是斜面的机械效率与接触面的粗糙程度、_、_的关系。在第四次实验中，斜面的机械效率为_(结果精确到1%)。,物块重,倾斜程度,71%,
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