2019中考物理一轮复习 11 机械与功 机械能课件.ppt

考点一杠杆 5年3考 命题角度 杠杆类型的判断例1 2018 海南中考 如图所示 下列工具在使用中属于省力杠杆的是 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 C 1 2018 烟台中考 如图所示的杠杆 属于费力杠杆的是 C 命题角度 杠杆的动态平衡分析例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 思路点拨 图甲两侧分别加挂一个等重的物体后 分析两边的力和力臂的乘积是否还相等 据此判断图乙的杠杆是否还平衡 自主解答 A 2 2018 潍坊中考 如图所示 杠杆处于平衡状态 如果杠杆两侧的钩码各减少一个 杠杆将 A 左端下降B 右端下降C 仍然平衡D 无法判断 B 3 如图所示 作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F 将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B 在这个过程中 力F的大小将 A 不变B 变小C 变大D 先变大后变小 C 命题角度 利用杠杆平衡条件进行计算例3 2018 安徽中考 图甲所示为前臂平伸用手掌拖住铅球时的情形 我们可将图甲简化成如图乙所示的杠杆 不计自重 若铅球质量m 3kg OA 0 03m OB 0 30m 求此时肱二头肌对前臂产生的拉力F1大小 g取10N kg 思路点拨 肱二头肌对前臂产生的拉力F1为动力 3kg铅球的重力即为阻力F2 利用杠杆的平衡条件求肱二头肌对前臂的拉力 自主解答 解 由图可知 支点是O点 肱二头肌对前臂产生的拉力F1为动力 3kg铅球的重力即为阻力F2 则阻力 F2 G mg 3kg 10N kg 30N 由图知 l1 OA 0 03m l2 OB 0 30m 根据杠杆的平衡条件F1l1 F2l2可得 F1 0 03m 30N 0 30m 解得 F1 300N 答 肱二头肌对前臂产生的拉力F1为300N 4 2018 菏泽鄄城模拟 如图所示 重为10N的物体G挂在杠杆的A端 杠杆重力不计 要使杠杆在图示位置平衡 在B端至少要施加 N的力 力的方向是 4 竖直向下 命题角度 杠杆相关作图例4 2018 菏泽巨野一模 如图所示 用裁纸刀裁纸 加在裁纸刀上的动力为F 支点在O点 请在图中画出其对应的动力臂L 思路点拨 动力臂是支点到动力的作用线的距离 已知杠杆的支点和动力F 过支点作力的作用线的垂线段即可 自主解答 如图所示 杠杆力臂作图步骤 5 一重为G的均匀杠杆 可绕O点上下转动 若让杠杆静止在如图所示的位置 请画出作用在A点的最小作用力F和F的力臂L 如图所示 考点二滑轮及滑轮组 5年未考 命题角度 滑轮 组 的特点及相关计算例5 2017 绥化中考改编 如图所示 工人利用滑轮组将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 承担物重的绳子段数n 2 1 拉力端移动的距离s 2h 2 不计绳重 动滑轮重及摩擦 拉力F G 3 不计绳重及摩擦 根据F 求动滑轮的重 自主解答 410020 滑轮 组 的相关计算方法总结 6 2017 黑龙江中考改编 利用如图所示的滑轮组将一个重200N的物体 匀速提高5m 若动滑轮重为10N 不计绳重及摩擦 绳子自由端施加的拉力F为 N 绳子自由端移动的距离为 m 70 15 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 两种绕法中 从动滑轮开始绕 承担物重的绳子段数多 最省力 自主解答 如图所示 解题技巧 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 2018 凉山中考 用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物 请在图中画出最省力的绕法 如图所示 考点三功和功率 5年5考 命题角度 功 功率的大小比较例7 2018 兰州中考 如图所示 一物体放在同一水平面上 第一次在拉力F1的作用下 以速度v1匀速运动了距离s 第二次在拉力F2的作用下 以速度v2匀速运动了同样的距离 已知v2 v1 比较前后两次拉力做的功及其功率的大小关系 正确的是 A W1 W2B W1 W2C P1 P2D P1 P2 思路点拨 先根据影响摩擦力大小的因素判定两次拉力的大小 再根据W Fs判定功的大小 然后利用P Fv判定功率的大小 自主解答 A 8 2018 德州中考 两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动 两次物体运动的路程 s 时间 t 图像如图所示 根据图像 下列判断正确的是 C A 两次物体运动的速度 v1F2C 0 6s两次拉力对物体所做的功 W1 W2D 0 6s两次拉力对物体做功的功率 P1 P2 命题角度 功 功率的计算例8 2018 菏泽巨野一模 小文骑自行车上学 他在水平路面上5min匀速骑行了2000m 已知小文的质量为50kg 骑行时轮胎与地面的接触面积为8cm2 阻力大小是重力的0 02倍 g 10N kg 表格中是他的自行车的一些数据 根据以上条件计算 1 碳纤维车架的密度是多大 2 他骑行时自行车对路面的压强是多大 3 他骑行时克服阻力做功的功率是多大 思路点拨 1 从表中数据可知碳纤维车架的质量和体积 利用密度公式即可求得其密度 2 路面所受的压力等于车子和人的重力 根据公式p 可求路面受到的压强 3 利用W Fs求功 利用功率公式P 求克服阻力做功的功率 自主解答 解 1 碳纤维车架的密度 1 8 103kg m3 2 小文的质量m人 50kg 车的质量m车 10kg 小文与车的总重力 G总 m总g m人 m车 g 50kg 10kg 10N kg 600N 他骑行时自行车对路面的压力 F压 G总 600N 水平地面受到的压强 3 由题意可得 骑车时受到的阻力 f 0 02G总 0 02 600N 12N 因为他匀速骑行 所以骑车的动力F f 12N 骑自行车所做的功 W Fs 12N 2000m 24000J 时间t 5min 300s 克服阻力做功的功率 答 1 碳纤维车架的密度是1 8 103kg m3 2 他骑行时自行车对路面的压强是7 5 105Pa 3 他骑行时克服阻力做功的功率是80W 解题技巧 9 2018 菏泽单县模拟改编 将掉在地上的一个苹果捡回到餐桌上的过程中 克服苹果重力所做的功大约为 A 0 02JB 0 2JC 2JD 20J C 10 2018 成都中考改编 快递行业的一些公司积极尝试无人机送货 如图所示 一架无人机载着货物沿竖直方向匀速上升5m 该货物质量为3 6kg 体积为2 4 10 3m3 g取10N kg 则货物的密度的是kg m3 提升货物所做的功是J 1 5 103 180 考点四机械效率 5年3考 命题角度 有用功 额外功 总功和机械效率的计算例9 2018 邵阳中考 如图所示 某同学使用动滑轮把600N的重物匀速提升了3m 所用的拉力是400N 不计绳重及摩擦 下列说法正确的是 A 机械效率是80 B 有用功是1800JC 额外功是300JD 总功是2100J 思路点拨 根据W有用 Gh求出有用功 W总 Fs求出总功 根据W总 W有用 W额外求出额外功 再根据 求出机械效率 自主解答 B 解题技巧 一般情况下克服机械本身的摩擦力或机械本身的重力做功是额外功 提升重物时克服物体重力做的功是有用功 动力对机械做的功是总功 11 2018 枣庄中考 如图所示 用相同的滑轮安装成甲 乙两种装置 分别用FA FB匀速提升重力为GA GB的A B两物体 不计绳重和摩擦 若GA GB 则 甲 乙 若FA FB 则GA GB 均选填 或 12 2018 怀化中考 如图 在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到顶端 沿斜面向上的拉力为2N 斜面长4m 高1m 则拉力做的有用功为 J 斜面的机械效率为 5 62 5 命题角度 功 功率和机械效率的综合计算例10 2018 北京中考 如图是用动滑轮提升货物A的示意图 在竖直向上的拉力F的作用下 使重450N的货物A在50s的时间里 匀速竖直上升了10m 在这个过程中 拉力F做的功为5000J 求 1 有用功W有用 2 拉力F的功率P 3 动滑轮的机械效率 思路点拨 1 利用W Gh求有用功 2 知道拉力做的总功 利用P 求拉力做功功率 3 动滑轮的机械效率等于有用功与总功之比 自主解答 解 1 有用功 W有 Gh 450N 10m 4500J 2 已知拉力F做的功为5000J 即W总 5000J 拉力做功的功率 3 动滑轮的机械效率 答 1 有用功为4500J 2 拉力F的功率为100W 3 动滑轮的机械效率为90 13 如图所示 是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图 已知井深10m 物体重G 4 103N 汽车重G车 3 104N 汽车匀速拉绳子时的拉力F 2 103N 汽车受到的阻力为车重的0 05倍 请计算 1 若汽车运动的速度为1 2m s 则将物体由井底拉至井口 需要多长时间 2 滑轮组的机械效率是多少 保留一位小数 3 汽车的牵引力是多大 4 将物体由井底拉至井口 汽车的牵引力做的功是多少 答案 解 1 由图可知 滑轮组中由3段绳子承担重物 则物体上升的速度 v物 v车 1 2m s 0 4m s 物体由井底拉至井口需要的时间 2 滑轮组的机械效率 3 由题意可得 汽车受到的阻力 f 0 05G车 0 05 3 104N 1500N 汽车匀速直线运动 受到平衡力作用 在水平方向上 汽车受到向右的牵引力 向左的拉力 向左的阻力作用 由力的平衡条件可得牵引力 F牵 F f 2 103N 1500N 3500N 4 汽车运动的距离 s车 3h 3 10m 30m 考点五机械能及其转化 5年1考 例11 2018 淄博中考 如图所示 弯曲的跳板把人弹至高处 这个过程中人的动能和重力势能的变化情况是 A 动能减小 重力势能增大B 动能增大 重力势能减小C 动能先增大后减小 重力势能增大D 动能先减小后增大 重力势能减小 思路点拨 影响动能大小的因素是质量和速度 质量越大 速度越大 动能越大 影响重力势能大小的因素是质量和高度 质量越大 高度越高 重力势能越大 影响弹性势能大小的因素是物体发生弹性形变的大小和难易程度 弹性形变越大 发生弹性形变越难 弹性势能越大 机械能 动能 势能 自主解答 C 解题技巧 注意 质量改变 动能和重力势能的大小改变 挖掘机械能守恒的隐含条件 不计空气阻力 支持面光滑等 14 2018 广西中考 体育测试中 小明立定跳远的运动轨迹如图所示 他在上升过程中 A 动能减小B 动能增大C 重力势能减小D 重力势能不变 A 15 2018 聊城中考 2018年2月12日13时03分 我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭 以 一箭双星 方式成功发射第二十八 二十九颗北斗导航卫星 如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行 离地球最近的一点叫近地点 最远的一点叫远地点 它在大气层外运行 不受空气阻力 则下列说法正确的是 A 卫星从远地点运行到近地点 重力势能减小 动能增大 机械能守恒B 卫星从远地点运行到近地点 重力势能增大 动能减小 机械能守恒C 卫星从近地点运行到远地点 重力势能增大 动能增大 机械能不守恒D 卫星从近地点运行到远地点 重力势能减小 动能减小 机械能不守恒 实验十五探究杠杆的平衡条件 5年未考 命题角度1 让支点处于杠杆中央的目的 减小杠杆自重对实验造成的影响 2 杠杆平衡螺母的调节 左高左调 右高右调 注意 平衡后的实验过程中不能再调节平衡螺母 3 实验时应调节钩码的悬挂位置使杠杆在水平位置静止 目的是便于测量力臂 4 将钩码换成弹簧测力计的好处 能直接测出拉力的大小 实验操作更方便 5 本实验多次测量的目的 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 测力计的示数会变大 是因为拉力的力臂变小 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 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 F1L1 F2L2 例12探究杠杆的平衡条件 1 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 发现二 接着小明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 力臂 2 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 3 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 F1l1 F2l2 拓展设问 4 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 5 在图3乙中 若将杠杆两端所挂钩码各都取下一个 杠杆不能平衡 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 后两空选填 顺时针 或 逆时针 逆时针 逆时针 6 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 费力 16 2018 滨州中考 小明在 探究杠杆平衡条件 的实验中所用的实验器材有 刻度均匀的杠杆 支架 弹簧测力计 刻度尺 细线和质量相同的0 5N重的钩码若干个 1 如图A所示 实验前 杠杆左端下沉 则应将左端的平衡螺母向 选填 左 或 右 调节 直到杠杆在 位置平衡 目的是便于测量 支点选在杠杆的中点是为了消除杠杆 对平衡的影响 2 小明同学所在实验小组完成某次操作后 实验现象如图B所示 他们记录的数据为动力F1 1 5N 动力臂L1 0 1m 阻力F2 1N 则阻力臂L2 m 右 水平 力臂 自身重力 0 15 3 甲同学测出了一组数据后就得出了 动力 动力臂 阻力 阻力臂 的结论 乙同学认为他的做法不合理 理由是 只做一次实验具有很大的偶然性 4 丙同学通过对数据分析后得出的结论是动力 支点到动力作用点的距离 阻力 支点到阻力作用点的距离 与小组同学交流后 乙同学为了证明丙同学的结论是错误的 他做了如图C的实验 此实验 选填 能 或 不能 说明该结论是错误的 图C实验中 已知杠杆上每个小格长度为5cm 每个钩码重0 5N 当弹簧测力计在A点斜向上拉 与水平方向成30 角 杠杆 使杠杆在水平位置平衡时 动力 动力臂 选填 等于 或 不等于 阻力 阻力臂 能 等于 实验十六测量滑轮组的机械效率 5年1考 命题角度1 实验原理 2 实验器材 弹簧测力计 刻度尺 滑轮 组 细线 钩码 铁架台等 3 实验中应测量的物理量有物重G 重物上升高度h 绳末端拉力F 绳自由端移动的距离s 4 弹簧测力计拉动方式 匀速竖直向上运动 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移动的距离 6 绳子自由端移动的距离s与物体上升高度h的关系 s nh 7 控制变量法的应用 1 同一滑轮组吊起数量不同的钩码 探究 与G物的关系 2 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 动滑轮重 提起的物重 9 实验数据的分析及处理 10 实验中 滑轮组克服物重所做的有用功为W有用 Gh 绳自由端拉力所做的总功为W总 Fs 11 机械效率的计算 1 已知物重和拉力 2 已知物重和动滑轮重 不计摩擦 12 滑轮组机械效率的大小与物体提升的高度 滑轮组的绕线方式及物体提升的速度无关 例13 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 通过实验 请你提出提升滑轮组机械效率的两种方法 增加被提升重物的重力 减轻动滑轮的重力 17 2018 泰安中考 图甲是某学习小组 测量滑轮组的机械效率 的示意图 用弹簧测力计竖直向上 拉动绳子自由端 将重为4 5N的物体从A位置提升到A 位置 同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B 位置 在这个过程中 弹簧测力计的示数如图乙所示 请你根据他们做的实验完成下列问题 匀速 缓慢 1 物体提升的高度是 cm 拉力是 N 该滑轮组的机械效率 2 若在图甲装置的基础上 增加一个动滑轮 改为图丙所示的装置 提升同一物体 则滑轮组的机械效率 选填 变大 变小 或 不变 5 0 2 75 变小 实验十七探究摆球动能和势能的转化 5年未考 命题角度1 摆球运动过程中的受力分析 2 分析摆球在运动过程中的位置高度变化的目的 分析重力势能的变化情况 3 分析摆球在运动过程中的速度变化的目的 分析动能的变化情况 4 分析摆球在运动的过程中所具有的动能和势能的增减情况的目的 分析动能和重力势能之间的转化关系 5 摆球位于最高点时 摆球速度为零 动能 重力势能 6 摆球位于最低点时 摆球速度 动能 重力势能 为零 最大 最大 最大 最小 例14在探究 动能和重力势能相互转化 的实验中 采用如图所示的实验装置 用细线把一个质量为m的小球悬挂起来 将小球从位置B拉到位置A 由静止释放小球 观察小球从A B C的过程中的高度和速度的变化 并测出了小球在A B C三个位置时动能和重力势能的值 从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转化 数据如表所示 1 小球在图中的C位置 受 个力的作用 2 从实验中可以看出 小球从A B的过程中速度不断增加 高度不断降低 这个过程中是重力势能逐渐转化为 在能量转化的过程中 机械能在逐渐减少 这主要是小球由于受到 造成的 2 动能 空气阻力 3 在实验中 如果换用质量为2m的小球 其他条件不变 那么 小球到达B位置时的机械能 选填 大于 小于 或 等于 质量为m的小球到达B位置时的机械能 大于 拓展设问 4 若不考虑能量损失 让质量不同的小球从A位置出发 到达B位置的速度 选填 相同 或 不相同 5 实验过程中 若不计空气阻力 A位置与C位置的高度 选填 相同 或 不相同 小球在运动过程中的机械能 选填 守恒 或 不守恒 相同 相同 守恒