中考物理第二輪復(fù)習(xí) 專題八：簡單機(jī)械

1、 中考物理復(fù)習(xí) 專題八 簡單機(jī)械易錯(cuò)清單1. 力臂力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離,即“點(diǎn)到線”的距離,“點(diǎn)”指的是支點(diǎn),“線”指的是力的作用線,力的作用線就是力所在的直線;不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離.如圖,支點(diǎn)為 o,oa 是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn),l 是支點(diǎn)到力的作用線的距離.2. 滑輪和滑輪組力的關(guān)距離的關(guān)實(shí)質(zhì)作用系(f,g)系(s,h)定滑輪 等臂杠桿改變力的方向f=gs=h動(dòng)力臂是阻力臂的二倍的杠桿1f= g2動(dòng)滑輪滑輪組s= h2省力既可以省力,也可以改變力的方向1f= gns=nh(忽略摩擦,g=g +g物)動(dòng)滑輪名師點(diǎn)撥一、機(jī)械效率的計(jì)算(一)滑輪組繩子繞法:1. 確定“n”.根據(jù)題意

2、確定由多少段繩子承擔(dān)動(dòng)滑輪重力和物體重力.2. 確定動(dòng)滑輪個(gè)數(shù).(1)當(dāng) n 為偶數(shù)時(shí),動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)是多少?第 1 頁 共 13 頁 (2)當(dāng) n 為奇數(shù)時(shí),動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)是多少?3. 確定定滑輪的個(gè)數(shù).口訣:“一動(dòng)配一定,偶數(shù)減一定,變向加一定.”(1)在不改變施力的方向時(shí),以動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)為基數(shù),按“一動(dòng)配一定,偶數(shù)減一定”來確定定滑輪的個(gè)數(shù).即:一個(gè)動(dòng)滑輪配一個(gè)定滑輪;但當(dāng) n 為偶數(shù)時(shí),定滑輪的個(gè)數(shù)等于“動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)減一個(gè)”.(2)在需要改變施力的方向時(shí),仍以動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)為基數(shù),按“變向加一定”的方法確定定滑輪的個(gè)數(shù).即:在“一動(dòng)配一定,偶數(shù)減一定”的基數(shù)上,再加上一個(gè)定滑輪.4. 組裝滑輪

3、組.口訣:“奇動(dòng)偶定”.確定好了動(dòng)滑輪和定滑輪的個(gè)數(shù)后,再確定繩子的起始點(diǎn).(1)當(dāng) n 為奇數(shù)時(shí),繩子的起始點(diǎn)從動(dòng)滑輪開始,經(jīng)定滑輪依次按畫螺旋線的方法繞線.(2)當(dāng) n 為偶數(shù)時(shí),繩子的起始點(diǎn)從定滑輪開始,經(jīng)動(dòng)滑輪依次按畫螺旋線的方法繞線.【例 1】 某物重為 5100n,現(xiàn)有一繩最大只能承擔(dān) 1200n,站在地面把重物向上提升.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)滑輪組,并畫出組裝示意圖.【解析】 確定 n.根據(jù)題意 n=4.2 在這里 n 不能四舍五入,n 應(yīng)為 5 段繩子.確定動(dòng)滑輪個(gè)數(shù) 5 為奇數(shù),則動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)為 2(個(gè)).n=.確定定滑輪個(gè)數(shù) “一動(dòng)配一定,偶數(shù)減一定 ”5 為奇數(shù),定滑輪應(yīng)為 2 個(gè)

4、但又根據(jù).n=.題意,站在地面把重物和向上提升,需要改變施力的方向,即:“變向加一定”.則應(yīng)在 2 個(gè)的基礎(chǔ)上再加上一個(gè),即定滑輪的個(gè)數(shù)這時(shí)應(yīng)取 3 個(gè).組裝滑輪組 按“奇動(dòng)偶定”,確定繩子的起始點(diǎn) 5 為奇數(shù),繩子的起始點(diǎn)應(yīng)從動(dòng)滑輪.n=的掛鉤上開始,經(jīng)定滑輪依次作螺旋線纏繞.如圖所示:(二)機(jī)械效率的計(jì)算滑輪或滑輪組杠桿斜面提升重物時(shí)水平勻速拉動(dòng)物體時(shí)第 2 頁 共 13 頁 (1)(1)(2)不計(jì)繩重及摩擦=(2)=其中 :g 為提升重物的重力;h 為重物升高的高度;其中:f 為物體與水摩平面間的摩擦力;f 為 為作用在:g(3)s=nh其中為f拉力;s 為物體移動(dòng)物杠 桿 上 的 動(dòng)力

5、;s 為動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離.(4)v =nv 其中g(shù) 為提升物重; 為斜距離;s 為繩子自由h繩物繩端移動(dòng)的距離;n 為承擔(dān)摩擦力的繩子的段數(shù);n 為承擔(dān)摩擦力的繩子的段數(shù).的物重;g為動(dòng)滑的總重面 高 度 ; f動(dòng)力;h 為重物上升的高度;s 為繩子自由端移動(dòng)的距離 ;為拉力; 為l斜面長度;f 為承擔(dān)重物的繩子的段為摩擦力.n摩數(shù);v 為繩子自由端移動(dòng)的繩速度;v 為提升物重上升的物速度.【例 2】 如圖所示,已各斜面長 5m,高 3m,繩端拉力為 50n.利用這個(gè)滑輪裝置將重為100n 的物體在 5s 內(nèi)從斜面的底端勻速拉到頂端.在此過程中:(1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的速度為多少?(2)

6、繩端移動(dòng)的距離是多少?(3)拉力的功和功率各是多少?第 3 頁 共 13 頁 (4)拉力的機(jī)械效率是多少?【 解 析 】 解 :(1) 物 體 沿 斜 面 向 上 運(yùn) 動(dòng) 的 速 度 :=1m/s.(2)繩端移動(dòng)的距離:s=2s=25m=10m.(3)拉力的功 w =fs=50n10m=500j,總功率:(4)有用功:w =gh=100n3m=300j,有用第 4 頁 共 13 頁 拉力的機(jī)械效率【方法指導(dǎo)】一般情況下,使用各種機(jī)械的目的如果是將物體舉高,則人們克服物體重力所做的功為有用功,克服其他力所做的功為額外功.對(duì)有用功與額外功的判定,要視具體情況,因需達(dá)到的目的而具體分析,但無論使用哪

7、種簡單機(jī)械,拉力(動(dòng)力)對(duì)機(jī)械所做的功一定是總功.二、 影響機(jī)械效率高低的因素公式結(jié)論裝置(g )相同時(shí),物重(g )越大,滑輪組的機(jī)械效動(dòng)物率越大;滑輪組重物(g )相同時(shí),動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)(g )越少,滑輪組的物動(dòng)機(jī)械效率越大;第 5 頁 共 13 頁 有用功一定時(shí),對(duì)繩重及克服摩擦所做的額外功越少,機(jī)械效率越高.在斜面傾角一定時(shí),斜面表面越粗糙,機(jī)械效率越低;斜面在斜面表面粗糙程度一定時(shí),傾角越大,機(jī)械效率越高;( 為斜面傾角; 為斜面摩擦系數(shù),斜面越粗糙,摩擦系數(shù)越大).提分策略【趨勢總覽】從近三年的各地中考來看,對(duì)本部分的考查呈現(xiàn)如下趨勢:1. 中考對(duì)簡單機(jī)械部分一般考查畫杠桿的力臂、杠桿

8、的平衡條件、杠桿的應(yīng)用、連接滑輪組等內(nèi)容,試題以填空題、選擇題和畫圖題為主.2. 中考熱點(diǎn)為應(yīng)用杠桿的平衡條件分析生活中的杠桿和畫杠桿的力臂.2015 年的中考命題方向預(yù)測:仍然保持前幾年的趨勢,亮點(diǎn)將是“結(jié)合最新的生活、生產(chǎn)、科技發(fā)展的新材料進(jìn)行考點(diǎn)的考查”.【錦囊妙計(jì)】第 6 頁 共 13 頁 1. 杠桿力臂的畫法力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離,所謂力的作用線是沿力的方向所作的直線 . 力臂可能在杠桿上,也可能不在杠桿上.力臂的表示方法:雙箭頭法、大括號(hào)法(如圖).畫法:過支點(diǎn)作力的作用線的垂線.2. 使用滑輪組時(shí),有幾股繩子承擔(dān)物體的拉力,在不計(jì)繩重和摩擦的情況下,提起物體所用的力就是總

9、重的幾分之一,即 f=g =(g+g ). 因此正確確定繩子的股數(shù)對(duì)于能否正確解總動(dòng)題很重要.(1)確定承擔(dān)對(duì)物體拉力的繩子的股數(shù)的方法:首先分清動(dòng)滑輪和定滑輪,再數(shù)一數(shù)直接跟動(dòng)滑輪相連的繩子有幾股,就有幾股繩子承擔(dān)物體的拉力.確定繩子的股數(shù)時(shí),出錯(cuò)的主要原因是繩子的最后一股(繩子的自由端)是否計(jì)算在內(nèi).可采用以下方法判斷,看拉力的方向是否與提升物體的方向相同 ,如相同就計(jì)算在內(nèi),不同就不算數(shù). 比如:提起物體的方向向上,而拉繩子自由端的拉力向下,則最后一股沒有承擔(dān)拉力.(2)使用滑輪組提升重物時(shí),動(dòng)力 f 與物重 g 的關(guān)系:若不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重及摩擦(理想情況下),f=g.f= g+g .

10、若不計(jì)繩重及摩擦, ( )動(dòng)f g+g .實(shí)際使用時(shí),由于存在摩擦, ( )動(dòng)其中 g 為動(dòng)滑輪的重力,n 為滑輪組中承擔(dān)重物的繩子的股數(shù).動(dòng)(3)使用滑輪組提升重物時(shí),滑輪組的機(jī)械效率:由 =可知,不同滑輪組提升相同的重物時(shí),動(dòng)滑輪越重, 越小.由 =1-=1-,可知使用同一滑輪組時(shí),提升重物越重時(shí), 越大.(4)使用滑輪組時(shí),繩子自由端移動(dòng)的距離 s 與重物移動(dòng)的距離 h 的關(guān)系是:s=nh.若在等式兩邊同時(shí)除以 t,則可得出繩子自由端移動(dòng)的速度 v 與重物移動(dòng)的速度 v 的關(guān)物系:v=nv物.(5)使用滑輪組來勻速拉動(dòng)水平面上的物體時(shí),若不計(jì)滑輪重、繩重及摩擦?xí)r,則繩子拉力f=f,其中

11、f 為物體受到的摩擦力.專項(xiàng)訓(xùn)練一、 選擇題1. (2014黑龍江齊齊哈爾模擬三)如圖所示,小陽利用滑輪組先后豎直向上勻速提升物體a和物體 b.當(dāng)提升物體 a 時(shí),滑輪組的機(jī)械效率為 75%,小陽對(duì)繩子的拉力為 f ;當(dāng)提升物體 b1時(shí),滑輪組的機(jī)械效率為 62.5%,小陽對(duì)繩子的拉力為 f .已知小陽的質(zhì)量為 65kg,物體 a 的質(zhì)2第 7 頁 共 13 頁 量為 90kg.假設(shè)在拉繩子的過程中,小陽對(duì)繩子的拉力與對(duì)地面的壓力始終豎直向下且在同一直線上,不計(jì)繩重和摩擦.g 取 10n/kg.則下列說法中正確的是().a. f =500n1b. g =600nbc. g =200n動(dòng)d. 勻

12、速提升物體 a 時(shí)小陽對(duì)地面的壓力是 50n2. (2013四川雅安模擬)工人們?yōu)榱税徇\(yùn)一個(gè)笨重的機(jī)器進(jìn)入廠房, 他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的四種方案 (機(jī)器下方的小圓表示并排放置的圓形鋼管的橫截面 ). 其中最省力的方案是().3. (2013山西模擬)小明小組利用如圖所示裝置探究“杠桿平衡條件”時(shí),在杠桿兩側(cè)掛上不同個(gè)數(shù)的鉤碼,移動(dòng)鉤碼使杠桿在水平位置平衡,這樣三次實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論:動(dòng)力支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離 =阻力支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離 . 下列能幫助他得出正確結(jié)論的操作是().a. 去掉一側(cè)鉤碼,換用彈簧測力計(jì)豎直向下拉b. 去掉一側(cè)鉤碼,換用彈簧測力計(jì)斜向下拉c. 去掉一側(cè)鉤碼,換用彈簧測力計(jì)

13、豎直向上拉d. 增加鉤碼個(gè)數(shù),再多次實(shí)驗(yàn)使結(jié)論更具普遍性二、 填空題4. (2014四川成都模擬)如圖所示裝置中,均勻木棒 ab 的 a 端固定在鉸鏈上,懸線一端繞過一固定定滑輪,另一端用線套套在木棒上使棒保持水平 .現(xiàn)使線套逐漸向右移動(dòng),但始終使木第 8 頁 共 13 頁 棒保持水平(棒和懸線足夠長),則懸線上的拉力 t 先或 “不變” ).,后( 填“變大”“變小”三、 實(shí)驗(yàn)探究5. (2014福建福州模擬四)(1)圖甲是探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)裝置. 調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡后,在杠桿上的 a 點(diǎn)掛四個(gè)重均為 0.5n 的鉤碼,用調(diào)好的彈簧測力計(jì)豎直向上拉杠桿上的 b 點(diǎn),使杠桿水平平衡,測

14、力計(jì)的示數(shù)是的示數(shù)將n;如果將測力計(jì)沿圖中虛線方向拉,仍使杠桿在水平位置平衡,則測力計(jì)(填“變大”“不變”或“變小”).(2)某同學(xué)利用身邊的塑料直尺和硬幣若干來驗(yàn)證杠桿平衡的條件 ,如圖乙所示,當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí),他測出從支點(diǎn) o 到硬幣邊緣的距離作為力臂 l 和 l 的大小,他測力臂的方法12是 (填“正確”或“錯(cuò)誤”)的.如果將兩邊的硬幣以相同大小的速度同時(shí)做遠(yuǎn)離支點(diǎn)的勻速移動(dòng),則杠桿 (填“仍平衡”“左端向下傾斜”或“右端向下傾斜”).(3)某小組同學(xué)在探究滑輪組的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)時(shí) ,提出了一些猜想.為了驗(yàn)證猜想是否正確,該小組同學(xué)們按如圖丙所示的 a、b、c、d 四種情形

15、組裝滑輪組.為了驗(yàn)證猜想“兩個(gè)相同滑輪組成的滑輪組 ,其機(jī)械效率與滑輪組細(xì)線的繞法有關(guān)” ,應(yīng)選擇裝配圖中的兩組滑輪組做對(duì)比實(shí)驗(yàn);按裝配圖 a、b 或圖 c、d 兩個(gè)滑輪組做對(duì)比實(shí)驗(yàn),可以驗(yàn)證什么猜想?.甲乙第 9 頁 共 13 頁 丙6. (2014湖北黃岡模擬)小明在學(xué)校參加植樹活動(dòng)時(shí),使用如圖所示的鋼絲鉗,剪鐵絲固定小樹苗.(1)他使用的鉗子是省力杠桿還是費(fèi)力杠桿?(2)在圖中畫出動(dòng)力 f 的力臂 l 和作用在這根杠桿上的阻力 f .112(3)剪鐵絲時(shí)動(dòng)力臂長為 10cm,阻力臂長為 2cm,若鐵絲被剪斷需要 1000n 的力,小明至少用多大的力才能將鐵絲剪斷?參考答案與解析1. d 解析根據(jù)當(dāng)提升物體 a 時(shí),滑輪組的機(jī)械效率第 10 頁 共 13 頁 75%;可解得g =300n,故c錯(cuò)誤;小東對(duì)繩子動(dòng)的拉力為