經(jīng)典簡單機械-功和機械能講義-中考專題復(fù)習(xí)-有答案

1、教學(xué)內(nèi)容簡單機械 【基礎(chǔ)知識】1、 定義：在力的作用下繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿。說明：杠桿可直可曲，形狀任意。有些情況下，可將杠桿實際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定支點。如：魚桿、鐵鍬。2、 五要素組成杠桿示意圖。支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點。用字母O 表示。動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母 F1 表示。阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母 F2 表示。說明 動力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點在杠桿上。 動力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動的方向相反動力臂：從支點到動力作用線的距離。用字母l1表示。阻力臂：從支點到阻力作用線的距離。用字母l2表示。畫力臂方法：一找支點、二畫線、三連距離、四標(biāo)簽 找支點O；

2、畫力的作用線（虛線）； 畫力臂（虛線，過支點垂直力的作用線作垂線）； 標(biāo)力臂（大括號）。3、 研究杠桿的平衡條件： 杠桿平衡是指：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動。 實驗前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是：可以方便的從杠桿上量出力臂。 結(jié)論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是：動力×動力臂阻力×阻力臂。寫成公式F1l1=F2l2 也可寫成：F1 / F2=l2 / l1解題指導(dǎo)：分析解決有關(guān)杠桿平衡條件問題，必須要畫出杠桿示意圖；弄清受力與方向和力臂大??；然后根據(jù)具體的情況具體分析，確定如何使用平衡條件解決有關(guān)問題。（如：杠桿轉(zhuǎn)動時施加的動力如何變化，沿什么方向施

3、力最小等。）解決杠桿平衡時動力最小問題：此類問題中阻力×阻力臂為一定值，要使動力最小，必須使動力臂最大，要使動力臂最大需要做到在杠桿上找一點，使這點到支點的距離最遠；動力方向應(yīng)該是過該點且和該連線垂直的方向。4、應(yīng)用：名稱結(jié) 構(gòu)特 征特 點應(yīng)用舉例省力杠桿動力臂大于阻力臂省力、費距離撬棒、鍘刀、動滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀費力杠桿動力臂小于阻力臂費力、省距離縫紉機踏板、起重臂人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚桿等臂杠桿動力臂等于阻力臂不省力不費力天平，定滑輪說明：應(yīng)根據(jù)實際來選擇杠桿，當(dāng)需要較大的力才能解決問題時，應(yīng)選擇省力杠桿，當(dāng)為了使用方便，省距離時，應(yīng)選費力杠桿。五、滑

4、輪1、 定滑輪：定義：中間的軸固定不動的滑輪。實質(zhì)：定滑輪的實質(zhì)是：等臂杠桿特點：使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。對理想的定滑輪(不計輪軸間摩擦）F=G繩子自由端移動距離SF(或速度vF) = 重物移動的距離SG(或速度vG)2、 動滑輪：定義：和重物一起移動的滑輪。（可上下移動，也可左右移動）實質(zhì)：動滑輪的實質(zhì)是：動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。特點：使用動滑輪能省一半的力，但不能改變動力的方向。理想的動滑輪（不計軸間摩擦和動滑輪重力）則：F= 1 2G，只忽略輪軸間的摩擦則 拉力F= 1 2(G物+G動)繩子自由端移動距離SF(或vF)=2倍的重物移動的距離SG(或vG)【考點探究】

5、考點一、正確畫出力臂【例1】例1：如圖1甲所示，輕質(zhì)桿OA可繞O點轉(zhuǎn)動，B處懸掛重物，A端用細繩通過頂部定滑輪被拉住時（定滑輪質(zhì)量及摩擦不計），整個系統(tǒng)靜止，請在圖中畫出桿OA所受各力的力臂。 解析：力臂是從支點到力的作用線的距離，先找到支點的位置，可讓杠桿試著運動看它繞哪一點轉(zhuǎn)動，這一點即為該杠桿的支點（圖中O點）。力的作用線是通過力的作用點沿力的方向所畫的直線，但作力臂時，應(yīng)根據(jù)實際情況來確定是否需要畫力的作用線及應(yīng)沿力的方向還是逆力的方向畫力的作用線?？键c二、杠桿平衡條件的應(yīng)用【例2】某同學(xué)從市場買了一條6kg的魚，他想粗略驗證魚的質(zhì)量，他手中只有一支量程為20N的彈簧測力計和

6、一根均勻直尺，在保證魚的完整的情況下，請你設(shè)計一種驗證方法。  解析：運用杠桿平衡條件，如圖2所示，將直尺當(dāng)杠桿，把直尺的一端放在桌子的邊緣當(dāng)支點，在直尺的另一端掛上彈簧測力計，在直尺的適當(dāng)位置掛上魚，調(diào)節(jié)魚的位置，使杠桿平衡，利用杠桿的平衡條件可驗證?？键c三 定滑輪與動滑輪的判斷【例3】如圖3所示，不計滑輪及繩重，以及滑輪與繩之間的摩擦，水平拉力為F，物體的重力為G，且在水平面上勻速向右滑動，物體所受的摩擦力的大小等于（   ） AF       BG  

7、0;    CG/2      DF/2 解析：通常我們使用動滑輪時，動力作用在繩子未端，阻力作用在軸上，此時使用動滑輪省一半力。此題中動力加在軸上，相當(dāng)于前面的阻力，而此時作用在繩子上的力與地面對物體的摩擦力相等，這個力相當(dāng)于一般情況下的動力，因此可得關(guān)系fF/2。答案：D【中考題】1（2分）（2013永州）如圖所示，在調(diào)節(jié)平衡后的杠桿兩側(cè)，分別掛上相同規(guī)格的鉤碼，杠桿處于平衡狀態(tài)如果兩側(cè)各去掉一個鉤碼，下列說法正確的是（）A左端下沉B右端下沉C仍然平衡D無法判斷2（2013連云港）下列四種情形中所使用

8、的杠桿屬千省力杠桿的是3（3分）（2013綿陽）騎自行車上一個陡坡時，有經(jīng)驗的同學(xué)會沿S型路線騎行，他這樣做是為了（）A縮短上坡過程中所走的路程B減少上坡過程中所做的功C減小上坡過程中所施加的力D縮短上坡過程中所用的時間【練習(xí)題】1園藝師傅使用如圖所示的剪刀修剪樹枝時，常把樹枝盡量往剪刀軸O靠近，這樣做的目的是為了（）A增大阻力臂，減小動力移動的距離 B減小動力臂，減小動力移動的距離C增大動力臂，省力 D減小阻力臂，省力2如圖所示，請畫出杠桿AB在圖示位置靜止時作用在B點的最小力F及其力臂L3如圖是農(nóng)村曾用的舂米工具的結(jié)構(gòu)示意圖。桿AB可繞O點轉(zhuǎn)動，桿右端均勻柱形物體的長度與桿右側(cè)的OB相等，

9、桿AB的重力不計，柱形物體較重。（1）制作舂米工具時，為了使作用在A點的力F更小，在其它條件相同時，只改變支點O的位置，應(yīng)將O點更靠近 端。（2）若作用在A點的動力F方向始終與桿垂直，則桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)動45°角的過程中，動力F大小的變化是 。4如圖7所示，滑輪 （16） 可以看作是等臂杠桿（選填“A”或“B”）；若物體所受重力均為20牛且處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計摩擦和滑輪重力，力的大小為 （17） 牛；物體上升時，它的重力勢能 （18） （選填“增大”、“不變”或“減小”）。 參考答案 【中考題】1B2答案：3C【練習(xí)題】1 D2 3（1）右（或B） （2）先增大后減小功和功率【考試要

10、求】1理解功的兩個必要因素；會判斷力對物體是否做功；2會正確使用W=FS計算功的大?。?理解影響功率大小的因素，能用公式計算功率，知道功率的推導(dǎo)公式P=Fv及應(yīng)用；4. 理解有用功、總功和額外功；會用=W有用/W總計算機械效率；5. 知道測定機械效率的方法，了解提高機械效率的途徑；6. 知道決定動能、勢能大小的因素，能正確分析動能和勢能的轉(zhuǎn)化【基礎(chǔ)知識】一、功：1、力學(xué)里所說的功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的距離。2、不做功的三種情況：有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。鞏固：某同學(xué)踢足球，球離腳后飛出10m遠，足球飛出10m的過程中人不做功。（原因是足球

11、靠慣性飛出）。3、力學(xué)里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。 公式：W=FS4、功的單位：焦耳，1J= 1N·m 。 把一個雞蛋舉高1m ，做的功大約是0.5 J 。5、應(yīng)用功的公式注意：分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力；公式中S 一定是在力的方向上通過的距離，強調(diào)對應(yīng)。 功的單位“焦”（牛·米 = 焦），不要和力和力臂的乘積（牛·米，不能寫成“焦”）單位搞混。二、功的原理：1、內(nèi)容：使用機械時，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功；即：使用任何機械都不省功。2、說明： （請注意理想情況功的原理可以如何表述？）功的原理是一個普遍的結(jié)論，對

12、于任何機械都適用。功的原理告訴我們：使用機械要省力必須費距離，要省距離必須費力，既省力又省距離的機械是沒有的。使用機械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因為使用機械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。我們做題遇到的多是理想機械（忽略摩擦和機械本身的重力）理想機械：使用機械時，人們所做的功（FS）= 直接用手對重物所做的功（Gh）3、應(yīng)用：斜面理想斜面：斜面光滑理想斜面遵從功的原理；理想斜面公式：FL=Gh 其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面長；G：物重；h：斜面高度。如果斜面與物體間的摩擦為f ，則：FL=fL+Gh；這樣F做功就大于直接對物體做功Gh 。

13、五、機械能(一)、動能和勢能1、能量：一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能理解：能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量。 一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功。也不一定要做功。2、知識結(jié)構(gòu)：3、探究決定動能大小的因素： 猜想：動能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)； 實驗研究：研究對象：小鋼球 方法：控制變量； ？如何判斷動能大?。嚎葱′撉蚰芡苿幽究熳龉Φ亩嗌?？如何控制速度不變：使鋼球從同一高度滾下，則到達斜面底端時速度大小相同； ？如何改變鋼球速度：使鋼球從不同同高度滾下；分析歸納：保持鋼球質(zhì)量

14、不變時結(jié)論：運動物體質(zhì)量相同時；速度越大動能越大；保持鋼球速度不變時結(jié)論：運動物體速度相同時；質(zhì)量越大動能越大；得出結(jié)論：物體動能與質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動能越大，質(zhì)量越大動能也越大。 練習(xí)：右表中給出了一頭牛漫步行走和一名中學(xué)生百米賽跑時的一些數(shù)據(jù)：分析數(shù)據(jù)，可以看出對物體動能大小影響較大的是 速度你判斷的依據(jù)：人的質(zhì)量約為牛的1/12，而速度約為牛的12倍此時動能為牛的12倍說明速度對動能影響大4、機械能：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。物體質(zhì)量m/kg速度v/(m.s-1)動能E/J牛約600約0.5約75中學(xué)生約50約6約900理解：有動能的物體具有機械能；有勢能的物體具有機械能；同時具有動

15、能和勢能的物體具有機械能。(二)、動能和勢能的轉(zhuǎn)化1、知識結(jié)構(gòu)：2、動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：質(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；質(zhì)量一定的物體，如果減速上升，則動能減小，重力勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；3、動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：如果一個物體的動能減小，而另一個物體的彈性勢能增大，則動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能；如果一個物體的動能增大，而另一個物體的彈性勢能減小，則彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。4、動能與勢能轉(zhuǎn)化問題的分析：首先分析決定動能大小的因素，決定重力勢能（或彈性勢能）大小的因素看動能和重力勢能（或彈性勢能）如何變化。還要注意動能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量

16、損失和增大如果除重力和彈力外沒有其他外力做功（即：沒有其他形式能量補充或沒有能量損失），則動能勢能轉(zhuǎn)化過程中機械能不變。題中如果有“在光滑斜面上滑動”則“光滑”表示沒有能量損失機械能守恒；“斜面上勻速下滑”表示有能量損失機械能不守恒?？键c：考點一、 功的概念的理解【例1】在下圖的四種情境中，人對物體做功的是（   ） A提著水桶在水平地面上勻速前進         B扛著米袋慢慢爬上樓梯C用力推汽車，汽車沒動      

17、60;          D舉著杠鈴原地不動  解析：提著水桶在水平地面上勻速前進，人給水桶的力的向上的，向上沒有移動距離，人對水桶沒有做功，A不符合題意；扛著米袋慢慢爬上樓梯，人給米袋的力向上，向上移動了距離，人對米袋做功，B符合題意；用力推汽車，汽車沒動，人給汽車一個向前的力，向前沒有移動距離，人對汽車沒有做功，C不符合題意；舉著杠鈴原地不動，人對杠鈴的力向上，向上沒有移動距離，人對杠鈴沒有做功，D不符合題意。本題答案為B。  答案：B考點三 【例3】如圖所示，一瀑布的落差（瀑布頂

18、端和底端的高度差）約為100m。在0.1s內(nèi)有18kg的水流過瀑布頂端，經(jīng)過4.5s落到瀑布底端。質(zhì)量為18kg的這些水從頂端落到底端的過程中，重力的功率約為（    ）  A4×102W       B4×103W       C1.8×104W         D1.8×105W  解析：18k

19、g的水大約經(jīng)4.5s從瀑布頂端落到底端，在該過程中，重力的功率約.本題答案為B。  答案：B考點四：功、機械效率和功率的綜合應(yīng)用【中考題】1（2013四川自貢）小明將掉在地面上的物理書撿起來放在課桌上，他對課本所做功最接近于（）A0.02J B0.2J C2J D20J2（2013年臨沂）下列過程中人對桶做功的是（）A.提著捅站立不動B.提若桶水平移動C.提著桶站在勻速向上運動的電梯內(nèi)D.提著桶站在勻速水平運動的車廂內(nèi)3(2013杭州)在甲、乙兩圖中，甲圖地面粗糙、乙圖地面光滑。質(zhì)量分別為m, 2m的兩個物體在大小為F的恒力作用下，在力的方向上前進了相同的距離，則下列結(jié)論正確的是（）

20、A甲圖中F做的功小于乙圖中F做的功B甲圖中F做的功等于乙圖中F做的功C甲圖中F做的功大于乙圖中F做的功D條件不足，無法確定甲、乙圖中F做的功誰大4（2013漳州）用水平拉力F拉物體A在光滑水平面上沿力的方向移動距離s，拉力F做功為W1；用同樣的力F拉物體A在粗糙水平面上沿力的方向移動相同的距離s，拉力F做功為W2，則（） AW1=W2 BW1>W2 CW1<W2 D條件不足，無法比較 5（2013營口）（7分）在探究“物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，小麗同學(xué)設(shè)計了如圖所示甲、乙、丙三次實驗。讓鐵球從同一斜面上某處由靜止開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，鐵球與紙盒在

21、水平面上共同移動一段距離后靜止。 （1）要探究動能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)選用_兩圖；實驗中應(yīng)保證_相同，為了達到這一目的所采取的具體操作方法是_。 （2）選用甲、丙兩次實驗可以得出的結(jié)論是_。 （3）該實驗是通過觀察_來比較鐵球動能的大小，從而得出結(jié)論的。下面的四個實例中也采用這種研究方法的是 。A認識電壓時，我們可以用水壓來類比B用磁感線來描述磁場C探究電功大小與哪些因素有關(guān)，通過重物提升的高度來判斷電流做功的多少D保持電阻不變，改變電阻兩端電壓，探究電流與電壓關(guān)系 （4）若水平面絕對光滑，鐵球?qū)⒆鯻運動?！揪毩?xí)題】1用彈簧測力計沿水平方向兩次拉著同一物體在同一水平面上運動，兩次運動的st圖

22、象如圖所示其對應(yīng)的彈簧測力計示數(shù)分別為F1、F2，相同時間內(nèi)所做的功分別為W1、W2，則它們的關(guān)系正確的是（）AF1F2 W1W2BF1=F2 W1W2CF1=F2 W1W2DF1F2 W1W22、一定質(zhì)量的貨物在吊車鋼索的拉力作用下，豎直向上運動(不考慮空氣的阻力和鋼索重力)，貨物運動的路程(s)一時間(t)圖象如圖所示，根據(jù)圖象，下列判斷正確的是：（ ）A2s時鋼索的拉力大小等于8s時鋼索的拉力大小B貨物豎直向上運動時，4s時的速度小于10s時的速度C0至6s內(nèi)鋼索拉力做的功小于6s至12s內(nèi)鋼索拉力做的功D貨物在0至12s內(nèi)的豎直向上運動過程中，鋼索拉力的功率保持不變3我們居住的城市高樓

23、林立，如不小心發(fā)生高空墜物事件，則可能給人們的生命財產(chǎn)造成損害，更不可有意為之日前，某小區(qū)的陳先生在早上下樓取車時發(fā)現(xiàn)車的后擋風(fēng)玻璃被穿了一個孔，上面還插著一個可樂瓶，肇事的可樂瓶里大約還有的可樂對此，下列描述正確的是（）A可樂瓶從高空墜落，動能會轉(zhuǎn)化為重力勢能B可樂瓶對擋風(fēng)玻璃沒有做功C可樂瓶從高空墜落，重力勢能會轉(zhuǎn)化為動能D可樂瓶砸在擋風(fēng)玻璃的瞬間，具有很大的重力勢能4人造衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運行。它從近地點向遠地點運動過程中（）A動能增大，勢能減小，機械能不變B動能增小，勢能減大，機械能不變C動能不變，勢能增大，機械能變大D動能減小，勢能不變，機械能變小5乒乓球的直徑被加大后，提高了乒乓

24、球比賽的觀賞性。瑪麗認為直徑增加了，乒乓球的 彈性減弱了，吉姆認為乒乓球彈性是否減弱必須通過實驗來證明。能夠驗證瑪麗的說法是否正確的是（） A把直徑不同的乒乓球擲向豎直墻壁，比較反彈后落地的距離 B把直徑不同的乒乓球拋向地面，比較落地后反彈的高度 C把直徑不同的乒乓球在不同高度由靜止釋放，比較落地后反彈的高度 D把直徑不同的乒乓球在同一高度由靜止釋放，比較落地后反彈的高度6已知雨滴在空中豎直下落時所受空氣阻力與速度大小的二次方成正比，且不同質(zhì)量的雨滴所受空氣阻力與速度大小的二次方的比值相同現(xiàn)有兩滴質(zhì)量分別為m1和m2的雨滴從空中豎直下落，在落到地面之前都已做勻速直線運動，那么在兩滴雨滴落地之前

25、做勻速直線運動的過程中，其重力的功率之比為（）Am1：m2 B： B ： D ：7.某同學(xué)的質(zhì)量約為50kg，他以正常速度從教學(xué)樓的一樓走上二樓。請估算在此過程中該同學(xué)上樓的功率最接近于（）A.1W B.10W C.100W D.1000W8圖13（a）是探究“物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置，實驗中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止灌下，碰到同一木塊上；圖13（b）是探究“牛頓第一定律”的實驗裝置，實驗中讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下，在粗糙程度不同的平面上運動，請回答一下問題：（1）圖13（a）實驗的目的是探究鋼球動能的大小與 的關(guān)系.通過木塊被推動距離的大小，說明鋼球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷鋼球動能的大小，這種常用的實驗方法是法 . （2）圖13（b）實驗中讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下的目的是： . 水平面越光滑，小車受到的摩擦力越 （填“大”或“小”），根據(jù)小車運動距離的遠近，推理得出：運動的物體如果不受外力作用，將永遠做 . （3）小明