【中考物理課件】-10. 第十單元 機械與人

第二部分

夯實基礎(chǔ)過教材，名師講解提能力第十單元

機械與人考點解讀考點秘籍名師講解基礎(chǔ)闖關(guān)0102030405提分強練01考點解讀02考點秘籍

一、杠桿

1.定義：在力的作用下能繞著

轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿。杠桿的平衡條件：

。①作用在杠桿上使杠桿轉(zhuǎn)動的力叫作

，阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力叫作

，杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點叫作

。②支點到

叫作力臂。杠桿可以分成三種：

、

和

，天平屬于

杠桿。固定點動力阻力支點力作用線的距離省力杠桿費力杠桿等臂杠桿等臂

省力費力等臂費省力釘錘（或獨輪車、核桃鉗、起子等）小于省筷子（或手臂、釣魚竿、船槳等）等臂天平（或定滑輪等）3.畫力臂的步驟：①找點（支點）；②找線（力的作用線）；③作垂線（作點到線的垂線）。

二、滑輪、滑輪組1.定滑輪：①定義：使用滑輪時，其軸固定不動的滑輪叫

。國旗旗桿的頂部安裝的是

滑輪，它的作用是

。②實質(zhì)：

杠桿。③特點：使用定滑輪

省力，但能

。2.動滑輪：①定義：使用時軸的位置

物體一起移動的滑輪。使用

滑輪可以省一半力。②實質(zhì)：動力臂為阻力臂

倍的省力杠桿。③特點：能省

的力，但不能

。定滑輪定改變力的方向等臂不能改變力的方向隨動二一半改變力的方向3.滑輪組：①定義：定滑輪和動滑輪組合成滑輪組。②特點：用滑輪組既能

又能

。③公式：下表中n為承重力（或物體受的摩擦力）繩子的股數(shù)。（不計動滑輪的重力和繩與滑輪之間的摩擦力）省力改變力的方向

三、功與機械能1.功：物理學(xué)中把力和物體在

的乘積叫作機械功，簡稱功。做功包括兩個必備條件（或必要因素）：一是作用在物體上的

，二是物體在

。功等于

跟

的乘積。功的公式是

。在國際單位制中功的單位是

，1

＝1N·m。使用任何機械都不能省

。2.功率：在物理學(xué)里，把一段時間內(nèi)做的功與做功所用的這段時間的

叫作功率。通過功率可知道物體做功的

。功率的公式是

。在國際單位制中功率的單位是

，1

＝1J/s。功率的常用單位還有

。力的方向上移動距離力力的方向上移動一段距離力物體在力的方向上移動的距離W=Fs焦耳J功比快慢瓦特WkW3.機械效率：利用機械做功的時候，對我們有用的功叫作

，對我們無用，但又不得不做的功叫作

，

叫作總功。我們把有用功和總功的

叫作機械效率。機械效率通常用

表示。提高機械效率的方法有：①在有用功不變時，減小

功；②在額外功不變時，增大

功；③在減小額外功的同時增大

功。4.能量：如果一個物體具有

的本領(lǐng)，我們就說這個物體具有能量。能量的單位是：

。物體能做功越多，就是具有的能

。有用功額外功有用功和額外功之和比值百分率額外有用有用能夠做功J越多5.動能與勢能：物體由于

叫作動能。影響動能大小的因素是運動物體的

和

。質(zhì)量相同時，

的物體具有的動能越大；速度相同時，

的物體具有的動能越大。做勻速運動的物體，它的動能

。物體由于高度位置所具有的能叫作

能。物體被舉得

，質(zhì)量

，它具有的重力勢能就越大。物體因彈性形變而具有的能叫作

能。物體的

越大，具有的彈性勢能就越大。運動具有的能速度質(zhì)量速度越大質(zhì)量越大不變重力勢越高越大彈性勢彈性形變6.機械能：機械能指

和

的總和。動能和勢能可以相互

，在轉(zhuǎn)化過程中，如果沒有產(chǎn)生其他能量，那么機構(gòu)能的總量保持

，這叫

。如人造衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動時，從近地點運動到遠地點的過程中人造衛(wèi)星的重力勢能將

，動能

。在水平路面上勻速行駛的正在工作的灑水車，機械能將

。勻速下落的雨點機械能將

（后四空均填“變大”“變小”或“不變”）。動能勢能轉(zhuǎn)化不變守恒變大變小變小變小

中考命題趨勢：本單元是中考的重點內(nèi)容之一。根據(jù)近年來的中考情況可知有下列考點。

3.能量這個考點常見的考查題型有：結(jié)合基本概念進行填空、選擇和簡答等。每年的常考點：識別物體具有哪些形式的能；判斷能之間的相互轉(zhuǎn)化。此類考題常以新科技成果或社會的熱點事件為背景來進行命題考查。

03名師講解

分析：本題結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗考查了對杠桿類型的分析判斷。選項A，瓶起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；選項B，鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；選項C，鋼絲鉗子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；選項D，剪紙剪刀在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。預(yù)測頻度：☆☆☆

考點1杠桿類型判斷

例1

如圖10-1所示的生活用具中，使用時屬于費力杠桿的是（）答案：B【變式練】

1.室內(nèi)垃圾桶平時桶蓋關(guān)閉不使垃圾散發(fā)異味，使用時用腳踩踏板，桶蓋開啟，根據(jù)室內(nèi)垃圾桶的結(jié)構(gòu)示意圖（圖10-2），可確定桶中有兩個杠桿在起作用，兩杠桿支點為O1、O2，則對應(yīng)的杠桿分別是（）A.省力杠桿

省力杠桿

B.省力杠桿

費力杠桿C.費力杠桿

費力杠桿

D.費力杠桿

省力杠桿答案：B

2.下列生活用具中，使用時屬于省力杠桿的是（）答案：B

答案：如圖10-4所示

答案：如圖10-6所示

考點3

杠桿的平衡條件的實驗探究及應(yīng)用例3

在探究杠桿的平衡條件的實驗中，（1）如圖10-7甲所示，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)該向

移動平衡螺母（填“左”或“右”）。（2）實驗時只有10個相同的鉤碼，杠桿上每格等距，當在A點掛3個鉤碼時，如圖乙所示，則怎樣掛鉤碼可以使杠桿在水平位置平衡？（請設(shè)計兩種方案）①

；②

。（3）通過對實驗數(shù)據(jù)進行分析處理，可得出結(jié)論：杠桿的平衡條件是

。右在G處掛2個鉤碼在E處掛3個鉤碼（答案不唯一）

【變式練】4.（2019·廣西北部灣）《墨經(jīng)》最早記述了桿秤的杠桿原理，“標”“本”表示力臂，“權(quán)”“重”表示力，如圖10-8所示，桿秤在水平位置平衡，以下說法正確的是（）A.“重”增大時，N端上揚

B.“權(quán)”增大時，M端上揚C.“權(quán)”向右移時，N端下沉

D.提紐向右移時，M端上揚答案：C5.（2019·廣西北部灣）如圖10-9所示，杠桿在拉力F的作用下水平平衡?，F(xiàn)將彈簧測力計繞c點從a位置轉(zhuǎn)動到b位置的過程中，杠桿始終保持水平平衡，則拉力F的變化情況是（）圖10-9A.一直變大

B.一直變小C.一直不變

D.先變大后變小答案：A考點4

滑輪及滑輪組的應(yīng)用例4

圖10-10至圖10-13所示簡單機械中，省力的是

。

分析：使用定滑輪不能省力，但可以改變力的方向；使用動滑輪不能改變力的方向，但可以省力。圖10-12的杠桿，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，圖10-10、圖10-11是定滑輪，不能省力，圖10-13是動滑輪，可以省力。預(yù)測頻度：☆☆☆☆答案：圖10-13

答案：C7.如圖10-15所示，運動員在訓(xùn)練時，向下擺動腳踝使細繩拉著物體緩慢提升，圖中的滑輪是（）A.定滑輪，可省力B.動滑輪，可省力C.定滑輪，可改變力的方向D.動滑輪，可改變力的方向答案：C

（1）甲木塊的體積是多少？（2）求B和C的質(zhì)量各為多少？（3）若將A球與甲相連的細線以及C球與B球相連的細線都剪斷，甲和乙重新靜止后，水對容器底部的壓強變化了多少？分析：這是一道力學(xué)綜合題，主要考查杠桿平衡條件、阿基米德原理、密度、重力與質(zhì)量的關(guān)系、同一直線的二力合成、動滑輪的特點、液體壓強等知識點。預(yù)測頻度：☆☆☆☆

考點6

功的概念

例6

大山同學(xué)在中考體育考試中立定跳遠跳出了218

的好成績（填適當?shù)膯挝唬?。小芳同學(xué)用60N的力投出的實心球在空中畫了一條優(yōu)美的弧線。若實心球重為20N，小芳投出了6.3m的距離，球最高點距地面2.6m。則球在空中飛行的過程中，小芳對球所做的功為

J。cm0

分析：本題是中檔題，主要考查學(xué)生的觀察能力和對功的概念的理解。學(xué)生應(yīng)該對生活中的某些長度值有大致的認識，男生立定跳遠的成績一般在2m以上，即200cm以上，故填218cm符合實際。做功包含兩個必要因素：作用在物體上的力和物體在力的方向上移動的距離。而球在空中飛行的過程中，不再受小芳的力，故小芳對球所做的功為0。其他條件都是多余的，起干擾作用。預(yù)測頻度：☆☆☆☆☆

答案：C

考點7

功W＝Fs理解有用功、額外功和總功

例7

如圖10-18所示，用輕質(zhì)薄木板AB做成杠桿，O為支點，OA＝OB＝2m，地面上一質(zhì)量為3kg，邊長為0.1m的實心正方體物塊M用一不可伸長的細線系于OB的中點C，此時AB靜止于水平位置，細線剛好被拉直?，F(xiàn)將重為10N的小物塊P放在O點的正上方的板上，對P施加F＝2N的水平向左推力，使P沿OA向左做勻速直線運動（g取10N/kg）。求：（1）物塊M的密度；（2）小物塊P所受滑動摩擦力的大小和方向；（3）若細線能承受的最大拉力為14N，小物塊P可從O點開始往左運動多遠？小物塊P往左運動到最遠時，推力F做了多少功？物塊M對地面的壓強為多大？

分析：這是一道力學(xué)綜合題，主要考查杠桿的平衡條件、密度、重力與質(zhì)量的關(guān)系、同一直線上二力的合成、摩擦力、壓強、功等知識點。預(yù)測頻度：☆☆☆☆

答案：B

考點8

功率P＝Wt的應(yīng)用

例8

現(xiàn)有重800N的木箱A，小李同學(xué)想把它搬到高為6m、長為10m的斜面上，他站在斜面上，沿斜面向上用600N的拉力使木箱A以0.2m／s的速度勻速從斜面底端到達斜面頂端。求：（1）小李同學(xué)拉木箱的功率是多大?（2）該斜面的機械效率是多少?（3）木箱A在斜面上勻速運動時受到的摩擦力是多大?

分析：本題考查簡單機械斜面的利用，涉及速度、有用功、總功、功率及機械效率的計算。預(yù)測頻度：☆☆☆☆

考點9

動能、勢能和機械能

例9

小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，他用質(zhì)量不同的兩個鋼球m和M（M的質(zhì)量大于m），分別從不同的高度h和H（H>h）靜止開始滾下，觀察木塊B被撞擊后移動的距離，實驗過程如圖10-20所示。(1)小明通過觀察木塊B移動的距離長短，來判斷鋼球動能的大小，他利用的研究方法是

；若水平面絕對光滑，本實驗將

（選填“能”或“不能”）達到探究目的；(2)由甲、乙圖可得實驗結(jié)論：物體的動能大小與

有關(guān)；(3)小麗根據(jù)甲、丙兩圖得出結(jié)論：物體的動能大小與質(zhì)量有關(guān)，她的看法是否正確？

（選填“正確”或“錯誤”）。轉(zhuǎn)換法不能速度錯誤分析（1）通過比較木塊移動距離的遠近來比較鋼球動能的大小，物理學(xué)稱這種研究方法為轉(zhuǎn)換法；木塊因受到摩擦力，最終靜止，若水平面絕對光滑，根據(jù)牛頓第一定律，鋼球和木塊將永遠做勻速直線運動，沒有運動距離遠近之分，不能通過比較距離來比較動能的大?。唬?）比較甲、乙兩圖知，同一鋼球的質(zhì)量相同，鋼球放置位置越高，滑到水平面的速度越大，將木塊撞擊的越遠，這表明物體的動能大小與速度有關(guān)；（3）要探究物體的動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，需控制速度相同即控制不同鋼球在同一斜面同一高度由靜止釋放，所以她的看法錯誤。

考點10

動能、勢能的轉(zhuǎn)化和機械能守恒

例10

蹦床運動是一種深受青年人喜愛的運動。如圖10-21所示，當運動員從蹦床彈起后向上運動的過程中，其動能和重力勢能的變化是（）A.重力勢能增大，動能減小B.重力勢能增大，動能增大C.重力勢能減小，動能減小D.重力勢能減小，動能增大答案：A

分析：由題意可知，運動員質(zhì)量不變，從蹦床彈起后向上運動的過程中，速度變小，則運動員的動能是減小的，同時運動員的高度增加，所以重力勢能增大。解答本題的關(guān)鍵在于判斷速度和高度的變化。【變式練】

10.如圖10-22所示的滾擺從最低處向上運動的過程中，動能轉(zhuǎn)化為

，如果只有這兩種能相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和

。勢能（重力勢能）不變04基礎(chǔ)過關(guān)

1.在如圖10-23所示的簡單機械中，屬于省力杠桿的是（）B

2.（2019·湖北荊門）如圖10-24用同一滑輪組分別將兩個不同的物體A和B勻速提升相同的高度，不計繩重和摩擦的影響，提升A的過程滑輪組的機械效率較大，則下列判斷正確的是（

）①A物體比B物體輕②提升A的拉力較大③提升A所做的額外功較少④提升A做的有用功較多A.只有①③

B.只有②④

C.只有②③

D.只有①④B3.（2021·廣西貴港）2020年11月24日4時30分，中國在文昌航天發(fā)射場，用長征五號遙五運載火箭成功發(fā)射探月工程嫦娥五號探測器，順利將探測器送入預(yù)定軌道。2020年12月17日，嫦娥五號任務(wù)軌道器與返回器分離，返回器攜帶月球樣品返回地球。下列說法正確的是（）A.火箭升空過程中機械能不變B.火箭升空過程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.控制中心是通過電磁波來控制嫦娥五號任務(wù)軌道器D.嫦娥五號任務(wù)軌道器是通過超聲波來控制返回器的C4.（2020·安徽）一人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道運行，我們把衛(wèi)星運行過程中離地球最近的一點叫近地點，最遠的一點叫遠地點如圖10-25所示。已知衛(wèi)星在運行過程中機械能保持不變，那么（）A.衛(wèi)星在遠地點的勢能最大、動能為零B.衛(wèi)星在近地點的動能最大、勢能為零C.衛(wèi)星從近地點向遠地點運動過程中，勢能增大、動能減小D.衛(wèi)星以近地點向遠地點運動過程中，動能增大、勢能減小C5.（2020·北京）如圖10-26所示的情境中，人對物體做功的是（）A.人用力搬石頭，沒有搬動B.人將重物從地面提到高處C.人推一塊大石頭沒推動D.人提箱子沿水平方向做勻速直線運動B6.（2020·湖北黃石）如圖10-27所示，彈簧下端懸掛一個實心小球，用手托住小球，小球靜止在A點，此時彈簧處于自然長度。釋放小球，小球向下運動到最低點不超過彈簧彈性限度，小球從A點運動到B點的過程中，下列說法正確的是（）A.小球的重力勢能一直在減少，動能一直在增加B.小球減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能C.彈簧的彈性勢能不斷增大D.小球運動到B點時，重力勢能最小，動能最大C

7.如圖10-28是小明探究“杠桿平衡條件”的實驗裝置，實驗中杠桿始終處于水平平衡狀態(tài)，若在C處逐漸改變彈簧測力計拉力的方向，使其從①→②→③，則拉力的變化情況是（）A.先變小后變大

B.先變大后變小

C.逐漸變大

D.逐漸變小

8.如圖10-29所示，是一個電熱水壺的簡易圖，在圖中畫出它所受重力的示意圖（B為重心）；用力作用在壺蓋上A點時，可將壺蓋打開，請在A點畫出所需最小力F的示意圖（O為支點）。A答案：

9.如圖10-30所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，畫出所掛重物重力的示意圖和在杠桿上A點所施加的最小作用力F的示意圖。

答案：

12.請在圖10-33中畫出均勻木棒OA的重力示意圖以及力F的力臂。答案：

13.用10N的水平拉力，使重為50N的物體在5s內(nèi)沿水平地面勻速直線移動10m，則物體受到的摩擦力等于

N，重力做功是

J，拉力做功的功率是

W。

14.如圖10-34所示，質(zhì)量為50g的金屬小球從a處自由滑下，經(jīng)過b處、到達c處時，恰好停下，在a到b的過程中，重力做功為

J。在整個運動過程中，小球克服摩擦消耗的機械能為

J（g取10N/kg）。100200.20.1

15.如圖10-35甲所示，放在水平地面上的物體，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時間t的關(guān)系圖像如圖10-35乙所示，物體運動速度v與時間t的關(guān)系圖像如圖10-35丙所示，由圖像可知t＝3s時，物體受到的摩擦力為

N；t＝5s時，物體受到的合力為

N。2016.（2021·廣西玉林）如圖10-36所示，在F＝200N的拉力作用下，物體A以2m/s的速度沿水平面做勻速直線運動，若滑輪組所做有用功的功率為960W，則地面對物體的摩擦力為

N，滑輪組的機械效率為

。（忽略繩子和滑輪的重力）48080％

17.在探究“杠桿平衡條件”實驗中，小張手頭的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個。

（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，如圖10-37所示，此時應(yīng)把杠桿左端的平衡螺母向

（填“左”或“右”）調(diào)節(jié)；（3）小張在實驗中多次改變力和力臂的大小主要是為了

（只有一個正確答案，填答案序號）。①減小摩擦

②多次測量取平均值減小誤差

③使每組數(shù)據(jù)更準確

④獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律

（2）小張將實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中：表格中空缺的實驗數(shù)據(jù)“▲”是

；右20④18.如圖10-38所示是探究“物體動能的大小與什么因素有關(guān)”的實驗示意圖（B為木塊）。（1）在探究動能與

的關(guān)系時，要保持小球的質(zhì)量不變，讓小球從斜面上

（填“相同”或“不同”）的高度滾下。（2）物理學(xué)中的研究方法有許多，本實驗運用了兩種研究方法：一是

法；二是轉(zhuǎn)換法。就本題來說：用

來表示小球動能大小的方法就是轉(zhuǎn)換法。速度不同控制變量法木塊被撞擊距離的大小19.如圖10-39所示是建筑工人用滑輪組提升建筑材料的場景，在10s的時間內(nèi)，建筑工人用豎直向上的拉力將建筑材料勻速提升了1m，已知拉力F為400N，建筑材料的重力G為900N，求這個過程中：（1）繩子自由端移動的距離；（2）此滑輪組的機械效率；（3）拉力F的功率。

答案：（1）3m（2）75%（3）120W20.利用如圖10-40所示的滑輪組，用F＝1000N的力拉繩子自由端，貨物A以0.1m/s的速度勻速直線