物理中考專題復(fù)習(xí)之簡單機(jī)械

【思維導(dǎo)圖構(gòu)建】考點(diǎn)一杠桿【主干必備】【識·圖形】1.杠桿：一根硬棒，在力的作用下能繞著_________

轉(zhuǎn)動。固定點(diǎn)2.認(rèn)識杠桿五要素：(1)支點(diǎn)：杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動的點(diǎn)，如圖中__________。

(2)動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力，如圖中______。

(3)動力臂：從支點(diǎn)到_______________的距離，如圖中______。

“O”

F1

動力作用線

l1

(4)阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，如圖中______。

(5)阻力臂：從支點(diǎn)到_______________的距離，如圖中______。

F2

阻力作用線

l2

【找·規(guī)律】杠桿平衡(1)平衡狀態(tài)：杠桿_________或勻速轉(zhuǎn)動。

(2)平衡條件：_________________________________________。

靜止動力×動力臂=阻力×阻力臂，即F1l1=F2l2

【比·概念】生活中的三類杠桿><=<>=【辨·正誤】(1)杠桿的力臂是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)連線的距離。()(2)判斷杠桿是否平衡，需比較力和力臂乘積的關(guān)系。()(3)省力的杠桿一定費(fèi)距離。 ()(4)力臂一定在杠桿上。 ()×√√×(5)若一力作用在杠桿上，作用點(diǎn)不變，大小不變，但作用方向改變，力臂也隨之而改變。 ()√【核心突破】考向1有關(guān)杠桿五要素的作圖【原型題】(2018·泰州中考)如圖用螺絲刀撬圖釘，請畫出在A點(diǎn)處所用最小力F1的示意圖，并畫出阻力F2的力臂。答：【變形題】上題中，若力F1的力臂如圖所示，請畫出動力F1。答：

【明·技法】

(1)“四步法”畫杠桿力臂：(2)“兩步法”作“最小動力”：【失分警示】(1)作力臂時(shí)是畫支點(diǎn)到力的作用線的距離，而不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。(2)力臂一定要用雙箭頭的實(shí)線或虛線加大括號并標(biāo)上垂直符號表示，標(biāo)注l，不能遺漏。(3)力的方向一定不要漏畫。(4)力的作用線一定畫實(shí)線，力的作用線的反向延長線一定畫虛線?？枷?杠桿平衡條件的應(yīng)用【原型題】(2019·涼山州中考)如圖所示，輕質(zhì)杠桿OB的重力忽略不計(jì)，OB=3OA，物體G的重力為150N。若要使物體G對水平地面的壓力為零，則需要在B端施加的拉力F=_______N。 簡單機(jī)械

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【講·悟】(1)析題意：支點(diǎn)O、阻力150N，阻力臂是OA，動力臂OB，OB=3OA。(2)套條件：根據(jù)杠桿平衡條件：F1l1=F2l2代入求解?！咀冃晤}】上題中，若保持圖中杠桿所處的位置和力F方向不變，當(dāng)將重物向右移動時(shí)，要使杠桿保持平衡，力F將_________；若保持重物G所處的位置不變，改變F的方向，則拉力F將_________。(均選填“增大”“減小”或“不變”)

增大增大考向3杠桿類型的判斷【原型題】(2019·北京中考)如圖所示的用具中，在使用時(shí)屬于費(fèi)力杠桿的是 ()A【講·悟】(1)識記法：記住常見的省力杠桿和費(fèi)力杠桿。(2)比較法：比較動力臂和阻力臂的大小關(guān)系?！咀冃晤}】(2019·臨沂中考)各式各樣的剪刀都是一對對杠桿。下列剪刀，最適合剪開較硬物體的是()簡單機(jī)械B考點(diǎn)二滑輪【主干必備】【比·概念】滑輪的特點(diǎn)等臂

2

=

改變力的方向省力省力改變力的方向

省力改變力的方向【找·規(guī)律】滑輪組的特點(diǎn)(1)省力情況：不計(jì)繩重和摩擦，當(dāng)動滑輪有n股繩子承擔(dān)時(shí)，拉力是動滑輪重和物重的。即F=

__________。

(2)距離關(guān)系：繩子自由端移動的距離s是物體上升距離h的n倍，即s=_______。

(G物+G動)

nh

【辨·正誤】(1)使用動滑輪一定省力。 ()(2)使用定滑輪只能改變施力的方向。 ()(3)使用滑輪組只能在豎直方向上提升物體。 ()×√×【核心突破】考向1滑輪的特點(diǎn)【原型題】(2018·郴州中考)如圖所示，不計(jì)滑輪自重及繩子與滑輪之間的摩擦，三個(gè)彈簧測力計(jì)拉力FA、FB、FC三者的關(guān)系正確的是 簡單機(jī)械()BA∶FB∶FC=3∶2∶1A∶FB∶FC=1∶2∶3A∶FB∶FC=6∶3∶2A∶FB∶FC=2∶3∶6【講·悟】(1)析圖形：兩個(gè)都是動滑輪，自由端作用在動滑輪的軸上。(2)判斷繩子股數(shù)：FA承擔(dān)一段繩子的力；FB承擔(dān)2段繩子的力；FC承擔(dān)3段繩子的力?！咀冃晤}】利用如圖所示的滑輪組拉著一重為180N的物體在水平面上以0.1m/s的速度勻速直線運(yùn)動，已知物體與地面的摩擦力為90N，則繩子自由端的拉力F=_______N，繩子自由端移動的速度v=________m/s(繩與滑輪的摩擦不計(jì))。

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【明·技法】判斷繩子段數(shù)的方法(1)根據(jù)省力情況，用n=去求，若n不是整數(shù)，采取“進(jìn)一法”，使n取整數(shù)。(2)根據(jù)移動距離的關(guān)系s=nh來求解。考向2滑輪組的組裝【原型題】(2019·淮安中考)畫出使用滑輪組提升物體時(shí)最省力的繩子繞法。

答：【講·悟】(1)抓題眼：最省力時(shí)，n=3。(2)組裝：按照“奇動偶定”的原則。①n為奇數(shù)，繩子的固定端在動滑輪的掛鉤上。②n為偶數(shù)，繩子的固定端在定滑輪的掛鉤上?！咀冃晤}】用此滑輪組提升物體時(shí)，若可以改變力的方向，則滑輪組應(yīng)如何繞？答：【失分警示】(1)繞線時(shí)，按從內(nèi)到外的順序，所有滑輪一定要有繞線。(2)所畫的線一定要直，與滑輪的邊緣相切。考點(diǎn)三機(jī)械效率【主干必備】【比·概念】1.三種功：必須要做又不得不做

W有+W額外

2.機(jī)械效率(η)：(1)定義：有用功跟總功的比值。(2)公式：_______。

(3)規(guī)律：使用任何機(jī)械都不可避免地要做額外功，故有用功總是______總功，故機(jī)械效率總是______1。(選填“>”“=”或“<”)

<

<

(4)提高方法：①改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使它更合理輕巧。_________動滑輪重或繩重，可以提高機(jī)械效率。

②使用同一滑輪提升物體時(shí)，_________物重，可以提高機(jī)械效率。

③經(jīng)常保養(yǎng)，減小繩與滑輪之間的摩擦。減小增加【辨·正誤】(1)有用功越大，機(jī)械效率越高。 ()(2)機(jī)械越省力，機(jī)械效率越高。 ()(3)簡單機(jī)械的機(jī)械效率高是指額外功少。 ()(4)做功越慢的機(jī)械，機(jī)械效率越低。 ()(5)沒有摩擦?xí)r，機(jī)械效率一定等于100%。 ()×××××【核心突破】考向1機(jī)械效率大小的比較【原型題】(2019·廣安中考)如圖所示，甲、乙兩個(gè)滑輪組，其中每個(gè)滑輪的質(zhì)量都相同，分別用拉力F1、F2將重物G1、G2提升相同高度，不計(jì)繩重和摩擦，下列說法正確的是 簡單機(jī)械()CA.若G1=G2，則拉力F1、F2做的總功相同B.若G1=G2，則拉力F2做的有用功多C.若G1>G2，則甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率D.若G1>G2，則甲、乙兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率相等【講·悟】(1)抓題眼：每個(gè)滑輪質(zhì)量相同，重物提升高度相同。(2)判斷功：W有=Gh，W額=G動h，W總=W有+W額。【延伸題】(1)若G1=G2，不計(jì)滑輪重，則拉力F1與F2的大小關(guān)系是F1__F2(選填“>”“=”或“<”)。(2)用同一滑輪組提升同一重物時(shí)，重物升高的高度不同，滑輪組的機(jī)械效率_________。

>不變考向2機(jī)械效率的計(jì)算【原型題1】(2019·樂山中考)小夏利用如圖所示的滑輪組，將重量為280N的物體勻速提升了2m。已知他自身的重量為500N，對繩子施加的拉力F=200N，兩腳與地面接觸的總面積S=400cm2。求此過程中：(1)小夏對地面的壓強(qiáng)；(2)拉力F做的功；(3)該滑輪組的機(jī)械效率?！局v·悟】(1)析圖形：由圖知，動滑輪上繩子的股數(shù)n=2，有用功是克服物體的重力做的功。(2)抓題眼：物重為280N，人重為500N。物體被提升的高度h=2m，S=400cm2。(3)套公式：p=、W有=Gh，W總=Fs，η=。解：(1)小夏對地面的壓力：F壓=G-F=500N-200N=300N；小夏對地面的壓強(qiáng)：×103Pa；(2)繩自由端向下移動的距離：s=2h=2×2m=4m；拉力F做的功：W總=Fs=200N×4m=800J；(3)對重物做的有用功：W有=Gh=280N×2m=560J；滑輪組的機(jī)械效率：η===70%。答：(1)小夏對地面的壓強(qiáng)為×103Pa；(2)拉力F做功800J；(3)該滑輪組的機(jī)械效率為70%?！驹皖}2】(2019·達(dá)州中考)救援車工作原理如圖所示，當(dāng)車載電機(jī)對鋼繩施加的拉力F大小為2.5×103N時(shí)，小車A恰能勻速緩慢地沿斜面上升。已知小車A的質(zhì)量為1t，斜面高為2m，斜面長為5m(不計(jì)車長、鋼繩重、動滑輪重、鋼繩與滑輪間的摩擦和滑輪與軸間的摩擦，g取10N/kg)。在小車A由水平路面被拖上救援車的過程中，鋼繩所做的有用功為___________J，整個(gè)裝置的機(jī)械效率為________，小車A與斜面間的摩擦力大小為__________N。簡單機(jī)械

20000

80%

1000

【原型題3】(2019·濟(jì)寧中考)兩個(gè)滑輪按如圖所示的方式組合，用5N的拉力F拉動繩端，使物體在5s內(nèi)水平向左勻速滑動1m，物體與地面間的摩擦力為9N。下列選項(xiàng)正確的是簡單機(jī)械()D是定滑輪，B是動滑輪B.拉力F做的功為5JC.拉力F的功率為1.8WD.滑輪組的機(jī)械效率為90%【原型題4】(2018·南充中考)如圖是工人將重160N的物體勻速放下的過程，已知物體下降的距離為3m，用時(shí)3s，工人的拉力為50N，工人質(zhì)量為50kg。(物體未浸入水中，且不計(jì)繩重及摩擦)簡單機(jī)械(1)求工人放繩的速度。(2)求滑輪組的效率η1。(3)如果物體完全浸沒水中后滑輪的機(jī)械效率為η2，已知η1∶η2=4∶3(物體在水中仍勻速下降，動滑輪不會浸入水中且不計(jì)繩重及摩擦，g取10N/kg)。求當(dāng)物體完全浸沒水中后，工人對地面的壓力。解：(1)s=4h=4×3m=12mv==4m/s(2)η1==80%(3)，所以η2=60%在空氣中時(shí)4F=G+G動，4×50N=160N+G動所以G動=40N完全浸沒水中時(shí)=η2

=60%，F(xiàn)浮=100NF拉==25NG人=m人g=50kg×10N/kg=500N所以F壓=G人+F拉=500N+25N=525N答：(1)工人放繩的速度是4m/s。(2)滑輪組的效率η1為80%。(3)當(dāng)物體完全浸沒水中后，工人對地面的壓力是525N?！久鳌ぜ挤ā?/p>

機(jī)械效率的計(jì)算【失分警示】(1)用滑輪組在水平面上拉動物體時(shí)，有用功是克服摩擦做的功，不是克服物重做的功。(2)物重(G)改變時(shí)，機(jī)械效率(η)也改變。求拉力時(shí)，一定不要用F=(η為提升原物重的機(jī)械效率)，要用F=(G+G動)。實(shí)驗(yàn)一：探究杠桿的平衡條件【實(shí)驗(yàn)裝置】【實(shí)驗(yàn)解讀】1.調(diào)平衡：(1)調(diào)杠桿在水平位置平衡。(2)調(diào)平衡的方法：哪端高向哪調(diào)，即“左高左調(diào)，右高右調(diào)”。(3)調(diào)平衡的目的：①便于讀出力臂大小；②克服杠桿自身重力的影響。2.分析數(shù)據(jù)：多次實(shí)驗(yàn)，收集不同數(shù)據(jù)的目的：避免偶然性，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性。3.實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：(1)改進(jìn)方法：用彈簧測力計(jì)代替杠桿一側(cè)的鉤碼。(2)改進(jìn)目的：能直接測出拉力的大小，方便實(shí)驗(yàn)操作。(3)判斷力的變化：當(dāng)彈簧測力計(jì)從豎直方向變成傾斜方向拉杠桿時(shí)，拉力的力臂變小，彈簧測力計(jì)的示數(shù)變大?！驹皖}】(2019·聊城中考)下面是小聰利用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿進(jìn)行探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)驗(yàn)前為方便測量力臂，應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到_______

位置平衡，將杠桿的中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，這時(shí)應(yīng)將平衡螺母向_____

(選填“左”或“右”)端調(diào)節(jié)。

水平右(2)調(diào)節(jié)平衡后，在杠桿B點(diǎn)處掛6個(gè)鉤碼，如圖甲所示，則在A點(diǎn)處應(yīng)掛______個(gè)同樣的鉤碼，杠桿仍然在水平位置平衡。

4

(3)圖乙是小聰利用彈簧測力計(jì)做的某次實(shí)驗(yàn)情景，已知杠桿每格長5cm，鉤碼每個(gè)重0.5N，請將彈簧測力計(jì)的示數(shù)填入表中。

上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不符合杠桿平衡條件，出現(xiàn)問題的原因是____________________________________________________。

彈簧測力計(jì)沒有豎直向下拉(或動力臂不等于0.15m)

【延伸題】(1)杠桿在圖丙的水平位置平衡后，用手使杠桿緩慢地轉(zhuǎn)過一個(gè)角度(如圖丁)后松手，杠桿_____

(選填“能”或“不能”)保持靜止。

能(2)如圖戊是已經(jīng)調(diào)節(jié)平衡的杠桿，用彈簧測力計(jì)在杠桿C處豎直向上拉，在A處掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使杠桿在水平位置平衡，則彈簧測力計(jì)讀數(shù)為__________，鉤碼總質(zhì)量為________kg。(g取10N/kg)

3.0N

實(shí)驗(yàn)二：測量滑輪組的機(jī)械效率【實(shí)驗(yàn)裝置】【實(shí)驗(yàn)解讀】1.測：用彈簧測力計(jì)測量鉤碼所受的重力。2.記：記下鉤碼和繩端的位置，便于測量鉤碼和彈簧測力計(jì)移動的距離。3.拉：(1)方法：勻速緩慢拉動彈簧測力計(jì)。(2)目的：使彈簧測力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，便于讀出拉力的大小。4.實(shí)驗(yàn)中，可以不需要刻度尺測距離的原因：對于已經(jīng)組裝好的滑輪組，s=nh，則