簡單機械功和機械能中考復(fù)習(xí)指導(dǎo)

1、簡單機械、功和機械能中考復(fù)習(xí)指導(dǎo)江蘇繆啟忠一、考點透視杠桿定義及杠桿五要素；畫動力臂和阻力臂；杠桿的分類及應(yīng)用；根據(jù)杠桿的平衡條件計算動力或阻力的大小；根據(jù)做功的兩個必要因素判斷力是否對物體做了功；會用功的公式計算功的大?。还β实暮x；用功率的公式計算功率的大??；有用功、額外功、總功的含義；機械效率的概念；測量、計算和比較滑輪組的機械效率；動能、重力勢能、彈性勢能、機械能的概念；影響動能、重力勢能、彈性勢能大小的因素；動能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化。（一）杠桿1. 定義：在力的作用下能繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒。2. 杠桿五要素：支點O、動力、阻力、動力臂、阻力臂。強調(diào)：（1）支點只有一個，必須畫在杠桿上。

2、（2）力臂是一個點到一條直線的距離。畫力臂的方法及步驟：先根據(jù)實際情況標(biāo)出杠桿的支點，再通過力的作用點沿力的方向畫力的作用線（可以向兩端適當(dāng)延長），最后通過支點向力的作用線作垂線，垂足落在力的作用線上，從支點到力的作用線的這段垂直距離即為該力的力臂。切記，力臂不是在力的作用線上而是垂直力的作用線。（3）若力的作用線通過支點，則其力臂為零，該力對杠桿無轉(zhuǎn)動效果。3. 杠桿平衡條件又叫杠桿原理，內(nèi)容是：動力動力臂=阻力阻力臂，或?qū)懽?。強調(diào)：研究杠桿平衡條件時，在不掛重物的情況下，調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡，其目的是為了使杠桿本身的重力作用線通過支點，這樣可以避免杠桿本身重力對實驗的影

3、響。同時可以直接從杠桿上讀出或量出力臂。4. 杠桿的分類及其應(yīng)用：杠桿分類力臂關(guān)系力的比較特點應(yīng)用范例省力杠桿平衡時用小的力產(chǎn)生了大的力撬棍費力杠桿平衡時費力但省距離鑷子、吊車臂等臂杠桿平衡時不省力也不費力天平、定滑輪強調(diào)：既省力又省距離的杠桿是沒有的。（二）滑輪和滑輪組1. 定滑輪的實質(zhì)是等臂杠桿，定滑輪不省力但能夠改變力的方向。2. 動滑輪實質(zhì)是動力臂等于阻力臂兩倍的杠桿，動滑輪能省力一半力但不能改變力的方向。3. 滑輪組既省力又能改變力的方向。在不計摩擦和繩重的情況下，繩子自由端的拉力，其中n表示承擔(dān)動滑輪和重物的繩子的段數(shù)。強調(diào)：（1）繩子段數(shù)n的判定方法：在定滑輪和動滑輪之間畫一條虛

4、線，將它們隔離開（或遮住定滑輪），數(shù)出所有繞在動滑輪上的繩子的段數(shù)即為n值。（2）使用滑輪組時，繩子自由端移動的距離s等于繩子段數(shù)n與物體實際移動距離h的乘積，即s=nh。（3）滑輪組的繞繩方法：當(dāng)n為奇數(shù)時，繩子固定端拴在動滑輪掛鉤上；當(dāng)n為偶數(shù)時，繩子固定端拴在定滑輪上。（三）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）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=Fs。（3）功的單位：焦耳，1J=1Nm。強調(diào)：不做功的三種情況a. 物體受力，但物體沒有在力的方向上通過距離。此情況叫“勞而無功”。b. 物體移動了一

5、段距離，但在此運動方向上沒有受到力的作用（如物體因慣性而運動）。此情況叫“不勞無功”。c. 物體既受到力，又通過一段距離，但兩者方向互相垂直（如起重機吊起貨物在空中沿水平方向移動）。此情況叫“垂直無功”。（四）功的原理內(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。強調(diào)：（1）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。（2）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。（五）機械效率1. 有用功：對人們有用的功。2. 額外功：并非我

6、們需要但又不得不做的功。3. 總功：有用功加額外功或動力對機械所做的功。4. 機械效率：（1）定義：有用功跟總功的比值。（2）公式：。強調(diào)：（1）機械效率是表示機械對總功利用率高低的物理量。若機械效率越大，表示該機械對總功的利用率越高，即機械做的有用功占它所做的總功的比例越大，或者說額外功占總功的比例越小，也說明該機械的性能越好。（2）機械效率總小于1。因在使用機械時，不可避免。所以由可知，即1。（3）計算機械效率的各種變形式。杠桿：斜面：定滑輪：動滑輪：滑輪組：A. 在豎直方向上提升物體，（對于滑輪組：，s為動力移動的距離，h為物體提升的高度）。若只計動滑輪的重，則，機械效率還可等于，即。B

7、. 在水平方向上拉動物體，（h為物體移動的距離，s為拉力移動的距離）。5. 機械效率的測量：（1）原理：（2）應(yīng)測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離s。（3）器材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外，還需刻度尺、彈簧測力計。步驟：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高。目的：保證測力計示數(shù)大小不變。（4）結(jié)論：影響滑輪組機械效率高低的主要因素有：a. 動滑輪越重，個數(shù)越多，則額外功相對就多。b. 提升重物越重，做的有用功相對就多。c. 若各種摩擦越大，做的額外功就越多。強調(diào)：繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。（六）功率（1）定義：單位時間里完成的功。公式：。（2）物

8、理意義：表示做功快慢的物理量。（3）單位：主單位W，常用單位kW、mW。（4）由W=Fs得。物體在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做勻速直線運動，則拉力做功的功率等于力與物體速度的乘積。（七）機械能1. 能量一個物體能夠做功，我們就說它具有能。一個物體能夠做功越多，具有的能量越大。強調(diào)：“能夠做功”指物體具有做功的本領(lǐng)；物體不一定正在做功。2. 動能（1）物體由于運動而具有的能叫動能。（2）動能的大小跟物體的速度和質(zhì)量有關(guān)，運動物體的速度越大，質(zhì)量越大，動能越大。3. 勢能（1）重力勢能a. 被舉高的物體具有的能叫重力勢能。b. 物體的質(zhì)量越大，舉得越高，重力勢能越大。（2）彈性勢能a.

9、發(fā)生彈性形變的物體具有的能，叫彈性勢能。b. 物體彈性形變越大，它具有的彈性勢能越大。4. 機械能：動能和勢能的統(tǒng)稱。二、近兩年中考試題特點特點一：注重對基本知識和技能的考查基本概念和規(guī)律是初中物理知識的核心內(nèi)容，在物理課程標(biāo)準(zhǔn)中也把“知識與技能”作為課程的首要目標(biāo)，提出讓學(xué)生通過基本知識的學(xué)習(xí)與基本技能的訓(xùn)練，初步了解自然界的基本規(guī)律，能逐步客觀地認(rèn)識世界、理解世界。因此，注重對基本概念和規(guī)律的考查一直是中考物理命題的特點。在考查時并不是單純地要求學(xué)生對這些基本知識死記硬背，機械模仿，而是重在考查學(xué)生能否在實際的情景中將所學(xué)的知識深化、活化。例如：灑水車在灑水過程中的機械能變化；踢足球過程中

10、的做功問題等等。特點二：體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的新課程理念，加大試題與生活實際的聯(lián)系中學(xué)物理與現(xiàn)實生活、生產(chǎn)的聯(lián)系非常緊密，在中學(xué)階段特別是初中階段結(jié)合實際現(xiàn)象學(xué)習(xí)物理知識，不僅可使學(xué)生真正體會到物理知識的重要性和實用性，而且能提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，引導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)實生活中多觀察、多思索，提高他們主動運用所學(xué)知識解決實際問題的興趣和能力，也符合物理課程標(biāo)準(zhǔn)中倡導(dǎo)的“從生活走向物理，從物理走向社會”的新課程理念。例如：扶正被風(fēng)吹倒的樹木問題；搬運大小輕重不同的物件用力的姿勢問題；跑步機中的做功問題等等。特點三：強化實驗過程，注重研究方法實驗是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、動手操作能力的重要途徑

11、，新課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)目標(biāo)中特別強調(diào)：實驗教學(xué)是知識的形成過程與研究方法再現(xiàn)的最好手段。物理中考試題中，實驗題要求學(xué)生在熟悉課本實驗的原理、器材、方法的基礎(chǔ)上，突破框框、更新方法、更新器材，并能進行簡單的實驗設(shè)計，會根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析、得出結(jié)論。簡單機械、功、功率、機械效率和機械能一直是中考力學(xué)的重點知識，其考查題型常常涉及到選擇題、填空題、實驗探究題、計算題。統(tǒng)計2006年中考110份各省市物理試卷，發(fā)現(xiàn)這部分知識分值平均約占總分值的25%左右。特別是關(guān)于杠桿平衡條件的研究、機械效率實驗的探究、功、功率和機械效率的綜合計算，在2006年中考試卷中都占有很大的比例。（一）基礎(chǔ)知識的考查例1 （200

12、6宜昌）關(guān)于能的概念，下列說法正確的是（ ）A. 用線懸掛著的物體，它沒有做功，它不具有機械能B. 在空中飛行的子彈，因為它能做功，所以它具有機械能C. 甲物體的運動速度比乙物體的大，則甲物體的動能一定比乙物體的大D. 甲物體的高度比乙物體的高度大，則甲物體的勢能一定比乙物體的大分析：本題考查學(xué)生對機械能、動能、勢能的概念的理解。用線懸掛的物體，由于被舉高而具有重力勢能；重力勢能的大小是由物體的質(zhì)量和高度共同決定的，被舉得越高的物體具有的重力勢能不一定大；物體動能的大小是由物體的質(zhì)量和速度大小共同決定的，速度大的物體動能不一定大。所以本題應(yīng)選B。例2 （2006常州）某人用20N的力將重為15

13、N的球推出去后，球在地面上滾動了10m后停下來，這個人對球所做的功為（ ）A. 0JB. 200JC. 150JD. 條件不足，無法計算分析：本題考查了做功的兩個必要因素、運用功的計算公式計算力對物體所做的功。理解功的計算公式中力與物體移動距離的關(guān)系是解題的關(guān)鍵。球的運動可分為兩個階段：其一是球出手前，人對球做了功，因為球在人的推力作用下，通過了一段距離，但這個距離不是10m，題目中也沒有交代這個距離為多少，所以無法計算出推力對球做了多少功；其二是球離開人在地面上滾動時，球不再受推力的作用而僅依靠慣性向前運動，人不再對球做功。所以他對球所做的功無法計算。所以本題選D。（二）基本能力的考查例3

14、（2005南通）跳傘運動員在空中勻速下落的過程中，他的（ ）A. 動能增大，勢能不變B. 動能不變，勢能減小C. 動能、勢能都不變D. 動能減小，勢能增大分析：本題考查對動能、勢能概念的綜合理解，解答本題除了要知道影響動能、勢能大小的因素外，還要注意“勻速”這一條件。切忌不認(rèn)真審題，錯誤地認(rèn)為下落的物體越來越快，動能越來越大。運動員在勻速下落的過程中，質(zhì)量、速度均未發(fā)生變化，因此，他的動能不變，而運動員在逐漸下降，所以他的重力勢能逐漸變小。所以本題應(yīng)選B。例4 （2006金華）某人用如圖1所示的滑輪組（不計摩擦力）提升某一重物，所用拉力F為200N，若滑輪組的機械效率為80%。求：（1）被提升

15、的物重。（2）動滑輪重。圖1分析：本題考查滑輪組機械效率的計算?？筛鶕?jù)變形求得物重，因為不計摩擦，所以，故只要先求出額外功就可求得動滑輪重。（1）（2）（三）基本實驗的考查例5 （2006浦東）某小組同學(xué)用實驗小車去撞擊同一木塊來研究小車的動能與小車的質(zhì)量和速度之間的關(guān)系，實驗時利用了DIS裝置精確地測出了小車撞擊木塊時的速度，小車撞擊木塊后與木塊一起向前滑動，該同學(xué)借用木塊滑動的距離來反映小車動能的大小，記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示。為了進一步探究動能與所測物理量間的數(shù)值關(guān)系，他們進行了適量的運算，將結(jié)果記錄在表中后四列中。表1實驗序號小車質(zhì)量m（千克）小車速度v（米/秒）木塊滑動距離s（米）（

16、秒/米）（米1）（米2/秒2）（千克1）10.200.70710.21.414250.50005.0020.400.50000.22.00050.25002.5030.600.40830.22.449250.16671.67三、2007年中考命題預(yù)測仔細研究力學(xué)中簡單機械、功和機械能試題及題型，發(fā)現(xiàn)新課標(biāo)下的考試試題體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念，注重加強科學(xué)探究能力和實驗技能的考查。我們應(yīng)該在以下幾個方面給予足夠的重視：1. 試題不是機械地考查學(xué)生對基本概念、規(guī)律的掌握，對學(xué)生分析、解決實際問題的能力提出更高要求。2. 試題表達形式多樣化，除文字外，涉及數(shù)據(jù)表格、圖形、圖象、實

17、物說明等。要求學(xué)生從中準(zhǔn)確獲取有用信息。3. 從考查形式看是重過程輕結(jié)論，注重對實驗方法、實驗設(shè)計和實驗基本技能的考查。4. 試題體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念，緊密聯(lián)系學(xué)生的生活和社會實際，讓物理問題融入學(xué)生的生活中，讓物理知識為社會服務(wù)。表2實驗序號小車質(zhì)量m（千克）小車速度v（米/秒）木塊滑動距離s（米）（秒/米）（米1）（米2/秒2）（千克1）40.201.00000.41.0002.51.00005.0050.400.70710.41.41422.50.50002.5060.600.57730.41.73212.50.33331.67表3實驗序號小車質(zhì)量m（千克）小車速

18、度v（米/秒）木塊滑動距離s（米）（秒/米）（米1）（米2/秒2）（千克1）70.201.2250.60.81651.671.50005.0080.400.86600.61.15471.670.75002.5090.600.70710.61.41421.670.50001.67（1）分析比較實驗次數(shù)_及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：在小車質(zhì)量相同的情況下，速度越大，小車的動能就越大。（2）分析比較實驗次數(shù)1與5（或5與9，或1與9）及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：_。（3）請進一步綜合分析比較表一、表二中經(jīng)運算后得到的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，并歸納出結(jié)論。（a）分析比較表一、表二或表三中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條

19、件，可初步得出：_。（b）分析比較表一、表二和表三中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可初步得出：_。分析：（1）根據(jù)題目要求，小車質(zhì)量相同而速度不同的有1、4、7（或2、5、8，或3、6、9），本題中運用了控制變量。（2）實驗次數(shù)1與5（或5與9，或1與9），它們的運動速度相同而質(zhì)量不同，所以得出的結(jié)論是在小車運動速度相同的情況下，質(zhì)量越大，小車的動能也越大。（3）（a）當(dāng)小車質(zhì)量與速度平方的乘積相同時，小車具有的動能相同。（b）小車質(zhì)量與速度平方的乘積越大，小車具有的動能越大。例6 （2006濰坊）交流與評估是科學(xué)探究的一個重要環(huán)節(jié)。光明中學(xué)八二班的同學(xué)，利用如圖2所示的實驗裝置完成了“測滑輪組機械效率”

20、的實驗以后，進行了小組交流，下表是各小組的實驗數(shù)據(jù)記錄：實驗小組鉤碼重G（N）動滑輪G（N）拉力F（N）滑輪組的機械效率（%）10.50.40.3547.620.50.40.3843.9310.60.6253.8410.80.7146.9520.60.9868.0620.81.0662.9圖2請你對表中各小組的實驗數(shù)據(jù)進行分析比較，回答下列問題：（1）實驗中影響滑輪組效率的主要因素是什么？（2）1、2兩個小組的動滑輪重相同，提起的鉤碼重也相同，測出的滑輪機械效率卻不同，可能的原因是什么？（3）請你就如何提高滑輪組的機械效率提出自己的建議。分析：（1）觀察3、4（或5、6）實驗小組，會發(fā)現(xiàn)鉤碼重相同的情況下，動滑輪重不一樣，滑輪組的機械效率不一樣，而觀察3、5（或4、6）實驗小組，會發(fā)現(xiàn)動滑輪重相同的情況下，鉤碼重不一樣，滑輪組的機械效