中考新突破江西省中考物理 第一部分 教材同步復(fù)習(xí) 第11章 機(jī)械與功課件 教科版.ppt

第十一章機(jī)械與力 第一部分教材同步復(fù)習(xí) 知識(shí)要點(diǎn) 歸納 1 杠桿 只要在力的作用下能夠繞支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的堅(jiān)實(shí)物體都可以做杠桿 2 杠桿的五要素 組成杠桿的示意圖如圖所示 1 支點(diǎn) 杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐點(diǎn) 用字母o表示 2 動(dòng)力 使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力 用字母f1表示 杠桿 3 阻力 阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力 用字母f2表示 4 動(dòng)力臂 從支點(diǎn)到動(dòng)力的作用線的距離 用字母l1表示 5 阻力臂 從支點(diǎn)到阻力的作用線的距離 用字母l2表示 備注 力臂的畫法一定點(diǎn) 支點(diǎn) 二畫線 力的作用線 從點(diǎn) 支點(diǎn) 向線 力的作用線 引垂線 力臂長同此線段 支點(diǎn)到垂足 動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂 f1l1 f2l2 5 杠桿的分類及應(yīng)用 省力 費(fèi)距離 費(fèi)力 省距離 不省力 不省距離 1 定滑輪 1 定義 使用時(shí) 滑輪的軸固定不動(dòng)的滑輪 2 工作特點(diǎn) 使用定滑輪時(shí) 只是為了 不會(huì)改變 3 實(shí)質(zhì) 杠桿 滑輪 改變力的方向 拉力的大小 等臂 省一半的力 改變力的方向 省力 省力 改變力的方向 n倍 備注 滑輪組繞線作圖方法 1 畫滑輪組最省力的繞線 就必須使得與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)最多 2 根據(jù)拉力和重力的關(guān)系畫滑輪組繞線 就必須先求出重力g和拉力f的比值 確定與動(dòng)滑輪相連繩子的段數(shù)n 若n為整數(shù) 則按照 奇動(dòng)偶定 的原則 從里到外 的順序依次繞線即可 若n為小數(shù) 則按照進(jìn)一的方法 如n 3 2則按n 4 方法確定n 然后按照 奇動(dòng)偶定 的原則 從里到外 的順序依次繞線 功 作用在物體上的力 力的方向上通過的距離 乘積 f s w gh 備注 以下三種情況力對物體不做功 1 勞而無功 物體受到力的作用但沒有通過距離 這個(gè)力對物體沒有做功 例如 推桌子時(shí) 未推動(dòng) 搬石頭時(shí) 未搬動(dòng) 2 不勞無功 由于慣性而運(yùn)動(dòng)的物體 雖然通過了一段距離 但物體沒有受到力的作用 這種情況也沒有做功 例如推鉛球時(shí) 鉛球離開手后 手對鉛球不做功 3 垂直無功 物體運(yùn)動(dòng)方向跟力的方向垂直 這種情況下雖然有力的作用 物體也通過了一段距離 但這個(gè)距離不是在力的方向上通過的距離 這個(gè)力也沒有做功 例如提著物體在水平路面上運(yùn)動(dòng)一段距離 提力不做功 功率 p f v 機(jī)械效率 備注 1 提高機(jī)械效率的方法 增大有用功或減小額外功 具體表現(xiàn)為 1 增大提升物體的重力 增大有用功 2 減小機(jī)械本身的重力 減小克服機(jī)械重力做的額外功 3 定時(shí)潤滑 減小克服機(jī)械間的摩擦而做的額外功 3 測量滑輪組的機(jī)械效率 見實(shí)驗(yàn)方法指導(dǎo) 改變世界的機(jī)械 改變用力大小 改變物體的運(yùn)動(dòng)速度 fl 實(shí)驗(yàn)方法 指導(dǎo) 1 提出問題 當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力作用下靜止時(shí) 我們就說杠桿平衡了 杠桿平衡時(shí) 動(dòng)力和動(dòng)力臂 阻力和阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系呢 2 猜想假設(shè) 1 可能 動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂 2 可能 動(dòng)力 支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)間距離 阻力 支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)間的距離 3 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 用杠桿 支架 鉤碼等器材組裝如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置 4 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 1 調(diào)節(jié)杠桿兩端的 使之在水平位置平衡 2 通過調(diào)節(jié)鉤碼的數(shù)量和位置 使杠桿再次平衡 3 通過分析動(dòng)力 阻力 動(dòng)力臂 阻力臂之間的關(guān)系 得出杠桿平衡條件 平衡螺母 5 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 分析三至四次實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù) 發(fā)現(xiàn)每次杠桿平衡時(shí) 動(dòng)力 阻力 動(dòng)力臂 阻力臂可能不一樣 但動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積總是等于阻力與阻力臂的乘積 即 動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂 注意事項(xiàng) 1 讓杠桿處于水平位置平衡有兩個(gè)目的 一是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響 因?yàn)檫@時(shí)杠桿重力的力臂為零 二是方便直接從杠桿上讀出力臂 2 實(shí)驗(yàn)過程中調(diào)節(jié)杠桿平衡時(shí) 不能再調(diào)節(jié)平衡螺母 只能調(diào)節(jié)鉤碼的數(shù)量和位置 3 做實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)多選幾個(gè)任意點(diǎn) 而不是只選特殊的點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)要做三次以上 甚至還可以用彈簧測力計(jì)來做實(shí)驗(yàn) 目的是能夠得到一個(gè)普遍規(guī)律 避免偶然性 4 在實(shí)際中 有時(shí)我們也會(huì)采用一些簡便的方式來判斷是否平衡 如杠桿支點(diǎn)兩邊力臂的格數(shù)乘以兩邊鉤碼的個(gè)數(shù)相等時(shí) 也是平衡的 針對訓(xùn)練1在 探究杠桿的平衡條件 實(shí)驗(yàn)中 1 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母 使杠桿在水平位置平衡 如發(fā)現(xiàn)杠桿左端偏高 則可將右端的平衡螺母向 調(diào)節(jié) 2 實(shí)驗(yàn)中 用如圖所示的方式懸掛鉤碼 杠桿也能在水平位置平衡 杠桿上每格等距 但老師卻往往提醒大家不要采用這種方式 這主要因?yàn)樵摲N方式 填選項(xiàng)字母 a 一個(gè)人無法獨(dú)立操作b 需要使用太多的鉤碼c 力臂與杠桿不重合d 力和力臂數(shù)目過多 左 d 3 在圖中 不改變支點(diǎn)o右側(cè)所掛的兩個(gè)鉤碼及其位置 保持左側(cè)第 格的鉤碼不動(dòng) 將左側(cè)另外兩個(gè)鉤碼改掛到它的下方 杠桿仍可以水平平衡 4 某同學(xué)進(jìn)行正確的實(shí)驗(yàn)操作后 得到的數(shù)據(jù)為f1 6n l1 20cm f2 4n和l2 30cm 該同學(xué)根據(jù)這些數(shù)據(jù)能否得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論 理由是 2 不能 一次實(shí)驗(yàn)獲得的 數(shù)據(jù)有偶然性 不能反映普遍規(guī)律 5 使杠桿在傾斜一定角度的位置做實(shí)驗(yàn) 也能得出杠桿平衡條件 這種實(shí)驗(yàn)方案與杠桿在水平位置做實(shí)驗(yàn)的方案相比較 你認(rèn)為哪種實(shí)驗(yàn)方案好 并說明理由 在 位置做實(shí)驗(yàn)方案好 理由是 水平 便于測量力臂 同時(shí)又可以消除 杠桿自重的影響 4 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 1 按照圖甲組裝滑輪組 記下鉤碼和彈簧測力計(jì)位置 2 豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì) 使物體升高 得出彈簧測力計(jì)示數(shù)即拉力f數(shù)值 用刻度尺測出物體上升高度h和彈簧測力計(jì)移動(dòng)距離s 3 計(jì)算w有 w總和機(jī)械效率 4 改變鉤碼數(shù)量如圖乙 再做2次實(shí)驗(yàn) 5 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 使用同一滑輪組 提升物體重力不同 機(jī)械效率 且提升物體重力越大 機(jī)械效率越 不同 高 6 實(shí)驗(yàn)拓展 1 本實(shí)驗(yàn)還可探究滑輪組的機(jī)械效率跟動(dòng)滑輪重力的關(guān)系 2 利用本實(shí)驗(yàn)原理還可探究斜面機(jī)械效率跟斜面傾斜程度的關(guān)系 注意事項(xiàng) 1 實(shí)驗(yàn)操作時(shí)要盡可能緩慢勻速豎直向上拉繩子 2 滑輪組額外功的重要來源 克服動(dòng)滑輪重力 克服機(jī)械摩擦及繩重等所做的功 針對訓(xùn)練2 2015 江西二模 在 測滑輪組機(jī)械效率 的實(shí)驗(yàn)中 1 圖甲是小強(qiáng)實(shí)驗(yàn)中的情景 下表是他記錄的一組數(shù)據(jù) 由表中數(shù)據(jù)可計(jì)算出 滑輪組對鉤碼做的有用功為0 1j 人做的總功為 j 對以上兩個(gè)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較其不合理之處是 結(jié)合彈簧測力計(jì)放大圖 可知小強(qiáng)的錯(cuò)誤是 2 小紅在小強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上多使用了一個(gè)滑輪也做了實(shí)驗(yàn) 如圖乙所示 小紅多使用一個(gè)滑輪 目的是為了改變 0 06 總功小于有用功 測力計(jì)讀數(shù)錯(cuò)誤 應(yīng)為0 8n 拉力的方向 3 這兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升相同重物時(shí) 若忽略繩重及摩擦 它們的機(jī)械效率 選填 相同 或 不相同 理由是 4 如果這兩位同學(xué)用彈簧測力計(jì)拉著物體加速上升 測得滑輪組的機(jī)械效率將會(huì) 選填 偏高 偏低 或 不變 5 如果將重力大于2n的鉤碼掛在圖甲中滑輪組下 根據(jù)題中已有的信息判斷出這時(shí)滑輪組的機(jī)械效率應(yīng)在 范圍內(nèi) 相同 動(dòng)滑輪重力相同 提升重物也相同 偏低 83 3 97 3 三年中考 講練 例1 2015 江西18題 炎熱的夏天 王爺爺駕著一輛功率為120kw的小轎車 帶著家人前往井岡山休閑度假 途中在一段平直的高速公路上 以90km h的速度勻速行駛 求 1 5min內(nèi)行駛的路程 2 這段路程中小車受到的阻力 計(jì)算類 例2 2015 江西23題 探究杠桿的平衡條件 探究題 提出問題 如圖1所示 是一種常見的桿秤 此時(shí)處于水平位置平衡 發(fā)現(xiàn)一 小明在左側(cè)掛鉤上增加物體 可觀察到提紐左側(cè)下沉 他認(rèn)為改變杠桿的水平平衡可以通過改變作用在杠桿上的 來實(shí)現(xiàn) 發(fā)現(xiàn)二 接著小新移動(dòng)秤砣使其恢復(fù)水平位置平衡 說明通過改變 的長短也可以改變杠桿的平衡 那么 杠桿在滿足什么條件時(shí)才平衡呢 制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)前 輕質(zhì)杠桿處于如圖2所示的狀態(tài) 使用時(shí) 首先應(yīng)將杠桿的平衡螺母向 選填 左 或 右 調(diào)節(jié) 使杠桿處于水平位置平衡 這樣做的好處是 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 如圖3所示 他們進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn) 對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 得出杠桿的平衡條件是 拓展應(yīng)用 如圖4所示 是用手托起重物的示意圖 圖中前臂可以看作是一個(gè) 杠桿 選填 省力 費(fèi)力 或 等臂 此杠桿的支點(diǎn)是圖中的 點(diǎn) 假如托起6n的重物 請你根據(jù)圖4所示 估算出手臂要用的動(dòng)力大約是 n 解題思路 本題考查杠桿平衡條件的探究 提出問題 小明在左側(cè)掛鉤上增加物體 改變了杠桿所受的力 改變了杠桿的平衡 小新移動(dòng)秤砣改變秤砣對桿力的力臂 使其恢復(fù)水平位置平衡 說明通過改變力臂的長短也可以改變杠桿的平衡 制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 圖2可知 杠桿的右端上翹 應(yīng)將杠桿的平衡螺母向右調(diào)節(jié) 使杠桿處于水平位置平衡 這樣做便于測量力臂 并能消除杠桿自身重力的影響 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 由圖3 設(shè)每個(gè)鉤碼的重力為g 每個(gè)小格的長度為l 分析三次實(shí)驗(yàn) 甲圖 3g 3l 3g 3l