中考物理杠杆.docx
- 文档编号:5978220
- 上传时间:2023-01-02
- 格式:DOCX
- 页数:26
- 大小:201.33KB
中考物理杠杆.docx
《中考物理杠杆.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中考物理杠杆.docx(26页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
中考物理杠杆
中考物理杠杆
●会画力臂
杠杆的五要素是、、、、。
叫力臂
1、在下图1中,画出作用在“开瓶起子”上动力F1的力臂和阻力F2的示意图.
图1图2
2、如图2所示,O是杠杆OA的支点.在图中画出拉力F1和F2的力臂l1和l2.
3、作出下图3的闸刀使用中的两个力臂,并标明L1和L2。
图4图5
4、画出图4中动力F1的力臂。
5、如图5所示,用力F踩汽车刹车踏板,请画出此力对支点D的力臂。
6、在图6中作出F的力臂。
7、如图7,试画出缝纫机脚踏板所受动力、阻力的力臂。
8、图8是安装在安全文明小区进出口的栏杆(栏杆是一根粗细均匀的圆木杆)示意图,当在A处施加一个压力F时,可将栏杆拉到如图所示位置,请在图中画出此时压力F的力臂L1,和重力G的力臂L2。
9、在图9中画出小锤所受阻力F2以及动力F1的力臂.
●杠杆的平衡条件
3、(05海淀)假期里,小兰和爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动。
活动要求是:
家庭成员中的任意两名成员分别站在如图所示的木板上,恰好使木板水平平衡。
(1)若小兰和爸爸的体重分别为400N和800N,小兰站在距离中央支点2m的一侧,爸爸应站在距离支点多远处才能使木板水平平衡?
(2)若小兰和爸爸已经成功地站在了木板上,现在他们同时开始匀速相向行走,小兰的速度是0.5m/s,爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破坏?
中考物理专题辅导——杠杆、功、机械能
考点剖析:
这专题内容涉及的物理概念比较多.在中考时,有下列一些知识点经常考查到。
(1)杠杆的平衡条件,杠杆的应用
(2)滑轮
(3)功、功率的概念
(4)机械效率的概念
(5)功的原理
(6)机械能
本节常用的公式有:
杠杆的平衡条件:
F1l1=F2l2
滑轮组的拉力:
F=
(G物+G动滑轮)(竖直向上提物体,不计摩擦和绳重)
功的计算公式:
W=Fs
功率的计算公式:
机械效率:
P=
,P=F·v
W总=W有+W额
1.“力臂”
在学习“二力平衡”的知识时,我们可以把物体受的力都画在重心上,并未考虑力的作用位置对物体平衡产生的影响.而在学习杠杆的平衡条件时,大小、方向都相同的力,作用在杠杆不同的位置上,产生的效果则不同。
要理解“力臂”这个概念,我们要学会画力臂。
动力臂l1:
支点到动力作用线的距离。
阻力臂l2:
支点到阻力作用线的距离。
2.实际生活中杠杆的分析
杠杆平衡条件为:
F1l1=F2l2,按照力臂的不同,可将杠杆分为:
(1)当l1>l2时,F1<F2,为省力杠杆,如:
撬杠、瓶启子、手推车.
(2)当l1<l2时,Fl>F2,为费力杠杆,如:
铁锨.
(3)当l1=l2时,Fl=F2.杠杆既不省力,也不费力.如:
天平、定滑轮,称为等臂杠杆。
3.运用杠杆平衡条件分析问题
4.滑轮组绳子自由端的拉力
5.功的概念
6.考查滑轮组的机械效率
7.功和功率综合
8.机械能
(1)动能:
物体由于运动而具有的能叫动能,运动物体的质量大,速度越大,它的动能就越大。
(2)势能:
分为重力势能和弹性势能.重力势能:
被举高的物体具有的能,叫做重力势能.物体的质越大,举得越高,它具有的重力势能就越大。
弹性势能:
发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能.物体的弹形变越大,它具有的弹性势能就越大。
(3)机械能:
动能和势能统称为机械能。
某一状态下,机械能动能+势能。
(4)动能和势能之间可以互相转化。
例题精析:
例1、如图1(a)所示的杠杆重;不计,O为支点,AO=0.2m,当在A点悬吊一重6N的物体,绳子的拉力F=3N时,杠杆在水平位置平衡,在图中画出拉力矿的力臂l2,力臂l2为________m.
(a) ` (b)
图1
如图1(b),画出杠杆OAB示意图,找到支点O,BC为力的作用线,画出力臂l2.
根据杠杆的平衡条件:
G·OA=Fl2
代入数值:
6N×0.2m=3N×l2
l2=2×0.2m=0.4m
答案 力臂l2如图1—6—1(b),l2为0.4m
例2、 如图2(a)是一个均匀直杠杆,O为支点,在A点挂一重10N的物体,则在B点用20N的力,可以使杠杆处于水平平衡状态.问:
(1)若在C点仍用20N向下的力,杠杆能否平衡?
(图中每个格距离相等)
(2)若在C点用20N的力,方向不限,讨论杠杆是否可能平衡?
精析 F的力臂大小直接关系到杠杆能否平衡.
解
(1)力F作用于B点时,杠杆平衡:
G·AO=F·OB
当力F作用于C点时:
G·AO=10N×AO=10N×2OB
(a) ` (b)
图2
F·OC=20N×20B
F·OC>G·AO
∴ 杠杆不能平衡,C端下沉.
(2)根据上面的讨论,若C点用力为20N,但方向不限的话,我们可以采取减小力臂的方法,使杠杆重新平衡.如图1—6—2(b).
当F斜着用力时,力臂减小为l2.
若此时F=20N,l2=OB大小,则杠杆可以再次平衡.
答案 不能平衡,可能平衡
例3、下图中可视为费力杠杆的是(如图3) ( )
A B
C D
图3
精析 起重机,l1<l2,Fl>F2为费力杠杆.其他:
手推车、瓶启子、撬杠均是l1>l2,为省力杠杆。
答案 A
例4、在图4(a)中,画出使用滑轮组提升重物时,绳子最省力的绕法.
(a) (b)
图4
如图4(b),绳子的绕法为最省力,则应从定滑轮开始绕起,最后承担物重的绳子根数为4根.
如何求滑轮组绳子上的拉力?
(1)使用滑轮组竖直提起重物
第一种情况,在忽略动滑轮重和摩擦及绳重等额外阻力时,绳子自由端拉力:
F=
.如图4(b),n=4,F=
第二种情况,不计摩擦和绳重,但考虑动滑轮重.拉力:
F=
如图4(b),若物体重500N,动滑轮重100N,则拉力:
F=
=150N.
第三种情况,又要考虑动滑轮重,又要计摩擦等额外阻力,则应从机械效率去考虑求出拉力.
公式推导:
η=
=
拉力:
F=
,如图4(b),若物体重500N,滑轮组机械效率为70%,s=4h,则拉力:
F=
=
≈178.6N
(2)使用滑轮组平拉重物
图5
如图5,用滑轮组匀速拉动物体A,这时拉力F大小和重量无直接关系.
在不计滑轮重,滑轮摩擦等额外阻力时,拉力:
F=
=
,其中f表示A与地面的摩力.n表示与动滑轮连接的绳子根数.设:
A重120N,A与地面摩擦力为30N,则拉力:
F=
=10N.
例6、 在下述情况中,若物体重100N,则力对物体做了多功?
(1)物体沿着光滑的水平面匀速前进了1m,求推力对物体做的功.
(2)物体沿水平面匀速前进了10m,摩擦力是20N,求拉力做的功.
(3)物体沿光滑斜面滑下,斜面高1m,长2m,如图l—6—10所示,求重力对物体做的功.
(4)如图1—6—10,物体从斜面上滑下,求支持力对物体做的功.
图6
精析 初中阶段研究力做功,主要指下列几种情况:
第一种:
力和物体运动方向一致,称为力对物体做功。
第二种:
力和物体运动方向相反,可以称为克服某个力做功.如向上抛出某个物体,重力方向向下,物体运动方向向上,可以称为克服重力做了功。
第三种:
当某个力和运动方向垂直,则这个力对物体做的功为零.
解
(1)水平面光滑,认为摩擦力为零。
物体匀速前进,推力也为零.这时W=0。
(2)物体匀速直线运动,推力F=f(摩擦力)=20N,s=10m,所以:
W=20N×10m=200J。
(3)物体沿重力方向移动的距离为h,重力做的功W=Gh=100N×1m=100J。
(4)如图6,物体沿斜面运动,支持力方向与运动方向垂直,物体沿支持力方向没有移动,W=0。
答案
(1)W=0
(2)W=200J (3)W=100J (4)W=0
例7、用动滑轮将400N的货物以0.5m/s的速度匀速提高了2m,绳端的作用力是250N,则有用功的功率是________W。
精析 题目给了力、距离和速度等多个数据.考查学生面对多个量,能否正确地挑选出题目所需要的数值。
解 有用功率的概念:
P有=
=
=G·v其中G为物体重,v为物体上升速度。
P有=Gv=400N×0.5m/s=200W
扩展:
如果求总功率,则有:
P总=
=
=F·v′
v′为拉力F提升速度。
在此题中,一个动滑轮:
s=2h,所以v′=2v=1m/s
∴ P总=Fv′=250N×1m/s=250W
通过P有和P总,还可以求出这个动滑轮的机械效率。
答案 200W
例8、跳伞运动员从空中匀速下落,人和伞的 ( )
A.动能增加,重力势能减少,机械能不变
B.动能不变,重力势能减少,机械能减少
C.动能减少,重力势能增加,机械能增加
D.动能不变,重力势能不变,机械能不变
精析 从动能、重力势能、机械能的概念出发去分析问题.
匀速下落的跳伞运动员,质量和速度不变,动能不变;
下落过程中,相对地面的高度减小,重力势能减少;
机械能=动能+势能,动能不变,势能减少,机械能减少.
答案 B
例9、一根轻质杠杆可绕O点转动,在杠杆的中点挂一重物G,在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F,如图7(a)所示,力F使杆从所示位置慢慢抬起到水平位置的过程中,力F和它的力臂LF、重力G和它的力臂LG的变化情况是 ( )
A.F增大,LF减小 B.F减小,LF增大
C.G不变,LG减小 D.G不变,LG增大
(a) (b)
图7
精析 以O为支点,杠杆慢慢抬起过程中,重力大小为G,始终不变,重力的力臂为LG,从图中看出,LG增大了.拉力大小为F,从图中看出,拉力的力臂LF变小了。
解 设杆OB与水平线夹角为θ,如图7(b).列出杠杆平衡方程:
F·lF=G·lG
F·OB·sinθ=G·
cosθ
F=
G·cotθ
杠杆抬起过程中,θ减小,cotθ增大,F增大
答案 A、D
例10、如图8中,物体A重50N,物体B重30N,物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动.如果在物体A上加一个水平向左的力F2拉动 物体A,使物体B以0.1m/s的速度匀速上升,2s内拉力F2所做的功是________J.(滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计)
图8
精析 拉力的功W=Fs,要正确求出功,必须求出拉力和拉力移动的距离,这就和滑轮组的受力分析综合起来了。
已知:
GA=50N,GB=30N,vB=0.1m/s,t=2s.
求:
W
解 A向右运动,受向右拉力F1和向左的摩擦力f,A匀速运动:
f=Fl.
与B相连的滑轮上方共有3根绳子承担物重GB.
∴ F1=
GB=
×30=10
f=F1=10N
当A向左运动时,A受向左的拉力F2和向右的摩擦力f及向右的绳子拉力F1.
F2=f+F1(F1=
GB=10N),f大小不变
∴ F2=10N+10N=20N
在2s内,物体上升距离h=vB×t=0.1m/s×2s=0.2m
拉力移动距离s=3h=3×0.2m=0.6m
拉力做的功W=F2s=20N×0.6m=12J
答案 12J
中考热身:
一、选择题
1、在轻质杠杆两端A、B各挂有体积相同的铜块和铝块(
>
),支点O在如图9所示的位置时,杠杆在水平位置保持平衡.在下列情况下,杠杆仍然在水平位置保持平衡的是 ( )
图9
A.在铜块和铝块上各加一块质量相等的物体
B.将铜块和铝块同时浸没在水中
C.将铜块和铝块各切去体积相同的一小部分
D.将铜块和铝块同时向支点移动一小段相同的距离
2、下列工具中,属于费力杠杆的是 ( )
A.食品夹 B.撬棒 C.瓶盖子 D.定滑轮
3、希望中学要安装升旗杆,下列简单机械中,适合安装的旗杆顶端的是 ( )
A.杠杆 B.动滑轮 C.定滑轮 D.斜面
4、一根轻质杠杆,在左右两端分别挂在200牛和300牛的重物时,杠杆恰好平衡.若将两边物重同时减少50牛,则杠杆 ( )
A.左端下沉 B.右端下沉 C.仍然平衡 D.无法确定
5、关于滑轮,下列说法错误的是 ( )
A.使用定滑轮不省力,但是能改变动力的方向
B.使用动滑轮能省一半力,还能改变动力的方向
C.定滑轮实质是个等臂杠杆
D.动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
6、如图10所示,杠杆上分别放着质量不相等的两个球,杠杆在水平位置平衡,如果两球以相同速度同时匀速向支点移动,则杠杆 ( )
图10
A.仍能平衡 B.不能平衡,大球那端下沉
C.不能平衡,小球那端下沉 D.无法判断
7、各式各样的剪刀都是一对杠杆.要剪开较硬的物体,使用哪种剪刀最合适?
( )
A. B. C. D.
图11
8、如图12所示杠杆中属于费力杠杆的是 ( )
A. B.
C. D.
图12
9、如图13所示,以下简单机械中属于费力杠杆的是 ( )
A.瓶口起子 B.镊子 C.羊角锤 D.动滑轮
图13
10、以下工具:
①钢丝钳;②镊子;③扳手;④扫帚;⑤钩鱼杆;⑥瓶盖起子.在正确使用情况下属于省力杠杆的是 ( )
A.①③⑥ B.②④⑤ C.①④⑤ D.②③⑥
二、填空题
1、如图14所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,OA=0.3米,OB=0.2米.A点处挂一个质量为2千克的物体G,B点处加一个竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则物体G的重力大小为_______牛,力F大小为_______牛.
图14
2、如图15,杠杆每小格的长度相等,质量不计,以O点为支点,杠杆的右端挂有重物M,支点左边的A处挂钩码时,杠杆平衡.将重物M浸没在水中,钩码移到B处,杠杆又平衡.则重物与钩码的质量之比为_____,重物M的密度是_______千克/米3.
图15
3、钢丝钳是人们日常生活中的一种常用工具,它的钳口刻纹是用增大接触面的________程度的方法来增大摩擦的,用钢丝钳剪断铁丝时,它是________杠杆.(选填“省力”、“费力”、“不省力也不费力”)
4、如图16为手上托着重40牛物体的手臂骨骼与肌肉的生理结构意图,手、手腕、尺骨和桡骨可以看成一支杠杆,重力不计,O为支点.
(1)在方框中画出此杠杆的动力和阻力的示意图;
(2)根据图中标尺估算出肱二头肌此时的收缩力约为________牛.
图16
三、实验题
1、在研究杠杆平衡条件的实验中,杠杆的位置如图17所示,此时应调节杠杆左端的螺母使其向_____移动,或者调节杠杆右端的螺母使其向______移动,以使杠杆在水平位置平衡.
图17
2、在“测滑轮组的机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行两次实验,得到下表数据:
(1)所用滑轮组中动滑轮、定滑轮的最少个数分别为:
定滑轮:
______,动滑轮:
________.
(2)第2次实验得出的机械效率的大小为:
________.(g取10牛/千克)
(3)在你的周围,哪个地方用到了滑轮?
用它的好处是什么?
____________________________________________________
四、计算题
1、一人用如图18所示.的滑轮组匀速提升物重为200牛的物体,此时人对绳的拉力为120牛,不计绳重和摩擦.求:
图18
(1)滑轮组的机械效率.
(2)如果人的体重为600牛,那么他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过多少牛?
参考答案:
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
C
B
B
C
B
D
B
A
二、填空题
1、19.6 29.4
2、4∶5,4×103
3、粗糙,省力
4、
(1)如图
(2)320牛
三、实验题
1、右 右
2、
(1)一个,一个
(2)74%
(3)略
四、计算题
解:
(1)
=Gh/2Fh×100%=83.3%
(2)设动滑轮重
,由2F=G+
,得
=40牛
设提升的最大物重为G′,人的体重为G1,此时绳的拉力为F′,则F′=G1,由2F′=G′+
,得所能提起物体的最大物重G′=2F′-
=1160牛
选择题
1.(2012•资阳)下列有关声现象的说法中错误的是( )
A.我们能够分辨不同乐器发出的声音,这主要是它们的音调不同
B.蒙上双眼仅凭声音也能大致确定声源的方位是由于“双耳效应”
C.文明城市要求植树种草,树木和花草不但美化了城市而且具有吸收、减弱噪声的作用
D.沈括在《梦溪笔谈》中记载:
行军宿营时士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上能听到夜袭敌人的马蹄声是利用了大地传声比空气快
2.(2012•宜宾)小强在使用小提琴前、常常旋动琴弦轴调节琴弦的松紧,这样做的目的主要是为了改变声音的( )
A.响度B.音调C.音色D.速度
3.(2012•盐城)下列做法属于在传播途径中控制噪声的是( )
A.汽车进入市区后禁止鸣喇叭B.图书馆里不能大声喧哗
C.飞机旁的工作人员带上耳罩D.高速公路两侧安装透明板墙
4.(2012•普宁市)唐诗《枫桥夜泊》中的名句“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”中包含着声学知识.对其中声现象的解释中,错误的是( )
A.钟声是由钟的振动产生的B.船上的人根据音色知道是钟发出的声音
C.钟声通过空气传播到客船D.船上的人根据音调知道是钟发出的声音
5.(2012•绵阳)关于声音的说法正确的是( )
A.噪声不是由物体振动产生的
B.一切正在发声的物体都在振动
C.只要物体振动,我们就能听见声音
D.声音的传播速度在固体中一定比在液体中快
6.(2012•聊城)下列说法正确的是( )
A.声音是由物体的振动产生的
B.声咅在真空中也能传播
C.声音的传播不需要时间
D.女生的音调都是一样的
7.(2012•衡阳)关于声现象,下列说法正确的是( )
A.用超声波能粉碎人体内的结石,说明超声波具有能量
B.中考期间学校路段禁止鸣喇叭,这是在传播过程中减弱噪声
C.声音在固体物质中的传播速度一般比在空气中的传播速度更慢
D.声音在真空中的传播速度是340m/s
8.(2012•衡阳)关于声现象,下列说法正确的是( )
A.用超声波能粉碎人体内的结石,说明超声波具有能量
B.中考期间学校路段禁止鸣喇叭,这是在传播过程中减弱噪声
C.声音在固体物质中的传播速度一般比在空气中的传播速度更慢
D.声音在真空中的传播速度是340m/s
9.(2012•广州)小明的发言声音太小,老师要他大声重复一次,老师是要求小明提高声音的( )
A.音调B.频率C.响度D.音调及响度
10.(2012•赤峰)下列关于声音的说法中正确的是( )
A.频率是80Hz的声音一定比频率是160Hz的音调高
B.振幅是3cm的振动物体产生的声音一定比振幅是5cm的响度大
C.城市多植树,设立显示噪声等级的装置都可以有效地防止噪声
D.声音能传播信息和能量
11.(2011•金平区)在飞机起飞和降落的过程中,机上人员要张口做吞咽动作或咀嚼口香糖;在遇到巨大声响时,要迅速张口,使咽喉管张开或闭嘴同时堵住双耳,以保持鼓膜内外气压的平衡,以防止( )
A.听小骨损坏B.听觉神经损坏
C.鼓膜被震破D.以上都不对
12.(2011•金平区)日常生活中,在往水瓶内灌水时,可以通过听声音的方法判断水的多少.随着水面的上升,声音的( )
A.音调在降低B.音调在升高C.响度增加了D.响度减小了
13.(2011•河南)关于声现象,下列说法中正确的是( )
A.声音在各种介质中的传播速度一样大
B.“闻其声而知其人”主要是根据声音的响度来判断的
C.用超声波可击碎人体内“结石”,说明声波能传递能量
D.市区内“禁鸣喇叭”,采用的是在声音传播过程中减弱噪声
14.(2011•桂林)用小提琴和二胡演奏同一首乐曲,我们能分辨出它们发出的声音有所不同,主要是因为这两种乐器发出的声音( )
A.音调不同B.响度不同
C.音色不同D.传播速度不同
15.(2011•桂林)用小提琴和二胡演奏同一首乐曲,我们能分辨出它们发出的声音有所不同,主要是因为这两种乐器发出的声音( )
A.音调不同B.响度不同
C.音色不同D.传播速度不同
16.(2011•达州)为隆重庆祝中国共产党成立90周年,达州市委宣传部、文广局、市电视台主办了“红歌连连唱”.小琴踊跃报名参加了比赛,有关她的歌声下列说法错误的是( )
A.我们听到她的歌声是靠空气传到人耳的
B.小琴同学发出的歌声是她的舌头振动产生的
C.小琴同学在台上“引吭高歌”说明她的声音响度大
D.我们在幕后能听出是小琴的歌声是根据音色判断的
17.(2010•湘潭)关于超声波和电磁波,下列说法中正确的是( )
A.均能在真空中传播
B.均不能在真空中传播
C.均不能穿透人体
D.只有电磁波能在真空中传播
18.(2010•安顺)如图所示,将发声的音叉与面颊接触,有“麻”的感觉,这使我们体会到了( )
A.发声的物体在振动B.声音能通过固体传播
C.真空不能传播声音D.声音传播是能量传播
19.有一种电子牙刷,它能发出超声波,直达牙刷棕毛刷不到的地方,这样刷牙既干净又舒服.关于电子牙刷,下列说法中正确的是( )
A.刷牙时,人听不到超声波,是因为超声波不能在空气中传播
B.刷牙时,人听不到超声波,是因为超声波的音调很低
C.超声波能传递能量
D.超声波不是由物体的振动产生的
20.关于声现象下列说法中正确的是( )
A.声音只能在空气中传播
B.声音在真空中传播最快
C.声音不能在固体中传播
D.市区禁止机动车辆鸣笛是为了减小噪声
21.下面是小明同学观察到人们在生活中的一些行为.这些行为正确的是( )
A.小明的邻居在晚上听音乐时,将音响的音量开得很大
B.某清洁工人为了减少垃圾的运送量,将垃圾就地焚烧
C.某货车司机为了提高经济效益,超量装载货物
D.市政府通知:
在高考、中考复习和考试期间,居民区附近的建筑工地晚间停止施工
22.为探究声的产生条件是什么,有人建议以下几个实验方案,你认为能说明问题的实验是( )
A.在钟罩
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 中考 物理 杠杆