常见力、重力、摩擦力的测量与应用的方向相反,需要明确:摩擦力的方向和物体相对运动的方向相反。
B、解析:把木块压在竖直的墙上静止时,木块受到平衡力的作用,重力与摩擦力相互平衡,因此大小相等,减小答案:A; 本题主要考查对G=mg的理解,属于图表信息题五、考点梳理牛顿第一定律、二力平衡、力的合成答案:B;此题考查我们对二力平衡条件的理解,严格对照那四个条件,符合的就是一对平衡力,因此选三、经典呈现:错误,符合题意正确;A B C D杠杆、滑轮、斜面的原理与应用A.甲图所示的装置中OB是动力臂 B.使用乙图所示的装置可省一半力机械功、功率、机械效率要点索引:1、把握机械功的定义、单位、公式及应用。
2、理解功率的定义、功率的公式、运用功率的公式解题。
3、知道机械效率的定义及公式,会用机械效率公式解题。
同学们,我们在上一讲中讨论了简单机械相关知识点,本讲中我们将要讨论机械功与功率、机械效率方面的知识点与考点。
本讲的内容较多,在历年中考试卷中所占的比例也不小,试题形式可以为填空、选择形式的基础性的考查,也可以是实验探究性考查,比如如何测定滑轮组的机械效率;另外,关于功与功率的计算、机械效率的计算,也可以作为计算题或压轴题来考查,出现频率较高,我们要注意了!下面我们用七步教学法为大家梳理本讲涉及到的重点知识与考点,助你中考金榜题名!一、基础点睛:1、对做功的理解定义:一个力作用在物体上,且使物体在力的方向上通过了距离,那么,这个力就做了功。
做功的必要条件:(1)有力作用在物体上;(2)、使物体在力的方向上通过了距离。
下列三种情况,人的拉力都做了功,因为都符合做功的两个必要条件如下图所示。
那么,那些情况下人虽说用了力,但没有做功呢?做功的两个必要条件缺一不可,要判断物体是否做功,就要严格对照这两个条件。
如上所示,A图中人提着水桶在水平地面移动,B图中运动员举着杠铃不动,C 图中人没有搬动石头,D图中人通过滑轮组没有提升动重物,这些情况下人都用了力,但不符合做功条件,因此没有做功,同学们请思考,他们都缺少哪个条件呢?有时人虽说有了功劳,出了力气,但没有做功。
2、求功的公式从上面的分析可知,做功需要符合两个必要条件,根据这两个条件,物理学中给出了求功的公式: W = F × S上式中,F 表示作用在物体上的力,单位为N ,S 表示物体在力的方向上通过的距离,单位为m ,这样,W 表示功,单位是牛.米,它有一个专门的名称----焦耳,焦耳也是能量的单位,符号为J,1牛顿米=1焦耳,即:1N.m = 1J.3、功率功率是表示人或物体做功快慢的物理量,比如人搬同样多的砖头上到三楼,有的搬的快,有的搬的慢,也就是说做同样多的功,用时的长短不同,用时短的,单位时间内做的功就多,我们就说功率大些。
物理学中,根据功率的定义,可以给出求功率的公式: P = tW , 式中W 表示功,单位是J ,t 表示做功的时间,单位是s,那么,P 得到单位就是J/s, 1J/s = 1瓦特 = 1瓦 =1(W )4、功的原理:功的原理就是使用任何简单机械,只能省力,不能省功;例如,一个人可以利用滑轮组提升一个重物,虽说可以省力,把原本提不动的物体提起了,但不能省功,若要考虑摩擦和滑轮自重,不光是不能省功,还要多做一些无用功。
5、机械效率要搞懂机械效率,就需要先弄懂几个专用名词:(1)有用功:必须要做的,对我们有用的功,相当于不用机械,人直接把物体提升或拉动所做的功,可以记为:W 有 = F . S (或Gh )(2)额外功:并非我们需要的但又不得不做的功叫做额外功;如下图中克服滑轮组自重和摩擦所做的功。
(3)总功:有用功和额外功之和叫总功,用W 总表示;相当于下图中的人拉绳子全程所做的功。
(4)机械效率:a.概念:通常用有用功在总功中占的百分比来表示,叫做机械效率。
b.公式:η=总有用W Wc.滑轮组机械效率的影响因素由公式 η=总有用W W =额有有W W W当物重G 物保持不变时,物重越重时,机械效率越高。
当物重G 物保持不变时,动滑轮重力越大,机械效率越低。
提高机械效率的方法有:(a ).减轻机械的自重。
(b ).保证机械的良好润滑,减小摩擦力。
二、夯实小练同学们,上面我们梳理了本讲的知识点,在中考中基础性的考查还是占有很大的成分,每位考生必须重视,下面我们来上几题,让你练练手,夯实我们的基础吧。
1、以下实例,力对物体做功的是( )A .举重运动员举着杠铃不动B .小明将水桶从地面上提起C .吊车吊着货物在空中水平匀速移动D .用力搬桌子而未搬起答案:B; 解析:A 、举重运动员举着杠铃不动,这样是有力但无距离,没有做功,不符合题意;B 、将水桶从地面上提起,是在力的方向上移动一段距离,对物体做功了,符合题意;C 、虽然有力也有距离,但此距离不是在力的方向上,力与距离垂直,没有做功,不符合题意;D 、搬桌子而未搬起,有力而无距离,没有做功,不符合题意2、小明放学后,背着重40 N 的书包沿水平路面走了200m 。
又登上大约10 m 高的四楼的楼梯才回到家。
则他在回家过程中对书包所做的功为 ( )A .0 JB .400 JC .2000 JD .2400 J答案:B ;解析:小明在水平路面上行走的过程中,书包通过的距离不在背力方向上,故这一段不做功;上楼过程做的功W =Fs =40 N ×10 m =400 J 。
3、用测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动,两次运动的s-t 图象如图所示,其对应的测力计示数分别为F 1和F 2,功率分别为P 1和P 2,则它们大小关系正确的是( )A .F 1>F 2 P 1>P 2B .F 1=F 2 P 1>P 2C .F 1=F 2 P 1<P 2D .F 1<F 2 P 1<P 2答案:B ; 解析: (1)木块两次都进行匀速直线运动,拉力等于滑动摩擦力,滑动摩擦力相等,拉力F 相等。
(2)从图象中可以判断出,第②次的运动速度v 较小,根据公式P=Fv ,当拉力相等时,速度越大,拉力的功率越大,即P 1>P 2。
4、-斜面长5m ,高1m ,工人用沿斜面方向400 N 的力把重1600 N 的集装箱匀速推到车上,推力对集装箱做的功是________J ,斜面的机械效率是________。
答案:2000;80%;解析:推力对集装箱做的功是总功:W Fl ==总400 N ×5 m =2000 J ,W Gh ==有用1600 N ×1 m =1600 J ,1600J 80%2000JW W η===有用总。
三、经典呈现: 为了让广大考生对本次课程所涉及到的知识点进一步了解,我们收集了近两年中考出现的经典题目,主要是考卷中的压轴题,展示给广大考生,开拓我们的视野,训练我们的发散思维能力,以便轻松应对考试喽。
1、如图所示,质量不等的甲、乙两球(m 甲>m 乙)从顶端分别沿固定光滑斜面体的a 、b 两侧滚到各自的底部,则在它们整个运动过程中有( )A. 甲球的重力所做的功少些 B 、两球的重力所做的功一样多C 、它们运动到斜面底部时,乙的速度大些D 、它们运动到斜面底部时,两球速度一样大答案: D ;解析:(1)物体下滑过程中只有重力做功,W =Gh =mgh ,∵m 甲>m 乙,高度相同,∴W 甲>W 乙,故AB 错误;因为高度相同,不论质量大小,所以滑至底端时的速度相同,故C 错误,D 正确。
这个规律同学们可要记住哟。
2、如图所示,甲、乙两个容器形状不同,现有两块完全相同的金属块用细线系着分别浸没入同样深度,这时两容器的水面相平齐,如果将金属块匀速提升一段位移,直到金属块提离水面,不计水的阻力,则( )A.在甲容器中提升时,拉力做功较多B.在乙容器中提升时,拉力做功较多C.在两个容器中提升时,拉力做功相同D.做功多少无法比较答案; A;解析:设要将金属匀速提离水面,要经过两个阶段:1.金属在水中上升,最后金属的上表面到达水表面,运行距离h1,拉力F1=G−F浮,故此过程中,拉力做功W1=(G−F浮)×h1;−−−−−−−−①2.金属逐渐出水面,最后金属的下表面到达水表面,运行距离h2,拉力F2=G−F浮′,此过程中浮力是变化的,F浮′=12F浮,平均拉力F2=G−12F浮,故此过程中,拉力做功W2=(G−12F浮)×h2;−−−−−−−−−−−−②由①②可得,拉力做的总功:W总=W1+W2=(G−F浮)×h1+(G−12F浮)×h2,在甲乙两图中,因为甲的上表面面积大,所以当金属出水面时,甲水面下降的比较少,甲的h2比乙的h2大,而甲乙图中的h1、G、F浮都是相同的,所以在甲容器中提升时,拉力做功较多。
3、为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,设置了图甲所示的滑轮组装置。
当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,物体上升的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。
不计绳重和绳与轮之间的摩擦。
下列说法正确的是()A.0s~1s内,物体做匀速直线运动B.2s~3s内,拉力F的功率是200WC.1s~2s内,拉力F做的功是375JD.2s~3s内,滑轮组的机械效率是62.5%答案:C; 解析:A、由图丙可知,在0~1s内,物体的速度为0,处于静止状态,故A错;B、由图丙可知在2~3s内,重物做匀速运动,v3=5m/s,由图乙可知此时拉力F3=40N,由图甲可知,从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股数)n=3,所以拉力端移动速度v3′=3v3=3×5m/s=15m/s,拉力做功功率(总功率):P总=F3V3′=40N×15m/s=600W,故B错误;C、由图乙可知,在1~2s内,拉力F2=50N,由图丁得出重物上升高度h2=2.5m,拉力端移动的距离s2=3h2=3×2.5m=7.5m,拉力做的功:W=F2s2=50N×7.5m=375J,故C正确;D、在2~3s内,滑轮组的机械效率:η=W有用W总=Gh3F3s3=Gh3F3×3h3=G3F3=100N3×40N×100%≈83.33%,故D错误。
四、思维拓展上面我们点出了经典的题型,为了让广大考生检测自己对本次所讲的知识点理解情况,下面列出了几题,让同学们自己去做,拓展我们的思维,看看自己是否能够把握经典的题型,这对完成考卷中的压轴题大有好处呢。
1、如图所示,用10N的力F沿水平方向拉滑轮,可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。
弹簧测力计的示数恒为2N(不计滑轮、测力计、绳子的重力,滑轮的转轴光滑)。