第一部分系統(tǒng)復(fù)習(xí)成績(jī)基石 第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械 編者語(yǔ) 分析聊城近六年中考真題知 杠桿的平衡條件 杠桿示意圖的畫(huà)法 滑輪組的繞線 機(jī)械效率是考查重點(diǎn) 連續(xù)五年以滑輪組 杠桿 斜面為載體考查功 功率 機(jī)械效率的計(jì)算和實(shí)驗(yàn) 其中滑輪組出現(xiàn)次數(shù)最多 預(yù)計(jì)2018年也會(huì)考查滑輪組 考點(diǎn)梳理過(guò)關(guān) 考點(diǎn)1杠桿 1 杠桿的基本知識(shí) 辨一辨 1 杠桿可直可彎 但一定是硬棒 杠桿一定有支點(diǎn) 且支點(diǎn)固定不動(dòng) 2 杠桿的力臂是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)連線的距離 考點(diǎn)2滑輪 3 斜面 1 由于斜面的長(zhǎng)度總是大于高度 所以拉力總是小于物體的重力 即使用斜面可以 省力 2 斜面高度相同時(shí) 斜面越長(zhǎng)越 省力 4 輪軸 1 結(jié)構(gòu) 由輪和軸組成 能繞共同的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置叫做輪軸 2 特點(diǎn) 如果動(dòng)力加在輪上 阻力加在軸上 此時(shí)輪軸是一個(gè) 省力杠桿 且輪半徑比軸半徑越大越 省力 考點(diǎn)3滑輪 辨一辨 1 同一滑輪組 提升的物重不同 機(jī)械效率相同 2 使用機(jī)械時(shí) 不得不做一些額外功 所以機(jī)械效率 總是小于1 3 使用機(jī)械可以省力或省距離 但不能省功 教材重點(diǎn)圖片 重點(diǎn)難點(diǎn)突破 類(lèi)型1杠桿的示意圖 例1 2017 威海中考 如圖所示 輕質(zhì)杠桿OA在路燈和輕繩AB的共同作用下 在水平方向處于靜止?fàn)顟B(tài) 請(qǐng)畫(huà)出輕繩AB對(duì)杠桿的動(dòng)力F1的力臂L1和阻力F2的示意圖 思路點(diǎn)撥 輕質(zhì)杠桿A處用細(xì)繩懸掛一路燈 路燈對(duì)杠桿的豎直向下的拉力為阻力F2 作用點(diǎn)在A點(diǎn) 從支點(diǎn)向拉力的作用線引垂線 垂線段的長(zhǎng)度即為其力臂L1 變式運(yùn)用 1 2017 宿遷中考 如圖所示 杠桿處于平衡狀態(tài) 作出所掛重物重力的示意圖和在杠桿上A點(diǎn)所加最小作用力F的示意圖 重力方向豎直向下 在重物重心位置 作豎直向下的帶箭頭的線段 標(biāo)上G 當(dāng)作用在A點(diǎn)的力臂最大時(shí) 作用在A點(diǎn)的力最小 所以過(guò)A點(diǎn)作垂直于杠桿的向上的線段 標(biāo)上F 類(lèi)型2杠桿的分類(lèi) 例2 2017 德州中考 如圖所示的四種情景中 使用的工具屬于費(fèi)力杠桿的是 A 思路點(diǎn)撥 食品夾 在使用過(guò)程中 動(dòng)力臂小于阻力臂 是費(fèi)力杠桿 裁紙刀 瓶蓋起子在使用過(guò)程中 動(dòng)力臂大于阻力臂 是省力杠桿 天平 在使用過(guò)程中 動(dòng)力臂等于阻力臂 既不省力也不費(fèi)力 是等臂杠桿 變式運(yùn)用 2 2017 臨沂中考 如圖所示的簡(jiǎn)單機(jī)械 正常使用時(shí)費(fèi)距離的是 重力方向豎直向下 在重物重心位置 作豎直向下的帶箭頭的線段 標(biāo)上G 當(dāng)作用在A點(diǎn)的力臂最大時(shí) 作用在A點(diǎn)的力最小 所以過(guò)A點(diǎn)作垂直于杠桿的向上的線段 標(biāo)上F 類(lèi)型3機(jī)械效率的計(jì)算 例3 2017 淄博中考 學(xué)校新進(jìn)了一批實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)考試 同學(xué)們幫忙搬運(yùn) 小明背10kg的實(shí)驗(yàn)器材從一樓走到三樓的實(shí)驗(yàn)室 已知小明自身質(zhì)量為50kg 每只腳與地面的接觸面積為150cm2 每層樓高為3m g 10N kg 求 1 小明背著實(shí)驗(yàn)器材站立時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng) 2 小明搬運(yùn)實(shí)驗(yàn)器材做功的效率 精確到1 變式運(yùn)用 3 2017 自貢中考 如圖所示 A物體重100N 在拉力F的作用下 以0 2m s的速度在水平面上向左做勻速直線運(yùn)動(dòng) 已知拉力F 5N 滑輪組的機(jī)械效率為80 試問(wèn) 1 5s內(nèi)拉力F所做的功是多少 2 物體A受到水平地面的摩擦力大小是多少 重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)聚焦 實(shí)驗(yàn)15 探究杠桿的平衡條件 例1 2017 成都中考 在 探究杠桿的平衡條件 實(shí)驗(yàn)中 每個(gè)鉤碼重力相等 杠桿刻度均勻 1 平衡時(shí) 應(yīng)該讓杠桿靜止在水平位置 2 小周同學(xué)所在實(shí)驗(yàn)小組完成某次操作后 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖1所示 他們記錄的數(shù)據(jù)為 動(dòng)力F1 1 5N 動(dòng)力臂l1 0 1m 阻力F2 1N 則阻力臂l2 0 15m 3 下列四個(gè)因素中 不會(huì)帶來(lái)實(shí)驗(yàn)誤差的是A A 鐵架臺(tái)自身的重力足夠大B 單個(gè)鉤碼的重力不完全相等C 懸掛鉤碼的繩套重力偏大D 杠桿與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦偏大 4 小周同學(xué)所在實(shí)驗(yàn)小組在完成規(guī)定實(shí)驗(yàn)后 他們想進(jìn)一步探究 如果杠桿受到F2 F3兩個(gè)阻力 結(jié)果會(huì)怎樣 通過(guò)實(shí)驗(yàn) 他們得到了如圖2所示的結(jié)果 根據(jù)這個(gè)結(jié)果 可以初步得出 在這種情況下杠桿的平衡條件為 F1l1 F3l3 F2l2 F1 F2 F3的力臂分別用l1 l2 l3表示 思路點(diǎn)撥 1 為了便于從杠桿上直接讀取力臂 在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該使杠桿在水平位置平衡 2 由杠桿平衡條件F1l1 F2l2求出力臂l2 3 鐵架臺(tái)自身的重力足夠大的目的是使杠桿穩(wěn)定 但對(duì)杠桿的平衡無(wú)影響 單個(gè)鉤碼的重力不完全相等 則多個(gè)鉤碼總重力無(wú)法確定 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響 懸掛鉤碼的繩套重力偏大 會(huì)對(duì)力的真實(shí)值有影響 杠桿與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦偏大會(huì)影響杠桿的靈敏 對(duì)測(cè)量結(jié)果造成誤差 4 設(shè)一個(gè)鉤碼的重力為G 杠桿一個(gè)格的長(zhǎng)度為L(zhǎng) 根據(jù)杠桿平衡條件可知 杠桿右側(cè)F3l3 F2l2 2G 3L 2G L 8GL 杠桿左側(cè)F1l1 4G 2L 8GL 故左側(cè)等于右側(cè) 故F3l3 F2l2 F1l1 命題挖掘 在探究 杠桿平衡條件 的實(shí)驗(yàn)中 采用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置 5 調(diào)節(jié)平衡時(shí) 應(yīng)該使它在水平位置平衡 根據(jù)圖示杠桿所處的位置 應(yīng)將平衡螺母向左 選填 右 或 左 調(diào)整 6 掛上鉤碼 正確調(diào)節(jié)使杠桿再次平衡 此時(shí)掛在杠桿上的鉤碼施加的動(dòng)力 阻力方向恰好與杠桿垂直 掛鉤碼位置所對(duì)應(yīng)的刻度值就等于力臂 7 某小組同學(xué)在杠桿左右兩側(cè)分別掛上不同數(shù)量的鉤碼 同時(shí)調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿平衡 你認(rèn)為他們的做法是錯(cuò)誤 選填 正確 或 錯(cuò)誤 的 8 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如下表所示 甲同學(xué)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后認(rèn)為杠桿平衡的條件是 動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂乙同學(xué)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后認(rèn)為杠桿平衡的條件是 動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂兩個(gè)同學(xué)都認(rèn)為自己是對(duì)的 對(duì)方是錯(cuò)誤的 那么你認(rèn)為他們中正確的應(yīng)該是乙同學(xué) 原因是甲同學(xué)的結(jié)論僅從部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得到 不是所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都滿足他總結(jié)的結(jié)論 9 下列正在使用中的杠桿 用鑷子取砝碼 用扳手?jǐn)Q螺母 用羊角錘拔釘子 屬于費(fèi)力杠桿的是鑷子 實(shí)驗(yàn)16 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率 例2 2017 宿遷中考 有人說(shuō) 同一機(jī)械的機(jī)械效率是不變的 小華設(shè)計(jì)了 探究滑輪組機(jī)械效率與所提升重物質(zhì)量的關(guān)系 實(shí)驗(yàn) 來(lái)檢驗(yàn)此說(shuō)法是否正確 1 用筆畫(huà)線代替繩子 在圖甲中畫(huà)出最省力的繩子繞法 2 如圖乙所示 小華在實(shí)驗(yàn)中保持滑輪組不變 改變重物的質(zhì)量 通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)繩子使重物緩緩上升 測(cè)得數(shù)據(jù)如下表 g取10N kg 第2次實(shí)驗(yàn)中的機(jī)械效率是62 5 根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得到 滑輪組的機(jī)械效率隨所提升重物質(zhì)量的增大而增大 思路點(diǎn)撥 1 由一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組 最省力的繞線方法是n 3 2 第2次實(shí)驗(yàn)中的機(jī)械效率根據(jù)求出 由表中數(shù)據(jù)可知 滑輪組的機(jī)械效率隨所提升重物質(zhì)量的增大而增大 命題挖掘 在 探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素 實(shí)驗(yàn)中 小紅用如圖所示的滑輪組分別做了三次實(shí)驗(yàn) 第一次使用塑料滑輪 第二次使用鋁制滑輪 第三次使用鐵制滑輪 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表 3 這個(gè)實(shí)驗(yàn)使用的測(cè)量工具是刻度尺和彈簧測(cè)力計(jì) 4 在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì) 5 在表中的空格處 第三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率為40 6 從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知 提升同一物體 動(dòng)滑輪越重 滑輪組的機(jī)械效率越低 7 若不計(jì)繩重與摩擦 用圖中所示鋁制滑輪裝置提起5N的物體時(shí) 測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為3N 則鋁制滑輪的重力是4N 若用此裝置提起8N的物體 測(cè)力計(jì)的讀數(shù)是4N 命題點(diǎn)1杠杠的分類(lèi)和示意圖 六年真題全練 1 2013 聊城中考 如圖所示 下列工具的使用 屬于費(fèi)力杠桿的是 B剪子 起子 鋼絲鉗在使用過(guò)程中 動(dòng)力臂大于阻力臂 屬于省力杠桿 鑷子在使用過(guò)程中 動(dòng)力臂小于阻力臂 屬于費(fèi)力杠桿 故應(yīng)選B 2 2016 聊城中考 如圖是一種拉桿式旅行箱的示意圖 使用時(shí)它相當(dāng)于一個(gè)省力 選填 省力 或 費(fèi)力 杠桿 若旅行箱內(nèi)裝滿物體且質(zhì)量分布均勻 其總重為210N 輕質(zhì)拉桿拉出的長(zhǎng)度是箱體長(zhǎng)度的二分之一 要使旅行箱和拉桿構(gòu)成的杠桿水平平衡 則豎直向上的拉力F為70N 3 2014 聊城中考 如圖所示 用起子開(kāi)啟瓶蓋 請(qǐng)確定支點(diǎn)O的位置 畫(huà)出力F的力臂 當(dāng)在起子把手處施以向上的力F時(shí) 起子最左端與瓶蓋接觸處是支點(diǎn)O 從支點(diǎn)到力F作用線的距離即為力F的力臂 猜押預(yù)測(cè) 1 2017 廣東中考 如圖所示 利用羊角錘撬起釘子 請(qǐng)你在羊角錘A點(diǎn)處畫(huà)出所能施加最小動(dòng)力F1 并畫(huà)出阻力F2的阻力臂L2 4臂越長(zhǎng)越省力 最長(zhǎng)的力臂即支點(diǎn)與作用點(diǎn)的連線 然后根據(jù)力臂的畫(huà)法作出垂直于力臂的作用力即可 過(guò)O點(diǎn)作垂直于F2的垂線即為阻力F2的力臂L2 2 2017 麗水中考 如圖所示 使用時(shí)屬于費(fèi)力杠桿的是 A用鑷子夾石塊 在使用過(guò)程中 動(dòng)力臂小于阻力臂 是費(fèi)力杠桿 故A正確 用瓶起子開(kāi)瓶蓋 在使用過(guò)程中 動(dòng)力臂大于阻力臂 是省力杠桿 故B錯(cuò)誤 用羊角錘拔釘子 在使用過(guò)程中 動(dòng)力臂大于阻力臂 是省力杠桿 故C錯(cuò)誤 天平在使用過(guò)程中 動(dòng)力臂等于阻力臂 是等臂杠桿 故D錯(cuò)誤 故選A 4 2015 聊城中考 在探究 杠桿的平衡條件 實(shí)驗(yàn)中 命題點(diǎn)2探究杠桿的平衡條件 1 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 如圖所示 這時(shí)應(yīng)將左端的平衡螺母向右 選填 左 或 右 端調(diào)節(jié) 直到杠桿在水平位置平衡 目的是便于測(cè)量力臂 2 記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格如下 請(qǐng)將表格空白處補(bǔ)充完整 3 某同學(xué)通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)分析 得出杠桿的平衡條件是 動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂 你認(rèn)為他的結(jié)論不可靠 選填 可靠 或 不可靠 理由是只測(cè)量一次數(shù)據(jù) 具有偶然性 不能得出普遍規(guī)律 1 杠桿左端下沉 應(yīng)將杠桿左端的平衡螺母向右調(diào)節(jié) 并使杠桿在水平位置平衡 杠桿在水平位置平衡 便于測(cè)量力臂的大小 2 因?yàn)楦軛U的平衡與動(dòng)力 阻力的大小和動(dòng)力臂 阻力臂的長(zhǎng)短有關(guān) 所以實(shí)驗(yàn)中 需要測(cè)量出動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂 故表格中 應(yīng)是動(dòng)力臂l1 m 應(yīng)是阻力F2 N 3 為了得到具有普遍性的規(guī)律 需要進(jìn)行多次測(cè)量 然后從中尋找規(guī)律性的結(jié)論 5 2017 聊城中考 如圖所示 在 探究杠桿的平衡條件 實(shí)驗(yàn)中 已知杠桿上每個(gè)小格長(zhǎng)度為2cm 當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)在A點(diǎn)斜向上拉 與水平方向成30 角 杠桿 使杠桿在水平位置平衡時(shí) 下列說(shuō)法正確的是 A 動(dòng)力臂為0 08mB 此時(shí)為省力杠桿C 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4ND 鉤碼總重為2N 猜押預(yù)測(cè) 3 2017 上海中考 如圖所示的彈簧測(cè)力計(jì)的最小分度值為0 2牛 讀數(shù)為3 2牛 在 探究杠桿平衡的條件 實(shí)驗(yàn)中 需要測(cè)量的物理量是動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力和阻力臂 為了能直接讀出力臂的數(shù)值 應(yīng)使杠桿在水平位置保持平衡 動(dòng)力水平彈簧測(cè)力計(jì)一個(gè)大格表示1N 里面有5個(gè)小格 一個(gè)小格表示0 2N 其分度值為0 2N 故彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N 1 0 2N 3 2N 根據(jù)杠桿平衡條件F1L1 F2L2可知 需要測(cè)量的物理量有動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力和阻力臂 首先要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡 目的就是為了能在杠桿上直接讀出力臂 6 2013 聊城中考 多選 如圖 在水平拉力F的作用下 使物體A沿水平面以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)了距離s 若物重為G 平面對(duì)物體的摩擦力為f 下列說(shuō)法正確的是 A 有用功的功率為fvB 拉力做功的功率為3FvC 裝置的機(jī)械效率為D 額外功為 3F f s 命題點(diǎn)3滑輪組和斜面的機(jī)械效率 考查的重點(diǎn)是有關(guān)機(jī)械效率的計(jì)算 解題關(guān)鍵是識(shí)記與理解有用功 額外功 總功及機(jī)械效率的計(jì)算公式 一般以選擇題或計(jì)算題形式出現(xiàn) 7 2013 聊城中考 小明同學(xué)用如圖所示的裝置測(cè)定斜面的機(jī)械效率 實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果如下表 則第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)斜面的機(jī)械效率為71 4 分析比較下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 可得到的結(jié)論是 斜面越陡機(jī)械效率越高 選填 高 低 或 不變 8 2015 聊城中考 如圖所示 在 測(cè)量滑輪組機(jī)械效率 的實(shí)驗(yàn)中 物體重6N 沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì) 物體上升高度為10cm 此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2 4N 滑輪組的機(jī)械效率是83 3 9 2016 聊城中考 在 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率 實(shí)驗(yàn)中 小麗用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法 分別做了甲 乙 丙3次實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下 1 實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì) 使鉤碼升高 2 表格中編號(hào) 處數(shù)據(jù)應(yīng)為2 4 編號(hào) 處數(shù)據(jù)應(yīng)為83 3 3 分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出如下結(jié)論 同一滑輪組的機(jī)械效率主要與所提物體受到的重力有關(guān) 4 若將此滑輪組換一種繞繩方法 不計(jì)摩擦及繩重 提升相同的物體時(shí) 滑輪組的機(jī)械效率不變 選填 變大 變小 或 不變 10 2017 聊城中考 多選 如圖所示 重300N的物體在20N的水平拉力F的作用下 以0 2m s的速度沿水平地面向左勻速直線運(yùn)動(dòng)了10s 滑輪組的機(jī)械效率為80 則在此過(guò)程中 下列說(shuō)法正確的是 A 繩子自由端移動(dòng)的距離為2mB 物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為48NC 拉力F的功率為12WD 有用功為120J 猜押預(yù)測(cè) 4 2017 德州中考 如圖所示的滑輪組中 動(dòng)滑輪重1N 小強(qiáng)用6N的拉力F通過(guò)該滑輪組勻速拉起重10N的物體 物體沿豎直方向上升0 4m 此過(guò)程中 額外功和機(jī)械效率分別是 A 0 4J83 3 B 0 8J91 7 C 0 8J83 3 D 0 4J91 7 5 2017 隨州中考 同一物體 質(zhì)量為m 先用滑輪組 如圖甲 勻速提升 后沿斜面 如圖乙 勻速拉升 兩次提升高度均為h 兩次拉力大小均為mg 斜面長(zhǎng)AB 2h 則這兩次提升物體的機(jī)械效率比較 A 甲 乙B 甲 乙C 甲 乙D 條件不足無(wú)法比較