中考物理机械和功的知识点讲解
一、杠杆
考点
1、杠杆五要素(掌握作图题)
2、杠杆平衡条件(实验题)
(1)调平的目的:方便测力臂
(2)多次测量:得到普遍结论
(3)支点在杠杆中心:消除杠杆自重的影响
3、杠杆平衡的计算
(1)计算题:根据 F1L1=F2L2 列公式计算,注意要找对支点、力和力臂
(2)动态分析题:根据 F1L1=F2L2 多次作图判断每个物理量的变化
(3)最小力问题:找最小力本质是找对应的最大力臂,最大力臂为支点到杠杆最远点的距离。
例题:如图所示,杠杆的N端挂一重物,在M点施加一个最小的动力使杠杆平衡。试画出这个最小的动力F1、动力臂L1和杠杆受到的阻力F2.
解析:由图可知,O为支点,重物G对杠杆的拉力为阻力,方向竖直向下,由支点向阻力作用线引垂线即为阻力臂;OM为动力臂时,动力臂最长,力最小,过M点作出最小动力,方向向右下方,如图所示:
二、滑轮
考点
1、动滑轮、定滑轮的特点
(1)定滑轮:不省力、不省距离,但改变力的方向
(2)动滑轮:省一半力,费一倍距离,不改变力的方向
2、滑轮的本质
定滑轮本质是等臂杠杆;动滑轮本质是省力杠杆
3、滑轮组
结合动滑轮和定滑轮的优点,组成了滑轮组
总结规律:从动滑轮出发N段绳子,自由端F=(1/N)G;
此处G表示物体和动滑轮的总重。
例题:工人师傅需要将重物提升到高处,有下列四种不同的滑轮组可供选择,为了使绳子自由端的拉力各是多少?
解析:
滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数,也就是看有几段绳子连着动滑轮,段数越多越省力。
甲. 该滑轮组由4股绳子承担物重,不计绳重和摩擦,F=14(G+G动);
乙. 该滑轮组由5股绳子承担物重,不计绳重和摩擦,F=15(G+G动);
丙. 该滑轮组由3股绳子承担物重,不计绳重和摩擦,F=13(G+G动);
丁. 该滑轮组由4股绳子承担物重,不计绳重和摩擦,F=14(G+G动).
三、功、功率
考点
1、功
定义:力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为功
不做功的判断:
2、功的计算
W=FS
单位:焦耳(J)
3、功率
物理意义:描述物体做功快慢的物理量
定义:单位时间内物体做的功
公式:P=W/t(推导公式:P=Fv)
单位:瓦特(W)
例题:如图所示,用F=10N的水平拉力,使重为100N的物体A,沿水平方向在1s内匀速直线运动了0.5m,若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计,则物体受到地面的摩擦力为N,拉力F的功率为。
解析:有两段绳子的拉力平衡物体A的摩擦力,所以摩擦力f=2F=2×10N=20N;
绳子自由端移动的距离s=2×0.5m=1m,拉力做的功W=Fs=10N×1m=10J,
拉力的功率P=Wt=10J1s=10W。
四、机械效率
考点
1、滑轮组机械效率
提高滑轮组机械效率的方法:
(1)增大有用功
(2)减小额外功
2、斜面机械效率
例题:如图所示,用平行于斜面、大小为1.25N的拉力将重为1.8N的物体从斜面底端匀速拉至顶端,则有用功是___ J,机械效率是___.
五、机械能
考点
例题:如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m.物体重G=6×l03N,汽车重G车=3×lO4N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.5×l03N,此时汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求:
(1)将物体从井底拉至井口的过程中。汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功?
(2)滑轮组的机械效率为多少?
(3)汽车牵引力为多少?
(4)若汽车运动速度为3m/s,将物体由井底拉至井口需要多长时间?则牵引力的功率为多少?
机械能守恒:一个物体如果只有动能和势能之间的相互转化,在转化过程中动能和势能的大小会改变,但机械能总量不变。
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