1分类综合训练分类综合训练( (一一) )教材知识梳理 核心要点突破 一、杠杆 1.定义：物理学中,将在力的作用下可绕一_转动的硬棒称为杠杆. 2.杠杆五要素：支点O、动力F1、阻力F2、_、_.支点、动力作用点、 阻力作用点一定要画在杠杆上；在固定点向不同方向施力时,最大的力臂是支点到力的作用 点的距离,此时力的方向与该力臂垂直. 3.力臂：从支点到_的距离,力臂_在杠杆上. 4.杠杆平衡：指杠杆处于_状态或_状态. 杠杆的平衡条件：_,用字母表示是_. 5.杠杆的分类杠杆 分类力臂关系关系特点应用举例省力 杠杆l1_l2F1_F2省力、_羊角锤、瓶盖 起子、手推独轮 车、铡刀、剪铁 皮剪刀费力 杠杆l1_l2F1_F2费力、_筷子、食品夹、 镊子等臂 杠杆l1_l2F1_F2不省力、 不费力天平、定滑轮二、滑轮 6.定滑轮、动滑轮、滑轮组的比较分 类优缺点实质拉力F与重 力G的关系自由端与重 物移动距离 的关系(s,h)v绳与v物的 关系定 滑 轮可以改变 力的方向,不 能省力_杠杆FGshv绳v物（续表）动 滑 轮可以省力,不 能改变力的方 向,费距离一个动力臂 是阻力臂二倍 的_杠杆FG1 2s2hv绳2v物滑 轮 组既可以省力, 又能改变力的 方向动滑轮和定 滑轮的组合FG1 nsnhv绳nv物27.定滑轮和动滑轮的杠杆示意图图 11T1 三、功 8.定义：物理学中,把力与物体在力的方向上通过的距离的_称为机械功,简称功. 9.做功的两个必要条件： _；_. 10.功的计算公式：_.功的基本单位：焦耳(J),1 J_. 四、功率 11.定义：物理学中,将功与做功所用_的比叫作功率.功率是表示_的物理 量.12.公式：P .功率单位是_,符号_.W t五、机械效率 13.定义：物理学中,将_叫作机械效率.机械效率100%,字母表示：100%.有用功 总功W有用 W总对于实际的机械,由于额外功的存在,所以总是_. 教材知识纵横 1 1.探究杠杆平衡条件实验中两次调节杠杆在水平位置平衡的方法和目的调节方法目的实验前杠杆左高右低,将平衡螺母向左调； 杠杆右高左低,将平衡螺母向右调消除杠杆自重对实验结果的影响实验中改变两侧钩码的数量(弹簧测力计的 示数)或作用点位置(注意：此时不能再 调节平衡螺母)便于测量力臂的大小2.2.功、功率、机械效率的比较项目物理 意义公式单位说明功(W)做功 多少WFs焦耳(J)不做功的三种 情况： F0；s0；F 与 s 方向垂直功率(P)做功 快慢PW t瓦特(W)； kW；MW由定义式可推 导出：PFv(注3机械 效率()做功 效率W有用 W总100%无单位影响效率的主 要因素(滑轮竖直 匀速提物)：物体 重、动滑轮重教材图片展示 命题点 1 杠杆及其分类图 11T2 如图 11T2 甲所示,用力将夹子张开,此时属于_杠杆；当用夹子夹住物体时, 属于_杠杆.如图乙所示,手握哑铃,可以看成一个_杠杆；缓缓放下哑铃,手用 的力会越来越_. 命题点 2 定滑轮和动滑轮图 11T3 如图 11T3 甲所示,升旗时旗手在下面拉动绳子,国旗就会上升,这是由于旗杆顶端有 一个特殊的装置,是_(选填“定”或“动”)滑轮,使用它的作用是_； 图乙,工人在阳台上将木箱提升到高处,木箱上方的装置是_(选填“定”或“动”)滑 轮,使用它的作用是_.图 11T4 如图 11T4 甲所示是古代用的绞车,它其实是由_和_组合而成的一种 组合机械；如图乙所示是现代建筑工地用的塔式起重机,它其实是由_滑轮、 _滑轮和_组合而成的一种组合机械. 重点实验再现 实验一 探究杠杆的平衡条件 实验器材：杠杆、支架、_、_、尺、线等.4实验步骤： (1)安装好杠杆如图 11T5 甲所示,调节杠杆两端的平衡螺母,使之在水平位置平衡, 如图乙.图 11T5 (2)在杠杆左端挂上一定数量的钩码,用弹簧测力计在某一位置竖直拉住杠杆,使杠杆在 水平位置平衡(如图丙),记下对应的阻力 F2、阻力臂 l2、动力 F1、动力臂 l1,填入下表中. (3)改变动力、动力臂、阻力、阻力臂四个量中的某些量,使杠杆在水平位置重新平衡, 重复步骤 2,得到如下实验表格.实验 次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm动力动 力臂F1l1/N cm阻力阻 力臂F2l2/N cm11100.520101021.5101.51015153215130303042.5202255050 分析论证：从上面测得的实验数据中发现_与_相等. 实验结论：杠杆的平衡条件是_, 表达式是_,这个平衡条件也称为杠杆原理. 交流与评估： (1)实验前为什么要调节杠杆在水平位置平衡？ (2)在上述探究实验中,为什么每次都要使杠杆在水平位置保持平衡？实验二 测量爬楼的功率 实验器材：体重计、_、_. 实验步骤： (1)先用体重计测量人的质量 m； (2)用刻度尺测量一级台阶的高度 h； (3)爬楼时在时间 t 内数出走过的台阶数 n； (4)计算爬楼的功率. 实验表格：重力G/N台阶数n一级台阶高度h/m时间t/s功率P/W实验结论：P_.5实验三 测量滑轮组的机械效率实验原理：100%W有用 W总实验器材：铁架台、滑轮组、钩码、细线_、_. 待测物理量：自由端的拉力 F、自由端移动的距离 s、钩码的重力 G、钩码上升的高度 h. 实验步骤： (1)组装滑轮组； (2)用弹簧测力计拉住绳的一端,竖直向上匀速拉动使物体上升,将物重 G、拉力 F、物体 上升的高度 h 及绳端移动的距离 s,记到表格中； (3)改变物体的重力,重复上述步骤； (4)分别计算出几次机械效率的值. 实验结论：同一滑轮组提升不同的重物,重物越重,机械效率越_；不同的滑 轮组提升相同的重物,动滑轮越重,机械效率越小；同一滑轮组提升相同的重物,机械效率 与绳的绕法无关. 交流与评估： (1)在实验中,如果没有刻度尺,能否测出滑轮组的机械效率？ (2)根据实验探究及思考,你认为提高机械效率采取的方法有哪些？中考真题链接 类型一 杠杆五要素与杠杆类型 1.2017福建如图 11T6 所示,撬起瓶盖的起瓶器是_(选填“省力” “费力” 或“等臂”)杠杆,其支点是图中_点.图 11T6 类型二 杠杆平衡条件的探究与应用 2.2017常州渔民大明借助湖中礁石,要把竹竿尽可能深地插入湖底淤泥.如图 11T7 所示,效果最好的是( )图 11T7 3.2017连云港如图 11T8 所示,在均匀杠杆的A处挂 3 个钩码,B处挂 2 个钩码, 杠杆恰好在水平位置平衡.已知每个钩码的质量均为 50 g,若在A、B两处各加 1 个钩码,那 么杠杆( )6图 11T8 A.右边向下倾斜 B.左边向下倾斜 C.仍保持水平位置平衡 D.无法确定杠杆是否平衡 4.2017黔东南利用图 11T9 所示的实验装置探究“杠杆的平衡条件”.图 11T9 (1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是_,若出现图甲 所示情况,应将杠杆的螺母向_(选填“左”或“右”)调. (2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,记录数据.根据这一次实验数据,小明立即分析得 出杠杆的平衡条件,他这种做法的不足是_.经老师提醒后,小明继续 进行实验,如图乙,若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆 _(选填“仍保持平衡” “左端下沉”或“右端下沉”). (3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,而改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,当测力计从a 位置转动到b位置时,使杠杆仍在水平位置平衡,其示数大小将_. 类型三 杠杆作图和计算 5.2017广州用力F1把门推开,弹性绳会被拉长.如图 11T10 所示,门处于静止状 态.图 11T10 (1)画出弹性绳对门的拉力F2的示意图. (2)O为支点,画出F1的力臂. (3)根据杠杆的平衡条件_可知,F1_(选填“” “”或“l2,所 以F1F2. 6.如图所示解析 (1)由支点O向F2作垂线,即为阻力臂l2.(2)力臂越长越省力,连接支点和力的 作用点A即是最大动力臂,根据力臂的画法作出垂直于OA的作用力,方向向下,即最小动力F1. 7.(1)竖直向上 (2)83.3% (3)物重 (4)0.4 解析 (1)在实验时,应用手竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下的钩码缓缓 上升.(2)由表中实验数据可知,第次实验测得动滑轮的机械效率100%100%100%83.3%.(3)由图可知,使用动滑轮提W有用 W总Gh Fs2 N 0.2 m 1.2 N 0.4 m升钩码的重力越大,机械效率越大,所以同一动滑轮的机械效率由物重决定.(4)不计绳重及摩擦阻力,由F得,G动2FG20.7 N1 N0.4 N.GG动 28.(1)物重(或动滑轮重) (2)120 W (3)200 N (4)88.9% 解析 (1)已知机械中摩擦力及绳重忽略不计,则影响滑轮组机械效率的因素有物重、 动滑轮重. (2)由图可知,n3,则绳端移动的距离：snh36 m18 m, 拉力做的功：WFs400 N18 m7200 J,拉力的功率：P 120 W.W t7200 J 60 s(3)由图乙可知,物重G300 N 时,滑轮组的机械效率60%,在不计摩擦和绳重时,滑轮组的机械效率：60%,解得：G动200 N.W有用 W总Gh （GG动）hG GG动300 N 300 NG动(4)已知工人的质量为 60 kg,则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力：F大G人m人g60 kg10 N/kg600 N,由F (GG动)可得,提升的最大物重：1 nG大nF大G动3600 N200 N1600 N,则滑轮组的最大机械效率：