【文章內(nèi)容簡介】 (2)其中拉力所做的功包 含提升建材的有用功和提升動滑輪以及克服摩擦等做的額外 功，這部分功為總功， W總 =Fs，其中 s表示拉力移動的距離，由 于有兩段繩子連著動滑輪，所以拉力移動的距離為建材升高距 離的 2倍 .(3)根據(jù) 100%可以算出機械效率； (4)工人所 做的功即為總功，功率計算可以用功率計算公式 算得 . WηW?有總 WP t? 總答案 ： (1)W有 =Gh=230 N 6 m=1 380 J (2)s=2h=2 6 m=12 m， W總 =Fs=125 N 12 m =1 500 J ? ?? ?W 1 380 J3 η 100% 100% 92%W 1 500 JW 1 500 J4 P 75 Wt 20 s? ? ? ? ?? ? ?有總總【 備選例題 】 (2020 懷化中考 )如圖所示， 用一電動機通過滑輪組勻速提升一重 G= 3 000 N的貨物，貨物在 t=6 s時間內(nèi)上升 高度為 h=1 m，電動機的軸對繩的拉力 F= 1 200 N，不計繩重和一切摩擦，求： (1)滑輪組的機械效率是多少？ (2)電動機輸出的總功率是多少？ (3)如果要勻速提起 5 400 N的貨物，電動機的軸對繩的拉力為多大？ 【 解析 】 (1)因為 n=3,所以 s=3h=3 1 m=3 m, W有 ＝ Gh=3 000 N 1 m=3 000 J W總 ＝ Fs＝ 1 200 N 3 m=3 600 J (3)因為不計繩重和一切摩擦，所以 F＝ (G+G動 ) 即 G動 ＝ 3FG＝ 3 1 200 N3 000 N=600 N， 當(dāng) G′=5 400 N 時， F＝ (G′+G 動 )＝ (5 400 N+600 N)=2 000 N 答案： (1)% (2)600 W (3) 2 000 N W 3 0 0 0 Jη 1 0 0 % 1 0 0 % 8 3 .3 %W 3 6 0 0 J? ? ? ? ?有總? ? W 3 600 J2 P P 600 Wt 6 s? ? ?總總輸 出 ＝131313六、機械能及其轉(zhuǎn)化 判斷物體具有什么形式的機械能及不同形式的機械能是如何轉(zhuǎn)化時，關(guān)鍵要分析物體的速度、高度及形變程度如何變化 .具體轉(zhuǎn)化過程如下 : 【 中考警示 】 (1)具有能量的物體一定具有做功的能力，但不一定正在做功． (2)物體的動能和勢能在相互轉(zhuǎn)化過程中，如果機械能沒有與其他形式的能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化，即只有動能和勢能的轉(zhuǎn)化，機械能的總和保持不變．若考慮摩擦阻力等，機械能的總量變小，這是因為部分機械能轉(zhuǎn)化成其他形式的能． 【 典例 6】 (2020 廣州中考 )跳遠運動的幾個階段如圖所示，則運動員 ( ) A．助跑階段機械能不變 B．起跳時機械能為零 C．經(jīng)過最高點時動能最大 D．經(jīng)過最高點時重力勢能最大 【 思維導(dǎo)圖 】 判斷動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化時，一般按照下列思路進行分析： 【 精講精析 】 選 ，速度增大，動能增大，故機械能增大， A錯；起跳時，運動員有速度，故運動員有動能，因此機械能不為零， B錯；在起跳過程中，運動員的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，動能減小，重力勢能增大，經(jīng)過最高點時，高度最高，重力勢能最大，動能最小， C錯， D正確 . 一、實驗探究：探究杠桿的平衡條件 1．實驗器材：杠桿、支架、鉤碼． 2．平衡狀態(tài)：指杠桿在動力和阻力的作用下，處于 ______狀 態(tài)或 _________狀態(tài)． ： ________. 靜止 勻速轉(zhuǎn)動 F1l1=F2l2 4．問題探究 (1)如何調(diào)節(jié)使杠桿在水平位置平衡 ? 提示： 通過調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母來調(diào)節(jié)杠桿的平衡．杠桿的哪端比較高，就要把平衡螺母向哪端調(diào)節(jié)． (2)實驗前為什么要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡？ 提示： 鉤碼受到的重力方向是豎直向下 的，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，力的方 向與杠桿垂直，此時便可從杠桿的刻度 上直接讀出力臂的長度 (如圖所示 )． (3)實驗時為什么要做多次實驗、收集多組數(shù)據(jù)？ 提示： 只根據(jù)一組實驗數(shù)據(jù)分析得出的結(jié)論具有偶然性，為了得到普遍性結(jié)論，使結(jié)論更具有說服力，應(yīng)測量多組數(shù)據(jù)進行分析總結(jié)． 【中考警示】 (1)該杠桿的動力和阻力是可以任意規(guī)定的，力的大小等于鉤碼的重力． (2)杠桿兩端的平衡螺母只有在調(diào)節(jié)杠桿自身平衡時使用，在實驗過程中不可移動． 【 典例 1】 (2020 南京中考 )物理實驗小組的同學(xué)，利用如圖所示的裝置，在杠桿支點的兩邊分別掛上鉤碼來探究杠桿的平衡條件 . (1)如圖甲所示，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將右端的平衡螺母向 ________(選填“左”或“右” )移動 .將杠桿調(diào)在水平位置平衡是為了方便測量 __________. (2)實驗中測得的數(shù)據(jù)如表所示，表格中漏填的數(shù)據(jù)為 ______N. 測量 序號 動力 F1/N 動力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm ① 1 20 2 10 ② 2 15 20 ③ 3 5 15 (3)有的同學(xué)按現(xiàn)有方案得出如下結(jié)論：“動力 支點到動力作用點的距離＝阻力 支點到阻力作用點的距離” .這個結(jié)論與杠桿平衡條件不符，原因是實驗過程中 _________(填字母 ). A．沒有改變力的大小 B．沒有改變力的方向 C．沒有改變力的作用點 D．實驗次數(shù)較少，結(jié)論具有偶然性 【 精講精析 】 本題考查了杠桿的平衡條件． (1)由題圖可知，左邊重，所以應(yīng)將右端的平衡螺母向右移動．當(dāng)杠桿水平時，杠桿與重力的方向垂直，力臂在杠桿上，這樣容易測量力臂的大?。?(2)由實驗①②可知，動力 動力臂 =阻力 阻力臂，所以空格處的數(shù)據(jù)應(yīng)為 1． (3)在實驗中，既改變了力的大小，又改變了力臂的大小，并測量了多次，所以 A、 C、 D錯誤．力臂的大小與支點到力的作用點的距離并不一定相等，力臂的大小是由支點及力的方向決定的，當(dāng)力的方向發(fā)生變化時，力臂也會變化，故 B正確． 答案： (1)右 力臂 (2)1 (3)B 二、實驗探究：探究滑輪組的機械效率 ： ___________、 _______、鉤碼、滑輪組、細繩 等． ： ____________. ： ：滑輪組的機械效率與 _______________有關(guān) (忽略 摩擦力 ),與物體提升的高度、繩子段數(shù) ______. 彈簧測力計 刻度尺 控制變量法 W Ghη 1 0 0 % 1 0 0 % .W F s? ? ? ?有總動滑輪重、物重 無關(guān) (1)能否直接測量滑輪組的額外功？ 提示： 不能，克服繩重、動滑輪的重力及摩擦力所做的功都是額外功 ,這些額外功很難直接測量． (2)應(yīng)該怎樣拉動彈簧測力計？為什么？ 提示： 應(yīng)該勻速拉動彈簧測力計．當(dāng)物體 “ 變速 ” 上升時，物體受到的力不是平衡力，彈簧測力計的示數(shù)不穩(wěn)定，無法正確讀出拉力的大小 . (3)當(dāng)鉤碼靜止時，從彈簧測力計上讀出拉力的大小，是否可以？為什么？ 提示： 不可以，由于繩子與滑輪之間的摩擦，鉤碼勻速上升時彈簧測力計的示數(shù)大于靜止時的示數(shù)，所以應(yīng)該在勻速拉動的過程中讀出拉力的大?。? (4)在鉤碼上升的高度 h和拉力移動的距離 s中，如果只測出其中一個，能否算出滑輪組的機械效率？ 提示： 能，因為 s=nh，所以不管測出 h或 s，都可以算出另外一個． (5)如果沒有刻度尺，該實驗?zāi)芊駵y出滑輪組的機械效率？為 什么？ 提示： 能．對于已經(jīng)組裝好的滑輪組， s=nh，則機械效率 因此只要 查出繩子的段數(shù)，即可算出滑輪組的機械效率，無需測量 h和 s 的大?。傊?，沒有刻度尺，也可以測出滑輪組的機械效率． 【 中考警示 】 (1)同一個滑輪組的機械效率并不是固定的，隨 鉤碼重力的增大而增加 . (2)滑輪組的機械效率與省力情況無關(guān)． W G h G h Gη 1 0 0 % 1 0 0 % 1 0 0 % 1 0 0 %W F s F n h F n? ? ? ? ? ? ? ?有總．【 典例 2】 (2020 錦州中考 )某實驗小組在“測滑輪組機械效率”的實驗中，第１、２、３次實驗裝置分別如圖中的甲、乙、丙所示，實驗得到的數(shù)據(jù)如表所示． 次數(shù) 鉤碼重 G/N 鉤碼上升 高度 h/m 有用功 W有 /J 拉力 F/N 繩端上升 距離 s/m 總功 W總 /J 機械 效率 η 1 2 % 2 4 3 4 % (1)第２次實驗中測得的機械效率是 ___________； (2)比較第１、２兩次實驗數(shù)據(jù)，可得出：使用同一滑輪組提起的鉤碼越重，滑輪組的機械效率越 _________________(選填 “高”或“低” )； (3)第３次實驗中的動滑輪個數(shù)比第２次多，動滑輪自重增大，拉力移動相同距離時，對動滑輪所做的額外功 __________ (選填“增加”或“減少” )，由此得出：滑輪