中考物理专题复习六 机械与人 上海科技版 试题.doc

中考物理专题复习六 机械与人一. 本周教学内容：中考专题复习六：机械与人基本要求：1. 通过对具体知识点的复习，唤起同学们对所学的知识的回忆2. 通过我的总结与复习，使同学们对所学知识形成知识体系3. 通过具体的例题讲评，提高同学们利用知识来解决实际问题的能力重点内容：知识体系的形成、应用能力的提高难点内容：灵活应用所学知识来解决生活中的常见问题具体知识讲述如下：第一部分：简单机械系统图示：基本要求：1. 能通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆提取出共同的特征，并能在杠杆上确认动力、阻力、支点、动力臂、阻力臂2. 能根据一定的标准对杠杆使用、特点，以及作用效果等进行分类3. 通过参与科学探究活动，能对杠杆平衡条件进行猜想与假设，并设计出验证方案，对获得的信息进行处理，得出杠杆的平衡条件4. 知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用5. 识别生活和生产中常见的滑轮6. 会根据要求使用和组装滑轮组重点内容：杠杆的识别、力臂的做图、杠杆平衡条件的应用定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用，及组装滑轮组难点内容：力臂的做图和滑轮组的组装1. 杠杆的定义 一根硬棒，在力的作用下可以绕着一个固定的点转动这样的硬棒我们就称之为杠杆。

从杠杆的定义可知，一个物体可以称之为杠杆，必须具有这样两个特征一是它必须是一根硬棒，当然它可以是直的，也可是弯曲的二是它在力的作用下可以绕固定点转动2. 关于杠杆的几个概念1）支点支点就是杠杆绕着转动的固定点，常用字母O来表示2）动力动力就是使杠杆转动的力，用字母F1来表示3）阻力阻力是阻碍杠杆转动的力，用字母F2来表示4）力臂力臂就是支点到力的作用线的距离，用字母L来表示所谓力的作用线就是力所在的直线由于在杠杆中有两个力的共同作用，一个是动力，另一个是阻力，这样力的作用线也有两个，一个是动力的作用线，另一个是阻力的作用线那从支点到动力作用线的距离就是动力臂；用字母L1来表示从支点到阻力作用线的距离就是阻力臂，用字母L2来表示3. 杠杆的平衡条件当一个杠杆处于平衡状态时动力、阻力、动力臂、阻力臂它们究竟存在着什么样的关系呢？我们首先进行了猜想与假设，同学们得出几种可能的关系我们是通过实验探究找到杠杆的平衡条件：　动力动力臂＝阻力阻力臂也就是说，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一 杠杆的平衡条件也叫杠杆原理，最早是由阿基米德发现的4. 三种杠杆省力杠杆：之所以省力就是因为这种杠杆的动力臂大于阻力臂，所以动力小于阻力。

省力当然是这种杠杆最大的优点，但它也有缺点，也就是这种杠杆费距离费力杠杆：之所以费力是因为它的动力臂小于阻力臂费力是它的缺点，省距离是它的优点等臂杠杆：这种杠杆既不省力，也不费力，既不省距离，也不费距离等臂杠杆最典型的应用就是制成了天平5. 滑轮 （1）定滑轮滑轮是个周边有槽，能绕轴转动的小轮使用滑轮时，滑轮的轴固定不动的叫做定滑轮因为定滑轮的实质就是等臂杠杆，或者说是等臂杠杆的变形如果我们把重物的重力看作是阻力的话，那拉力就是动力，当然滑轮的轴就是支点了那阻力臂就等于轮子的半径，而动力臂也是轮子的半径这也就是说使用定滑轮并不省力，而且物体上升的高（速）度等于拉力下降的高（速）度如果拉着物体做匀速直线运动的话，由于轮与轴之间存在着摩擦力，所以实际的拉力要比物重要稍大一些人们之所以还应用它就是因为它能改变动力的方向2）动滑轮滑轮的轴随物体一起运动，这样的滑轮叫做动滑轮使用动滑轮并没有改变动力的方向，定滑轮实质是个等臂杠杆，动滑轮的实质也是杠杆的变形这根杠杆的支点在固定绳与轮的接触处，重物对轮的力是阻力，绳子自由端的拉力为动力，这样动力臂就是轮子的直径，而阻力臂就是轮子的半径，显然动力臂是阻力臂的二倍，当然动力就是阻力的二分之一。

动力是物重的一半，动力移动距离是物体上升高度的二倍3）滑轮组将定滑轮和动滑轮组合起来使用，就组成了滑轮组定滑轮可以改变动力的方向，但不省力；而使用动滑轮则能省力却不能改变动力的方向而滑轮组则既能省力也能改变动力的方向它的省力情况是由吊着动滑轮的绳子的段数来决定的由几段绳子吊着动滑轮，提起重物所用的力就是物重的几分之一，但是动力移动的距离（速度）是物体上升高度（速度）的几倍如果动滑轮较重，不能忽略，则拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一有了这个规律，我们就要学会识别绳子的段数最基本的方法就是看最后一段绳子是通过定滑轮还是通过动滑轮，如果通过的是动滑轮，则此段绳子的段数包括在内，反之则不包括此段绳子第二部分：功系统图示：基本要求：1. 知道机械功的概念，能用生活、生产中的实例解释机械功的含义2. 学习从物理现象中归纳简单的规律，认识做功的两个必要因素3. 理解功的计算公式4. 知道功率的概念，能用比较的方法得出功率的概念5. 知道功率单位的含义并能形成具体的观念6. 会计算简单的功率问题7. 理解机械效率8. 在实验探究过程中，要提高我们设计实验、收集实验数据、从实验中归纳科学规律等能力重点内容：（1）做功的两个必要因素和功的计算，以及判断一个力是否做功。

（2）功率概念的得出和功率的计算 （3）对机械效率的理解及相关的计算难点内容：对功、功率、机械效率的理解及解答有关的实际问题1. 功在物理学中功是成效的意思如果一个力对一个物体有了成效，则这个力就对物体做了功一个物体对另一个物体做功的必备条件有两个，一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离有时是劳而无功、有时是不劳无功物理学中把力和物体在力的方向上通过的距离的乘积叫做机械功，简称功，用字母“W”来表示物理学中规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积功＝力距离如果用F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，W表示功，上式可以写成W＝Fs如果一个力拉着物体在竖直方向运动，做功的多少还可以用公式W＝Gh来计算在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，功的单位是牛米，它有一个专门名称叫做焦耳，简称焦，符号是J1J＝1Nm2. 做功的快慢我们知道要比较物体做功的快慢，必须考虑两个因素：其一是物体做了多少功W；其二是物体做功所用去的时间t依照比较物体运动快慢的三种方法，比较做功的快慢，方法一是在做功多少相同的情况下，比较做功的时间，当然是用时间短的做功较快了；方法二是在做功时间相同时，比较做功的多少，当然是做功多的做功快。

方法三是在做功时间和做功多少均不相同时，那我们就来比较物体在单位时间内做功的多少在物理学中我们就把物体在单位时间内完成的功叫做功率，用字母P表示功率是用来描述物体做功快慢的物理量从功率概念的含义出发，计算功率大小的公式可写作：功率＝功/时间如果用W表示功，t表示时间，P表示功率，上式可以写成由上面公式可知，当功一定时，功率与做功时间成反比；当做功时间一定时，功率与功成正比；当功率一定时，功与做功时间成正比由W＝Fs还可求出另一个计算功率的公式，P＝Fv在这个公式中，若v为平均速度，P就是机械的平均功率；若v为某一时刻的速度，P就是机械这一时刻的功率这个公式在有关运动学的计算中常用到在国际单位制中，功的单位是焦，时间的单位是秒，功率的单位是焦/秒，它有一个专门名称叫做瓦特，简称瓦，符号是W1W＝1J/s工程技术上还常用千瓦（kW）、兆瓦（MW）作为功率的单位1kW＝103W 1MW＝106W有了功率的知识，我们就可以比较物体做功的快慢，也就是物体做功的功率了只要我们测出物体所做的功，然后再测出做功所用的时间，二者之比就是物体做功的功率功率是机器的主要技术性能之一，选购机器时，要根据实际需要和可能选择功率合适的机器。

3. 功的原理 人们通过对各种机械的使用发现了一个重要的规律：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功这个结论叫做功的原理4. 机械效率在功的原理中，说的是使用任何机械都不省功这就包括两种情况，一种是理想机械，人们对机械所做的功就等于机械对物体所做的功；另一种是实际机械，人们对机械所做的功要多于机械对物体所做的功也就是要费功的原因是机械本身有重力，而且有许多地方存在摩擦，从而导致动力所做的功比不用机械而直接用手所做的功（机械对物体所做的功）要多，浪费了一些功 我们使用简单机械，实际是人对机械做功，而在这个过程中，机械再对物体做功这就像一个输入和输出的过程，在这个过程，输出的功总是少于输入功，或者说功在这个输入和输出的过程中有损失这是不可避免的所以人们想尽一切办法减少这种输入输出过程中的损失而不同的机械在做功的过程中对功的损失程度是不同的，所以对功的损失程度也反映了机械性能的好坏在物理学中将完成一项任务所必不可少的功叫做有用功，用“W有”来表示，这是人无论采取哪种方法都必须做的功有用功实际就是不用任何机械，人直接用手完成它所做的功；或者是机械对物体所做的功。

还有一部分并非我们需要但又不得不做的功在物理学中称之为额外功，用“W额”来表示这部分功主要来自于机械自身的重力、摩擦等因素而在完成这个任务时，人所总共要做的功叫做动力功，也叫总功，用“W总”来表示总功实际就是人对机械所做的功所以总功必定等于有用功与额外功之和要求同学们能根据不同的情况分析哪些是有用功，哪些是额外功对于一个实际机械，都不可避免地要做额外功但是我们总想完成相同的任务时尽量少的做额外功，或者说尽量少的做总功，但总功的数量不可能比有用功还少，如果是那样的话就不可能完成任务性能好的机械将人所做的总功转化为有用功的比例较大，性能差的机械对总功的转化比例较小总功转化成有用功的比率反映了机械性能的好坏为了描述机械性能的好坏在物理学中引入了机械效率这个物理量有用功跟总功的比值叫机械效率如果用W总表示总功，W有用表示有用功，η表示机械效率，那么有用功总小于总功，所以机械效率总小于1机械效率通常用百分数表示提高机械效率，更充分地发挥机械设备的作用，有重要的经济意义提高机械效率的主要办法是改进结构，使它更合理、更轻巧在使用中按照技术规程经常保养，定时润滑，使机械处于良好的运转状态，对于保持和提高机械效率也有重要作用。

现代社会是讲效率的社会，时时、事事、处处都要求高效率，以尽可能少的消耗，取得尽可能多的效益优胜劣汰”的“优”中，高效率是个重要内容通过刚才讲过的机械效率的定义及公式，我们只要测量并计算出W有用和W总就可以测出滑轮组的机械效率了而有用功就是机械对物体所做的功，也就是滑轮组克服钩码的重力所做的功，所以要想测量并计算出有用功，就要测出钩码的重力G和钩码被提升的高度h，由公式W有用＝Gh就计算出了有用功；而总功就是人所总共做的功，也就是人对滑轮组所做的功，显然如果能测量出加的绳子自由端的拉力F和绳子自由端移动的距离s，由公式W总＝Fs就计算出了总功　　我们有了测滑轮组机械效率的原理和思路之后，我们就要考虑要哪些器材了除了组装滑轮组所必不可少的器材如铁架台，动定滑轮、细绳（线）、钩码之外，还要有测拉力的弹簧测力计和测高度与距离的刻度尺实验时应注意： （1）钩码的重由钩码的质量用G＝mg算出2）匀速拉动弹簧秤使钩码G升高注意“匀速拉动”向上拉弹簧秤时，要竖直向上，不要斜向上拉，否则弹簧秤的读数要增大　　（3）钩码上升的高度（h），可用。