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一、 杠杆种类的判断.
基本的方法是首先画出杠杆示意图,作出力臂,再依据动力臂和阻力臂的关系来判断.这类问题常常都以书本或日常生活中常见的杠杆为背景,真正体现物理走向生活这一理念.
例1(2011宁波)图1所示工具中,使用时不能省力但能省距离的是()
解析本题涉及的杠杆都是课本中所举的日常生活中的杠杆,命题体现了从生活走向物理的新课改思想.我们在分析时应抓住题干中的“不能省力但能省距离”这一条件,判断出满足这一条件的杠杆是费力杠杆,再根据费力杠杆的特点就不难找出正确答案.答案:D.
二、 有关力臂的作图.
这是近年来中考考查概率最高的题,几乎每年都考.有关力臂作图,主要有三类题:
一是基本题,根据题意画力臂.这类题的解题关键是抓住支点和力的作用线,根据力臂概念作出从支点到力的作用线的垂线段,标出线段的长.注意点是要注意作图的每一个细节.
二是根据已有杠杆示意图中的条件,画最小动力的示意图;这类问题首先要确定最大的动力臂,再次是根据动力和阻力产生的效果来确定动力的方向.
三是已知支点和力臂画出力的示意图;这类题容易出现的错误是:力的作用点不画在杠杆上,或者力的方向画反了.
例2(2010无锡)如图2,为使杠杆OA保持静止,画出在A点所加最小力F1的示意图和阻力F2的力臂l2
解析本题中,阻力F2的力臂属于基本作图,但最小力F1的力臂可能有不少同学出现两种主要错误:一是把力的方向画成竖直向下,二是把力方向画成斜向上.
三、 探究实验:理解本质是关键.
在探究杠杆平衡条件的实验中,主要从下列几个方面加以理解:①如何进行杠杆平衡的调节,这样调节的目的是什么?②如何改变力与力臂的大小进行三次实验,每次实验的目的是什么?③如何分析实验数据,得出杠杆的平衡条件;④能对这个实验的每一个环节进行评价,找出实验过程中存在的问题与不足,列出改进的方案.同样,在测定滑轮组机械效率的探究实验中,也应该把握整个实验的探究过程,并从实验的每一个细节着手分析、理解,掌握实验全程中的要求与操作过程,以及实验后能提出提高滑轮组机械效率的方法和途径.
例3(2010镇江)在探究杠杆平衡条件的实验中,实验前发现杠杆左端低,右端高,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节;实验时,在A点悬挂两个总重为1 N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉(如图3所示),使杠杆在水平位置再次平衡,则拉力应为N,此时杠杆属于杠杆.
解析本题综合考查了杠杆的几个方面要点:第一空调节杠杆平衡是实验的基础,“左低右调”,和天平一样;第二问考查杠杆平衡条件的简单应用,答案为0.8 N;第三问杠杆类别的判断,依据两力臂大小的关系或动力和阻力大小关系,可知为省力杠杆.
例4(2010泸州)在探究“斜面的机械效率高低与斜面的倾斜程度有什么关系”的实验中,用沿斜面向上的力F拉动小车,使小车从斜面底端匀速运动到斜面顶端,如图4所示.多次改变斜面倾斜程度,部分实验数据记录在下面的表格中,根据表格中数据回答下列问题:
(1) 当斜面“最陡”时,沿斜面拉力为N;做的有用功为J;斜面的机械效率为%.
(2) 通过对上述实验数据的分析,你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越陡,需要的拉力越.
(3) 根据上面实验数据,你可以获得该实验探究的初步结论是:.
解析第(1)小题属于基本计算,分别是6,4,66.7;第(2)小题填“大”;(3)斜面的机械效率随斜面的倾斜程度增大而增大.(或者斜面越陡,机械效率越大.)
四、 功和功率的简单应用.
例5(2010咸宁)如图5所示,在健身运动的过程中,物体A的质量为4 kg,滑轮摩擦不计.当向下摆动脚腕使细绳拉着物体A缓慢(匀速)提升时,脚腕对细绳拉力的方向在改变、大小(选填“也改变”或“不变”).若2.4 s内脚腕将A物体匀速提起0.3 m,则对物体A所做的功为J,功率为W.
解析功和功率是物理学中两个核心概念,在物理学中地位十分重要,因此是每年中考的必考内容.第一空考定滑轮的特点,可以改变拉力的方向,所以答案是不变;第二问要应用功的基本公式,答案为12J;第三问根据功率公式,答案为5 W.
五、 有关机械效率的计算.
机械效率的综合计算是中考计算题常见题型,因为其中综合了功、功率、机械效率等重点内容,试题有一定的区分度.在学习这部分内容时,一方面要对基本概念、公式理解到位,另一方面要能对机械效率内涵迁移应用.
例6(2010苏州)如图6所示,斜面长s=10 m,高h=4 m.用沿斜面方向的推力F,将一个重为100 N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B.运动过程中物体克服摩擦力做了100 J的功.求:
(1) 运动过程中克服物体重力做的功;
(2) 斜面的机械效率;
(3) 推力F的大小.
解析本题是一道很好的能力题,尤其是题干中对“物体克服摩擦力做了100 J的功”的理解,实质是考查考生对额外功的理解是否到位.突破不了这点,本题就很难正确完成,这也是大多数考生丢分的主要原因.
答案(1) 400 J(2) 80%(3) 50 N.
平时学习时,应对功、功率、力臂、机械效率等基本概念及规律理解到位;还要通过有针对性的训练题,在训练、反思、总结中找到解答各类问题的最佳策略.这样,学好物理将不再是
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