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一、 杠桿種類的判斷.
基本的方法是首先畫出杠桿示意圖,作出力臂,再依據(jù)動(dòng)力臂和阻力臂的關(guān)系來判斷.這類問題常常都以書本或日常生活中常見的杠桿為背景,真正體現(xiàn)物理走向生活這一理念.
例1(2011寧波)圖1所示工具中,使用時(shí)不能省力但能省距離的是()
解析本題涉及的杠桿都是課本中所舉的日常生活中的杠桿,命題體現(xiàn)了從生活走向物理的新課改思想.我們?cè)诜治鰰r(shí)應(yīng)抓住題干中的“不能省力但能省距離”這一條件,判斷出滿足這一條件的杠桿是費(fèi)力杠桿,再根據(jù)費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)就不難找出正確答案.答案:D.
二、 有關(guān)力臂的作圖.
這是近年來中考考查概率最高的題,幾乎每年都考.有關(guān)力臂作圖,主要有三類題:
一是基本題,根據(jù)題意畫力臂.這類題的解題關(guān)鍵是抓住支點(diǎn)和力的作用線,根據(jù)力臂概念作出從支點(diǎn)到力的作用線的垂線段,標(biāo)出線段的長(zhǎng).注意點(diǎn)是要注意作圖的每一個(gè)細(xì)節(jié).
二是根據(jù)已有杠桿示意圖中的條件,畫最小動(dòng)力的示意圖;這類問題首先要確定最大的動(dòng)力臂,再次是根據(jù)動(dòng)力和阻力產(chǎn)生的效果來確定動(dòng)力的方向.
三是已知支點(diǎn)和力臂畫出力的示意圖;這類題容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤是:力的作用點(diǎn)不畫在杠桿上,或者力的方向畫反了.
例2(2010無錫)如圖2,為使杠桿OA保持靜止,畫出在A點(diǎn)所加最小力F1的示意圖和阻力F2的力臂l2
解析本題中,阻力F2的力臂屬于基本作圖,但最小力F1的力臂可能有不少同學(xué)出現(xiàn)兩種主要錯(cuò)誤:一是把力的方向畫成豎直向下,二是把力方向畫成斜向上.
三、 探究實(shí)驗(yàn):理解本質(zhì)是關(guān)鍵.
在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中,主要從下列幾個(gè)方面加以理解:①如何進(jìn)行杠桿平衡的調(diào)節(jié),這樣調(diào)節(jié)的目的是什么?②如何改變力與力臂的大小進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn),每次實(shí)驗(yàn)的目的是什么?③如何分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出杠桿的平衡條件;④能對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行評(píng)價(jià),找出實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題與不足,列出改進(jìn)的方案.同樣,在測(cè)定滑輪組機(jī)械效率的探究實(shí)驗(yàn)中,也應(yīng)該把握整個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究過程,并從實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)細(xì)節(jié)著手分析、理解,掌握實(shí)驗(yàn)全程中的要求與操作過程,以及實(shí)驗(yàn)后能提出提高滑輪組機(jī)械效率的方法和途徑.
例3(2010鎮(zhèn)江)在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)前發(fā)現(xiàn)杠桿左端低,右端高,為使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);實(shí)驗(yàn)時(shí),在A點(diǎn)懸掛兩個(gè)總重為1 N的鉤碼,在B點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉(如圖3所示),使杠桿在水平位置再次平衡,則拉力應(yīng)為N,此時(shí)杠桿屬于杠桿.
解析本題綜合考查了杠桿的幾個(gè)方面要點(diǎn):第一空調(diào)節(jié)杠桿平衡是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),“左低右調(diào)”,和天平一樣;第二問考查杠桿平衡條件的簡(jiǎn)單應(yīng)用,答案為0.8 N;第三問杠桿類別的判斷,依據(jù)兩力臂大小的關(guān)系或動(dòng)力和阻力大小關(guān)系,可知為省力杠桿.
例4(2010瀘州)在探究“斜面的機(jī)械效率高低與斜面的傾斜程度有什么關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,用沿斜面向上的力F拉動(dòng)小車,使小車從斜面底端勻速運(yùn)動(dòng)到斜面頂端,如圖4所示.多次改變斜面傾斜程度,部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中,根據(jù)表格中數(shù)據(jù)回答下列問題:
(1) 當(dāng)斜面“最陡”時(shí),沿斜面拉力為N;做的有用功為J;斜面的機(jī)械效率為%.
(2) 通過對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,你認(rèn)為斜面省力情況與斜面傾斜程度的關(guān)系是:斜面越陡,需要的拉力越.
(3) 根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),你可以獲得該實(shí)驗(yàn)探究的初步結(jié)論是:.
解析第(1)小題屬于基本計(jì)算,分別是6,4,66.7;第(2)小題填“大”;(3)斜面的機(jī)械效率隨斜面的傾斜程度增大而增大.(或者斜面越陡,機(jī)械效率越大.)
四、 功和功率的簡(jiǎn)單應(yīng)用.
例5(2010咸寧)如圖5所示,在健身運(yùn)動(dòng)的過程中,物體A的質(zhì)量為4 kg,滑輪摩擦不計(jì).當(dāng)向下擺動(dòng)腳腕使細(xì)繩拉著物體A緩慢(勻速)提升時(shí),腳腕對(duì)細(xì)繩拉力的方向在改變、大小(選填“也改變”或“不變”).若2.4 s內(nèi)腳腕將A物體勻速提起0.3 m,則對(duì)物體A所做的功為J,功率為W.
解析功和功率是物理學(xué)中兩個(gè)核心概念,在物理學(xué)中地位十分重要,因此是每年中考的必考內(nèi)容.第一空考定滑輪的特點(diǎn),可以改變拉力的方向,所以答案是不變;第二問要應(yīng)用功的基本公式,答案為12J;第三問根據(jù)功率公式,答案為5 W.
五、 有關(guān)機(jī)械效率的計(jì)算.
機(jī)械效率的綜合計(jì)算是中考計(jì)算題常見題型,因?yàn)槠渲芯C合了功、功率、機(jī)械效率等重點(diǎn)內(nèi)容,試題有一定的區(qū)分度.在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí),一方面要對(duì)基本概念、公式理解到位,另一方面要能對(duì)機(jī)械效率內(nèi)涵遷移應(yīng)用.
例6(2010蘇州)如圖6所示,斜面長(zhǎng)s=10 m,高h(yuǎn)=4 m.用沿斜面方向的推力F,將一個(gè)重為100 N的物體由斜面底端A勻速推到頂端B.運(yùn)動(dòng)過程中物體克服摩擦力做了100 J的功.求:
(1) 運(yùn)動(dòng)過程中克服物體重力做的功;
(2) 斜面的機(jī)械效率;
(3) 推力F的大小.
解析本題是一道很好的能力題,尤其是題干中對(duì)“物體克服摩擦力做了100 J的功”的理解,實(shí)質(zhì)是考查考生對(duì)額外功的理解是否到位.突破不了這點(diǎn),本題就很難正確完成,這也是大多數(shù)考生丟分的主要原因.
答案(1) 400 J(2) 80%(3) 50 N.
平時(shí)學(xué)習(xí)時(shí),應(yīng)對(duì)功、功率、力臂、機(jī)械效率等基本概念及規(guī)律理解到位;還要通過有針對(duì)性的訓(xùn)練題,在訓(xùn)練、反思、總結(jié)中找到解答各類問題的最佳策略.這樣,學(xué)好物理將不再是
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