专题4 备战2021年中考培优专题训练（实验探究+计算题+作图+易错）

专题4 备战2021年中考培优专题训练 实验专项训练1 探究杠杆平衡条件+影响滑轮组机械效率的因素 实验1 实验2 1.探究杠杆平衡条件 【实验结论】 杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为 【交流与评估】 （1）实验前调整杠杆在水平位置平衡（第一次）： ①平衡螺母调节原则：左偏右调，右偏左调； ②在水平位置平衡的目的：方便测量力臂； ③让杠杆的重心在支点上的目的：重力的力臂为0，消除杠杆的重力对实验的影响。 （2）实验时让杠杆在水平位置平衡（第二次）的目的：方便读出力臂大小。 （2）实验应多次测量：改变钩码的质量和钩码的位置，使结论具有普遍性； （3）将一端钩码换成弹簧测力计的相关分析； ①好处：能直接读出拉力的大小，实验操作更方便； ②拉动方向：竖直向下拉动（与钩码同侧时竖直向上拉动）； ③弹簧测力计从竖直拉变为倾斜拉，拉力力臂变小，测力计示数变大； （4）杠杆处于平衡状态的判断：静止或匀速转动状态。 （5）在杠杆支点处用弹簧测力计施加一个垂直杠杆向上的力是否会影响杠杆的平衡： 不影响，这个力的力臂为0。 （6）弹簧测力计斜拉和竖直拉方案的评估。 （7）杠杆平衡条件在生活中的应用。 （8）实验中，为了方便测量力臂，所以力臂和力都是垂直关系，容易误导得出杠杆的平衡条件是：动力×动力作用点到支点距离=阻力×阻力作用点到支点距离。因此应该改变力的方向进行实验 2.探究影响滑轮组机械效率的因素 【实验结论】 同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关，物重越大，机械效率越高。 【实验方法】 控制变量法的应用 ①探究滑轮组的机械效率与所吊的重物重力之间的关系（控制绕线方式相同，改变滑轮组所吊钩码的数量）； ②探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力大小的关系（控制滑轮组所吊钩码的数量相同，改变动滑轮数量或换重力不同的动滑轮）； ③滑轮组的机械效率与物体被提升的高度的关系（控制同一滑轮组的绕线方式相同，所提钩码重力相同，改变钩码上升的高度）。 【交流与讨论】 （1）测量拉力大小的原理：用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子目的（减小摩擦引起的误差），此时拉力大小等于弹簧测力计的示数； （2）承担重物绳子段数的判断：与动滑轮连接的段数即为承担重物绳子的段数； （3）滑轮组机械效率的影响因素：物体的重力、动滑轮重力、绳子与滑轮之间的摩擦力。与绳子的绕法、绳子段数无关； （4）提高机械效率的方法 增加物重、减小动滑轮重力、减小机械间的摩擦。 （5）弹簧测力计静止时读数的分析：所测拉力偏小，机械效率偏高，说明滑轮组的机械效率与物体的运动状态有关。 （6）动滑轮重力、物重相同时所测机械效率不同的可能原因：绳子与滑轮或滑轮与轴之间的摩擦不同。 5．功的计算：有用功W有＝Gh；总功W总＝Fs 6．机械效率的计算：①已知物重和拉力：η＝eq \f(W有,W总)×100%＝eq \f(Gh,Fs)×100%；②已知物重和动滑轮重：η＝eq \f(W有,W总)×100%＝eq \f(G,G动＋G)×100% 7．绳子自由端移动的距离与物体上升高度h的关系：s＝nh 9．提高滑轮组机械效率的方法：________提升物体的重力、________动滑轮的重力、减小绳子与滑轮间的摩擦力 10．可以省略的工具（刻度尺，省略后用η＝eq \f( G,nF)×100%计算，反而能够提高精度） 11．机械效率总是小于1的原因（任何机械都不可避免地要做额外功，都不省功） 计算专项训练1 功和能的计算（热力、电力） 1．为助力乡村振兴，黄梅县下新镇将生态农业和旅游观光相结合，打造美丽乡村。如图是下新镇夏日赏荷用的观光艇，其部分技术参数如下表：（g＝10N/kg，q柴油＝4.3×107J/kg，ρ柴油＝0.8×103kg/m3） 商品名称 XX观光艇 商品型号 船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m 空船质量 800kg 发动机最大输出功率 40kW 最大载人数量 8人 最大航速 10m/s （1）若人的质量为50kg，当观光艇满载时，所受的浮力是多少？ （2）当观光艇以最大速度航行时，受到水的平均阻力为多大？ （3）某次以最大航速游玩，耗时30分钟，消耗柴油7L，求发动机的效率？ 【解答】解：（1）观光艇满载时观光艇和8人总质量为： m＝800kg+50kg×8＝1200kg， 满载时人、观光艇总重力为： G＝mg＝1200kg×10N/kg＝1.2×104N， ∵观光艇漂浮， ∴观光艇满载乘客时所受浮力为： F浮＝G＝1.2×104N； （2）∵P＝＝＝Fv， ∴观光艇受到的牵引力为： F＝＝＝4×103N， ∵观光艇匀速行驶， ∴观光艇受到的