内容正文:
专题六 功和能
功和能的基本考点分为杠杆、滑轮、功、功率、机械效率、机械能及其转化。在中考中多以填空、选择,实验以及综合计算的形式出现,难度不大。同学们在平时的学习中要掌握好基础知识点,灵活的运用知识点解决问题。
一、对三类杠杆的理解
1.使用省力杠杆时可省力(即用较小的动力就可以克服较大的阻力),但却费了距离(即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离,并且比不使用杠杆,力直接作用在物体上移动的距离大)
2.使用费力杠杆时虽然费了力(动力大于阻力),但却省了距离(可使动力作用点比阻力作用点少移动距离)
3.使用等臂杠杆既不省力也不费力,既不省距离也不费距离。既省力又省距离的杠杆是不存在的。
二、使用动滑轮省一半力的条件
1.物体与重物一起匀速移动
2.动力的方向与并排绳子平行
3.不计动滑轮重、绳重和摩擦
三、对做功条件的理解
功的大小是由力和在力的方向上通过的距离两个因素共同决定的。功的这两个因素缺一不可,以下三种情况力对物体不做功:
1.“不劳无功”,物体通过了距离,但没有力作用在物体上;
2.“不动无功”,有力作用在物体上,但物体静止不动,没有通过距离;
3.“劳而无功”,有力作用在物体上,物体也通过了距离,但力的方向和通过的距离方向相互垂直,即物体没有在力的方向上通过距离。
四、运用功的公式时必须注意的三个问题
1.同体性:力与物体移动的距离必须对应于同一物体;
2.同时性:力与物体移动的距离必须对应于同一段时间
3.同向性:力与物体移动的距离在方向上必须一致。
五、对机械效率和功率的区分
机械效率是反映机械性能的物理量,是有用功与总功的比值,与是否省力、做功多少以及做功的快慢均无关,而与机械自身因素和做功的对象有关。而功率是表示做功快慢的物理量,在实际解题中,易将功率与机械效率相混淆,应注意区别。
六、对动能、势能变化的判断
解答有关物体动能和势能的习题时,除了要知道决定动能和势能大小的因素外,还要注意“匀速”这一条件,切忌不认真审题,错误地认为下落的物体越来越快,动能就越来越大。
题型一:杠杆
(
例1.
(
★★
)
下列机械或工具的使用,属于费力杠杆的是
A
.
羊角锤
B
.
筷子
C
.
起瓶器
D
.
独轮车
)
【考点】杠杆的分类
【解析】A、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;B、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;C、起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;D、独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
【答案】B
【教学建议】此题考查的是杠杆的分类,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
(
例2.
(
★★
)
按要求作图:
(1)用图所示的杠杆提起重物,O是杠杆的支点,在图中画出力F的力臂及阻力的力臂,画出图中各力的力臂。
(2)如图所示,画出各已知力的力臂和已知力臂所对应的力
)
【考点】 力臂的画法
【解析】(1)由图可见,杠杆绕O点转动,O为支点;第一个图中作用在A点的向下的力是动力,重物的重力是阻力;第二个图中作用在B点的向上的力是动力,A点重物的重力是阻力;第三个图拉力F为动力,重物G的重力是阻力;分别从支点O向这两个力的作用线作垂线,就得到动力臂和阻力臂,分别用L1和L2表示
(2) 延长F1,过支点O做F1的垂线即为F1的力臂,如图所示:画出力臂L1的垂线,与杠杆的交点A为F1的作用点,F1的方向应该向上,在线段末端标出箭头,过O点作F2的垂线即为F2的力臂L2
【答案】 (1)如图所示:
(2)如图所示:
【教学建议】 画力臂时必须注意力臂是“支点到相应力的作用线的距离”,而不是“支点到力的作用点的距离”。
(
例3.
(
★★
)
如图所示,用始终水平方向的力,将杠杆慢慢地由位置A拉到位置B,阻力G的力臂
将_______,动力F
′
的力臂将_____,动力F
′
将_____。(填
“
变大
”
、
“
不变
”
、
“
变小
”
)
)
【考点】杠杆的动态平衡分析
【解析】将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B,阻力G的力臂变大,而阻力不变;力F作用在
杠杆一端且始终是水平方向,即方向不变,所以动力臂变小,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2
分析得出动力变大
【答案】 变大; 变小; 变大
【教学建议】本题考查学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用,能准确判断阻力臂和动力臂
的变化情况是本题的关键。
(
例4.
(
★★
)
如图甲所示,