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中考物理简单机械和功知识和考点分析

日期:2015/8/2 13:12:42 来源:本站原创 访问量:

  简单机械和功在中考中占的分值较大.涉及的题型有选择题、填空、作图、实验探究和计算题.从试题的内容看,作图题常考力臂、滑轮、滑轮组的绕线;计算题的知识点主要有功、功率、滑轮组的机械效率的计算;实验探究题涉及的内容主要是探究杠杆的平衡条件、影响机械的机械效率等.这类试题的特点是把知识放在生活实际的情景中考查.主要有杠杆的分类、滑轮和滑轮组的特点分析以及相关的应用实例,探究影响简单机械的机械效率因素等等.而这些领域不少同学又存在思维误区,解题错误率很高,下面将针对这些问题进行探讨.

  一、理解力臂的概念、滑轮的特点并规范作图

  例1 如图1是钓鱼竿钓鱼的示意图,O为支点,F1是手对鱼竿的作用力,请画出:

  (1)F1的力臂;

  (2)鱼受到重力的示意图.

  解析 先找到支点O,再找到F1所在的直线叫力的作用线,从支点O向F1所在的线作垂线,垂线段l1就是F1的力臂;先标出鱼的重心,从重心处竖直向下作一定长度的直线段,并在线段末端画上箭头表示力方向,然后标出重力符号G.答案:如图2.

  点评 (1)作杠杆的力臂是一项重要的技能,在历年的中考试题中出现较多,特别是取材于生活实际中的杠杆.力臂是点到线的距离,作图具体做法可归结为:一找点,二找线,点线之间作垂线,所作垂线段就是对应力的力臂.

  (2)错因透视:考生对力臂概念的理解不清楚:力臂是支点到力的作用线的距离,考生容易理解为支点到力的作用点的距离,若作用点不变,力的方向改变,力臂就改变,同时作图不规范.

  例2 如图3甲是滑轮组,物重G=90N,

  滑轮质量、摩擦、绳重不计,用30N的力匀速提升重物,在图中画出绳的绕法.

  解析 滑轮组能省多少力,取决于滑轮组绳子的股数,本题物重G=90N,滑轮质量不计,要求用力为30N,用三分之一的力,设计“一定一动”的滑轮组就可以了,需要绕3股绳子,绳子末端通过动滑轮,但不能改变力的方向.答案:如图3乙所示.

  点评 (1)滑轮组绕线是中考常考的作图题之一,要求考生明确绳子股数、绳子终端的作用.最佳绕法是在确定绳子终端通过定滑轮或动滑轮后,从终端向始端绕,从外围向内部绕,这样可避免死记“奇动偶定”等绕法.

  (2)错因透视:①不能确定绳子股数;②对动滑轮和定滑轮的特点不清,对动滑轮能省一半力生搬硬套,如果在动滑轮质量、摩擦、绳重不能忽略的情况下,必须增加滑轮和绳子股数;③不知道绳子起始端该从定滑轮还是动滑轮开始绕;④绕线不规范等.

  二、根据杠杆的特点对杠杆进行分类

  例3 如图4赛艇运动员用很长的船桨划船,而不用手直接划水.原因是使用船桨能( ).

  A.省力

  B.省距离

  C.获得较大的动力

  D.受到更大的阻力

  解析 船桨的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,根据杠杆的平衡条件可知,费力杠杆可以省距离,所以选B.

  点评 (1)杠杆的分类是中考试题中的热点题目,多以选择题、填空题出现,试题的内容源于生产或生活实际中应用的简单工具,如镊子、剪子、钳子等,这就要求考生要准确理解杠杆的平衡条件,多关注生活实际,熟悉生活中的简单机械的应用.

  (2)错因透视:对生活中的杠杆认识不足,学习中不能够紧密联系生活、物理、社会,不能够正确判断省力杠杆或费力杠杆及其特点;本题易判断为A、C.

  三、杠杆平衡条件的探究

  例4 如图5甲所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个.

  (1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉.此时,应把杠杆两端的平衡螺母向   (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时,保持   并静止,达到平衡状态.这样做的好处是:便于在杠杆上直接测量   .

  (2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡.于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:    .他这样得出的结论是否合理?   为什么?    .

  (3)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因是:

  .

  解析 杠杆平衡调节一般采用将平衡螺母向下沉的反方向调节的方法,即哪边轻向哪边调,所以向左边调;杠杆在水平位置平衡,这样可避免杠杆自身重力对杠杆平衡的影响,同时动力和阻力都是竖直向下的,力臂落在杠杆上便于测量力臂;在探究杠杆平衡条件时应该多测几组数据,使实验数据具有普遍性,更具有可靠性;杠杆的平衡条件是F1l1=F2l2;如果支点不在杠杆的重心上,杠杆的重力就会对杠杆的平衡造成影响,所以不符.本题答案:(1)左 水平 力臂;(2)F1l1=F2l2 不合理 结论具有偶然性(结论没有普遍性);(3)杠杆自重的影响.

  点评 (1)探究杠杆平衡条件的实验是中考实验题的高频考点,将知识、方法、能力(数据处理能力、分析结论、评估能力)融于一体.具体内容包括:①杠杆平衡的调节方法;②杠杆水平平衡的意义;③实验数据的可靠性,普遍性讨论等.

  (2)错因透视:①杠杆平衡的调节方法不清,易混淆调节方向;②不理解杠杆为什么要水平平衡的原因和重心在支点上的意义;③多数考生死记硬背杠杆的平衡条件,而不能够用科学的态度对实验过程进行评估等,这些都是丢分的重要原因.

  四、做功条件的辨析

  例5 下列实例中,力对物体没有做功的是( ).

  A.起重机吊起重物

  B.马拉车,车未动

  C.跳水运动员从跳台跳下

  D.举重运动员,将杠铃举起

  解析 做功的两个必要条件是:作用在物体上的力F和在力的方向上通过的距离s.起重机吊起重物,重物受到拉力,并在拉力方向上通过了距离;跳水运动员从跳台跳下,运动员受到重力,并在重力的方向上通过了距离;举重运动员将杠铃举起,杠铃受到运动员举杠铃的力,并在力的方向上通过了距离,故A、C、D中力均对物体做功;马拉车,车未动,车受到马的拉力,但未在拉力的方向上通过距离,所以拉力不做功,故选B.

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