【备考2018】中考科学高频考点剖析 专题五 简单的机械相关问题的分类解析

专题五 简单的机械相关问题的分类解析 考点解析目标分解 b级目标：绘制杠杆的动力臂和阻力臂图示；概述杠杆的平衡条件；使用滑轮组解决简单的问题。 c级目标：应用杠杆平衡条件解决简单的问题。 目标分解： ①杠杆平衡的条件研究 ②应用杠杆平衡条件解决简单的问题 ③滑轮组分类解析方法分析 ④应用机械效率进行相关分析与计算 考点剖析聚焦高频 考点一：杠杆平衡及条件研究 1.（2015?杭州）如图所示，一根质量分布均匀的木棒，质量为m，长度为L，竖直悬挂在转轴O处，在木棒最下端用一方向始终水平向右的拉力F缓慢将木棒拉动到与竖直方向夹角为θ的位置（转轴处摩擦不计），问： （1）在图中画出θ=60°时拉力F的力臂l，并计算力臂的大小。 （2）木棒的重力作用点在其长度二分之一处，随拉开角度θ的增加，拉力F将如何变化？并推导拉力F与角度θ的关系式。 【答案】解： （1）由题O为支点，沿力F的方向作出力的作用线，从O点作其垂线，垂线段长即F的力臂，如图所示： ； 由题θ=60°，所以l=1/2L． （2）由题做出木棒这一杠杆的示意图如图： ， 由图可知随拉开角度θ的增加，l变小，LG变大，根据杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2 ， 阻力不变，所以动力F变大； 由图l=cosθL，LG=sinθL， 根据杠杆的平衡条件有：F×cosθL=G×sinθL， 即：F=Gtanθ． 答：（1）F的力臂l见上图，力臂的大小为L； （2）木棒的重力作用点在其长度二分之一处，随拉开角度θ的增加，拉力F将变大，F与角度θ的关系式为F=Gtanθ。 2-1-c-n-j-y 【解析】（1）力臂：支点到力的作用线的距离，由此作出F的力臂，并求出其大小。 （2）随拉开角度θ的增加，分析动力臂和阻力臂的变化情况，根据杠杆的平衡条件判断拉力的变化； 根据三角函数，表示出力臂，根据杠杆平衡条件表示出F与θ的关系式。 2.右图是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。（每个钩码重0.5N） （1）如图1所示，在杠杆A点处挂4个钩码，则在B点处应挂_____个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡。 【来源：21cnj*y.co*m】 （2）如果小王又进行了如图2所示的探究，考虑杠杆_____的影响，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时，则弹簧测力计的示数应大于_____N。 【答案】（1）6 （2）重力；3 【解析】杠杆静止或匀速转动就是平衡；在调平杠杆平衡时，杠杆的哪端高，平衡螺母要向哪端移动，在水平位置平衡便于测量力臂及消除杠杆自重对实验的影响；阻力和阻力臂不变时，弹簧测力计倾斜，动力臂变小，动力变大；若杠杆的支点在杠杆的中点处，此时重力恰好作用在支点，若不在中点，此时杠杆的平衡会受重力的影响，根据重力的方向判断出重力是使杠杆向哪个方向转动，从而判断出测量结果偏差。 【解答】（1）根据杠杆的平衡原理：4G×3L=nG2L，解得，n=6； （2）若不计杠杆的重力，根据杠杆的平衡条件：F向上L向上=F向下L向下 ， 即F′×2L=3G×4L，解得F′=6G=6×0.5N=3N【来源：21·世纪·教育·网】 由于杆的重心在杆的中点，方向竖直向下，重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动，所以弹簧测力计的示数应大于3N。 故答案为：（1）6；（2）重力； 3 考点二：应用杠杆平衡条件解决简单的问题 1.（2017?嘉兴）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是（?? ） A.?刀刃很薄可以增大压力???????????????????????????????????????B.?铡刀实质上是一种费力杠杆 C.?甘蔗放在a点比b点更易被切断????????????????????????????D.?手沿F1方向用力比沿F2方向更省力 【答案】C 【解析】杠杆可分为：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，可以从动力臂和阻力臂的大小关系进行判断，当动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆；当动力臂等于阻力臂时，是等臂杠 ... ...