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《力和机械》考点考题展示  

2013-01-15 07:28:44|  分类: 物理教学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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《力和机械》考点考题展示



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《力和机械》考点考题展示



 

《力和机械》考点考题展示
江苏丰县广宇中英文学校 刘庆贺


  本章知识与生产、生活息息相关,所以中考命题常结合实际创设问题情境,让大家分析和解决生活中的常见现象,考查大家运用所学知识解决实际问题的能力以及科学探究能力。中考的热点是弹簧测力计的原理与使用、重力的三要素、探究滑动摩擦力的实验、影响滑动摩擦力的因素、杠杆平衡条件及杠杆和滑轮的应用。

 

  考点一、弹力和弹簧测力计的使用

 

  本考点重点考查弹力的概念、弹力产生的原因、弹簧测力计的原理和使用方法等。弹簧测力计的使用往往结合重力、摩擦力、探究性实验等出题。

 

  例1(2010年浙江中考题)小玲同学把两个50克的钩码挂到弹簧测力计的挂钩上(如图1甲),图1乙是弹簧测力计的示数。下列有关说法错误的是(    )

 

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  A.称量时弹簧测力计中的弹簧在拉力的作用下发生了形变

 

  B.称量时钩码的重力势能减少,弹簧的弹性势能增加

 

  C.弹簧测力计的示数为1牛

 

  D.钩码的质量与它受到的重力成正比

 

  思路点拨:试题A选项考查了力的作用效果:一是使物体发生形变,二是能改变物体的运动状态。B选项考查了机械能的知识,称量时钩码位置下降,高度减小,所以重力势能减少。弹簧形变增加,所以弹性势能增加。C选项考查弹簧测力计的读数,从图1看出示数为1牛,当然也可以根据钩码质量,利用G=mg来计算。D选项考查重力和质量的关系,应注意是我们只能说重力与质量成正比,而不能说质量与它受到的重力成正比。因为重力只能是随着质量改变,而不是质量随着重力改变。

 

  答案:D

 

  说明:试题综合性较强,不仅考查力的作用效果、弹簧测力计的读数、重力等知识,还涉及到重力势能、弹性势能大小的判断。学科内甚至不同学科间知识的融合是中考的趋势,这就要求大家在平时的学习中,不仅要把每个知识点掌握牢固,还要注意知识的前后练习,尽力做到融会贯通。

 

  考点二、重力

 

  主要考查重力的产生原因、重力与质量的关系、重力方向和作用点。重垂线在生活中的应用、画出重力的示意图和探究重力与质量的关系是中考的重要考点。

 

  例2(2010年桂林中考题)如图2所示,一架重型运输直升机在执行救灾任务时,通过钢缆将一质量为9×103Kg的货物悬吊着往下放。下列说法正确的是(  )

 

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  A.直升机所吊货物的重量是9×103N

 

  B.直升机所吊货物的重量是9×104N

 

  C.货物受到的重力方向是不断变化的

 

  D.货物受到的重力方向是垂直向下的

 

  思路点拨:货物的重量指的是货物受到的重力,重力的大小可以利用G=mg来计算,所以A错。物体受到的重力方向总是竖直向下的,这里面包含两个含义:重力方向总是不变的;重力方向是竖直向下,而不是“垂直向下”,二者含义不同。

 

  答案:B

 

  说明:重力是由于地球吸引而产生的力,重力的施力物体是地球,重力的方向总是竖直向下的,所谓竖直向下就是垂直于水平面向下,或者是指向地球中心的方向。

 

  考点三、摩擦力

 

  静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦是摩擦的三种类型,探究影响滑动摩擦力的因素是中考热点,滑动摩擦力的测量涉及二力平衡知识,生活中增大和减小摩擦的方法也是常考的。

 

  例3(2010年杭州中考题)如图3甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块,A端的拉力均匀增加,0-tl时间木块静止,木块运动后改变拉力,使木块t2后处于匀速直线运动状态。计算机对数据拟合处理后,得到如图乙所示拉力随时间变化图线,回答下列问题:

 

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  (1)当用F=5.3牛的水平拉力拉静止的木块时,木块所受摩擦力大小为         牛;若用F=5.8牛的水平拉力拉木块,木块所受摩擦力大小为         牛。

 

  (2)如图丙所示,为研究滑动摩擦力Ff大小与接触面受到压力FN大小的关系,在重力为17牛的木块上每次增加1牛重的砝码,分别用水平拉力F使木块作匀速直线运动。实    验测量数据如下:

 


木块对水平面压力FN(牛)

17

18

19

20

21

水平拉力F(牛)

5.1

5.4

5.7

6.0

6.3


 

  根据表格数据,得出滑动摩擦力Ff大小与接触面受到压力FN大小的关系式为       。

 

  思路点拨:(1)题目涉及两种摩擦:静摩擦和滑动摩擦。静摩擦力和滑动摩擦力的大小都必须根据二力平衡来判断。当用F=5.3牛的水平拉力拉木块时,由于木块静止,摩擦力与拉力平衡,所以木块所受摩擦力大小为5.3牛。由图乙可知,木块处于匀速直线运动状态时的拉力为5.1牛,此时的滑动摩擦力应等于5.1牛。若用F=5.8牛的水平拉力拉木块,木块受到的也是滑动摩擦力,此摩擦力的大小为5.1牛而不是5.8牛。这是因为决定摩擦力大小的不是拉力,而是压力和接触面的粗糙程度。

 

  (2)木块作匀速直线运动时,滑动摩擦力Ff与拉力F是平衡力,即Ff = F,要得出Ff大小与压力FN大小的关系,只需观察表中上下两行数据即可。粗略地看,压力增大,拉力也要增大。是否成正比呢?求一下拉力与对应压力的比值,看是否相等,若相等就是成正比,题目中比值为0.3。

 

  答案:(1)5.3   5.1  (2)Ff =0.3FN

 

  说明:滑动摩擦力的大小不能直接测量,只能通过测量拉力的方法间接测量。只有把物体放在水平支持面上,让弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物体时,滑动摩擦力的大小才等于弹簧测力计示数。滑动摩擦力大小的决定因素是接触面间的压力和接触面粗糙程度,与接触面积大小无关,与运动速度的大小无关,与是否做匀速直线运动无关,与拉力的大小等因素无关。

 

  考点四、杠杆

 

  能根据实际情况确定杠杆的支点,正确画出动力和阻力的方向及力臂,能正确区分三种杠杆是考试热点。其中作出杠杆的力臂几乎是每一张中考试卷必出现的题型。

 

  例4(2010年江苏泰州中考题)图4为用螺丝刀撬图钉的示意图,在图中画出动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图。

 

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  思路点拨:图中用螺丝刀撬图钉时,螺丝刀绕O点转动,所以O点为支点。动力F1的力臂应该从O点向动力F1的作用线作垂线,并用l1表示这段线段(如图5)。撬图钉时,螺丝刀给图钉一个向上的力,但这并不表示阻力F2方向向上。恰恰相反,阻力F2方向向下,而且F2的作用点不是在图钉上,而是在螺丝刀上。这是因为阻力F2是螺丝刀受到的力,而不是图钉受到的力。

 

  答案:如图5。

 

  说明:有关杠杆的作图,首先要根据实际情况确定杠杆的支点,接着确定动力和阻力,切记动力和阻力都是杠杆受到的力,它们使杠杆转动的方向正好是相反的(即一个能使杠杆沿顺时针方向转动,那么另一个必然是使杠杆沿逆时针方向转动)。最后作力臂,切记是从支点向力的作用线作垂线(属于点到直线的距离,不是支点到力的作用点的距离)。

 

  考点5、杠杆平衡条件

 

  杠杆平衡条件是研究杠杆问题的核心,三种杠杆的划分及最省力问题都是依据杠杆平衡条件,利用杠杆平衡条件进行简单的计算,探究杠杆的平衡条件实验都是中考常考点。

 

  例5(2010年江苏扬州中考题)在探究杠杆平衡条件的实验中:

 

  (1)小明发现杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向________调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是___________、_________。

 

  (2)如图6甲所示,在杠杆左边A处挂四个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码______个。

 

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  (3)如图6乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将________(变大/变小/不变),其原因是________________。

 

  思路点拨:(1)杠杆在没有挂钩码前,必须使杠杆在水平位置平衡,目的是使待测力的力臂在杠杆上,便于测量。另外杠杆在水平位置平衡时,整个杠杆的重心就在支点O处,即杠杆重力的力臂为零,可以消除杠杆重力对实验的影响。发现杠杆右端低左端高,应将杠杆左端的螺母向左边旋一些,或将右端的螺母也向左边旋一些(想一想:与大家玩过的跷跷板调节平衡是否类似?)。

 

  (2)根据杠杆平衡条件,结合图6甲,有4G×3格=n×G×4格,所以n=3

 

  (3)图6中,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,拉力的力臂逐渐变小,根据杠杆平衡条件判断弹簧测力计的示数将变大。

 

  答案:(1)左   消除杠杆的重力对实验的影响(使杠杆的重力的力臂为0)   便于测量力臂

 

  (2)3

 

  (3)变大  该力的力臂变短了(此时的力臂不是OC了)

 

  说明:杠杆在没有挂钩码前,右端低左端高,其原因是整个杠杆的重心在支点O的右侧,将杠杆两端的螺母向左边旋一些,就可以使杠杆的重心左移。另外,挂上钩码后,若发现杠杆不平衡,则应移动钩码的位置或改变钩码的个数,使杠杆在水平位置重新平衡。我们应注意:杠杆的两次平衡,调节方法是不同的。

 

  考点6、滑轮

 

  考查的重点是定滑轮、动滑轮、滑轮组及轮轴、斜面的使用。

 

  例6(2010年芜湖中考题)定滑轮在使用时相当于一个杠杆。如图7所示,某人用绳子沿着倾斜的方向通过定滑轮拉住钩码,已知人手的拉力为F,钩码重力为G。(1)请在图中标出这只“杠杆”的支点O,画出拉力F、钩码重力G及它们的力臂(保留作图痕迹);(2)若不计摩擦、滑轮重和绳重,请用杠杆平衡条件推证:F=G。

 

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  思路点拨:(1)支点是杠杆绕着转动的点,所以定滑轮的支点在定滑轮的转轴上。钩码重力G作用在钩码的重心上,拉力F作用在绳端,方向沿着绳子斜向下。从支点分别向两个力的作用线作垂线,垂线长就是力臂。(2)根据几何中圆的半径相等和杠杆平衡条件即可推证F=G。

 

  答案:(1)如图8

 

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  (2)由几何知识知:l1 = l2 = R (R为滑轮半径)

 

  根据杠杆平衡条件:F1·l1=F2·l2,即F·l1=G·l2,所以F =G

 

  说明:定滑轮的实质是等臂杠杆,使用定滑轮不能省力,但可以改变施力的方向。动滑轮的实质是动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆,使用动滑轮能省力,但不可以改变施力的方向。使用滑轮组可以省力,或者改变施力的方向。使用轮轴和斜面都可以省力。使用任何机械,只要省力,就要费距离。省力越多,费的距离也越多。



 

 

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