文档文本内容
希望学教研团队
亲爱的同学:
当你翻开这本书的时候,你又开始了一段新的学习之旅。
本书由希望学教研团队编写而成。团队有多年的教研沉淀,致力于
为同学们提供小学、初中和高中全学科的课外有益补充,培养学生分
析问题和自主解决问题的能力。锻炼思维,开拓视野,由“知识型”
向“能力型”转化。
下面我们将向你介绍本书的诞生过程:
1、对标教材和课程标准建立课程大纲
希望学教研团队根据教育部审定的最新中学教材,选取重难点模
块,收集各地区题目,精心敲定教学大纲。
2、依据大数据、编撰高标准
①依托多年教研沉淀,精品题库、讲义素材、课件切片等四大库教
研基建,为讲义编撰提供优质素材;
②希望学大数据核心算法定位学习中的薄弱环节;
③百人教研团队,历经1000+小时,严格按照大纲目录进行编写,
三轮审核三轮校对。
3、三审三校
初稿经由希望学教研中心内部一审,学科产品、教学中心、主讲老
师集中二审,外部专家专业三审后进入校对环节。
由编者一次精校;教研中心资深教研员二次精校;排版团队三次精
校。只有经过全面的三审三校,这本书才能发送给我们的用户!
4、排版
编撰与审校结束后,会安排专业团队进行排版印刷。模板和风格由
专业设计师进行设计,并不断更新迭代,紧跟审美风向标,提升可读
性。由供应部门统一调配和发货,这本书就会到达你的手中啦!
路漫漫其修远兮,吾将上下而求索!接下来的每一天,我们都会在
你的见证下不断精进,不断成长。
未来,希望学也会继续承担起用科技推动教育进步的重任,不断致
力于教育资源的均衡发展。伴随着你的成长,见证着你的成功,每天
进步一点点,一起做更好的自己!
第11讲
第13讲
目录
Contents
第1 讲
期末押题课(赠)
选取最新试题,班主任老师发送电子版讲义
第2 讲
中考地基梳理——质量密度综合提升
1
模块1
质量密度基础
3
模块2
质量密度实验
6
模块3
质量密度计算
15
第3 讲
中考地基梳理——力学知识点聚焦
23
模块1
力的基本概念
25
模块2
弹力和重力
30
模块3
牛顿第一定律
36
模块4
惯性
39
第4 讲
中考地基梳理——力和运动知识点聚焦
45
模块1
力的合成和二力平衡
47
模块2
摩擦力
52
模块3
受力分析
58
第5 讲
中考地基梳理——压强全题型精讲
67
模块1
固体压强
69
模块2
液体压强
73
模块3
大气压强
79
第13讲
第6 讲
中考地基梳理——浮力全题型精讲
89
模块1
浮力基础
91
模块2
阿基米德原理
95
模块3
浮沉条件及浮力的应用
99
第7 讲
中考地基梳理——简单机械全题型精讲
109
模块1
杠杆及杠杆平衡条件
111
模块2
滑轮和滑轮组
120
第8 讲
中考地基梳理——功和机械效率综合提升
129
模块1
功和功率
131
模块2
机械效率
137
模块3
机械能
144
讲
核心精讲
第2
中考地基梳理——质量密度
综合提升
1
质量密度基础
2
质量密度实验
3
质量密度计算
初
三
物
理
S
班
全
国
版
2
本讲概况
模块
考法
例题
星级
质量密度基础
质量密度基础
例1-3
★★★☆☆
质量密度实验
天平的使用
例4
★★★☆☆
密度的测量
例5-10
★★★★★
质量密度计算
质量密度的简单计算
例11-15
★★★★☆
质量密度图像问题
例16-17
★★★★★
课程体系
第
2
讲
质
量
密
度
综
合
提
升
3
模块1
模块1
质量密度基础
知识讲解
一、质量
物体所含物质的多少叫质量。
1. 单位:国际单位:kg ,常用单位:t、g、mg
2. 估测:一枚大头针约80mg 一个苹果约150g
一头大象约6t 一只鸡约2kg
3. 质量的理解:物体的质量不随物体的形状、状态、位置、温度而改变,所以质量是物体本身的
一种属性。
4. 测量:天平(生活中也常用台秤、杆秤等)。
二、密度
某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度。
1. 公式:ρ = m
V
变形:V = m
ρ m = ρV
2. 单位:国际单位是kg/m3,常用单位是g/cm3。
单位换算关系:1g/cm3 = 103kg/m3
1kg/m3 = 10−3g/cm3。
水的密度为1.0×103kg/m3,其物理意义为1 立方米的水的质量为1.0×103 千克。
3. 理解密度公式:ρ = m
V
(1)同种材料,同种物质,ρ 不变,m 与V 成正比;物体的密度ρ 与物体的质量、体积、形状无
关,但密度随温度、压强、状态等改变而改变,不同物质密度一般不同,所以密度是物质的一种
特性。
(2)质量相同的不同物质,体积V 与密度ρ 成反比;体积相同的不同物质,质量m 与密度ρ
成正比。
初
三
物
理
S
班
全
国
版
4
4. 图像:如图所示,ρA > ρB > ρC。
5. 应用:鉴别物质、根据公式求解质量或体积、判断物体空心或实心。
精讲精练
质量密度基础
质量与密度的辨析
质量是物体的属性,只与物体所含物质的多少有关,改变物质的多少才能改变质量。
密度是物质的特性,与质量和体积无关。不同的物质密度一般不同。
例题1
下列关于质量的说法,正确的是( )
A. 科普期刊从北京快递到成都,质量不变
B. 积木搭建的“城堡”被撞倒,质量变大
C. 冰箱里的一瓶矿泉水结冰,质量变小
D. 月饼从地球带到空间站,质量变小
例题2
2020 年12 月17 日,
“嫦娥五号”返回器携带了超过2 千克的月球岩石及土壤样本,
在预定区域成功着陆.下列有关说法正确的是( )
A. 月球岩石带回地球后质量变大
B. 月球岩石带回地球后受到的重力不变
C. 月球土壤带回地球后密度变大
D. 月球土壤和地球土壤相比不含空气
第
2
讲
质
量
密
度
综
合
提
升
5
例题3
根据公式ρ = m
V ,关于密度的下列说法正确的是( )
A. 对于同一种物质,ρ 与m 成正比
B. 对于同一种物质,ρ 与V 成反比
C. 对于同一种物质,ρ 不变,m 与V 成正比
D. 对于不同物质,m 越大,ρ 越大
初
三
物
理
S
班
全
国
版
6
模块2
模块2
质量密度实验
知识讲解
一、常规法测量物质密度
1.固体:
器材:石块、天平和砝码、量筒、足够多的水和细线。
(1)先用调好的天平测量出石块的质量m0;
(2)在量筒中装入适量的水, 读取示数V1;
(3)用细线系住石块, 将其浸没在水中(密度小于液体密度的固体可采用针压法或坠物法), 读
取示数V2;
(4)表达式:ρ =
m0
V2 −V1
。
2.液体:
器材:待测液体、量筒、烧杯、天平和砝码。
(1)在烧杯中装入适量的待测液体,用调好的天平测量出烧杯和液体质量m1;
(2)把烧杯中的部分液体倒入量筒,读取示数V;
(3)用天平测得烧杯中剩余液体和烧杯的总质量m2;
第
2
讲
质
量
密
度
综
合
提
升
7
(4)表达式:ρ = m1 −m2
V
。
二、有天平无量筒测量物质密度
1.固体:
器材:石块、密度瓶、天平和砝码、足够多的水、足够长的细线。
(1)用调好的天平测出待测固体的质量m1;
(2)将密度瓶中装满水, 用天平测得密度瓶和水的质量m2;
(3)将被测物放入密度瓶, 待液体溢出后, 用天平测得此时密度瓶总质量m3。
密度表达式:
2.液体:
器材:烧杯、足够多的水, 足够多的待测液体、天平和砝码。
(1)用调整好的天平测得空烧杯的质量为m0;
(2)将烧杯装一定量水, 并且用笔打标记,用天平测得烧杯和水质量为m1;
(3)将烧杯中的水倒掉, 然后在烧杯中加待测液体到水位标记处, 测得此时烧杯和液体的质量
为m2。
初
三
物
理
S
班
全
国
版
8
密度表达式:
三、有量筒无天平测量物质密度
1.固体:
器材:水槽、塑料盒、量筒、足够多的水和细线、石块、笔或橡皮筋。
(1)用细线系住石块, 将其放入塑料盒内, 然后塑料盒放入盛有水的水槽内, 用笔在烧杯上标
记出液面;
(2)取出塑料盒内的石块, 往里缓慢倒入水, 直到水槽内液面达到标记的高度;
(3)将塑料盒内水倒入量筒内, 读取示数为V1;
(4)在量筒内装有适量的水, 示数为V2, 然后通过细线将石块放入液体内, 测得此时示数为V3。
密度表达式:
2.液体:
器材:小烧杯、水槽、量筒、待测液体、足够多的水。
(1)在小烧杯中倒入适量的水, 然后将小烧杯放入一个水槽内, 标记出液面高度;
(2)将小烧杯中的水倒入量筒内测得体积为V1;
(3)将小烧杯放在大烧杯内, 将待测液体缓慢的倒入小烧杯内, 直到水槽内液面上升到标记处;
(4)将小烧杯内的待测液体倒入量筒内测得体积为V2。
第
2
讲
质
量
密
度
综
合
提
升
9
密度表达式:
四、无天平无量筒测量物质密度
1.滴水称石
仅凭一个滴管就可以测量石块的密度。
(1)测石块体积:把石块用细线系住放入装有水的容器中并记下水面的位置;取出石块,用滴
管滴水,使水面到达原来的位置处,记录滴入的水滴数为a;
(2)测石块质量:把石块放入小塑料瓶中,小塑料瓶浮在大容器中的水面上,记下水面的位
置;取出石块,用滴管将水滴入小塑料瓶中,使水面到达原来的位置处,记录滴入的水滴数为
b。
(曹冲称象法)
则密度表达式:
初
三
物
理
S
班
全
国
版
10
精讲精练
天平的使用
天平的正确使用
1. 四好:放好、调好、测好、读好。
2. 小故事:前面讲温度计操作的时候有个口诀叫“估看放毒记”,讲的是一个叫“估看”的
人到处放毒,老了以后写了一篇回忆录,就叫《估看放毒记》。这篇是续篇。村里人被“估
看”这个人搞怕了,去哪里都怕有毒,所以每次进屋需要放条狗测一下屋子里有没有毒,是
所谓“放调测读”。
3. 小技巧:平衡螺母=phlm= 平衡了吗(或:盘好了吗)?天平调平衡了,开始测质量就不能
再动平衡螺母了。
4. 操作顺口溜:游码归零,螺母调平;左物右码,别用手拿;左右等大,可以读啦。
2023 中考真题
例题4
小明按托盘天平的使用要求,正确测量正方体木块的质量,天平平衡时,如图所示.
下列说法正确的是( )
A. 天平的实质是省力杠杆
B. 被测木块的质量为20.4 g
C. 图中木块对托盘的压强小于砝码对托盘的压强
D. 测量结束后,可以直接用手将砝码放回砝码盒
第
2
讲
质
量
密
度
综
合
提
升
11
密度的测量
2023 中考模拟
例题5
在“测量金属块密度”的实验中,已知金属块质量均匀分布且不渗水,量筒内已装有
60mL 的水.把天平放在水平桌面上,游码移至标尺零刻度线时,指针在分度盘上的
位置如图甲所示;调节好天平后,测量金属块的质量,天平恢复平衡时砝码质量和
游码在标尺上的位置如图乙所示;测量金属块体积时量筒示数如图丙所示.下列操
作或说法中正确的是( )
A. 如图甲所示,要使横梁平衡,应将天平平衡螺母向左调节
B. 如图乙所示,当横梁恢复平衡时,金属块的质量为54.4g
C. 利用密度公式计算可知,金属块的密度是2.7×103kg/m3
D. 将金属块截去一半,剩余金属块与原金属块相比,质量、体积和密度都减半
例题6
为了测量牛奶的密度,某同学利用天平和量筒测量了下面的物理量,你认为其中不
需要测量的是( )
A. 用天平测量空烧杯的质量
B. 将牛奶倒入烧杯中,用天平测量烧杯和牛奶的总质量
C. 将烧杯中的牛奶倒入量筒中一部分,测出量筒中牛奶的体积
D. 用天平测量烧杯和剩余牛奶的总质量
初
三
物
理
S
班
全
国
版
12
2023 中考真题
例题7
在“测量酱油的密度”实验中,使用的天平最大称量为200 g,分度值为0.2 g;使用的
量筒量程为100 mL,分度值为1 mL.
(1)根据你已有的知识和经验判断:酱油、菜籽油、水,三者中密度最大的是
.
(2)小优同学的测量步骤是:在烧杯中装入适量酱油,用天平测量出它们的总质量
为m1;将烧杯中的部分酱油倒入量筒,测量出体积为V;测量出烧杯和剩余酱
油的总质量为m2;计算出酱油的密度;依据上述测量,酱油的密度为ρ =
(用m1、m2、V 表示).
(3)本实验的误差来源是
(写出一条即可).
(4)本实验操作难度较大,你认为最难操作的是
(写出一条即可).
例题8
小丽在乒乓球比赛中获得一枚金牌,她想测出该金牌的密度.她先用天平测出金牌
的质量m1,然后将金牌浸没到装满水的溢水杯中,溢出的水流入质量为m2 的空
烧杯中,测得烧杯和溢出水的总质量为m3.已知水的密度为ρ水,则金牌的密度为
( )
A. m1 −m2
m1
ρ水
B.
m1
m3 −m2
ρ水
C. m1
m3
ρ水
D. m3
m1
ρ水
第
2
讲
质
量
密
度
综
合
提
升
13
例题9
“沉睡三千年,一醒惊天下”,三星堆遗址在2021 年3 月出土了大量文物,如图1 所
示是其中的金面具残片,文物爱好者小张和小敏同学制作了一个金面具的模型,用
实验的方法来测量模型的密度.
(1)小张把天平放在水平台上,将游码拨到
,
此时指针偏向分度盘中线的左侧,应向
(选填“左”或“右”)调节平
衡螺母,使横梁在水平位置平衡.
(2)调好后小张将模型放在左盘,在右盘加减砝码,并调节游码使天平再次水平平
衡,砝码和游码如图2 甲所示,则模型的质量为
g.
(3)小张又进行了如图2 乙所示的三个步骤:
①烧杯中加入适量水,测得烧杯和水的总质量为145g;
②用细线拴住模型并
在水中(水未溢出),在水面处做标记;
③取出模型,用装有40mL 水的量筒往烧杯中加水,直到水面达到
处,量筒中的水位如图2 丙所示.
(4)旁边的小敏发现取出的模型沾了水,不能采用量筒的数据,于是测出图乙③中
烧杯和水的总质量为155g,小敏计算出模型的密度为
g/cm3.
(5)若只考虑模型带出水产生的误差,则实验过程中模型带出水的体积为
cm3,小敏计算出的密度值与实际值相比
(选填“偏大”
“偏小”或
“相等”).
初
三
物
理
S
班
全
国
版
14
例题10
受“曹冲称象”的启发,小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水(密度为ρ水)、油性
笔等,测量小玻璃珠的密度,如图所示,实验步骤如下(请将步骤④补充完整):
①如图甲,取一定数量的小玻璃珠放入空碗中,再把碗放入盛有水的水盆中,用油
性笔在碗外壁上标记水面的位置;
②如图乙,往量筒内倒入适量的水,记下量筒中水的体积V1;
③如图丙,取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中,记下小玻璃珠和水的总体积
V2;
④如图丁,将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内,直到标记处与碗外水面
,记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3。
完成下列填空(选用V1、V2、V3 和ρ水,表示以下物理量):
(1)小玻璃珠的总体积为V =
;
(2)小玻璃珠的总质量为m =
;
(3)小玻璃珠密度的表达式为ρ =
;
(4)在不改变实验方法的前提下,请提出一条提高测量精度的措施:
(示例:在同等容积的情况下换
用碗口面积较小的碗)。
第
2
讲
质
量
密
度
综
合
提
升
15
模块3
模块3
质量密度计算
知识讲解
一、密度计算
1. 密度基础计算
思路:根据密度公式ρ = m
V ,知道其中两个物理量,就能求出第三个未知物理量,所以核心思路
是找出这两个物理量。
有一件标称纯金的工艺品,其质量96g,体积为6cm3,则该工艺品的密度是多大?
已知:质量m = 96g,体积V = 6cm3。
求:ρ
解:ρ = m
V = 96g
6cm3 = 16g/cm3;
答:该工艺品的密度是16g/cm3。
2.比例计算
(1)求质量之比:m1
m2
= ρ1V1
ρ2V2
;
(2)求体积之比:V1
V2
=
m1
ρ1
m2
ρ2
;
(3)求密度之比:ρ1
ρ2
=
m1
V1
m2
V2
。
初
三
物
理
S
班
全
国
版
16
3.图像问题
(1)质量一定时,体积越大,密度越小;体积一定时,质量越大,密度越大。
从图中可知,AB 的质量相同时,B 的体积大,所以ρA > ρB。
从图中可知,BC 的体积相同时,B 的质量大,所以ρC < ρB。
(2)从m−V 图像横纵坐标可以直接由ρ = m
V 直接计算出密度的具体数值。
从图中可知,对于物质B,V = 4cm3 的时候m = 4g,可以算出物质B 密度ρB = 1g/cm3。
精讲精练
质量密度的简单计算
例题11
已知人的密度跟水的密度差不多,请你估算一下,一个中学生的体积最接近下列哪
个值( )
A. 50m3
B. 50dm3
C. 50cm3
D. 50mm3
例题12
医院里有一个氧气瓶,它的容积是20dm3 ,里面装有密度为2.5kg/m3 的氧气.某次
抢救病人用去了10g 氧气,瓶中剩余氧气的质量为
kg,密度为
kg/m3.
第
2
讲
质
量
密
度
综
合
提
升
17
例题13
丹顶鹤立立跟同伴打架,失去了上喙.华南理工大学技术团队利用3D 打印做出塑
料上喙的大致模样,接着手工打磨得到形状完美的塑料上喙,打磨过程中塑料上喙
的质量
、密度
.又根据塑料上喙铸造得到同形状的金属钛
上喙,帮助立立重获长久捕食能力.从塑料上喙到金属钛上喙,质量增加68g,已知
ρ塑料= 1.1×103kg/m3,ρ钛= 4.5×103kg/m3,立立上喙的体积为
cm3.
例题14
75% 酒精溶液能很好消杀新冠病毒.75% 是指溶液中酒精的体积占比,每100mL
酒精溶液中,酒精体积为75mL,水的体积为25mL.则在100mL 的75% 酒精溶液
中,酒精的质量是
g,水的质量是
g;75% 酒精溶液的密度
是
kg/m3.
(酒精密度ρ酒精= 0.8×103kg/m3)
例题15
五一小长假小浩家自驾游,在加油站加油时看到油价标为6.75 元/ 升,则每千克的
汽油价格为
元(已知汽油密度0.75×103kg/m3);此次自驾汽车仪表盘
上显示里程是500km,平均油耗为8.0L/100km,则需要花的油费是
元.
质量密度图像问题
m−V 图像
若题目中m 代表总质量,如:容器和水的总质量为m, 则不可从横纵坐标直接由ρ = m
V 直
接计算出密度的具体数值。
初
三
物
理
S
班
全
国
版
18
2023 中考模拟
例题16
某同学通过实验得到a、b、c 三种物质的m−V 图像如图所示,通过分析可知( )
A. 质量相同的a 和b 两物质中,b 物质的体积小
B. 体积相同的b 和c 两物质中,c 物质的质量大
C. 三种物质的密度关系是ρa > ρb > ρc
D. 三种物质的质量增大时,各自的密度也随之增大
例题17
在测量液体密度的实验中,小明利用天平和量杯测量出液体和量杯的总质量m 及
液体的体积V,得到几组数据并绘出如图所示的m −V 图像,下列说法正确的是
( )
A. 量杯质量为40g
B. 40cm3 的该液体质量为40g
C. 该液体密度为1.25g/cm3
D. 该液体密度为2g/cm3
第
2
讲
质
量
密
度
综
合
提
升
19
随堂练习
1 从冰柜里拿出一瓶冰冻的矿泉水,不打开瓶盖放置一段时间,肯定.不.会变化的物理量是瓶
内物质的( )
A. 体积
B. 质量
C. 密度
D. 比热容
2 长江三峡水库的容量约为3.93×1011m3,这个水库装满水后水的总质量约为( )
A. 3.93×1011t
B. 3.93×1011kg
C. 3.93×1011g
D. 3.93×1011mg
3 如图所示,托盘天平处于平衡状态,则左盘物块的密度是( )
A. 1.4g/cm3
B. 2.0g/cm3
C. 3.5g/cm3
D. 7.0g/cm3
4 甲、乙两种物质的质量与体积关系的m −V 图像如图所示,甲、乙两种物质的密度之比为
( )
A. 2 : 1
B. 1 : 2
C. 3 : 1
D. 1 : 3
初
三
物
理
S
班
全
国
版
20
5 小敏用托盘天平和量筒测量金属块的密度.她在调节天平时,发现指针偏向分度盘中央刻
度线的右侧,如图甲所示,为使天平横梁水平平衡,她应将平衡螺母向
移动.天
平平衡后,用天平测出金属块的质量为27g.然后,小敏将金属块用细线系好放进盛有50mL
水的量筒中,量筒中的水面升高到如图乙所示的位置,则金属块的体积为
cm3.
该金属块的密度为
g/cm3,根据下表中数据可判断组成该金属块的物质可能是
第
2
讲
质
量
密
度
综
合
提
升
21
科普阅读
综合题目考察新方向
气凝胶
气凝胶是入选吉尼斯世界纪录的最轻的一类物质,因其内部有很多孔隙,充斥着空
气,故而得名.1931 年,美国科学家用二氧化硅制得了最早的气凝胶,外号“凝固的烟”.
近日,浙江大学的科学家们研制出了一种超轻材料,这种被称为“全碳气凝胶”的固态
材料密度仅每立方厘米0.16 毫克,是迄今为止世界上最轻的材料.
“气凝胶”是半固体状
态的凝胶经干燥、去除溶剂后的产物,外表呈固体状,内部含有众多孔隙,充斥着空气,因
而密度极小.浙江大学高分子科学与工程学系高超教授的课题组将含有石墨烯和碳纳米
管两种纳米材料的水溶液在低温环境下冻干,去除水分、保留骨架,成功刷新了“最轻材
料”的纪录.此前的“世界纪录保持者”是由德国科学家在2012 年底制造的一种名为“石
墨气凝胶”的材料,密度为每立方厘米0.18 毫克.
据介绍,
“全碳气凝胶”还是吸油能力最强的材料之一.现有的吸油产品一般只能吸收
自身质量10 倍左右的有机溶剂,而“全碳气凝胶”的吸收量高达自身质量的900 倍.
“全碳
气凝胶”将有望在海上漏油、净水甚至净化空气等环境污染治理上发挥重要作用.传统的
气凝胶制作方式往往无法批量生产,但课题组新创的“低温冻干法”令气凝胶的生产过程
更加便捷,也使这种超轻材料的大规模制造和应用成为可能.
(1)人们把气凝胶称作“凝固的烟”,用确切的物理语言来说是指它的
很小.
(2)文中提到“全碳气凝胶”的固态材料密度仅每立方厘米0.16 毫克,即
g/cm3.
(3)研究表明“全碳气凝胶”还是吸油能力最强的材料之一,它最多能吸收自身质量900
倍的有机溶剂,则100 cm3 的“全碳气凝胶”最多能吸收的有机剂的质量为
kg.
【答案】
(1) 密度
(2) 1.6×10−4
(3) 1.44×10−2
讲
核心精讲
第3
中考地基梳理——力学
知识点聚焦
1
力的基本概念
2
弹力和重力
3
牛顿第一定律
4
惯性
初
三
物
理
S
班
全
国
版
24
本讲概况
模块
考法
例题
星级
力的基本概念
力学基础
例1
★★☆☆☆
力的作用效果
例2
★★☆☆☆
力的三要素
例3
★★☆☆☆
力的作图
例4
★★★☆☆
弹力和重力
弹力基础
例5-7
★★★☆☆
弹簧测力计
例8-9
★★★☆☆
重力基础
例10
★★☆☆☆
重力方向
例11
★★★☆☆
重心
例12-13
★★☆☆☆
重力的大小
例14
★★★★☆
牛顿第一定律
牛顿第一定律
例15
★★★★☆
牛顿第一定律的应用
例16
★★★☆☆
惯性
惯性
例17-19
★★★★★
课程体系
第
3
讲
力
学
知
识
点
聚
焦
25
模块1
模块1
力的基本概念
知识讲解
一、力
1. 概念:力是物体对物体的作用。
1. 从字面上看“物体对物体”说明有力存在时,至少需要两个物体,力是不能脱离物体而
存在的。
“对”字前面的物体,我们常把它叫施力物体(因为它施加了力),
“对”字后面的物
体,我们把它叫受力物体。有力存在时,一定有施力物体和受力物体。
例如:人推车,人对小车施加了力,小车受到了力,所以人是施力物体,车是受力物体。
2. 物体间只有发生相互作用时才会有力,若只有物体,没有作用,也不会有力。
例如:人踢球,使球在草坪上滚动,人踢球时,人对球施加了力,人是施力物体,球是受力物
体,当球离开脚之后,人不再对球施力,球也就不再受踢力。
2. 力的作用效果
力可以改变物体的运动状态,也可以改变物体的形状。
1. 力可以改变物体的运动状态,物体运动状态的改变包括三种情况:
(1)物体的运动方向不变,速度大小发生改变。
例如:刚驶出站台的火车,做变速直线运动。
(2)物体的速度大小不变,运动方向发生改变。
例如:匀速行驶的汽车拐弯了。
初
三
物
理
S
班
全
国
版
26
(3)物体的速度大小和运动方向同时发生改变。例如,向斜上方抛出的铅球,速度的大小和
方向都在发生变化。
2. 力可以改变物体的形状。
例如用力捏橡皮泥,使橡皮泥变成各种形状;用力拉弓,使弓张开;将尺变弯等。都是在力
的作用下,使物体的形状发生改变。
3. 力的三要素
(1)力的符号和单位
①在物理学中,用字母F 表示力,为了区分不同作用或性质的力,还常常用其他字母表示力,
如重力——G。
②单位:牛顿,简称牛,符号N。
(2)力的三要素
力的大小、方向、作用点,叫做力的三要素,它们都能影响力的作用效果。探究力的三要素与力
的作用效果的关系,可采用控制变量法。
1. 力的图示法:用一条带箭头的线段把力的三要素表示出来,这就是力的图示。具体做法:
(1)首先确定受力物体;
(2)根据力的大小选定一个标准长度表示一定大小的力,已知力的大小应是标准长度所表
示力的大小的整倍数;
(3)确定力的作用点,力的作用点不能离开受力物体,一般画在表示物体的方框的中心;
(4)从力的作用点,沿力的方向画一条线段、线段的长度应当等于标准长度的整数倍;
(5)在线段的末端画一个箭头表示力的方向(箭头一定要画在线段以内),最后标上力的大
小。
2. 力的示意图:很多情况下,不需要严格按照力的图示法表示力,只需沿力的方向画一条
带箭头的线段来表示物体受到的力,且不过分强调有向线段的长短和起点,这种表示力的
方法叫做力的示意图。
第
3
讲
力
学
知
识
点
聚
焦
27
4. 相互作用力
一个物体对别的物体施力时,也同时受到后者对它的作用力。即施力的物体同时也受力。这一
对相互作用的力同时产生,同时消失,而且是分别作用在两个物体上。
相互作用力的特点是:大小相等、方向相反且在同一直线上,作用在两个物体上。
精讲精练
力学基础
例题1
下列有关力的说法中正确的是( )
A. 产生力的两个物体一定发生了作用
B. 一个物体也能产生力的作用
C. 力能脱离物体而存在
D. 相互接触的两个物体一定产生力的作用
力的作用效果
力的作用效果
1. 使物体发生形变;
2. 改变物体的运动状态。
(1)运动状态包含速度的大小和方向。只要其中一点改变了就叫做运动状态发生改变。静
止和匀速直线运动属于运动状态不变。
(2)运动状态改变一定受力(且为非平衡力);物体受力,运动状态不一定改变。
初
三
物
理
S
班
全
国
版
28
例题2
以下是我们在生活中可见到的几种现象:①用力揉面团,面团形状发生变化;②篮
球撞击在篮板上被弹回;③用力握小皮球,球变瘪了;④一阵风把地面上的灰尘吹
得漫天飞舞.在这些现象中,物体因为受力而改变运动状态的是( )
A. ①②
B. ②③
C. ③④
D. ②④
力的三要素
力的三要素
1. 力的三要素都会影响力的作用效果;
2. 两个完全相同的力必须是三要素完全相同;
3. 三要素都相同的两个力一定不是一对平衡力。
例题3
在足球场上,优秀运动员的脚踢在球恰当的位置,球会划过一道弧线绕过守门员而
使球进入球门,这就是所谓的“香蕉球”.这里的“恰当的位置”,从力的三要素分析
是指力的( )
A. 大小
B. 方向
C. 作用点
D. 以上都是
第
3
讲
力
学
知
识
点
聚
焦
29
力的作图
2023 中考模拟
例题4
如图(a) 所示,空缆车随缆绳做匀速直线运动,在图(b) 中画出缆车的轿厢(以实线
方框表示)受力示意图(不计空气阻力).
初
三
物
理
S
班
全
国
版
30
模块2
模块2
弹力和重力
知识讲解
一、弹力
1. 弹性、弹力定义
(1)物体受力发生形变,不受力时又能自动恢复原来形状的特性叫做弹性。
能自动恢复的形变叫弹性形变,物体由于弹性形变而产生的力叫做弹力。在弹性限度内,物体
的弹性形变程度越大,产生的弹力越大;弹力的作用点在两物体的接触面上,方向指向恢复形
变的方向。
注意:日常所称的拉力F、压力F压、支持力FN 等,其实质都是弹力。
(2)物体变形后不能自动恢复原来的形状的特性叫做塑性。例如:面团、泥团、橡皮泥等具有塑
性。
2. 弹簧测力计
(1)弹簧测力计原理:在弹性限度内弹簧受的拉力越大,它的伸长量就越大。
(2)使用弹簧测力计测重力、拉力等。
弹簧测力计的使用
1. 使用前,应观察它的量程、分度值,应使指针指在零点;
2. 所测的力不能大于测力计的测量限度;
3. 不要让指针与刻度盘摩擦,即测力计轴线与力的方向一致;
4. 读数时,视线应穿过指针与刻度盘垂直。
二、重力
地面附近的物体,由于地球的吸引而受到的力叫做重力。重力的施力物体是地球。符号:G。
第
3
讲
力
学
知
识
点
聚
焦
31
地面附近的一切物体,不论它是运动还是静止,不论它是固态、液态还是气态,都要受到重
力的作用。如在上升过程中的氢气球仍受重力。一切物体所受重力的施力物体都是地球,
受力物体是被研究物体本身。
1. 重力的大小
物体所受的重力跟它的质量成正比,公式:G = mg 或
g = G
m,g = 9.8N/kg,表示质量为1kg 的物体所受的重力
是9.8N。
2. 重力的方向
重力的方向是竖直向下的。据此制成了重垂线来检查墙
壁是否竖直,也可改进后检查窗台、桌面等是否水平。
竖直向下与垂直向下不同,所谓
竖直向下是指向下且与水平面
垂直,其方向是固定不变的。
3. 重心:重力的作用点叫做物体的重心。有些力(如摩擦力、浮力)作用在物体上的作用点不
好确定,我们在作力的示意图时,也常把这些力的作用点画在物体的重心处。质地均匀、外形规
则物体的重心在它的几何中心点上;不规则的物体重心可以用悬挂法来确定。重心的位置随物
体形状的变化而变化,重心不一定在物体上。
精讲精练
弹力基础
例题5
下列有关弹力的说法,正确的是( )
A. 互相接触的两物体,一定产生弹力作用
B. 对于同一个物体来说,使物体发生弹性形变的外力越大,物体的形变就越大
C. 从力的性质来看,重力、压力、支持力、拉力都属于弹力
D. 茶杯放在水平桌面上,茶杯对桌面的压力是由于桌面发生弹性形变而产生的
初
三
物
理
S
班
全
国
版
32
2023 中考模拟
例题6
如图所示的各力中,.不.属.于弹力的是( )
A. 推土机对泥土的推力
B. 大象对跷跷板的压力
C. 地球对月球的引力
D. 绳子对小车的拉力
2023 中考模拟
例题7
如图所示,弹簧的一端固定在墙上,在弹性限度内,另一端用手向右拉长弹簧,且保
持不动,下面有关说法不正确的是( )
A. 弹簧产生的弹力的施力物体是“弹簧”
B. 弹簧产生的弹力的受力物体是“手和墙”
C. 手受到弹力是因为弹簧发生了弹性形变
D. 手受到弹力是因为手发生了弹性形变
第
3
讲
力
学
知
识
点
聚
焦
33
弹簧测力计
2023 中考模拟
例题8
弹簧测力计在使用前要注意观察指针是否在
上,来回拉动挂钩无异常
后,将石块挂在弹簧测力计下,静止时如图所示.挂钩对弹簧的拉力大小是
N.根据力的作用是相互的和
的知识可得知石块所受重力
大小.
例题9
如图所示,弹簧测力计和细线的质量及一切摩擦不计,物体所受重力G = 1N,则弹
簧测力计A 和B 的示数分别为( )
A. 1N,0N
B. 0N,1N
C. 0.5N,0.5N
D. 1N,1N
重力基础
例题10
一个成熟的苹果,由于受到地球的吸引而从树上落到地面,在此过程中( )
A. 苹果落下的方向为垂直向下
B. 苹果对地球的吸引力与苹果的重力大小不相等
C. 苹果不一定吸引地球
D. 苹果的质量与重力成正比
初
三
物
理
S
班
全
国
版
34
重力方向
例题11
图中关于重力的示意图正确的是( )
重心
例题12
有关蜡烛跷跷板的小制作,下列说法正确的是( )
A. 选用越粗的蜡烛效果越好
B. 转轴位置离蜡烛重心越远越好
C. 为防止蜡烛摆动过大而翻转,可使转轴位置处于蜡烛重心上方
D. 为防止蜡烛摆动过大而翻转,可将蜡烛两端的下侧面削去一些
第
3
讲
力
学
知
识
点
聚
焦
35
例题13
如图所示是用“悬挂法”确定形状不规则物体的重心,
点为该物体的重
心,这个方法依据的知识是
.
重力的大小
例题14 (多选)我国自行研制的“嫦娥三号”登月探测器(包括着陆器和“玉兔”月球车)发
射成功,并在月球成功实施软着陆,假设月球对其表面物体的引力只有地球对地面
附近同一物体引力的六分之一,则下列说法正确的是( )
A. 在地球上质量为140kg 的“玉兔”月球车,在月球上仍然是140kg
B.“嫦娥三号”登月探测器向地球传递信号既可以用电磁波,也可以用次声波
C. 制造“玉兔”月球车的金属在月球上的密度只有地球上的六分之一
D.“玉兔”月球车上的相机在地球上重为60N,在月球上重为10N
初
三
物
理
S
班
全
国
版
36
模块3
模块3
牛顿第一定律
知识讲解
一、牛顿第一定律
一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态,这就是牛顿第一定律。
对牛顿第一定律的理解:
1.“一切”说明该定律对于所有物体都适用,不是特殊现象。
2.“没有受到力的作用”是定律成立的条件。
“没有受到力的作用”有两层含义:一是该物体确定
没有受到任何力的作用,这是一种理想化的情况(实际上,不受任何力的作用的物体是不存在
的);二是该物体所受合力为零,它的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。
3.“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说物体在不受力的作用时,原来静止的物体
仍保持静止状态,原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。
4. 牛顿第一定律的内涵:物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态,说明力不是维
持物体运动的原因,而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说:物体的运动不需要力来维
持,要改变物体的运动状态,必须对物体施加力的作用。
5. 牛顿第一定律不能用实验直接验证,而是在实验的基础上通过分析、概括、推理总结出来的。
6. 牛顿第一定律是关于力与运动关系的规律,它反映了物体在不受力(或受合力为零) 时的运
动规律,在不受任何力时,物体要保持原有的运动状态不变。
第
3
讲
力
学
知
识
点
聚
焦
37
精讲精练
牛顿第一定律
例题15
在一次物理兴趣小组活动中,某组同学给大家展示了“探究阻力对物体运动的影响”
实验,如图所示.
(1)实验中每次都使同一辆小车从斜面的
高度由静止自由滑下,目的
是使小车到达水平面时具有相同的
.
(2)按照图甲、乙、丙的顺序实验时记录的内容如表:
分析表中内容,得到的实验结论是:在其他条件相同时,小车受到的摩擦力越
小,运动的距离越
;进一步推理出的结论是:运动的小车不受阻力
作用时,将
.早在300 多年前,意大利物理学家
就通过实验和科学推理的方法研究过“力和运动的关系”.本实验
所运用的实验和科学推理的方法还可用于研究
(填写实验名称即可).
(3)上述实验除用到实验推理的方法外,还用到了控制变量法和
法.
初
三
物
理
S
班
全
国
版
38
(4)实验中若再添加一小木块,就可用图丙装置来探究“动能与速度的关系”.具体
的操作是让同一小车从斜面的
由静止自由滑下,去撞
击置于木板表面相同位置的木块并进行比较.
牛顿第一定律的应用
物体“撤去一切外力后”的运动情况
1. 物体如果原来静止,撤去一切外力后保持静止;
2. 物体如果原来运动,撤去一切外力后保持撤力前一瞬间的速度大小和运动方向不变,继
续做匀速直线运动。
秘诀:静者恒静,动者恒直
注意:原来是圆周运动,撤去一切外力后,会保持撤力前一瞬间的速度的大小和方向做匀
速直线运动,而不是保持之前的圆周运动。
例题16
如图所示,将系在细线下的小球拿至A 点,然后由静止释放,小球将在A、C 两点之
间往复摆动,如果不考虑空气对小球的阻力,下列分析中正确的是( )
A. 小球在摆动过程中始终受到平衡力的作用
B. 当小球摆至B 点时,如果细线突然断裂,小球将竖直下落
C. 当小球摆至C 点时,如果小球所受的力同时消失,小球将静止在C 位置
D. 小球摆动过程中,随着小球位置的改变,小球所受重力的大小和方向也随之改变
第
3
讲
力
学
知
识
点
聚
焦
39
模块4
模块4
惯性
知识讲解
一、惯性:物体保持运动状态不变的性质叫惯性。
1. 一切物体都有惯性,一切物体是指无论是气体、液体、还是固体;无论是静止还是运动;无论
受力还是不受力都具有惯性。惯性是物体本身的一种属性。
2. 惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。即静止的物体总要保持静止状
态,运动的物体总要保持匀速直线运动状态。
3. 惯性是物体的属性,不是力。因此在提到惯性时,只能说“物体具有惯性”或“由于惯性”,而
不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等。惯性只有大小,惯性的大小仅取决于物体的质量,质量
大,惯性也大。
精讲精练
惯性
2023 中考模拟
例题17
关于惯性,以下说法正确的是( )
A. 百米赛跑时运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性
B. 汽车驾驶员和乘客需要系上安全带,是为了减小汽车行驶过程中人的惯性
C. 行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于惯性力的作用
D. 高速公路严禁超速,是因为速度越大惯性越大
初
三
物
理
S
班
全
国
版
40
2023 中考真题
例题18
如图所示,公交车上的乘客都拉好了扶手,当车的运动状态突然发生改变时,乘客
都向东倾,产生此现象的原因可能是( )
A. 车由静止突然向东起动
B. 车匀速前行时突然加速
C. 车匀速前行时突然减速
D. 匀速倒车时突然减速
例题19
如图所示,与惯性有关的做法中,属于防止因惯性造成危害的是( )
A. 系安全带
B. 旋转生、熟鸡蛋C. 跳远助跑
D. 撞击锤柄
第
3
讲
力
学
知
识
点
聚
焦
41
随堂练习
1 踢足球是广大青少年喜爱的运动,下列与踢球有关的说法正确的是( )
A. 踢球时,脚对球施加了力,球对脚没有力的作用
B. 只要脚对球施加的力大小相同,其作用效果一定相同
C. 踢出去的球在空中运动的过程中,没有受到任何力的作用
D. 守门员使球停下来的过程中,力改变了球的运动状态
2 惯性是物体的一种性质,下列说法正确的是( )
A. 物体的运动状态改变时才有惯性
B. 物体的速度越大,惯性也越大
C. 静止或匀速运动的物体没有惯性
D. 物体受力或不受力时都具有惯性
3 如图所示,在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时所受重力示意图正确的是( )
A.
B.
C.
D.
初
三
物
理
S
班
全
国
版
42
4 如图所示,小红的妈妈陪弟弟在公园里荡秋千,假如弟弟荡到左边最高点受到的外力突然
全部消失,他将会( )
A. 继续向左运动
B. 从左向右运动
C. 竖直向下运动
D. 静止不动
5 月球对它表面附近的物体也有引力,这个力大约是地球对地面附近同一物体引力的1
6.若
一个连同随身装备共90kg 的航天员到达月球表面,月球对他的引力大约是
N,
他在月球上的质量为
kg.(g 取10N/kg)
第
3
讲
力
学
知
识
点
聚
焦
43
科普阅读
综合题目考察新方向
失重
平时我们感觉到自己有多重时,这种感觉来自支持力.如果失去支持,我们就将失去
对重力的感觉.例如,一个人从高处坠落,在坠落的过程中,因为失去了支持,所以此人将
体验到类似太空中才有的失重.但是,失重环境中物体的重力仍然存在.
我们平常说的重力是由地球引力产生的,所以不少人会误认为,人造卫星所在的轨
道因为距离地面比较远,因此地球对它们的引力很小,所以叫做微重力这是不对的.根据
G = mg,同一个物体我们常用g 来衡量重力的大小.距离地球越远,g 就越小,然而,就算
是在距离地面200 km 的高度也没有降多少,大约为0.94g,而在1000 km 的高度为0.75g.
也就是说,一个物体在地面重100 N,到了1000 km 高度,依然受到75 N 的重力.国际空
间站离地球的距离不超过420 km,因此,它受到的地球引力并没有减少多少.因此,如果
我们把“微重力”理解为微小的重力.或者是微小的地球引力,肯定是不对的.只有当距离
地球很遥远时,才会出现地球引力很小的情况.
(g 取10 N/kg)
(1)失重状态下的人造地球卫星
(选填“受到”或“不受”)重力,人造卫星的
质量与在地面上时相比
(选填“变大”
“变小”或“不变”).
(2)在完全失重的空间实验室里,下列实验不能完成的是 .
A. 用秒表测时间
B. 探究平面镜成像实验
C. 用弹簧测力计测重力
D. 用刻度尺测书本长度
(3)一个在地面上20 kg 的物体,在距离地面200 km 的高度所受的重力为
N.
(4)在如图所示的四个图像中,关于物体重力的大小与其质量的关系,正确的是 .
A.
B.
C.
D.
(5)假如地球失去重力,设想一个情景:
.
【答案】
(1) 受到
不变
(2) C
(3) 188
(4) B
(5) 假设地球失去重力,水不再遵循
往低处流的自然规律.
讲
核心精讲
第4
中考地基梳理——力和运动
知识点聚焦
1
力的合成和二力平衡
2
摩擦力
3
受力分析
初
三
物
理
S
班
全
国
版
46
本讲概况
模块
考法
例题
星级
力的合成和二力
平衡
力的合成
例1-2
★★★☆☆
二力平衡
例3
★★★★☆
平衡力和相互作用力
例4-6
★★★★☆
摩擦力
摩擦力基础
例7
★★★☆☆
摩擦力的大小和方向
例8-10
★★★★☆
滑动摩擦力大小的影响因素
例11-12
★★★★★
改变摩擦力的方法
例13
★★★☆☆
受力分析
单物体受力分析
例14
★★★★☆
整体法与隔离法
例15-16
★★★★☆
课程体系
第
4
讲
力
和
运
动
知
识
点
聚
焦
47
模块1
模块1
力的合成和二力平衡
知识讲解
一、力的合成
1. 合力
如果一个力单独作用在物体上产生的作用效果跟几个力共同作用产生的作用效果相同,这个
力就叫做那几个力的合力。
2. 同一直线上的二力合成
求几个力的合力叫做力的合成,最简单的力的合成是同一直线上两个力的合成。
(1)同一直线上,方向相同的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之和,方向跟这两个力
的方向相同。即F = F1 +F2。
(2)同一直线上,方向相反的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之差,方向跟较大的那
个力方向相同。即F = F1 −F2 (F1 > F2)。
二、二力平衡
1. 物体如果在两个力的作用下,保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡。
这两个力就叫做一对平衡力。
2. 二力平衡的条件,概括说就是“等大、反向、共线、同体”。
(1)等大:大小相等。
(2)反向:两个力方向相反。
(3)共线:两个力作用在同一条直线上。
(4)同体:作用在同一物体上的两个力。
三、力与运动的关系
1. 物体受平衡力(或不受力)⇔物体的运动状态不变(保持静止或匀速直线运动状态)⇔物体所
受合力为0。
2. 物体受非平衡力作用⇔运动状态改变(运动快慢或方向改变)。
初
三
物
理
S
班
全
国
版
48
精讲精练
力的合成
力的合成
同一直线力的合成口诀:同向加,异向减,方向随大。
例题1
小聪将一根橡皮筋左端固定在墙上,用弹簧测力计拉其右端来“探究两个分力与合
力的关系”.
(1)小聪用两个弹簧测力计一起沿相同方向作用于橡皮筋上拉到A 点,此时两个弹
簧测力计的示数分别为F1 = 3.0N、F2 = 4.0N;小聪只用一个弹簧测力计把橡皮
筋也拉到A 点,弹簧测力计的示数F = 7.0N,如图乙所示.F 的作用效果与F1、
F2 共同作用的效果相同,即F 为F1 和F2 的合力,这种探究物理规律的方法是
(选填“控制变量法”或“等效替代法”).
(2)小聪在实验中突发奇想,将两个弹簧测力计相互垂直作用在橡皮筋上拉到B
点,记下两个弹簧测力计的示数分别为F3 = 3.0N、F4 = 4.0N;然后只用一个
弹簧测力计把橡皮筋也拉到B 点,如图丙所示,读出弹簧测力计的示数F′ =
N.根据你对合力与分力的理解,判断F′
(选填“是”
或“不是”)F3、F4 的合力.
第
4
讲
力
和
运
动
知
识
点
聚
焦
49
例题2
在平直的路面上,一个人沿水平方向用20N 的力推一辆重为150N 的小车匀速向西
运动,则小车所受阻力的大小和方向分别为( )
A. 20N,向西
B. 20N,向东
C. 150N,向西
D. 150N,向东
二力平衡
二力平衡实验要点
1. 判断物体处于平衡态:静止或匀速直线运动状态;
2. 选择静止状态的原因:匀速直线运动状态不好控制;
3. 探究共线方法:转动;探究同体方法:剪开中间物体;
4. 结论:二力平衡条件:等大、反向、共线、同体;
5. 改进方向:减小摩擦力。
例题3
在“探究二力平衡条件”的活动中,学习小组设计了图甲和图乙两种实验方案.
(1)当物体处于静止状态或
状态时,它受到的
力是相互平衡的.
(2)从实验效果的角度分析,你认为
方案更好,理由是
.
(3)乙实验中向两端的小盘里加砝码,当两盘中砝码的质量
时,小卡片
静止.
(4)把小卡片转过一个角度,然后松手,观察到小卡片转动,最后恢复到静止状态,
说明两个力必须作用在
才能平衡.
(5)在小卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,再松手时,小卡片运动,由此说明
两个力必须作用在
才能平衡.
初
三
物
理
S
班
全
国
版
50
平衡力和相互作用力
平衡力和相互作用力
平衡力特点:等大反向共线同体,相互作用力和平衡力的区别在于两个力的受力物体是同
一个还是两个。
2023 中考模拟
例题4
一本书放在水平桌面上,书上放一支钢笔,都保持静止,下列说法正确的是( )
A. 钢笔受到的重力和书对钢笔的支持力是一对平衡力
B. 钢笔对书的压力和书对钢笔的支持力是一对平衡力
C. 书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力
D. 书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力
例题5
如图所示,小丽用力F 把一木块压在竖直墙面上静止,现有以下受力分析,其中正
确的是( )
①小丽对木块的压力F 和墙对木块的弹力是一对平衡力
②小丽对木块的压力F 和木块的重力是一对平衡力
③木块受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力
④小丽对木块的压力F 和木块对小丽的弹力是一对平衡力
A. 只有①正确
B. 只有④正确
C. 只有①③正确
D. 只有③④正确
第
4
讲
力
和
运
动
知
识
点
聚
焦
51
2023 中考模拟
例题6
如图所示,三个磁环套在同一根光滑圆木杆上,由于磁极间的相互作用(仅考虑相
邻两个磁环间有力的作用),上面②和③两个磁环都悬浮着,若最下面①磁环的
下底面是N 极.下列说法中正确的是( )
A. 磁环③的上底面一定是该磁环的N 极
B. ①对②的作用力等于磁环②的重力
C. ①对②的作用力和③对②的作用力是一对平衡力
D. ③对②的作用力和②对③的作用力是相互作用力
初
三
物
理
S
班
全
国
版
52
模块2
模块2
摩擦力
知识讲解
一、摩擦力
两个相互接触并挤压的物体,当它们做相对运动或有相对运动的趋势时,在接触面上会产生一
种阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力就叫做摩擦力。
1. 方向:摩擦力的方向总是跟物体相对运动(趋势)的方向相反。
2. 作用点:摩擦力的实际作用点是在两个物体的接触面上。
3. 摩擦力产生的条件
(1)接触并挤压;
(2)有相对运动或相对运动趋势;
(3)接触面粗糙。
4. 摩擦力的种类:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。
5. 滑动摩擦力与滚动摩擦力区别:
一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦叫做滑动摩擦力。一个物体在另一个物体表面
上滚动时产生的摩擦力叫做滚动摩擦力。在相同条件下,滚动摩擦力往往比滑动摩擦力小得多。
二、摩擦力的大小
1. 滑动摩擦力的影响因素:压力、接触面的粗糙程度。
决定摩擦力大小的因素中没有“接触面积”,物体间摩擦力的大小跟接触面的“大小”无
关,而是跟接触面的“粗糙程度”有关。
2. 增大和减小摩擦力的方法:
(1)增大摩擦力的方法:增大压力;使接触面粗糙;变滚动为滑动。
(2)减小摩擦力的方法:减小压力;使接触面光滑;变滑动为滚动;使接触面分离。
第
4
讲
力
和
运
动
知
识
点
聚
焦
53
精讲精练
摩擦力基础
2023 中考模拟
例题7
关于摩擦力,下面说法正确的是( )
A. 相互压紧的粗糙物体之间总是有摩擦力的
B. 一个物体只有在另一个物体表面滑动或有相对滑动趋势时,才有可能受到摩擦力
C. 静止的物体一定受到静摩擦力的作用
D. 具有相对运动的两个物体,一定存在摩擦力
摩擦力的大小和方向
例题8
重100N 的木箱放在粗糙程度相同的水平地板上,用水平推力F 推木箱,以下说法
不正确的是( )
A. 当F = 15N 时,木箱没推动,木箱所受摩擦力为15N
B. 当F = 30N 时,木箱做匀速直线运动,木箱所受摩擦力为30N
C. 当F = 50N 时,木箱做加速运动,它所受摩擦力为30N
D. 当撤去F 后,木箱做减速运动,它所受摩擦力为0
例题9
如图甲是消防队员小王进行爬杆训练的示意图,在某次爬杆训练中,小王沿杆竖直
向上运动的v−t 图像如图乙所示,下列判断正确的是( )
A. 0 至6s 时间内,小王沿杆匀速向上运动
B. 6s 至15s 时间内,小王沿杆上爬的距离是5.4m
C. 0 至18s 时间内,小王受到的摩擦力方向向下
D. 15s 至18s 时间内,小王受到的摩擦力大小等于重力大小
初
三
物
理
S
班
全
国
版
54
例题10
如图甲所示,静止在水平面上的物体,受水平拉力F 作用,F 随时间t 的变化关系
如图乙,从t = 0 开始,小强每隔2s 记录的位置和时刻如图丙.下列说法正确的是
( )
A. t = 10s 时,物体的速度一定小于6m/s
B. 8 ∼10s 内,物体受到的摩擦力为6N
C. 0 ∼4s 内,物体受到的摩擦力为4N
D. 若14s 时撤去F,物体将做匀速直线运动
知识讲解
三、探究滑动摩擦力的影响因素
1.测量滑动摩擦力
实验原理:二力平衡。
实验方法:当拉动木块做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。
2.探究滑动摩擦力的影响因素
通过甲、乙两图可知:当压力相同时, 滑动摩擦力和接触面粗糙程度有关。
通过乙、丙两图可知:当接触面的粗糙程度相同时, 滑动摩擦力和压力有关。
第
4
讲
力
和
运
动
知
识
点
聚
焦
55
甲
乙
丙
精讲精练
滑动摩擦力大小的影响因素
例题11
小明按如下步骤完成“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验.
a.如图1 中甲图所示,将木块A 平放在长木板B 上,缓缓地匀速拉动木块A,保持
弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数.
b.如图1 中乙图所示,将毛巾固定在长木板B 上,木块A 平放在毛巾上,缓缓地匀
速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数.
c.如图1 中丙图所示,将木块A 平放在长木板B 上,并在木块A 上放一钩码,缓缓
地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数.
(1)该实验主要采用的探究方法是
.
(2)由图1 中
两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力
越大,滑动摩擦力越大.
(3)由图1 中甲、乙两图可知:当接触面受到的压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩
擦力越
(选填“大”或“小”).
初
三
物
理
S
班
全
国
版
56
(4)实验后小组交流讨论时发现,在实验中很难使木块做匀速直线运动.于是小丽
设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是
(选填“需要”或
“不需要”)长木板做匀速直线运动.实验中小丽发现当F 为3N 时,木块A 相
对于地面静止且长木板B 刚好做匀速直线运动,则长木板B 受到地面的摩擦
力大小为
N.
(5)实验拓展:如图2 所示,放在水平地面上的物体C 受到方向不变的水平拉力F
的作用,F −t 和v−t 图像分别如图3、图4 所示.则物体C 在第4 秒时受到的
摩擦力大小为
N.
2023 中考模拟
例题12
如图所示,一个木块A 放在长木板B 上,弹簧测力计一端接木块A,另一端固定在
墙壁上,长木板B 放在水平地面上,在恒力F 的作用下,长木板B 以速度υ 匀速
运动,水平弹簧测力计的示数为T,下列关于摩擦力的说法正确的是( )
A. 木块A 受到的摩擦力大小等于F
B. 长木板受到的摩擦力大小等于T
C. 当长木板以2υ 的速度运动时,长木板受到的摩擦力大小等于2F
D. 若用2F 的力作用在长木板上,木块A 受到的摩擦力大小仍等于T
第
4
讲
力
和
运
动
知
识
点
聚
焦
57
改变摩擦力的方法
例题13
如图所示的四个实例中,目的是减小摩擦的是( )
A. 运动员在手上涂抹镁粉
B. 浴室地砖表面有凹凸花纹
C. 旱冰鞋上安装滚轮
D. 汽车轮胎上安装防滑链
初
三
物
理
S
班
全
国
版
58
模块3
模块3
受力分析
知识讲解
一、多物体受力分析
1. 隔离法:将单个物体从周围环境中“隔离”出来进行受力分析的方法。
隔离法的优点:容易看清单个物体的受力情况,问题处理起来比较方便、简单,便于理解,可求
出很多力。其缺点是过于繁琐。不过隔离法是整体法的基础,练好隔离法是必须的!
2. 整体法:将两个或两个以上的物体组成的系统作为研究对象,进行分析研究的方法。
整体法的优点:通过整体法分析物理问题,可以弄清系统的整体受力情况,从整体上揭示事物
的本质和变化规律。从而避开了中间环节的繁琐推算,能够灵活地解决问题。而其缺点就是不
能求出物体之间的力。
第
4
讲
力
和
运
动
知
识
点
聚
焦
59
3. 整体法与隔离法的关系如下表:
隔离法与整体法,不是相互对立的,一般问题的求解中,随着研究对象的转化,往往两种方法交
叉运用。所以,两种方法的取舍并无绝对的界限,必须具体分析,灵活运用。无论哪种方法均以
尽可能避免或减少非待求量(即中间未知量的出现,如非待求的力,非待求的中间状态或过程
等)的出现为原则。
精讲精练
单物体受力分析
例题14
下列物体的受力分析,错误的是( )
A. 放在水平面上的木块
B. 挂在天花板上的小球
C. 静止在斜面上的木块
D. 被细线拉住的氢气球
初
三
物
理
S
班
全
国
版
60
整体法与隔离法
例题15
如图甲、乙所示,叠放在一起的物体A 和B,在大小均为F 的恒力作用下沿水平面
做匀速直线运动,则下列结论中正确的是( )
A. 甲、乙两图中物体A 所受的摩擦力大小均为F
B. 甲、乙两图中物体B 受到地面对它的摩擦力均为F
C. 甲图中物体A 受到的摩擦力为0,物体B 受到地面对它的摩擦力为F
D. 乙图中物体A 受到的摩擦力为F,物体B 受到地面对它的摩擦力为F
例题16
如图所示,水平面上叠放着A、B 两个物体,在水平方向力F1 和F2 的作用下,以共
同的速度v 一起向右匀速运动,已知F1 = 10N,F2 = 6N,那么对A、B 和地面之间的
摩擦力大小和方向的判断正确的是( )
A. A 受到的摩擦力为4N,水平向左
B. A 对B 的摩擦力为10N,水平向右
C. B 对地面的摩擦力为4N,水平向左
D. 地面对B 的摩擦力为6N,水平向左
第
4
讲
力
和
运
动
知
识
点
聚
焦
61
随堂练习
1 挂在树上的苹果,静止时受到的一对平衡力是( )
A. 苹果受到的重力和苹果对树的拉力
B. 苹果受到的重力和树受到的重力
C. 苹果对树的拉力和树对苹果的拉力
D. 苹果受到的重力和树对苹果的拉力
2 小张同学做“探究二力平衡的条件”实验时,他应选择在较
(选填“粗糙”或“光
滑”)的水平桌面进行,并保持物体处于
状态或匀速直线运动状态.如图所示
是他在实验过程中的某个情景,该情景中物体受到的两个水平拉力
(选填“平
衡”或“不平衡”),说明小张当时是在探究相互平衡的两个力的
关系.
3 如图所示,别名“胖五”的长征五号遥三运载火箭矗立在水平发射平台上保持静止状态,下
列说法正确的是( )
A. 此时火箭所受的重力与火箭对发射台的压力是一对平衡力
B. 此时火箭所受的重力与发射台对火箭的支持力是一对平衡力
C. 此时火箭所受的重力与火箭对发射台的压力是一对相互作用力
D. 此时发射台对火箭的支持力与火箭所受的重力是一对相互作用力
初
三
物
理
S
班
全
国
版
62
4 用如图所示的实验装置“探究影响滑动摩擦力大小的因素”,下列说法正确的是( )
A. 比较甲、乙实验,说明滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关
B. 甲实验中加速拉动木块时,木块受到的滑动摩擦力会变大
C. 丙实验中测力计水平匀速拉动木块时,木块上的砝码所受摩擦力的大小是0N
D. 实验中测力计斜向上拉,木块匀速运动时,滑动摩擦力与拉力大小相等
5 用水平力F = 50N 将G = 20N 的物体压在竖直墙面上,物体静止,物体受到的墙对它的摩
擦力是( )
A. 50N,竖直向上
B. 2kg,竖直向上
C. 20N,竖直向上
D. 50N,竖直向下
第
4
讲
力
和
运
动
知
识
点
聚
焦
63
科普阅读
综合题目考察新方向
冰壶比赛
冰壶比赛是一项集技巧与智慧于一体的体育运动,如图所示,被誉为冰上的“国际象
棋”.
与速度滑冰、花样滑冰不同,冰壶赛道冰面非常奇特,并不是平整光滑的表面,而是还
有一层薄薄的冰粒,如同细小的“鹅卵石”或“小疙瘩”.原来制冰师每次在制冰时,会在光
滑如镜的冰面上喷洒水珠,这些水珠遇冷迅速凝固成冰粒,此过程被称之为“打点”.这些
冰粒的作用是使冰壶在运行的时候底座不会与冰面完全接触,如果冰面做成光滑的平面,
整个冰壶会如同吸盘一样“吸”在冰面上.所以“打点”是为了减小摩擦,使冰壶运动得更顺
畅.
冰壶比赛技术比较单一,一般说来包括投壶技术和擦冰技术.投壶技术最为关键,通
常说的投壶是指把冰壶用适当的力量和旋转通过预先设定的路线投到指定的目标点,由
于冰壶出手后投壶者不再控制冰壶,投壶实际包括准备投壶到壶出手的这段动作过程.投
壶的力量对冰壶的路线有很大的影响,力量越大,路线越直,力量越小,路线越弯曲.所以
目标点和瞄准点不是一点,投壶的瞄准线和壶的实际运行路线并不重合.比赛中投壶者通
过合适力量获得想要的冰壶的运行轨迹.
冰壶比赛中的擦地,实际叫做“刷冰”,是冰壶比赛的另一重要技术之一.刷冰的主要
目的在于,通过冰刷的摩擦,使冰面温度升高,造成冰面熔化,在冰表面形成一层水膜,减
小冰壶受到的摩擦力,这样可以改变冰壶前进的方向、速度和距离.刷冰的强弱程度能决
定冰壶实际停留的位置.
在总体战术的指导下,通过投壶运动员和刷冰运动员的密切配合,才可能在比赛中取
得好成绩.
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)制冰师在制冰时“打点”的目的是
.
(2)运动员将冰壶投出后,冰壶会继续沿着水平赛道向前滑行的原因是
.
初
三
物
理
S
班
全
国
版
64
(3)运动员通过刷冰可减小摩擦力,其原因是
,请你举出生活中应用此方法减小摩擦的实例
.
【答案】
(1) 减小摩擦
(2) 冰壶具有惯性
(3) 通过刷冰,在压力一定时,可减
小接触面的粗糙程度,来减小摩擦
滑梯的表面做得比较光滑
实 验 出 真 知
讲
核心精讲
第5
中考地基梳理——压强全题
型精讲
1
固体压强
2
液体压强
3
大气压强
初
三
物
理
S
班
全
国
版
68
本讲概况
模块
考法
例题
星级
固体压强
压力与压强基础
例1
★★★☆☆
探究压力的作用效果的影响因素
例2
★★★★☆
固体压强计算
例3-4
★★★★☆
固体压强比例计算
例5
★★★★☆
改变固体压强的方法
例6
★★★☆☆
液体压强
液体压强的特点
例7-8
★★★☆☆
探究液体压强内部特点实验
例9
★★★★★
液体压强大小比较
例10-12
★★★★★
连通器
例13
★★★☆☆
大气压强
大气压的应用
例14
★★★☆☆
气压计
例15
★★★☆☆
大气压强的测量
例16
★★★★☆
流体压强和流速关系
例17
★★★☆☆
课程体系
第
5
讲
压
强
全
题
型
精
讲
69
模块1
模块1
固体压强
知识讲解
一、压力与压强
1. 压力
(1)压力是垂直压在物体表面上的力。
(2)方向:垂直于受力面,指向被压物体。
(3)压力与重力的关系:压力的产生不一定是由于重力引起的,所以压力大小不一定等于重力。
2. 压强
(1)定义:物体所受压力的大小与受力面积之比。
(2)公式:p = F
S 。
(3)国际单位:帕斯卡,简称帕,符号是Pa。1Pa=1N/m2,其物理意义是:1m2 的面积上受到的压
力是1N。
3. 增大和减小压强的方法
(1)增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积。
(2)减小压强的方法:①减小压力;②增大受力面积。
精讲精练
压力与压强基础
例题1
关于压力的概念,下列说法中正确的是( )
A. 压力的方向总是竖直向下的
B. 压力的方向总是和物体的接触面垂直
C. 压力的大小总是等于物体受到重力的大小
D. 压力的大小总是大于物体受到重力的大小
初
三
物
理
S
班
全
国
版
70
探究压力的作用效果的影响因素
例题2
在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,实验装置如图1 所示.
(1)实验中通过观察海绵的
来比较压力作用效果.
(2)对比A、B 两图可以得出:当受力面积相同时,压力
(选填“越大”
或“越小”),压力作用效果越明显.由B、C 两图可以探究压力作用效果与
的关系.
(3)比较图B 中海绵受到的压强pB 和图D 中木板受到的压强pD 的大小关系为
pB
pD(选填“>”
“< ”或“=”).
(4)将质量分布均匀的物体沿竖直方向切成大小不同的两块,如图2 甲所示,将左
边部分移开后,发现剩余部分对海绵的压力作用效果没有变化,如图2 乙所示,
由此得出压力的作用效果与受力面积无关,你认为此观点
(选填
“正确”或“错误”);理由是
.
第
5
讲
压
强
全
题
型
精
讲
71
固体压强计算
2023 中考模拟
例题3
如图所示,用50N 的水平力F 将重10N 的物体A 压在竖直的墙壁上使其静止,物
体A 与墙壁的接触面积S 为100cm2,则A 对墙壁的压强为
Pa;增大
对A 的压力时,A 与墙面的摩擦力的大小会
(选填“增大”、
“不变”或
“减小”).
例题4
(多选) 如图所示,甲、乙两个实心圆柱体竖直放在水平桌面上,甲的高度小于乙的高
度,甲的底面积小于乙的底面积,甲、乙两圆柱体对桌面的压强相等。则关于甲、乙
两圆柱体所受重力G甲、G乙及甲、乙的密度ρ甲、ρ乙,下列判断中正确的是( )
A. G甲> G乙
B. G甲< G乙
C. ρ甲> ρ乙
D. ρ甲< ρ乙
初
三
物
理
S
班
全
国
版
72
固体压强比例计算
2023 中考模拟
例题5
如图所示是a、b 两种物质m−V 的关系图像,若用质量相等的a、b 两种物质分别
制成两个实心正方体甲、乙,将甲、乙放在水平地面上.下列说法正确的是( )
A. a、b 的密度之比为4 : 1
B. 甲、乙两个正方体对地面的压强之比为4 : 1
C. a、b 的密度之比为2 : 1
D. 甲、乙两个正方体对地面的压强之比为2 : 1
改变固体压强的方法
2023 中考模拟
例题6
(多选)任何物体能够承受的压强都有一定的限度,有时候我们希望产生的压强大
于这个限度,便于工作,有时候我们希望产生的压强小于这个限度,以便保护物体.
下列说法正确的是( )
A. 图钉尖面积越小,越容易压入墙面
B. 切肉前先磨刀,是为了减小受力面积增大压强
C. 在铁路的钢轨下铺放轨枕,是为了减小对路基的压力
D. 书包带做得宽大,是为了减小压力增大压强
第
5
讲
压
强
全
题
型
精
讲
73
模块2
模块2
液体压强
知识讲解
一、液体压强
1. 液体压强的特点
(1)液体向各个方向都有压强。
(2)同种液体中在同一深度处液体向各个方向的压强相等。
(3)同种液体中,深度越深,液体压强越大。
(4)在深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
2. 液体压强的大小
(1)液体压强与液体密度和液体深度有关。
(2)公式:p = ρgh。
3. 连通器——液体压强的实际应用
(1)原理:连通器里加入同种液体且不流动时,各容器中的液面高度总是相同的。
(2)应用:水壶、锅炉水位计、水塔、船闸、下水道的弯管。
初
三
物
理
S
班
全
国
版
74
精讲精练
液体压强的特点
例题7
在探究实践创新大赛中,小明同学展示了他的“液体压强演示仪”,其主要部件是一
根两端开口且用橡皮膜扎紧的玻璃管(如图),将此装置放于水中,通过橡皮膜的
凹凸程度变化,探究液体压强规律.如图描述的几种橡皮膜的变化情况,其中正确
的是( )
A.
B.
C.
D.
例题8
利用废弃饮料瓶可以研究液体压强的一些特点.小刚在饮料瓶周边不同高度,打了
几个对称且相同的小孔,当瓶里装满着色的水后出现如图所示的情景.表明在液体
内部( )
A. 只在水平方向有压强
B. 压强随着深度的增加而减小
C. 同一深度朝不同方向压强大小相等
D. 压强的大小与液体的密度有关
第
5
讲
压
强
全
题
型
精
讲
75
探究液体压强内部特点实验
液体压强计
液体压强计的结构如图所示。当探头的薄膜受压强的作用时,U 形管左右两侧液面产生高
度差,高度差越大,薄膜受到的压强越大。
例题9
小黄实验小组利用压强计等装置“探究液体内部压强的规律”,进行了如下的操作.
(1)在使用压强计前,同学们发现U 形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接
下来的操作是 (选填字母).
A. 直接从U 形管右侧中倒出适量液体
B. 拆除胶管重新安装
初
三
物
理
S
班
全
国
版
76
(2)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体
压强随液体深度的增加而
,因此拦河大坝要做成
(选
填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状.
(3)小黄保持图丙中探头的位置不变,小青向容器内加入适量的浓盐水,他们发现
U 形管两侧液面的高度差又变大了,于是小青得出了“在同一深度,液体的密度
越大,其内部的压强越大”的结论.小黄认为小青的操作不可靠,原因是加入盐
水后液面位置改变了,正确操作是应将探头适当
(选填“上移”或
“下移”).
(4)小青用图丁装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入
待测液体,直到观察到橡皮膜相平,需要测量的物理量有 (多选,选填
字母即可).
A. 右侧待测液体的液面到容器底的深度h1
B. 右侧待测液体的液面到橡皮膜中心的深度h2
C. 左侧水的液面到容器底的深度h3
D. 左侧水的液面到橡皮膜中心的深度h4
(5)根据(4)中你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为ρ =
(用题中字母和ρ水表示).
第
5
讲
压
强
全
题
型
精
讲
77
液体压强大小比较
例题10
如图所示,甲、乙两支完全相同的试管,分别装有等质量的不同液体,甲试管竖直放
置,乙试管倾斜放置,两试管液面相平,此时甲、乙试管中的液体对试管底的压强和
液体密度大小关系正确的是( )
A. p甲> p乙,ρ甲> ρ乙
B. p甲= p乙,ρ甲> ρ乙
C. p甲< p乙,ρ甲< ρ乙
D. p甲> p乙,ρ甲< ρ乙
2023 中考模拟
例题11
如图所示,甲、乙、丙三个容器中分别盛有密度不同的液体,它们的液面高度相同,
已知a、b、c 三点处液体的压强相等,则各容器中液体密度大小排列顺序正确的是
( )
A. ρ甲< ρ乙> ρ丙
B. ρ甲< ρ乙< ρ丙
C. ρ甲> ρ乙< ρ丙
D. ρ甲> ρ乙> ρ丙
初
三
物
理
S
班
全
国
版
78
例题12
三个质量相同,底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、
乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,如图所示,若容器对桌面的压强相等,
则三种液体对容器底的压强( )
A. 甲最大
B. 乙最大
C. 丙最大
D. 一样大
连通器
例题13
下列实例中,属于连通器应用的是( )
A. 医用注射器
B. 锅炉水位计
C. 密度计
D. 吸尘器
第
5
讲
压
强
全
题
型
精
讲
79
模块3
模块3
大气压强
知识讲解
一、大气压强
1. 大气压产生的原因:由于重力的作用,并且空气具有流动性,因此发生挤压而产生的。
2. 证明大气压存在:马德堡半球实验,覆杯实验,瓶吞鸡蛋实验。
3. 大气压的测量——托里拆利实验。
4. 影响大气压的因素:高度、天气等。
在海拔3000m 以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。
4. 大气压的应用:抽水机等。
二、流体压强与流速的关系
流速越大的位置压强越小。
飞机的升力的产生:飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。当飞机在机场跑
道上滑行时,流过机翼上方的空气速度快、压强小,流过机翼下方的空气速度慢、压强大。
机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。
初
三
物
理
S
班
全
国
版
80
精讲精练
大气压的应用
大气压强的应用
喝饮料、输液、活塞式抽水机和离心式抽水机等都利用了大气压。
利用大气压的知识解释有关现象
1. 利用大气压的知识可以解释许多生活中的相关现象:
(1)钢笔吸墨水时,按下弹簧片排出管内空气,松开后,管内气压小于大气压,墨水在大气
压的作用下被压进橡皮管内。
(2)用吸管喝饮料时,用力吸吸管,吸管内的压强减小,饮料在外界大气压的作用下被压进
吸管,从而喝到饮料。
2. 生活中,人体表面受到大气压强的作用,1 标准大气压比躺倒的大象对地面的压强还大;
人们之所以没有感觉到这么大的大气压力,是因为身体内部也有压强,内外压强近似相
等,再加上人生活在大气中,对大气压的作用早已适应。
例题14
如图所示,下列小实验或生活现象.不.能说明大气压存在的是( )
A. 吸盘挂钩
B. 用吸管吸饮料
C. 纸板托水
D. 凸出的橡皮膜
第
5
讲
压
强
全
题
型
精
讲
81
气压计
气体压强平衡问题
对于自制气压计的气体压强平衡问题的求解,需要对容器内液面处进行分析,p内= p0 +
p液。利用容器内气压不变的特点,分析大气压强随高度的变化,即可得到液体压强的变
化,再根据液体压强公式p液= ρgh,可以分析出细管内液柱h 的变化。
例题15
如图所示,装有常温水的玻璃瓶中密封了部分空气,为细玻璃管插入瓶中,玻璃管
与瓶塞接触部分不漏气,下列关于细管中水柱液面升降情况,描述错误的是( )
A. 用力挤压玻璃瓶,细管中液面上升
B. 将玻璃瓶放入热水中,细管中液面上升
C. 在细管管口水平吹气,细管中液面下降
D. 提着玻璃瓶从十楼走到一楼,细管中液面下降
初
三
物
理
S
班
全
国
版
82
大气压强的测量
2023 中考模拟
例题16
如图所示是托里拆利实验的规范操作过程,关于托里拆利实验,下面说法错误的是
( )
A. 实验中玻璃管内水银面的上方气压为零
B. 是大气压支持玻璃管内的水银柱,使它不下落
C. 大气压的数值等于这段水银柱产生的压强
D. 玻璃管倾斜会影响实验测量结果
流体压强和流速关系
例题17
如图所示的实例中,利用了“流体压强与流速关系”工作的是( )
A. 茶壶
B. 吸盘挂钩
C. 飞机机翼上面凸起
D. 船闸
第
5
讲
压
强
全
题
型
精
讲
83
随堂练习
1 关于压力,下列说法正确的是( )
A. 压力的施力物体一定是地球
B. 压力与形变一定同时产生
C. 压力的大小总是等于重力大小
D. 压力的方向总是竖直向下
2 小秋利用砝码、小木桌、海绵等器材,探究“压力的作用效果与哪些因素有关”.如图所示为
该实验过程中的情景,下列说法中正确的是( )
A. 图甲、乙探究的问题是压力的作用效果与受力面积大小是否有关
B. 图甲、丙探究的问题是压力的作用效果与压力大小是否有关
C. 由图甲、丙可知,压力的作用效果与压力大小无关
D. 由图乙、丙可知,压力的作用效果与受力面积大小有关
3 利用图像可以描述物理量之间的关系.如图所示是“探究液体内部的压强与哪些因素有关”
的图像,由图像可知:同种液体内部的压强与深度成
,液体密度ρ甲
ρ乙
(选填“>”、
“<”或“=”).
初
三
物
理
S
班
全
国
版
84
4 如图所示的实例中,利用大气压强的是( )
A. 回水管中的水阻隔臭气
B. 拦河坝形状上窄下宽
C. 使用拔火罐治病
D. 孔明灯升空
5 (多选)某地放有下图所示装置,以下说法正确的是( )
A. 此时,大气压强等于760mm 高水银柱产生的压强
B. 把玻璃管倾斜,管内水银柱长度变长,说明大气压肯定变大
C. 往槽中加水银(不溢出),大气压支撑的水银柱高度变小
D. 把装置放在密闭容器内,抽出容器内空气的过程中,管内液面下降
第
5
讲
压
强
全
题
型
精
讲
85
科普阅读
综合题目考察新方向
神奇的两心壶
在我国古代,人们就能够广泛地运用大气压现象制作器皿了,有一种盛酒的器皿——
两心壶就是一个实例,图1 是一个寿星模样的两心壶.两心壶内部的结构如图2 所示,壶
内被分隔成A、B 两个独立的空间,类似两个独立的容器,每个容器均有两个口——注水
口和出水口.注水口A1 设置在壶的肩部,注水口B1 在壶把的底部.出水口A2 和B2 在
壶嘴处.分别在A、B 内装入水和酒,若将两个注水口都堵住,酒和水都不会从壶嘴倒出.
若将两个注水口都放开,酒和水会同时从壶嘴倒出.若要只倒出其中一种液体,只需堵住
另一种液体的注水口即可.根据这个结构和原理,人们设计出很多造型的酒壶,也起了不
同的名字:两心壶、良心壶、转心壶、鸳鸯壶等.
为了进一步说明是否堵住小孔就能控制液体流出,我们来做一个实验:如图3,取两
端开口的玻璃管竖直插入水中,当用手指堵住管的上端离开水面时,由于大气压的作用,
管中的水不会掉下来.当松开手后,两端管口大气压强相等,水就掉了下来.想一想这其
中的道理跟两心壶的原理有什么共同之处呢?
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)两心壶是利用
来控制壶中的液体倒出的.
(2)在短文的第一段里,若要从壶嘴中只倒出酒,而不出水,则需要 .
A. 放开A1 孔、堵住B1 孔
B. 放开B1 孔、堵住A1 孔
C. 同时放开A1 孔、B1 孔
D. 同时堵住A1 孔、B1 孔
(3)小明同学也利用身边的物品模拟制作了一个两心壶,如图4 所示.用两个并排放置的
饮料瓶装入适量的液体,瓶口用胶塞塞住,胶塞上各插有一个胶管,每个饮料瓶的侧壁
上各有一个小孔,小明用手指堵住两个小孔倒液体,发现两个瓶中的液体都能从胶管
中流出.请你分析造成这种现象的原因可能是
.
初
三
物
理
S
班
全
国
版
86
【答案】
(1) 大气压
(2) B
(3) 瓶塞漏气(或手指没有堵严)
实 验 出 真 知
讲
核心精讲
第6
中考地基梳理——浮力全题
型精讲
1
浮力基础
2
阿基米德原理
3
浮沉条件及浮力的应用
初
三
物
理
S
班
全
国
版
90
本讲概况
模块
考法
例题
星级
浮力基础
浮力基础
例1-2
★★★☆☆
探究浮力大小的影响因素
例3
★★★★☆
阿基米德原理
探究浮力大小与排开液体重力的
关系
例4-5
★★★★☆
阿基米德原理求解浮力
例6-8
★★★★★
浮沉条件及浮力的
应用
物体浮沉的判断
例9
★★★★☆
利用浮沉条件求解浮力
例10-11
★★★★★
浮力的应用
例12-16
★★★★☆
课程体系
第
6
讲
浮
力
全
题
型
精
讲
91
模块1
模块1
浮力基础
知识讲解
一、浮力的概念
1. 浮力的定义:浸在液体(气体)中的物体受到液体(气体)对它向上托的力。
2. 浮力的方向:竖直向上。
3. 浮力的施力物体:液体或气体。
二、浮力的产生
1. 浮力的产生原因:物体上下表面受到液体的压力差,其公式为F浮= F向上−F向下。
2. 判断浮力有无的方法:物体受到液体的压力F向上> F向下时才受到浮力。
例如:物体A、B、C、D 都浸在水中,其中A、B 为放入水中的物体,C 为容器底部的突起部分,D
为水管的木塞,则物体A、B 受到浮力,物体C、D 不受浮力。
精讲精练
浮力基础
例题1
下列物体中,不受浮力作用的是( )
A. 在水中下沉的铁块
B. 在水中的桥墩
C. 浮在水面上的轮船
D. 空中上升的气球
初
三
物
理
S
班
全
国
版
92
例题2
一均匀的长方体浸没在液体中,如图所示.已知它的底面积为S,上表面所处深度为
h1,下表面所处深度为h2,则长方体下表面所受液体的压力表达式为
、浮力表达式为
.
(液体密度ρ液和g 为已知
量)
知识讲解
三、
【实验】探究浮力大小和哪些因素有关
1. 实验目的:探究浮力大小和哪些因素有关。
2. 实验器材:弹簧测力计、烧杯2 个、水、圆柱体、盐水。
3. 实验原理:浸在液体中的物体都会受到竖直向上的浮力,此时弹簧测力计示数会比未浸在液
体中时小,这个弹簧测力计示数差就是浮力大小,即F浮= G−F示。
4. 实验过程:
(1)探究浮力的大小是否与物体浸没的深度有关:
把弹簧测力计下悬挂的物体浸没在水中,观察弹簧测力计的示数;改变物体浸没的深度,观察
弹簧测力计的示数是否变化。
结论:示数没有变化,浮力与浸没液体深度无关。
第
6
讲
浮
力
全
题
型
精
讲
93
(2)探究浮力的大小是否与物体浸入的体积有关:
把圆柱体竖直悬挂在弹簧测力计下,当物体浸在液体中的体积逐渐增大时,观察测力计示数是
否变化。
结论:示数逐渐变小,浮力的大小与物体浸入的体积有关。
(3)探究浮力的大小是否与液体的密度有关:
把悬挂在测力计下的同一圆柱体先后浸没在清水和盐水中,观察弹簧测力计的示数是否变化。
结论:在盐水中测力计示数较小,浮力的大小与液体的密度有关。
5. 实验结论:浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。
初
三
物
理
S
班
全
国
版
94
精讲精练
探究浮力大小的影响因素
例题3
某同学按照如图所示的操作,探究影响浮力大小的因素.
(1)物体受到的重力为
N.
(2)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是
N.
(3)由
三图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积
有关.
(4)由
三图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的
深度无关.
(5)由A、D、E 三图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的
有关.
第
6
讲
浮
力
全
题
型
精
讲
95
模块2
模块2
阿基米德原理
知识讲解
一、探究浮力大小与物体排开液体所受重力的关系
1. 使用弹簧测力计测出物体受到的重力G,如图a。
2. 使用弹簧测力计测出空桶受到的重力G1,如图b。
3. 将物体浸入到倾斜装满水的烧杯中,读出弹簧测力计的示数F示,如图c。
4. 测出被排开水的重力和桶的重力之和为G2,如图d,则G排= G2 −G1。
5. 计算出F浮= G−F示并与G排比较。
二、阿基米德原理
1. 内容:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
表达式:F浮= G排
2. 推导公式:F浮= G排= m排g = ρ液gV排
3. 公式F浮= ρ液gV排中的V排表示的是物体排开液体的体积。
例如:当物体完全浸入液体时,V排= V物;当物体部分浸入液体时,V排< V物。
初
三
物
理
S
班
全
国
版
96
4. 阿基米德原理同样适用于气体。
例如:节日里放飞的气球就是由于受到空气对它的浮力大于自身重力,才可以飞上天空的。
精讲精练
探究浮力大小与排开液体重力的关系
例题4
小红设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”.
(1)实验的最佳顺序是 .
A. 甲、乙、丙、丁
B. 丁、甲、乙、丙
C. 乙、甲、丁、丙
(2)图乙中物体受到的浮力是
N.通过实验可得到结论:浸在液体中的
物体,受到的浮力大小等于它
.
(3)以下情况会影响结论的是 .
A. 图乙中水面未到达溢水杯的溢水口
B. 图乙中物体未全部浸入水中
(4)将图乙中的水换成酒精(ρ酒精= 0.8×103kg/m3),物体受到的浮力
.
(填“变大”
“变小”或“不变”)
(5)小红利用上述实验中的器材和物体,探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的
大小是否遵循阿基米德原理”,实验过程中
步骤不需要弹簧测力
计.
(填“甲”
“乙”
“丙”或“丁”)
第
6
讲
浮
力
全
题
型
精
讲
97
2023 中考真题
例题5
在学习“阿基米德原理”时,可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究;请你
完成下列任务:
(1)【实验探究】通过下图所示的实验,探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关
系,由实验可得出结论:
,这就是阿基米德
原理.
(2)【理论探究】第一步:建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究,如下
图所示;第二步:理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理;请你写
出推导过程,提示:推导过程中所用物理量需要设定(可在下图中标出).
(3)【原理应用】水平桌面上有一底面积为S1 的柱形平底薄壁容器,内装质量为m
的液体;现将一个底面积为S2 的金属圆柱体放入液体中,圆柱体静止后直立在
容器底且未完全浸没(与容器底接触但不密合),整个过程液体未溢出;金属圆
柱体静止时所受浮力F浮=
.
初
三
物
理
S
班
全
国
版
98
阿基米德原理求解浮力
2023 中考模拟
例题6
如图,同一小瓶内分别装入不同质量的水,浸没水中后发现:小瓶在甲图中上浮,在
乙图中下沉.如果浸没时小瓶受到的浮力分别为F甲、F乙则( )
A. F甲= F乙
B. F甲> F乙
C. F甲< F乙
D. 无法判断
2023 中考模拟
例题7
如图所示,乒乓球从水里上浮到水面上,乒乓球在A 位置时受到的浮力为FA,水对
杯底的压强为pA,在B 位置时受到的浮力为FB,水对杯底的压强为pB,则它们的
大小关系是( )
A. FA = FB pA = pB
B. FA < FB pA < pB
C. FA > FB pA > pB
D. FA > FB pA = pB
例题8
将水平桌面上的烧杯装满水,然后往烧杯中轻轻放入一小球,溢出的水共100g.据
此现象,下列判断正确的是(g 取10N/kg)( )
A. 水对烧杯底部的压强会增大
B. 小球的质量不小于100g
C. 小球的体积一定大于100cm3
D. 小球受到的浮力等于0.1N
第
6
讲
浮
力
全
题
型
精
讲
99
模块3
模块3
浮沉条件及浮力的应用
知识讲解
一、物体的浮沉条件
1. 物体上浮、下沉是运动过程,此时物体受非平衡力作用。
下沉的结果是沉到液体底部,上浮的结果是浮出液面,最后漂浮在液面。
2. 漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力,在平衡力的作用下静止不动。
但漂浮是物体在液面的平衡状态,物体的一部分浸入液体中。
悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,整个物体浸没在液体中。
初
三
物
理
S
班
全
国
版
100
精讲精练
物体浮沉的判断
2023 中考模拟
例题9
甲、乙、丙是由不同材料制成、质量相等的实心球,把它们投入水中静止后,甲球漂
浮、乙球悬浮、丙球沉底,则它们受到浮力的大小情况是( )
A. 三球受到的浮力大小相同
B. 甲球受到的浮力最小
C. 乙球受到的浮力最小
D. 丙球受到的浮力最小
利用浮沉条件求解浮力
利用浮沉条件判断浮力的大小
1. 物体在液体中的状态分析
2. 常用小技巧
(1)物体漂浮时,V排
V物
= ρ物
ρ液
(2)物体浸没时,G
F浮
= ρ物gV物
ρ液gV排
= ρ物
ρ液
例题10
把重5N、体积为0.6dm3 的物体投入水中.若不计水的阻力,当物体静止时,下列说
法中正确的是( )
A. 物体漂浮,浮力为6N
B. 物体悬浮,浮力为5N
C. 物体漂浮,浮力为5N
D. 物体沉底,浮力为6N
第
6
讲
浮
力
全
题
型
精
讲
101
例题11
将一盛满水的烧杯置于水平桌面上,缓慢放入一质量为200g 的木块,木块最终在
杯中处于漂浮状态,此时木块所受浮力大小是
N,从杯中排出水的体积
是
cm3,上述过程中水对杯底的压强
(选填“变大”
“变小”
或“不变”).
(水的密度ρ = 1.0×103kg/m3,g 取10N/kg)
知识讲解
二、浮力的应用
1. 轮船:将密度大于水的材料做成空心的,使它能够排开更多的水,获得更大的浮力,从而漂浮
在水面。
2. 潜水艇:潜水艇的下潜和上浮是靠调节水舱内水的多少来控制重力的大小而实现的。
3. 气球和飞艇:气球是利用空气的浮力升空的,气球里充的是密度小于空气的气体。如:氢气、
氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。
4. 密度计:利用物体的漂浮进行工作。液体密度越大,对应的V排越小,刻度越大,密度计的示
数“上小下大”。
精讲精练
浮力的应用
例题12
如图所示是我国自主研发的第一艘航母“山东舰”在海上进行科目训练的场景( )
A. 战斗机从甲板上起飞后,航母受到的浮力变小
B. 航母能浮在海面上是因为它受到的浮力大于它的总重力
C. 甲板上的战斗机受到的重力与战斗机对甲板的压力是一对平衡力
D. 甲板上的战斗机受到的重力与甲板对战斗机的支持力是一对相互作用力
初
三
物
理
S
班
全
国
版
102
例题13
某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇悬浮在海水中(如图).要使潜水艇下潜,
应对水舱
(选填“注水”或“排水”),在下潜过程中,海水对潜水艇上下表
面的压力差
(选填“变大”
“变小”或“不变”).
2023 中考真题
例题14
取一根木棒,在它的一端缠绕一些铜丝就做成了一个简易密度计,将其分别放入甲、
乙两个盛有不同液体的烧杯中,它竖直立在液体中的漂浮情况如图所示.设密度计
在甲、乙两个烧杯中所受的浮力分别为F甲和F乙,两个烧杯中液体的密度分别为
ρ甲和ρ乙,则( )
A. F甲> F乙
B. F甲< F乙
C. ρ甲> ρ乙
D. ρ甲< ρ乙
第
6
讲
浮
力
全
题
型
精
讲
103
2023 中考模拟
例题15 (多选)如图所示,小明利用一根吸管制作一个简易密度计,下列说法正确的是
( )
A. 这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体密度越大,排开液体的重力越大
B. 这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体密度越大,它露出液面部分长度越长
C. 如图乙所示为设计好的密度计的一部分,刻度上至A 下至B,量程为ρ1 ∼ρ2.若
把它放到某种液体中,液面恰好在AB 的中点C,这种液体的密度ρ = 2ρ1ρ2
ρ1 +ρ2
D. 若只增加配重,该密度计C 处对应的刻度将变大
2023 中考真题
例题16
半潜船是专门从事运输舰船、石油钻井平台等大型设备的海运船舶.如图所示是我
国最大的半潜船“新光华”号,装载货物前,海水进入船内的压载水舱,甲板逐渐下
潜至海面以下,但船楼建筑仍露出海面;把货物拖拽至甲板上方时,从压载水舱向
外排出海水.半潜船逐渐上浮并托起货物直至甲板浮出海面一定高度,这样就完成
了货物装载,请回答以下问题:
(1)半潜船装载货物时处于哪种浮沉情况?
(2)若装载质量更大的货物,在保持甲板浮出海面高度相同的情况下,需要从压载
水舱排出更多海水,请用浮力知识解释从压载水舱多排海水的原因.
初
三
物
理
S
班
全
国
版
104
随堂练习
1 探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块a 和塑料块b 的密
度不同,但重力均为1.6N.下列分析正确的是( )
A. 金属块a 浸没在水中时,受到浮力的大小为0.3N
B. 利用甲、乙可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C. 利用乙、丙可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D. 利用丙、丁可以探究浮力的大小与液体密度的关系
2 浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体的( )
A. 质量
B. 体积
C. 密度
D. 重力
3 在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系”时,具体设计的实验操作步骤如图甲、
乙、丙和丁所示.为方便操作和减小测量误差,最合理的操作步骤应该是( )
A. 甲、乙、丙、丁
B. 乙、甲、丙、丁
C. 丁、甲、乙、丙
D. 乙、甲、丁、丙
第
6
讲
浮
力
全
题
型
精
讲
105
4 如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图.该过程中气泡密度和受
到浮力的变化情况,叙述正确的是( )
A. 密度和浮力都不变
B. 密度和浮力都变大
C. 密度变小,浮力不变
D. 密度变小,浮力变大
5 如图所示,2019 年4 月23 日海军成立70 周年的海上阅舰仪式上,我国新型万吨级055 型
导弹驱逐舰接受检阅,其满载排水量达12500t,下列有关该型驱逐舰在海上航行过程中的
说法正确的是( )
A. 驱逐舰所受浮力的方向是竖直向下
B. 满载时的排水量指的是驱逐舰所受的重力
C. 发射导弹后,驱逐舰所受浮力变小
D. 发射导弹后,驱逐舰会下沉一些
初
三
物
理
S
班
全
国
版
106
科普阅读
综合题目考察新方向
“极目一号”Ⅲ型浮空艇
2022 年4 月28 日,
“巅峰使命”珠峰科考全面启动.5 月15 日凌晨1 点26 分,中国
自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇(图甲所示)从海拔4300 m 的科考营地顺利升空,4
点40 分达到海拔9032 m,超过珠峰8848.86 m 的高度,创造了浮空艇大气科学观测的世
界纪录.
“极目一号”Ⅲ型浮空艇的示意图如图乙所示,其内部上层装有氦气,中间隔开,下层
是空气.浮空艇可以用上层的氦气排出下层的部分空气,以此改变自身的重力来上浮,同
时使整个浮空艇的压差在安全的范围内.
“极目一号”Ⅲ型浮空艇搭载的观测仪器,主要用于同步记录从地表到9000 m 高空
的大气组分数据和水汽传输过程.测量的数据包括大气水汽稳定同位素、黑碳、粉尘、甲
烷、二氧化碳等变化,这对研究西风如何影响青藏高原环境变化具有重要作用.
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)浮空艇是通过改变
来实现上浮的.
(2)在海拔4300 m 处的空气密度约为0.8 kg/m3,浮空艇总体积为9060 m3,g 取10 N/kg,
浮空艇在此处受到空气的浮力约为
N.
(3)外形不变的浮空艇在上升过程中,受到空气的浮力变
,其外表面受到的
大气压强变
.
【答案】
(1) 自身重力
(2) 72480
(3) 小
小
实 验 出 真 知
讲
核心精讲
第7
中考地基梳理——简单机械
全题型精讲
1
杠杆及杠杆平衡条件
2
滑轮和滑轮组
初
三
物
理
S
班
全
国
版
110
本讲概况
模块
考法
例题
星级
杠杆及杠杆平衡
条件
杠杆基础
例1
★★★☆☆
杠杆作图
例2
★★★☆☆
探究杠杆平衡条件实验
例3
★★★★☆
杠杆平衡条件计算
例4-6
★★★★★
杠杆的分类
例7-8
★★★☆☆
杠杆动态分析
例9-11
★★★★☆
滑轮和滑轮组
滑轮简单计算
例12-13
★★★★☆
复杂滑轮组计算
例14
★★★★★
滑轮组绕线
例15
★★★★☆
课程体系
第
7
讲
简
单
机
械
全
题
型
精
讲
111
模块1
模块1
杠杆及杠杆平衡条件
知识讲解
一、杠杆
1. 杠杆的概念:一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。杠杆的五要素是:支点、
动力、阻力、动力臂和阻力臂,杠杆可以是直的硬棒,如撬棒等;也可以是弯的,如羊角锤。
2. 杠杆的力臂
力臂的画法:
(1)明确支点,用O 表示;
(2)通过力的作用点沿力的方向画一条虚线;
(3)过支点O 作该力的作用线的垂线;
(4)标垂直符号,画大括号,写上相应的字母L1(或L2)。
3. 杠杆的平衡条件:杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动,杠杆就处于平衡状态。
杠杆的平衡条件:
动力× 动力臂= 阻力× 阻力臂或写作F1L1 = F2L2。
杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的,而是由它们的乘积来决定的。
4. 杠杆分类:
(1)省力杠杆:L1 > L2,F1 < F2
这类杠杆的特点是动力臂L1 大于阻力臂L2,平衡时动力F1 小于阻力F2,即用较小的动力就
可以克服较大的阻力。但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大,即要费距离。
如撬起重物的撬棒,开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等,都属于这一类杠杆。
初
三
物
理
S
班
全
国
版
112
(2)费力杠杆:L1 < L2,F1 > F2
这类杠杆的特点是动力臂L1 小于阻力臂L2,平衡时动力F1 大于阻力F2,即要用较大的动力
才能克服阻力完成工作,但它的优点是杠杆工作时,动力移动较小的距离就能使阻力移动较大
的距离,使工作方便,也就是省了距离。如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳,这
些杠杆都是费力杠杆。
(3)等臂杠杆:L1 = L2,F1 = F2
这类杠杆的动力臂L1 等于阻力臂L2,平衡时动力F1 等于阻力F2,工作时既不省力也不费力,
如天平、定滑轮就是等臂杠杆。
精讲精练
杠杆基础
杠杆五要素判断
1. 支点:杠杆围绕转动的固定点是支点。
2. 力臂:是支点到力的作用线的距离,注意作垂直。
3. 动力和阻力:当两个力在支点同侧时,方向相反;当两个力在支点异侧时,方向相同。
例题1
如图所示,小华用苹果和橘子来玩跷跷板,她将苹果、橘子分别放在轻杆的左、右两
端,放手后,杆马上转动起来,使杆逆时针转动的力是( )
A. 苹果的重力
B. 橘子的重力
C. 杆对橘子的支持力
D. 苹果对杆的压力
第
7
讲
简
单
机
械
全
题
型
精
讲
113
杠杆作图
力臂的画法
1. 确定支点;
2. 确定力的作用线;
3. 从支点作力的作用线的垂线;
4. 标垂直符号,定力臂。
注意:
1. 力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到作用点的距离,因此力臂不用一定在杠杆
上;
2. 力的作用线是一条直线,没有方向;
3. 力臂、力的作用线用虚线表示,且力臂的长度应该用大括号标记;
4. 作图细节方面:垂直的地方应有垂直符号;支点O 标记;5 个名词必须用正确的字母表
示。
2023 中考模拟
例题2
在图中,画出动力臂l1 和阻力F2.
初
三
物
理
S
班
全
国
版
114
探究杠杆平衡条件实验
杠杆平衡条件实验考点汇总
1.杠杆平衡螺母的调节(左高向左调,右高向右调)。
2.让支点处于杠杆中央的目的(减小杠杆自重对实验的影响)。
3.实验开始需要调节杠杆(在水平位置平衡的目的是便于读出力臂)。
4.测量多组数据的目的(避免偶然性,使得出的结论更具有普遍性)。
5.测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆,测力计示数变大。
6.实验结论:动力× 动力臂= 阻力× 阻力臂,写成公式F1L1 = F2L2。
例题3
小明利用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件.
(1)为了排除杠杆自重对实验的影响,实验前把杠杆中心支在支架上,杠杆静止在
图甲所示位置,此时应将杠杆右端的螺母向
(选填“左”或“右”)调
节,使杠杆在水平位置达到平衡.
(2)在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码,调节钩码位置,使杠杆重新在水平
位置平衡,这样做的目的是
.
(3)实验中,小明在杠杆左侧A 位置(左边位置第四格)先挂了3 个钩码,如图乙
所示,则在右侧B 位置(右边位置第三格)应挂
个相同规格的钩
码,杠杆可以重新在水平位置平衡.
(4)如图丙所示,小明在A 位置挂一个弹簧测力计,在B 位置挂2 个钩码.现将弹
簧测力计从C 位置移到D 位置,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则
弹簧测力计的示数
(选填“变大”
“变小”或“不变”),原因是
.
第
7
讲
简
单
机
械
全
题
型
精
讲
115
杠杆平衡条件计算
2023 中考模拟
例题4
如图所示,是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,有关它的说法正确的是
( )
A.“标”
“本”表示力,
“权”
“重”表示力臂
B. 图中的B 点为杠杆的支点
C.“权”小于“重”时,A 端一定上扬
D. 增大“重”时,应把“权”向A 端移动
2023 中考模拟
例题5
某同学锻炼时,双脚并拢,脚尖O 触地,脚后跟踮起,手掌支撑在竖直墙壁上,手臂
水平,A 为人体重心所在位置.此时墙壁对手掌的支撑力F 如图所示,不计墙壁对
手掌的摩擦力.
(1)以O 为支点,请在图中作出动力F 的力臂l.
(2)该同学质量为50 kg,则墙壁对人的支撑力约为
N.
(g 取10N/kg)
(3)若增大脚尖与墙壁的距离,手臂仍然水平支撑在墙壁上,支撑力F 如何变化?
并说明理由.
初
三
物
理
S
班
全
国
版
116
例题6
如图,一轻杆AB 悬于O 点,其左端挂一重物,右端施加一个与水平方向成30◦的
力F,此时轻杆水平平衡。若重物质量m = 3kg,BO = 3AO,g 取10N/kg。则力F 的
大小为
N。
杠杆的分类
杠杆的分类
例题7
下列的工具中,在使用时可以省距离的是( )
A. 食品夹
B. 裁剪刀
C. 钢丝钳
D. 核桃夹
第
7
讲
简
单
机
械
全
题
型
精
讲
117
例题8
如图所示是一种指甲刀的结构示意图,下列说法正确的是( )
A. ABC 是一个省力杠杆
B. D 处刀刃较薄,可以增大压力
C. 杠杆ABC 上有粗糙的花纹,可以减小摩擦
D. 指甲刀只有两个杠杆,一个省力杠杆,一个费力杠杆
知识讲解
二、杠杆的动态变化
此类题是初中物理中较难的题型,解此类题的关键是找出动力臂、阻力臂、动力、阻力这四个物
理量中哪些是不变量哪些是变化量,并且弄清楚变化量在杠杆转动过程中是怎样变化的。
1. 动力方向始终竖直向上(画出动力臂和阻力臂)
分析:阻力臂L2 变大,动力臂L1 变大,阻力不变,动力F 不变。
2. 动力方向始终与杆垂直(画出动力臂和阻力臂)
分析:阻力臂L2 先变大后变小,动力臂L1 不变,阻力不变,动力F 先变大后变小。
初
三
物
理
S
班
全
国
版
118
3. 动力方向始终水平(画出动力臂和阻力臂)
分析:阻力臂L2 变大,动力臂L1 变小,阻力不变,动力F 变大。
精讲精练
杠杆动态分析
2023 中考模拟
例题9
杠杆在如图所示位置处于平衡状态,在其他条件不变的情况下,保持杠杆在水平位
置平衡,下列操作中能使弹簧测力计示数变小的是( )
A. 增加钩码的个数
B. 将钩码悬挂点的位置向左移
C. 保持拉力的方向不变,将弹簧测力计向右移
D. 保持弹簧测力计悬挂点的位置不变,其向右倾斜拉弹簧测力计
第
7
讲
简
单
机
械
全
题
型
精
讲
119
例题10
如图所示,OAB 为一可绕O 点自由转动的轻质杠杆,OA 垂直于AB,且OA 长度为
40cm,AB 长度为30cm,在OA 中点C 处挂一质量为1kg 的物块,要求在端点B 处
施加一个最小的力F,使杠杆在图示位置平衡,则力F 的力臂是
cm,
最小的力F 是
N.
(g 取10N/kg)
例题11
如图,AB 是能绕B 点转动的轻质杠杆,在中点C 处用绳子悬挂重为100N 的物
体(不计绳重)在A 端施加竖直向上的拉力使杠杆在水平位置平衡,则拉力F =
N.若保持拉力方向始终竖直向上,将A 端缓慢向上提升一小段距离,
在提升的过程中,拉力F 将
(选填“增大”
“减小”或“不变”);若保持拉
力方向始终垂直于杠杆向上,将A 端缓慢向上提升一小段距离,在此过程中,拉力
F 将
(选填“增大”
“减小”或“不变”).
初
三
物
理
S
班
全
国
版
120
模块2
模块2
滑轮和滑轮组
知识讲解
一、滑轮
1. 定滑轮:轴固定不动的滑轮叫做定滑轮,本质是等臂杠杆(不省力,但可以改变力的方向)。
2. 动滑轮:使用时,轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮,本质是省力杠杆(省力,但费距离,
不可改变力的方向)。
二、滑轮的受力分析
1. 定滑轮分析:
绳子自由端拉力F3 = G物(不计轮轴摩擦和绳重)。
绳子自由端移动的距离s = 重物上升的距离h。
2. 动滑轮分析:
绳子自由端拉力F1 = 0.5G总= 0.5(G物+G动)(不计轮轴摩擦和绳重)。
绳子自由端移动的距离s = 2h。
3. 反拉模型:F2 = 2G物+G动(不计轮轴摩擦和绳重)。
滑轮上升的距离等于重物上升距离的一半。
4. 水平滑轮模型:水平滑轮承担的力是拉力,绳子对物体的拉力大小等于地面对物体的摩擦
力。不计滑轮重力, 受力分析时与滑轮重力无关。
第
7
讲
简
单
机
械
全
题
型
精
讲
121
三、滑轮组
1. 定义:定滑轮和动滑轮组合在一起的装置称为滑轮组。
2. 特点:使用滑轮组可以省力也可以改变力的方向。
3. 滑轮组的相关规律总结:
(1)省力情况:
①F = 1
nG物(不考虑动滑轮重,绳重及摩擦);
②F = 1
n
(
G物+G动
)
(考虑动滑轮重);
③若滑轮组水平放置,则省力情况F = 1
n f(f 为物体
受到的滑动摩擦力)。
其中n 为动滑轮上承担重物的
绳子股数。
(2)移动速度:v绳= nv物。
(3)运动距离:s绳= nh。
精讲精练
滑轮简单计算
例题12
如图,用滑轮组提升重物时,重800N 的物体在10s 内匀速上升了1m,已知拉绳子
的力F 为420N,不计摩擦和绳重.则提升重物过程中( )
A. 绳子自由端被拉下3m
B. 绳子自由端被拉下0.5m
C. 动滑轮重40N
D. 绳子自由端移动的速度是0.1m/s
初
三
物
理
S
班
全
国
版
122
例题13
如图所示,滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计。向上拉绳的速度是1.2m/s,拉绳的
力F 是9N。由此可知( )
A. 物重是27N,物体的速度是0.4m/s
B. 物重是18N,物体的速度是0.6m/s
C. 物体受到的摩擦力是27N,物体的速度是0.4m/s
D. 物体受到的摩擦力是18N,物体的速度是0.6m/s
复杂滑轮组计算
例题14 (多选)如图所示,竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组,已知每个滑轮重均为
50N,滑轮组下端挂有物体B,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A
相连,物体A 在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,此时测力计的示数为
550N;在物体B 下加挂重为90N 的物体C 后,用水平向左的力F 拉动物体A 可使
其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体B 上升的速度大小为5cm/s.若不计
绳重及滑轮的摩擦,g 取10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A. 物体A 所受滑动摩擦力的大小为250N
B. F 的大小为530N
C. F 做功的功率为42W
D. 物体B 的重力为500N
第
7
讲
简
单
机
械
全
题
型
精
讲
123
滑轮组绕线
2023 中考模拟
例题15
如图所示,某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物,请用笔画线
代替绳子,画出最省力的绕绳方法.
初
三
物
理
S
班
全
国
版
124
随堂练习
1 撬棍是人们在劳动中应用杠杆原理的工具.如图所示是工人利用撬棍撬动大石头的情景,
撬棍上O 点为杠杆的支点,下列分析正确的是( )
A. 此时撬棍为等臂杠杆
B. 力F 的作用点靠近O 点更省力
C. 应用此撬棍的主要目的是省力
D. 应用此撬棍的主要目的是省距离
2 如图所示的杠杆正处于水平平衡,若在杠杆两边的钩码下再加一个钩码(钩码的质量都相
同),杠杆将( )
A. 继续处于水平平衡
B. 右端上升,左端下降
C. 右端下降,左端上升
D. 无法确定杠杆的运动状态
3“节约用水,人人有责”,应养成随手关闭水龙头的好习惯.水龙头手柄可视为如图所示杠杆,
O 为支点,F 为阻力,分别用力沿a、b、c、d 方向关闭水龙头,其中用力最小的是( )
A. a
B. b
C. c
D. d
第
7
讲
简
单
机
械
全
题
型
精
讲
125
4 下列关于滑轮和滑轮组的说法中,完全正确的一组是( )
①使用定滑轮一定既不省力也不费力;②使用动滑轮有时可能不省力;③使用滑轮组一定
比使用动滑轮省力;④使用滑轮组有时既能省力,又能改变力的方向;⑤使用滑轮组总是
既省力又能改变力的方向;⑥组成滑轮组时,动滑轮和定滑轮的数目一定要相等.
A. ①④
B. ②⑤⑥
C. ②④
D. ②④⑥
5 如图所示,甲是放在水平桌面上重为10N 的木块,重为6N 的钩码乙通过细绳绕过定滑轮
带动甲做匀速直线运动,若要用力将甲木块向左水平匀速拉动,则拉力的大小为( )
A. 4N
B. 6N
C. 12N
D. 16N
初
三
物
理
S
班
全
国
版
126
科普阅读
综合题目考察新方向
桔槔
桔槔,早在春秋时期就已相当普遍,而且延续了几千年,是中国农村历代通用的旧式
提水器具。这种提水工具虽简单,但可以使劳动人民的劳动强度得以减轻。
桔槔的结构相当于一个普通的杠杆。如图所示,上端的横长杆相当于硬棒,横长杆的
中间一点由支架支撑起来,相当于支点。横长杆的一端绑上重石,另一端用绳子与汲器
(提水的容器) 相连。
当不提水时,横长杆的绑重石端位置较低,横长杆的汲器端位置较高;当要提水时,人
则用力将汲器往下压,使汲器下降到水面以下并让水流入汲器(同时捆绑重石的那端位置
上升),当汲器装满水后,人向上拉动绳子,就可让绑重石端的位置下降,同时将汲器中的
水提升。
这种提水工具是中国古代社会的一种主要灌溉机械。
物理学中,为便于对实际问题的研究,经常把研究对象所具有的特征理想化,突出研
究对象的主要特征,忽略其次要特征。这种方法称为理想模型法。为研究桔槔,我们可为
桔槔建立这样一个模型:假设横长杆为一个笔直的轻质杠杆,绳子与横长杆的连接点到支
点的距离为L1,重石的重心到支点的距离为L2,未装水的汲器的重力为G0,汲器装满水
后的重力为G1,重石的重力为G2,绳子的重力忽略不计。事实证明,理想模型法是一种研
究物理问题的有效方法。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)使用桔槔提水时,能够省力,
(选填“也能”或“不能”) 省功。
(2)根据桔槔的理想模型分析,为实现不提水时,桔槔的重石端位置较低(接触地面),应满
足的条件是G2L2
(选填“大于”或“小于”)G0L1。
(3)根据桔槔的理想模型,通过计算分析,人匀速向上提装满水的汲器,借用桔槔提和直接
用手提相比省多少力?
第
7
讲
简
单
机
械
全
题
型
精
讲
127
【答案】
(1) 不能
(2) 大于
(3) 人匀速向上提装满水的汲器,借
用桔槔提和直接用手提相比省的力
为G2L2
L1
。
讲
核心精讲
第8
中考地基梳理——功和机械
效率综合提升
1
功和功率
2
机械效率
3
机械能
初
三
物
理
S
班
全
国
版
130
本讲概况
模块
考法
例题
星级
功和功率
功和功率的基础
例1-2
★★★☆☆
功和功率的计算
例3-5
★★★★☆
功和功率图像计算
例6
★★★★☆
汽车功率问题
例7
★★★★☆
机械效率
机械效率基础
例8
★★★☆☆
机械效率的实验
例9
★★★★★
滑轮组机械效率的计算
例10-11
★★★★★
斜面的机械效率计算
例12-13
★★★★☆
机械能
探究物体的动能大小和哪些因素
有关
例14
★★★★☆
探究重力势能的大小与哪些因素
有关
例15
★★★★☆
能量变化分析
例16-17
★★★☆☆
课程体系
第
8
讲
功
和
机
械
效
率
综
合
提
升
131
模块1
模块1
功和功率
知识讲解
一、功
作用在物体上的力,使物体在力的方向上通过了一段距离,我们就说这个力对这个物体做了
功。
判断物体是否做功
1. 理解判断的依据:
(1)依据:做功的两个必要因素。
(2)重点:抓住力作用在物体上是否有“成效”。
2. 明白不做功的三种情况:
(1)物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离,此情况叫“无距无功”。
(2)物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动),
此情况叫“无力无功”。
(3)物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水
平方向移动),此情况叫“垂直无功”。
3. 在分析做功情况时还应注意以下几点:
(1)当物体的受力方向与运动方向不垂直时,这个力就要做功。
(2)一个物体同时受几个力的作用时,有一些力做了功,有些力没有做功,因此讲做功必须
指出是哪一个力对哪一个物体做功。
初
三
物
理
S
班
全
国
版
132
(3)什么叫物体克服阻力做功:若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F 的作
用,我们通常说物体克服阻力F 做了功。
比如:在竖直方向上,物体克服重力做功,功的大小为W = Gh;在水平方向上,物体克服摩
擦力做功,功的大小为W = fs。
二、功的计算
1. 公式:W = Fs
常用式W = Gh(克服重力做功),或W = F阻s (克服摩擦阻力做功)。
2. 单位:焦耳(J)
1. 有力才有可能做功,没有力根本不做功。
2. F 与s 的方向应在同一直线上。
例如一个人提着一重物G,从山脚顺着一之字形的山路爬到山顶,此时人克服重力做功所
移动的距离并不是山路的长,而是从山脚到山顶的高。
3. 做功的多少,由W = Fs 决定,而与物体的运动形式无关。
三、功率
1. 物理意义:表示物体做功的快慢。
2. 定义:功与做功所用时间之比叫做功率。
3. 计算式:P = W
t 。
4. 单位:瓦特(W)。
1. 注意区别功与功率:功率与功是两个不同的物理量,
“功”表示做功的“多少”,而“功率”
则表示做功的“快慢”。
“多少”与“快慢”的意义不一样,只有在做功时间相同时,做功多
的就做功快;否则,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大,也就是说:功率与功
和时间两个因素有关。
2. 由P = W
t 变形为P = Fv 可知:功率一定时,力F 与速度v 成反比。
第
8
讲
功
和
机
械
效
率
综
合
提
升
133
精讲精练
功和功率的基础
物体不做功的情况
物体不做功的三大情况:无距无功、无力无功、垂直无功。
2023 中考模拟
例题1
如图所示的情境中,人对物体做功的是( )
A. 用力搬石头没有搬动
B. 人将重物从地面拉到高处
C. 人推一块大石头没推动
D. 人使箱子沿水平方向做匀速直线运动
例题2
如图所示,用水平力拉着同一个物体在同一水平面上做直线运动,经过A、B、C、D
四点,在AB 段用力F1(F1 大小保持不变)拉着物体做匀速直线运动.在CD 段用
力F2(F2 大小保持不变)拉着物体做直线运动,已知F1 < F2,sAB < sCD,tAB = tCD.
则下列描述正确的是( )
A. 物体在AB 段受到的摩擦力比物体在CD 段受到的摩擦力小
B. 物体在CD 段是做匀速直线运动
C. CD 段F2 做的功小于AB 段F1 做的功
D. CD 段F2 做功的功率大于AB 段F1 做功的功率
初
三
物
理
S
班
全
国
版
134
功和功率的计算
功和功率计算
功和功率的计算要根据公式W = Fs 以及P = W
t 进行计算,关键在于准确地找出力F 及
距离s 和时间t。
2023 中考模拟
例题3
在自由下落过程中,物体运动得越来越快,一个物体由A 点自由下落,相继经过B、
C 两点,已知AB = BC.如图,物体在AB 段重力做的功为W1,做功的功率为P1;在
BC 段重力做的功为W2,做功的功率为P2,则W1
W2,P1
P2.
(均
选填“>”
“<”或“=”)
2023 中考模拟
例题4
(多选)如图中的物体A 重5 N,物体B 重1 N.用轻绳将两物体通过定滑轮连接,
放手后,物体A 恰能以速度v1 沿着水平桌面向右做匀速直线运动,在物体A 运动
了一段距离s 的过程中,所用时间为t1,轻绳的拉力F1 做的功为W1,功率为P1;若
对物体A 施以水平向左的拉力F2,使其恰能以速度v2 沿着水平桌面向左做匀速直
线运动,在物体A 运动了一段距离s 的过程中,所用时间为t2,拉力F2 做的功为
W2,功率为P2.不计定滑轮处摩擦,已知P1 = P2,则下列判断正确的是( )
A. v1 : v2 = 1 : 2
B. t1 : t2 = 1 : 2
C. F1 : F2 = 1 : 2
D. W1 : W2 = 1 : 2
第
8
讲
功
和
机
械
效
率
综
合
提
升
135
例题5
如图所示,小明在单杠上做引体向上运动,每次引体向上身体上升的高度为握拳时
手臂的长度.已知小明的体重为500N,握拳时手臂的长度为0.6m,完成4 次引体
向上所用的时间为10s.求:
(1)小明完成1 次引体向上所做的功.
(2)10s 内小明做引体向上的功率.
功和功率图像计算
2023 中考真题
例题6
(多选)某建筑工地上,一台起重机将两种材料同时从地面竖直匀速起吊送至两个
不同的高度,整个过程中起重机提升材料所做的功W 与提升高度h 的关系如图所
示.由图可知(g 取10N/kg)( )
A. 两种材料的总质量为1.5t
B. 两种材料的总质量为3t
C. 吊到40m 高处的材料质量为1t
D. 吊到40m 高处的材料质量为1.5t
初
三
物
理
S
班
全
国
版
136
汽车功率问题
2023 中考模拟
例题7
如图甲所示,有一辆总重为1.5 × 104N 的汽车,经过一段水平路面后,发动机再以
9×104W 的恒定功率匀速爬上长200m、高10m 的斜坡,用时20s.在此过程中,求:
(1)汽车爬坡时克服重力所做的功.
(2)汽车发动机牵引力做的功.
(3)汽车爬坡时所受的阻力.
第
8
讲
功
和
机
械
效
率
综
合
提
升
137
模块2
模块2
机械效率
知识讲解
一、功的种类
1. 有用功:在实际工作中,为了达到目的而对物体做的功。
2. 额外功:在实际工作中,对我们无用但又不得不做的功,额外功不可避免。
3. 总功: 有用功和额外功的总和。
二、机械效率
1. 通常用机械效率来表示有用功占总功的百分比,用η 表示,表达式η = W有
W总
×100%。
2. 由于有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。
1. 对于实际机械来说,因为利用任何机械做功时,总免不了要做额外功。对于额外功,我们
只能尽量减小,而不能使其为零,根据W总=W有用+W额外,故W有用<W总,所以η = W有用
W总
就小于1,因此机械效率总小于1。
2. 对于不考虑机械自重和摩擦的理想机械来说,W总= W有用,其η = W有用
W总
的比值就等于
1,因此只有理想机械的机械效率才等于1。
三、机械效率的计算公式
当滑轮组竖直放置时,其机械效率有以下几个计算公式:
η = W有用
W总
×100% = Gh
Fs ×100%
= G
nF(n 为动滑轮上承担力的绳子段数)
=
G物
G物+G动
(需要满足不计绳重和摩擦的条件)
初
三
物
理
S
班
全
国
版
138
四、如何提高机械效率
根据η = W有用
W总
×100%,W总= W有用+W额外可知,影响机械效率高低的主要因素是:有用功和
额外功的大小。因此,提高机械效率的方法有:
1. 增大有用功。例如增加被提升物体的重力等。
2. 减小额外功。例如改进结构, 使机械更合理、更轻巧;经常保养,定时润滑,使机械运转良好
等。
五、机械效率和功率的区别
1. 功率和机械效率是两个不同的概念。功率是表示做功的快慢, 即单位时间内完成的功。机械
效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例是有用的。
2. 功率和机械效率是两个物理意义不同也没有直接联系的物理量。
精讲精练
机械效率基础
例题8
下列有关机械做功、功率、机械效率的说法,正确的是( )
A. 效率越高的机械,功率越大
B. 做功越多的机械,功率越大
C. 做有用功越多的机械,效率越高
D. 功率越大的机械,做功越快
机械效率的实验
测量滑轮组的机械效率及探究滑轮组机械效率的影响因素
1. 实验原理
(
η = W有用
W总
×100% = Gh
Fs ×100%
)
,由实验原理可知,所需的测量仪器是:弹
簧测力计和刻度尺。
2. 弹簧测力计匀速竖直拉动的目的(保证拉力等于弹簧测力计的示数)。
3. 在该实验中,克服物体自身重力所做的功为有用功
(
W有= Gh
)
。
第
8
讲
功
和
机
械
效
率
综
合
提
升
139
4. 在该实验中,绳子自由端拉力做的功是总功。
5. 控制变量法的使用(用同一滑轮组吊起数量不同的钩码;使用重力或数量不同的动滑轮
吊起数量相同的钩码)。
6. 滑轮组机械效率的影响因素(滑轮组的机械效率与绳子重、滑轮自身重、摩擦力的大小
和所吊货物自身的重力有关;其他条件相同情况下,滑轮越重,额外功越多,机械效率越低;
所吊的货物越重,有用功越多,机械效率越高)。
例题9
在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,实验小组用如图所示的装置进行了实验,实
验数据记录如下表所示.
初
三
物
理
S
班
全
国
版
140
(1)实验中应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码
上升.
(2)如果在第1 次实验时,忽略绳重和摩擦,可以计算出动滑轮的重力为
N.
(3)第2 次实验时所做的有用功为
J.
(4)第3 次实验时弹簧测力计的示数如图所示,则拉力为
N;第4 次实
验滑轮组的机械效率为
.
(5)分析2、4 次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度
(选填“有关”或“无关”).
(6)如果用这个滑轮组提升7N 的重物,则它的机械效率可能是 (选填序
号).
A. 93.1%
B. 88.5%
C. 87.9%
(7)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,提出一个提高机械效率的具体措施
.
知识讲解
六、典型模型的机械效率
1. 斜面
有用功:克服物体重力做功,W有用= Gh;
总功:外力做功,W总= Fs;
故机械效率为η = Gh
Fs ×100%
第
8
讲
功
和
机
械
效
率
综
合
提
升
141
2. 定滑轮
有用功:克服物体重力做功,W有用= Gh;
总功:外力做功,W总= Fs;
故机械效率为η = Gh
Fs ×100%
特别的,在不计绳重与摩擦时,定滑轮的机械效率为100%。
3. 水平动滑轮
l 是物体移动的距离,s 是绳子自由端移动的距离。
有用功:克服物体与地面间的摩擦力做功,W有用= fl;
总功:外力做功,W总= Fs;
故机械效率为η = fl
Fs = f
nF ×100%
(n 为动滑轮上承担力的绳子段数)
4. 滑轮组
有用功:克服物体重力做功,W有用= Gh;
初
三
物
理
S
班
全
国
版
142
总功:外力做功,W总= Fs;
故机械效率为η = Gh
Fs = G
nF ×100%(n 为动滑轮上承担力的绳子段数)
不计绳重、摩擦时,η =
G物
G物+G动
×100%
精讲精练
滑轮组机械效率的计算
2023 中考模拟
例题10 (多选)如图所示,用滑轮组提升所受重力为900N 的物体A,滑轮组绳子自由端在
拉力F 作用下竖直匀速移动了12m,同时物体A 被竖直匀速提升了4m,用时40s,
滑轮组的额外功是400J,下列说法中正确的是( )
A. 动滑轮所受的重力为100N
B. 物体A 上升的速度是0.3m/s
C. 拉力F 的功率是100W
D. 滑轮组的机械效率是90%
例题11
如图所示,在20N 的水平拉力F 作用下,重200N 的物体沿水平地面向左做匀速直
线运动,物体与地面间的滑动摩擦力为48N,则滑轮组的机械效率为
,
若物体以0.2m/s 的速度匀速向左运动了1min,绳子自由端移动的距离为
m,该过程中拉力做的功为
J.
第
8
讲
功
和
机
械
效
率
综
合
提
升
143
斜面的机械效率实验和计算
例题12
如图是某学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表:
(1)沿斜面拉动木块时,为使测力计的示数稳定,应尽量使木块做
运动.
(2)比较表中“木块重”和“
”两栏对应的数据,可知斜面是
一种省力的简单机械.
(3)第三次实验即“最陡”时,此次实验把木块拉上去的机械效率是
.
(4)分析第1 次实验即“较缓”时的数据可知,斜面对木块摩擦力为
N.
2023 中考模拟
例题13 (多选)在劳动实践中,某同学想将240kg 的重物搬到距地面高h = 2m 的货车上,
但力气不足,于是同学们想到课上讲的简单机械知识,在水平地面与车厢间用木板
搭了长L = 5m 的斜面,如图所示,该同学用1200N 的力用了2min 将重物匀速推
到车上,g 取10N/kg,下列说法中正确的是( )
A. 该同学所做的有用功为480J
B. 该同学推力做功的功率为50W
C. 此简易斜面装置的机械效率为80%
D. 重物与斜面之间的摩擦力大小为1200N
初
三
物
理
S
班
全
国
版
144
模块3
模块3
机械能
知识讲解
一、探究物体的动能大小和哪些因素有关
第
8
讲
功
和
机
械
效
率
综
合
提
升
145
【实验拓展】
(1)通过观察小球撞击物块移动的距离,判断小球下落到水平面时的动能大小,如图,可以通
过改变物体的下落高度改变小球下落到水平面时的速度。
(2)通过观察铁球撞击橡皮泥的深度,判断小球下落到水平面时的动能大小。
初
三
物
理
S
班
全
国
版
146
(3)通过观察小球撞击物块移动的距离,判断小球下落到水平面时的动能大小,如图,可以通
过改变物体的下落高度改变小球下落到水平面时的速度。
精讲精练
探究物体的动能大小和哪些因素有关
2023 中考模拟
例题14
如图是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,其中
mA = mB < mC,hA = hC > hB.
(1)实验中,探究的动能是指( )
A. 小球在斜面上的动能
B. 小球撞击木块时的动能
C. 小球撞击木块后的动能
D. 木块被小球撞击时的动能
第
8
讲
功
和
机
械
效
率
综
合
提
升
147
(2)实验中,通过观察木块被小球撞击后
来判断小球的动能大小.
(3)甲、丙两次实验,让质量不同的小球从斜面的同一高度滚下,目的是使两球到达
水平面时有相同的
.
(4)对比
两次实验,可以研究物体的动能与速度的关系
(5)甲、乙两次实验中,木块滑行过程中克服摩擦力做功分别为W1 和W2,则W1
W2(选填“>”
“=”或“<”).
(6)本实验中水平面应该是相对
(选填“粗糙”或“光滑”)的.
(7)实验交流过程中,同学们联想到高速公路上的交通标志牌,汽车在行驶过程中,
不允许超过最大限制速度.从物理角度来看,这样做的目的是限制汽车的
.
知识讲解
二、探究重力势能的大小与哪些因素有关
1.【实验操作】
初
三
物
理
S
班
全
国
版
148
【实验拓展】
两球由静止下落陷入沙坑
金属块由静止下落砸向泡沫
精讲精练
探究重力势能的大小与哪些因素有关
2023 中考模拟
例题15
在“探究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中,已知重物A、B、C、D 的底面积
相同,质量关系为mA = mB = mC < mD.四个完全相同的木桩和四个从不同高度处
释放的重物位置如图甲所示,木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示,重物C、D
将木桩打入沙中的深度相同.
第
8
讲
功
和
机
械
效
率
综
合
提
升
149
(1)下表是该同学设计的探究重力势能与物体被释放的高度是否有关的记录表格.
请将表格中①、②的内容填写完整.
①
②
.
(2)让重物自由下落打击在木桩上,通过观察木桩陷入沙中的深度判断
(选填“重物”或“木桩”)的重力势能大小,这种研究方法是
(选
填“控制变量法”或“转换法”).
(3)比较A、B、C 三个重物将木桩打入沙中的深度,可判断重力势能的大小和高度
的关系,得出的结论是
.
(4)结合(3)中的实验结论,通过比较D 和
(选填“A”
“B”或“C”)两
个重物将木桩打入沙中的深度,小明认为重力势能还可能跟质量有关.
知识讲解
三、机械能的定义及理解
1. 机械能的定义:动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。机械能是和物体的机械运动紧密
联系的能量。
2. 机械能大小的影响因素:质量、速度会影响动能,质量、高度会影响重力势能,材料、弹性形变
的程度会影响弹性势能。
3. 机械能守恒:大量研究结果表明,如果只有动能和势能相互转化,尽管动能、势能的大小会变
化,但机械能的总和不变,或者说,机械能是守恒的。
4. 机械能守恒条件:机械能守恒是有条件的,若考虑摩擦阻力等,机械能的总量就会变小,这是
因为机械能转化成了其他形式的能,如落地的乒乓球越跳越低,最后静止在地面上,机械能的
总量在减小。
初
三
物
理
S
班
全
国
版
150
精讲精练
能量变化分析
例题16
如图所示,一金属小球从塑料轨道的E 点由静止滑下,经过D 点,到达最低点C
后,到达左侧最高点A 点.则下列说法中正确的是( )
A. 小球到达A 点后,能沿轨道重新返回到E 点
B. 小球从E 点到A 点过程中,A 点的机械能大于D 点的机械能
C. 小球从E 点到A 点过程中,B 点的机械能大于D 点的机械能
D. 小球从E 点到A 点过程中,机械能在不断减小
2023 中考真题
例题17
小明把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到自己的鼻子附近,稳定后松手,铁锁
向前摆去,若不计空气阻力,则下列说法中错误的是( )
A. 铁锁从开始出发到第一次达到最低点的过程中,动能转化为重力势能
B. 当铁锁摆到左侧最高点的瞬间,绳子断开,铁锁将沿竖直方向下落
C. 铁锁来回摆动过程中,绳子对铁锁的拉力不做功
D. 小明说“它打不着我”,因为铁锁在摆动过程中机械能守恒
第
8
讲
功
和
机
械
效
率
综
合
提
升
151
随堂练习
1 如图所示情境中,人对物体做功的是( )
A. 小车被推动前进
B. 搬而未动
C. 物体停在空中
D. 提着滑板在水平路面上前进
2 (多选)下列关于功和能的说法中正确的是( )
A. 机械做功越快,功率就越大
B. 作用在物体上的某个力越大,这个力对该物体做的功就越多
C. 在平衡力作用下运动的木块,其机械能可能发生变化
D. 在空中竖直自由下落的篮球,其增加的动能是由重力势能转化来的
3 关于功、功率和机械效率,下列说法正确的是( )
A. 物体受力且运动一段距离时,力就对物体做了功
B. 功率大的机械做功一定多
C. 做功快的机械其机械效率一定高
D. 功率大的机械做功一定快
初
三
物
理
S
班
全
国
版
152
4 通过测量滑轮组机械效率的实验,可得出下列各措施中能提高机械效率的是( )
A. 增加提升重物的重力
B. 改用质量小的定滑轮
C. 减少提升高度,减少做功
D. 增加动滑轮,减小拉力
5 如图所示,斜面长s = 3 m,高h = 0.5 m,建筑工人用绳子在5 s 内将重400 N 的物体从其底
端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是120 N(忽略绳子的重力).则下列说法正确的是( )
A. 克服斜面摩擦力所做的功是160 J
B. 拉力的功率是50 W
C. 拉力所做的功是300 J
D. 斜面的机械效率是80%
第
8
讲
功
和
机
械
效
率
综
合
提
升
153
科普阅读
综合题目考察新方向
电梯
电梯与摩天大楼是哪一个先问世的?如果你认为是后者,那就错了.事实上,正是电
梯的发明引起了建筑师们的注意,从而想到利用电梯可使人们自由地出入高楼的每一层,
免于爬楼之苦.因此他们认为,建造摩天大楼是可行的.据报道,安装在我国上海中心大
厦的“火箭”电梯,其攀升速度创造了20.5m/s 的世界纪录,从1 楼到118 楼只需短短55s.
电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等.
如图甲所示,是某种升降电梯工作原理图.电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉
力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与配重的运动方向始终相反.电动机通过切换
转轴的转动方向,使轿厢升降自如.
(1)电梯在匀速上升过程中,轿厢的动能
,配重的重力势能
(选
填“增大”
“减小”或“不变”).
(2)上海中心大厦内的电梯是目前世界上最快的电梯之一,在载重一定的情况下,下列最
能体现该电梯运行特点的是( )
A. 安全可靠
B. 做功多
C. 机械效率高
D. 功率大
【答案】
(1) 不变
减小
(2) D
11230919583603