北京市2010-2011学年初中物理重点难题突破第四讲（有答案）
文档属性
| 名称 | 北京市2010-2011学年初中物理重点难题突破第四讲（有答案） |
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| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 181.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2011-03-23 19:02:00 | ||
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文档简介
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北京市2010-2011学年初中重点难题突破
专题探究
探究1 杠杆及应用
（1）杠杆
①定义：一根硬棒，在力的作用下如果能够绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。
②杠杆五要素
支点O：杠杆绕着转动的固定点。
动力F1：使杠杆转动的力。
阻力F2：阻碍杠杆转动的力。
动力臂L1：支点到动力作用线的距离。
阻力臂L2：支点到阻力作用线的距离。
(2)应用
杠杆作为最简单的机械的模型，在日常生活和生产中有着非常广泛的应用，很多工具都可以看成是杠杆或由杠杆组成的，主要分为以下三类：
①省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆叫做省力杠杆，杠杆平衡时，其动力小于阻力。省力杠杆省力，但费距离。
②费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆叫做费力杠杆，杠杆平衡时，其动力大于阻力。费力杠杆虽费力，但省距离。
③等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆叫等臂杠杆，杠杆平衡时，动力等于阻力，既不省力也不费力。
探究2 杠杆的平衡条件
(1)杠杆平衡
当有两个力或几个力作用在杠杆上，能使杠杆分别按两个不同方向（比如顺时针或逆时针）转动，若杠杆保持静止不动或匀速转动时，则我们说杠杆平衡。
(2)平衡条件
动力×动力臂=阻力×阻力臂
即F1·l1=F2·l2。
信息提示
解决杠杆问题的关键是认清力臂，力臂是支点到力的作用线的垂直距离；当一个力的力臂最大时，对应的力最小，此时力臂为支点到该力的作用点的距离。
探究3 滑轮和滑轮组
（1）定滑轮
①实质：定滑轮的支点是转动轴，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，因此定滑轮的实质是一个等臂杠杆。
②特点：使用定滑轮不能省力，但可以改变动力的方向。
（2）动滑轮
①实质：动滑轮的支点是那段上端固定的绳子与动滑轮相切的点，动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径，因此动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆。
②特点：使用动滑轮能省一半力，但不能改变动力的方向，且多费一倍距离。
（3）滑轮组
使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，
即F=G/n，此时s=nh。
（n为绳子段数，G为被吊物体重，F为绳子自由端拉力，s为绳子拉过的距离，h为物体上升高度）
探究4 做功的两个必要因素
(1)做功的必要因素
一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，这两个因素缺一不可。
(2)不做功有三种情况
①物体受到了力，但保持静止；
②物体由于惯性运动了距离，但不受力；
③物体受力的方向与运动的方向相互垂直，这个力也不做功。
探究5 功的计算
(1)计算公式
力学中规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积，即
W=F·s。
(2)功的单位
功的单位是焦耳，符号为J，1 J=1 N·m。
(3)计算时注意事项
①分清是哪个力对物体做功，即明确公式中的F；
②公式中的“s”是在力F的方向上通过的距离，必须与“F”对应；
③F、s的单位分别是N、m，得出功的单位才是J。
探究6 机械效率
（1）有用功
使用机械做功时，对人们有用的功叫有用功，用W有用表示。也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功，也等于在理想情况下（即不考虑摩擦和机械本身的重力）人们所做的功，或者是机械对物体做的功。在提升物体时，W有用=G·h。
（2）额外功
使用机械时，对人们没有用但又不得不做的功叫额外功，用W额表示。额外功的来源主要有：a.提升物体时，克服机械自重、容器重、绳重等所做的功；b.克服机械的摩擦所做的功。
（3）总功
定功率 人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，用W总表示。它等于有用功和额外功的总和，即W总=W有用＋W额；或人对机械的动力为F，则W总=F·s。
（4）机械效率
①定义：有用功与总功的比值叫做机械效率。
②公式：η=W有用/W总
医院 由于总是存在额外功，使得W有用＜W总，所以η总是小于1；影响机械效率的主要因素有摩擦和机械自重等。
探究7 功率
（1）定义
单位时间内所做的功叫做功率，用符号“P”表示；功率是表示物体做功快慢的物理量。
（2）公式
P=W/t
其中W是物体所做的功，单位是J；t是做功所用的时间，单位是s。
（3）单位
功率P的国际单位是瓦特，符号是W，1 W=1 J/s；常用单位还有kW，1 kW=103 W。
（4）功率与机械效率的区别
功率和机械效率是两个不同的概念，功率表示物体做功的快慢，即单位时间内所做的功；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的功是有用的。它们之间物理意义不同，也没有直接联系，功率大的机械，机械效率不一定大；机械效率高的机械，功率也不一定大。
探究8 机械能及其转化
（1）能量
一个物体能够做功，就说这个物体具有能。能量是表示物体做功本领大小的物理量，能量的大小可以用能够做功的多少来量度，一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越大。但要注意，一个物体能够做功，并不一定正在做功。
（2）动能
①定义
物体由于运动而具有的能叫做动能。
②影响因素
物体动能的大小与物体的质量和运动的速度有关，物体的质量越大，运动的速度越大，具有的动能就越大。
（3）重力势能
①定义
物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。
②影响因素
重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关，物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大。
（4）弹性势能
①定义
物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
②影响因素
弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关，物体的弹性形变程度越大，具有的弹性势能就越大。
（5）机械能
①定义：动能和势能统称为机械能，机械能是最常见的一种形式的能量。
②影响因素：动能、重力势能和弹性势能的大小。
(6)动能和势能的转化
在一定条件下，动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能。在分析动能和势能相互转化的实例时，首先要明确研究对象是在哪一个过程中，再分析物体质量、运动速度、高度、弹性形变的变化情况，从而确定能的变化和转化情况。
考题导引
考题1
(2006北京，4)如图所示的四种用具中，属于费力杠杆的是（ ）
解析：本题考查的是杠杆在现实中的应用。
图中托盘天平为等臂杠杆中最典型的例子，钢丝钳及修剪树枝的剪刀的把部比较长，刀口比较短，目的就是为了在使用时比较省力；只有镊子为费力杠杆。
答案：B
考题2
(2006上海浦东，4)如图所示，O为杠杆的支点，OA=40 cm，OB=50 cm，B点所挂物体重60 N，要使杠杆在水平位置平衡，则在A点至少加一个竖直向上_____________N的动力，这是一个_______________ (选填“省力”或“费力”)杠杆。
解析：本题是对杠杆平衡条件的考查。根据杠杆的平衡条件得：F·OA=G·OB，即F×40 cm=60 N×50 cm，所以F=75 N，此杠杆为费力杠杆。
答案：75 费力
考题3
(2005广东汕头，17)图中一个站在地面上的人用较小的力通过滑轮组将重物提起来，请画出滑轮组的绕线。
解析：本题考查滑轮组的绕线。本题要求人用较小的力通过滑轮组把重物提起来，部分同学容易理解为用“最小的力”，因此容易出现用三段绳子吊着动滑轮的错误方法，原因是没有注意第二个要求，就是要求人站在地面上，所以拉力方向必须是向下的，因此在绕线时，可以从绳子的自由端开始，向上逐个顺次绕过每个滑轮，最后固定绳子。
答案：如图所示
考题4
(2005湖北宜昌，11)以下事例中，重力做功的是（ ）
A.冰球在水平的冰面上滚动
B.皮划艇在平静水面快速滑行
C.跳水运动员下落
D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动
解析：本题考查做功的必要因素。判断重力对物体是否做功，关键是看物体有没有沿重力方向移动了距离，即在竖直向下的方向上是否运动。
答案：C
考题5
(2005广东广州，5)教学大楼每层楼高为3 m，小明提着一重为50 Ｎ的箱子，沿楼梯从一楼登上三楼，再沿三楼水平走廊走了4 m进入课室，从一楼到课室过程中小明对箱做的总功为（ ）
A.0 J B.300 J C.450 J D.500 J
解析：本题要求计算人对物体所做的总功。小明从一楼到课室有两个过程：第一个过程是从一楼沿楼梯登上三楼，给木箱竖直向上的力F=G=50 N，使木箱在竖直方向上升两层楼的高度h=3 m×2=6 m，在此过程中做功W=Gh=50 N×6 m=300 J；第二个过程沿三楼水平地面进入课室，物体通过的距离是沿水平方向，与竖直方向的力相互垂直，因此不做功。
答案：B
考题6
(2006福建福州，20)某人用如图所示的两种方法分别将同一物体匀速提升相同的高度，不计摩擦和绳重，他所做的有用功W甲____________W乙，两种装置的机械效率η甲_________η乙。(选填“>”“=”或“<”)
解析：本题考查有用功和机械效率的比较。
在使用机械提升重物时，机械对物体所做的功为有用功，且W有用=G·h；人对机械所做的功为总功，其计算公式为W总=F·s。在题中，由于把同一物体(G相同)提升相同的高度(h相同)，因此有用功相等，即W甲=W乙。
由于不计绳重和摩擦，使用甲装置定滑轮时，F=G，s=h，则W甲总=W有用，η甲=1；使用乙装置动滑轮时，F=(G+G动)/2，s=2h，则W乙总=Fs=(G+G动) h，η乙=G/(G+G动)<1；所以η甲>η乙。
答案：= >
考题7
(2006上海浦东，8)如图是中国科学家正在建造的世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”。在组装时，需要用如图所示的滑轮把重为1 000 N的物体匀速提升12 m，则作用在滑轮上的拉力F为____________N，绳子对重物所做的功为________________J。若提升重物所用的时间为1 min，则绳子对重物做功的功率为______________W。
解析：本题考查功及功率的计算。在使用定滑轮提升重物的过程中，F=G=1 000 N，s=h=12 m，所以
W=F·s=1 000 N×12 m=1.2×104 J
又t=60 s，所以
P=W/t=1.2×104 J/60 s=200 W。
答案：1 000 1.2×104 200
考题8-1
(2006江苏宿迁，8)超市的自动扶梯把小明从一楼匀速送到二楼的过程中，小明的（ ）
A．动能减小，势能增大，机械能不变
B．动能增大，势能增大，机械能增大
C．动能不变，势能增大，机械能增大
D．动能不变，势能不变，机械能不变
解析：本题考查机械能及其变化。题中自动扶梯把小明从一楼匀速送到二楼的过程中，小明的质量不变，由于“匀速”，速度不变，则动能大小不变；由于上升过程中，高度在变大，所以小明的重力势能变大，导致机械能也变大；故选择C。
答案：C
考题8-2
(2006福建福州，7)如图所示的情景中，属于物体的弹性势能转化为动能的是（ ）
解析：本题考查能量的转化。不同形式的能量之间可以相互转化，机械能中的动能和势能之间也能相互转化，在能量的转化过程中，肯定是一个增加，另一个减少。A为电动机的示意图，电动机把电能转化机械能；B小孩从滑梯上滑下，屁股感到热，是因为一部分机械能转化为了内能；C抛出去的物体，存在着动能和重力势能的相互转化；D射箭时，弓的弹性势能转化为箭的动能，使箭射出去。
答案：D
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北京市2010-2011学年初中重点难题突破
专题探究
探究1 杠杆及应用
（1）杠杆
①定义：一根硬棒，在力的作用下如果能够绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。
②杠杆五要素
支点O：杠杆绕着转动的固定点。
动力F1：使杠杆转动的力。
阻力F2：阻碍杠杆转动的力。
动力臂L1：支点到动力作用线的距离。
阻力臂L2：支点到阻力作用线的距离。
(2)应用
杠杆作为最简单的机械的模型，在日常生活和生产中有着非常广泛的应用，很多工具都可以看成是杠杆或由杠杆组成的，主要分为以下三类：
①省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆叫做省力杠杆，杠杆平衡时，其动力小于阻力。省力杠杆省力，但费距离。
②费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆叫做费力杠杆，杠杆平衡时，其动力大于阻力。费力杠杆虽费力，但省距离。
③等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆叫等臂杠杆，杠杆平衡时，动力等于阻力，既不省力也不费力。
探究2 杠杆的平衡条件
(1)杠杆平衡
当有两个力或几个力作用在杠杆上，能使杠杆分别按两个不同方向（比如顺时针或逆时针）转动，若杠杆保持静止不动或匀速转动时，则我们说杠杆平衡。
(2)平衡条件
动力×动力臂=阻力×阻力臂
即F1·l1=F2·l2。
信息提示
解决杠杆问题的关键是认清力臂，力臂是支点到力的作用线的垂直距离；当一个力的力臂最大时，对应的力最小，此时力臂为支点到该力的作用点的距离。
探究3 滑轮和滑轮组
（1）定滑轮
①实质：定滑轮的支点是转动轴，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，因此定滑轮的实质是一个等臂杠杆。
②特点：使用定滑轮不能省力，但可以改变动力的方向。
（2）动滑轮
①实质：动滑轮的支点是那段上端固定的绳子与动滑轮相切的点，动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径，因此动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆。
②特点：使用动滑轮能省一半力，但不能改变动力的方向，且多费一倍距离。
（3）滑轮组
使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，
即F=G/n，此时s=nh。
（n为绳子段数，G为被吊物体重，F为绳子自由端拉力，s为绳子拉过的距离，h为物体上升高度）
探究4 做功的两个必要因素
(1)做功的必要因素
一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，这两个因素缺一不可。
(2)不做功有三种情况
①物体受到了力，但保持静止；
②物体由于惯性运动了距离，但不受力；
③物体受力的方向与运动的方向相互垂直，这个力也不做功。
探究5 功的计算
(1)计算公式
力学中规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积，即
W=F·s。
(2)功的单位
功的单位是焦耳，符号为J，1 J=1 N·m。
(3)计算时注意事项
①分清是哪个力对物体做功，即明确公式中的F；
②公式中的“s”是在力F的方向上通过的距离，必须与“F”对应；
③F、s的单位分别是N、m，得出功的单位才是J。
探究6 机械效率
（1）有用功
使用机械做功时，对人们有用的功叫有用功，用W有用表示。也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功，也等于在理想情况下（即不考虑摩擦和机械本身的重力）人们所做的功，或者是机械对物体做的功。在提升物体时，W有用=G·h。
（2）额外功
使用机械时，对人们没有用但又不得不做的功叫额外功，用W额表示。额外功的来源主要有：a.提升物体时，克服机械自重、容器重、绳重等所做的功；b.克服机械的摩擦所做的功。
（3）总功
定功率 人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，用W总表示。它等于有用功和额外功的总和，即W总=W有用＋W额；或人对机械的动力为F，则W总=F·s。
（4）机械效率
①定义：有用功与总功的比值叫做机械效率。
②公式：η=W有用/W总
医院 由于总是存在额外功，使得W有用＜W总，所以η总是小于1；影响机械效率的主要因素有摩擦和机械自重等。
探究7 功率
（1）定义
单位时间内所做的功叫做功率，用符号“P”表示；功率是表示物体做功快慢的物理量。
（2）公式
P=W/t
其中W是物体所做的功，单位是J；t是做功所用的时间，单位是s。
（3）单位
功率P的国际单位是瓦特，符号是W，1 W=1 J/s；常用单位还有kW，1 kW=103 W。
（4）功率与机械效率的区别
功率和机械效率是两个不同的概念，功率表示物体做功的快慢，即单位时间内所做的功；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的功是有用的。它们之间物理意义不同，也没有直接联系，功率大的机械，机械效率不一定大；机械效率高的机械，功率也不一定大。
探究8 机械能及其转化
（1）能量
一个物体能够做功，就说这个物体具有能。能量是表示物体做功本领大小的物理量，能量的大小可以用能够做功的多少来量度，一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越大。但要注意，一个物体能够做功，并不一定正在做功。
（2）动能
①定义
物体由于运动而具有的能叫做动能。
②影响因素
物体动能的大小与物体的质量和运动的速度有关，物体的质量越大，运动的速度越大，具有的动能就越大。
（3）重力势能
①定义
物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。
②影响因素
重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关，物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大。
（4）弹性势能
①定义
物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
②影响因素
弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关，物体的弹性形变程度越大，具有的弹性势能就越大。
（5）机械能
①定义：动能和势能统称为机械能，机械能是最常见的一种形式的能量。
②影响因素：动能、重力势能和弹性势能的大小。
(6)动能和势能的转化
在一定条件下，动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能。在分析动能和势能相互转化的实例时，首先要明确研究对象是在哪一个过程中，再分析物体质量、运动速度、高度、弹性形变的变化情况，从而确定能的变化和转化情况。
考题导引
考题1
(2006北京，4)如图所示的四种用具中，属于费力杠杆的是（ ）
解析：本题考查的是杠杆在现实中的应用。
图中托盘天平为等臂杠杆中最典型的例子，钢丝钳及修剪树枝的剪刀的把部比较长，刀口比较短，目的就是为了在使用时比较省力；只有镊子为费力杠杆。
答案：B
考题2
(2006上海浦东，4)如图所示，O为杠杆的支点，OA=40 cm，OB=50 cm，B点所挂物体重60 N，要使杠杆在水平位置平衡，则在A点至少加一个竖直向上_____________N的动力，这是一个_______________ (选填“省力”或“费力”)杠杆。
解析：本题是对杠杆平衡条件的考查。根据杠杆的平衡条件得：F·OA=G·OB，即F×40 cm=60 N×50 cm，所以F=75 N，此杠杆为费力杠杆。
答案：75 费力
考题3
(2005广东汕头，17)图中一个站在地面上的人用较小的力通过滑轮组将重物提起来，请画出滑轮组的绕线。
解析：本题考查滑轮组的绕线。本题要求人用较小的力通过滑轮组把重物提起来，部分同学容易理解为用“最小的力”，因此容易出现用三段绳子吊着动滑轮的错误方法，原因是没有注意第二个要求，就是要求人站在地面上，所以拉力方向必须是向下的，因此在绕线时，可以从绳子的自由端开始，向上逐个顺次绕过每个滑轮，最后固定绳子。
答案：如图所示
考题4
(2005湖北宜昌，11)以下事例中，重力做功的是（ ）
A.冰球在水平的冰面上滚动
B.皮划艇在平静水面快速滑行
C.跳水运动员下落
D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动
解析：本题考查做功的必要因素。判断重力对物体是否做功，关键是看物体有没有沿重力方向移动了距离，即在竖直向下的方向上是否运动。
答案：C
考题5
(2005广东广州，5)教学大楼每层楼高为3 m，小明提着一重为50 Ｎ的箱子，沿楼梯从一楼登上三楼，再沿三楼水平走廊走了4 m进入课室，从一楼到课室过程中小明对箱做的总功为（ ）
A.0 J B.300 J C.450 J D.500 J
解析：本题要求计算人对物体所做的总功。小明从一楼到课室有两个过程：第一个过程是从一楼沿楼梯登上三楼，给木箱竖直向上的力F=G=50 N，使木箱在竖直方向上升两层楼的高度h=3 m×2=6 m，在此过程中做功W=Gh=50 N×6 m=300 J；第二个过程沿三楼水平地面进入课室，物体通过的距离是沿水平方向，与竖直方向的力相互垂直，因此不做功。
答案：B
考题6
(2006福建福州，20)某人用如图所示的两种方法分别将同一物体匀速提升相同的高度，不计摩擦和绳重，他所做的有用功W甲____________W乙，两种装置的机械效率η甲_________η乙。(选填“>”“=”或“<”)
解析：本题考查有用功和机械效率的比较。
在使用机械提升重物时，机械对物体所做的功为有用功，且W有用=G·h；人对机械所做的功为总功，其计算公式为W总=F·s。在题中，由于把同一物体(G相同)提升相同的高度(h相同)，因此有用功相等，即W甲=W乙。
由于不计绳重和摩擦，使用甲装置定滑轮时，F=G，s=h，则W甲总=W有用，η甲=1；使用乙装置动滑轮时，F=(G+G动)/2，s=2h，则W乙总=Fs=(G+G动) h，η乙=G/(G+G动)<1；所以η甲>η乙。
答案：= >
考题7
(2006上海浦东，8)如图是中国科学家正在建造的世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”。在组装时，需要用如图所示的滑轮把重为1 000 N的物体匀速提升12 m，则作用在滑轮上的拉力F为____________N，绳子对重物所做的功为________________J。若提升重物所用的时间为1 min，则绳子对重物做功的功率为______________W。
解析：本题考查功及功率的计算。在使用定滑轮提升重物的过程中，F=G=1 000 N，s=h=12 m，所以
W=F·s=1 000 N×12 m=1.2×104 J
又t=60 s，所以
P=W/t=1.2×104 J/60 s=200 W。
答案：1 000 1.2×104 200
考题8-1
(2006江苏宿迁，8)超市的自动扶梯把小明从一楼匀速送到二楼的过程中，小明的（ ）
A．动能减小，势能增大，机械能不变
B．动能增大，势能增大，机械能增大
C．动能不变，势能增大，机械能增大
D．动能不变，势能不变，机械能不变
解析：本题考查机械能及其变化。题中自动扶梯把小明从一楼匀速送到二楼的过程中，小明的质量不变，由于“匀速”，速度不变，则动能大小不变；由于上升过程中，高度在变大，所以小明的重力势能变大，导致机械能也变大；故选择C。
答案：C
考题8-2
(2006福建福州，7)如图所示的情景中，属于物体的弹性势能转化为动能的是（ ）
解析：本题考查能量的转化。不同形式的能量之间可以相互转化，机械能中的动能和势能之间也能相互转化，在能量的转化过程中，肯定是一个增加，另一个减少。A为电动机的示意图，电动机把电能转化机械能；B小孩从滑梯上滑下，屁股感到热，是因为一部分机械能转化为了内能；C抛出去的物体，存在着动能和重力势能的相互转化；D射箭时，弓的弹性势能转化为箭的动能，使箭射出去。
答案：D
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