课件26张PPT。中考总复习以杠杆为背景的
力学计算专题 在河北省理综考试中,力学计算题是必考的题型,一般分值为6~7分。
专题阐述 力学计算题考查内容主要包括速度、密度、压强、浮力、功、功率和机械效率等公式及物体平衡和杠杆平衡条件的应用 这类计算题一般是以杠杆或滑轮为背景来设计,题目设置为3问,由易到难层层递进。
我们就从最简单的知识点进行练习,逐步深入到2015年的中考力学大题,来总结我们学过的一些力学的公式及知识点水平地面上有一边长为10cm的正方体物块,其密度为ρ =9X103Kg/m3。(g=10N/Kg)
知识点回顾L=10cm=0.1mSV=L2=(0.1m)2=10-2m2=L3=(0.1m)3=10-3m3m= ρV= 9X103Kg/m3x10-3m3=9kgG= mg= 9kgx10N/kg=90N=90N/10-2m2 =9X103Pa=G/S=F/Sp水平地面上有一边长为10cm的正方体物块,其密度为ρ物=9X103Kg/m3。
(G=90N)知识点回顾若将该物块放入水中 = ρ水gV排 =103kg/m3x10N/kgx10-3m3平衡力知识:= 10N= G- F浮= 90N- 10N= 80NF浮F支相互作用力:F压=F支= 80N
(3)小明用力推物块,5s内使物块匀速向前运动了10m,已知物块受到的摩擦阻力是物重的0.2倍。水平地面上有一边长为10cm的正方体物块,其密度为ρ物 =9X103Kg/m3。 (g=10N/Kg) (G=90N)知识点回顾解: =F推SP= F推v=0.2G=0.2x90N=18N f =S/t由平衡力知识可知:=10m/5s=2m/svF推=WP=W/t=18Nx2m/s= 36w=180J=18Nx10m=36w=180J/5sF1(4)小红利用如图所示的轻质杠杆来提升该物块,已知:AB=2OB,要使物块对水平地面的压强刚好为0,求小红所用的最小提力,画出这个力的示意图并计算其大小。解:由杠杆平衡条件得:
F1L1=GL2水平地面上有一边长为10cm的正方体物块,其密度为ρ =9X103Kg/m3。(G=90N)OAB知识点回顾F1=GL2/L1=90NX1/3=30NF1’=52N(5)小华用如图所示的力F1 ’提升物块,已知F1 ’ =52N,请做出F1 ’的力臂,并求出此时物块对水平地面的压强。水平地面上有一边长为10cm的正方体物块,其密度为ρ物 =9X103Kg/m3。(G=90N; AB=2OB)OAB知识点回顾F1’=52NOAB解:由杠杆平衡条件可知:
F1 ’ L1’=F拉L2由相互作用力及平衡力知识:
F压=F支p=F压/SF拉= F1 ’ L1’/L2=52NX3/2=78N=G-F拉=90N-78N=12N=1.2X103Pa=12N/(0.1m)2 受力分析是解决力学计算题的基础,根据平衡力知识,会列力学平衡方程。常涉及到的知识有摩擦力、压强公式、浮力公式及公式的变形等进行考察。这部分知识考察内容较多,综合度较大,是学生做题时的难点。(2015年河北省中考37题)如图所示,将边长为10cm的正方体合金块,用细绳挂在轻质杠杆的A点处,在B点施加力F1=30N时,杠杆在水平位置平衡,合金块对水平地面的压强恰好为0。撤去F1,在B点施加力F2时,合金块对地面的压强为1.2×103Pa,(OB=3OA,g取10N/kg)?
(1)画出F2的力臂。
(2)求合金块的质量。?
(3)求F2的大小。练习1:力学计算常用公式: 密度公式:ρ =m/V 速度公式:v=s/t重力公式:G= ρgV压强公式: p=F/S 浮力公式:F= ρ液gv排杠杆平衡:F1/F2=L2/L1 功的计算:W=FS功率计算:P=W/t P=FV解计算题的思维方法解力学计算题要结合已知条件,和图像中所给的已知信息,可从待求量逐步推向已知量以公式为基础进行求解,也是解决力学计算题的方法之一。例1:如图所示,用轻质薄木板AB做成杠杆,O为支点,OA=OB=1m,地面上一质量为1.5kg,边长为0.1m的实心正方体物块M用一不可伸长的细线系于OB的中点C,此时AB静止于水平位置,细线刚好被拉直。现将重为5N的小物块P放在O点的正上方的板上,力F的大小以及物体A的运动速度大小V随时间的变化图像如图乙所示。(g=10N/kg) (1)物体M的密度668t3例1:如图所示,用轻质薄木板AB做成杠杆,O为支点,OA=OB=1m,地面上一质量为1.5kg,边长为0.1m的实心正方体物块M用一不可伸长的细线系于OB的中点C,此时AB静止于水平位置,细线刚好被拉直。现将重为5N的小物块P放在O点的正上方的板上,力F的大小以及物体A的运动速度大小V随时间的变化图像如图甲、乙所示。(g取10N/kg) (1)物体M的密度解: V=(0.1m)3=10-3m3
密度公式:
ρ =m/v =1.5kg/10-3m3=1.5x103kg/m368t3甲乙例1:如图所示,用轻质薄木板AB做成杠杆,O为支点,OA=OB=1m,地面上一质量为1.5kg,边长为0.1m的实心正方体物块M用一不可伸长的细线系于OB的中点C,此时AB静止于水平位置,细线刚好被拉直。现将重为5N的小物块P放在O点的正上方的板上,力F的大小以及物体A的运动速度大小V随时间的变化图像如图甲、乙所示。(g取10N/kg) (1)物体M的密度(2)当t=7s时,小物块P所受摩擦力的大小 N,和方向 。3水平向右68t3提示:图像中有已知信息甲乙例1:如图所示,用轻质薄木板AB做成杠杆,O为支点,OA=OB=1m,地面上一质量为1.5kg,边长为0.1m的实心正方体物块M用一不可伸长的细线系于OB的中点C,此时AB静止于水平位置,细线刚好被拉直。现将重为5N的小物块P放在O点的正上方的板上,力F的大小以及物体A的运动速度大小V随时间的变化图像如图甲、乙所示。(g取10N/kg) (3)若t2=8s时物块P距O点的距离为0.2 m,当物块P移动到t3时刻时,物块M对地面的压强为700Pa,求t2到t3时间段内推力F所做的功L2L168t3乙P MF支F拉GM解:由压强公式p=F/S得
F压=ps=700Pax0.01m2=7N受力分析:F支=F压=7N
由平衡力知识得
F拉=mMg-F支
=1.5kgx10N/kg-7N=8N MGMF支F拉由杠杆平衡条件得:
F拉/GP=L2/L1
L2=(F拉/GP)XL1
=(8N/5N)X0.5m=0.8mL2L1由图像得 t2-t3时间段F=3N
S=L2-0.2m =0.8m-0.2m=0.6m
W=FS=3NX0.6m=1.8J68t3甲乙P 力学中的两大平衡物体平衡杠杆平衡受力分析杠杆平衡条件例2:小明的体重为500N,双脚与地面的接触面积为400cm2,一轻质直杆AB架在竖直杆OD上,如图所示。已知AO=2m,OB=1m,匀速提升水中正方体重物,重物上升的速度始终保持0.1m/s,重物被提出水面的过程(水面高度不变)A端绳的拉力与时间FA-t的图像如图2所示(g=10N/kg)2、0-5sFA提升物重的功率1、请画出开始提升重物时拉力FB的力臂L1L1解:由图像得 0-5s FA=160N
由功率公式
PA=FAV=160NX0.1m/s=16W例2:小明的体重为500N,双脚与地面的接触面积为400cm2,一轻质直杆AB架在竖直杆OD上,如图所示。已知AO=2m,OB=1m,匀速提升水中正方体重物,重物上升的速度始终保持0.1m/s,重物被提出水面的过程中(水面高度不变) A端绳的拉力与时间FA-t的图像如图2所示(g=10N/kg)2、0--5s FA提升物重的功率1、请画出开始提升重物时拉力FB的力臂提示:图像中有已知信息GF浮FA3、物体A的重力3、物体A的重力由图像可知:由浮力公式得: F浮= ρ水gV排 L=VΔt=0.1m/sx(7s-5s)=0.2m=103kg/m3x10N/kgx(0.2m)3=80N受力分析:由平衡力知识可知GF浮FAG=F浮+FA=80N+160N=240N例2:小明的体重为600N,双脚与地面的接触面积为400cm2,一轻质直杆AB架在竖直杆OD上,如图所示。已知AO=2m,OB=1m,匀速提升水中正方体重物,重物上升的速度始终保持0.1m/s,重物被提出水面的过程中(水面高度不变) A端绳的拉力与时间FA-t的图像如图2所示(g=10N/kg)2、0-5sFA提升物重的功率3、物体A的重力(240N)4、当物体完全拉出水面时,小明对地的压强。1、请画出开始提升重物时拉力FB的力臂L1L2GF支F拉4、当物体完全拉出水面时,小明对地面的压强。先在图中画出完全出水时
动力臂和阻力臂L1L2由杠杆平衡条件得:FB/G=L2/L1=OA/OB=2/1FB=GL2/L1=240NX(2/1)=480N对小明进行受力分析:GF支F拉F压=F支=G小明-F拉=600N-480N=120N由压强公式:P=F压/S=120N/400m2=3000Pa计算题的一般解题步骤第一步:认真审题。明确现象和过程,确定给出的条件和题中隐含的条件,图像中包含有已知信息。第二步:找关系。也就是针对题目中的内容确定解决问题的方向第三步:受力分析是关键,从待求物理量逐步推导向已知量,或从已知量正向分析推导向待求量;通过分析,明确和已知量相关联的计算公式。第四步:代入数据求解。把所用到的已知物理量的单位统一后,代入公式,正确计算。小明做俯卧撑时(如图23所示),可将其视为一个杠杆,重心在O点。他将身体撑起时,地面对两脚尖的支持力为250N,两脚尖与地面的接触面积为60cm2,双手与地面的接触面积为300cm2。
⑴画出以B为支点时重力的力臂L。
⑵如果小明的两脚尖对地面的压强与双手对地面的压强之比为5∶2,地面对双手的支持力为多少?
⑶小明在1min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离都为0.36m,则他1min内克服重力所做的功为多少?练习2: