专题04 机械和功、能--2021年上海市中考母题题源解密(原卷版和解析版)
【内容简介】母题揭秘以下内容:1、真题分析;2、知识点全面梳理;3、中考模拟题巩固 【母题来源1】(2020•上海中考真题)物体在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动,10 秒内前进了20米。求此过程中拉力所做的功W和功率P。【答案】200J,20W【解析】拉力所做的功为W=Fs= 10牛×20米= 200焦功率为 【母题来源2】(2018•上海中考真题)如图所示,O为杠杆的支点,A点挂一重物,为使杠杆在水平位置平衡,若在B点施加一个力并使该力最小,该力应沿( ) A.BM方向B.BN方向C.BP方向D.BQ方向【答案】A由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力和阻力臂都一定的情况下,动力臂越长则动力越小。所以要判断哪个动力最小,就看哪个动力对应的动力臂最长。支点与动力作用点之间的连线就是最长的动力臂,与这条动力臂垂直的力即为最小动力。【解析】由图可知,O为支点,A点挂一重物,阻力方向向下,为使杠杆在水平位置平衡,在B点施加一个力,则动力F与杠杆垂直且方向向上,要使该力最小,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力和阻力臂都一定的情况下,动力臂越长则动力越小;由图可知,BM对应的动力臂最长,所以该力应沿BM方向;故选:A。【母题来源3】(2020•上海中考真题)在“探究二力平衡的条件”实验中,用来测量力的仪器是______;在“探究杠杆平衡的条件”实验中,为便于直接从杠杆上读出力臂的数值,应使杠杆在______位置保持平衡;“测定物质的密度”的实验原理是______;在 “测定小灯泡的电功率”实验中,所选电源电压应______小灯泡的额定电压 (选填“大于”“等于”或“小于”)。【答案】弹簧测力计 水平 大于 【解析】[1]弹簧测力计是用来测量力的仪器。[2]为了在杠杆上直接读出力臂大小,实验时应使杠杆在水平位置平衡。[3]“测定物质的密度”的实验原理是 。[4]测定小灯泡的功率时,串联一个滑动变阻器,根据串联分压的原理,所用电源应大于小灯泡的额定电压。【母题来源4】(2018•上海中考真题)电梯下降时,以地面为参照物,电梯是_____的(选填“运动”或“静止”);下降过程中,其重力势能_____;其惯性_____(选填“增大”或“不变”或变小).【答案】运动 减小 不变 【解析】电梯下降过程中,相对于地面电梯的位置在不断发生变化,所以相对于地面来说电梯是运动的;下降时,质量不变,高度减小,重力势能减小;惯性只与物体的质量有关,故惯性不变.【母题来源5】(2017•上海中考真题)如图(a)、(b)所示,分别用力F1、F2匀速提升重为10牛的物体,图_____中的滑轮可以看作省力杠杆;图(a)中.若不计摩擦和滑轮重力,力F1的大小为_____牛,物体受到合力的大小为_____牛. 【答案】b 10 0 (1)定滑轮的本质是等臂杠杆,不省力,也不省距离;动滑轮的本质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆,可以省一半的力,但是费距离.【解析】(1)a是定滑轮,本质是等臂杠杆;b是动滑轮,本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆;(2)使用定滑轮不省力也不费力,若不计摩擦和滑轮重力,则F1=G=10N;匀速提升物体,则a图中物体受到的重力和拉力是一对平衡力,其合力的大小为0牛. 知识要点:1.杠杆(1)在力的作用下,能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。(2)支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂①杠杆能绕着转动的固定点叫做支点。②使杠杆转动的力叫做动力,阻碍杠杆转动的力叫做阻力。③力臂是支点到力的作用线之间的距离,而不是支点与力的作用点之间的距离。(3)求力臂的步骤辨认杠杆,确定支点,作出动力、阻力的图示,将动力和阻力的图示延长,得动力作用线和阻力作用线,再从支点出发分别向二力的作用线作垂线,便得这两个力的力臂。(4)杠杆平衡的条件动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1L1=F2 L2。(5)杠杆的分类 杠杆种类 特 点 应用实例 省力杠杆 动力臂大于阻力臂,l1>l2 动力小于阻力,Fl<F2 开瓶器 费力杠杆 动力臂小于阻力臂,l1<l2 动力大于阻力,F1>F2 钓鱼杆 等臂杠杆 动力臂等于阻力臂,l1=l2 动力等于阻力,Fl=F2 天平2.滑轮(1)定滑轮的结构和作用工作时轴固定不动的滑轮叫定滑轮,定滑轮的实质是等臂杠杆,不能省力但能改变力的 方向。(2)动滑轮的结构和作用动滑轮的实质是L1=2L2的省力杠杆,能省一半的力但不能改变力的方向。*(3)滑轮组的作用滑轮组既可省力也可改变力的方向。使用滑轮组时,滑轮组用n段绳子拉物体,拉物体所用的力F就是物重的n分之一,即F=G/n,其中n表示拉物体的绳子数。3.机械功(l)概念:功是作用于物体的力和物体在力的方向上移动的距离的乘积。(2)单位:焦耳,简称焦,符号是J。(3)公式:功=力×距离,即W=FS。(4)力没有做功的三种情况①物体受到力的作用,但没有移动距离,这个力对物体没有做功。例如人用力推一个笨重的物体而没有推动。一个人举着一个物体不动,力都没有对物体做功。②物体不受外力,由于惯性做匀速直线运动。物体虽然通过了一段距离,但物体没有受到力的作用,这种情况也没有做功。③物体通过的距离跟它受到的力的方向垂直,这种情况中虽然有力的作用,物体也通过了一段距离,但这个距离不是在力的方向上的距离,这个力也没有做功。例如人在水平面上推车前进,重力的方向竖直向下,车虽然通过了距离,但在重力方向上没有通过距离,因而重力没对车做功。(5)功与能的关系 如果一个物体能够做功,则这个物体就具有能。正在做功的物体一定具有能。4.功率(1)概念:功率是用来描述物体做功快慢的物理量。(2)单位:瓦特,简称瓦,符号是W。(3) 公式 P=W/t P=FV机器的功率是指机器对外做功时输出的功率,每台机器都有各自最大限度的输出功率,对于需确定功率的机器,由P=Fv,可知牵引力跟速度成反比。5.能能的定义:能对外做功的物体具有能量。能的形式有:机械能、光能、电能、热能、化学能、生物能等。6.机械能(1)动能 动能是物体由于运动而具有的能。动能的大小与物体的质量及物体运动的速度有关。质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。(2)势能 ①重力势能 物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。势能的大小与物体的质量及物体所处的高度有关。质量相同的物体,所处的高度越高,它的重力势能越大;所处高度相同的物体,质量越大,它的重力势能也越大。
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