初三物理月考重难点:机械能与杠杆易错题型思路梳理(二)(求跳绳时的功率、力臂)

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初三物理月考重难点:机械能与杠杆易错题型思路梳理(二)(求跳绳时的功率、力臂)
根据教学进度,初三物理第一次月考,简单机械中的测功率问题是必考的一个知识点,题目大同小异,掌握好其测量原理即可。
例题1:(2025秋•锡山区校级月考)小李同学想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率(不计绳重);

(1)实验需要测量的物理量:

①用_______ (填测量器材)测量自己的质量m;

②测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度);

③用_______ (填测量器材)记录跳n次绳所用的 ________ (填物理量与其对应字母);

(2)跳绳时平均功率表达式P= ____________________ ;

(3)为计算方便,若设小李的质量m=50kg,他跳绳时的重心高度随时间变化的情况如图所示,根据所给条件可估算出他每跳一次克服重力所做的功是 _______ J,在1min内克服重力做功的平均功率为 _______ W;(g取10N/kg)

(4)小李想和吴哥比较跳绳的平均功率(假设两人跳起的平均高度相同),则 _____ 。

A.频率相同,体重大的功率大

B.频率相同,跳的时间长的功率大

C.体重相同,频率高的功率小

D.体重相同,跳的时间长的功率大

初三物理月考重难点:机械能与杠杆易错题型思路梳理(二)(求跳绳时的功率、力臂)-第1张图片-四季读书网

思路点拨:

解答此类问题需要用到W=GH,P=W/t两个基本公式。

解答:

第三步,用秒表记录跳n次所用的时间t;

第四步,计算出自己所受的重力是:G=mg;则每次克服重力所做的功W=Gh=mgh,跳n次所做的总功W总=nmgh,

则平均功率P=W/t=nmgh/t

第五步,由题意知:

该同学的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N;

跳一次所用时间为跳起落下的时间加上中间停顿的时间,t1=1/3s
所以1min内所跳的次数n=60/t1=180
会根据图像求出一分钟内跳起的次数是解决这条题目的关键。

所以克服重力做功:W=G•nh=500N×180×0.09m=8100J;

1min内克服重力做功的平均功率,带入公式即可求出:

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例题2:(2025秋•江阴市校级月考)如图是一个杠杆式简易起吊机,它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向,杠杆OBA可绕O点转动,重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是(  )
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A.l1   B.l2    C.l3    D.l4

思路点拨:这里先要明确力臂的概念,动力臂为支点到动力作用线的距离,据此来继续判断。

详细解答:由图可知,动力为拉动杠杆的力,动力作用在杠杆的B点,动力臂为支点到动力作用线的距离,故l2为动力臂。选B.
这里一定要注意,动力是直接作用的力臂上的那个力,它的方向是沿着绳子拉升的方向的,并不是绕过定滑轮以后的那个方向。
很多同学错误的选A的原因,就是总把力的方向搞错,从定滑轮绕过来的那个F并不是动力真正的方向!反复斟酌一下上面这句黑体字的话。
举一反三:

“1分钟跳绳”是多地体育测试的自选项目之一,小南想估测自己跳绳时的功率(不计绳重),将下列步骤补充完整。

(1)用体重秤测量自己的 ________ ;(填物理量及其符号)

(2)估测自己每次跳起的平均高度h;

(3)用 _______ 测量跳n次绳所用的 ________ ;

(4)小南跳绳的功率P=____________________ 。(用物理量符号表示)

(5)若要比较小南和其他同学跳绳的功率大小,(设跳起的平均高度相同)则 _____ 。

A.跳绳快的功率一定大

B.跳绳的快慢相同时,体重大的功率大

C.体重相同时,跳的个数越多的功率越大

D.体重相同时,跳的时间越长的功率越大

(6)小南要想提高跳绳测试的成绩,请你从物理学角度为他提出一条合理的建议:__________________ 。

参考答案:(1)质量m;秒表;时间t;(4)nmgh/t;(5)B;(6)降低跳起高度、减肥减轻体重。

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