第九章机械与人

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1、 初中物理第一轮复习 第九章机械与人 基本内容分回顾 科技是第一生产力 本章内容就是对这句话的科学诠释 通过对考点的学习 学会使用简单机械改变力的大小和方向 结合实例认识功的概念 知道做功的过程就是能量转化或转移的过程 知道机械功的概念和功率的概念 能用生活和生产中的实例解释机械功的含义 理解机械效率 了解机械使用的历史发展过程 认识机械的使用对社会发展的作用 能用实例说明物体的动能和势能及它们的转化 1 在力的作用下 能够绕转动的硬棒 可以是弯曲的 叫做杠杆 这个固定点叫 的力叫动力 的力叫阻力 从支点到动力的作用线的垂直距离叫做 从支点到阻力的作用线的垂直距离叫做 杠杆的概念和要素 2 杠

2、杆的平衡条是 用公式可表示为 动力臂L1是阻力臂L2的几倍 动力F1 就是阻力F2的 杠杆的平衡条件 3 杠杆可分为三类 1 省力杠杆 动力臂阻力臂 动力阻力 这种杠杆 省了 费了 2 费力杠杆 动力臂阻力臂 动力阻力 这种杠杆 费了 省了 3 等臂杠杆 动力臂阻力臂 动力阻力 这种杠杆 既不省力也不费力 杠杆的分类 4 滑轮组 定滑轮实质上是杠杆 使用定滑轮不省 但能改变 2 动滑轮实质上是个动力臂是阻力臂倍的杠杆 使用动滑轮能省 但不能改变 3 使用滑轮组既可以省力 又可以改变动力的方向 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 即F G n 4 奇动偶定原理 使

3、用滑轮组时 直接承担重物的绳子段数为n 若n为偶数时 则绳子的固定端挂在滑轮上 若n为奇数时 则绳子的固定端挂在滑轮上 滑轮的实质和作用 5 一个力作用在物体上 使物体在上通过一段 这个力就对物体做了功 功的计算公式 式中F表示作用物体上的力 S表示物体在力的方向上通过的距离 W表示力对物体做的功 功的国际单位是 用符号表示 1J N m 功的概念机单位 6 机械效率是跟的比值 用字母表示 机械效率的公式是 机械效率概念 公式 7 单位时间里完成的叫做功率 用符号表示 功率是表示物体的物理量 计算功率的公式是 功率的国际单位是 用符号表示 1W 1J S 功率的概念 公式 单位 8 如果一个物

4、体 我们就说这个物体具有能量 例如 能量的概念 9 物体由于而具有的能叫做动能 物体由于或而具有的能叫做势能 动能和势能统称为 动能 势能 机械能的概念 10 物体的动能与和有关 物体的重力势能与和有关 动能 势能的有关因素 11 杠杆的概念运用了法 研究动能的大小跟那些因素有关用到了法 本章应用的主要方法 答案 重点难点突破 例1 一个杆秤 如果秤砣生锈增重后 则它称得质量与被称物体的实际质量相比将 A 变小B 变大C 相等D 无法判断 解析 根据杠杆的平衡条件G物L物 G砣L砣 G物 L物不变 G砣变大 L砣变小 因此对应的示数会变小 即称得质量比实际质量变小 拓展 如果秤砣磨损了呢 杠杆

5、平衡条件的应用 例2 画出使杠杆AB在图所示位置静止时所用最小力F的作用点和方向 解析 作用在A点最小力 作用在B点最小力 哪个力更小 要使杠杆平衡 求作最小力 应作用在哪一点 方法 在杠杆上找出离支点最远的点作为作用点 支点和作用点的连线作为力臂最长 拓展 1 如图所示 曲杆AOBC自重不计 O为支点 AO 60cm OB 40cm BC 30cm 要使曲杆在图示位置平衡 请作出最小的力F的示意图及其力臂L 2 如图所示 唐师傅想用最省力的方法把一个油桶推上台阶 请你在图中画出这个力的示意图 3 如图所示 一只圆柱形油桶 高80cm 底部直径为60cm 盛满油以后总重为3000N 要想使底部

6、D稍稍离开地面 在B点要加的最小力为多大 同时请作出最小的力F的示意图及其力臂L 杠杆最省力的方法及作图 例3 重为400N的物体 用如下图所示的滑轮组在F 25N作用下 物体以0 8m s的速度匀速前进 已知滑轮组的机械效率为80 求 l 物体受到的摩擦力 2 F的功率 解析 根据上题的分析思路 可知应用公式 在公式中还有一个较易搞错的量 n 即连接在动滑轮上的绳子股数 这题中n应取4 第2小题F的功率在已知F的情况下 常可用P F v应特别注意的是题中的0 8m s不是拉力F移动速度 事实上根据拉力移动距离和物体移动距离的关系 可得vF 4v物 解 1 得f F 4 s s 25N 4 8

7、0 80N 2 由题意可知vF 4 v物 4 0 8m s 3 2m s则P F vF 25N 3 2m s 80W 拓展 如果物重增大 物体受到的摩擦力 F的功率 此滑轮组的机械效率如何变化呢 滑轮组机械效率的综合计算 例4 一台拖拉机耕地时 在25min内匀速前进3000m 如果拖拉机发动机的功率是2 94 104kw 这台拖拉机耕地时的速度多大 牵引力多大 受到的阻力多大 解析 因为拖拉机耕地时匀速前进 所以它受到的阻力就等于牵引力 拖拉机耕地时的速度为 拖拉机的功率为 拖拉机的牵引力为 拖拉机受到的阻力为 f F 1 47 107N 拓展 拖拉机耕地时为什么一般走得很慢 功率与力 速度

8、关系的应用 能力训练与检测 一 填空题1 杠杆平衡是杠杆或者 杠杆平衡的概念 2 作用在杠杆上的动力是阻力的1 10 要使杠杆作匀速转动 其动力臂与阻力臂之比是 杠杆平衡条件的应用 3 如图所示 若使F1 F2 5 要使阻力作用点升高10cm 则动力作用点要下降cm 杠杆的应用 4 如图所示 ab为一轻质杠杆 ao bo 2 弹簧测力计的读数为6N 则甲的重力为N 杠杆的应用 5 如图所示 重物G重40N 若不计摩擦 匀速提起重物所用拉力为22N 则动滑轮的重力是N 钩子1受到绳子的拉力为N 钩子2受到重物G的拉力为N 滑轮的应用 滑轮组的应用 6 如图所示 木块在桌面上匀速滑动 拉力F为2N

9、 木块所受摩擦力为N 滑轮的计算 7 某人用杠杆来提升重200N的重物 当他将杠杆一端压下l00cm时 重物被举高20cm 不考虑杠杆自身质量及摩擦等因素 此人做功J 压下杠杆的力是N 若实际过程中 人压杠杆一端的力是50N 则杠杆使用过程中的机械效率是 杠杆的机械效率的计算 8 某机械在使用时机械效率为75 则这机械使用时W有 W额外 额外功占总功的 机械效率的概念 9 流动的水 举高的重锤以及压缩的弹簧能够 我们就说它们具有 能的概念 10 小李与小张体重相同 小李沿楼梯从一楼走到八楼 小张乘电梯从一楼到八楼 小李的重力势能应该小张的重力势能 选填 大于 小于 或 等于 重力势能的有关因素

10、 11 在空中运动的排球 此时该球既有能又有能 和统称为机械能 机械能的概念 二 选择题1 关于力臂 下列说法中正确的是 A 力臂是支点到力的作用点的距离B 杠杆的长度一定等于动力臂和阻力臂之和C 力臂一定在杠杆上D 有力作用在杠杆上 但力臂可能为零 力臂的概念 2 如下图是开汽水瓶盖工具的受力示意图 其中正确的是 杠杆示意图 杠杆示意图 3 两个大小不等的实心铁球挂在杠杆的两端 杠杆平衡 若把它们同时浸没在煤油中 则杠杆将 杠杆的重力不计 A 不平衡 将向大球倾斜B 不平衡 将向小球倾斜C 仍然平衡D 无法判断 杠杆与浮力的综合应用 4 在均匀铁条的中点O处用线将其悬挂起来 铁条水平平衡 如

11、下图 a 所示 若将OB弯折 如图 b 所示 则铁条将 A A端下降 C端上升 B A端上升 C端下降C 仍然平衡D 无法判断 杠杆的平衡条件 5 下图所示的四种情况中 阻力F2都相等 动力F1作用的方向不同 其中最省力的是图 杠杆平衡条件的应用 6 某人将一根木棒的一端抬起 另一端搁在地上 在抬起的过程中 棒竖直时除外 所用的力始终竖直向上 则用力的大小 A 保持不变B 逐渐增大C 逐渐减小D 先减小后增大 杠杆平衡条件的应用 7 使用下图所示的装置匀速提起重物G所用的拉力中 力 A F1最大B F2最大C F3最大D 一样大 定滑轮的实质 8 使用滑轮组可以 A 省力又省距离B 可以省力

12、但不能改变力的方向C 既可省力又可改变力的方向D 费了力但可以省距离 滑轮组的作用 9 如图所示甲 乙两个装置 已知A在地面上滑动时所受的摩擦力为40N 不考虑绳与滑轮的摩擦 要使A向右匀速滑动 拉力F甲与F乙的大小分别为 A 40N 20NB 20N 40NC 40N 40ND 20N 20N 滑轮的作用 10 利用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组提起重600N的物体 最小的拉力是 不计动滑轮重力及摩擦 A 600NB 300NC 200ND 100N 滑轮组的应用 11 人肩扛100N的重物 在下列情况下 他对物体做功的是 A 人站在原地不动B 沿水平路面匀速前进10mC 沿缓坡匀速前进

13、了lmD 上述三种情况下都做了功 功的概念 12 起重机吊起质量为200kg的重物匀速升高5m后又匀速水平移动了5m 则在这整个过程中 起重机做功 A 1000JB 2000JC 9800JD 19600J 功的计算 13 在体育课上推铅球比赛中 甲把铅球推出7m 乙将铅球推出6m 则 A 甲做功一定比乙大B 甲做功一定比乙小C 甲 乙做功可能相等D 以上说法都不正确 功的两要素 14 下列说法中不正确的是 A 相同时间内做功越多 功率越大B 功率大的机械做功一定较快C 机械效率越大 功率也越大D 做功相等时 功率大的所用时间少 功 功率 机械效率的关系 15 两人作爬杆比赛 已知两人体G甲

14、G乙 5 6 甲用了9s爬到顶 乙用了10s爬到顶 则甲 乙两人爬杆时功率比是 A 4 3B 3 4C 27 25D 25 27 功率的比例 16 功率相同的两辆汽车 在匀速通过1Okm和15km时 分别用了lmin和2min 则两车在行驶时受到的阻力之比是 A 3 4B 4 3C 2 3D 3 2 功率的计算 17 两台机器分别完成W1和W2的功时 已知W1 W2 3 4 机械效率 l 2 4 5 则两台机器为完成各自的功而实际做功之比是 A 3 5B 5 3C 15 16D 16 15 机械效率的计算 18 下列物体中不具有动能的是 A 流动的河水B 被拦河坝挡住的水C 正在下降的飞机D

15、在平直的公路上行驶着的汽车 动能的条件 19 建三峡水电站 先修建较长较高的拦水坝 这是因为 A 增大上游水的动能 可转化为较大的势能发电B 增大上游水的势能 可转化为较大的动能发电C 利用功的原理D 以上说法都有错误 机械能的应用 20 关于功和能 下列各种说法中正确的是 A 高度大的物体势能一定大B 速度大的物体动能一定大C 物体具有做功的本领 就说它具有能D 物体运动时的机械能一定比它静止时大 能的概念 三 实验探究某学生在做 测定滑轮组机械效率 实验时 记录情况如下表格 1 在表格内填入机械效率的计算式及计算结果 2 在下图中画出实验时细线的缠绕方式 3 若改用二个动滑轮二个定滑轮来提

16、升原来的重物 则弹簧秤上示数将 填变大 变小 不变 下同 此时滑轮组机械效率将 其原因 4 本实验中若没有刻度尺测高度及绳自由端移动距离 则滑轮组机械效率应按 来计算 滑轮组的机械效率的实验探究 四 综合应用1 一根扁担长1 4m 前后两筐内分别装有300N和400N的货物 问 人肩挑处离前筐多远才能平衡 不计扁担及筐的质量 杠杆平衡条件的应用 2 有一块离河面高2m的水田 面积为4500m2 需灌水10cm深 若用抽水功率为3kw的水泵抽水 共需多少时间 若水泵机组的机械效率为75 则与其配套的电动机功率至少是多大 不计水田渗水的因素 g 10N kg 机械效率的应用 3 用下图所示滑轮组 在0 5min内将900N的重物G匀速提升50cm 这时绳自由端的拉力F为300N 若不计拉绳质量及滑轮摩擦的条件下 求 l 滑轮组的机械效率是大 2 F拉力的功率是多大 3 每个滑轮质量相等 则每个滑轮的重力是多大 滑轮组的有关计算 答案 附答案 基本知识回顾1 固定点支点使物体转动的力阻碍物体转动的力动力臂阻力臂2 动力X动力臂 阻力X阻力臂F1xL1 F2xL2几分之一3 1 大于小于力距离