資源簡介

機械與人復習
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知識點1 杠桿的平衡
課標要求
例1．在探究“杠桿的平衡條件”實驗中，所用的實驗器材有杠桿、支架、刻度尺、細線、質(zhì)量相同的鉤碼若干。
（1）將杠桿裝在支架上，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，如果將杠桿右側(cè)的平衡螺母向左調(diào)到頭了，杠桿右端仍下沉，此時應(yīng)將杠桿左側(cè)的平衡螺母向 調(diào)，直到杠桿在水平位置平衡為止。
（2）某同學進行正確的實驗操作后，得到的數(shù)據(jù)為F1=6N、L1=20cm、
F2=4N和L2=30cm。該同學根據(jù)這些數(shù)據(jù)能否得出探究結(jié)論？ 。理由是：
（3）使杠桿在傾斜一定角度的位置做實驗，也能得出杠桿平衡條件。這種實驗方案與杠桿在水平位置做實驗的方案相比較，你認為哪種實驗方案好并說明理由： 。
（4）如圖1所示，杠桿在水平位置平衡。如果在兩側(cè)鉤碼下再各掛一個相同的鉤碼，則杠桿 端將下沉。
例2．如圖所示，使用中屬于費力杠桿的工具是（ ）
例3.下列說法中正確的是（ ）
A．機械效率越高，機械做功一定越快
B．做功越多的機械，機械效率一定越高
C．功率越大的機械做功一定越多
D．做功越快的機械，功率一定越大
例4．用如圖3所示的滑輪將重3N的物體勻速提升10cm，如果動滑輪的重為1N，則下列說法正確的是（ ）
A．拉力F=2N B．拉力F=1．5N
C．繩子向上移動的距離為10cm D．繩子向上移動的距離為5cm
例5．以下事例中，重力做功的是（ ）
A．冰球在水平的冰面上滾動 B．皮劃艇在平靜水面快速滑行
C．跳水運動員下落 D．舉重運動員把杠鈴舉起停在空中靜止不動
例6．在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行了兩次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表所示。
序號 鉤碼重G/N 鉤碼上升的高度h/cm 彈簧測力計 的示數(shù)F/N 彈簧測力計移動的距離S/cm
1 2 5 0.6 25
2 4 8 1．1
（1）在表格的空格處，填上合適的數(shù)據(jù)。
（2）在圖中4用筆畫線代替細繩組裝滑輪組。
（3）第1次實驗測得滑輪組的機械效率為 。
（4）如果將重為3N的鉤碼掛在同一滑輪組下，根據(jù)題中已有的信息可以判斷出這時滑輪組的機械效率應(yīng)在 范圍內(nèi)。
例7．上海自主研發(fā)了一種氫燃料汽車，它使用氫氣代替汽油。在一次測試中，汽車在水平路面受到2400N的水平牽引力，5min內(nèi)勻速直線行駛了9000m。汽車牽引力所做的功和功率是多少？
例8．如圖5所示，拉力F=80N，物體重G=120N，若繩子自由端勻速拉動的距離s=4m，物體被提高的距離h=2m，求：
（1）拉力所做的有用功；
（2）拉力所做的總功W總；
（3）該滑輪組的機械效率η。
高頻考點1：杠桿及其平衡條件
方法歸納：簡單機械中作圖題
簡單機械與生活實際聯(lián)系緊密，作圖題有兩類：一是杠桿力臂的作圖，二是滑輪組設(shè)計。其作圖步驟如下：
1．畫杠桿力臂：
變式訓練1：如圖所示，畫出使杠桿AB在圖示位置靜止時所用最小力F的作用點和方向。
高頻考點2：滑輪及滑輪組
變式訓練2：畫出使用滑輪組提起物體時最省力的繞繩方法。
高頻考點3：功和功率
方法歸納：功、功率的理解與計算
1．功包含兩個必要因素：力F和距離s，且是同一方向上的F和s，缺一不可。
2．在解決一些有關(guān)運動物體的功率問題時，應(yīng)用P=Fv更簡便，如汽車上坡時，在輸出功率P一定的情況下，可以通過減緩運行速度v來增大牽引力F。
變式訓練3：木塊在大小為5N的水平拉力作用下，10s內(nèi)在水平面上沿拉力方向前進2m，拉力做功為 J，功率為 W；若木塊重15N，在此過程中重力對木塊做功為 J。
高頻考點4：正確理解機械效率
方法歸納：機械效率的計算：
（1）準確判斷有用功和總功：
①用滑輪組提升物體或在粗糙平面上拉動物體時，拉繩子自由端的力F所做的功為總功，一般用W總=FS表示，而克服重力或水平的摩擦力所做的功為有用功，一般用W有=Gh或
W有=fS表示。
②沿斜面推動物體時推力F是利用斜面升高物體，是對機械做功，為總功，一般用W總=Fl表示。物體在豎直方向上升高了h，所以W有=Gh。
（2）滑輪組機械效率的計算：
①將W有=Gh，W總=Fs=Fnh代入機械效率公式得η＝G/nF*100%
②如果滑輪組不是用來提升物體，而是拉著物體水平運動，則不能用上式計算機械效率，應(yīng)該用η=W有/W總*100%=f/Fn*100%，f為物體受到的摩擦阻力。
變式訓練4：如圖所示物體A被滑輪組拉著在水平地面上5s內(nèi)勻速直線運動了2m，它受到地面的摩擦阻力是96N，繩端拉力F為40N，則A物體的運動速度是 m/s，拉力F的功率是 W，該滑輪組的機械效率是 。
（一）基礎(chǔ)題組
1．在如圖6所示的杠桿中，O是 若F1是動力，則F2是 ，動力臂是 ，阻力臂是
2．圖7甲所示的杠桿是平衡的。若如圖7乙所示，在支點兩側(cè)的物體下方分別加掛一個等重的物體，杠桿（ ）
A．仍能平衡
B．不能平衡，A端上升
C．不能平衡，B端上升
D．無法判斷
3．筷子是常用的餐具。根據(jù)所學知識可知，使用筷子時（ ）
A．省力，費距離 B．省距離，費力
C．省力，省距離 D．費力，費距離
4．利用如圖8所示的甲、乙兩滑輪組，分別把質(zhì)量相等的重物勻速提升到相同的高度，不考慮滑輪重力和滑輪與繩間的摩擦，則（ ）
A．F1＝F2
B．F1> F2
C．F1< F2
D．F1與F2的大小關(guān)系無法確定
5．甲同學體重600N，乙同學體重500N，他們進行登樓比賽。甲跑上五樓用30s，乙跑上五樓用24s。則下列判斷正確的是（ ）
A．甲比乙做功少 B．甲比乙做功慢
C．甲比乙做功快 D．甲、乙做功快慢無法比較
6．用大小為F的水平拉力，拉著物體M由靜止開始，在粗糙的水平地面上運動一段距離，F(xiàn)做功為W1，功率為P1；若仍用水平力F拉M在光滑的水平地面上運動相同的距離，F(xiàn)做功為W2，功率為P2．那么（ ）
A．W1＜W2 P1＝P2 B．W1＝W2 P1＜P2
C．W1＞W(wǎng)2 P1＝P2 D．W1＝W2 P1＞P2
7．下列關(guān)于有用功、額外功和總功的關(guān)系式中，可能錯誤的是（ ）
A．W有用＜W總 B．W額＜W總
C．W總=W有+W額外 D．W有用＜W額
8．如圖9所示是“測定滑輪組機械效率”的裝置。
（1）實驗過程中必須 豎直向上拉動彈簧測力計，使鉤碼升高小明同學做實驗測量的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表，第3次實驗的拉力讀數(shù)如圖所示則拉力的大小是 N，第3次實驗的機械效率為 。
（2）從表中可以得到的結(jié)論是：滑輪組的機械效率與 有關(guān)。
（3）小芳對上述三個機械效率取平均值，并認為它是這個滑輪組準確的機械效率，這種做法對嗎？為什么？ 。
次數(shù) 鉤碼重G/N 鉤碼上升的高度h/m 拉力F/N 細線自由端移動的距離s/m 機械效率η/%
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6
2 2 0.1 0.9 0.3 74.1
3 3 0.1 0.3
（4）請你根據(jù)機械效率的相關(guān)知識：在有用功一定時，所做的額外功不同，機械效率就不同。猜想：滑輪組機械效率的大小還與 有關(guān)。（只填一個因素就可以）
9．學習了杠桿的知識后，老師給同學們出了一個難題，要稱約6kg的物體的重力，但只提供了一個最大稱量為20N的測力計，小華和小剛兩同學很快就想出了辦法，他們找了一根均勻的直桿和一根米尺，完成了測量。他們的辦法如圖10所示：用繩子將直桿的中點懸掛起來，在A點拴了重物，B點用測力計拉，已知OA=20cm，OB=75cm，測力計示數(shù)為16N，則重物的重力為多少N？
（二）挑戰(zhàn)中考
1．如圖13所示，物體A是正方體鐵塊，邊長是20cm，當水平拉力F=80N時，物體A恰好做勻速直線運動。已知, 物體A運動時受到地而的阻力是物乖重的0.3倍。試求：
（1）該物體A的質(zhì)量；
（2）該滑輪組的機械效率。
2．今年3月4號，一場強風暴潮襲擊了威海地區(qū)，風暴潮在海面上掀起的10余米高的巨浪將漁民的魚船打碎、將海邊的堤壩毀壞，如圖14所示。根據(jù)你學過的物理知識和生活經(jīng)驗分析，打碎魚船和毀壞堤壩的能主要是巨浪的 能；巨浪將岸邊的一塊方石水平推出4.5米遠，已知該方石的質(zhì)量為120kg，假設(shè)海浪對方石的水平能推力平均為800N，則海浪推動這塊方石所做的功是 J。
【答案】
【梳理 考點掃描】
例1
（1）左
（2）不能；只有一組的數(shù)據(jù)有偶然性，不能反映出普遍規(guī)律。
（3）便宜于測量力臂
（4）右
例2．C 例3．D 例4．A 例5．C 例6．
序號 鉤碼重G/N 鉤碼上升的 高度h/cm 彈簧測力計 的示數(shù)F/N 彈簧測力計移 動的距離S/cm
1 2 5 0.6 25
2 4 8 1.1 40
（1）
（2）
（3）66.6％
（4）66.6％-72.7％
例7．
解：汽車在水平路面上做勻速直線運動，牽引力和摩擦阻力平衡，大小相等。即阻力是2400N。
由做功公式得。
汽車的功率由公式
例8
解：（1）W有=Gh=120N×2m=240J；
（2）W總=FS=80N×4m=320J；
（3）==75%
【要點·聚焦突破】
變式訓練1： 變式訓練2：
變式訓練3：:10；1；0
變式訓練4：0.4；48；80％。
【訓練 智能升級】
基礎(chǔ)題組
1．支點；阻力；OB；OA
2．B 3．B 4．C 5．B 6．B 7．D
8．
（1）勻速；1.2；83.3％
（2）鉤碼重
（3）不對。因為滑輪組的機械效率不是一個定值，求平均值無意義 。
次數(shù) 鉤碼重G/N 鉤碼上升的高度h/m 拉力F/N 細線自由端移 動的距離s/m 機械效率η/%
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6
2 2 0.1 0.9 0.3 74.1
3 3 0.1 1.2 0.3 83.3
（4）動滑輪的重
9．解：由杠桿平衡原理
F動L動= F阻L阻=GL阻，得
G=F動L動/L阻=16*75/20=60N
挑戰(zhàn)中考
1．
解：（1）
（2）
2．機械；3600
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