第10章机械与人综合题

总
W有
100%
小于 。 (3)特点:机械效率总_____1
3.影响滑轮组机械效率的主要因素: 提升的物重 。 (1)___________ 动滑轮的重力 。 (2)_____________
五、机械能 做功 就说这个 1.能量:如果一个物体能够对别的物体_____, 物体具有能量,简称能。 2.机械能的分类及其影响因素:
G ①已知物重G、动力F且不计摩擦、动滑轮重及绳重时,则n= 。 F
②已知绳子自由端移动的距离s和重物移动的距离h,则n= s 。 h
(2)然后根据承担物重的绳子段数n的奇偶性确定绳子 固定端的位置,即“奇动偶定”: ①n为奇数,绳子的固定端在动滑轮上。 ②n为偶数,绳子的固定端在定滑轮上。 【规避失分点】 (1)绕线时,按从内到外的顺序且所有滑轮都有绕线。 (2)所画的线要直,与滑轮的边缘相切。
0.5 的位置关系,估测出秤砣的质量大约是________kg 。
【解析】本题考查杠杆平衡条件的应用。由图粗略测 量知提纽到秤砣的距离约为提纽到秤钩距离的4倍,即 动力臂约是阻力臂的4倍;动力等于秤砣的重力,阻力等 于物体的重力,由杠杆平衡条件:F1·L1=F2·L2可知:
1 1 m1·gL1=m2·g·4L1,所以:m2= ·m1= ×2 kg=0.5 kg。 4 4
甲>η 乙,W甲<W乙
【解析】选 A 。本题考查机械效率和功的计算。克服物体的重力所做的功是
有用功,物体的重力相等、所提升的高度相等,据W有=Gh可知,所做的有用功
相同。不计绳重和摩擦,对动滑轮做的功是额外功,两个滑轮组都是把相同的 动滑轮提升相同的高度,所以额外功相同。据W总=W有+W额可知,总功也是相同的, 即拉力做的功相同由机械效率η = η
【知识拓展】滑轮组的设计 (1)n为偶数时,绳子的固定端应拴在定滑轮上(即“偶 定”),如果不需要改变用力的方向(例如,自由端向上
n 拉),则需要的动滑轮个数为 ,定滑轮的个数比动滑轮 2
少一个,如图甲所示;如果需 要改变用力的方向(例如,自 由端向下拉),则动滑轮和定
n 滑轮个数都等于 2 ,如图乙所示。
乘积 。 _____
W=Fs 。 (3)计算公式:_____
2.功率: (1)物理意义:表示物体做功快慢的物理量。功率越大, 越快 功率越小,表示物体做功_____ 越慢 。 表示物体做功_____, (2)定义:一段时间内做的功与做功所用的这段时间 比。 的___
W t (3)公式:_________ 。 P
省力费 距离 _____
费力省 距离 _____ 不省力也 不费力
费力杠杆
等臂杠杆
钓鱼竿
天平
二、滑轮及其应用 定滑轮 动滑轮 滑轮组
力臂关系
l1 = l2 F1=G
l2=2l1
G F 2= 2
动力情况
F 3= (n是吊 着动滑轮的 绳子段数)
G n
定滑轮
动滑轮
滑轮组 有可能改变, 有可能不改变 s=nh
3.动能与势能可以相互转化。
【读图· 认知】 省力 杠杆, 1.如图所示,用钉锤撬钉子时,钉锤是一个_____ 省力 。钓鱼时,钓鱼竿是一 使用该杠杆的主要目的是_____ 费力 杠杆,其主要优点是_______ 省距离 。 个_____
2.如图所示,用由A、B两个滑轮组成的滑轮组提升重 A 滑轮是定滑轮,__ B 滑轮是动滑轮; 为300N的重物。其中__ 150 。 忽略滑轮重、摩擦及绳重,拉力等于____N
【备选例题】 (2014· 扬州中考)如图所示,杠杆OA在图示位置静止,画 出阻力臂L2及最小动力F1。
【典例3】(2016· 北京中考)如图所示的工具中,在使用 时属于费力杠杆的是 ( C )
【典例4】(2015· 菏泽中考)用一杆秤称得物体的质量 是2 kg,如图所示。根据杆秤上秤钩、提纽和秤砣三者
W有 W总
×100%,可知机械效率也是相同的,即
甲=η 乙。故选A。需要说明的是两个滑轮组的拉力不同,绳子自由端移动的
距离也不相同,但是其动力所做的功相同。
【典例10】(2015· 遵义中考)如图所示,用滑轮组拉动重为70N的 物体A,使物体A在水平方向上移动5m,所用拉力F为20N,地面对物
200 体A的摩擦力为30N。则拉力F做的功为__________________J, 75% 滑轮组的机械效率为____________ 。
【解析】解答本题明确的关键点:
(1)提取图形信息:由图可知绳子的有效股数为2。
(2)根据s2=ns1求出绳子自由端移动的距离,利用W=Fs求出拉力做的功。 物体移动距离s1=5m,则力F移动的距离s2=2×5m=10m, 所以F做的功即总功为W=Fs2=20N×10m=200J。 有用功为:W有=fs1=30N×5m=150J; 根据η=
【典例7】(2016· 湖州中考)以下四幅图中,克服物体重 力做功的是 ( C )
【典例8】(2015· 昆明中考)新建成的牛栏江引水济昆工程,是将水从海拔较低
的德泽水库,引到海拔较高的盘龙江上游。每年对昆明提供5.67亿立方米的水,
耗电及相关运行费用已近10亿元。所以,珍惜水资源是每一个市民应尽的责任 和义务。此工程是在德泽水库库区建泵站,将水泵入山坡高处的水池后,再自 流回昆明。水泵站的提水高度约220m,每秒流过水流横截面的水量是18m3。将 1.8×104kg的水提高220m,水泵对水所做的功是____________J, 做功的功率是 3.96×107
(2)n为奇数时,绳子的固定端应拴在动滑轮上(即“奇 动”),如果不需要改变用力的方向,则动滑轮和定滑轮
n 1 的个数相等,都等于 ,如图丙所示;如果需要改变 2
用力的方向,则需要加一个定滑轮,即动滑轮的个数
为 n 1 ,定滑轮个数为 n 1 +1,如图丁所示。
2 2
【典例5】(2015· 汕尾中考)如图所示,用下列装置提升同一重物, 若不计滑轮自重及摩擦,则最省力的是( C
考点1 杠杆力臂的画法 1.画杠杆力臂的方法:
2.两步法——找杠杆“最小力”:
【典例1】(2015· 大连中考)如图所示,用轻质杆将一电 灯吊起,O点是支点。请画出动力F1的力臂和阻力F2的 示意图。
【典例2】(2016· 泰安中考)如图所示,一轻质杠杆AC可 绕支点O自由转动,在B点挂一重为G的物体。为使杠杆 在水平位置保持平衡,画出施加在杠杆上最小力F的示 意图。
3.杠杆的平衡: 静止 或匀速 (1)平衡状态:杠杆在动力和阻力的作用下_____ 转动。 (2)平衡条件。 动力×动力臂=阻力×阻力臂 。 ①文字表达式:__________________________
F1l1=F2l2 。 ②字母表达式:_______
4.三种杠杆: 项目 杠杆 省力杠杆 力臂 >l l1__ 2 <l l1__ 2 = l2 l1__ 力 < F1__F 2 > F1__F 2 = 2 F1__F 特点 应用 举例 钉锤
有用功 W有=f·s' f是摩擦力, s'是物体移 动的距离
总功 W总=Fs F是拉力,s 是绳子移 动的距离 η=
机械效率
W有
f W总 ×100% Fn
×100%=
斜面
W有=Gh G是物重,h 是斜面的高 度
W总=Fl F是拉力,l 是斜面的 长度
η=
W有 W总
×100%
Gh = ×100% Fl
【典例9】(2016· 烟台中考)用四只完全相同的滑轮组成如图所 示的甲、乙两个滑轮组,把相同的物体匀速提升相同的高度。若 用η
甲、η 乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率,W甲、W乙表示拉力
所做的功(不计绳重与摩擦),则( A )
A.η
C.η
甲=η 乙,W甲=W乙
甲<η 乙,W甲<W乙
B.η
D.η
甲>η 乙,W甲>W乙
四、机械效率 1.有用功、额外功和总功: (1)有用功:我们需要的、有价值的功,记作W有。 (2)额外功:无用的但又不得不做的功,记作W额。
(3)总功:动力对机械所做的功,记作W总。
W有+W额 。 (4)关系:W总=______
2.机械效率: 比值 。 (1)定义:有用功和总功的_____
W (2)公式:η =__________ 。
)
【典例6】(2016· 徐州中考)如图所示,要用向下的力提 升重物,请画出滑轮组绳子的绕法。
考点4 功和功率 1.判断:判断力是否做功,关键在于判断是否满足做功 的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在 力的方向上通过的距离,二者缺一不可。 2.计算公式:
(1)功:W=Fs=Pt。
w (2)功率:P= =Fv(以恒定的力做匀速直线运动)。 t
第十章
机械与人
【知识互联】
一、杠杆 固定点 转动的硬棒。 1.定义:在力的作用下能绕着_______
2.五要素:
固定点 (1)支点:杠杆绕着转动的_______(O) 。 转动 的力(F1)。 (2)动力:使杠杆_____ 阻碍 杠杆转动的力(F2)。 (3)阻力:_____ 从支点到动力作用线 的距离(l1)。 (4)动力臂:___________________ 从支点到阻力作用线 的距离(l2)。 (5)阻力臂:___________________
5.用如图所示的滑轮组把两个重为0.5N的钩码匀速提 升0.1m,所用拉力是0.4N。则提升滑轮组所做的有用 0.1 总功是_____J, 0.12 机械效率约是______ 83.3% 。 功是____J,
减小 动能 6.如图所示,滚摆下降过程中,其重力势能_____, 增大 重力势 能转化为___ 动 能,滚摆越滚越___ 快。 _____,_______