第11章 机械与功（复习课件）物理新教材教科版八年级下册

章末复习课件 八年级物理下册 •教科版 第十一章——机械与功 体系架构 1 机械与功 杠杆 滑轮 功 功率 功 定义 在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。 杠杆的五要素 支 点(O) 动 力(F1) 阻 力(F2) 动力臂(l1) 阻力臂(l2) 杠杆的平衡条件 F1l1=F2l2 杠杆的分类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 定滑轮 动滑轮 滑轮组 定义 轴固定不动的滑轮，实质是等臂杠杆 特点 定义 特点 定义 特点 不省力，但可以改变力的方向 轴随物体一起运动的滑轮 省一半力，但不能改变力的方向 定滑轮和动滑轮组合在一起 既可以省力又可以改变力的方向 实质：动力臂是阻力臂2倍的杠杆 省力：F＝（G动+G轮）/n. 费距离：s=nh 定义 意义 单位 定义式 力与其作用点在力的方向上位移的乘积 表示力对物体作用的空间的累积的物理量 焦耳，简称焦，符号是J W=FS 功率 定义 意义 单位 定义式 功与做功所用时间之比 表示物体做功快慢的物理量 瓦特，简称瓦，符号是W P=W/t 计算式：P=Fv 机械效率 有用功和额外功 有用功 额外功 总功 有用功与额外功之和：W总= W有+ W额 机械效率 定义 计算公式 有用功跟总功的比值叫做机械效率 滑轮组的机械效率 影响因素 提高方法 简单机械的家族 杠杆、滑轮、轮轴、斜面、螺旋等 基础知识过关 2 杠杆 滑轮 功　功率 1 2 3 机械效率 4 基础知识过关 2 一、杠杆 1.定义：在只要在____的作用下能够绕________转动的坚实物体都可以看作杠杆。 力 支撑点 2.杠杆的五要素： O F1 l1 F2 l2 ②动力：使杠杆转动的力F1 。 ③阻力：碍杠杆转动的力F2。 ①动力：杠杆绕着转动的点O 。 ④动力臂：从____到____作用线的距离l1。 ⑤阻力臂：从____到____作用线的距离l2。 支点 动力 支点 阻力 基础知识过关 2 知识点拨 解析： 图中OA是从支点到力的作用线F的距离，AC⊥OB，但OB是杠杆，不是力的作用线，所以，OA是力臂。 故答案为：OA。 【例】如图所示，OB是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且OA⊥AB、AC⊥OB。 线段_____表示力F的力臂。（选填“OA”或“AC”） OA 基础知识过关 2 3. 实验：探究杠杆的平衡条件 【实验器材】 带有刻度的杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台。 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 2 3 【实验表格】 基础知识过关 2 【实验步骤】 1.调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。(左偏右调，右偏左调) 2.在杠杆的左右两侧挂上适量的钩码，使杠杆平衡。 (实验中不能调节平衡螺母)。把右侧钩码对杠杆施的力记为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力记为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l1；把记录F1、F2、l1、l2的数值。 3.分别保持阻力F2（动力F1）和阻力臂l2（动力臂l1） 不变，改变动力F1（阻力F2），相应调节动力臂l1 （阻力臂l2）的大小，再做几次实验，把数值填入表格。 基础知识过关 2 3 4 4 3 6 4 2 3 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 2 3 4 2 2 4 杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1 L1 = F2 L2 【分析论证】 动力×动力臂 阻力×阻力臂 3×4=12 4×3=12 6×2=12 4×3=12 4×2=8 2×4=8 = 基础知识过关 2 知识点拨 解析： A．杠杆静止在甲图所示的位置时，杠杆处于静止状态，杠杆是平衡的，故A错误； B．图甲中杠杆的左端下沉，右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动，直至杠杆在水平位置平衡，故B错误； CD．图乙中，杠杆在水平位置平衡，由于没有明确力的方向，动力臂可能小于阻力臂，可能等于阻力臂，也有可能大于阻力臂，所以根据杠杆平衡条件，在A端施加的力可能大于或等于或小于钩码的重力，故C错误，D正确。故选：D。 【例】在“探究杠杆平衡条件”实验中，下列说法正确的是（　　） A．实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，杠杆不是平衡状态 B．实验前，欲使图甲中杠杆在水平位置平衡，应该把右端平 衡螺母向左调 C．实验中，图乙所示在A端施加的力一定小于钩码的重力 D．实验中，图乙所示在A端施加的力可能等于或大于钩码的重力 D 托盘天平 基础知识过关 2 4. 杠杆的分类 ①省力杠杆： 动力臂_____阻力臂的杠杆。 大于 特点：省力、费距离。 ②费力杠杆： 动力臂_____阻力臂的杠杆。 小于 特点：费力、省距离。 ③等臂杠杆： 动力臂_____阻力臂的杠杆。 等于 特点：既不省力、也不费力。 压水井手杆 镊子 基础知识过关 2 知识点拨 【例】我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，如图甲所示，“横木穿插碓头，碓嘴为铁，足踏其末而舂之”。图乙为脚用力向下踩舂在某一位置时的示意图。依据你对机械和功的理解，舂在工作过程中会（　　） 解析： AB、舂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力但省距离，故A错误，B正确； C、使用任何简单机械都不能省功，故C错误； D、舂在使用过程中，有用功和额外功都没有发生变化，机械效率不变，故D错误。 故选：B。 B 基础知识过关 2 二、滑轮 1.定义：周边有槽,并可以绕_____转动的轮子。 2.定滑轮 轴 ①定义：使用过程中，滑轮的轴__________，该滑轮叫定滑轮。 固定不动 ②定滑轮的特点： 使用定滑轮时，可以_______力的方向，但_______省力。 改变 不能 定滑轮实质是等臂杠杆 基础知识过关 2 3.动滑轮 ①定义：使用过程中，滑轮的轴_______________，该滑轮叫动滑轮。 ②定滑轮的特点： 随物体一起运动 使用动滑轮时，能省_______的力，但_______改变动力的方向，且要多移动一倍的距离（即费距离）。 一半 不能 动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆) 基础知识过关 2 特 征 实 质 特 点 定滑轮 动滑轮 滑轮轴固定不动 等臂杠杆 不省力，能改 变力的方向 轴随物体一起运动的滑轮 动力臂是阻力臂 二倍的杠杆 能省力，不能 改变力的方向，且费距离。 【定滑轮和动滑轮的区别 】 基础知识过关 2 知识点拨 【例】如图，用的装置是_____滑轮，它_____（选填“能”或“不能”） 改变拉力的方向，图中，最省力的是_____。（选填“F1”或“F2”） 解析： 轴的位置固定不动的滑轮称之为定滑轮，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮，图中的装置是动滑轮。 动滑轮可以省力，但是不能改变力的方向。 动滑轮的实质是一个省力杠杆，由杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂最大时，动力最小，最省力。图中，拉力F1的力臂大于F2的力臂，因此最省力的是F1。 故答案为：动；不能；F1。 动 不能 F1 基础知识过关 2 4.滑轮组 ①定义：把________和_______动滑轮组合在一起，就构成了滑轮组。 ②定滑轮的特点： 定滑轮 使用滑轮组时，滑轮组用_____股绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的___________。 动滑轮 几分之一 几 利用滑轮组不仅可以改变力的方向，还可以改变力的大小，用较小的力提升较重的物体。 基础知识过关 2 知识点拨 【例】把质量相等的A、B两物体挂在如图滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（　　） A．A上升 B．A下降 C．A、B均静止 D．无法判断 解析： B所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，A所在的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力；A与B质量相等，重力相等，将B拉起只需A重力的一半即可，所以A下降，B上升。故选：B。 B 基础知识过关 2 三、功 功率 1.做功 ①概念：物理学中规定，如果物体______且沿________________________，就说力对物体做了功。 受力 受力方向移动一定的距离 ②做功的两个必要因素 两者缺一不可 作用在物体上的力F 物体在力方向上移动的距离s 基础知识过关 2 知识点拨 【例】下列有关力做功的说法中正确的是（　　） A.篮球由高处下落重力没有做功 B.把水桶从地面上提起来，提水桶的力做了功 C.小车在水平路面前进，重力对小车做了功 D.汽车静止在水平路面上，汽车受到的支持力做了功 解析： A.篮球由高处下落，在重力的方向上通过了距离，重力做了功，故A错误； B.把水桶从地面上提起来，有力施加在水桶上，水桶在力的方向上通过了距离，所以提水桶的力做了功，故B正确； C.小车在水平路面前进，重力的方向是竖直向下的，移动的方向是水平的，所以重力没有对小车做功，故C错误； D.静止在水平桌面上的汽车，没有在支持力的方向上通过距离，所以受到的支持力不做功，故D错误。 故选：B。 B 基础知识过关 2 ①定义：物理学中规定，功等于____与物体_____________________的______。 2.功的计算 力 沿力的方向移动的距离 乘积 ②公式：如果用F表示力，s表示物体沿力的方向移动的距离，W表示功，则功的计算公式为 ③功的单位： 牛顿·米，符号：N·m 焦耳，符号：J 1J＝1N·m 用1N的力使物体在力的方向上通过1m的距离时所做的功为1J。 W = Fs 基础知识过关 2 知识点拨 【例】一名同学用20N的水平推力推重为100N的超市购物车，购物车由静止开始沿水平方向前进了5m，在这个过程中重力做功为____J，推力做功为_____J。 解析： 购物车在水平地面上运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即做功为0J。 推力做功为：W=Fs=20N×5m=100J。 故答案为：0；100。 0 100 基础知识过关 2 3.功率 ①定义：功与完成这些功所用时间之____叫作功率。 功率＝ 比 ②公式： 如果用W表示功；t表示做功所用的时间，P表示这个力做功的功率，则功率的表达式为 基础知识过关 2 ③功率的单位： 焦/秒，符号：J/s 瓦特，符号：W 1kW=103W，1MW=103kW 1W=1J/s （1s做功1J，功率就是1W。） 其他常用单位： 在1s内把1个鸡蛋匀速举高2m，功率大约是1W。 基础知识过关 2 知识点拨 【例】下列说法中正确的是（　　） A.物体做功越多，则功率就越大 B.功率越大，则物体做功越快 C.在相同的时间内物体做的功越多，功率越大 D.物体做功的时间越短，则功率越大 解析： A、功率表示做功的快慢，物体做功越多，它的功率不一定越大，故A错误； B、功率越大，则物体做功越快，故B正确； C、在相同的时间内物体做的功越多，功率越大，故C正确； D、物体做相同的功时，物体做功的时间越短，则功率越大，故D错误。 故选：BC。 BC 基础知识过关 2 事实上，使用任何机械都_________，这个结论叫作功的原理。 4.功的原理 不能省功 　　复杂机械是由简单机械组合而成的，因此功的原理对一切机械都适用。这个结论在历史上曾被誉为机械的黄金定律”，对机械的使用和研制都具有重要的指导意义。 基础知识过关 2 知识点拨 【例】下列说法中错误的是（　　） A．任何机械都不能做到既省力又省距离 B．省力的机械必定费距离，这是功的原理的必然结果 C．功的原理对轮轴是不适用的 D．功的原理对任何机械都无条件地适用 解析： A、任何机械都不能做到既省力又省距离，故A正确； B、省力的机械必定费距离，这是功的原理的必然结果，故B是正确的； CD、功的原理对任何机械都无条件地适用，故C错误，D正确。 故选：C。 C 基础知识过关 2 四、机械效率 1.有用功和额外功 3.总功： 有用功和额外功之和。 ①有用功： 为实现目的而做对人们有用的功W有用。 ②额外功： 对人们没有用但又不得不做的功W额外。 将钩码提升一定的高度是我们的工作目的，动滑轮对钩码的拉力所做的功。 克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功。 W总=W有用+W额外 大量实验表明，动力对机械所做的功总是大于机械对外所做的功(有用功)。事实上，使用任何机械都不能省功。 基础知识过关 2 知识点拨 【例】质量是45kg的王辉同学用重10N的水桶，提起重为120N的水，沿楼梯把它送到三楼，每层楼高3m,完成这一次提水，他对水做的功为有用功，那么他所做的有用功和额外功分别是（　　） A．720J，2600J B．720J，2760J C．720J，60J D．3420J，60J 解析： 王辉同学提水桶上到三楼，上升的高度为：h=2×3m=6m, 对水做的功为：W有用=G水h=120N×6m=720J， 该同学的重力为：G人=mg=45kg×10N/kg=450N， 做的额外功为：W额=G人h+G桶h=450N×6m+10N×6m=2760J。 故选：B。 B 基础知识过关 2 2.机械效率 ①定义：物理学中，将有用功跟总功的_____叫做机械效率，用符号____表示。 ②计算公式 ③特点： 使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是______总功， 所以机械效率总是小于____，机械效率通常用百分数表示。 比值 η 小于 1 η ＝ W总 W有用 × 100% 基础知识过关 2 知识点拨 【例】如图所示滑轮组中定滑轮的作用是_____________。 小明用该滑轮组将重240N的重物匀速提升2m，所用拉力为160N，不计 绳重和摩擦，则动滑轮受到的重力为_____N，滑轮组的机械效率为_____。 小明用该滑轮组提升重物_____（选填“能”或“不能”）省功。 解析： 定滑轮不省力，但是可以改变力的方向； 由图可知，n=2，不计绳重和摩擦，根据F=1/n（G+G动）可知，动滑轮重为：G动=nF-G=2×160N-240N=80N； 该滑轮组的机械效率为： 使用简单机械可以省力， 或省距离，但不能省功。故答案为：改变力的方向；80；75%；不能。 改变力的方向 75% 80 不能 基础知识过关 2 3.实验：测量滑轮组的机械效率 【实验原理】 η＝　　　　　　　　　　 W有用 W总 总功： W总＝Fs 有用功： 匀速竖直向上提升物体时 F h G T s 总功 有用功 W有用＝Th＝Gh ＝ Gh Fs ＝ G nF 基础知识过关 2 【实验器材】 弹簧测力计、刻度尺、钩码、铁架台、滑轮、细绳等。 【实验过程】 s h 1.用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并记录数据； 2.安装滑轮组，记下钩码和绳端(弹簧测力计挂钩底部)位置； 3.分别使用两组滑轮组，竖直匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的数值，用刻度尺测出钩码提升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量记录数据。 4.分别求出有用功W有、总功W总、机械效率，并记录。 5.改变钩码的数量，重复上面的实验。 基础知识过关 2 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 有用功 W有/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率η 一定一动 4 0.05 0.2 1.7 0.15 0.255 两定两动 4 0.05 0.2 1.1 0.25 0.275 ...... 78.4% 72.7% 省力的滑轮组，机械效率不一定高 基础知识过关 2 知识点拨 【例】在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用同一滑轮组提升不同的物体，如图甲、乙、丙所示，每个钩码重力相同，小丽按照正确的操作步骤做实验，三次实验中 弹簧测力计所用拉力分别为F1、F2、F3，甲、乙、丙三次实验中滑轮组的 机械效率分别为η1、η2、η3。下列说法错误的是​（　　） A．实验时，需要竖直向上匀速拉动弹簧测力计 B．本实验中，需要的测量工具有弹簧测力计和刻度尺 C．三次实验中拉力大小关系为F1＜F2＜F3 D．三次实验中机械效率大小关系为η1＞η2＞η3 解析： A.实验时，需要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，故A正确； B.根据滑轮组机械效率的原理η=W有/W总=Gh/Fs可知需要测物重，拉力、物体升高的高度，绳端移动距离，故需要测力计和刻度尺，故B正确； C.物重越重所需拉力越大，故三次实验中拉力大小关系为F1＜F2＜F3，故C正确； D.同一滑轮组提升不同的物体，物重越重，机械效率越高，由图可知，η1＜η2＜η3，故D错误。故选：D。 C 基础知识过关 2 影响滑轮组机械效率的因素 G F η W有 W总 W额 W有 G动h 克服摩擦和绳重所做的功 Gh Gh 不考虑绳重和摩擦 η＝　　　　　　　　　　 W有用 W总 ＝ W有用 W有用+ W额 ＝ Gh Gh+ G动h G G+ G动 ＝ 1 1+ G动 G ＝ 同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越高； 提升同一物体，动滑轮越重，机械效率越低。 基础知识过关 2 知识点拨 【例】如图所示，用两个滑轮组成滑轮组提升重物，忽略绳重和摩擦，下列方法中能改变滑轮组的机械效率的是（　　） A．拉力F的方向由竖直向右偏 B．增大提升重物的速度 C．增大被提升的重物质量 D．改变绕绳的方式 解析： A、拉力F的方向由竖直向右偏，不影响有用功和总功大小，所以机械效率不变，故A错误； B、增大提升重物的速度，同样不影响有用功和总功大小，故机械效率不变，故B错误； C、增大被提升的重物质量，重物的重力增大，根据 （忽略绳重和摩擦）可知，动滑轮的重力不变，重物的重力增大，分子增大，分母相对变化较小，所以机械效率增大，故C正确； D、改变绕绳方式，不会改变有用功和总功大小，所以机械效率不变，故D错误。故选：C。 C 基础知识过关 2 五、改变世界的机械 1.轮轴 ①定义：由两个半径不等的大轮和小轮固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。 ②原理：动力作用在轮上，轮轴是一个省力杠杆，费距离。轮轴实质可看作是一个可以连续转动的杠杆。 ③主要功能： a.改变用力大小；b.改变物体的运动速度。 FR = Gr 基础知识过关 2 2.斜面 ①定义：是与水平面成一定夹角的的倾斜平面。 ②原理：根据功的原理，如果不计物体与斜面之间的摩擦， 则Fl=Gh。即，利用斜面可省力，但要费距离。 ③特点： 斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体重力的几分之一，所以斜面是一种省力的简单机械。但使用斜面时要费距离。 基础知识过关 2 知识点拨 【例】如图甲是《天工开物》中记载的一种农业生产汲水装置——辘轴，图乙是它提水时的示意图，为方便提水，应按照______（选填“省力”或“费力”） 杠杆来设计，支点是_____（选填“A”“B”或“C”）点； 图丙中水龙头开关的设计也应用了同样原理，开关选用____ （选填“①”或“②”）效果更好。 解析： ①辘轳的实质是轮轴，动力作用在轮上，可以省力；支点是绕着转动的固定点，即B点； ②水龙头开关的设计也应用了轮轴，增大轮的半径可以增大动力臂，在阻力和阻力臂一定时，可以减小动力，故选择图中的①可以更省力。 故答案为：省力；B；①。 省力 B ① 能力提升 3 1.如图是一辆装满同种货物的手推车，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下压扶手，这时手推车可看做杠杆，支点是_____点（填字母）； 当后轮遇到障碍物时，售货员向上提扶手，这时支点是_____点， 与前轮遇到障碍物时相比，此时较_____（填“省”或“费”）。 【杠杆及其五要素】 点评：①杠杆绕着转动的固定点是杠杆的支点；②由杠杆的平衡条件可知：当动力臂大于阻力臂时，为省力杠杆。解决此类问题要结合杠杆的五要素和杠杆的平衡条件进行分析解答；杠杆类型根据动力臂和阻力臂的长短判断。 B C 省力 能力提升 3 2.如图所示是北京奥运会赛艇比赛的场景，赛艇的桨可看成一个杠杆，按是否省力分类，赛艇的桨属于（　　） A．省力杠杆 B．费力杠杆 C．等臂杠杆 D．无法确定 【杠杆的分类】 点评：结合图片和生活经验，判断赛艇的桨在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。此题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力。 B 能力提升 3 3.如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，O为支点，请画出F1、F2的力臂L1和L2。 【杠杆作图】 点评：力臂是支点到力的作用线的距离，因此要先确定支点，然后判断力的方向，再过支点做出力的作用线的垂线，支点到力的作用线的距离，即为所求作的力臂。本题考查了力臂的画法。关键是要作出支点到力的作用线的垂线段。 能力提升 3 4. 如图所示，体积之比为1：2的甲、乙两个实心物块，分别挂在杠杆两端，此时杠杆恰好水平平衡，则甲、乙两个物块的密度之比为（　　） A．1：1 B．1：2 C．2：1 D．4：1 【杠杆的平衡条件】 D 点评：知道杠杆两边力臂大小关系，根据杠杆平衡条件可求两边力的大小关系，即甲和乙的重力大小关系，又知道甲和乙的体积关系，可求二者的密度关系。本题主要考查杠杆的平衡条件以及密度的公式，是一道综合题。 能力提升 3 5. 如图所示，是探究杠杆平衡条件的实验。 ①挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆_____（选填“是”或“不是”）平衡状态；为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向_____调节。 ②如图乙所示，A点挂有2个质量为50g的钩码，当在B点挂_____个质量为50g的钩码，能使杠杆在水平位置平衡。 是 【探究杠杆平衡条件的实验】 右 3 能力提升 3 ③实验中需要改变实验条件，测量多组杠杆平衡时的动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据，目的是：____________________________________________________。 ④如图丙所示，在C点悬挂3个质量为50g的钩码，在D点用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置再次平衡，则拉力大小为____N。若保持杠杆平衡状态不变，将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中，其示数将______（选填“变大”、“小”或“不变”）。如果测力计的量程为0～5N，保持支点O、悬挂点D位置不变，利用图丙中的杠杆能较为准确地测出的最大物体质量为_______g（g取10N/kg）。 点评：本题考查调节平衡螺母的作用、杠杆实验时动力和阻力的实验要求及根据杠杆平衡条件计算。当杠杆处于水平位置平衡时，竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上，倾斜作用在杠杆上力的力臂在杠杆以外的位置上，力臂变小。 1.2 通过实验数据总结实验结论，寻找普遍规律，避免偶然性 变大 2500 能力提升 3 6. 某同学设计了一种如图所示的简易电梯，由图可知（　　） A．A是动滑轮 B．B是定滑轮 C．如果电动机向下拉动绳子，电梯厢将上升 D．电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等 点评：此题主要考查的是对滑轮组得了解以及对滑轮组中绳子自由端移动的距离和物体上升高度之间的关系的了解，难度不大，基础性题目。 C 【滑轮组的特点】 能力提升 3 7. 如图，用甲、乙两滑轮匀速向上提升重物，物重都是600N，不计动滑轮重及摩擦，绳子的拉力F乙为______N，若将重物提高1m,则甲滑轮绳子的自由端移动的距离为_____m；若乙滑轮绳子的自由端移动的速度为40cm/s,则物体A移动的速度为_____m/s。 【滑轮组的中的相关计算】 0.2 点评：①由图可知乙滑轮组绳子的有效股数，不计动滑轮重及摩擦，根据 求出绳子的拉力F乙，根据v绳=nv物求出物体A移动的速度； ②由图可知甲滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出甲滑轮绳子的自由端移动的距离。本题考查了滑轮组绳子拉力公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 3 300 能力提升 3 8. 如图所示的情景中，力对物体做功的是（　　） 【做功的两个必要因素】 点评：根据做功的两个必要因素分析解答：①作用在物体上的力，②物体在力的方向上通过了距离。明确三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直。 A 能力提升 3 9. 如图所示，为小米公司推出的首款新能源汽车SU7，为我国新能源汽车的发展注入了新的血液。若满载时总质量为2t,匀速行驶1000m,用时50s,所受阻力是车重的0.1倍。 求：①汽车匀速行驶时的速度为多少m/s？ ②满载时汽车在该段路程匀速行驶牵引力做的功为多少J？ 【功的简单计算】 解：①由题意知，汽车匀速行驶1000m,用时50s,则其速度为：v=s/t=1000m/50s=20m/s 汽车受到的重力：G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N， 由题意知，汽车受到的阻力是车重的0.1倍，即　f=0.1G=0.1×2×104N=2×103N， 由于汽车匀速行驶，则其受到的阻力与汽车牵引力为一对平衡力，则汽车匀速行驶牵引力为 F=f=2×103N，牵引力所做的功为W=Fs=2×103N×1000m=2×106J。 答：①汽车匀速行驶时的速度为20m/s； ②满载时汽车在该段路程匀速行驶牵引力做的功为2×106J。 能力提升 3 10. 下列关于功率的说法，正确的是（　　） A．做功所用时间越短，功率越大 B．单位时间内所做的功越多，功率越大 C．速度越大，功率越大 D．功率大的机器所做的功一定比功率小的机器多 【功率的概念】 B 点评：正确理解功率的定义式和推导式是解决此类功率问题的关键。 能力提升 3 11. 小华和妈妈去超市购物，她们将17kg物品放在小推车中推行，小推车在某段时间内速度v随时间t变化的关系图像如图所示。已知小推车重130N，所受阻力是总重的0.15倍。（g取10N/kg） （1）在0～10s内，水平推力______（填“大于”“小于”或“等于”）阻力。 （2）小推车受到的阻力大小为______N。 （3）10～20s内水平推力的功率为______W。 【功率的计算】 大于 45 36 点评：本题主要考查v-t图象，非平衡力与平衡力，以及功和功率的计算，是一道综合题。 能力提升 3 12. 在利用水桶从井中提水和捞掉到井里的水桶（带了一些水）两个事例中，关于有用功和额外功的说法正确的是（　　） A．两种情况下对水做的功都是有用功 B．两种情况下对水桶做的功都是有用功 C．前者对水做的功是有用功，后者对水做的功是额外功 D．前者对水桶做的功是有用功，后者对水桶做的功是额外功 【有用功、额外功与总功】 C 点评：从我们的目的出发，我们必须要做的功叫有用功；并非我们需要，但又不得不做的功叫额外功，据此分析判断。本题考查有用功和额外功的区分，这是解决机械效率问题的第一步。 能力提升 3 13. 如图所示使用动滑轮时拉力F在4s内做了80J的功，此动滑轮的机械效率为75%。在同一个坐标轴里画出总功、有用功和额外功的图像，下列图像正确的是（　　） 【滑轮、滑轮组机械效率的计算】 点评：知道动滑轮的机械效率、总功，根据η=W有/W总求有用功，而额外功等于总功减去有用功；总功、有用功、额外功都与时间成正比，结合图像选择正确的选项。 C 能力提升 3 14. 在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验装置如图所示，实验数据如下表所示（不计绳重）。 【测量滑轮组的机械效率的实验】 （1）实验时，应______向上拉动弹簧测力计，使钩码______上升； （2）第③次实验中，拉力做的总功为______J，克服动滑轮自重所做的功为______ J，滑轮组的机械效率为______%（最后一空保留一位小数）； 竖直 匀速 0.54 0.02 74.1 能力提升 3 （3）分析表中数据可知：在用同一滑轮组将物体匀速提升相同的高度时，若仅增大被提升物体的重力，则克服轮与轴间的摩擦所做的额外功将______（选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），额外功与总功之比将______； （4）另一位同学也用该装置提升重1N的物体，测量相关数据后算得滑轮组的机械效率为66.7%，与表中小明算得的55.6%有较大差别。则造成上述较大差别的原因可能是该同学在实验操作中______（单选）。 A．提升的高度比小明实验时的大 B．拉着弹簧测力计向上加速运动 C．弹簧测力计用前未调零，指针指在零刻度线上方 C 变大 变小 点评：本题考查了实验的注意事项和功、机械效率的计算以及实验数据的分析等，明确有用功和总功以及额外功是关键。 能力提升 3 15. 如图所示，用两个滑轮组成滑轮组提升重物，忽略绳重和摩擦，下列方法中能改变滑轮组的机械效率的是（　　） A．拉力F的方向由竖直向右偏 B．增大提升重物的速度 C．增大被提升的重物质量 D．改变绕绳的方式 【提高滑轮组的机械效率】 点评：本题考查了应用机械效率公式的能力，属于基础题。 C 能力提升 3 16. 如图是张家界天门山景区的盘山公路，盘山公路相当于简单机械中的______ ，使用它_______（选填“可以”或“不可以”）省功。 【斜面及其应用】 点评：斜面、滑轮等属于简单机械；任何机械都不能省功。本题考查了简单机械和功的原理，属于基础题。 不可以 斜面 能力提升 3 17. 如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轴”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点分别为O1、O2，A端系一石块，B端装有轮轴，悬吊空桶的绳 索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上。若空桶质量为5kg,轮轴质量为10kg, 空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置，O1A长为0.6m,O1O2长1m, O2B长为0.8m,硬棒及绳索质量忽略不计，人对辘铲不施加力时，下列说法 中正确的是（　　） A．辘轴可视作简单机械中的斜面 B．桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多60kg C．若A点系上质量为40kg的石块，为保证硬棒不翻转，桶中最多可装65kg的水 D．若人用时20s将桶匀速提升3m,桶内水的质量为40kg,人做功的功率为60W 【轮轴及其应用】 点评：本题考查杠杆平衡条件的应用和功、功率的计算，正确确定杠杆的支点是关键之一。 C $$