九章 机械与人

1第九章机械与人一、知识框架2、重力势能（1）定义：物体由于被而具有的能量。（2）决定其大小的因素：、被举高的。5、做功的快慢--功率（P）：-3、功的计算公式：功1、含义：力作用物体上取得的成效。2、做功的两个必要因素：物体受到（F）；物体此力的方向上移动了一段(S)。4、功的单位：（1）定义：内完成的功。（2）物理意义：表示做功的物理量（3）功率公式:（4）单位：单位换算：1kW=W国际制单位：常用单位：6、做功的效率---机械效率（η）：（1）定义：跟的比值。（2）公式：（3）提高机械效率的方法：状态。使机械处于良好的滑，，定时在使用机械时经常、更结构，使机械更________________.2________;__________.13、弹性势能（1）定义：物体由于发生而具有的能量。（2）决定其大小的因素：弹性形变的。机械能4、动能和势能可以相互_________机械能及其转化1、动能（1）定义：物体由于而具有的能量。（2）决定其大小的因素：、运动。5、机械能守恒定律：如果只有动能和势能的转化，机械能的总和保持。2（一）杠杆及其分类1、能绕某点转动的硬杆称为杠杆，这个绕着转动的点称为支点，支点到力作用线的距离称为力臂。2、分为省力杠杆、费力杠杆及等臂杠杆动力小于阻力的杠杆为省力杠杆（动力臂阻力臂）省力费距离动力大于阻力的杠杆为费力杠杆（动力臂阻力臂）费力省距离动力等于阻力的杠杆为等臂杠杆（动力臂=阻力臂），既不省力也不费力（二）滑轮和作用及滑轮组1、滑轮的作用：定滑轮：改变力的方向，不改变力的大小动滑轮：改变力的大小，不改变力的方向2、滑轮组：用定滑轮和动滑轮组合起来既能改变力的大小又能改变力的方向的机械。省力情况：动滑轮上的绳子条数为n，则省n倍力，即F=f/n，其中f为阻力（包括物重、滑轮重、摩擦等），所以若不计滑轮重和摩擦，则有F=G/n费距离情况：省了n倍力就要费n倍距离，即s=nh二、典型例题：考点1：分辨省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。例1：如图所示的简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，当提起相同重物时，最省力的是（A）例2：如图所示，下列器件中属于省力杠杆的是（）例3：图1是指甲刀的结构图，关于指甲甲刀下面说法正确的是（）A．指甲刀可以看成是一个省力杠杆和一个费力杠杆组成B．指甲刀可以看成是一个省力杠杆和两个费力杠杆组成19题A．坩埚钳Ｂ．剪刀Ｃ．筷子Ｄ．镊子3C．指甲刀使用的越久，用它剪指甲就越省力D．用指甲刀剪指甲时，大段地往下剪比小段地往下剪省力考点2：有关功、功率和机械效率的计算。例4：一个重为100N的物体，在水平地面上用30N的水平推力使它移动了2m，那么，推力对物体做的功是J，重力对物体做的功是J。例5：（2002广州中考）如图7所示滑轮组的机械效率为80%，设重1600N的物体G以0.4m/s的速度匀速上升，求；（1）拉力F的大小。（2）10s内拉力做的功。（3）拉力的功率。例6：某人用如图8所示的装置来拉小车匀速前进。所用的力F为300N。滑轮组绳子的自由端每秒移动0.6m,若不计滑轮重以及绳子与滑轮之间的摩擦,那么,地面对小车的摩擦f、滑轮组对小车做功的功率p分别是：()A、f=900N、P=180WB、f=600N、P=180WC、f=600N、P=60WD、f=900N、P=270W例7：（1）小李同学在测斜面机械效率的实验中，使用图9所示的装置，他将木块从斜面底部用弹簧测力计沿斜面方向匀速拉到顶部，弹簧测力计的示数如图10所示，请将在下面的表格中填上有关数据。图7图8hsF图9N024135024135图104木块重G/N斜面高h/m沿斜面的拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η20.20.5（2）小李同学认为摩擦是影响斜面机械效率的重要因素，为提高斜面的机械效率，他用小车代替木块重做上面的实验，并采取其它措施减小摩擦力的影响，分别将小车沿不同长度的斜面拉上同一高度，记录的数据如下表：小车重G/N斜面高h/m沿斜面的拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η60.22.50.51.21.2596%60.21.311.21.392%60.20.91.51.21.3589%通过对上面数据的分析可得出：使用斜面时越省力就越要移动距离。若忽略摩擦，小车重G、斜面高h、沿斜面方向的拉力F、斜面长s这几个量的关系是：。考点3：动能、势能的相互转化。例8：2003年10月16日，“神州五号”载人飞船成功返航，实现了中国人几千年的“飞天”梦.当飞船减速着陆时，“航天英雄”杨利伟的：()A、动能增加，重力势能减少；B、动能减少，重力势能减少；C、动能减少，重力势能不变；D、动能不变，重力势能减少。例9.（２０１０年浙江温州，20题）2010年5月，全国蹦床锦标赛在温州举行。比赛中，当运动员从蹦床上起跳后，在空中上升的过程中A．动能变大，重力势能变小B．动能变小，重力势能变小C．动能变大，重力势能变大D．动能变小，重力势能变大例10（２０１０年浙江宁波，20题）如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能EK随时间t变化的曲线最接近的是例11（2010年重庆，6题）2010年4月14日，青海玉树发生强烈地震。地震后运送救灾物资的飞机对灾区投放物品，物品在空中匀速下落的过程中，其动能和重力势能的变化是（）A.动能增加，重力势能增加B.动能减少，重力势能减少ABCD(第20题图)5C.动能不变，重力势能减小D.动能不变，重力势能增加三、中考真题精选（一）选择题1（2010年甘肃兰州，12题）如图5所示，将体积相同的物体G1、G2分别挂在杠杆的两端，杠杆处于平衡状态。若将两个物体G1、G2同时浸没在水中，则网A．杠杆仍能保持平衡B．杠杆不能平衡，A端下沉C．杠杆不能平衡，B端下沉D．无法确定杠杆的状态2（2010年山东临沂，7题）下列说法正确的是A.杠杆一定能够省力B.定滑轮既能省力又能改变力的方向C.动滑轮既能省力又能改变力的方向D.滑轮组既能省力又能改变力的方向3（2010年江西南昌，5题）如图4所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升.已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为【】A．20N0.4m/sB．20N0.1m/sC．5N0.4m/sD．5N0.1m/s4（2010年广东省，6题）某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼，如果分别采用如图4所示的两种方式搬运，F1和F2做功的情况，以下判断正确的是（）A、两种方式机械效率一定相等B、两种方式功率一定相等C、两种方式所做的总功一定相等AF图4图56D、两种方式所做的有用功一定相等5（2010年广西桂林，7题）如图3所示，在用滑轮将同一物体沿相同水平地面匀速移动时，拉力分别为F甲、F乙、F丙、F丁，比较它们的大小（不计滑轮重及滑轮与细绳间的摩擦），正确的是（）A．F甲＞F乙B．F乙＝F丙C．F丙＜F丁D．一样大6（2010·河北省，21题）小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图7所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2。下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）A．F1F2，η1=η2B．F1F2，η1η2C．F1F2，η1=η2D．F1F2，η1η221世纪教育网7(2010河南省，14题)如图7所示，用F=50N的水平拉力，通过一个动滑轮，使重为200N的物体A水平向右匀速移动了3m，在这个过程中A．拉力F做了150J的功B．拉力F做了300J的功C．重力做了600J的功D．重力做了1200J的功8（2010黑龙江哈尔滨，26题）在我国古代书籍《墨经》中，对杠杆原理有精辟论述，并有许多巧妙的应用。如图所示是在井上汲水的桔槔，下列对桔槔在使用中不正确．．．的解释是A.向井内放送水桶时，人对配重(石块)做功，使配重的重力势能增大B.向井内放送水桶时，人用的力气一定小于水桶的重力，所以省力C.往上提水时，配重(石块)帮助人对水桶做功，配重的重力势能减小D.往上提水时，人用的力气一定小于桶与水的总重，所以省力9（2010年广东梅州，9题）图3所示，已知物体A和B质量相等，A在粗糙的水平地面，B在光滑的斜面。现它们分别在同样大小的力F作用下沿F的方向分别移动了距离S，则F对物体做的功A．对A做的功多B．对A和B做功一样多C．对B做的功多D．条件不足，无法确定图7F2F1710（2010江苏徐州，10题）如图所示，用滑轮组把重力G为400N的石块匀速提高6m，所用拉力F为250N，则滑轮组的机械效率为A．60%B.70%C.80%D.90%11（2010年山东潍坊，6题）如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化．则A．小球在A处的动能等于在D处的动能B．小球在A处的动能大于在D处的动能C．小球在B处的机械能小于在C处的机械能D．小球在B处的机械能等于在C处的机械能11（2010年山东烟台,4题）过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动．过山车时而从轨道的最低端上升到最高端，时而从最高端飞驰而下(图3)．不计能量损失，下列说法正确的是A．a点机械能小于b点机械能B．d点动能最大，b点势能最大，c点机械能最大C．由a到b的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变D．由b到c的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大12（2010年甘肃兰州，9题）如图3所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（忽略空气阻力）图3AFBF8A．他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用B．他受重力、支持力和摩擦力的共同作用C．他的重力势能转化成了动能和内能21世纪教育网D．他的重力势能减小，动能增大，机械能不变13（2010年山东临沂，6题）如图所示的单摆，小球在ab间往复摆动的过程中，下列说正确的是A.小球在a点时的动能最大B.小球在b点时的动能最大21世纪教育网C.小球在c点时的动能最大D.小球由c到a的运动过程中，重力势能不断转化为动能14（2010年江西南昌，3题）2010年3月5日12时55分，在酒泉卫星发射中心，“长征四号丙”运载火箭成功地将“遥感卫星九号”送入太空预定轨道.图2是火箭发射升空时的情景，以下说法正确的是【】A．火箭上升过程中动能不变，重力势能增大，机械能增大B．火箭升空利用了力的作用是相互的21世纪教育网C．火箭升空时受到平衡力的作用D．火箭升空时受到惯性力的作用二、填空题1.（2010年重庆，12题）如图8所示，工人利用动滑轮将沙匀速向上提升2m，已知沙重184N，动滑轮重6N，桶重10N，绳重和摩擦均不计。则拉力的大小是N，此时该装置的机械效率是。100N92%图3图2921世纪教育网2．（2010年浙江义乌，28题）掷实心球是我市初中生体育测试项目之一。某同学将质量为2千克的实心球从地上拿起，用双手举高2米后用力抛出，球恰好落在9分线上。在举高过程中该同学克服实心球的重力做功焦（g取10牛/千克）。403.（2010年浙江杭州，27题）如图，长为3米的匀质平板的中点能绕固定的支点转动，平板与水平地面的夹角为30°，在板上站两个小孩。已知20千克的甲小孩位于板的中点，30千克的乙小孩位板的左端。现两个小孩均以0.1米／秒的速度同时向右慢慢移动，秒时间后平板开始转动；乙小孩在这一过程中克服自身重力做功的功率为瓦。（g=10牛／千克）【答案】9；154.（2010广东广州市，13题）甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上．甲、乙两人质量相等，甲上行中动能（选填“增加”、“不变”、“减少”）．某时刻他们的位置如图13所示，该时刻甲的重力势能乙的重力势能，甲的机械能乙的机械能．（选填“大于”、“等于”、“小于”）．若此时上行的扶梯突然停止运动，甲会向前倾，原因是。答案：不变、等于、小于、由于惯性，要保持原来的速度向前倾