机械功和能

机械功、能班级姓名【知识点扫描】1．使用机械的目的人类使用机械可以省，或者省，但绝对不能省功。2．常见的机械（1）杠杆将一根可以在力的作用下可以绕固定点转动的硬棒成为杠杆。杠杆的五要素包括、、、、。其中动力和阻力是促进或阻碍杠杆转动的力，因而其作用点都在杠杆上。做力臂时要从支点做到力的作用线的垂线。阿基米德通过大量的实验总结出杠杆的平衡条件：省力杠杆指：当杠杆平衡时，动力臂阻力臂，则动力阻力，常见的省力杠杆有；费力杠杆指：当杠杆平衡时，动力臂阻力臂，则动力阻力，常见的费力杠杆有；等臂杠杆指：当杠杆平衡时，动力臂阻力臂，则动力阻力，常见的等臂杠杆有；（2）滑轮、滑轮组使用定滑轮可以，但可以改变力的方向；使用动滑轮不可以改变力的方向，但可以，使用滑轮组可以实现上面的两个优点。股数（n）是滑轮组极为重要的一个数据，可以看有多少段绳子直接吊起动滑轮，就说这个滑轮组的股数是几。使用滑轮组省力、费距离的数据关系都由股数决定。（3）斜面当物体很重，无法直接提到高处，可以由人将物体沿斜面往上推，从而实现省力的目的。（4）轮轴轮带轴，可以省力但费距离；轴带轮，可以费力但省距离。3．功、功率和机械效率功是指力与物体在力的方向上通过距离的乘积。而功率是描述这个力做功快慢的物理量。用单位时间做功多少来计算。机械效率效率是指使用机械做功的过程中，有用功占总功的比例。由于机械运转过程中自重和摩擦的因素必然存在，因而机械效率总1。4．机械能动能是指物体由于而具有的能，其大小受和影响；重力势能是指物体由于而具有的能，其大小受和影响；弹性是能是指物体由于而具有的能，对于同一个物体，其弹性势能大小受影响；重力势能和弹性是能统称为机械能。动能和势能统称为机械能，在一定的条件下，动能和势能可以相互转化。5．内能、热传递、热量、做功物体内部所有分子作运动的分子动能和分子势能的总和成为内能。其平均分子动能大小受影响。一般来说，物体温度升高会导致内能增加。内能的大小可以改变，如同一个物体的内能可以增大，一方面可以体现为分子平均动能增大，即升高；另一方面可以体现为分子势能变化，即状态变化。如冰吸收热量会导致内能增加，在温度没有到达熔点前表现为温度升高；当冰的温度到达熔点时，表现为熔化，即状态改变。内能大小改变的方式有两种：和。热传递的本质是能量的转移，发生的条件的两个物体的区别，热传递的方向总是由的物体转移到的物体，直至相同；做功的本质是能量的转化，一般是机械能和内能之间的相互转化，如摩擦、压缩等方式可以对物体做功。6．热机热机是热力发动机的简称，从最早的蒸汽机，到现在的内燃机。其工作原理是利用燃料燃烧将燃料的转化为0高温高压的燃气的，再转化为。汽油机是常见的内燃机，其一个工作循环有四个冲程：、、、。汽油机一个工作循环有四个冲程，曲轴和连杆转圈，对外做功次。内燃机中选用不同的燃料本质区别在于燃料的不同。完全燃烧1kg的不同燃料释放的热量成为这种燃料的热值。7．比热容单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃需要吸收（或放出）的热量成为这种物质的比热容。通过Q=Cm△t可以计算物质吸收或者放出的热量。等质量的不同物质，温度升高同样的数值，比热容大的吸收的热量多；等质量的不同物质，吸收的热量相同，比热容大的温度升高小。【典型例题】例1如图所示，轻质杠杆OA的中点悬挂一重G＝60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则F＝N。保持F的方向不变，在将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F将（变大/不变/变小）。例2如图，一直杆可绕o点转动，为提高重物，用一个始终跟直杆垂直的力下使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置，在这个过程中这个直杆（）A．始终是省力杠杆B．始终是费力杠杆C．先是省力的，后是费力的D．先是费力的，后是省力的例3如图所示，重500N的人站在重100N的吊篮内使吊篮和他一起匀速上升．不计滑轮重及摩擦，求：（1）人拉绳子的力是多大？（2）人对吊篮的压力是多大？例4如上图所示一个重500N的物体，用拉力F使它沿着长5m，高3m的斜面AB，由A拉上平台B，则人的拉力至少为，在这过程中拉力做的功至少是J。若在水平台BC上用100N的力使物体前进5m，这时重力做的功是J。例5如图所示，物体重1500N，地面对物体的摩擦阻力为物体重的0.4倍，一个人用240N的拉力F，在8秒内使物体沿水平地面匀速移动了5m，求：(1)力F做的功；(2)人做功的功率；(3)滑轮组的机械效率。例6为了使快速降落的“神州五号”返回舱安全着陆，以免撞坏，返回舱在距离地面几十米处，向下迅速喷出高压气体，从开始碰气到安全着陆，返回舱的（）A、动能增加，重力势能减少，机械能不变B、动能减少，重力势能减少，机械能减少C、动能减少，重力势能增加，机械能不变D、动能不变，重力势能减少，机械能减少例7下列过程中，势能转化为动能的是（）A、地球人造卫星从近地点向远地点运动B、起跳的跳水运动员落下时将跳板压弯C、人骑自行车从坡上自行滑下D、滚摆上升例8关于热量与温度关系的正确说法是（）A、温度高的物体放出的热量一定多B、一个物体和别的物体发生热传递时，温度下降的越多，放出的热量就越多C、物体吸收热量，温度一定升高D、物体所具有的热量和温度成正比例9水喝干泥土的比热容之比是5:1,质量之比是1：2，吸收的热量之比是3:2，则水和干泥土升高的温度之比是（）A5:3B3:5C15:4D15:1例10在一标准大气压下，完全燃烧0.14kg的酒精，产生的热量的60%用于加热质量为6kg的温度为5℃的水，可将水加热到多少℃（酒精的热值为3.0×107J/kg）【复习卷A】一、填空题1．杠杆平衡的条件是________________________。当动力臂______阻力臂时，是省力杠杆；当动力臂______阻力臂时，是费力杠杆；当动力臂______阻力臂时，是省力杠杆。2．定滑轮的实质是一个______杠杆，所以使用它可以____________但不能______；动滑轮的实质是一个______杠杆，所以使用它可以____________，但不能____________。3．写出下列各单位所对应的物理量：(1)N·M；(2)J/s__________；(3)W·S________；(4)N·M/S_________。4．在镊子、钢丝钳、扳手、天平中，属于费力杠杆的有____________，属于等臂杠杆的有____________。5．如图1所示，杠杆上每格等距，每个钩码重都是1N，当杠杆平衡时，弹簧秤的示数为______；若要求弹簧秤示数为9N，并且钩在支点左侧时，则它应钩在______处，拉力方向应为____________。图1图26．如图2所示，用动滑轮把重为40N的物体匀速上提，弹簧测力计示数为24N，则拉力为______N。不计摩擦和绳重，动滑轮重为______N，这时该动滑轮的机械效率约为______。7．某运动员把1000N的杠铃举高1.8m后在空中停留5秒钟，在这5S内他对杠铃做的功是______J，功率是______W。8．两台机器的功率之比为3：1，它们做同样多的功，所需时间之比为______，在相同时间内做功之比为______。9．某台机器的功率为80W，机械效率为80%，分别表示_____________________________，__________________________________________。10．设长和高之比为5∶2的斜面，把重600N的物体匀速推上去，所用沿斜面方向推力至少是______N，若实际所用推力为300N，则斜面的机械效率为_____________。11．小刚双手对搓后感觉手上发热，这是通过______________的方式改变手的内能．汽油机的工作过程中，将机械能转化为内能的是____________冲程．12．“嫦娥一号”卫星在绕月飞行的1年时间里，可能会遭遇两次月食，月食期间没有太阳光照射，卫星表面的温度会急剧下降，内能(选填“增大”、“减小”或“不变”)，这是通过的方式改变物体的内能．13．一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r／min，该汽油机每秒钟内完成_______个冲程，做功______________次二、选择题14．两个小孩坐在跷跷板上恰好在水平位置平衡，此时（）A.两个小孩的重力一定相等B.两个小孩到支点的距离一定相等C.两个小孩的质量一定相等D.小孩的重力和他们各自到支点的距离的乘积一定相等15．一把杆秤原来很准确，但跟它配套的秤砣掉了一小块，再用它称量物体时，称量结果将（）A、偏大B、偏小C、不变D、无法确定16．使用下列简单机械时，一定省力的是（）A、铡刀和定滑轮B、撬棒和理发剪刀C、羊角锤和手推车D、瓶盖起子和钓鱼杆17．在下列情况下，力对物体做功的说法正确的是（）A、铅球出手后，水平方向移动7m，手对铅球做了功B、用30N的水平推力，将重为180N的物体推动9米。推力对物体做了功C、关闭发动机后，火车仍向前滑行50m，火车的惯性对它做了功D、小球在光滑的水平面上滚动，支持力对它做了功18．如图3所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F作用下沿水平面以2m/s的速度匀速运动，此时弹簧测力计的示数是8N，若滑轮绳子、弹簧测力计的重力和摩擦力均不计，那么物体A与水平面的摩擦力以及2S内F所做的功分别为（）A、8N，32JB、16N，32JC、8N，64JD、16N，64J图3图419．如图4所示，杠杆在物体A和力F作用下处于平衡，现在将力F方向改为沿虚线方向，要使杠杆仍保持平衡，必须是（）A、F减小B、F大小不变C、F变大D、F小于物体重力20．某人骑着一辆普通自行车，在平直公路上以某一速度匀速行驶，若人和车所受的阻力为20N，则通常情况下，骑车人消耗的功率最接近（）A、1WB、10WC、100WD、1000W21．张强要抬起一根粗细均匀、重为800N的树干的一端，另一端不离地，他至少用力（）A、800NB、600NC、400ND、200N22．大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平向移动4m,如图5所示,若不计绳重和摩擦，他至少做了多少功？（）A、200JB、300JC、400JD、500J图5图623．工人用如图6所示的滑轮组提升重物，在10S内将质量为100kg的物体匀速提升2m，已知工人向下的拉力为480N，则下列说法错误的是（）A.绳子自由端被拉下6mB.工人所做的有用功为1960J，总功为2880JC.工人做功的功率是288WD.滑轮组的机械效率为51%24．2008年4月19日，俄“联盟”号飞船返回舱着陆时出现严重错误，返回舱进入地球大气层后，朝地面飞行的前端不是隔热罩，而是舱门和天线，导致舱门被烧焦，天线遭焚毁，宇航员的生命受到严重威胁．在这一过程中，返回舱能量转化的方式是（）A．重力势能→动能→内能B.动能→重力势能→内能C．内能→重力势能→动能D.内能→动能→重力势能25．如题7图所示是汽油机工作循环中的某一冲程，这个冲程是（）A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程三、作图题26．在如图7所示中，O是杠杆的支点，试画出F1和F2的力臂l1和l2。27．如图8所示是活塞式抽水机的的摇柄，AOB是一杠杆，在图中作出阻力F2的示意图和动力臂L1。28．如图9所示的滑轮组，用300N向下的拉力将900N的重物匀速提升到高处（绳、滑轮的自重及摩擦不计），请画出滑轮组上绳的绕法。图7图8图9四、实验题29、在如图10所示的实验装置中，(1)实验前没有挂钩码时，发现杠杆左端下倾，它将杠杆右端的螺母向_________边旋一些，使杠杆在_________位置平衡，(2)实验时只有8个相同的钩码，杠杆上每格等距，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可使杠杆在水平位置平衡？（设计两种方案）答：①________________________________________________②_________________________________