2018学年初二(下)物理沪科版《第十章-机械与人》学案

2018学年初二（下）物理沪科版《第十章机械与人》学案1/22第十章机械与人第一节杠杆的平衡条件1、认识杠杆（1）定义：在物理学中，把在力的作用下能绕着转动的硬棒称为杠杆。（2）杠杆的五要素：①支点：杠杆绕着的固定点，用字母O表示。②动力：使杠杆的力，用字母F1表示。③阻力：杠杆转动的力，用字母F2表示。④动力臂：从到的距离，用字母l1表示。⑤阻力臂：从到的距离，用字母l2表示。(3)画力臂的步骤①确定杠杆的支点，用字母O表示；②确定力的作用线；③将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线的垂线，标出垂直符号；④标出支点到垂足间的线段，写上字母l1或l2，该线段就是力臂，力臂常用虚线画出。例1：如下图所示，这款图钉来自一位初中生的创意，翘起部分为我们预留出了施力空间，图钉作为杠杆，其支点是（）A.A点B.B点C.C点D.D点2018学年初二（下）物理沪科版《第十章机械与人》学案2/22例2：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。（例二）（例三）例3：如图所示,轻质杠杆OA处于静止状态,l2是力F2的力臂,请在图中画出力F1的力臂l1和力F2的示意图.2、杠杆的平衡条件（1）当杠杆在动力和阻力的作用下时，杠杆就平衡了。（2）杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即。（3）杠杆平衡条件还可以写成1221llFF。例1：如图所示，质量不计的木板AB处于水平位置平衡，且可绕O点无摩擦转动。OA=0.2m，OB=0.5m，在A端挂一个重3N的物体甲，另一重2.5N的小滑块乙在水平拉力作用下，以0.1m/s的速度从O点匀速向右滑动，在此过程中，甲对地面的压力（选填“变大”、“变小”或“不变”），小滑块在木板上水平滑动的时间为s。例2：如图所示，杠杆处于平衡状态，且每个钩码的质量相同。若将两2018学年初二（下）物理沪科版《第十章机械与人》学案3/22边的钩码分别向支点移动相同的距离后，则杠杆端会下沉。（选填“A”或“B”）例3：古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以O为支点的杠杆，如图所示，一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置，若用L表示绳对桥板的拉力F的力臂，则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况，下列说法正确的是（）A.L始终在增加,FL始终在增加B.L始终在减小,FL始终在减小C.L先增加后减小,FL先增加后减小D.L先增加后减小,FL始终在减小例4：一轻质杠杆的两端分别挂质量不同的实心铁块，恰好保持水平。若将两铁块同时浸没入水中后，则杠杆（）A.左端下沉B.右端下沉C.仍然平衡D.无法确定3、杠杆的运用杠杆的分类：名称力臂关系力的关系特点应用举例2018学年初二（下）物理沪科版《第十章机械与人》学案4/22省力杠杆l1l2F1F2省力、撬棒、铡刀、羊角锤、开瓶器费力杠杆l1l2F1F2、省距离理发剪刀、钓鱼竿、镊子等臂杠杆l1l2F1F2不省力、不费力天平、定滑轮等例1：如图中属于费力杠杆的是（）A.镊子B.独轮车C.起子D.钳子例2：如图,轻质杠杆AB可绕O点转动,在A、B两端分别挂有边长为10cm,重力为20N的完全相同的两正方体C、D，OA:OB=4:3;当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时,杠杆恰好水平静止,A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态。（g=10N/kg）求:(1)物体C的质量；(2)物体C的密度；(3)物体C受到的浮力；(4)杠杆A端受到绳子的拉力；(5)物体D对地面的压强。例3：如图所示，轻质杠杆可绕O点转动，杠杆左端A处挂了一物块，右端B处施加一个F=3N的拉力，此时杠杆在水平位置平衡，得OA=30cm，OB=20cm。（1）求绳子对杠杆A端的拉力。（2）若物块的体积为10cm³，求物块的质量。2018学年初二（下）物理沪科版《第十章机械与人》学案5/22第二节滑轮及其应用1、定滑轮（1）定义：使用滑轮时，其轴的滑轮叫做定滑轮。（2）特点：既不省力，也不省距离，但可以改变作用力的。（3）使用定滑轮提升重物时，动力作用点移动的距离物体升高的高度，即s=h。若不考虑摩擦，作用在绳子自由端的拉力物体的重力，即F=G。（4）使用定滑轮沿水平方向拉物体时，动力作用点移动的距物体移动的距离，即s绳=s物，若不考虑绳子重力，作用在绳子自由端的拉力物体受到的摩檫力，即F=f。例1：如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端栓在钩码上,手执另一端,分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码,忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法正确的是（）A.F1较大B.F2较大C.F3较大D.F1＝F2＝F3例2：如图所示,两个物体A和B,质量分别为M和m,用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,已知M＞m,A静止在水平地面上,不计滑轮质量,则()A.转轴O对滑轮的作用力大小为（M+m）g2018学年初二（下）物理沪科版《第十章机械与人》学案6/22B.水平地面对物体A的作用力大小为（M-m）gC.水平地面对物体A的作用力大小为MgD.转轴O对滑轮的作用力大小为mg2、动滑轮（1）定义：使用滑轮时，滑轮的轴的滑轮叫做动滑轮。（2）特点：可以省的力，但要多费的距离，改变作用力的方向。特殊情况下，动滑轮不一定省力。（3）实质：动滑轮实质是一个动力臂是阻力臂的省力杠杆。（4）使用动滑轮提升重物时，动力作用点竖直移动的距离等于物体升高高度的，即s=2h。若不考虑摩擦和动滑轮的重力，作用在绳子自由锻的拉力等于物体重力的，即F=G/2。【注意】动滑轮省一半的条件是：①动滑轮与一起匀速移动；②动力F的方向与并排的绳子平行；③不计动滑轮重、绳重和摩擦例1：如图所示，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/s例2：如图所示,滑轮重力和摩擦均不计，物体重都是100N，物体与水平面间的摩擦力都是30N，当物体做匀速直线运动时，则分别作用于各绳端的拉力F1=N，F2=N，F3=N。2018学年初二（下）物理沪科版《第十章机械与人》学案7/223、滑轮组（1）定义：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组。（2）特点：既可以，又可以改变作用力的，但要多费距离。（3）滑轮组省力情况分析：F=nG（其中n为承担动滑轮的绳子的段数），在判断特殊滑轮组的省力情况时，不能只看绳子的股数，要分析受力情况。（4）绳子自由端移动的距离：S=nh（h为重物移动的距离）（5）滑轮组组装原则：“奇动偶定”①首先根据题意求出承担物重的绳子的段数n=FG（G表示物重，F表示所需的拉力）；②当n为奇数时，绳子的起点从动滑轮开始，经定滑轮依次绕线；③当n为偶数时，绳子的起点从定滑轮开始，经动滑轮依次绕线。例1：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2018学年初二（下）物理沪科版《第十章机械与人》学案8/22例2：如图所示，作用在滑轮组上的力F=2N，弹簧测力计A的示数为N，弹簧测力计B的示数为N。例3：如图，物体在拉力F的作用下做匀速直线运动，物重G=1200N，物体受到的摩擦力f=180N，则拉力F是（）A.600NB.400NC.90ND.60N例4：如图所示，某人在A处提起重物，请在图中画出最省力的绳子绕法。例5：如图所示，是一套简易升降装置示意图，其上端固定在楼顶，工人用力拉绳子，装置可使人与工作台升至所需高度，装置中滑轮A、B、C的重力分别为100N、50N、40N，人的重力为600N，当人用100N的拉力向下拉绳子时，地面对工作台的支持力为450N，则工作台的重力为N。（不计绳重和摩擦）2018学年初二（下）物理沪科版《第十章机械与人》学案9/22例6：如图所示，滑轮下挂有重为500N的物体G，滑轮重40N，绳和杠杆都是轻质的。要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是（杠杆上刻线的间距相等）（）A.270NB.360NC.540ND.720N例7：如图所示，起重机打捞水中物体，物体的质量为1500kg，体积为600dm³，起重机自重和摩擦均忽略不计，g=10N/kg，求：（1）物体完全在水中被匀速提起时，起重机钢索上的拉力F为多大？（2）如果起重机的钢索能承受的最大拉力为4500N，当物体被匀速提起露出水面的体积为多大时钢索会被拉断？2018学年初二（下）物理沪科版《第十章机械与人》学案10/22例8：如图所示装置中,杠杆和滑轮的重力及滑轮的摩擦均可忽略不计,杠杆AB可以绕O点在竖直平面内自由转动,A端通过竖直方向的轻绳与滑轮组相连,在B端用一轻绳沿竖直方向将杠杆拉住,使其始终保持水平平衡.在滑轮组的下方,悬挂一圆柱形的物体,此物体被浸在圆柱形容器内的液体中.已知杠杆O点两侧的长度关系为AO=2OB,圆柱形物体的底面积为10cm²,高为12cm,圆柱形容器的底面积为50cm².若容器中的液体为水,在水深为20cm时物体的上表面恰与水面相平,此时杠杆B端绳上的拉力为F=1.6N;若容器中液体为某种未知液体,其质量与最初容器中的水的质量相等,此时未知液体的深度为18cm.（取g=1ON/kg）（1）圆柱形物体的密度；（2）若容器中液体为某种未知液体时，未知液体对圆柱形容器底部的压强；（3）若容器中液体为某种未知液体时，杠杆B端的拉力。第三节做功了吗1、机械功（1）定义：物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做，简称。（2）做功的两个必要因素：①作用在物体上的；②物体在这个力的方向上通过的。（3）常见的不做功的三种情况：2018学年初二（下）物理沪科版《第十章机械与人》学案11/22①有力F，无距离s，例如举高重物静止不动、用力推车车未动等；②有距离s，无力F，例如在空中飞行的足球、在冰面上滑行的冰壶等；③运动方向和力的方向垂直，例如提着水桶在水平地面上匀速前进、背着书包从家到学校等。例1：关于功的概念，下列说法正确的是（）A.只要有力作用在物体上，力就对物体做功B.物体只要移动了距离，就有力对它做了功C.只要有力作用在物体上，物体在力的方向上又移动了距离，则这个力就对物体做了功D.有力作用在物体上，物体又移动了距离，这个力就一定对物体做了功例2：下列事例中，人对物体做功的是（）A.用300N的力推石头，石头没动B.举着杠铃原地不动C.扛着米袋慢慢登上楼梯D.提着水桶在水平地面上匀速前进2、功的计算（1）物理学中规定：功等于跟物体在力的方向上通过的的乘积，即功=力×距离。（2）功的计算公式为，W表示功，F表示力，s表示距离。（3）在国际单位制中，功的单位是，简称，用符号表示。1J=1N·m。例1：如图所示，斜面高为1m，长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端，下列关于做功的判断正确的是（）A.木箱受到重力做功的大小为800JB.木箱受到斜面摩擦力做功大小为100JC.木箱受到合力做功的大小为125JD.木箱受到斜面的支持力做功大小为200J2018学年初二（下）物理沪科版《第十章机械与人》学案12/22例2：在水平地面上,工人用100N的水平推力推动重150N的箱子,4s内前进了6m,在这个过程中,木箱所受重力对木箱做功为J，工人对木箱做功为J。例3：在水平地面上有一长方体木箱，小林用水平推力F把木箱向前推动，如图甲所示，此过程中，推力F随时间t的变化情况如图乙所示，木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示，则，从3s至5s内，推力对木板所做的功J，第2s木块所受到的合力为N。例4：“雪龙”号极地考察破冰船是我国最大的陆地考察船，它自身的质量约为10000吨。“雪龙”号在普通海域的最大航速为10m/s；在1m厚冰层海域破冰时所受的阻力为1.5×107N，最大航