《机械与人》复习课

优秀学习资料欢迎下载《机械与人》复习课1．杠杆(1)一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆．杠杆是直的，也可以是任意形状的．作为杠杆必须：具备以下条件：①有一个可绕着转动的固定点；②受力的作用而不变形(突出“硬”字)；③受到动力和阻力的作用，且这两种力对于杠杆的转动所起的作用正好相反．(2)杠杆的五要素①支点：杠杆绕着转动的固定点，用“O”来表示．它可以在棒的一端，也可以在其他位置．杠杆转动时，支点是相对固定的．②动力：使杠杆转动的力，用“F1”来表示．③阻力：阻碍杠杆转动的力，用“F2”来表示．无论是动力还是阻力，都是杠杆所受到的力，它们不是一种新的性质的力．动力和阻力没有严格的界限，只不过两个力的作用效果相反罢了；一般地，把人施加的力，或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力．④力臂：从支点O到动力作用线的距离，用“L1”表示．⑤阻力臂：从支点O到阻力作用线的距离，用“L2”表示．(3)杠杆的平衡条件①杠杆的平衡：指杠杆静止不动(静平衡)或匀速转动(动平衡)．所谓匀速转动，是指杠杆在单位时间内转过相等的角度．②杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2(4)杠杆的分类①省力杠杆：使用省力杠杆可省力但费距离．②费力杠杆：使用费力杠杆虽然费力，但是可以少移动距离。③等臂杠杆：使用等臂杠杆既不省力，也不费力；既不省距离，也不费距离。2．滑轮滑轮是一个周边有槽可绕轴转动的轮．滑轮可看作是变形的杠杆，所以可以用杠杆的平衡条件来分析研究它．根据使用情况不同，滑轮可分为：(1)定滑轮：中间的轴固定不动的滑轮．定滑轮实质上是一个等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向．所谓“改变力的方向”，是指我们施加某一方向的力，能得到一个与该力方向不同(或相反)的力．(2)动滑轮：轴和轮一起移动的滑轮。动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆，通常情况下使用动滑轮省一半的力，但同时要费一倍的距离，不能改变力的方向．(3)滑轮组：滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成的，可以达到既省力又能改变力的方向的使用效果，但同时要多移动距离．它的省力情况是由吊着动滑轮的绳子的段数来决定的．由几段绳子吊着动滑轮，提起重物所用的力就是物重的几分之一，但是动力移动的距离(．速度)是物体移动的距离(速度)的几倍．如果动滑轮较重，不能忽略，则拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一．3．功(1)功：一个物体对另一个物体做功的必备条件有两个，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。物理学中规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积，即功=力×距离．如果一个力拉着物体在竖直方向上运动，做功的多少还可以用公式W=Gh来计算.在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，1J=1N·m．(2)做功的快慢：功率是用来描述物体做功快慢的物理量．优秀学习资料欢迎下载计算功率大小的公式：P=W/t．由W=FS还可推出另一个计算功率的公式：P=Fv在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，1W=1J／s．功率是机器的主要技术性能之一，选购机器时，要根据实际需要和可能选择功率合适的机器．(3)功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功．这个结论叫做功的原理．4．机械效率(1)有用功、额外功、总功：①有用功在数值上等于机械作用在物体上的力与物体在力的方向上通过距离的乘积．通常情况下用机械匀速提升物体时，W有用=Gh；在水平方向上，用机械克服物体与其他接触面的摩擦时W有用=Fs，s为水平移动的距离．②额外功：凡是为克服机械本身的摩擦而做的功，和克服机械本身重力而做的功都是额外功．③总功：有用功和额外功的总和，即W总=W有+W额外，或等于作用在机械上的动力与动力作用点移动距离的乘积，即W总=Fs。(2)机械效率：①意义：是反映机械性能的物理量②定义：机械效率就是有用功与总功的比值，一般以百分比的形式表示：η=W有/W总．由于有用功是总功的一部分，所以机械效率总小于1．5．机械能(1)能量：一个物体能够做功，它就具有能量，物体具有做功的本领，我们就说物体具有能．可以用物体能够做功的多少来衡量物体具有能量的大小．在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)，能的单位也是焦耳(J)．动能：物体由于运动而具有的能量，叫做动能．一切运动的物体都具有动能．重力势能：物体的质量和被举起的高度决定了物体的重力势能的大小．弹性势能：发生弹性形变的物体具有的能量叫做弹性势能．物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大．(2)机械能：动能和势能统称为机械能，机械能是和物体的机械运动紧密联系的能量．动能和势能是可以相互转化的．优秀学习资料欢迎下载考点一判断是省力还是费力杠杆例一、（08江苏泰州）如图所示的几种杠杆类工具，在使用时属于省力杠杆的是（）例二、（08湖南怀化）如图4，属于费力杠杆的是（）A、开啤酒瓶盖的开瓶器B、剥核桃壳的核桃钳C、钓鱼者手中的鱼杆D、撬钉子的钉锤考点二力臂及杠杆平衡条件的应用例一、如图所示杠杆处于平衡状态，若使弹簧测力计的示数变为原来的1/2,要保持扛杆仍然平衡，可以（）A．减少一个钩码B．减少二个钩码C．减少三个钩码D．把钩码向左移一个小格例二、（08湘潭）铡刀在使用时的受力情况如图6所示，某学生在图6中分别作出了F1和F2的力臂L1和L2，其中的作法不对。（选填“L1”、“L2”、“L1和L2”）例三、（08江苏徐州）图8是小华同学探究杠杆平衡条件的实验装置。(1)请你在图8中画出钩码受到重力G的示意图和此时杠杆受到动力F1的力臂l1；(2)现在小华同学想使杠杆在水平位置平衡，以便测量力臂，她可以采取的做法是：(写出一条即可)；(3)右表是小华得到的一组实验数据，由此她得出动力F1/N动力臂l1／cm阻力F2/N阻力臂l2／cm3443“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论。你认为她的实验结论是否正确?如果不正确，造成错误的原因是什么?。考点三动、定滑轮及滑轮组的特点例一、（08甘肃兰州）如图3所示，滑轮下挂重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点所加的竖起向上的力F应是（杠杆上标度的间距相等）()A．270NB．360NC．540ND．720N优秀学习资料欢迎下载例二、(08湖北恩施)在图7中，甲、乙两个滑轮组都是由相同的滑轮组合而成。如图丙：大轮重10N，小轮重5N，连杆重1N。先后用甲、乙两种方式提起同样重的物体（G=500N），如果忽略摩擦力和绳的重力，则下列说法正确的是（）A．F1=129NF2=133NB．F1=129NF2=129NC．F1=133NF2=133ND．F1=133NF2=129N考点四功的计算及做功与否的判断例一、（08乐山）如图所示，重为25N的木块在大小为10N的水平拉力F的作用下，在10s内沿水平地面匀速前进5m，则拉力做的功为_____J，地面对物体的摩擦力为__________N。考点五功率的大小例一、（08甘肃天水）如图6所示的滑轮组，绳与滑轮间的摩擦不计。将质量为3kg的物体A放在粗糙的水平面上，以1m/s的速度匀速拉动时受到的摩擦力f=G/10,则物体的重力为N；在2s内物体移动的距离为m;拉力F为N；在2s内物体移动的距离为m;拉力F为______N；拉力F的功率为W。（g=10N/kg）考点六机械效率的探究例一、（08甘肃嘉峪关）在探究“测滑轮组的机械效率”的实验中，马刚同学用图10所示的同一滑轮组进行了三次实验，实验记录如下表：序号速度（m/s）钩码总重G(N)钩码上升高度h(m)测力计拉力F(N)测力计移动距离s(m)机械效率(%)10.220.10.80.383.320.230.11.10.330.420.20.80.6（1）（4分）将实验序号2、3所对应的机械效率填入相应表格中的空白处：（2）（2分）根据以上实验可得到的结论是：在滑轮组的串绕绳子的方式不变时，机械效率与有关，与无关。考点七功、功率、机械效率的综合应用例一、（08江苏扬州）建筑工地用如图21所示的简易滑轮组提升砖块，某工人将500N重的砖块一次匀速提升到离地面4m高的砌墙处，所用拉力是200N，所用时间是20s,求这次提升砖块过程中1、工人做的有用功；2、工人做工的功率3、滑轮组的机械效率。考点八动能和势能例一、一人骑车从斜坡上滑下(不蹬车)，速度越来越快，他的动能________，重力势能_________，机械能___________。(选填“变大”、“变小”或“不变”)，撑杆跳高运动图7优秀学习资料欢迎下载员从起跑到最后落在海绵垫子上，能量发生了多次转化。起跑过程中运动员获得______能，撑杆点地并发生弯曲，此时运动员的动能转化为撑杆的_______能，撑杆恢复原状将运动员顶起，撑杆的__________能转化为______能，运动员从最高处落向垫子的过程中____________能转化为________能。课内练习一、填空题1、（08江苏无锡）各式各样的剪刀都是一对对的杠杆。如图所示，要剪开铁皮，应该用最合适；剪纸或布时，应该用最合适。(选填标号)2、（08湖北十堰）如图5所示的滑轮是________滑轮，观察图中弹簧测力计的示数，可以知道使用这种滑轮可以改变__________________，不能________________。3、（08辽宁省十二市）如图10所示，某人站在高处用100N的拉力把重240N的物体提高1m，则人克服重力所做的有用功为_______J，总功为______________J，该滑轮组的机械效率为_______。4、（08湖南衡阳）如右图所示，一物体重500N，滑轮重、绳重和摩擦均忽略不计，要拉起这个物体甲图中需_______N拉力，乙图中需________N拉力。5、（2008·安徽省）如图1所示，不计重力的杠杆OB可绕O点转动，重为6N的物体P悬挂在杠杆的中点A处，拉力F1与杠杆成30°角，杠杆在水平位置保持平衡。请在图中画出拉力F1的力臂，并求出此状态下拉力F1=_______N。二、选择题1．（2008·常德市）下列工具：①钢丝钳②钓鱼杆③筷子④镊子⑤开酒瓶用的起子，其中属于费力杠杆的是（）A．①②③B．②③④C．①③⑤D．②③⑤2．（2008·株洲市）图1中属于费力杠杆的是（）3．（2008·济宁市）园艺师傅使用如图3所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目的是为了（）A．增大阻力臂，减小动力移动的距离B．减小动力臂，减小动力移动的距离C．增大动力臂，省力D．减小阻力臂，省力4．（2008·青岛市）下列关于F1力臂的作图中，正确的是：（）图1A．起子B．道钉撬C．筷子D．钢丝钳优秀学习资料欢迎下载5.(2008·巴中市)如图3所示是安置在巴中大佛寺收费站栏杆的示意图，当在A处施加一个动力时，可将栏杆拉起来，它是一根（）A．省力杠杆B．费力杠杆C．等臂杠杆D．无法确定6．如图8-8所示滑轮组，正方体A在水平地面上处于静止状态，已知A的边长为1dm，密度为2×103kg/m3，动滑轮总重为2N，若使A对水平地面产生600Pa的压强，作用在绳端的拉力F为（忽略摩擦和绳重，g＝10N/kg）（）A．4NB．5NC．1ND．22N四、实验与探究题1．（2008·江西省）做物理实验要遵循实事求是的原则。芳芳同学按照图6所示装置对动滑轮特点进行了探究，记录的数据如下表：通过分析数据。她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：（1）该实验中出现这样结果的主要原因是什么？除此之外还应满足什么条件时“使用动滑轮能省一半的力”？（2）分析表中数据你还发现该装置的机械效率随物重的增大怎样变化？2、（2008·上海市）在“研究杠杆平衡的条件”实验中，先把杠杆支在支架上，通过调节_________________，使杠杆在水平位置平衡。当左侧钩码处于图所示A位置时，应将右侧的钩码向__________移动(