沪科版机械与人--知识点以及练习题

第十章机械与人回眸教材析知识1．杠杆直接搬动很重的大石头很困难，利用撬棒就可以较容易办到，在力的作用下，撬棒就是能绕着一个固定点转动的硬棒，叫。撬棒属于省力杠杆，但是费了；用筷子夹食物，筷子就是一种费力杠杆，只要手指稍微一动，筷子就可以夹很多东西，虽然费了，但省了，使操作更加方便。2．滑轮和滑轮组观察人们生活中利用简单机械的情景，有时人们利用动滑轮，目的是省，但费了；有时利用定滑轮，不省力，但改变了，使操作更为方便。要想即省力又改变力的方向，就可以将两者组合，组成，起重机上的滑轮组合就是实例之一。3．功的必要因素某同学踢足球，球离开脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。物理学中规定：功等于的乘积。功包括两个必要因素：①作用在物体上的；②物体在的方向上通过的距离。不做功的三种情况：有力无距离，例如提重物却没有提起；有距离无力，弹珠在水平桌面上被弹出继续前进，但人没有做功；力和距离垂直，例如物体在水平冰面上匀速滑行，水平方向没有力做功，此时虽然有重力作用在物体上，但重力方向与物体运动方向垂直没有做功。4．功的原理事实告诉我们，使用扳手拧螺丝要省力必须费，钓鱼时要省距离必须费，既的机械是没有的。使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，即：。使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以、或者可以、也可以改变，给人类工作带来很多方便。理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)：使用机械时，人们所做的功(Fs)直接用手对重物所做的功(Gh)。5．功率功率是指机械在里完成的功，表示做功的物理量。例如，某小轿车功率66kW，它表示：小轿车1s内做功66000J。对于功率一定的机械，由公式P＝—＝Fv可知，当速度越小时，产生的拉力越大，例如汽车载重上坡时，要挂低挡来获得较大的拉力。6．机械效率(1)机械效率是指有用功跟总功的。不同机械的机械效率表达式及其特点：(2)提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。7．机械能及其转化荡秋千人处于最高点时，由于人被举高而具有能；下降过程中，高度减小，重力势能，速度逐渐增大，动能，即人的重力势能向动能转化；到达最低点，人的速度最大，动能最大，高度最小，重力势能最小；继续向最高点上升过程中，又转化为；再次到达最高点时，动能减小到零，转化的重力势能最大。转化过程中，若没有能量损失，机械能的总量不变，即两者之和不变，这就是机械能守恒。动能不仅与速度有关，还与物体的质量有关，速度相同时，质量越大，动能越，同速行驶的火车动能大于汽车的动能；重力势能不仅与高度有关，还与物体的质量有关，高度相同时，质量越大，重力势能也越，高度相同的铁钉和铁锤，铁钉重力势能要铁锤的重力势能。经典例题典例1：杠杆平衡条件的探究和应用例1在验证杠杆平衡条件时，某实验小组得到了如图10－1所示的杠杆平衡状态，已知每个钩码的质量均相等。(1)若钩码所挂位置不动，将左边的钩码去掉一个，为使杠杆仍然保持平衡，右边的钩码该拿掉个。(2)杠杆的平衡条件为。例2如图10－2所示，杠杆OA可绕支点O转动，B处挂一重物G，A处作用一竖直向上的力F。当杠杆和竖直墙之间的夹角逐渐增大时，为了使杠杆平衡，则()A.F大小不变，但F＜GB.F大小不变，但F＞GC.F逐渐减小，但F＞GD.F逐渐增大，但F＜G本题属于动态平衡问题，解决此类问题的关键在于找到不变量和动态量。根据杠杆平衡条件F1L1＝F1L2，代入不变量，进而判断动态量的变化情况。例3请在图10－3中画出用滑轮组提升重物，拉力F＝的绳子的绕法。(不计动滑轮重、绳重和摩擦)例4如图10－4所示，用水平力F拉着重为100N的物体，在水平地面上向右匀速移动了5m，物体所受地面的摩擦力大小为20N，则()A．重力做的功是500JB．拉力大小为100NC．拉力大小为120ND．拉力做的功为100J例5如图10－5所示，粗略测量小明同学引体向上运动的功率时，下列物理量不需要测量的是()A．小明的质量B．单杠的高度C．每次身体上升的高度D．做引体向上的时间例7同学们都玩过秋千吧，闭上眼睛，那种时高时低的感觉如同在飞……你知道其中能量的转化吗？图10－7是小孩荡秋千的示意图，下列分析正确的是()A．小孩在A点具有最大动能B．小孩从C荡到B的过程中，动能转化为势能C．小孩从B荡到C的过程中，动能转化为势能D．小孩从A荡到B的过程中，在B点的机械能大于A点的机械能1.将一个省力的机械和一个省距离的机械组装成一个组合机械，当利用这个组合机械做功时()A．一定不能省功B．一定可以省力C．一定可以省距离D．一定能省功2.如图所示的四种情景中，人对物体做功的是()3.如图所示，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4.如图所示是某跳水运动员正在进行训练的情景，从起跳至落到水面的过程中，运动员的动能与重力势能变化的情况是()A．动能一直减小，重力势能一直增大B.动能一直增大，重力势能一直减小C．动能先增大后减小，重力势能先减小后增大D.动能先减小后增大，重力势能先增大后减小5.如图所示，若人手拉力F＝50N，则货物重N(不考虑动滑轮和摩擦)，A钩所受的拉力为N，B钩所受的拉力为N。6某人在水平地面上用100N的水平推力推动重500N的物体，使物体以0.2m/s的速度匀速移动了3m，地面对物体的摩擦力是N，此人对物体做的功是J，功率是W。7如图所示，运动员射箭时用力将弓斜向上拉开，在放开箭的瞬间，弓的能转化为箭的能，箭在空中向上飞行的过程中，箭的能增大。8江西省三清山是我国著名的道教圣地和旅游景点。三清山索道全长2426m，上、下高度差约600m，单个吊车载满两人后的总重是2500N。以单个吊车载满两人为例，试回答下列问题。(1)吊车与索道的接触面积以0.01m2计，索道上挂吊车处的钢索承受的压强是多大？(2)单个吊车从索道最高处运行到最低处，吊车和人的重力做多少功？(3)若单个吊车从索道最高处运行到最低处，用时20min，吊车和人的重力做功的功率是多少？9如图甲所示的开瓶器，在使用时相当于一个(选填“省力”或“费力”)杠杆，其杠杆简化图如图乙所示(不计自重)，O为支点。若动力F1和阻力F2都与杠杆垂直，且AO＝6cm，BO＝1cm，F1＝30N，则F2＝N。10如图所示的装置中，图乙使用的是(选填“定”或“动”)滑轮。如果要匀速提起重100N的物体A(不计滑轮重力和摩擦)，需要用的拉力F甲等于N，F乙等于N。11如图所示，已知物体A和B质量相等，A在粗糙的水平地面，B在光滑的斜面上。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做功多B．对A和B做功一样多C．对B做功多D．条件不足，无法确定12如图所示，用拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法中正确的是()A．拉力F对物体做的功是额外功B．拉力F做的功是有用功C．拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍D．增加物体重力可以提高滑轮组的机械效率13工人用如图10－25所示的滑轮组将重为1200N的建筑材料从地面上匀速运到高20m的楼上，耗时5min，手竖直向上的拉力是500N，在这个过程中，工人做功的功率为W，滑轮组的机械效率是。14如图所示，物体重为180N，所用拉力F＝100N，方向竖直向上，将物体匀速提高1m时，绳子自由端提高了m，拉力做了J的功。15如图所示，重为500N的物体与地面间的摩擦力为144N，为使物体匀速移动6m，必须在绳的自由端加60N的水平拉力。那么拉力做的有用功是J，此滑轮组的机械效率为。16如图所示，小松妈妈去百货大楼购物，自动扶梯把她从一楼匀速送到二楼的过程中，她的()A．动能增大，势能增大，机械能增大B．动能增大，势能增大，机械能不变C．动能不变，势能增大，机械能不变D．动能不变，势能增大，机械能增大