第十章 机械与人

1 基础知识点再回顾 Part 一、杠杆 1.杠杆的五要素: . 2.力臂的画法 (1)找到支点O,即杠杆绕着转动的 点. 1.杠杆的五要素:　 　.  2.力臂的画法 (1)找到支点O,即杠杆绕着转动的　 　点.  (2)确定力的作用点和力的方向,作出力的示意图,并将力的示意图用　 　(填“虚线”或“实线”)向两边延长,表示力的示意图的线段所在的直线就是　 . 　 .  (3)从支点O向力的作用线引　 　,画出　 　,则从　 　到　 　的距离就是力臂,一般用虚线连接,并用　 　标出.  支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂 固定 虚线 力的作 用线 垂足 支点 垂足 垂线 大括号

3.实验探究“杠杆的平衡条件” (1)悬挂钩码前,调节　 　,使杠杆在　 　平衡,这样做的目的是　 　.  (2)在支点两侧挂上不同数目的钩码,调节钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,重复实验,至少三次,目的是　 　.  4.杠杆平衡条件:　 　,在计算时,注意F1和F2,l1和l2的单位要统一.  二、滑轮、滑轮组 1.定滑轮:　 　省力,但　 　改变力的方向.  2.动滑轮:　 　省力,但　 　改变力的方向.  平衡螺母 水平位置 方便测量力臂 避免偶然性,得出普遍规律 F1l1=F2l2 能 不能 能 不能

3.滑轮组 (1)拉力和物重的关系:(n为承担物重的绳子股数) 不计绳重摩擦、滑轮重时,F=　 　.  不计绳重摩擦,计滑轮重时,F=　 　.  (2)绳子自由端移动距离s和物体上升高度h的关系:　 　.  三、功和功率 1.做功包括两个必要因素:一是　 　;二是　 . 　.  2.功的计算公式:　 　,s的单位用　 　.  3.功率:表示　 　的物理量,计算公式:　 　,推导公式:P=　 　.  s=nh 作用在物体上的力 物体在力的方 向上通过的距离 m W=Fs 做功快慢 F·v

四、机械效率 1.　 　与　 　的比值叫做机械效率,通常用　 　来表示,其计 算公式为　 　.  2.由于额外功总是存在,不可能为0,更不可能小于0,所以机械效率总小于 　 　.  3.同一滑轮组,提升的物体越　 　,机械效率越高;提升同一重物时,动滑轮越重,机械效率越低.  五、机械能 有用功 总功 百分率 1 重 动能 速度和质量 重力势能 高度和质量 弹性势能 弹性形变的大小

2 基本题型训练 Part 题组一:简单机械 1.(2018贵阳)人们应用不同的简单机械来辅助工作,正常使用下列简单机械时说法正确的是( ) 1.(2018贵阳)人们应用不同的简单机械来辅助工作,正常使用下列简单机械时说法正确的是(　 　) A.筷子可以省距离 B.所有剪刀都一定省力 C.定滑轮可以省力 D.撬棒越短一定越省力 A

2. (2018聊城)人体中的许多部位都具有杠杆的功能 2.(2018聊城)人体中的许多部位都具有杠杆的功能.如图是人用手托住物体时手臂的示意图,当人手托5 kg的物体保持平衡时,肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定(　 　) A.大于5 kg B.大于49 N C.小于49 N D.等于49 N 3.(2018绵阳模拟)如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图.下列有关说法正确的是(　 　) A.刀刃很薄可以增大压力 B.铡刀实质上是一种费力杠杆 C.甘蔗放在a点比b点更易被切断 D.手沿F1方向用力比沿F2方向更省力 B C

省力 4.如图所示,撬起瓶盖的起瓶器是属于　 　杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”),其支点是图中　 　点.  5.用如图所示的滑轮组,匀速提升重400 N的物体,若动滑轮重力、绳子重力以及摩擦都不计,则作用在绳端的拉力是　 　 N.若动滑轮重力是20 N,绳重和摩擦都不计,则作用在绳端的拉力是　 　 N.  A 200 210

6.(2018枣庄)如图是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置.

(1)实验前没挂钩码时,杠杆静止的位置如图(甲)所示,此时应将螺母向　 　调节,使杠杆在水平位置平衡.  (2)杠杆平衡后,小李在左右两侧分别挂上钩码,如图(乙)所示,杠杆的　 　端会下沉,要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变钩码悬挂点的位置和不改变较少钩码的前提下,只需将　 　即可.  (3)小李和小王又分别设计了两种实验方案,小李的方案如图(丙)所示,小王的方案如图(丁)所示.你认为　 　的实验方案更好,请说明你的理由　 . 　.  (4)实验中小王发现:如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡?请说明理由　 . 右 左 左侧的一个钩码去掉 小李 方便从 杠杆上直接读出力臂 不会影响到杠杆的平衡,因 为该力的力臂为零

题组二:功、功率、机械效率 7.根据如图所示的几个情景,下列说法正确的是(　 　) A

8.(2018荆州)如图所示,竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组,已知每个滑轮重均为50 N,滑轮组下端挂有物体B,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连,物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,此时测力计的示数为550 N;在物体B下加挂重为90 N的物体C后,用水平向左的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体B上升的速度大小为5 cm/s.若不计绳重及滑轮的摩擦,g取10 N/kg,则下列说法中正确的是(　 　) A.物体A所受滑动摩擦力大小为275 N B.F的大小为530 N C.F做功的功率为42 W D.B的重力为500 N 9.(2018河北)一台起重机在10 s内将重为3 600 N的货物匀速提高了4 m,起重机做的有用功是　 　.若起重机做的额外功是9 600 J,则机械效率是　 　,起重机的总功率是　 　 W.  B 1.44×104 J 60% 2 400

10.如图(甲)所示底面积为 0.2 m2,高0.2 m的质量均匀的物体A,放置在水平地面上,对地面的压强为6×103 Pa;一质量为80 kg 的工人站在水平地面上,用如图(乙)所示的滑轮组把A运到高处,工人用大小为F1的竖直拉力拉绳使A以 10 cm/s 的速度匀速上升,这时地面对工人的支持力为N1,工人匀速拉绳的功率为P,滑轮组的机械效率为η1.若工人以相同的功率用大小为F2的竖直拉力拉绳使另一物体B以12.5 cm/s的速度匀速上升,这时地面对工人的支持力为N2,滑轮组的机械效率为η2.已知N1∶N2=3∶4,η1:η2=16∶15.(g取10 N/kg)求: (1)物体A的密度; (2)工人拉绳的功率P; (3)用滑轮组提升B时滑轮组的机械效率η2.

(1)物体A的密度; 答案:(1)3×103 kg/m3　

(2)工人拉绳的功率P; 解析:(2)对工人,由平衡条件得F+N=m人g=80 kg×10 N/kg=800 N,则N1=800 N-F1, N2=800 N-F2,由题意可知,N1∶N2=3∶4, 则4F1-3F2=800 N, ① 提升物体时的功率相等,P=F1v1=F2v2, 解得F1∶F2=5∶4, ② 由①②解得F1=500 N,F2=400 N, 工人拉绳子的功率P=F1v1=500 N×0.1 m/s×3=150 W. 答案:(2)150 W

(3)用滑轮组提升B时滑轮组的机械效率η2. 答案:(3)75%　

题组三:机械能 11.(2018烟台)如图所描述的情景中,没有发生动能转化为势能的是(　 　) A

12.如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图. 速度 (1)该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体　 　的关系(物体A,B质量不变);  (2)该实验中所探究物体的动能是指物体　 　(选填“A”或“B”)的动能;  (3)该实验物体动能的大小是通过　 　来反映的;  (4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度,它是通过　 　(选填“高度”或“质量”)来改变的;  A 物体B移动的距离 高度

12.如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图. (5)实验表明,同一物体A从斜面高处滚下,高度越大,物体B被撞得越远,可得结论　 　;  (6)若要研究物体动能与质量的关系,则需不同质量的物体从斜面　 　高度由静止滚下,并观察记录.  当物体质量相同时,物体的速度越大,动能越大 相同

易错点分析 3 Part 1.如图所示,在半径为R的油桶外绕了几圈绳子,在绳子的引出端作用一水平拉力F,使油桶沿水平面滚动了一圈,在这个过程中,拉力F所做的功为(　 　) A.0 B.πRF C.2πRF D.4πRF D 易错提示: (1)T1错误地认为,力F移动的距离为s=2πR.

错误地认为,对于同一机械来说,其机械效率是确定不变的. 2.用如图所示的滑轮组将重物匀速提高2 m,所用拉力为500 N,(不计绳重和摩擦)滑轮组的机械效率为80%,仍用该滑轮组,提升1 200 N的重物,则所用拉力为多少? 易错提示: 错误地认为,对于同一机械来说,其机械效率是确定不变的.

错误地认为,力臂是从支点到力的作用点的距离. 3.如图所示,杠杆在动力F1和阻力F2作用下保持平衡,请画出动力臂l1和阻力臂l2. 答案:如图所示 错误地认为,力臂是从支点到力的作用点的距离.