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2019-2020年人教版物理第一轮复习：第十七章 能源与可持续发展（一）、能源家族1、能源凡是能提供能量的物质资源，都可以叫做能源。2、化石能源煤、石油、天然气称为化石能源。3、一次能源可以从自然界直接获取的能源是一次能源。如柴草、煤、石油、天然气、太阳能、水能等。4、二次能源无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗，由一次能源直接或间接转化而来的能源是二次能源。如电力、蒸汽、焦炭、煤气等。区别一次能源和二次能源的关键是看其是否经过加工转换。5、生物质能由生命物质提供的能量称为生物质能。6、不可再生能源不可能在短期间内从自然界得到补充的能源叫做不可再生能源。如化石燃料（煤、石油和天然气），核裂变燃料。7、可再生能源可以从自然界里源源不断地得到的能源叫可再生能源。如水能、风能、生物质能、地热能、潮汐能。（二）、核能1、核能原子核分裂或聚合时释放的巨大能量叫做核能。2、裂变用中子轰击较大原子核，使其分裂成两个中等大小的原子核并释放出巨大能量的现像叫做裂变。应用：原子弹、核电站。3、链式反应原子核发生裂变时，裂变自行持续下去的现象叫做链式反应。4、聚变质量很小的原子核在超高温下结合成新的原子核，释放出更大的核能叫做聚变，也称为热核反应。应用：氢弹、太阳。5、核能的优缺点优点：清洁、无污染、产生能量巨大。缺点：有可能带来放射性污染。（三）、太阳能1、太阳的结构太阳的结构主要包括：太阳核心、辐射层、对流层和太阳大气。2、太阳能的优缺点优点：太阳能十分巨大；太阳能供应时间长久；太阳能分布广阔、获取方便、无需挖掘、开采和运输；太阳能安全、无污染。缺点：太阳能的辐射功率分散、不稳定；目前转换效率还较低。3、利用方式：光热转换-太阳灶、太阳能热水器；光电转换-太阳能电池；光化转换-绿色植物.（四）能源革命1、三次能源革命：第一次能源革命：钻木取火。 第二次能源革命：蒸汽机的发明。 第三次能源革命：可控核能利用。2、能量转移和转化的方向性能量的转移和转化都是有方向性的，能量的利用是有条件的，也是有代价的，并不是什么能量都可利用。 （五）、能源与可持续发展1、能源消耗时对环境的影响空气污染；产生废物；有害物质；水土流失及沙漠化。2、人类未来的理想能源必须足够丰富，可以保证长期使用；必须足够便宜，可以保证多数人用得起；相关技术必须成熟，可以保证大规模使用；必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。二、重难点例题分析例 1、将下列给出的各种能源进行分类，并写明分类依据。煤、木柴、石油、太阳能、电能、核能、潮汐能、地热能、风能。划分依据：_分类：（1）_（2）_解析：本题是一道开放性试题，只要分类合理就行。解答：划分依据：一次能源和二次能源分类：（1）一次能源：煤、木柴、石油、太阳能、核能、潮汐能、地热能、风能。（2）二次能源：电能例 2、下列关于核能的说法正确的是（ ）A物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能B到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变C原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的D自然界只有在人为的条件下才会发生裂变和聚变解析：核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源。虽然各种物质的原子里都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量只有当原子核发生改变裂变和聚变时才伴随巨大的能量变化，可见选项A错误、选项B正确。原子弹则是利用裂变的链式反应中能在极短的时间内释放出巨大能量的原理制成的，而氢弹则是利用轻核的聚变制成的，则选项C是错误的。自然界除了人为的聚变外，太阳和许多恒星内部都进行着大规模的聚变反映，并以光和热的形式将核能辐射出来，则选项D也是错误的。解答：选B例3、 关于能源的利用和节能，下列说法正确的是（ ）A根据能量的守恒定律，能源的利用率应该是100%B由于能量不会消灭，也不会创生，总是守恒的，所以节约能源意义不大C节约能源只要提高节能意识就行，与科技进步无关D在能源的利用中，总会有一部分能源未被利用而损失掉解析：本题的考查涉及到能量转化的基本规律和可持续发展问题。能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状态，做到没有任何损失，虽遵从能量守恒定律，但它指的是损失部分和被利用部分总和与原来能源总量相等，所以选项A错；根据能量转化的规律，能量在转化时，在遵循能量转化和守恒定律的同时，能量的转化和转移还具有方向性。在利用能源的过程中总会有一部分能量转化成热散失在周围环境中，这些能量虽然还在自然界中，但却无法转化为其他形式的能，因而很难或无法再利用。所以，能量经转化后，可利用的能，只可能减少，不可能增加，因此节能的意义重大；同时，只有节能意识是不够的，必须利用科技进步提高能源利用率，不断开发新能源，以满足人类社会可持续发展的需要。所以选项B、C错。解答：选D例4、育才中学九（1）班的物理课外探究小组对“吸收太阳能与表面颜色之间的关系”进行了实验研究：在黑色塑料袋和白色塑料袋内装入同样质量的水，插入温度计后系好，放在阳光下暴晒，每隔相同的时间，读出温度计的示数。数据记录如下：塑料袋水的质量(kg)初温（）温度（）温度（）温度（）黑色1.514.023.328.033.5白色1.514.017.518.621.0（1）他们在实验中采用的科学方法是_；（2）分析上表的实验数据，得出的结论是：_。（3）由此可知，太阳能热水器的集热管内表面颜色以_色为宜，夏天应穿_（选填“浅”或“深”）颜色的衣服。解析：设计的实验方案明显运用了控制变量法。由表中数据可知，黑色表面的物体吸热本领强。利用太阳能热水器是为了是为了加热水箱中的水，所以太阳能热水器的集热管内表面颜色以黑色为宜。夏天气温高，应穿浅颜色的衣服。解答：（1）控制变量法。（2）黑色表面的物体吸热本领强。（3）黑 浅例5、杨洋同学家原来是用液化石油气烧水的(每天至少用65的热水100kg)，参加“探究性学习”活动后，在老师的指导和同学们的帮助下，制作了一台简易的太阳能热水器.这台热水器6月份平均每天可将100kg水从15升高到65.(1)若液化石油气的热值为8.0107J/kg，改用太阳能热水器后，6月份平均每天可节约液化石油气多少千克？（液化石油气燃烧放热的70%被水吸收）(2)使用太阳能热水器比使用燃料烧水，除了节约能源外，还有哪些优点？(至少写出两点)解析：先根据热量的计算公式求出水所需吸收的热量，然后根据效率和热值算出所需燃烧的液化石油气的质量，即为节约的液化石油气解： (1)水的质量：m=100kg水的比热容：C=4.2103J/(kg)水升高的温度：t=65-15=50水吸收的热量：Q吸=Cmt =4.2103J/(kg)100kg50 =2.1107J液化石油气的热值为q=8.0107J/kg液化石油气燃烧放出的热量：Q放=3105J平均每天节约液化石油气的质量：M= =0.375kg(2)优点有：无污染安全光能取之不尽说明：此问答案多种，只要回答合理均正确。三、综合练习1、下列能源中，既是一次能源又是可再生能源的是A.核能B.柴草C.煤D.风能2、出行是人们工作、生活必不可少的环节，出行的工具多种多样，使用的能源也不尽相同。自行车、电动自行车和燃油汽车所消耗能量的类型分别是（ ）生物质能 核能 电能 太阳能 化学能A、 B、 C、 D、来自太阳辐射的能量新能源可再生能源3、（09年江西省基础教育课改实验区）研究能源利用，实现可持续发展已成为21世纪世界各国共同的任务.能源按不同的分类方式可进行不同分类.下列四组能源中，能归入图17-1所示阴影部分的一组是 （ ） A煤炭、地热能、沼气B太阳能、风能、海洋能C水能、木柴、天然气D石油、海洋能、核能4、下列关于节约能源的说法中，错误的是（ ） 图17-1A.提高能源利用率节约能源，离不开科技进步B.充分利用余热和减少有害摩擦可节约能源C.减少能量转化的中间环节可节约能源 D.由于能量是守恒的，所以节约能源是毫无意义的事情 5、下列关于能量的转移过程正确的是 A.草太阳兔子吃草人吃兔子 B.太阳树木钻木取火用火烤食 C.太阳电能风能电灯发光 D.太阳汽油石油汽车载货6、（09年福建省安溪县）下列能源中，属于不可再生能源的一组是（ ） 煤 核燃料 水能 石油 A； B； C； D。7、（09年茂名市）如图17-2所示为核电站发电流程图。下列说法不正确的是（ ） 图17-2 图17-3A核能是不可再生能源 B蒸汽轮机的效率总是小于1 C蒸汽轮机将核能转化为机械能 D发电机将机械能转化为电能8、（09年株洲市）市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子（如图17-3所示）。在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉意。该装置的能量转化情况是A太阳能电能机械 B太阳能机械能电能C电能太阳能机械能D机械能太阳能电能9、原子弹和核电站的根本区别是( )A.原子弹利用核裂变,核电站利用核聚变B.原子弹利用核聚变,核电站利用核裂变C.原子弹对裂变的链式反应不加控制,核电站控制裂变的链式反应速度D.原子弹对聚变的链式反应不加控制,核电站控制聚变的链式反应速度10、关于太阳能的转化，下列说法中错误的是 ( ) A太阳能可转化为风能和水能 B太阳能可转化为动植物的化学能 C太阳能可转化为核能和地热能 D太阳能可转化为物体的内能11、为减轻大气污染，下列措施中错误的是( )A.建热电站，集中对企业或居民供热 B.改进消烟和除尘装置，提高其性能C.大力推广使用太阳能 D.放弃内能的利用，停止使用一切燃料12、植物吸收太阳光进行光合作用，在这过程中是 能转化为 能；太阳电池可以将 能转化为 能.今天，我们利用化石燃料获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的 能.13、我国将于2006年1月1日开始实施可再生能源法。这部法律不仅向人们显示了可再生能源对于未来社会生活的重大意义，同时，也为可再生能源未来的发展指出了更明确的方向。（1）目前我国常用的能源有煤炭、石油、天然气、风能、水能、核燃料、太阳能等，其中属于可再生能源的是_。（2）与不可再生能源相比，可再生能源的主要优点是（只要写1条）：_ 。14、人类物质文明和精神文明不断增长，能源消耗也急剧增长，如图174所示。看图后，说说你最担心的问题。要解决你最担心的问题，一方面谈谈在日常生活中你应该怎么做（至少说两点），另一方面说说你有什么设想（说出一点即可）？图17415、如图175是一同学在拍摄的一家化工厂的外景，从这张图中你可以得到哪些信息？图17516、请列举两例说明能量转化后虽然没有消失，但转化后的能量却无法再利用。17、当你放学回家，打开厨房门时忽然闻到一股煤气味，你应该怎么办？不应该怎样？18、汽车是常见的交通工具。它在给人们带来交通便利的同时，也带来了环境污染、交通安全等一些社会问题。现请运用所学的物理知识解决下列问题：（1）汽车里的燃料燃烧排放的尾气既污染环境，又会引起热岛效应。请你设想可以采用哪些新型能源来解决这个问题并说出它的优点。（要求写出一种）（2）为了减少交通安全事故发生，可以采用哪些有效措施？请你提出设想和建议（要求写出两条）19、（09福州）请仔细阅读下文，并回答文后问题。福州打造海西“多电型”能源基地据2009年5月21日福州晚报报道，随着海交会开幕和一系列能源项目的开工建设，多种能源互补的能源发展和保障体系已使福州能源建设走在海西前头。不久的将来，我市公交车将用上天然气做燃料，这种清洁能源能有效减少空气污染。随着红庙岭垃圾发电厂的建设，节能环保、替代型能源有了新的突破，目前焚烧1吨垃圾能发电220kWh，可供普通家庭使用一个月。沿海的长乐、连江、福清、罗源已建和在建的多个火力发电厂，极大地满足了福州用电需求。平潭、福清、长乐的风力资源相当丰富，风力发电已成为海岛平潭重要的获取电能方式之一。福清核电站规划装机容量600万kW，它的建成必将大大缓解煤电使用的压力，与火力发电相比，核能发电只需消耗很少的核燃料，就能产生大量的电能。（1）公交车使用天然气做燃料的好处是 。文中涉及的节能环保、变废为宝的方法是利用 发电。（2）风力发电是将 能转化为电能。与火力发电相比，核能发电的优点是 。20、你听说过“乙醇汽油吗”？有这样一则报道：一个美国农民面对自己家里堆积如山的玉米愁容满面：玉米既售价低廉而且销路不好。他梦想着怎样将这些有着黄金一样颜色的东西变成真正的黄金？他不顾大家都讥笑他异想天开，专程为他的“异想天开”去请教了一位科学家。这位科学家既同情他也对他的“异想天开”很感兴趣。经过一段时间的研究和考察，这位科学家开发出了“乙醇汽油”，即用玉米生产乙醇，然后以一定比例与汽油混合，就可以供汽车等作为能源使用。石油被称为“液体黄金”，但是使用传统能源所带来的环境问题以及能源危机正越来越严重地困扰着人类。所以“乙醇汽油”的开发和利用或许能给人类开发新的能源带来一种新的途径。请你根据上述材料和所学知识分析回答下列问题：(1)乙醇燃烧的过程是 能转化为热能的过程理论上，完全燃烧28g乙醇可以产生8.4105J的热量，如果这些热量完全被水吸收，在1标准大气压下，可以将 kg 20的水加热到沸腾。（水的比热容:4.2103J/kgoC）(2)按照能源的分类，乙醇汽油属于 能源，使用乙醇汽油作为能源，与使用传统汽油、柴油等相比具有明显的好处，请你说出一点： (3)请你结合上述事例，谈谈我们在学习中应该具有什么样的精神？ 21、如图176所示，简易太阳能热水器受光面积1.2m2，内装80kg水，太阳每分钟辐射到1m2 面积上的热量是7.56104J，如果60的热量被水吸收，问：太阳能热水器内壁为什么涂成黑色？20的水晒3h后水温达多？煤气的热值是4.2107J/kg，若煤气灶的效率为40烧热（达到中水的末温）这些水需燃烧多少煤气？图176型号JL88水容量/L80自身质量/kg4022、有一款太阳能热水器；铭牌上的部分参数如表所示。将它安装在阳光充足的水平台面上，并装满水。（1）若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.3m2，求它对台面的压力和压强。（取g10N/kg）（2）江汉平原（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8106J。若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2，每天日照时间按8h计算，则它一天中接收的太阳能（E）约为多少？若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少？（3）若该热水器一天中接收的太阳能，由燃烧煤气（热值q4.2107J/kg）来获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？（4）请你：从能源和可持续发展的角度，说出提倡开发利用太阳能的两点主要理由；说出当前在利用太阳能方面所面临的某一主要困难（可从自然因素或技术因素等方面思考）。能源与可持续发展 参考答案 1、D 2、A 3、B 4、D 5、B 6、B 7、C 8、A 9、C 10、C 11、D 12、太阳;化学;太阳;电;太阳13、风能、水能、太阳能 可以从自然界里源源不断的得到14、会出现能源危机节约用电，节约用水 开发利用新能源15、燃料燃烧不完全；烟气带走大量热，造成能量损失；烟气污染大气16、电能在白炽灯中转化为内能，再转化为光能，有一部分内能要损失掉燃料在内燃机里燃烧，化学能转化为内能，推动活塞做功后，废气的温度还很高，但无法利用17、要关掉煤气法门，要打开门窗通风换气。不要点火，不要开电器。18、（1）可以用液化气，优点是排放尾气少可以用太阳能，优点是卫生、节能、无污染可以用蓄电池，优点是不会排放尾气（2）限速、限重、保持车距等19、（1）能有效减少空气污染 垃圾 （2）机械（或风） 只需消耗很少的核燃料，就能产生大量的电能20、(1) 化学 ； 2.5 (2) 新（或二次、可再生） ； 可再生、污染少 (3)大胆想象；勇于实践；勤学好问 21、解析：解答本题首先要清楚什么颜色对太阳的吸收强，其次热量的计算要熟悉，的来源要清楚，再次要明确热平衡方程及其计算。解：黑色表面对太阳辐射的吸收强，所以太阳能热水器内壁要涂成黑色。简易太阳能热水器3得到太阳的辐射热量：由热平衡方程以及得：22、解析：太阳能具有取之不尽，用之不竭，清洁无污染等诸多优点，深受人们的青睐。在能源问题日益突出的今天，如何有效地利用太阳能自然成了中考关注的热点。读表可知，这款太阳能热水器自身质量为40kg，水容量为80L0.08m3，装满水时水的质量为：mV103kg/m30.08m380kg热水器的总质量为：40kg80kg120kg总重力为G120kg10N/kg1200N太阳能热水器装满水后对台面的压力为：FG1200N压强为。（2）由泰州地区平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8106J，可计算出有效面积为1.5m2的太阳能热水器一天（8h）吸收的太阳能为：E2.8106J/（m2h）1.5m28h3.36107JQ吸60%E60%3.36107J2.016107J（3）需燃烧煤气的质量为：（4）大力开发和利用太阳能，一方面可以减少化石类能源的使用，另一方面可以减小环境污染。当前利用太阳能所面临的主要困难，一是受天气的影响，二是能量转换效率低。附送：2019-2020年人教版物理第一轮复习：第十三章 力和机械一、复习要点（一）、弹力 弹簧测力计1、弹力弹性:物体受力时发生形变，失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性。塑性:物体受力时发生形变，失去力时不能恢复原来形状的性质叫塑性。弹力:物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力,弹力的大小与弹性形变的大小有关2、弹簧测力计作用：测量力的大小原理：在弹性限度内，弹簧伸长与拉力成正比结构：弹簧、挂构、指针、刻度、外壳对于弹簧测力计的使用A、看清量程、分度值和指针是否调到零点。加在弹簧测力计上的力不许超过它的最大量程。若指针没有调到零点，应先将指针调到零点。B、使用时力的方向应与弹簧的轴线一致，注意防止指针、弹簧与秤壳接触。C、读数时视线与刻度面垂直说明：物理实验中,有些物理量的大小是不宜直接观察的，但它变化时引起其他物理量的变化却容易观察，用容易观察的量显示不宜观察的量，是制作测量仪器的一种思路。这种科学方法称做“转换法”。利用这种方法制作的仪器有：温度计、弹簧测力计、压强计等。（二）、重力：1、重力的概念：地面附近的物体，由于地球的吸引而使物体受的力叫重力。重力的施力物体是：地球。2、重力大小的计算公式：G=mg 。其中g=9.8N/kg ，它表示质量为1kg 的物体所受的重力为9.8N。在要求不很精确的情况下，可取g=10N/kg。3、重力的方向：竖直向下 。其应用是重垂线、水平仪分别检查墙是否竖直和 面是否水平。4、重力的作用点重心重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀外形规则物体的重心，在它的几何中心上。如均匀细棒的重心在它的中点，球的重心在球心。方形薄木板的重心在两条对角线的交点。（三）、摩擦力：1、定义：两个互相接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。2、分类：摩擦力静摩擦动摩擦滑动摩擦滚动摩擦3、摩擦力的方向：摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，有时起阻力作用，有时起动力作用。4、静摩擦力大小应通过受力分析，结合二力平衡求得。5、在相同条件（压力、接触面粗糙程度相同）下，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。6、滑动摩擦力：测量原理：二力平衡条件测量方法：把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计水平拉木块，使木块匀速运动，读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。 结论：接触面粗糙程度相同时，压力越大滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大。该研究采用了控制变量法。由前两结论可概括为：滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度大小等无关。7、应用：理论上增大摩擦力的方法有：增大压力、接触面变粗糙、变滚动为滑动。理论上减小摩擦的方法有：减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动（滚动轴承）、使接触面彼此分开（加润滑油、气垫、磁悬浮）。（四）、杠杆1、定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。判断一个物体是不是杠杆，需要满足三个条件，即硬物体（不一定是棒）、受力（动力和阻力）和转动（绕固定点）。F2OF1L1L2杠杆可以是直的，也可以是弯的，甚至是任意形状的，只要在力的作用下能绕固定点转动，且是硬物体，都可称为杠杆。2、五要素组成杠杆示意图。支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。动力：使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。力的作用线：通过力的作用点沿力的方向所画的直线说明： 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。3、研究杠杆的平衡条件：杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力动力臂阻力阻力臂。写成公式F1L1=F2L2 也可写成：F1 / F2=L2 / L14、应用：名称结构特征特 点应用举例省力杠杆动力臂大于阻力臂省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀费力杠杆动力臂小于阻力臂费力、省距离缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等臂杠杆动力臂等于阻力臂不省力不费力天平，定滑轮（五）、其它简单机械1、定滑轮：定义：轴固定不动的滑轮。特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）：F=G绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动的距离SG(或速度vG)2、动滑轮：定义：轴和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=G物只忽略摩擦，拉力：F=（G动+G物）绳子自由端移动距离SF(或速度vF)=2倍的重物移动的距离SG(或速度vG)3、滑轮组定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力），拉力：F=G物 只忽略摩擦，拉力： F=（G动+G物）式中n是吊着动滑轮和重物的绳子段数。吊着动滑轮和重物的绳子段数的确定：看直接与动滑轮接触的（包括栓在动滑轮框的）总共有几根，吊着动滑轮和重物的绳子段数就是几段。绳子自由端移动距离SF(或速度vF)=n倍的重物移动的距离SG(或速度vG)组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F或n=s/h求出绳子的段数,然后根据“奇动偶定”的原则，结合题目的具体要求组装滑轮。4、轮轴：动力作用在轮上省力，动力作用在轴上费力。5、斜面：使用时费距离但可以省力的简单机械二、重难点例题分析例1、把质量是2 kg的物体放在水平桌面上，如果用30 N的水平推力推它做匀速直线运动，物体受到的重力是_N，摩擦力是_N，桌面对物体的支持力是_N。解析：物体的质量知道，根据重力公式就可以计算出物体受到的重力。物体在水平方向受到推力和摩擦力，在这两个力的作用下做匀速直线运动，所以这两个力是一对平衡力，根据二力平衡的条件可知，摩擦力的大小等于推力的大小。物体在竖直方向受到重力和桌面的支持力，且在竖直方向处于静止，所以这两个力也是一对平衡力，根据二力平衡的条件可知，支持力的大小等于重力的大小。解答：20 30 20例2、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13-1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始终在增加，FL始终在减小 C、L先增加后减小，FL始终在减小 D、L先减小后增加，FL先减小后增加解析：当吊桥被吊起的过程中，如图 图13-1 图13-213-2中虚线位置（1）所示，吊桥重力的力臂l在减小，而吊绳的拉力的力臂L却在增大，根据杠杆的平衡条件：FL=Gl可知，FL在减小；当吊桥被吊到虚线位置（2）的过程，重力的力臂l变小，所以FL也在变小，而F的力臂L则由大变小。故正确答案为C。指导：解决杠杆的问题，必须先确定杠杆的五要素，再根据题目的已知条件，结合杠杆的平衡条件，进行推断。对于动态变化的杠杆问题，（如上题）可以取变化过程中的几个状态进行分析比较，从而得出结论。例3、如图13-3所示，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态。L2是力F2的力臂。请在图上画出力Fl的力臂L1和力F2。图13-3 图13-4 图13-5 图13-6解析：画力臂的方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签。即： 找支点O； 画力的作用线（虚线）； 画力臂（虚线，过支点作力的作用线的垂线，支点到垂足的距离即为力臂）； 标力臂（常用大括号）。 解答：如图13-4所示。 例4、在图13-5的方框内画出能省2/3的力的滑轮组装配示意图，要求改变力的方向（不考虑滑轮本身重）。解析：绕制滑轮组的一般步骤：（1）确定承担动滑轮和重物的绳子的段数。根据n=或n=确定需要吊着动滑轮的绳子的段数。本题要求省2/3的力，实际上拉力是物重的1/3，因此n=3,即要用三段绳子承担动滑轮和重物。（2）确定动滑轮和定滑轮的个数。如果既要省力，又要改变力的方向，则：动滑轮个数+定滑轮个数=n。当n为奇数时，动滑轮的个数为m，m=；当n为偶数时，动滑轮的个数为m=。 如果只要求省力，不要求改变用力方向，则可在上述基础上去掉一个定滑轮。根据上述原则，本题应是由两个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组。（3）确定绳头固定端（绳子的起点）。一般情况下，若n为奇数时，固定端位于动滑轮的框架上；若n为偶数时，固定端位于定滑轮的框架上，可用“奇动偶定”帮助记忆。本题n=3为奇数，绳头应固定在动滑轮的框架上。（4）穿绕绳索。顺序是：从固定端出发，从里向外逐个绕过滑轮，每个滑轮上只能穿绕绳一次，不能交叉、重复，最后检查一下能否像一根绳子一样通顺。解答：滑轮组装配示意图如图13-6所示。例5、甲乙两个实验小组在探究“杠杆的平衡条件”时，分别得到下面两组数据和结论。他们在交流时，甲组发现了自己实验结论的错误和产生错误的原因。你认为甲组产生错误的原因有那些？甲组产生错误的原因： 。甲 组乙 组次数动力动力臂阻力阻力臂动力动力臂阻力阻力臂1455474214234436483345210结论动力+ 动力臂=阻力+阻力臂动力动力臂=阻力阻力臂分析：这是一道实验分析评估题。两组的实验数据和结论对比分析，甲组有明显的错误。不同的物理量间是不能进行加减的，另外选择的数据带有特殊性，所以没有得出普遍的结论。解答：甲组的错误：（1）不同单位的物理量不能直接相加 。（2）这四个物理量中的三个，它们的数据都应任意设定，不能有任何人为设置的规律 。（3）没有进行多次测量并从中找到普遍规律。例6、（09年平原县）如图13-7所示，同一水平桌面上放有长方体木块和铁块各一个现想探究木块和铁块的下表面谁更粗糙，请你只利用一个量程满足实验要求的弹簧测力计，设计一个实验来验证你的猜想写出实验的步骤和分析实验的结果。图13-7解析：可以根据摩擦力与接触面粗糙程度的关系通过比较摩擦力的大小来判断粗糙程度，所以必须控制压力相同。对于木块和铁块，题目中没有明确提出质量相等，在研究问题时它们对水平桌面的压力不能认为相等，又不能借助于任何外界实验器材，所以就巧妙地运用叠放在一起的方法解决压力相等问题。解答：（1） 将铁块放在木块上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下测力计示数F1（2）将木块放在铁块上，用弹簧测力计水平匀速拉动铁块，记下测力计示数F2（3）若F1 F2，则木块下表面更粗糙；若F1 F2，则铁块下表面更粗糙；若F1= F2，则木块和铁块下表面一样粗糙。例7、水平传送带上有一个物体M与传送带一起向右匀速运动，如图13-8所示，不计空气阻力，物体M是否受到皮带对它的摩擦力的作用？解析：假设物体受到皮带对它的摩擦力的作用，不计空气阻力， 图13-8那么物体在水平方向只受到一个摩擦力的作用，而水平方向的一个力不可能使物体在水平方向上做匀速运动，故水平方向不受力的作用。因此，物体M不受皮带给它的摩擦力。 解答：物体M不受皮带给它的摩擦力。例8、假期里，小兰和爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动。活动要求是：家庭成员中的任意两名成员分别站在如图13-9所示的木板上，恰好使木板水平平衡。 图13-9 (1)若小兰和爸爸的体重分别为400N和800N，小兰站在距离中央支点2m的一侧，爸爸应站在距离支点多远处才能使木板水平平衡?(2)若小兰和爸爸已经成功地站在了木板上，现在他们同时开始匀速相向行走，小兰的速度是0.5m/s，爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破坏?解析：小兰和爸爸对杠杆施加的力等于他们各自的重力，据题意可知小兰对杠杆作用力的力臂是2m，根据杠杆平衡条件，就可以求出爸爸对杠杆作用力的力臂L2，即爸爸应站在距离杠杆支点的距离。小兰运动的速度v1已知，设爸爸的速度是v2，则运动时间t后，小兰对杠杆作用力的力臂是2m-v1t，爸爸对杠杆作用力的力臂为L2-v2t，再根据杠杆平衡条件，就可以求出爸爸的速度v2。解：(1)小兰对杠杆施加的力：F1=400N小兰对杠杆作用力的力臂：L1=2m爸爸对杠杆施加的力：F2=800N设爸爸对杠杆作用力的力臂为L2，根据杠杆平衡条件有：F2L2=F1L1800NL2=400N2mL2=1m(2) 小兰匀速行走的速度是：v1=0.5m/s设爸爸的速度是v2，他们行走的时间是t，则此时小兰对杠杆作用力的力臂是2m-0.5m/s t，爸爸对杠杆作用力的力臂为1m-v2t，根据杠杆平衡条件有：400N（2m-0.5m/s t）=800N（1m-v2t）由上式得：v2=0.25m/s图13-10AF例9、如图13-10所示，用滑轮组将质量是70 kg的物体提高5 m，每个滑轮质量是2 kg，绳重、摩擦不计，试求：（1）提起物体所用的力是多少？（2）绳端移动的距离是多少？解析：由图可以知道，吊着动滑轮和重物的绳子段数为三段，提起重物所用的力就是物重的三分之一。绳端移动的距离是重物移动距离的三倍。解：物体的质量:m物=70kg物体重：G物=m物g=70kg10N/kg=700N动滑轮的质量：m动=2kg动滑轮重：G动= m动g=2kg10N/kg=20N因为有三段绳子吊着动滑轮和重物所以提起物体所用的力F= （G物+G 动）= （700N+20N）=240N物体被提升的高度:h=5m绳端移动的距离s=3h=35m=15m三、综合练习1、重力无时不在，对我们的生活影响很大，假如没有重力，请你设想出两个可能出现的情景： ， 。2、爬杆是一项有益的体育运动，重500N的王力同学匀速向上爬时，杆对手的摩擦力大小为 N，方向 。为防止摩擦力太小而滑下，可以采取的措施是_。3、如图13-11甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在12N的水平拉力F1作用下，A、B一起作匀速直线运动，此时木块B所受的摩擦力为_N；若将A、B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F2推A使它们一起匀速运动（如图13-11乙所示），则推力F2_N。 图13-11 图13-12 图13-134、如图13-12所示，人的前臂可视为杠杆，当曲肘将茶杯向上举起时，下列说法中正确的是A、前臂是省力杠杆 B、前臂是费力杠杆 C、前臂不是杠杆 D、无法确定 5、如图13-13所示是一个指甲刀的示意图；它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成，用指甲刀剪指甲时，下面说法正确的是A、三个杠杆都是省力杠杆； B、三个杠杆都是费力杠杆；C、ABC是省力杠杆，OBD、OED是费力杠杆；D、ABC是费力杠杆，OBD、OED是省力杠杆。6、假如物体间的摩擦力突然消失，下列哪些现象是不可能的 ( ) A静止在水平公路上的汽车无法开动 B我们将无法写字，因为笔会从手中滑下来 C我们将无法系上鞋带 D 静止在水平公路上的汽车很容易开动7、（09年四川省自贡市）同一物体沿相同水平地面被匀速移动，如图13-14所示，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则图13-14AF甲F乙F丙 BF甲F乙F丙 CF甲F乙=F丙 DF甲=F乙F丙8、分析下列各种摩擦：走路时，鞋与地面之间的摩擦；骑自行车时，车轮与轴之间的摩擦；汽车行驶时，汽车与空气之间的摩擦；皮带传动中，皮带与皮带轮之间的摩擦其中属于有益摩擦的是（）A和B和C和D和图13-15 图13-16 图13-17 图13-189、图13-15是长在枝条上的苹果，请你在图中画出苹果受力的示意图。10、如图13-16，试画出小车在斜坡上下滑过程中的受力示意图。11、关闭发动机的汽车，在水平路面上运动，在图13-17中画出汽车受力示意图.12、在图13-18中，画出作用在“开瓶起子”上动力F1的力臂和阻力F2的示意图13、图13-19所示是简易吊车正在吊起重为G的建筑材料，请在图中杠杆OB上分别画上动力臂L1和阻力臂L2图13-19 甲 图13-20 乙14、筷子是我国传统的用餐工具，它应用了杠杆的原理，如图13-20甲所示，请你在图13-20乙中标出这根筷子使用时的支点O，并画出动力F1和动力臂L1。15、有一均匀圆柱体放在水平地面上如图13-21所示，靠在台阶边，为了使它滚上这个台阶，在圆柱体边缘上哪一点、沿什么方向施力才能用最小的力使圆柱体刚好离开地面?在图上标出这一点，并画出此力的方向和力臂。 图13-21 图13-22 图13-23 图13-2416、在图13-22中画出杠杆平衡时作用在B点最小的力和这个力的力臂(O为支点)。17、在如图13-23所示的滑轮组上绕线，使匀速提升重物G时最省力。18、找两块木板A、B，相互垂直钉在一起，如图13-24所示，在A木板中间画一条线，在线的上端钉一个钉子，将重锤线拴在上面.用它可检查窗台、桌面是否水平，做一做，并说明道理. 19、如图13-25所示是一个弹簧测力计，请你为它写一份简要的使用说明书。 图13-2520、利用弹簧测力计、刻度尺、木块、铁块、细线、钩码（质量已知、规格相同）等器材（数量不限），可以进行很多力学实验. 请选用其中的一些器材，设计一个力学实验. 要求写出：（1）实验研究的问题：_；（2）实验所需的器材：_；（3）实验步骤和分析（包括要测量的物理量和数据处理）：21、某物理实验小组的同学在探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”的实验记录如下表： 实测 物体物体质量 m(kg) 重力 G(N) 比值Gm (Nkg)比值Gm的平均值 (Nkg) 物体1 0.1 0.99 9.9 物体2 0.2 1.96 9.8 物体3 0.3 2.91 9.7(1)在实验过程中，需要的测量工具有和；(2)在上表空白处填出比值Gm的平均值；(3)分析表中实验数据，得出结论是：。22、小明和小华合作做“研究杠杆平衡条件”的实验（1）实验时，小明先调节杠杆在水平位置平衡，你认为这样做的好处是 _ （2）小华将四个重力均为0.5N的钩码挂在杠杆左