初三物理专题：功和机械能知识答案.pdf

1 初三物理初三物理专题专题 功和机械能功和机械能 本讲主要内容本讲主要内容 专题 功和机械能 1 理解力臂的概念 正确地在图上画出力臂 或根据题目所给条件判断哪一个是力臂 2 杠杆的平衡条件及应用 3 定滑轮 动滑轮及滑轮组的作用 4 功 功率的概念 5 功的原理 6 机械效率 知道有用功 额外功 总功和机械效率 7 动能 势能的概念及机械能的概念 8 动能和势能是可以相互转化的 知识掌握知识掌握 知识点精析知识点精析 一 杠杆 1 定义 在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆 说明 杠杆可直可曲 形状任意 有些情况下 可将杠杆实际转一下 来帮助确定支点 如 鱼杆 铁锹 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 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 画力画力臂方法臂方法 找支点 O 画力的作用线 虚线 画力臂 虚线 过支点垂直 力的作用线作垂线 标力臂 大括号 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 l1 解题指导解题指导 分析解决有关杠杆平衡条件问题 必须要画出杠杆示意图 弄清受力的方向 和力臂大小 然后根据具体的情况具体分析 确定如何使用平衡条件解决有关问题 如 2 杠杆转动时施加的动力如何变化 沿什么方向施力最小等 4 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 不费距离 天平 定滑轮 说明 应根据实际来选择杠杆 当需要较大的力才能解决问题时 应选择省力杠杆 当为了使用方便 省距离时 应选费力杠杆 二 滑轮 1 定滑轮 定义 中间的轴固定不动的滑轮 实质 定滑轮的实质是 等臂杠杆 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 和重物一起移动的滑轮 可上下移动 也可左右移动 实质 动滑轮的实质是 动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆 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 2 1 G 只忽略轮轴间的摩擦则拉力 F 2 1 G物 G动 绳子自由端移动距离 SF 或vF 2 倍的重物移动的距离 SG 或 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 n 1 G 只忽略轮轴间的 摩擦 则拉力 F n 1 G物 G动 绳子自由端移动距离 SF 或vF n 倍的重物移动的距离 SG 或 3 vG 组装滑轮组方法 首先根据公式 n G物 G动 F 求出绳子的股数 然后根据 奇动偶 定 的原则 结合题目的具体要求组装滑轮 三 功 1 力学里所说的功包括两个必要因素 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 2 不做功的三种情况 有力无距离 有距离无力 力和距离垂直 3 力学里规定 功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积 公式 W FS 4 功的单位 焦耳 1J 1N m 把一个鸡蛋举高 1m 做的功大约是 0 5 J 5 应用功的公式注意 分清哪个力对物体做功 计算时 F 就是这个力 公式中 S 一 定是在力的方向上通过的距离 强调对应 功的单位 焦 牛 米 焦 不要与力和 力臂的乘积 牛 米 不能写成 焦 单位搞混 四 功的原理 1 内容 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 使用任何机 械都不省功 2 说明 请注意理想情况功的原理可以如何表述 功的原理是一个普遍的结论 对于任何机械都适用 功的原理告诉我们 使用机械要省力必须费距离 要省距离必须费力 既省力又省 距离的机械是没有的 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省力 或者可 以省距离 也可以改变力的方向 给人类工作带来很多方便 我们做题遇到的多是理想机械 忽略摩擦和机械本身的重力 理想机械 使用机械 时 人们所做的功 FS 直接用手对重物所做的功 Gh 3 应用 斜面 理想斜面 斜面光滑 理想斜面遵从功的原理 理想斜面公式 FL Gh 其中 F 沿斜面方向的推力 L 斜面长 G 物重 h 斜 面高度 如果斜面与物体间的摩擦力为 f 则 FL fL Gh 这样 F 做功就大于直接对物体做功 Gh 五 机械效率 1 有用功 定义 对人们有用的功 公式 W有用 Gh 提升重物 W总 W额 W总 斜面 W有用 Gh 2 额外功 定义 并非我们需要但又不得不做的功 公式 W额 W总 W有用 G动h 忽略轮轴摩擦的动滑轮 滑轮组 斜面 W额 f L 3 总功 定义 有用功加额外功或动力所做的功 公式 W总 W有用 W额 FS W有用 斜面 W总 fL Gh FL 4 4 机械效率 定义 有用功跟总功的比值 有用功总小于总功 所以机械效率总小于 1 通常用 百分数 表示 某滑轮机械效 率为 60 表示有用功占总功的 60 提高机械效率的方法 减小机械自重 减小机件间的摩擦 应测物理量 钩码重力 G 钩码提升的高度 h 拉力 F 绳的自由端移动的距离 S 器材 除钩码 铁架台 滑轮 细线外还需 刻度尺 弹簧测力计 步骤 必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高 目的 保证测力计示数大小不变 结论 影响滑轮组机械效率高低的主要因素有 动滑轮越重 个数越多 则额外功相对就多 提升重物越重 做的有用功相对就多 摩擦 若各种摩擦越大做的额外功就多 绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率 六 功率 1 定义 单位时间里完成的功 2 物理意义 表示做功快慢的物理量 3 公式 4 单位 主单位 W 常用单位 kW mW 马力 换算 1kW 103W 1mW 106 W 1 马力 735W 某小轿车功率 66kW 它表示 小轿 车 s 内做功 66000J 5 机械效率和功率的区别 功率和机械效率是两个不同的概念 功率表示做功的快慢 即单位时间内完成的功 机 械效率表示机械做功的效率 即所做的总功中有多大比例的有用功 七 动能和势能 1 能量 一个物体能够做功 我们就说这个物体具有能 理解 能量表示物体做功本领大小的物理量 能量可以用能够做功的多少来衡量 一个物体 能够做功 并不是一定 要做功 也不是 正在做功 或 已经做功 如 山上静止的石头具有能量 但它没有做功 也不一定要做功 5 2 知识结构 3 探究决定动能大小的因素 物体动能与质量和速度有关 速度越大动能越大 质量越大动能也越大 4 机械能 动能和势能统称为机械能 理解 有动能的物体具有机械能 有势能的物体具有机械能 同时具有动能和 势能的物体具有机械能 八 动能和势能的转化 1 知识结构 2 动能和重力势能间的转化规律 质量一定的物体 如果加速下降 则动能增大 重力势能减小 重力势能转化为动能 质量一定的物体 如果减速上升 则动能减小 重力势能增大 动能转化为重力势能 3 动能与弹性势能间的转化规律 如果一个物体的动能减小 而另一个物体的弹性势能增大 则动能转化为弹性势能 如果一个物体的动能增大 而另一个物体的弹性势能减小 则弹性势能转化为动能 4 动能与势能转化问题的分析 首先分析决定动能大小的因素 决定重力势能 或弹性势能 大小的因素 看动 能和重力势能 或弹性势能 如何变化 还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大 如果除重力和弹力外没 有其他外力做功 即 没有其他形式能量补充或没有能量损失 则动能势能转化过程中机 械能不变 题中如果有 在光滑斜面上滑动 则 光滑 表示没有能量损失 机械能守恒 斜面上匀速下滑 表示有能量损失 机械能不守恒 解题方法指导解题方法指导 例 1 如图 1 所示 杠杆处于平衡状态 杠杆上每个小格的长度相等 当两边同时减掉一 个质量的钩码后 则 A 杠杆仍平衡 B 左边钩码向左移一格 杠杆可平衡 C 右边钩码向右移 杠杆可平衡 D 两边钩码都向支点移动一个格 杠杆可平衡 6 分析与解分析与解 设每个钩码的重力为单位 1 每个小格的长度也为单位 1 左侧钩码对杠杆的 力为动力 右侧钩码对杠杆的力为阻力 因为图示状态已满足动力 动力臂 阻力 阻力臂 的条件 所以杠杆处于平衡状态 当两侧同时减去一个钩码后 动力 动力臂 阻力 阻力 臂 则杠杆右端下沉 所以选项 A 错 无论 左边钩码向左移一格 还是 右边钩码向右移一 格 都不能满足杠杆平衡条件 所以选项 BC 错误 当两边钩码都向支点移动一格时 不 难看出 动力 动力臂 1 3 3 阻力 阻力臂 3 1 3 满足杠杆平衡条件 杠杆可平衡 所以选项 D 正确 提示提示 赋值法是解决这类题型的最好方法 通过赋予砝码单位重力和杠杆每小格的单 位长度 利用杠杆平衡条件很容易求解 例 2 如图 2 所示 一根轻质杆 在 A 端细线下挂 50N 的重物 G 后 重物 G 静止在水平 地面上 当在 B 端加大小为 30N 方向竖直向下的力 F 时 轻质杆恰能在水平位置处于平 衡状态 此时细线竖直 已知 OA 15cm OB 5cm 求重物 G 对水平地面的压力 分析与解分析与解 根据杠杆平衡条件 F OB F OA 即 30N 5cm F 15cm 解之 F 10N 因为重物 G 静止 且在水平位置处于平衡状态 所以支持力 N 为 N G F 50N 10N 40N 所以 压力为 40N 提示提示 本题为杠杆问题与单个物体的平衡问题相组合的题型 关键是分析结合点处的作 用力 用隔离法分别对杠杆和物体受力分析 对杠杆列杠杆平衡方程 对物体列共点力平衡 方程联立求解即可 例 3 用如图 3 所示的动滑轮将重为 G 的物体匀速拉起 不计滑轮的重力和轮与轴间的摩 擦 绳的拉力 F 等于 如果重物上升 10cm 则绳子自由端拉动的距离 为 由此可以说明 使用动滑轮可以不改变力的 但能改变力 的 7 分析与解分析与解 在分析绳子自由端的拉力大小时 可将动滑轮视为动力臂为阻力臂 2 倍的变 形杠杆 所以动滑轮省一半力 也可采用 隔离法 将动滑轮和重物视为一个整体 如图中虚 线框所示 这个整体受到两个向上的拉力 F 和向下的重力 G 按照力的平衡原理 有 2F G 所以 F G 2 因为绳子不可伸长 所以绳子自由端拉动的距离为重物上升的 2 倍 本题正确答案为 G 2 20cm 方向 大小 提示提示 使用滑轮组提起重物时 若忽略绳重以及轮与轴之间的摩擦 则重物和动滑轮由 几段绳子承担 提起重物的力就等于总重的几分之一 即 n GG F 动滑轮物 因此判断用力情 况的关键是弄清有几段绳子承担动滑轮和重物的总重力 方法如图 4 所示 采用 隔离法 将动滑轮和重物视为一个 整体 就很容易弄清有几段绳子作用于这个 整体 上 图中 是由四段绳子承担物体和滑轮的总重力 所以拉力 4 动滑轮物 G G F 例 4 小磊同学是班里的 大力士 一天他放学回家 看到公路上有一块大石头 他担心 大石头会妨碍车辆正常通行 于是 他决定把石头推到路边 但是他费了很大的力 累得满 头大汗 石头却一点没动 如图 5 所示 他的同学小颖恰好路过 看到此情景说 你的行 为很值得称赞 但是你对石头并没有做功 你认为小磊同学对石头做功了吗 为什么 8 分析与解分析与解 小磊对石头没有做功 根据做功的两个必要因素 一是有力作用在物体 上 二是物体在力的方向上通过的距离 小磊对石头虽然用了力 但石头没有在力的方向 上通过距离 因此小磊对石头没有做功 提示提示 回答此类问题时要注意 肯定结论后 首先要回答理论依据 如 其次说明理 由 如 例5 如图6所示 重为400N的物体A在水平面上匀速移动 它与地面间摩擦力是f 120N 不计滑轮重和轮与轴间摩擦 若物体 A 移动速度为 1 0 2m s 则 t 10s 内拉力 F 做功是多 少 分析与解分析与解 由于有三段绳子拉着物体 所以绳子自由端的拉力 F f 3 40N 绳子自由端的速度 3 1 0 6m s 所以t 10s内自由端通过的距离是S t 0 6m s 10s 6m 所以拉力做的功为 W FS 40N 6m 240J 提示提示 此题还可以用如下方法求解 因为 A 匀速运动 所以直接用绳拉 A 的力 F f 120N 10s 内物体通过的距离 S 1t 0 2m s 10s 2m 所以拉力 F 对物体 A 做的功 为 W F S 120N 2m 240J 因为不计滑轮重和轮与轴间的摩擦 根据功的原理可知 直 接用绳拉 A 的力 F 对 A 所做的功就等于绳子自由端拉力 F 对 A 所做的功 同学们要学会灵 活运用所学物理规律解决问题 例 6 在水平桌面上放有两个体积相同且实心的铝球和钢球 铝球做匀速直线运动 钢球 静止 已知钢的密度大于铝的密度 则 A 铝球的机械能一定大于钢球的机械能 B 铝球的机械能一定小于钢球的机械能 C 铝球的机械能一定等于钢球的机械能 D 铝球的机械能可能等于钢球的机械能 分析与解分析与解 体积相同的铝球和钢球 由于钢的密度大于铝的密度 所以钢球的质量比铝 球质量大 而它们都在同一水平面上 被举起的高度相同 因而钢球的重力势能比铝球大 铝球做匀速直线运动 具有动能 钢球静止 动能为零 铝球的机械能既有动能又有重力势 能 钢球的机械能只有重力势能 虽然铝球的重力势能比钢球小 但铝球的动能与势能的和 也就是它的机械能不一定小于钢球 铝球的机械能可能等于钢球的机械能 所以选项 ABC 均不正确 正确选项为 D 提示提示 注意 机械能 动能 势能 影响动能和重力势能的因素是不同的 会运用控制 变量法定性分析能的大小 考点突破考点突破 考点指要考点指要 本部分内容是中考重点章节之一 要求达到 理解 层次的知识点共 12 个 可以和各 部分知识进行综合 特别随着对浮力知识的要求降低 有关机械效率的综合题是力学压轴题 的热点 对此 同学们要高度重视 近几年中考试题对这部分的考查 基本以两种方式出现 一是综合性不高的选择题 填空和基本实验 侧重在基础知识 基本技能的考查 分值一般 在 7 分左右 一是综合性较高的计算题 分值一般在 5 分左右 理解吃透各个基本概念是学 9 好本章的重要方法 典型例题分析典型例题分析 例 1 2006 年北京市中考题 用滑轮组以不同速度匀速提升重物 A 作用在滑轮组绳子 自由端的拉力均为 F 如图 7 所示 不计绳重和摩擦 当拉力 F 的功率为 P1时 重物 A 以 速度 v1匀速上升 h 所用的时间为 t1 当拉力 F 的功率为 P2时 重物 A 以速度 v2匀速上升 h 所用的时间为 t2 当拉力 F 的功率为 P1 2 2 1 P时 重物 A 以速度 v3匀速上升 h 所用的时间 为 A 21 21 2 2 tt tt B 21 21 2 2 tt tt C t1 2 1 t2 D 2 1 t1 t2 分析与解分析与解 因为三次匀速提升的重物相同 拉力 F 做功相同 根据公式 t W P 知P与 t成反比 所以有 1 3 3 1 t t P P 1 2 2 1 t t P P 则 21 21 2 11 1 11 1 21 1 3 2 2 22 1 tt tt t tP P tP t PP P t 故选项 B 正确 提示提示 从选项中可直接看出速度v是个干扰条件 若使用推导公式FvP 只需要将v 进一步推导下去即可 如 1 11 2 2 t h FvFP 2 22 2 2 t h FvFP 3 33 2 2 t h FvFP 由三式很容易求得结果 例 2 如图 8 所示 甲 乙两工人分别用定滑轮和动滑轮将同样重的一袋沙子提到相同的 高处 滑轮的重力小于沙袋的重力 不计绳子的重力和轮与轴间的摩擦阻力 下面关于甲 乙用力的大小 做功的多少及滑轮效率的说法正确的是 A 甲用的力比较大 甲做的功多 甲所用滑轮的机械效率高 B 甲用的力比较小 甲做的功少 甲所用滑轮的机械效率低 C 乙用的力比较小 乙做的功多 乙所用滑轮的机械效率低 D 乙用的力比较小 乙做的功多 乙所用滑轮的机械效率高 10 分析与解分析与解 此题属于综合题 所涉及的知识点比较多 关于做功的多少和机械效率的问 题可从实际意义出发进行分析 不必考虑用公式进行计算 图乙使用动滑轮 比较图甲可以省一半力 两图比较 做的有用功相同 图乙中在提升 重物的同时 还要将动滑轮提起 比图甲多做了额外功 所以图乙做的总功多于图甲 图乙 的效率低于图甲 所以选项 C 正确 提示提示 讨论此类题目 最好从图景的实际意义出发 考虑对谁做的功是有用功 对谁做 的功是额外功 不必去想用什么公式去求解 例 3 如图 9 所示的滑轮组 动滑轮总重为 G1 1N 一同学用这个滑轮组将重为 G2 3N 的物体吊起 h 0 5m 高 不考虑绳重及轮与轴的摩擦 求 1 这个同学在绳端加的拉力 F 是多大 2 拉力 F 做的功是多少 3 拉力 F 做的有用功是多少 4 这时滑轮组的机械效率是多少 5 若把所提重物换成 9N 的物体 此滑轮组在吊起该重物过程中的机械效率又是多 少 分析与解分析与解 1 绳子自由端的拉力 F 4 1 21 GG 4 1 1N 3N 1N 2 自由端移动的距离 S 4h 4 0 5m 2m 所以功 W FS 1N 2m 2J 另解 W G1 G2 h 1N 3N 0 5m 2J 3 拉力做的有用功 W有用 G2h 3N 0 5m 1 5J 4 按效率的定义有 J2 5J 1 W 总 有用 W 0 75 75 另解另解 hGG hG 21 2 21 2 GG G 3N1N 3N 0 75 75 11 5 重物的重力增大到 G2 9N 提起重物时有用功的比例增大 机械效率提高 21 2 GG G 9N1N 9N 0 90 90 提示提示 根据机械效率的定义 总 有用 W W h 和 W 有用 G 物 h W 总 Fs 可得 Fs h 物 G h 又 s nh 代入上式可得 nF G Fnh hG Fs h 物物物 G h 若不计绳重和轮与轴之间的摩擦 则 nF G 物 G 动 代入上式得 动 物 物 GG G h 所以在不计绳重和轮与轴的摩擦时 滑轮组的机械效率可有三种表示方法 即 Fs h 物 G h nF G物 h 动 物 物 GG G h 综合测试综合测试 一 选择题 1 关于杠杆的下列说法中 正确的是 A 杠杆必须是一根直棒 B 杠杆不一定要有支点 C 杠杆可以是直的 也可以是弯的 D 作用在杠杆上的动力和阻力总是使杠杆沿相反的方向转动 2 下列关于力臂的说法中 正确的是 A 动力臂是指支点到动力作用点的距离 B 阻力臂是指支点到阻力作用线的垂直距离 C 动力臂和阻力臂之和等于杠杆长 D 当力的作用线通过支点时 力臂最大 3 在以下实例中 其中没有做功的是 A 吊车把重物吊起 B 直升机吊起架电线的铁塔 C 汽车拉动拖车 D 用力推石头但没有推动 4 一个人用同样大小的水平方向的力拉着木箱 分别在光滑和粗糙的水平地面上前进相 同的距离 关于拉力所做的功 下列说法中正确的是 A 在粗糙地面上做功较多 B 在光滑地面上做功较多 C 两次做功一样多 D 条件不够 无法比较两次做功的多少 5 汽车载重行进时 一般都行驶得较慢 这是为了 A 节省油料 B 保证车上的货物更平稳 C 获得较大的牵引力 D 减小动力损耗 6 在测定滑轮组的机械效率实验中 如果用同一滑轮组提升数目不等的钩码 下列说法 中正确的是 A 钩码的个数越多 机械效率越高 B 钩码的个数越多 机械效率越低 C 机械效率与提升钩码的个数无关 D 弹簧测力计向下运动时 机械效率可超过 100 7 公共汽车匀速向坡上行驶 则它的 12 A 重力势能增大 动能不变 B 重力势能增大 动能减小 C 重力势能减小 动能减小 D 重力势能减小 动能不变 8 下列说法正确的是 A 具有能量的物体一定对外做了功 B 物体具有的能量越大 它做的功一定越多 C 物体做的功越多 它具有的能量就越大 D 物体能够做的功越多 它具有的能就越大 9 下列说法中正确的是 A 人提着水桶水平匀速前进 人的拉力对水桶做了功 B 一个物体受到平衡力的作用 一定没有力对该物体做功 C 背着书包坐电梯从一楼上到八楼 一定有力对书包做功 D 物体的重力势能减小 它的动能一定增加 10 如图 1 所示 某物体在水平拉力 F 5N 的作用下 以 1m s 的速度沿水平面做匀速直 线运动 当把物体沿虚线切下的右半部分叠放在左半部分上后 仍用 F 5N 的水平拉力使 物体以原来的速度做匀速直线运动 若滑轮重 绳重及轮与轴间的摩擦均忽略不计 则水平 面对物体的摩擦力以及 2s 内拉力 F 所做的功分别为 A 6N 6J B 10N 20J C 5N 10J D 10N 10J 11 下列关于功率的说法中 错误的是 A 物体做功越快 功率越大 B 物体做功时间越长 功率越小 C 物体做功越多 功率越大 D 功率大的物体做功不一定多 12 图 2 所示的是滑轮组的示意图 一个工人用它提起 2000N 的货物 所用的拉力是 800N 绳子自由端被拉下 4m 在此过程中 下面说法正确的是 A 有用功是 8000 J 机械效率是 40 B 有用功是 3200 J 机械效率是 62 5 C 总功是 3200J 机械效率是 62 5 D 总功是 3200J 机械效率是 40 13 图3是用于锻炼身体的体育器材 跑步机 人在跑步机上可以实现快走或跑步动作 达到锻炼身体的目的 下面关于人在跑步过程中的叙述 错误的是 A 人对跑步机做了功 B 人对跑步机没有做功 C 人体消耗的能量一部分转化为跑步机的内能 D 脚底与跑步机间有摩擦作用 13 14 图 4 是用滑轮提升重物的示意图 图中滑轮质量相同 若把同一货物匀速提升相同高 度 不计摩擦 下列说法正确的是 A 使用定滑轮比使用动滑轮费力 且机械效率较低 B 使用定滑轮比使用动滑轮费力 但它们的机械效率相同 C 使用定滑轮和使用动滑轮的功率一定相同 D 使用定滑轮比使用动滑轮做的功少 15 物体做匀速直线运动时 它 A 受到的合力一定是零 B 具有的机械能一定不变 C 具有的动能一定不变 D 具有的内能一定不变 二 填空题 1 力学里常说的功包括两个必要的因素 一是 二是 2 大量实验表明 使用机械时人们所做的功都 也就是说使用任何 机械都不能 这个结论叫做 3 叫做机械效率 它的值总小于 用一个动滑轮将重为 G 的物体提高 h 绳的自由端拉力为 F 则总功为 有用功为 机械 效率为 4 功率是指 它是表示物体做功 的物理量 5 一个人用 60N 的水平推力推动一个箱子在水平地面上匀速前进了 2m 所用时间是 2s 他对箱子做功的功率是 W 6 在水平桌面上放着重 180N 的物体 若用如图 5 所示的装置使重物在桌面上匀速移动 物体与水平桌面间的摩擦力为 40N 滑轮质量可不计 则水平拉力 F 应为 N 7 如图 6 所示的杠杆质量可忽略不计 O 为支点 物体甲和乙分别挂在杠杆的 A B 两端 14 杠杆保持平衡 已知甲 乙的体积之比是 3 2 甲的密度是 8 103kg m3 乙的密度是 6 103kg m3 则 OA 与 OB 的长度之比为 8 重 500N 的物体 A 在 50N 的拉力 F 作用下以 0 2m s 的速度匀速移动 如图 7 所示 则 3s 内拉力 F 做的功是 J 9 某同学用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组提起重为 G 24N 的货物 已知他用 了 10N 的拉力把货物匀速提高了 1m 试在图 8 中画出该同学所用滑轮组的绕线方法 该滑 轮组的机械效率为 10 小汽车在加速上坡的过程中 它的动能逐渐 重力势能逐渐 到达 坡顶后使小汽车从坡顶加速下滑 汽车的动能逐渐 重力势能逐渐 11 某人用力推车 车仍然静止 则人做的功等于 J 竖直向上抛出的小球在上升过 程中 将动能逐渐转化为 能 12 如图 9 所示 同样的小球 m 沿光滑的斜面 AB 和 CD 下滑到斜面底部时其速度大小关 系是 填 相等 或 不相等 13 弹簧直立 下端固定在水平地面上 现有一小球自弹簧上方某高度处由静止开始下落 从小球与弹簧顶端接触开始到将弹簧压缩到最大距离的过程中 小球重力势能的变化情况 是 弹簧的弹性势能的变化情况是 14 如图 10 所示 动滑轮右边绳子固定 左边悬挂物体 动滑轮受拉力 F 作用将物体 A 匀速提高 2m 则动滑轮升高 m 使用这种动滑轮的好处是 填 省力 或 省距 离 15 三 实验题 1 用滑轮组提起重物 1 在图 11 中画出最省力的绳子绕法 2 当重物被提高 1m 时 拉力使绳端移动 m 2 每个滑轮重 60N 用滑轮组提升重 1200N 的物体 绳子能承受的最大拉力为 550N 请 在图 12 中画出可行的绕绳方法 3 在 测滑轮组的机械效率 的实验中 用图 12 中所示的同一滑轮组进行了两次实验 实验数据如下 次数 钩码质量 g 钩码上升 的高度 cm 弹簧测力计 的示数 N 弹簧测力计移动 的距离 cm 1 200 10 1 30 2 500 5 2 15 1 在图 13 中画出实验时滑轮组的绕绳方法 2 计算第二次实验时的机械效率h 16 4 2006 年山东莱芜市中考题 图 14 为测量滑轮组机械效率的实验装置 钩码总重 6N 1 实验时要竖直向上 拉动弹簧测力计 由图可知拉力大小为 N 若 钩码上升的高度为8cm 则弹簧测力计向上移动 cm 该滑轮组的机械效率为 2 若仅增加钩码的个数 该滑轮组的机械效率将 填 增大 减小 或 不变 四 计算题 1 一块水田面积为 2400m2 要灌平均 0 1m 深的水 不计水渗漏的损失 g 10N kg 求 1 所灌水的体积 2 所灌水的质量 3 若这些水是用水泵 抽水机 从距水田 2m 深的水渠中抽上来的 水泵至少要做多少功 4 若水泵的功率为 2 4kW 抽这些水要用 多长时间 2 用 60N 的水平推力推着某物体在水平地面上做匀速直线运动 4s 内通过的路程是 8m 则在这段时间内 1 物体运动的速度是多大 2 推力做了多少功 3 推力做功的功 率是多大 3 某同学用如图15所示的滑轮组 将重200N的物体匀速提升2m高 所用的拉力为120N 问 1 该同学做的总功是多少 2 有用功是多少 3 这个滑轮组的机械效率是多少 4 若不计摩擦 增加物重 其它条件不变 该滑轮组的机械效率将如何变化 为什 么 图 15 17 4 如图 16 所示 一金属块体积为 10dm3 上表面离水面 5m 某人用滑轮组将金属块从 水中匀速提起 金属块在 10s 内上升到上表面与水面相平 已知某人作用在绳端的拉力 F 是 225N 动滑轮总重为 200N 不计绳重和滑轮组机械内部的摩擦及金属块在水中受到的阻力 g 取 10N kg 求 1