浙江省中考科学总复习 第17讲 功与功率、简单机械课件.ppt

第二部分物质科学 物理 第17讲功与功率 简单机械 一 理解功和功率的含义 能用功和功率的公式进行简单计算二 能找出杠杆的五要素与知道杠杆的分类三 理解并运用杠杆的平衡条件 解决简单的生活问题四 知道定滑轮和动滑轮的特点和作用五 理解机械效率的普遍意义 能根据公式进行简单计算 功和功率 1 功的两个必要条件 作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的 距离 公式为 w fs 单位为 焦耳 1j 1 n m 2 功率是物体在 单位时间 内所做的功 公式 p w t 单位 瓦特 1w 1j s 3 功率是表示物体 做功快慢 的物理量 不表示做功的多少 功率越大 做功越快 并不表示做功越多 在进行有关功与功率的计算时要注意单位的统一 1 2014 临沂 下列事例中 人对物体做功的是 b a 举着杠铃原地不动b 扛着米袋慢慢登上楼梯c 提着水桶在水平地面上匀速前进d 用300n的力推汽车 汽车没动 解析 力对物体做功的两个条件 一是力 二是物体在力的方向上通过的距离 b选项 由于米袋在力的作用下 移动了距离 人对米袋做功 a选项举着杠铃原地不动 杠铃没有移动距离 所以人对杠铃不做功 c选项提着水桶在水平地面上匀速前进 水桶移动方向和力的方向垂直 人对水桶不做功 d选项用300n的力推汽车 汽车没动 汽车没有移动距离 人对汽车不做功 故选b 2 2014 玉林 一个大人和一个小孩分别将5块完全相同的砖运到二楼 如图所示 这个过程中 下列说法正确的是 c a 大人对砖做的功比小孩对砖做的功多b 大人对砖做的功比小孩对砖做的功少c 大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大d 大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率小 解析 根据题意可知大人和小孩运砖时的力相同 运砖时的高度相同 根据公式w fs可知 大人和小孩对砖所做的功相同 大人运砖用时10s 小孩运砖用时35s 根据公式p w t可知 大人对砖做功功率一定比小孩对砖做功的功率大 故选c 过增大 不变和减小的过程 这一过程是通过改变拉力大小来实现的 某次上升过程中电梯所受拉力f随上升高度h变化的图像如图乙所示 这个过程用时1分钟 求这个过程中 1 电梯上升的平均速度 2 拉力做的功 3 拉力做功的功率 1 2014 无锡 下列实例中 人对物体做功的是 d a 学生背着书包在水平路面上匀速前进b 人推车 车未动c 足球被踢后 在草地上滚动一段距离d 举重运动员将杠铃举起2 2014 娄底 如图是某运动员在水平地面上做俯卧撑时的情景 她的重心在a点 体重为500n 设地面对两个手掌的支持力为f 在运动员身体撑起的过程中 b a 支持力f一定不做功b 支持力f一定做功c 支持力f 500nd 支持力f 500n3 2014 桂林 跳绳是体育考试的项目之一 按评分标准 一分钟内 男生跳180下 女生跳175下可得满分 若每次跳绳时离地面高度均为0 05m 一个体重为500n的男同学要得到满分 一分钟内他跳绳做的功至少是 4500 j 功率至少要达到 75 w 杠杆的五要素与杠杆的分类 1 杠杆的五要素 支点 动力 f1 动力臂 l1 阻力 f2 阻力臂 l2 2 分类 省力杠杆 l1 l2 费力杠杆 l1 l2 等臂杠杆 l1 l2 4 2014 宿迁 如图中使用的工具 属于费力杠杆的是 a 解析 依据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系 若动力臂大于阻力臂 则是省力杠杆 若动力臂小于阻力臂 则是费力杠杆 若动力臂等于阻力臂 则为等臂杠杆 故选a 5 2014 铁岭 同学们的文具盒里 有许多学习用品的使用属于杠杆原理的应用 例如 打开文具盒 将盒盖上翻过程中 文具盒的盒盖相当于 省力 填 省力 费力 或 等臂 杠杆 用墨色水笔答题时 笔相当于 费力 填 省力 费力 或 等臂 杠杆 解析 找出这些日常用品中杠杆的 五要素 即动力 动力臂 阻力 阻力臂 支点 从而根据杠杆分类的依据 判断出文具中应用的杠杆属于哪一种类型 打开文具盒 将盒盖上翻过程中 支点在一端 动力臂大于阻力臂 所以文具盒的盒盖相当于省力杠杆 用墨色水笔答题时 阻力在一端 动力臂小于阻力臂 笔相当于费力杠杆 4 2014 乐山 如图所示的简单机械中 属于省力杠杆的是 c 5 2014 咸宁 如图是液压汽车起重机的示意图 请你分别画出作用在吊臂上的动力f1的力臂l1和阻力f2的力臂l2 6 2014 宁夏 如图所示是列车上卖食品的手推车 当前轮遇到障碍物时 售货员就会竖直向下压扶手 如图甲所示 此时的支点在后轮c点 当后轮遇到障碍物时 售货员就会竖直向上提扶手 如图乙所示 1 请分别在图甲和图乙上画出f1 f2对支点的力臂 2 试说明哪种情况更省力 为什么 2 乙图更省力 前后两种情况 阻力 阻力臂一定 动力臂越长 越省力 乙图中的动力臂较长 对应的动力较小 更省力 杠杆的平衡条件 1 杠杆平衡包括 杠杆静止 和 杠杆匀速转动 2 杠杆平衡条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂 也可以表示为 f1 l1 f2 l2 6 2014 常州 小明探究杠杆的平衡条件 挂钩码前 调节杠杆在水平位置平衡 杠杆上每格距离相等 杆上a b c d的位置如图所示 当a点挂4个钩码时 下列操作中能使杠杆在水平位置平衡的是 d a b点挂5个钩码b c点挂4个钩码c d点挂1个钩码d d点挂2个钩码 解析 根据杠杆平衡条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂 设每个钩码重力为f 每个小格长度为l 则o点左侧力与力臂的积为 4f 3l 12fl 当d点挂2个钩码时 杠杆右侧力与力臂的积为 2f 6l 12fl 杠杆能平衡 故d正确 7 2014 柳州 小明利用铁架台 带有最小刻度为1cm的杠杆 细线 若干钩码等实验装置探究杠杆的平衡条件 1 在挂钩码前 小明发现杠杆左端高 右端低 如图甲 他应将杠杆两端的平衡螺母向 左 调节 填 左 或 右 使杠杆在水平位置平衡 2 接着小明在杠杆的两端挂上不同数量的钩码 移动钩码的位置 保持杠杆在水平位置平衡 则杠杆两侧受到的作用力大小 等于 填 大于 等于 或 小于 各自钩码所受重力大小 设右侧钩码对杠杆施的力为动力f1 则动力臂l1大小 如图乙 为 10 0 cm 3 改变钩码数量与位置 获取多组测量数据 填入记录表中 根据表中的数据得出杠杆的平衡条件为 f1l1 f2l2 据此 实验测量数据记录表中第三次实验中的空格应填 10 0 实验测量数据记录表 4 测量多组数据的目的是 减小实验误差 填 减小实验误差 或 避免实验错误 解析 1 由图知 左端较高 所以平衡螺母应向左调节 2 杠杆两侧受到的作用力大小等于各自钩码所受重力大小 动力臂大小可以直接从杠杆上读出为10 0cm 3 根据杠杆平衡条件 f1l1 f2l2 代入数据 2 0n 15 0cm 3 0n l2 解得 l2 10 0cm 4 在实验中 获取三组测量数据 这样可以减少实验的偶然性 并减小实验误差 7 2014 安顺 如图甲所示 长1 6m 粗细均匀的金属杆可以绕o点在竖直平面内自由转动 一拉力 位移传感器竖直作用在杆上 并能使杆始终保持水平平衡 该传感器显示其拉力f与作用点到o点距离x的变化关系如图乙所示 据图可知金属杆重 b a 5nb 10nc 20nd 40n 8 2014 莆田 在探究杠杆平衡条件的实验中 1 如图甲所示 为了使杠杆在水平位置平衡 可以向 左 填 左 或 右 移动左端的螺母 2 如图乙所示 为了使杠杆平衡 应在p点挂 2 个同样的钩码 若是改用在p点沿虚线方向拉弹簧测力计 则测力计的示数会 大于 填 大于 等于 或 小于 上述所要挂钩码的总重量 因为这时拉力的力臂 变小 填 变小 或 变大 了 3 在图乙中 保持杠杆左边所挂钩码的位置和个数不变 用弹簧测力计分别在杠杆右边的不同位置竖直向下拉杠杆 使之平衡 得到表中的几组数据 请在图丙中绘出f l图像 由表中数据或图像可知 在阻力与阻力臂一定的条件下 动力f与动力臂l成 反比 填 正比 或 反比 9 2014 佛山 如图所示是某高压蒸汽压力控制装置的示意图 当阀门s 底面积为2cm2 受到的蒸汽压力超过其安全值时 阀门就会被顶起释放一些蒸气来降低压力 该装置相当于一个杠杆 杠杆的平衡条件是 f1l1 f2l2 若oa 0 2m ab 0 6m 物体c重25n 那么杠杆平衡时杆上的a点所受的支持力为 100 n 忽略杆重 当锅炉内气压为4 105pa时 蒸汽对阀门下表面的压力是 80 n 定滑轮和动滑轮 1 定滑轮 能改变 力的方向 不能 省力 实质是 等臂 杠杆 2 动滑轮 能 省力 不能 改变力的方向 实质是动力臂是阻力臂二倍的 省力 杠杆 3 使用机械有的可以省力 有的可以省距离 但使用任何机械都不能省 功 8 2014 金华 如图 用同一滑轮匀速提升同一重物 不计摩擦 图中f1 f2 f3 f4之间的大小关系正确的是 b a f1 f2b f3 f4c f1 f3 2d f2 f4 2 解析 甲图是一个动滑轮 能够省一半的力 故f1 g物 g动 2 当拉力与竖直方向有夹角 由于夹角越大 拉力越大 所以f2 f1 乙图是定滑轮 只能改变力的方向 不省力也不费力 故f3 f4 g物 故选b 9 2014 崇明 如图所示 不计滑轮重与摩擦 重为50n的物体a在竖直向上的拉力f作用下匀速上升2m 1 求拉力f 2 求此过程中拉力所做的功 解 1 不计滑轮重与摩擦时 动滑轮可省一半的力 拉力大小为 f g 2 1 2 50n 25n 2 使用动滑轮时 n 2 绳子自由端移动的距离 s 2h 2 2m 4m 拉力所做的功 w fs 25n 4m 100j 10 2014 桂林 小明利用如图所示的简单机械移动物体a时 当沿不同方向分别用f1 f2 f3的力 以不同速度匀速拉动物体时 忽略绳子与滑轮的摩擦 下列说法中正确的是 d a f1 f2 f3b f1 f2 f3c f1 f2 f3d f1 f2 f311 2014 武汉 如图所示 在水平拉力f作用下 使重40n的物体a匀速移动 物体a受到地面的摩擦力为5n 不计滑轮 绳子的重力及摩擦 拉力f的大小是 b a 5nb 10nc 40nd 20n 12 2014 临沂 如图所示 重为100n的物体a 在大小为20n方向向左的水平拉力f的作用下做匀速直线运动 经过3s 物体a在水平面上向左移动了30cm的距离 滑轮与绳子质量不计 滑轮与绳子之间摩擦不计 则下列结论正确的是 d a 物体运动的速度为10m sb 物体与地面之间的摩擦力为20nc 拉力f的功率为2wd 拉力f做的功是12j 滑轮组和机械效率 8 2014 金华 如图 用同一滑轮匀速提升同一重物 不计摩擦 图中f1 f2 f3 f4之间的大小关系正确的是 b a f1 f2b f3 f4c f1 f3 2d f2 f4 2 解析 甲图是一个动滑轮 能够省一半的力 故f1 g物 g动 2 当拉力与竖直方向有夹角 由于夹角越大 拉力越大 所以f2 f1 乙图是定滑轮 只能改变力的方向 不省力也不费力 故f3 f4 g物 故选b 1 2014 绥化 多选 如图物体在相同力f的作用下 分别在光滑水平面 粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s 力f做的功分别为w1 w2 w3 则下列说法中正确的是 ac a w2 w3b w2 w3c w1 w2d w1 w3 2 2014 广州 人直接用f1的力匀速提升重物 所做的功是w1 若人使用某机械匀速提升该重物到同一高度则人的拉力为f2 所做的功是w2 c a f1一定大于f2b f1一定小于f2c w2一定大于w1d 只有f2大于f1 w2才大于w1 3 2014 汕尾 在如图所示的工具中 属于省力杠杆的是 羊角锤 属于费力杠杆的是 筷子 属于等臂杠杆的是 定滑轮 4 2014 湖北 简单机械 机械功及机械能的知识与人体很多的活动联系紧密 1 冬天天冷时 我们通过双手相互摩擦 跺脚等动作使身体发热 这是通过 做功 的方式使物体的内能增加 2 人通过曲臂使手臂转动来拿起重物 此时人的手臂相当于简单机械中的 费力杠杆 填 省力杠杆 或 费力杠杆 3 初中生安静思考问题时 心脏推动血液流动的功率约为1 5w 则你在考试的80分钟内 心脏做功约为 7200 j 5 2013 徐州 如图所示 用固定在墙上的三角支架abc放置空调室外机 如果a处螺钉松脱 则支架会绕c点倾翻 已知ab长40cm ac长30cm 室外机的重力为300n 正好处在ab中点处 则a处螺钉的水平拉力为 200 n 支架重力不计 为了安全 室外机的位置应尽量 靠近 填 靠近 或 远离 墙壁 6 2014 吉林 如图所示 aob可视为一个无摩擦的轻质杠杆 o是它的支点 1 人用力向下拉杠杆时 重物被抬起 此时aob是一个 省力 填 省力 或 费力 杠杆 想更容易抬起重物 应该将手 远离 填 靠近 或 远离 o点 2 若人始终沿竖直方向向下拉在b点 重物被匀速抬起过程中 人施加的拉力将 不变 填 变大 变小 或 不变 7 2013 盐城 在物理综合实践活动中 小华设计了如图所示的机械模型 推动硬棒cd或ef 使它们在水平面内绕轴o转动 即可将绳逐渐绕到轴o上 提升重物g 硬棒cd是 省力 杠杆 滑轮b 不能 填 能 或 不能 改变力的大小 在重物上升的过程中 轴o上增加的绳长 等于 重物上升的高度 8 2014 昆明 在探究 杠杆平衡条件 的实验中 采用了如图所示的实验装置 1 调节平衡时 都应该使它在 水平 位置平衡 根据图示杠杆所处的位置 应将平衡螺母向 左 填 右 或 左 调整 2 挂上钩码 正确调节使杠杆再次平衡 此时挂在杠杆上的钩码施加的动力 阻力方向恰好与杠杆 垂直 挂钩码位置所对应的刻度值就等于 力臂 3 某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码 同时调节平衡螺母使杠杆平衡