《第九章 机械与人》全章基础知识汇总.doc

第九章 机械与人全章基础知识汇总1、杠杆：概念：能绕固定点转动的硬棒。杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂理解力臂：力臂是支点到力的作用线的垂直距离。力的作用线指通过作的作用点沿力的方向所画的直线；某一力作用在杠杆上，若其作用点不变，但作用方向改变，力臂一般也改变；力臂不一定在杠杆上2、杠杆的平衡条件：杠杆的平衡：杠杆静止不动或匀速转动平衡条件： 动力 动力臂=阻力 阻力臂杠杆的分类：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。当动力臂大于阻力臂时为省力杠杆；两臂相等时为等臂杠杆；当动力臂小于阻力臂时为费力杠杆。过支点的力的改变，不影响杠杆的平衡，因为此时的力臂为零对不平衡杠杆，判断杠杆向那端倾斜，要依据力和力臂的乘积的大小来判断，杠杆向乘积大的一端倾斜。3、轮轴：一种变形的杠杆，由一个轴和一个大轮组成。例汽车方向盘、门把手、辘轳、卷扬机的摇臂、拧螺丝钉的螺丝刀等。原理：轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心O是支点，作用在轮上的力F1是动力，作用在轴上的力F2是阻力，轮半径R是动力臂，轴半径r是阻力臂，根据杠杆的平衡条件：F1R=F2r 因为轮半径R大于轴半径r，所以F1总是小于F24、滑轮和滑轮组：滑轮：一种变形的杠杆。分为定滑轮和动滑轮定滑轮：轴心是固定不动的。作用：不省力但能改变力的作用方向动滑轮：轴心与物体一块运动。作用：省一半的力但不改变力的方向滑轮组：既能省力又能改变力的方向。滑轮组绳子拉力F的计算：设吊起重物为G，绕在动滑轮上绳子的根数为n，不计滑轮重和绳子与滑轮间摩擦，则F=G/n当考虑滑轮的重力时（不计绳子与滑轮间摩擦），只有动滑轮对F有影响，设所有动滑轮重力为G1 ，则 F=（G+G1）/n ，其它不变。5、滑轮组的组装：要求：在地面上吊起物体，所用滑轮数量最少。组装：设绳子的最大承受拉力F，吊起重物G，不考虑滑轮重和绳子的摩擦，需用绳子的股数为n ，则n=G/F 即需要滑轮（定滑轮和动滑轮）的个数为n个，当n为偶数时，动滑轮和定滑轮的个数相等，均为n/2 ，当n为奇数时，定滑轮的个数为（n+1）/2 ，动滑轮的个数为（n-1）/2绳子的系法：当n为偶数时，绳子系在定滑轮上，当n为奇数时，绳子系在动滑轮上当考虑滑轮的重力时，只有动滑轮对组装有影响，设所有动滑轮的重力为G1 ，只要将公式n=G/F改为n=（G+G1）/F即可，其它不变6、做功做功有两个必要的条件：作用在物体上的力和在力的方向上通过的距离功的计算：W=Fs 功的单位是焦耳，简称焦 1焦=1牛顿 米7、功率：定义：机械在1s内所做的功物理意义：描述物体做功的快慢，是反映单位时间内做功快慢的物理量公式：P=W/t 单位瓦特，简称瓦，（W=Fs也是计算功率的一个公式）8、机械效率有用功：利用机械做功，对人们有用的功额外功：对人们没用，但又不得不做的功总功：有用功+额外功机械效率：=W有/W总提高机械效率的方法：尽量减少额外功滑轮组的机械效率：设吊起重物G，高度h，绳的拉力F，绳子前进的距离S，绕在动滑轮上绳子股数为n，不考虑绳子摩擦，=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/Fn其中，s=nh （F的计算参考51题）9、应用杠杆的平衡条件的一般步骤：确定杠杆的支点的位置明确动力和阻力确定力臂：一找点，二画线，三作垂线段根据杠杆的平衡条件分析求解10、机械能能：物体能够对外做功，就说这个物体具有能动能：物体由于运动具有的能。物体的速度越大、质量越大，动能越大重力势能：物体由于被举高而具有的能。质量越大、位置越高势能越大弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能，物体形变越大，弹性势能就越大机械能：动能和势能的和动能和势能之间可以相互转化图l第九章机械与人单元测试题1.建筑工地上，工人用动滑轮来提升货物，如图l所示。目的是为了（ ）A.减少拉力的大小 B.减少做功的多少C.改变拉力的方向 D.减少物体移动的距离图22.如图2所示，我们在拖动行李箱时一般先拉出行李箱上方的拉杆，这样做的目的是为了（ ）A.减小阻力臂，省力 B.增大阻力臂，省力C.增大动力臂，省力 D.减小动力臂，省力3.如图3所示，对物体没有做功的是（ ）吊车从地面吊起货物的力 A马拉动原木的力 B使火箭升空的力C小孩推车的力(车不动)D图3A B C DFFFF图44.如图4所示的四种方案，用同样大小的力F在同一水平地面上拉动不同的重物（如图物体下方的圆圈表示轮子，忽视绳与滑轮间的摩擦力及绳与滑轮的重力）。则哪种方案能拉动的物体最重（ ）AF图55.如图5所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动6m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，在此过程中拉力F做的功为（ ）A60J B30J C120J D240J6.两位学生比赛爬竿，他们的质量之比为45，已知甲用12s爬到顶，乙用20s爬到顶，则两人匀速爬竿过程中所做功和功率大小是（ ）A.甲学生做功较少，功率较小 B.甲学生做功较少，功率较大C.甲学生做功较多，功率较大 D.甲学生做功较多，功率较小7.我国已研制成功超音速反舰导弹，因为它接近敌舰的速度极快，故很难拦截。导弹发射后，即使被敌舰拦截，导弹的残骸仍能给敌舰以重创，这是因为它们具有（ ）A.较大的动能 B.较大的势能 C.较大的质量 D.较高的高度图68.如图6是蒸汽锅炉上保险阀的示意图，当阀门受到的蒸汽压强超过安全值时，阀门将自动被顶开，蒸汽放出一部分，使锅炉内的蒸汽压强值减小，从而达到自动控制蒸汽压强的目的，现需要锅炉内的蒸汽压强值减小一些，以下做法可行的是（ ）A.在图示位置将重物适当增加一些B.在图示位置将重物适当减小一些C.将重物由图示位置向左移动适当距离，并同时将重物适当增加一些D.将重物由图示位置向右移动适当距离9.跳远测试时恰遇有风，李明顺着风助跑，已知风速大于人的速度，则从起跳到落地过程中，下列说法正确的是（）A.上升过程中，动能减小，重力势能增大，机械能减小B.上升过程中，动能减小，重力势能增大，机械能不变C.下落过程中，动能增大，重力势能减小，机械能增大D.下落过程中，动能增大，重力势能减小，机械能不变10.如图7所示是人们常用的订书机，它的结构设计和工作原理运用了许多物理知识。例如订书机又可以看成是一个杠杆，人手的压力是_（选填“动力”或“阻力”），其支点在_（选填“A”或“B”）。图811.我们可以用两种方法来判断物体做功的快慢。图8表示用挖掘机挖土与人力挖土做功的快慢不同，它所用的判断方法是：做功时间相同，比较做功多少。另一种判断方法是：_相同，比较_。12.用动力臂是阻力臂12倍的撬棒，撬动重为1200N的石头，所用动力至少是_N。13.如图9所示，物体A、B均处于静止状态，物体B重5N，每个滑轮重1N，不计绳重和摩擦，则物体A重_N，弹簧测力计C的示数为_N。14如图10，缆车把滑雪运动员送到山顶，给他的身体存储了能量，这种能量是_，滑雪运动员从山顶向山脚滑行的过程中，具有的能量是_。图10图915.亮亮用自制的滑轮组来提起500N的重物，如图11所示。绳自由端的拉力F=250N，滑轮组的机械效率等于_。当被提起的重物变轻时，滑轮组的机械效率就_（选填“变大”、“变小”或“不变”）。图1116.如图12所示为一装配线上的一个“机械手”，其O点为固定转动轴，现它水平抓住一只重40N的工件G，则动力机械M至少要施加_N的推力。若它在0.5s内匀速将这一工件提升了20cm，而M的功率为20W，则机械手做的有用功为_J，机械效率为_。图13图1217在探究“杠杆平衡条件”实验中。（1）把杠杆挂在支架上，实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端下倾，可将右端螺母向_边旋转，使杠杆在水平位置平衡。（2）如图13在左端用弹簧测力计拉杠杆平衡时，必须在_方向，向_拉弹簧测力计。（3）实验中共有6个钩码，杠杆上每格距离相等，调节好杠杆后，在杠杆左边离支点2格的A处挂了2个钩码，如图13所示。为使杠杆在水平位置平衡，请你在杠杆右边挂上钩码。你的方法：（写出两种）方法一：_；方法二：_。图14（4）探究杠杆的平衡条件需要测多组数据。以下三个实验也测了多组数据，其中和探究杠杆平衡条件目的相同的有 （选填序号）。探究物体所受重力大小与物体质量的关系；用刻度尺某个物体长度；探究使用定滑轮的特点。18.小明看到在没有起重机的情况下，工人要将油桶搬运上汽车，常常用如图14所示的方法。小明想：为什么不直接将油桶抬上车呢？难道这样做可以省力吗？如果能省力那么推力的大小与斜面长度有关吗？为了探究推力大小与斜面长度的关系，小明选用弹簧秤、4N的铁块和长度分别为0.4m、0.6m、0.8m的木板进行了三次实验，每次斜面的高度均为 0.2m，而且每次实验用的木板粗糙程度一样。测得沿斜面方向向上的拉力大小分别为2.7N、2.2N和1.8N。如果用F表示拉力，用L表示斜面长度，每次都将物体从斜面底部匀速拉上斜面的顶端，请完成下列