沪科版机械与人 知识点以及练习题.docx

第十章机械与人 回眸教材析知识1杠杆 直接搬动很重的大石头很困难，利用撬棒就可以较容易办到，在力的作用下，撬棒就是能绕着一个固定点转动的硬棒，叫 。撬棒属于省力杠杆，但是费了 ；用筷子夹食物，筷子就是一种费力杠杆，只要手指稍微一动 ， 筷 子 就 可 以 夹 很 多 东 西 ， 虽 然 费 了 ，但省了 ，使操作更加方便。2滑轮和滑轮组 观察人们生活中利用简单机械的情景，有时人们利用动滑轮，目的是省 ，但费了 ；有时利用定滑轮，不省力，但改变了 ，使操作更为方便。 要 想 即 省 力 又 改 变 力 的 方 向 ， 就 可 以 将 两 者 组合，组成 ，起重机上的滑轮组合就是实例之一。3 功的必要因素 某同学踢足球，球离开脚后飞出10 m远，足球飞出10 m的过程中人不做功。物理学中规定：功等于 的乘积。功包括两个必要因素：作用在物体上的 ；物体在 的方向上通过的距离。不做功的三种情况：有力无距离，例如提重物却没有提起；有距离无力，弹珠在水平桌面上被弹出继续前进，但人没有做功；力和距离垂直，例如物体在水平冰面上匀速滑行，水平方向没有力做功，此时虽然有重力作用在物体上，但重力方向与物体运动方向垂直没有做功。4功的原理 事实告诉我们，使用扳手拧螺丝要省力必须费 ，钓鱼时要省距离必须费 ，既 的机械是没有的。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 、或者可以 、也可以改变 ，给人类工作带来很多方便。 理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)：使用机械时，人们所做的功(Fs) 直接用手对重物所做的功(Gh)。5功率 功 率 是 指 机 械 在 里 完 成 的 功 ， 表 示做功 的物理量。例如，某小轿车功率66 kW，它表示：小轿车1 s 内做功66000 J 。对于功率一定的机械，由公式PFv可知，当速度越小时，产生的拉力越大，例如汽车载重上坡时，要挂低挡来获得较大的拉力。6机械效率 (1)机械效率是指有用功跟总功的 。不同机械的机械效率表达式及其特点： (2)提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。 7机械能及其转化 荡秋千人处于最高点时，由于人被举高而具有 能；下降过程中，高度减小，重力势能 ，速度逐渐增大，动能 ，即人的重力势能向动能转化；到达最低点，人的速度最大，动能最大，高度最小，重力势能最小；继续向最高点上升过程中， 又转化为 ；再次到达最高点时，动能减小到零，转化的重力势能最大。转化过程中，若没有能量损失，机械能的总量不变，即两者之和不变，这就是机械能守恒。 动能不仅与速度有关，还与物体的质量有关，速度相同时，质量越大，动能越 ，同速行驶的火车动能大于汽车的动能；重力势能不仅与高度有关，还与物体的质量有关，高度相同时，质量越大，重力势能也越 ，高度相同的铁钉和铁锤，铁钉重力势能要 铁锤的重力势能。经 典 例 题典例1：杠杆平衡条件的探究和应用 例1在验证杠杆平衡条件时，某实验小组得到了如图101所示的杠杆平衡状态，已知每个钩码的质量均相等。 (1)若钩码所挂位置不动，将左边的钩码去掉一个，为使杠杆仍然保持平衡，右边的钩码该拿掉 个。 (2)杠杆的平衡条件为 。 例2如图102所示，杠杆OA可绕支点O转动，B处挂一重物G，A处作用一竖直向上的力F。当杠杆和竖直墙之间的夹角逐渐增大时，为了使杠杆平衡，则() A. F大小不变，但FG B. F大小不变，但FG C. F逐渐减小，但FG D. F逐渐增大，但FG 本题属于动态平衡问题，解决此类问题的关键在于找到不变量和动态量。根据杠杆平衡条件F1L1F1L2，代入不变量，进而判断动态量的变化情况。例3请在图103中画出用滑轮组提升重物，拉力F的绳子的绕法。(不计动滑轮重、绳重和摩擦) 例4如图104所示，用水平力F拉着重为100 N的物体，在水平地面上向右匀速移动了5 m，物体所受地面的摩擦力大小为20 N，则() A重力做的功是500 J B拉力大小为100 N C拉力大小为120 N D拉力做的功为100 J 例5如图105所示，粗略测量小明同学引体向上运动的功率时，下列物理量不需要测量的是() A小明的质量 B单杠的高度 C每次身体上升的高度 D做引体向上的时间例7同学们都玩过秋千吧，闭上眼睛，那种时高时低的感觉如同在飞你知道其中能量的转化吗？图107是小孩荡秋千的示意图，下列分析正确的是() A小孩在A点具有最大动能 B小孩从C荡到B的过程中，动能转化为势能 C小孩从B荡到C的过程中，动能转化为势能 D小孩从A荡到B的过程中，在B点的机械能大于A点的机械能1.将一个省力的机械和一个省距离的机械组装成一个组合机械，当利用这个组合机械做功时() A一定不能省功 B一定可以省力 C一定可以省距离 D一定能省功2.如图所示的四种情景中，人对物体做功的是() 3.如图所示，用F50 N的水平拉力，通过一个动滑轮，使重为200 N的物体A水平向右匀速移动了3 m，在这个过程中() A拉力F做了150 J的功 B拉力F做了300 J的功C重力做了600 J的功 D重力做了1200 J的功 4.如图所示是某跳水运动员正在进行训练的情景，从起跳至落到水面的过程中，运动员的动能与重力势能变化的情况是() A动能一直减小，重力势能一直增大B. 动能一直增大，重力势能一直减小C动能先增大后减小，重力势能先减小后增大 D. 动能先减小后增大，重力势能先增大后减小5.如图所示，若人手拉力F50 N，则货物重 N(不考虑动滑轮和摩擦)，A钩所受的拉力为 N，B钩所受的拉力为 N。6某人在水平地面上用100 N的水平推力推动重500 N的物体，使物体以0.2 m/s的速度匀速移动了3 m，地面对物体的摩擦力是 N，此人对物体做的功是 J，功率是 W。7如图所示，运动员射箭时用力将弓斜向上拉开，在放开箭的瞬间，弓的 能转化为箭的 能，箭在空中向上飞行的过程中，箭的 能增大。8江西省三清山是我国著名的道教圣地和旅游景点。三清山索道全长2426 m，上、下高度差约600 m，单个吊车载满两人后的总重是2500 N。以单个吊车载满两人为例，试回答下列问题。 (1)吊车与索道的接触面积以0.01 m2计，索道上挂吊车处的钢索承受的压强是多大？ (2)单个吊车从索道最高处运行到最低处，吊车和人的重力做多少功？ (3)若单个吊车从索道最高处运行到最低处，用时20 min，吊车和人的重力做功的功率是多少？9如图甲所示的开瓶器，在使用时相当于一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆，其杠杆简化图如图乙所示(不计自重)，O为支点。若动力F1和阻力F2都与杠杆垂直，且AO6 cm，BO1 cm，F130 N，则F2 N。10如图所示的装置中，图乙使用的是 (选填“定”或“动”)滑轮。如果要匀速提起重100 N的物体A(不计滑轮重力和摩擦)，需要用的拉力F甲等于 N，F乙等于 N。11如图所示，已知物体A和B质量相等，A在粗糙的水平地面，B在光滑的斜面上。现它们分别在同样大小的力F作用下沿F的方向分别移动了距离s，则F对物体做的功()A对A做功多B对A和B做功一样多 C对B做功多D条件不足，无法确定 12如图所示，用拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法中正确的是() A拉力F对物体做的功是额外功 B拉力F做的功是有用功 C拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍 D增加物体重力可以提高滑轮组的机械效率13工人用如图1025所示的滑轮组将重为1200 N的建筑材料从地面上匀速运到高20 m的楼上，耗时5 min，手竖直向上的拉力是500 N，在这个过程中，工人做功的功率为 W，滑轮组的机械效率是 。 14如图所示，物体重为180 N，所用拉力F100 N，方向竖直向上，将物体匀速提高1 m时，绳子自由端提高了 m，拉力做了 J的功。15如图所示，重为500 N的物体与地面间的摩