專題復(fù)習(xí)簡(jiǎn)單機(jī)械和功

1、專題復(fù)習(xí)-簡(jiǎn)單機(jī)械和功(無答案) 知識(shí)互聯(lián)網(wǎng) 省力杠桿 杠桿杠桿的平衡條件 費(fèi)力杠桿 簡(jiǎn)單機(jī)械 等臂杠桿 定滑輪滑輪 滑輪組 動(dòng)滑輪 功的定義、公式、單位 做功的多少 作用在物體上的力 做功的兩個(gè)必要因素 功率的定義、公式、單位 物體在力的作用下通過的距離 功 做功的快慢 功率的物理意義 機(jī)械效率的定義 做功的效率 有用功、總功、額外功 機(jī)械效率的物理意義 影響機(jī)械效率高低的因素復(fù)習(xí)導(dǎo)航1.重要概念和公式（1）杠桿的平衡條件:f1l 1= f2l2（2）定滑輪和動(dòng)滑輪的工作原理（3）功的概念及計(jì)算公式:w=fs（4）功率的概念及計(jì)算公式p=w/t（5）機(jī)械效率的概念及計(jì)算的公式2.基本物理方法

2、（1）歸納法：通過多次實(shí)驗(yàn)歸納出杠桿的平衡條件.（2）建模法：在生活實(shí)際應(yīng)用的器械中,建立理想的杠桿、滑輪模型.3.易錯(cuò)易混淆的問題（1）力臂是支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離,而不是到力的作用點(diǎn)的距離.（2）杠桿平衡條件是指力與力臂的乘積相等,而不是力或力臂相等.(3) 判斷力對(duì)物體是否做功,一定要從做功的兩個(gè)必要因素f和s來分析,兩個(gè)因素缺一不可.其中s必須是力的方向上通過的距離.(4) 功率與機(jī)械效率的區(qū)別.功率是表示物體做功快慢的物理量,功率大是指做功快,即表示相同的時(shí)間內(nèi)做的功多,或做相同的功所用的時(shí)間少.機(jī)械效率是指有用功占總功的比例,機(jī)械效率高表示有用功占總功的比例大,與功率大小無關(guān).

3、考點(diǎn)聚焦 本單元的內(nèi)容可分為機(jī)械和功、功率、機(jī)械效率的概念兩大部分，其中杠桿的平衡條件、滑輪的工作原理、功的概念、功率的概念、機(jī)械效率的概念為“理解”等級(jí)，要求高,也是中考的熱點(diǎn)和重點(diǎn).機(jī)械部分的考查多以作圖題、選擇題為主;三大概念部分考查多以選擇、填空和實(shí)驗(yàn)題的形式為主;將兩者綜合是中考的熱點(diǎn)和難點(diǎn),涉及功功率機(jī)械效率的相關(guān)計(jì)算要求較高.例題評(píng)析 【例1】(05南通)在圖7-1中，畫出作用在“開瓶起子”上動(dòng)力f1的力臂和阻力f2的示意圖【分析】畫杠桿的示意圖的一般步驟是:(1)確定并標(biāo)出支點(diǎn)的位置,本題中已給出.(2)確定動(dòng)力和阻力,畫出力的示意圖,力的作用點(diǎn)和方向一定要符合實(shí)際,力的大小也

4、盡量畫得符合實(shí)際比例.(3)畫出動(dòng)力臂和阻力臂,使用作圖工具從支點(diǎn)分別向動(dòng)力和阻力作用線作垂線,這兩條垂線段就分別為動(dòng)力臂和阻力臂.【解答】【點(diǎn)評(píng)】正確畫出杠桿示意圖是分析和解決杠桿類問題的關(guān)鍵,作圖方法必須掌握,作圖要規(guī)范.圖7-2【例2】(05鹽城)如圖7-2所示，曲桿aobc自重不計(jì)，o為 支點(diǎn)，ao=60cm，ob=40cm，bc=30cm要使曲桿在圖示位置平衡，請(qǐng)作出最小的力f的示意圖及其力臂l. 【分析】曲桿在圖示位置平衡，阻力和阻力臂是一定的,根據(jù)杠桿的平衡條件,動(dòng)力臂最大時(shí),所需的力最小.首先確定力的作用點(diǎn),圖中a點(diǎn)離支點(diǎn)最遠(yuǎn),當(dāng)動(dòng)力作用于a點(diǎn)時(shí),動(dòng)力臂才可能達(dá)到最大;其次畫出

5、最大的動(dòng)力臂,即連接oa;最后確定動(dòng)力方向,動(dòng)力的方向垂直于動(dòng)力臂斜向上.【解答】【點(diǎn)評(píng)】本題要根據(jù)杠桿的平衡條件分析,要在力和力臂的相互牽制下確定動(dòng)力的三要素,這需要扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和流暢的思維能力.圖7-3【例3】(05鎮(zhèn)江) 乒乓球、保齡球等表面都是光滑的，為什么高爾夫球的表面上布滿小坑呢？經(jīng)有關(guān)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)：兩個(gè)等大的球，一個(gè)表面布滿小坑，另一個(gè)光滑，在空中高速飛行時(shí)，表面布滿小坑的球受到的空氣阻力較小.現(xiàn)將質(zhì)量與體積均相等的兩個(gè)小球a（表面布滿小坑）與b（表面光滑）分別利用細(xì)繩懸掛在等臂杠桿的兩端，使杠桿水平平衡，如圖7-3所示.當(dāng)從兩球正下方同時(shí)以相同速度（足夠大）的風(fēng)對(duì)準(zhǔn)它們豎直

6、向上吹時(shí)，則以下的說法中正確的是 （ ）a杠桿左端下降 b杠桿右端下降 c杠桿仍然在水平方向處于平衡狀態(tài)d無法判斷杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)情況【分析】由杠桿平衡條件可知,判斷杠桿是否平衡關(guān)鍵比較兩力與它們的力臂的乘積是否相等,或比較兩力是否與它們的力臂成反比,本題是等臂杠桿,所以可簡(jiǎn)化為比較兩力的大小.阻力小則作用在杠桿上的力大.【解答】a【點(diǎn)評(píng)】判斷杠桿是否平衡,可采用虛設(shè)法、數(shù)字代入法、極限法等方法來化難為易，化繁為簡(jiǎn)，可見正確掌握解題的技巧和方法，是學(xué)好物理的重要途徑.a.提著桶在水平地面上勻速前進(jìn)b.舉著杠鈴原地不動(dòng)c.用力搬石頭但搬不動(dòng)d.推著小車前進(jìn)圖7-4【例4】(04北京)在圖7-4的四種情

7、境中，人對(duì)物體做功的是（ ）【分析】人對(duì)物體做功必需要對(duì)物體有力的作用，同時(shí)在力的方向上通過一段距離；有力的作用,物體在力的方向上沒有通過距離,力不做功；力的方向和通過的距離垂直，力也不做功.【解答】c【點(diǎn)評(píng)】判斷力對(duì)物體是否做功,一定要從做功的兩個(gè)必要因素來分析,兩者缺一不可.【例5】（05南寧）4月23日，南寧市某商場(chǎng)舉行首屆跑樓梯比賽，共有500多名選手參加.若要比較參賽者的功率大小，需測(cè)出的物理量是（ ）a登樓所用的時(shí)間b參賽者的體重，所登樓層的高度c參賽者的體重，所登樓層的高度以及登樓所用的時(shí)間d參賽者的體重，所登樓層的高度，登樓所用的時(shí)間以及參賽者通過的路程【分析】為了測(cè)參賽者登樓

8、的功率，由公式p=w/t可知，需要測(cè)出w、t兩個(gè)物理量，而w=fs=gh，故還需要測(cè)出人的重力和樓層的高度.【答案】c【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于功率的測(cè)定,要學(xué)會(huì)從公式入手,來確定所需要測(cè)量的物理量,這對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的推理和數(shù)據(jù)的分析要求較高.【例6】(05鎮(zhèn)江)如圖7-5所示，物體g所受到的重力大小為40n.圖7-5（1）在拉力f1的作用下使物體沿豎直方向勻速提高0.5m，求拉力f1在這一過程中對(duì)物體所做的功.（2）若將該物體放在傾角為300的光滑斜面上，用平行于斜面的拉力f2使物體沿斜面勻速向上移動(dòng)1m，此時(shí)拉力f2的大小恰為20n，求拉力f2在這一過程中對(duì)物體所做的功.（3）比較上述兩種情況，你能得出什么

9、結(jié)論？【分析】利用公式w=fs計(jì)算時(shí),力的方向要與物體通過的距離的方向保持一致，f1應(yīng)乘以0.5米，而f2應(yīng)乘以1米；通過對(duì)比可得出使用斜面可以省力，使用斜面不省功.【解答】(1) f1=g=40n w1=f1s1=40n0.5m=20j(1) w2=f2s2=20n1m=20j(2) 使用斜面可以省力，使用斜面不能省功.【點(diǎn)評(píng)】利用公式w=fs計(jì)算時(shí),要遵循對(duì)應(yīng)性原則,即物體受到該力的作用與物體移動(dòng)距離要有同時(shí)性,該力的方向與物體移動(dòng)的方向具有同向性,該力作用的對(duì)象與移動(dòng)的距離的對(duì)象具有同體性.【例7】（05南通）在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用同一滑輪組進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示

10、序號(hào)鉤碼重g/n鉤碼上升的高度h/cm彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)f/n彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s/cm1250.6252481.1(1) 在表格的空格處，填上合適的數(shù)據(jù)(2) 在圖7-6中用筆畫線代替細(xì)繩組裝滑輪組圖7-6(3)第1次實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率為_(4)如果將重為3n的鉤碼掛在同一滑輪組下，根據(jù)題中已有的信息可以判斷出這時(shí)滑輪組的機(jī)械效率應(yīng)在_范圍內(nèi) 【分析】由鉤碼上升的高度與彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離的倍數(shù)關(guān)系,可得出滑輪組作用在動(dòng)滑輪上繩子的股數(shù),要計(jì)算機(jī)械效率關(guān)鍵區(qū)別有用功、額外功和總功，并選擇適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行運(yùn)算.用同一滑輪組提升不同重力的物體，其機(jī)械效率是不同的，提升的重物越重，機(jī)械效率越大

11、.【解答】(1)40 (2)圖略 (3)66.7% (4)66.7%72.7%【點(diǎn)評(píng)】要正確的解滑輪組這類問題,必須掌握使用滑輪組過程中各物理量之間的聯(lián)系,同時(shí)提高應(yīng)用數(shù)學(xué)工具的能力. 創(chuàng)新考題【例1】(04上海)某同學(xué)研究定滑輪的使用特點(diǎn)，他每次都勻速提起鉤碼，研究過程如圖7-7所示，請(qǐng)仔細(xì)觀察圖中的操作和測(cè)量結(jié)果，然后歸納得出初步結(jié)論.圖7-7 比較(a)、(b)兩圖可知：_； 比較(b)、(c)、(d)三圖可知：_.【分析】四個(gè)圖中彈簧稱的示數(shù)都相等，而方向都不相同，就將定滑輪的特點(diǎn)顯示出來.【解答】定滑輪不能改變力的大小；使用定滑輪可以改變力的方向.【點(diǎn)評(píng)】通過實(shí)驗(yàn)研究物理規(guī)律是學(xué)習(xí)的

12、重要方法,對(duì)比、歸納都是分析物理現(xiàn)象的重要方法之一.【例2】(04南通)如圖7-8所示，用一根結(jié)實(shí)的繩子在兩根光滑木棒上繞幾圈，一小朋友用力一拉，兩位大力士竟撞在一起了.這幅漫畫說明了圖7-8【分析】由題意可知該機(jī)械是可以省力,答案具有開放性.【解答】使用滑輪組能省力或省力費(fèi)距離機(jī)械 或省力杠桿或動(dòng)滑輪等.【點(diǎn)評(píng)】能聯(lián)系生活和社會(huì)實(shí)際,運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)解決實(shí)際問題是開放探究的最佳結(jié)合點(diǎn).圖7-9【例3】 (05鹽城)根據(jù)圖7-9所示情景，請(qǐng)你提出一個(gè)與物理知識(shí)有關(guān)的問題，并作簡(jiǎn)答.問題： 簡(jiǎn)答： 【分析】由題中圖景可知涉及到的是力學(xué)知識(shí),應(yīng)從物體受力,做功等多角度進(jìn)行分析,結(jié)論是開放的.【解

13、答】問題：運(yùn)動(dòng)員在上舉杠鈴的過程中是否做功.簡(jiǎn)答：運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴施加了向上的力，使杠鈴在力的方向上移動(dòng)了距離，所以說運(yùn)動(dòng)員做了功.其他答案也可.【點(diǎn)評(píng)】觀察現(xiàn)象提出問題的能力是新課程標(biāo)準(zhǔn)中探究性學(xué)習(xí)必須具備的,解決這類問題首先要觀察所給的圖景可能涉及到的物理知識(shí)點(diǎn)有哪些,其次語言的組織要簡(jiǎn)練. 單元達(dá)標(biāo)驗(yàn)收訓(xùn)練一、填空題 圖7-101在圖7-10中，a裝置是_滑輪（選填“定”或“動(dòng)”）。若用30牛的拉力將旗幟勻速提升10米，則拉力所做的功為 焦。2如圖7-11所示，建筑工人用滑輪組提升重為220n的泥桶，動(dòng)滑輪重為20n，不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重. 若工人在5s內(nèi)將繩子勻速向上拉6m，則泥桶

14、上升_m，手拉繩子的力為_n，拉力的功率為_w,滑輪組的機(jī)械效率為_.圖7-113如圖7-12所示，在50n的水平拉力f作用下, 重800的物體沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng), 物體與地面間滑動(dòng)摩擦力為120.則 滑輪組的機(jī)械效率為 ；若物體的速度為0.2m/s,則1min內(nèi)拉力做的功為 _ j圖7-124如圖7-13所示，為某舉重運(yùn)動(dòng)員在0.5s內(nèi)由支撐到起立將杠鈴舉起過程中拍攝的兩張照片，杠鈴的質(zhì)量為100kg，則杠鈴重為 n已知照片中杠鈴的實(shí)際直徑是40cm，根據(jù)照片可算出該運(yùn)動(dòng)員在上述過程中對(duì)杠鈴做功的平均功率約為 w圖7-14圖7-13（g取10n/kg）5如圖7-14所示挖掘機(jī)挖土與人力

15、挖土做功的時(shí)間相同,我們可以用比較做功多少來比較他們做功的快慢不同，為了比較做功的快慢,還可以用另一種判斷方法：做相同的功，比較 .二、選擇題 6如圖7-15所示的工具中，使用時(shí)屬于費(fèi)力杠桿的是( )圖7-15a.道釘撬 b.火鉗 c.鋼絲鉗 d.天平肱二頭肌圖7-16肘關(guān)節(jié) 前臂骨骼7.人體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，但最基本的運(yùn)動(dòng)形式是，骨骼在肌肉提供的動(dòng)力作用下繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng). 如圖7-16所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相當(dāng)于杠桿，肱二頭肌收縮提供動(dòng)力. 由圖可以看出，這是一個(gè)( ) a費(fèi)力、省距離的杠桿 b省力、費(fèi)距離的杠桿 c既費(fèi)力，也費(fèi)距離的杠桿 d既省力，也省距離的杠桿8在2005年中考

16、體能測(cè)試中，某同學(xué)選擇跳繩.他在1min內(nèi)跳了120次，每次跳離地面的高度為5cm.設(shè)他每跳一次所用的時(shí)間相等，則他跳繩時(shí)的功率最接近( )a5w b.50w c.500w d.5000w圖7-179 如圖7-17所示，aob為一杠桿（自重不計(jì)），o為支點(diǎn)（oaob，od=oa）,在a端懸掛一重物g，那么 （ ）a.在b點(diǎn)用力使杠桿在圖示位置平衡，一定是省力的 b.在c點(diǎn)用力不可能使杠桿在圖示位置平衡 c.在b點(diǎn)用力使杠桿在圖示位置平衡，沿豎直方向最省力 d.在d點(diǎn)懸掛一個(gè)與g完全相同的物體能使杠桿在圖示位置平衡圖7-1810如圖7-18所示，直桿oa可繞o點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，直桿下端掛一重物g現(xiàn)用一個(gè)始

17、終跟直桿垂直的力f將直桿由豎直位置緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中這個(gè)直桿（）a始終是省力杠桿b始終是費(fèi)力杠桿c先是省力杠桿，后是費(fèi)力杠桿d.先是費(fèi)力杠桿，后是省力杠桿11.圖7-19中的幾種情景中，人做了功的是( ) 圖7-19a.運(yùn)動(dòng)員踢了足球一下，球在草地上滾動(dòng)的一段距離 b.司機(jī)推汽車，紋絲不動(dòng) c.女孩把一箱報(bào)刊搬起來 d學(xué)生背著書包在水平路面上勻速前進(jìn) 12關(guān)于力、距離、功與功率的關(guān)系，下列說法正確的是( )a.力越大，功率越大 b距離越長(zhǎng)，功率越大c做功越多，功率越大 d做功越快，功率越大f圖7-2013.如圖所示，用水平力f拉著重為100n的物體，在水平地面上向左勻速移動(dòng)了5m

18、，物體所受地面的摩擦力大小為20n，則 ( )a.重力做的功是500j b.拉力大小為100n c.拉力大小為120nd.拉力做的功為100j三、作圖題14圖7-21是一種常見的活塞式抽水機(jī)的示意圖，在圖中畫出手柄所受動(dòng)力f1的力臂和阻力f2.圖7-21四、解答題15在探究“杠桿平衡條件”活動(dòng)中，某同學(xué)記錄了三組數(shù)據(jù)如下表：序號(hào)動(dòng)力f1/n動(dòng)力臂l1/m阻力f2/n阻力臂l2/m11.960.043.920.0220.980.020.490.0132.450.031.470.05（1）這三組數(shù)據(jù)中其中有一組是錯(cuò)誤的，它的序號(hào)是 ， 由正確實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得杠桿的平衡條件是動(dòng)力f1乘以動(dòng)力臂l1等于

19、；圖7-22（2）如圖7-22所示，當(dāng)在a處掛了三個(gè)鉤碼時(shí)，要使杠桿平衡，應(yīng)在c處掛 個(gè)鉤碼（每個(gè)鉤碼的質(zhì)量相等）(3)若某次實(shí)驗(yàn)中用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉杠桿一端的a點(diǎn)，如圖7-22a位置時(shí)所示，杠桿平衡時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 fa；若在a點(diǎn)斜向上拉，如圖7-22b位置時(shí)所示，杠桿要求在水平位置再次平衡時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為fb，則fa fb（選填“大于”、“小于”或 “等于”）16在測(cè)定滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，小剛同學(xué)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表所示：鉤碼 重彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)鉤碼移動(dòng)的距離彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離有用功j總功j機(jī)械效率3 n1.2 n0.1m0.3 m圖7-23（1）在表中空白處分別寫出有用功、總功和機(jī)械效率的