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文檔簡介
③慣性不是力。慣性只有大小,沒有方向,把慣性說成“慣性力”或“受到慣性的作用”都是錯誤的。慣性的應(yīng)用:利用物體的慣性。例如:潑水時,水由于慣性飛出;拍打衣服時,灰塵由于慣性而飛出,從而脫離衣服;運動員跳遠前的助跑;電機固定在沉重的底座上以增加質(zhì)量防止移動等。慣性的危害:慣性帶來的危害。例如:汽車剎車時,由于慣性汽車不能立即停下來,導致交通事故等。交通部門規(guī)定的“嚴禁超載、必須系好安全帶、兒童乘坐兒童安全座椅”等都是為了避免慣性帶來的傷害。二.二力平衡1.概念如果物體只受兩個力的作用,且處于平衡狀態(tài),這種情況叫做二力平衡。特點:作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且在同一條直線上,這兩個力就彼此平衡。簡單的說就是:同體、等大、反向、共線。2.平衡力及平衡狀態(tài)的判定平衡力:物體在受到幾個力的作用時,如果保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),我們就說這幾個力平衡。平衡狀態(tài):靜止和勻速直線運動狀態(tài)叫平衡狀態(tài)。物體如果運動狀態(tài)發(fā)生改變,那么一定受到非平衡力的作用。速度為0的物體不一定處于平衡狀態(tài)。例如:被豎直向上拋向空中的物體達到最高點時,速度為0,但因為它還受到豎直向下的重力作用,受力不平衡,因此它并沒有處于平衡狀態(tài)。3.平衡力和相互作用力的區(qū)分類型平衡力相互作用力相同點①大小相等②方向相反③作用在同一條直線上不同點受力物體同一物體不同物體力的示意圖三.摩擦力1.產(chǎn)生條件①兩物體相互接觸且有彈力;②接觸面粗糙;③兩物體發(fā)生相對運動或相對運動趨勢。2.摩擦力的種類和大?。?)滑動摩擦:相互接觸的兩個物體,當它們之間有相對運動時,產(chǎn)生的摩擦力。①大?。撼踔须A段,通過找勻速直線運動,由二力平衡求出。②影響摩擦力大小的因素:壓力大小和接觸面的粗糙程度;接觸面粗糙程度一定時,壓力越大,滑動摩擦力越大;壓力一定時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。(2)靜摩擦力:相互接觸的兩個物體,當它們有相對運動趨勢,但它們之間處于相對靜止時產(chǎn)生的摩擦力。大小:初中階段,通過找物體靜止狀態(tài),由二力平衡求出,靜摩擦力與壓力大小無關(guān)。(3)滾動摩擦:相互接觸的兩個物體,當一個物體在另一個物體上發(fā)生滾動時,產(chǎn)生的摩擦力。變滾動為滑動是為了增大摩擦力,變滑動為滾動是為了減小摩擦力。3.摩擦力的方向摩擦力的方向與物體間的相對運動或相對運動趨勢方向相反。摩擦力的方向可能與實際運動方向相同,此時摩擦力是動力,如人行走時后腳受到的摩擦力;也可能與實際運動方向相反,此時摩擦力是阻力,如滾動的球受到的摩擦力。4.改變摩擦力的方法增大摩擦①增大接觸面的粗糙程度,如汽車輪胎做上花紋;②增大壓力,如騎自行車捏閘的力越大,摩擦力越大;③變滾動為滑動,如汽車急剎車時車只滑不滾;
④變濕摩擦為干摩擦。減小摩擦①使接觸面變光滑;②減小壓力;③用滾動代替滑動;④使接觸面分離;⑤變干摩擦為濕摩擦。實驗1:探究阻力對物體運動的影響實驗小明利用斜面、木板、棉布、毛巾、小車做“探究阻力對物體運動的影響”實驗考點剖析(1)實驗時要固定斜面,分別將小車從斜面上的同一(選填“同一”或“不同”)位置由靜止釋放,目的是保證小車到達水平面時的初速度相同.(2)實驗中是通過改變水平面的粗糙程度來改變小車所受阻力大小的.(3)阻力對小車運動的影響是通過小車在水平面的運動距離體現(xiàn)的,物理研究方法是轉(zhuǎn)換法。(4)三次實驗小車在水平面上的運動情況如圖所示.分析實驗現(xiàn)象可以得出結(jié)論:水平面越光滑,小車受到的阻力越小(選填“大”或“小”),速度減小得越慢(選填“快”或“慢”).物理研究方法:控制變量法。(5)由實驗現(xiàn)象我們可以推斷,如果水平面絕對光滑,小車受到的阻力為零,它將做勻速直線運動.物理研究方法:科學推理法。在此實驗的基礎(chǔ)上通過推理可知觀點A(選填“A”或“B”)是正確的.A.物體的運動不需要力來維持B.力是維持物體運動的原因(6)小車到達水平面后會繼續(xù)向前運動是因為小車具有慣性.(7)某次實驗時,小車僅在木板上滑行時滑出了木板右端,為得到可靠的實驗結(jié)論,不需要(選填“需要”或“不需要”)重新進行實驗。(8)本實驗中運用了科學推理法,下列運用此方法的實驗是A(填字母).A.探究真空能否傳聲B.探究平面鏡成像規(guī)律C.探究壓力的作用效果與什么因素有關(guān)實驗2:探究二力平衡的條件實驗在“探究二力平衡條件”的實驗中,實驗小組設(shè)計了如圖所示的實驗裝置.考點剖析(1)實驗時給桌面兩側(cè)安裝定滑輪的目的是改變力的方向。(2)實驗中通過調(diào)整托盤中砝碼的質(zhì)量來改變拉力的大小,當小車處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)時,水平方向上小車受到的力相互平衡.(3)實驗小組的同學在圖甲左盤放入2N的砝碼,右盤放入1.5N的砝碼,小車處于靜止狀態(tài),此時小車在水平方向受力平衡(選填“平衡”或“不平衡”),小組同學分析出產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是小車受到摩擦力的作用,為減小該影響,應(yīng)該選擇較為光滑(選填“光滑”或“粗糙”)的桌面進行實驗。通過甲→乙→丙的改進,目的是:為了減少摩擦力對實驗結(jié)果的影響。(4)為減小摩擦力的影響,小組同學又設(shè)計如圖丙所示實驗裝置,向兩端掛上鉤碼,當兩邊鉤碼質(zhì)量相等時,小卡片靜止,這說明相互平衡的兩個力大小相等。圖丙使用小卡片的優(yōu)點:小卡片較輕,重力可以忽略不計。(5)將圖丙小卡片旋轉(zhuǎn)或者扭轉(zhuǎn)(選填“扭轉(zhuǎn)”或“翻轉(zhuǎn)”)一個角度,松手后小卡片不能平衡,觀察到小卡片轉(zhuǎn)動,最后恢復到靜止狀態(tài),說明兩個力必須作用在同一直線上才能平衡.(6)在圖丙小卡片平衡時,用剪刀將小卡片從中間剪開,再松手時,小卡片運動,由此說明兩個力必須作用在同一物體上才能彼此平衡.(7)圖丁可以(選填“可以”或“不可以”)驗證二力平衡的條件。原因是:作用在小卡片上的兩個力滿足大小相等,方向相反,作用在同一直線上和同一物體上,所以也可以探究二力平衡的條件??键c3:探究滑動摩擦力與哪些因素有關(guān)考點剖析(1)實驗時用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊,根據(jù)二力平衡原理,此時拉力的大小等于滑動摩擦力的大小。此操作用到的物理研究方法:轉(zhuǎn)換法。(2)讀數(shù)時:視線應(yīng)與彈簧測力計刻度盤上的刻度線垂直(選填“平行”或“垂直”).(3)比較甲乙得出結(jié)論:接觸面粗糙程度相同時,壓力越大,滑動摩擦力越大;比較乙丙得出結(jié)論:壓力相同時,接觸面粗糙程度越粗糙,滑動摩擦力越大。物理研究方法:控制變量法。(4)比較甲、丁實驗,發(fā)現(xiàn)甲中彈簧測力計的示數(shù)大于丁中彈簧測力計的示數(shù),得出結(jié)論:滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小有關(guān)。結(jié)論是錯誤的,原因是沒有控制壓力大小相等。(5)如果用如圖己所示的方法拉木塊,木塊受到木板的摩擦力相對于使用水平拉力時變小。此過程中彈簧測力計對木塊的拉力和木塊受到的摩擦力不是(選填“是”或“不是”)一對平衡力.(6)按圖戊這樣改進的優(yōu)點是:①無須勻速拉動,操作簡便;②彈簧測力計靜止,讀數(shù)穩(wěn)定且較準確。第九章壓強一.壓強1.壓力定義:垂直作用在物體表面的力叫做壓力。方向:壓力垂直于接觸面,指向被壓物體。作用點:在所壓物體表面上。作用效果:使受壓物體發(fā)生形變。2.壓力與重力的區(qū)別與聯(lián)系壓力重力區(qū)別力的示意圖物塊A對斜面的壓力物塊A受到的重力施力物體物塊A地球受力物體斜面物塊A力的方向垂直于受力面指向受力物體豎直向下力的大小不一定等于物體重力G=mg力的作用點在被壓物體上物塊重心性質(zhì)彈力引力產(chǎn)生原因物體間相互接觸且擠壓地球的吸引聯(lián)系壓力可以由重力產(chǎn)生,也可以由其他力產(chǎn)生。只有當物體放在水平面上時,物體對水平面的壓力在數(shù)值上等于重力,即F壓=G。不能說“壓力就是重力或者壓力就等于重力”。3.壓強及其計算定義:在物理學中,物體所受壓力的大小與受力面積之比叫做壓強;公式:。適用條件適用于所有物體間壓強的計算(無論是氣體、液體,還是固體)公式中的S是受力面積,它是施力物體擠壓受力物體時,兩者相互接觸的面積。單位:壓強p的單位是帕斯卡(簡稱為帕),符號是Pa,單位分別是p—Pa,F(xiàn)—N,S—m2,1Pa=1N/m2。常用單位:千帕(kPa)、兆帕(MPa);1kPa=103Pa,1MPa=106Pa。物理意義:壓強是描述壓力作用效果的物理量。常見數(shù)值:一顆西瓜子平放在桌面上,對桌面的壓強約20Pa;一張報紙平放在桌面上時對桌面的壓強約0.5Pa,成年人站立在地面上時對地面的壓強約為1.5×104Pa。推導式:適用條件在求解密度均勻、形狀規(guī)則的實心柱體垂直作用于水平面上的壓強時,利用公式力非??旖?、準確、方便。密度均勻、形狀規(guī)則且體積可以由V=Sh計算的實心柱體(圓柱體、棱柱體、正方體、長方體等),如圖所示物體被放在水平面上,且受力面積等于物體的底面積水平面受到的壓力是由物體所受的重力產(chǎn)生的(F=G)4.改變壓強的方法及其應(yīng)用減小壓強方法①壓力一定,增大受力面積②受力面積一定,減小壓力③同時減小壓力,增大受力面積應(yīng)用:①載重卡車裝有許多的車輪;②房屋建在較大的地基上;③書包帶做得較寬增大壓強方法壓力一定,減小受力面積受力面積一定,增大壓力同時增大壓力,減小受力面積應(yīng)用:①速滑運動員的冰鞋裝有冰刀;②投向靶盤的飛鏢;③用力剎車二.液體壓強1.液體壓強產(chǎn)生的原因液體受重力作用,對支撐它的容器底有壓強。液體具有流動性,對阻礙它流散開的容器壁也有壓強。液體由于具有流動性而在液體內(nèi)部相互擠壓,因此液體內(nèi)部向各個方向都有壓強。
2.液體壓強的特點:①在液體內(nèi)部的同一深度,液體向各個方向的壓強都相等;②液體密度一定時,深度越深,壓強越大;③在深度相同時,液體的密度越大,壓強越大.3.液體壓強的計算單位:應(yīng)用時,各個物理量的單位都應(yīng)統(tǒng)一取國際單位。其中ρ—kg/m3,g—N/kg,h—m,p—Pa。4.對液體壓強公式的理解①由可知,液體壓強只與液體密度和液體深度有關(guān),與液體質(zhì)量、體積等無關(guān)。②h指的是液體的深度,是被研究的點到自由液面的豎直距離。如下圖所示,A、B、C的深度分別是h1、h2和h3,D、E、F三點的深度相同,都是h。③該公式適用于靜止的液體和密度均勻的氣體,不適用于流動的液體、氣體。5.和的應(yīng)用適用范圍壓強的定義式,適用于所有情況,多用于計算固體壓強液體壓強的計算式,也適用于計算形狀規(guī)則、質(zhì)地均勻的柱形固體對水平面的壓強計算順序固體壓力壓強:①先算壓力②再算壓強液體壓力壓強:①先算壓強②后算壓力6.不規(guī)則容器底壓力壓強的區(qū)別容器容器底受到的壓強p=ρ液gh容器底受到的壓力F=pS=ρ液gh=G柱F>G液F=G液F<G液對支持面的壓力F1=G液+G容對支持面的壓強p1=F1/S總結(jié)當計算液體壓力壓強,先算壓強再算壓力的方法因為變量太多無法計算時,可以通過先觀察杯子的形狀先比較壓力的大小,再比較壓強的大小。7.連通器的原理定義:上端開口,下部相連通的容器。原理:連通器里裝同一種液體且液體不流動時,連通器中各部分的液面高度總是相等。應(yīng)用:茶壺、鍋爐水位計、乳牛自動喂水器、船閘等。三.大氣壓強和流體壓強1.大氣壓強定義:大氣對浸在它里面的物體的壓強叫做大氣壓強,簡稱大氣壓;大氣壓用p0表示。產(chǎn)生原因:因為空氣受重力作用并且具有流動性。大氣壓與高度的關(guān)系:海拔越高,大氣壓越小(選填“大”或“小”)。氣壓與沸點的關(guān)系:水的沸點隨氣壓的增大而升高(選填“升高”或“降低”).氣壓與體積的關(guān)系:一定質(zhì)量的氣體,溫度不變時,氣壓隨體積的減小而增大.物理學史:①最早發(fā)現(xiàn)大氣壓的存在的實驗:馬德堡半球?qū)嶒?。②托里拆利實驗:精確測量出標準氣壓數(shù)值的實驗:托里拆利實驗實驗過程在長約1m,一端封閉的玻璃管里灌滿水銀,將管口堵住,然后倒插在水銀槽中放開堵管口的手指后,管內(nèi)水銀面下降一些就不再下降,這時管內(nèi)外水銀面的高度差約為760mm。結(jié)論大氣壓p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值隨著外界大氣壓的變化而變化)。注意玻璃管中充滿水銀,不能混有氣泡,否則實驗結(jié)果偏小。玻璃管的形狀、粗細及是否傾斜不影響實驗結(jié)果。玻璃管管口在水銀槽內(nèi)的深度不影響實驗結(jié)果,向上提或向下按玻璃管,只改變水銀柱上方真空部分的體積,而水銀柱的高度不變。實驗測得的水銀的高度如果不是760mm,可能是因為實驗環(huán)境的大氣壓不是標準大氣壓。將玻璃管上端開一小口,水銀液面只會下降,因為玻璃管和水銀槽構(gòu)成了一個連通器。托里拆利實驗中選擇的液體是水銀,而不是其他液體,原因是水銀是常溫下密度最大的液體,在同樣的大氣壓下需要的玻璃管最短。如果用其他液體,需要的玻璃管就會很長,操作不方便。如果用水來做托里拆利實驗,則根據(jù)實驗原理可得ρ水銀g?水銀=ρ水g?水,則水柱高度h水2.流體壓強與流速的關(guān)系(1)液體壓強與流速的關(guān)系:在氣體和液體中,流速越大的位置壓強越小。(2)應(yīng)用:火車站臺上的安全線、兩船不能并排高速航行、向兩紙片中間吹氣,兩紙片向中間靠攏等。(3)飛機升力產(chǎn)生的原因:如圖所示,飛機的機翼是上下不對稱的造型,飛行時,機翼上方的空氣流速大于下方的空氣流速,于是機翼上方受到的空氣壓強小于下方受到的空氣壓強,形成了壓強差,因而有壓力差,這就是產(chǎn)生升力的原因.實驗1:探究影響壓力作用效果的因素在“探究影響壓力作用效果的因素”實驗中,小明利用完全相同的小桌、海綿及砝碼進行如圖所示的實驗.考點剖析(1)裝置中砝碼的作用是改變壓力的大小.實驗中通過比較海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果,實驗方法:轉(zhuǎn)換法。實驗中還可以用沙子(選填“硬紙板”或“沙子”)代替海綿來完成實驗.(2)圖甲中乙、丙分別將桌子正立和倒立,目的是控制壓力大小相同,改變受力面積。(3)進行圖乙實驗時,小明將砝碼放在小桌上,發(fā)現(xiàn)左側(cè)桌腿下的海綿比右側(cè)壓下得深,造成這種現(xiàn)象的原因是砝碼放置在桌面中心偏左的位置,接下來應(yīng)將砝碼移到桌面的中心位置,避免影響實驗現(xiàn)象.(4)比較圖甲、乙兩次實驗,可得出結(jié)論:受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯。(5)比較圖乙、丙兩次實驗,可得出結(jié)論:壓力大小相同時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯,實驗方法:控制變量法。請你舉出生活中應(yīng)用該結(jié)論的一個事例:圖釘一端做得很尖(答案合理即可)(6)小明認為比較圖甲、丙的實驗也能探究壓力與受力面積的關(guān)系,老師提醒這是不合理,理由是沒有控制壓力大小相同.若小明仍想通過比較圖甲、丙的實驗驗證兩者關(guān)系,在不的增加器材的情況下,可以采取的調(diào)整措施是取下丙中的砝碼.(7)如圖戊所示,小明將木塊沿豎直方向切成大小不同的兩塊.將左側(cè)部分移開后,發(fā)現(xiàn)剩余部分對海綿的壓力作用效果沒有發(fā)生變化,由此得出結(jié)論:壓力的作用效果與受力面積無關(guān).你認為他在探究過程中存在的問題是沒有控制壓力大小相同.(寫出一種即可)改進方案是將切去的木塊放在剩余木塊正上方。(8)將該小桌和砝碼放在如圖丁所示的木板上,則圖丙中海綿受到的壓強和圖丁中木板受到的壓強的大小相等。得出小桌對海綿壓強更大的錯誤結(jié)論原因是:沒有控制受壓面材料相同。實驗2:探究液體壓強與哪些因素有關(guān)考點剖析(1)壓強計結(jié)構(gòu):U形管一側(cè)與軟管相連接;另一側(cè)不能(選填“能”或“不能”)密封.(2)壓強計的工作原理:當探頭處的橡皮膜受壓強時,U形管左右兩側(cè)液面產(chǎn)生高度差.橡皮膜受到的壓強越大,U形管左右兩側(cè)液面的高度差越大。實驗是根據(jù)U形管中液面的高度差來判斷液體壓強的大小。實驗方法:轉(zhuǎn)換法。(3)檢查氣密性:實驗前,應(yīng)檢查U形管壓強計的氣密性,手按壓金屬盒上的橡皮膜,觀察U形管兩側(cè)液面的高度是否發(fā)生變化,若變化明顯,說明氣密性良好;若不變,說明裝置漏氣。(4)如圖甲所示的U形管壓強計,金屬盒上的橡皮膜應(yīng)該選用較薄(選填“較薄”或“較厚”)的,從結(jié)構(gòu)來看,壓強計不是(選填“是”或“不是”)連通器;為使實驗現(xiàn)象更明顯,U形管中最好裝入有色的酒精(選填“水”或“酒精”,ρ水>ρ酒精).(5)實驗前,要通過調(diào)試使壓強計U形管兩側(cè)的液面相平.同學們在調(diào)試時發(fā)現(xiàn),用手指輕按橡皮膜時,U形管兩側(cè)液面高度變化不明顯,說明該壓強計的氣密性差(選填“好”或“差”),可以采取的調(diào)節(jié)方法是C(填字母).A.從U形管中倒出適量液體B.向U形管中加入適量液體C.取下軟管,重新安裝(6)在同一深度中將探頭往任意方向放置,得出結(jié)論:在同種液體的同一深度處,液體對各個方向的壓強都相等。(7)對比乙、丙得出結(jié)論:同種液體,深度越深,液體壓強越大。(8)對比丙、丁得出結(jié)論:不同液體深度相同時,液體的密度越大,壓強越大。實驗方法:控制變量法。(9)使用圖2測量未知液體(如鹽水)的密度方法:將玻璃管放入燒杯中直至橡皮膜變平,則由,可得未知液體密度表達式,此方法未知液體可以倒入玻璃管中或者燒杯中均可以。(10)如下圖裝置,可以用來探究液體壓強與液體深度和液體密度的關(guān)系,但是無法探究液體內(nèi)部同一深度往任意方向壓強相等。實驗3:大氣壓強的實驗測量方法吸盤拉力法吸盤重力法注射器拉力法實驗器材吸盤、玻璃板、彈簧測力計、刻度尺吸盤、玻璃板、刻度尺、小桶、細沙注射器、彈簧測力計、刻度尺示意圖測量的物理量吸盤剛剛拉脫時彈簧測力計示數(shù)F、吸盤直徑D吸盤剛剛拉脫時小桶和細沙的總重力G、吸盤直徑D活塞剛剛被拉動時彈簧測力計的示數(shù)F、注射器的全部刻度長度L操作步驟將吸盤吸在玻璃板上,用彈簧測力計拉吸盤,吸盤剛剛拉脫時彈簧測力計的示數(shù)F就等于吸盤受到的大氣壓力,測出吸盤的直徑D即可得到吸盤的面積S,再利用壓強公式p=F/S專即可算出大氣壓的值與吸盤拉力法原理一樣,只是將彈簧測力計換成小桶,慢慢往小桶內(nèi)加入細沙,直至將吸盤剛剛拉脫將注射器活塞推至針筒底端,然后用一個橡皮帽堵住注射器針筒。用彈簧測力計拉注射器活塞頸部,活塞剛剛被拉動時的示數(shù)F就等于活塞受到的大氣壓力。從注射器筒上找到標明的容積V,并用刻度尺量出注射器筒全部刻度的長度L,則活塞面積S=V/L,最后利用壓強公式p=F/S即可算出大氣壓的值大氣壓表達式誤差分析吸盤內(nèi)空氣不能完全排出,導致測出的F或G值偏小,大氣壓值偏小注射器內(nèi)空氣不能完全排出、注射器漏氣、活塞與筒壁摩擦較大等導致誤差較大第十章浮力一.浮力1.定義浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體對它豎直向上的力叫做浮力,施力物體是液(氣)體。2.方向豎直向上。3.浮力的產(chǎn)生原因浸沒在液體(氣體)中的物體,其上、下表面受到液體(氣體)對它的壓力不同,如圖甲所示,即F浮=F向上-F向下。物體漂浮時的浮力(圖乙):物體漂浮時,上表面不受液體壓力,因此F浮=F向上。不受浮力的情況(圖丙):浸在液體中的物體不一定都受到浮力的作用,當物體的下表面與容器底部(或河床等)緊密接觸時,液體對它沒有向上的壓力,即F向上=0N,這時物體不受浮力的作用,如插入河床中的木樁、橋墩等。二.阿基米德原理1.內(nèi)容浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體所受的重力.2.公式F浮=G排=m排g=ρ液gV排。由F浮=G排=m排g=ρ液gV排可以看出,浮力的大小只和液體密度、排開液體的體積有關(guān),與物體的形狀、密度、浸沒在液體中的深度及物體在液體中是否運動等因素無關(guān)。3.適用條件液體(或氣體)。4.對阿基米德原理的理解示意圖浸在的意思全部浸入(即浸沒)部分浸入V排圖浮力F浮=G排=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸<ρ液gV物注意不論物體是浸沒還是部分浸入在液體里都受到浮力。5.船體的排水量排水量是指船舶按設(shè)計要求裝滿貨物(滿載)時排開水的質(zhì)量。單位為t。已知船舶的排水量,則可以利用阿基米德原理計算船舶滿載時所受到的浮力:F浮=G排=m排g。6.浮力的四種計算方法方法圖示及公式適用范圍及注意事項壓力差法已知形狀規(guī)則的物體:①上、下表面的壓強及上、下表面積;②上、下表面所受的壓力注:以上兩個條件只需滿足其中任一條即可稱重法適用于在液體中下沉的物體,已知物體的重力及在液體中物體受到向上的拉力阿基米德原理法普遍適用的浮力計算法:在已知物體排開液體的體積和液體的密度時注:懸浮、沉底時V排=V物;漂浮時V排<V物平衡法適用于漂浮或懸浮的物體,已知物體的重力7.浮力的圖像分析8.臺秤測浮力模型三.物體的浮沉條件及應(yīng)用1.\o"物體的浮沉條件及其應(yīng)用"物體的浮沉條件及判斷狀態(tài)浮沉條件特點浮力和物體重力比較物體密度和液體密度比較上浮F?。綠ρ液>ρ物處于動態(tài)(運動狀態(tài)不斷改變),受非平衡力作用下沉F?。糋ρ液<ρ物懸浮F浮=Gρ液=ρ物可以停留在液體的任何深度處(V物=V排)處于靜態(tài),受平衡力作用漂浮F浮=Gρ液>ρ物是“上浮”過程的最終狀態(tài)(V物>V排)沉底F浮<G(F浮+F支=G)ρ液<ρ物是“下沉”過程的最終狀態(tài)(V物=V排)2.漂浮問題的幾個規(guī)律①同一物體在不同液體里漂浮,所受浮力相同;②同一物體在不同液體里漂浮,在密度大的液體里浸入的體積小;③漂浮物體浸入液體的體積與它總體積的比值等于物體密度與液體密度的比值,即V3.漂浮的計算4.浮力常見模型分析①如圖所示,放在水平桌面上的三個完全相同的容器內(nèi)裝有適量的水,將A、B、C三個體積相同的正方體分別放入容器內(nèi),待它們靜止后,三個容器內(nèi)的水面高度相同。三個物體的密度ρA、ρB、ρC的大小關(guān)系ρA<ρB<ρC物塊排開水的體積VA排,VB排,VC排的大小關(guān)系VA排<VB排=VC排物塊所受的浮力FA、FB、FC的大小關(guān)系FA<FB=FC液體對容器底部的壓強p甲、p乙、p丙的大小關(guān)系p甲=p乙=p丙液體對容器底部的壓力F甲、F乙、F丙的大小關(guān)系F甲=F乙=F丙容器對桌面的壓力F甲,、F乙F甲,=F容器對桌面的壓強p甲,、p乙p甲,=p②將A、B、C三個完全相同的物塊分別放入裝有甲、乙、丙三種液體的相同容器中,所處狀態(tài)如圖所示,此時液面相平。三容器中液體密度ρ甲、ρ乙、ρ丙的大小關(guān)系ρ甲>ρ乙>ρ丙物塊排開水的體積VA排,VB排,VC排的大小關(guān)系VA排<VB排=VC排物塊所受的浮力FA、FB、FC的大小關(guān)系FA=FB>FC液體對容器底部的壓強p甲、p乙、p丙的大小關(guān)系p甲>p乙>p丙液體對容器底部的壓力F甲、F乙、F丙的大小關(guān)系F甲>F乙>F丙容器對桌面的壓力F甲,、F乙F甲,>F容器對桌面的壓強p甲,、p乙p甲,>p③相同的容器裝入相同質(zhì)量的水,將A、B物塊按以下三種方式放入物塊排開水的體積V排甲,V排乙,V排丙的大小關(guān)系V排甲=V排乙>V排丙三個容器的液體深度h甲、h乙、h丙的大小關(guān)系h甲=h乙>h丙物塊所受的浮力F甲、F乙、F丙的大小關(guān)系F甲=F乙>F丙液體對容器底部的壓強p甲、p乙、p丙的大小關(guān)系p甲=p乙>p丙液體對容器底部的壓力F甲、F乙、F丙的大小關(guān)系F甲=F乙>F丙容器對桌面的壓力F甲,、F乙F甲,=F容器對桌面的壓強p甲,、p乙p甲,=p④把一塊橡皮泥捏成實心球狀,輕輕放到燒杯內(nèi)的水面上,靜止之后,實心球橡皮泥沉到容器底部,再把它捏成碗狀,輕輕放到該燒杯內(nèi)的水面上,橡皮泥漂浮在水面上,如圖所示橡皮泥所受重力G甲、GG橡皮泥排開水的體積V甲排、VV液面上升的深度??甲、?橡皮泥所受的浮力F甲浮、FF液體對容器底部的壓強p甲、p乙的大小關(guān)系p甲<p乙液體對容器底部的壓力F甲、F乙的大小關(guān)系F甲<F乙容器對桌面的壓力F甲,、F甲,容器對桌面的壓強p甲,、p甲,5.浮力的應(yīng)用輪船:采用“空心”增大體積,從而增大浮力,如輪船采用了把它做成空心的辦法,使它能夠排開更多的水,增大浮力,使輪船能漂浮在水面上,同一條輪船在不同密度的水中(如江水、海水)所受的浮力不變。潛水艇:潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身的重力來實現(xiàn)的。氣球和氣艇:氣球和飛艇,體內(nèi)充有密度小于空氣的氣體(氫氣、氦氣、熱空氣),通過改變排開空氣的體積(也是自身的體積)即可實現(xiàn)升降。密度計:是利用物體漂浮時浮力等于重力的原理制成的(F浮=G),在被測液體中處于漂浮狀態(tài),浸入液體的體積越大,液體密度越小。實驗1:探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)考點剖析(1)本實驗測量浮力大小的原理是F浮=G-F拉;實驗前要對彈簧測力計在豎直(選填“豎直”或“水平”)方向調(diào)零。實驗時若先將物體放入水中測拉力,再測量物體的重力,則會使浮力測量偏大。(2)實驗時,燒杯中的水要“適量”,水“適量”的標準是C。A.水的體積至少和物體的體積一樣B.物體一半的體積能浸在水中即可C.能浸沒物體,且物體沒有接觸到燒杯的底部(3)根據(jù)圖甲、丙可知,物塊完全浸沒在水中時受到的浮力為2N,方向為豎直向上。(4)比較圖中丙和丁,說明浮力的大小與物體浸沒的深度無關(guān)。(5)比較圖中甲、丁、戊,說明浮力的大小與液體密度有關(guān),可以得出結(jié)論:物體排開液體的體積一定時,液體密度越大,物體所受的浮力越大。比較圖中的甲、乙、丙,說明浮力的大小與物體浸在液體中的體積有關(guān)。得出結(jié)論:同一種液體中,物體排開液體的體積越大,物體所受的浮力就越大。實驗方法:控制變量法。(7)在探究過程中,要沿豎直方向拉彈簧測力計,并且物體不能與容器的底部和側(cè)壁接觸。(8)下列能正確反映物塊下表面剛好接觸水面到圖D位置時,彈簧測力計的示數(shù)F與物塊下表面到水面距離h關(guān)系的圖象是B,物塊所受浮力大小與其下表面到水面距離h關(guān)系的圖象是D。(均選填字母)(9)通過圖中提供的數(shù)據(jù),可求出物塊浸沒在鹽水中所受浮力為2.2N,銅塊的密度為1.5×103kg/m3,鹽水的密度為1.1×103kg/m3.(p水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)搶分秘籍①物體的密度快速計算:由,可得。②鹽水的密度快速計算:由,可得。實驗2:實驗驗證阿基米德原理考點剖析(1)倒入溢水杯中的水,水面必須與溢水口恰好相平,若溢水杯中水未裝滿,會導致測出的小石塊排開的水的重力偏小,即F?。?選填“>”“<”或“=”)G排。(2)為減小實驗誤差,最合理的實驗順序是BACD。本實驗為避免因沾水而使測得的小石塊重、空桶重偏大,并且避免重復更換物體,應(yīng)先測空桶重,再測小石塊重,測量順序不能顛倒。(3)物體受到的浮力F浮=F1-F3=1.1N,物體排開水的重力G排=F4-F2=1.0N,出現(xiàn)此誤差的原因可能為溢水杯未裝滿水(或在步驟C中物體下放過程中觸底)。為尋求普遍規(guī)律,本實驗應(yīng)換用不同的小石塊或液體多次進行實驗,當滿足F1-F3=F4-F2時,則可以驗證阿基米德原理。(4)石塊未完全浸沒對實驗結(jié)果沒有影響,溢水杯如果未裝滿對實驗結(jié)果有影響。(5)實驗改進:如圖乙所示,將裝滿水的溢水杯放在升降臺上,用升降臺來調(diào)節(jié)溢水杯的高度,當逐漸調(diào)高升降臺時,隨著重物浸入水中的體積變大,比較彈簧測力計A的示數(shù)變化量ΔFA和彈簧測力計B的示數(shù)變化量ΔFB,它們的大小關(guān)系是ΔFB=ΔFA,從而證明了F?。紾排。(6)得出結(jié)論:小石塊受到的浮力等于它排開水的重力。實驗3:浮力法測密度類型①利用彈簧測力計測量密度例1:小明用彈簧測力計測固體和液體密度的示意圖如圖所示.實驗步驟(1)用細線系住物塊,用調(diào)整好的彈簧測力計測得物塊的重力為G,如圖甲。(2)用彈簧測力計懸掛著物塊,將其浸沒在水中,此時彈簧測力計的示數(shù)為F1,如圖乙。(3)擦干物體,用彈簧測力計懸掛著物體,將其浸沒在待測液體中且不觸碰燒杯,此時彈簧測力計的示數(shù)為F2,如圖丙。實驗結(jié)論(4)物塊的密度ρ物=GG?F1ρ水,待測液體的密度ρ液=G?類型②利用電子秤(或天平)測量密度例2:學校創(chuàng)新實驗小組欲測量某礦石的密度,而該礦石形狀不規(guī)則,無法放入量筒,故選用水、燒杯、天平(帶砝碼和鑷子)、細線、鐵架臺等器材進行實驗,主要過程如下:實驗過程(1)將天平放置在水平桌面上,把游碼撥至標尺的零刻度線處,并調(diào)節(jié)平衡螺母,使天平平衡。(2)將裝有適量水的燒杯放入天平的左盤,先估計燒杯和水的質(zhì)量,然后用鑷子往天平的右盤從大到小(選填“從小到大”或“從大到小”)試加砝碼,并移動游碼,直至天平平衡,這時右盤中的砝碼和游碼所在的位置如圖甲所示,則燒杯和水的總質(zhì)量為124g.(3)如圖乙所示,用細線系住礦石,懸掛在鐵架臺上,讓礦石浸沒在水中,細線和礦石都沒有與燒杯接觸,天平重新平衡時,右盤中砝碼的總質(zhì)量及游碼指示的質(zhì)量值總和為144g,則礦石的體積為2×10-5m3.(ρ水=1.0×103kg/m3)(4)如圖丙所示,礦石下沉到燒杯底部,天平再次平衡時,右盤中砝碼的總質(zhì)量及游碼指示的質(zhì)量值總和為174g,則礦石的密度為2.5×103kg/m3。例3:小明利用金屬塊、電子秤、燒杯各一個,進行實驗探究,實驗過程如圖所示.實驗過程(1)該電子秤是測量質(zhì)量的工具.(2)圖乙水對容器底的壓強比圖甲的大(選填“大”或“小”).(3)金屬塊的質(zhì)量為54g,金屬塊浸沒在冷水中時受到的浮力為0.2N,金屬塊的密度為2.7×103kg/m3。(4)圖丁比圖丙電子秤示數(shù)小的原因是C(選填字母).A.金屬塊浸入熱水中的深度小B.金屬塊在熱水中體積變大C.熱水的密度比冷水的密度小類型③利用量筒測量密度例4:受“曹沖稱象”的啟發(fā),小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水(密度為ρ水)、油性筆等,測量小玻璃珠的密度,如圖所示.實驗步驟如下(請將步驟④補充完整):實驗操作①如圖甲,取一定數(shù)量的小玻璃珠放入空碗中,再把碗放入盛有水的水盆中,用油性筆在碗外壁上標記水面的位置;②如圖乙,往量筒內(nèi)倒入適量的水,記下量筒中水的體積V1;③如圖丙,取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中,記下小玻璃珠和水的總體積V2;④如圖丁,將量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗內(nèi),直到標記處與碗外水面相平,記下量筒中小玻璃珠和剩余水的總體積V3.實驗結(jié)論完成下列填空(選用V1、V2、V3和ρ水表示以下物理量):(1)小玻璃珠的總體積為V=V2-V1。(2)小玻璃珠的總質(zhì)量為m=ρ水(V2-V3).(3)小玻璃珠密度的表達式為ρ=ρ水(4)在不改變實驗方法的前提下,請?zhí)岢鲆粭l提高測量精度的措施:取出碗中所有的小玻璃珠,慢慢放入量筒中時,注意不要濺出水(或量筒讀數(shù)時,視線要以凹液面為準)(示例:在同等容積的情況下?lián)Q用碗口面積較小的碗).類型④利用刻度尺測量密度例5:小明利用如圖所示器材測量液體的密度,實驗步驟如下:(已知水的密度為ρ水)(1)取粗細均勻的木棒,用刻度尺測量其長度h,底部纏上足夠的金屬絲。(2)燒杯中裝入足夠多的水,將木棒放入燒杯內(nèi)豎直漂浮,用刻度尺測量露出水面的高度Δh1(如圖甲).(3)倒掉燒杯中的水,裝人足夠多的待測液體,將木棒放入燒杯內(nèi),使其豎直漂浮,用刻度尺測量露出液面的高度Δh2(如圖乙);液體密度的表達式:ρ=h??h第十一章功和機械能一.功1.定義一個力作用在物體上,使物體在力的方向上移動了一段距離,這個力就對物體做了功;單位:國際單位制中,功的單位是:焦耳,符號是J,1J=1N·m;做功兩個必要因素:一是力作用在物體上;二是物體在力的方向上通過的距離。
2.三種不做功的情況示意圖特點物體在某個方向不受力,因慣性在這個方向移動了距離物體受力,但靜止有力有距離,力的方向與運動的方向垂直舉例踢出去的足球推而未動,搬而未起人提水桶水平前進3.功的計算力學中,功等于力與物體在力的方向上移動的距離的乘積.公式:W=Fs(或W=Pt),其中各量單位功W:J(焦耳);力F:N(牛頓);移動距離s:m(米)。做功的多少只由F和s決定,與物體的質(zhì)量大小、速度大小、運動的方向、物體是否做勻速運動、是否受摩擦力等均無關(guān)。二.功率1.定義定義:功與做功所用的時間之比叫做功率,在物理學中用字母P表示。物理意義:物理學中,功率表示物體做功的快慢。2.公式。功率單位:瓦特。符號:W,1W=1J/s。常用單位:千瓦(kW),1kW=103W。推導式:當物體在力F的作用下,以速度v做勻速直線運動時,(速度的單位必須為m/s)。汽車爬坡用低速擋的原因:由P=Fv可知在功率一定時,速度越小,汽車獲得的牽引力越大,爬坡越容易,因此汽車爬坡時要用低速擋。3.對功率的理解對功率的描述正誤分析物體做功越快,功率越大√物體做功越多,功率越大×單位時間內(nèi)物體做功越多,功率越大√物體做功時間越短,功率越大×做一樣的功,所用時間越短,功率越大√物體功率越大,效率越大×三.動能和勢能1.能量物體能夠?qū)ν庾龉?,我們就說這個物體具有能量,簡稱能。功是能量轉(zhuǎn)化的量度,功是一個過程量,而能量是物體本身具有的,是一個狀態(tài)量。做功的過程,一定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化,物體做功越多,說明某種形式的能轉(zhuǎn)化為其他形式的能就越多。一個正在做功的物體一定具有能量,一個具有能量的物體不一定正在做功?!澳軌?qū)ν庾龉Α笔侵高@個物體具有做功的本領(lǐng),但它不一定做了功或者正在做功。2.動能定義:物體由于運動而具有的能,叫做動能。一切運動的物體都具有動能。影響因素:物體的質(zhì)量和速度。質(zhì)量相同的物體,速度越大,它的動能越大;運動速度相同的物體,質(zhì)量越大,它的動能也越大.單位:焦耳(符號:J)。動能是物體“由于運動具有的能量”,不能理解為“運動的物體具有的能量”。因為運動的物體不只具有動能,它還可能具有其他形式的能量,如重力勢能、彈性勢能、內(nèi)能等。
3.勢能彈性勢能和重力勢能統(tǒng)稱為勢能。
(1)重力勢能
①定義:物體由于受到重力并處在一定高度時所具有的能量。②影響因素:物體的質(zhì)量越大,高度越高,它具有的重力勢能就大。一般而言,規(guī)定物體在“水平地面”上的重力勢能為零。
③單位:焦耳(符號:J)。
(2)彈性勢能
①定義:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能,叫做彈性勢能。②影響因素:在彈性限度內(nèi),物體的彈性形變越大,彈性勢能就越大。③單位:焦耳(符號:J)。四.\o"11.4機械能及其轉(zhuǎn)化"機械能及其轉(zhuǎn)化1.定義動能和勢能之和稱為機械能。動能是物體運動時具有的能量,勢能包含重力勢能和彈性勢能。2.機械能守恒大量研究結(jié)果表明,如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化,盡管動能、勢能的大小會變化,但機械能的總和不變,或者說,機械能是守恒的。機械能守恒的條件:只有重力和內(nèi)彈力做功時,機械能守恒。機械能不守恒的情況:一般情況下,受到阻力作用的物體機械能不守恒,阻力包含摩擦阻力和空氣阻力等。如果運動的物體受到摩擦或空氣阻力,機械能就會轉(zhuǎn)化為其他形式的能,從而使機械能逐漸減小,不再守恒,如落地的籃球越跳越低,最終靜止在地面上,機械能逐漸減小。實驗1:比較做功快慢的實驗人上樓時克服自身重力做功,因此公式中的F=G=mg,故應(yīng)先測出人的質(zhì)量m;公式中的s指的是在重力方向上通過的距離,而非傾斜樓梯的總長度,可先測量一級臺階的高度h,再數(shù)出上樓時的總臺階數(shù)n,則通過的距離s=nh。實驗步驟(1)測量人的質(zhì)量m;(2)測量一級臺階的高度h,數(shù)出所有臺階的級數(shù)n;(3)測量人爬完所有臺階所用的時間t,并將數(shù)據(jù)填入表格;(4)根據(jù)公式算出人爬樓時的功率,并將計算結(jié)果填入表格。模型拓展爬樓梯的功率測量方法可以應(yīng)用到跳繩、引體向上、俯臥撐等過程的功率測量。爬樓梯的功率測量屬于小范圍重復運動功率測量的一個模型,其表達式,對于跳繩、引體向上.和俯臥撐來說,應(yīng)該為,這里的就是通過n次跳繩、引體向上或俯臥撐的總時間計算出運動一次的時間。實驗2:探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)考點剖析(1)本實驗探究的是鋼球的碰撞前的動能與其質(zhì)量和速度的關(guān)系。實驗中通過觀察木塊被推動的距離來判斷物體動能的大小,這種物理方法是轉(zhuǎn)換法。(2)探究動能與質(zhì)量的關(guān)系時,讓質(zhì)量不同的兩個鋼球從斜面上的相同高度由靜止?jié)L下,目的是使鋼球撞擊木塊時的速度相同。(3)通過比較乙、丙兩次實驗可得出結(jié)論:在速度相同時,物體的質(zhì)量越大,動能越大。(4)探究動能與速度的關(guān)系時,讓質(zhì)量相同的兩個鋼球從斜面上的不同高度由靜止?jié)L下,由甲、乙兩次實驗可得出結(jié)論:在質(zhì)量相同時,物體的速度越大,動能越大。這種物理方法是控制變量法。(5)如果水平面絕對光滑,則不能得出結(jié)論,原因:如果水平面絕對光滑,根據(jù)牛頓第一定律,物體碰撞后將做勻速直線運動,無法通過木塊被推動的距離比較小球的動能。(6)做此實驗時,木塊經(jīng)常被推出桌面,改進方法:降低小球的釋放高度。(7)此實驗裝置適用(選填“適用”或“不適用”)于探究重力勢能與哪些因素有關(guān)。(8)在探究動能與速度的關(guān)系時,小球推動木塊移動的距離差異較小,為確保實驗有較明顯的現(xiàn)象,可行的一種方案是:增大小球下滑的高度.(9)實驗時,小組同學發(fā)現(xiàn)將小球在斜面釋放后,有時會偏離預想的軌跡滾到斜面的側(cè)邊,不會推動木塊或推動效果不理想.為使實驗順利進行,下列改進措施有效的是D(選填字母).A.增大小球質(zhì)量B.減小木塊質(zhì)量C.增大小球釋放高度D.在斜面、水平面上固定凹形滑槽(10)圖乙、丙中木塊在水平面上移動時受到的滑動摩擦力f乙=f丙,克服摩擦力做的功W乙<W丙.(均選填“>""<"或“=”)實驗3:探究物體的重力勢能跟哪些因素有關(guān)考點剖析(1)本實驗中,鉛球的重力勢能大小是通過小球陷入沙子的深度來反映的。這種物理方法是轉(zhuǎn)換法。(2)比較A、B兩球,可得出結(jié)論:當下落高度相同時,物體質(zhì)量越大,物體的重力勢能越大。(3)比較A、C兩球,可得出結(jié)論:當物體質(zhì)量相同時,物體下落的高度越大,物體的重力勢能越大。這種物理方法是控制變量法。(4)比較C、D兩球,發(fā)現(xiàn)兩球運動路徑不同,但陷入沙深度相同,由此可得出結(jié)論:物體的重力勢能與物體運動的路徑無關(guān)。第十二章簡單機械一.杠桿1.定義如圖所示,一根硬棒,在力的作用下能繞固定點轉(zhuǎn)動,這根硬棒就叫杠桿。
杠桿的形狀多樣,可以是直的(比如開瓶扳手等),也可以是彎的(比如壓水井把手等);杠桿可以是單一的,也可以是幾個杠桿組合起來的(比如筷子、剪刀等是雙杠桿的組合)。2.五要素:桿杠的五要素①支點:杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點,用字母O表示。②動力:使杠桿轉(zhuǎn)動的力,用字母F1表示。③阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力,用字母F2表示。④動力臂:從支點到動力作用線的距離.用字母l1表示。⑤阻力臂:從支點到阻力作用線的距離.用字母l2表示。注意事項①杠桿的支點一定在杠桿上,可以在杠桿上的任意位置。②動力和阻力使杠桿轉(zhuǎn)動的方向相反,但動力和阻力的方向不一定相反。當動力和阻力在支點兩邊時,二者方向大致相同;當動力和阻力在支點的一邊時,二者方向大致相反。③動力和阻力都是杠桿受到的力,它們的作用點都在杠桿上。④力臂是支點到力的作用線的距離,不是支點到力的作用點的距離,也不是支點到表示力的箭頭的距離。⑤力臂不一定在杠桿上。力的作用線恰好通過支點時力臂為零,此時這個力不能使杠桿轉(zhuǎn)動。3.杠桿的平衡條件杠桿平衡:杠桿靜止不動或勻速轉(zhuǎn)動都叫做杠桿平衡。在許多情況下,杠桿是傾斜靜止,這是因為杠桿受到平衡力作用。所以說杠桿不論處于怎樣的靜止,都可以理解成平衡狀態(tài)。杠桿的平衡條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂。公式的表達式為:F1l1=F2l2。4.杠桿的分類及應(yīng)用:種類省力杠桿費力杠桿等臂杠桿示意圖力臂的關(guān)系l1>l2l1<l2l1=l2力的關(guān)系F1<F2F1>F2F1=F2特點省力費距離費力省距離既不省力也不費距離應(yīng)用撬棒、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、園藝剪刀等起重臂、船獎、釣魚竿等天平、蹺蹺板、定滑輪等注意①既省力又省距離的杠桿是不存在(選填“存在”“不存在”)的。二.滑輪1.分類及特點圖示特點拉力F與物重G的關(guān)系(忽略繩重及摩擦)拉力F移動距離s與物體上升高度h的關(guān)系定滑輪可以改變力的方向,不能省力和省距離,施力方向不影響力的大小F=Gs=h動滑輪可以省力,但不能改變力的方向,而且費距離,施力方向影響拉力的大小F=Gs=2h滑輪組可以省力(力的方向是否改變與繞繩方式有關(guān))F=G總n=G動s=nh三.機械效率1.有用功和額外功有用功:利用機械做功的時候,對人們有用的功就叫做有用功。額外功:并非我們需要但又不得不做的功叫做額外功??偣Γ河杏霉εc額外功的和叫總功。2.機械效率的定義定義:有用功跟總功的比值叫做機械效率,通常用百分數(shù)表示。由于額外功不可避免,有用功只是總功的一部分,因而機械效率總小于1。計算公式:用W總表示總功,用W有用表示有用功,用η表示機械效率,則:。3.提高機械效率的主要辦法①在有用功一定時,盡量減少額外功,采用減輕機械自身的重力和加潤滑油來減少摩擦的措施;②在額外功一定時,增大有用功,在機械能夠承受的范圍內(nèi)盡可能增加每次提起重物的重力,充分發(fā)揮機械的作用。四.簡單機械1.豎直滑輪組和水平滑輪組物理量豎直方向滑輪組水平方向滑輪組圖形繩子拉力F/NF=n(G物+G動)(不計f繩)nF=FA=f地(不計f繩,此時η=100%)nF>FA=f地(計f繩,此時η<100%)繩子自由端的距離s/ms繩=nhs繩=ns地繩子自由端的速度v繩v繩=nv物v繩=nv物有用功W有W有=G物hW有=FAs地=f地s地額外功W額W額=G動h(不計f繩)W額=W總-W有=Fs繩-G物h(通用)W額=W總-W有=Fs繩-FAs地=Fs繩-f地s地總功W總W總=G物h+G動h(不計f繩)W總=Fs繩(通用)W總=Fs繩機械效率ηη=W有Wη=ηη注析n-動滑輪上繩子的根數(shù)h-物體上升的高度s繩-繩子自由端移動的距離f繩—繩子與滑輪間的摩擦力n-動滑輪上繩子的根數(shù)s地-物體相對地面運動的距離s繩-繩子自由端移動的距離f繩-繩子與滑輪間的摩擦力f地FA-拉物體的繩子上的拉力2.輪軸:圖定義輪軸由有共同轉(zhuǎn)動軸的大輪和小輪組成。通常把大輪叫輪,小輪叫軸,例如汽車方向盤、門把手、轆鏟等。實質(zhì)輪軸相當于一個杠桿,輪和軸的中心O是支點,作用在輪上的力是動力F1,作用在軸上的力是阻力F2,輪半徑OA就是杠桿的動力臂l1,軸半徑OB就是杠桿的阻力臂l2。特點因為輪半徑大于軸半徑,即杠桿的動力臂大于阻力
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