第十章机械与人章末复习课 教学课件 --沪科版初中物理八年级下

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章 末 复 习 课
第十章 机械与人
要 点 回 顾
一、科学探究：杠杆的平衡条件
1.在________下能绕着________转动的硬棒叫做杠杆。
2.如图所示杠杆的五要素包括：
（1）支点：杠杆绕着转动的点，如图中的________点。
（2）动力：使杠杆转动的力，如图中的________。
（3）阻力：________杠杆转动的力，如图中的________。
（4）动力臂：________________的距离，如图中的l1。
（5）阻力臂：________________的距离，如图中的l2。
杠杆的平衡条件是_______________________，或写为______________。
力的作用
O
F1
动力×动力臂=阻力×阻力臂
支点到动力作用线
支点到阻力作用线
阻碍
固定点
F2
3.省力杠杆是动力臂________阻力臂的杠杆，省力但________，例如________等。费力杠杆是动力臂________阻力臂的杠杆，________但省距离，例如________等。等臂杠杆是动力臂________阻力臂的杠杆，既不省力也不省距离，例如________等。
撬棒
大于
费距离
小于
费力
船桨
等于
天平
二、滑轮及其应用
1.工作时，轴________的滑轮叫做定滑轮；工作时，轴________________的滑轮叫做动滑轮；把________和________组合在一起的装置叫做滑轮组。
2.定滑轮工作时不________，但可以_______________。绳子自由端移动的距离s和物体升高的距离h的关系为________。
3.动滑轮工作时省力，但不能_______________且多移动________，绳子自由端移动距离s和物体升高距离h的关系为________。
4.滑轮组既可以________，又可以_______________。在不计摩擦、绳子重力的条件下，用滑轮组提起重物，动滑轮上有几段绳子承担物重，提起物体的力就是总重的________，公式为________。
动滑轮
定滑轮
省力
改变用力的方向
固定不动
随物体一起运动
改变用力的方向
距离
省力
几分之一
三、做功了吗
1.如果一个力作用在物体上，物体在______________移动了一段________，就说这个力对物体做了功。
2.做功的两个必要因素：
（1）作用在物体上的________。
（2）物体在_______________移动了距离。
3.功等于________与___________________________的乘积。
4.功的计算公式为________。其中的单位为________，简称________，符号是________；的单位为________；的单位为_______。1 J=_______N m，其物理含义是_____________________________________________________________________。
这个力的方向上
距离
力
这个力的方向上
力
物体在力的方向上移动的距离
焦耳
焦
J
N
m
1
物体在1 N的力的作用下，沿力的方向移动1 m，则该力对物体做的功是1 J
四、做功的快慢
1.比较做功快慢的两种方法：
（1）做相同的功，比较所用时间，所用时间__________，做功越快。
（2）在相同时间内，比较做功的多少，做功_________，做功越快。
2.功率是表示_________的物理量。_________与_______________之比叫做功率。
3.功率的计算公式为_______，在国际单位制中，功率的单位是______，简称_______，符号是_______；功率的常用单位是______。换算关系：1 kW=_________W。
越少
越多
做功快慢
功
做功所用时间
瓦特
瓦
W
kW
1000
五、机械效率
1.有用功是指为了达到目的_________的功，用W有用表示。
2.为了达到目的并非需要而又不得不做的功称为_________，用W额表示。
3. _________与_________之和是总共做的功，叫做总功，用W总表示。
4. _________跟_________的比值叫做机械效率，用______表示。计算公式为_________。
5.使用任何机械都不可避免地产生额外功，故机械效率总是_________1。
6.影响滑轮组机械效率的因素有_________、______________、绳重及摩擦。同一滑轮组，物重越_____，机械效率越高；提升相同的物体，动滑轮重力越_______，机械效率越高。
必须要做
额外功
有用功
额外功
有用功
总功
小于
物体的重力
动滑轮的重力
大
小
六、合理利用机械能
1.物体能够_________，表示这个物体具有能量，简称_________。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量_________。
2.能量的单位是_________，简称_________，符号是_________。
3.物体由于_________具有的能叫做动能。影响动能大小的因素包括______和_________。在质量相同时，运动的速度越大，它的动能就_________；在运动速度相同时，质量越大，它的动能就_________。
4.势能包括_________和_________。物体由于_________所具有的能叫做重力势能，其影响因素包括物体所处的_________和物体的_________。物体质量相同时，位置越高，重力势能_________；高度相同时，质量越大，重力势能_________。
对外做功
能
越大
焦耳
焦
J
运动
质量
速度
越大
越大
重力势能
弹性势能
高度位置
高度
质量
越大
越大
5.物体因_________而具有的能叫做弹性势能。物体的弹性形变越大，弹性势能_________；反之，弹性势能_________。
6. _________和_________统称为机械能。
7.机械能的转化与守恒
（1）_________和_________可以相互转化。
（2）如果只有动能和势能相互转化，则机械能的总和_________，称为机械能守恒。
弹性形变
越大
越小
动能
势能
动能
势能
不变
本章热点题型
一、杠杆的五要素、杠杆的平衡条件及应用
例1 踮脚是一项很好的有氧运动，如图所示，它简单易学，不受场地限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是（ ）
A．脚后跟是支点，是省力杠杆
B．脚后跟是支点，是费力杠杆
C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆
D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
解析：如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，C选项正确。
答案：C
例2　如图甲所示是大刚同学两手做俯卧撑时的示意图。他的身体可视为杠杆，如图乙所示，O点为支点，A点为重心。已知每只手所受的支持力大小为200 N，求：
(1)若每只手掌与水平地面的接触面积为100 cm2，计算手掌对地面的压强；
(2)该同学的质量。
解析：(1)手掌受到的支持力大小等于手掌对水平地面的压力，已知一只手掌与水平地面的接触面积，根据公式 即可求出手掌对地面的压强；(2)把人体看成一个杠杆，动力等于两手受到的支持力，即2，这个力的力臂=100 cm+50 cm，阻力等于人的重力，这个力的力臂=100 cm，根据杠杆平衡条件的表达式变形求出重力，然后根据公式求出该同学的质量m。
跟踪练习1 如图所示的轻质杠杆AB，OA=20 cm，OB=40 cm。物体M的密度为 3×103kg/m3，体积为 8×10-3 m3。叶子姐姐在B端施加100 N的力使杠杆水平平衡，则此时物体M受到水平面的支持力FM =__________ N。
40
跟踪练习2 如图所示，质量均匀分布的直木棒一端支在地面上，O为支点。
（1）请画出木棒所受重力G的示意图；
（2）请画出使木棒在图示位置静止时作用在端点P的最小作用力F的示意图及其力臂l。
答案：如图所示：
二、定滑轮、动滑轮和滑轮组
例3 如图所示的简单机械，正常使用时费距离的是（ ）
解析：在使用筷子和食品夹时，动力臂小于阻力臂，它们属于费力杠杆，省距离；使用定滑轮时不省力，不省距离也不费距离；使用动滑轮时省力，但费距离。综上所述D选项符合题意。
答案：D
例4　小军用如图所示的滑轮组提升重物，重物在10 s内被匀速提升了1 m。己知拉绳子的力F为 500 N，在提升重物的过程中，物体质量为 80 kg，拉力F的功率是________W，动滑轮的质量是________kg（忽略绳重、摩擦，g=10 N/kg)。
答案：100 200
跟踪练习3 在水平桌面上放一个重 300 N的物体，物体与桌面间的摩擦力为60 N，如图所示，若不考虑绳的重力和绳与轮间的摩擦，使物体以0.1 m/s匀速移动时，水平拉力F及其功率的大小分别为（ ）
A．20 N　2 W B．30 N　6 W
C．60 N　2 W D．20 N　6 W
D
跟踪练习4 小柯用图示装置提升重为400 N的物体，不计摩擦和滑动自重，下列说法正确的是（ ）
A．两个滑轮均为定滑轮
B. 人将绳子拉过1 m，物体也上升1 m
C. 物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200 N
D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向
C
三、功、功率及机械效率
例5 （多选）如图所示，重300 N的物体在20 N的水平拉力F的作用下，以0.2 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10 s，滑轮组的机械效率为80％，则在此过程中。下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为2 m
B．物体与地面间的滑动摩擦力为 48 N
C． 拉力F的功率为 12 W
D．有用功为 120 J
B
跟踪练习5 如图所示，用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升，在时间t内物体上升的高度为h(物体未拉出水面)，若物体的体积为V，水的密度为ρ，则下列算式正确的是( )
D
跟踪练习6 如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底沿竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图像。A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为1×104 N，滑轮组的机械效率为75%，已知A的重力为3×104 N，A上升的速度始终为0.1 m/s。（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响）求：
甲 乙
甲 乙
（1）长方体A未露出水面时受到的浮力。
（2）长方体A的体积。
（3）长方体A的密度。
（4）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率。
四、动能、势能及机械能
例6 蹦极是一项户外休闲活动。跳跃者站在约40 m高度的位置，用橡皮绳固定住后跳下，落地前弹起。在人的整个运动过程中，以下说法正确的是( )
A.人的运动速度一直在增加
B.人减少的重力势能全都转化为动能
C.此人跳下以后，橡皮绳便具有弹性势能
D.人到达最低点的瞬间时，人的动能为零
解析：人跳下后，在下落距离没有到达橡皮绳的原长度时，人的速度不断增大，高度不断减小，人的重力势能不断转化为动能；当人下落的距离达到橡皮绳的原长再继续下落时，橡皮绳被拉长，开始对人产生向上的弹力，橡皮绳开始具有弹性势能；随着人继续下落，橡皮绳不断被拉长，弹力越来越大，在弹力增大到与人的重力相等之前，人的下落速度继续增大，人的重力势能不断转化为动能和弹性势能；当弹力增大到等于人的重力时，人的下落速度达到最大值，此时人继续下落的过程中，弹力将大于人的重力且不断增大，人的下落速度将不断减小，当人到达最低点的瞬间，弹力达到最大值，人的下落速度减小为零，动能为零。综上所述，D选项正确。
答案：D
例7　如图所示，粗糙程度相同的斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧处于自由状态时右端在N点，小物块从斜面的P点由静止自由滑下，与弹簧碰撞后又返回到斜面上，最高到达Q点。下列说法正确的是（　　）
A．弹簧被压缩到最短时，弹性势能最小
B．小物块从P向M运动的过程中，重力势能减小
C．小物块从N向M运动的过程中，动能增加
D．小物块在整个运动过程中，机械能守恒
解析：弹簧被压缩到最短时，其形变程度最大，所以弹簧的弹性势能最大，故A错误；小物块从P向M运动的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，故B正确；小物块从N向M运动的过程中，小物块不再受到弹力，由于受到摩擦力的作用，其速度会逐渐减小，所以其动能会减小，故C错误；小物块在整个运动过程中，由于摩擦力的作用，其机械能总量会减少，即机械能不守恒，故D错误。
答案：B
跟踪练习7 如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。实验中，让同一铜球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，下列说法正确的是（　　）
A．该实验探究的是物体动能大小与高度的关系
B．该实验探究的是物体动能大小与质量的关系
C．该实验中，物体的动能是指木块的动能
D．该实验结论可以解释为什么要对机动车限速
D
跟踪练习8 已知物体的重力势能表达式为Ep=mgh，动能表达式为Ek=其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10 N/kg。如图所示，将一质量为0.4 kg的物体从距离地面1.5 m的高度沿水平方向以2 m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：
(1)物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek1。
(2)物体从被抛出至落地的过程中，其重力所做的功W。
(3)物体落地前瞬间的动能Ek2。
再见