(共25张PPT)
第二节 滑 轮
定滑轮及其工作特点
1.如图所示,旗杆顶部装有一个滑轮,这类滑轮的主要特点是( )
A.省力
B.改变力的方向
C.省距离
D.既省力又省距离
B
2.(2023自贡)如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法正确的是( )
A.F1、F2、F3的大小相等
B.F1最大
C.F2最大
D.F3最大
A
动滑轮及其工作特点
3.如图所示是滑轮的两种用法,下列说法正确的是( )
A.甲是定滑轮,使用时可以省力
B.甲是动滑轮,使用时能改变力的方向
C.乙是定滑轮,使用时能改变力的方向
D.乙是动滑轮,使用时可以省力
D
4.如图所示为“观察滑轮的使用”的实验,每个钩码所受的重力为 2 N,动滑轮所受的重力为2 N,匀速竖直向上运动时弹簧测力计的示数最符合实际的是( )
A.1.5 N B.2 N
C.3.2 N D.6.4 N
C
滑轮组
5.用如图所示的装置来提升物体,既能省力又能改变施力方向的装置是( )
C
6.某同学用如图所示的实验装置探究滑轮组的特点,相关数据记录在表中。
实验次数 钩码重/N 钩码上升的高 度/m 绳端的拉 力/N 绳端移动的距离/m
1 4 0.10 1.8 0.3
2 6 0.10 2.5 0.3
3 6 0.15 2.5
(1)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上 拉动弹簧测力计。
(2)第2次实验中,2 s内钩码上升的高度为0.1 m,则它运动的速度为
m/s。
(3)第3次实验中,绳端移动的距离为 m。
匀速
0.05
0.45
其他简单机械
7.下列四个简单机械中,不计摩擦,使用时一定省力的是( )
A.杠杆 B.斜面
C.滑轮 D.轮轴
8.如图甲所示,用扳手拧螺帽时,图 (选填“a”或“b”)的握法更有利于拧紧或松开螺帽,原因是动力臂更 (选填“长”或“短”)。图乙中的螺丝刀也是一种简单机械,叫轮轴,手柄 (选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力。
B
甲 乙
b
长
粗
C
9.如图所示,滑轮组悬挂在水平钢架上,某工人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,通过滑轮A和滑轮B使物体C匀速上升,关于人拉动绳子时的过程,下列分析正确的是( )
A.滑轮A相对于物体C在运动,所以A是动滑轮
B.滑轮B相对于物体C静止不动,故B是定滑轮
C.滑轮A起到改变人所施加的拉力方向的作用
D.滑轮B起到改变人所施加的拉力方向的作用
10.如图所示,用水平拉力F通过滑轮匀速拉动重80 N的物体A,已知A与水平地面的滑动摩擦力为20 N。不计绳与滑轮间摩擦,则拉力F的大小为( )
A.10 N B.20 N
C.40 N D.80 N
11.如图所示,滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计,利用两个滑轮提升同一重物到同一高度时,下列组合中最省力的是( )
B
C
12.如图所示,G=100 N,G动=10 N,用力F将重物G以0.1 m/s的速度匀速提升,(不计摩擦)则所需拉力F及力F拉绳的速度v分别为( )
A.50 N,0.2 m/s
B.55 N,0.2 m/s
C.200 N,0.05 m/s
D.210 N,0.05 m/s
D
13.如图所示,物体A、B的重分别为20 N、10 N时,物体A在水平面上向右做匀速直线运动,滑轮和绳子的重忽略不计,若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,则( )
A.F=20 N B.F=10 N
C.F=5 N D.F=30 N
B
14.如图所示,利用滑轮组在 2 s 内将重400 N的物体匀速提升了1 m,所用拉力F为 150 N。不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的速度为2 m/s
B.动滑轮的总重为100 N
C.绳子自由端移动的距离为5 m
D.物体上升的速度是2 m/s
A
15.如图甲所示是某一风景区的盘山公路,之所以要把上山的公路修成这般模样,是因为盘山公路相当于简单机械中的 ,使用它可以省 。如图乙和图丙所示为生活中常见的两种钉子,其中与盘山公路的力学原理相同的是图 (选填“乙”或“丙”)钉子,为了将它钉进木块,用 (选填“敲”或“拧”)的方式更好。
斜面
力
乙
拧
16.中国高铁运营里程突破4万公里,稳居世界第一,高速铁路的输电 线,无论冬、夏都绷得直直的,如图甲所示采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图,其中滑轮B为 滑轮。钢绳通过滑轮组悬挂总重40 000 N的坠砣,若某段时间内坠砣下降了20 cm,不计滑轮和钢绳自重、摩擦,输电线P端受到的拉力大小为 N,输电线P端向左移动了 cm。
动
8×104
10
17.用细绳将如图所示的滑轮连接成滑轮组,用该滑轮组提升重物时,承重绳为 (选填“2”或“3”)段时是最省力的绕线方式,并画出最省力的绕线方式。
3
答案:如图所示
18.如图所示,工人师傅用120 N的拉力,以0.2 m/s的速度匀速提升重为300 N的物体。(不计绳重及摩擦)
(1)求5 s内绳子自由端移动的距离。
解析:(1)由题意可知,物体上升的速度为v0=0.2 m/s,由图可知,动滑轮上有3股绳子承重,故绳子自由端移动的速度为
v=3v0=3×0.2 m/s=0.6 m/s,
故5 s内绳子自由端移动的距离为s=vt=0.6 m/s×5 s=3 m。
答案:(1)3 m
(2)求动滑轮的重力。
(3)若物重再增大300 N,求工人所用的拉力。
答案:(2)60 N (3)220 N
19.(多选题)如图所示重为60 N的物体A,在10 N的拉力作用下,物体在水平路面上以1 m/s的速度做匀速直线运动6 s,(绳子和滑轮重不计,忽略绳子和动滑轮的摩擦力)则( )
A.物体A与水平路面间的摩擦力为120 N
B.物体A与水平路面间的摩擦力为20 N
C.在6 s内绳子自由端移动了12 m
D.在6 s内绳子自由端移动了18 m
BC
20.阅读全文,回答以下问题。
变速自行车的奥秘
变速自行车的变速系统是通过改变链条和不同的前、后大小的齿轮盘的配合来改变车速快慢的。如图所示是变速自行车的驱动结构,它与普通自行车的区别在于,它的后齿轮由多个半径不同的齿轮共同组成(普通自行车的后齿轮只有一个)。选择不同的挡位时,自行车的链条会调整到相应挡位的后齿轮上:选择低挡位时,链条调整到半径较大的齿轮上;选择高挡位时,链条调整到半径较小的齿轮上。
自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构,动力是人给脚踏板的蹬 力,阻力是链条对前齿轮的拉力,动力臂是脚踏板到轴心的长度,阻力臂是前齿轮半径。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构,动力是链条对后齿轮的拉力,阻力是地面给后车轮的摩擦力,动力臂是后齿轮半径,阻力臂是后车轮半径。
骑自行车时,人踩脚踏板一圈,前齿轮跟着转动一圈,带动链条转动的长度为前齿轮的周长。与此同时,链条带动后齿轮转动,由于后齿轮的半径小于前齿轮,为了保证链条转动的长度相同,后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。后齿轮的半径越小,它转过的圈数就越多。后齿轮同时带动后车轮转动,它们转动的圈数保持一致。因此,后齿轮越小,脚踩一圈,后车轮转动的圈数越多,即自行车前进的距离越长。
在爬坡时自行车受到的摩擦阻力较大,而在下坡时自行车受到的摩擦阻力较小,为了达到更好的骑行效果,变速自行车可以通过调节不同的“挡位”来应对不同的路面情况。
(1)自行车驱动结构中,前齿轮和脚踏板组成一个 杠杆,后齿轮和后车轮组成一个 (选填“省力”“费力”或“等臂”) 杠杆。
(2)爬坡时,应将链条调整至半径较 (选填“大”或“小”)的后齿轮上,从而达到相对省力的目的。
省力
费力
大
(3)前齿轮和后齿轮在共同工作时,其特征是 。
A.相同时间转过的圈数相同
B.相同时间带动链条转动的长度相同
C.相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均相同
D.相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均不相同
(4)自行车在水平道路上行驶时,后车轮所受的摩擦阻力约为30 N,一辆自行车后车轮的半径约为40 cm,若它此时链条挂在中间挡位的后齿轮上,其半径为5 cm,由于前齿轮与后齿轮由链条连接,所以前、后齿轮受到的链条的拉力相同,若前齿轮的半径为10 cm,脚踏板到轴心的长度为25 cm,则自行车匀速行驶时,人蹬车的力至少应为 N。
B
96(共23张PPT)
第九章 简单机械 功
第一节 杠 杆
杠杆及其五要素
1.下列关于杠杆的说法正确的是( )
A.作为杠杆一定要有支点,而且支点一定在杠杆上,杠杆的形状可以是直的,也可以是弯的
B.杠杆的长度一定等于动力臂与阻力臂之和
C.力臂一定在杠杆上
D.从杠杆的支点到动力作用点的距离叫做动力臂
A
2.如图所示,小华用苹果和橘子来玩跷跷板,她将苹果、橘子分别挂在轻杆的左、右两端,放手后,杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是( )
A.苹果的重力 B.橘子的重力
C.苹果对杆的拉力 D.杆对橘子的拉力
C
3.人踮脚时脚掌可以看作一个杠杆,下列能正确表示踮脚时该杠杆的支点O、动力F1和阻力F2的示意图是( )
A
A B C D
探究杠杆的平衡条件
4.利用如图所示的实验装置探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是
,若出现如图甲所示情况,应将杠杆的螺母向 (选填“左”或“右”)调。
便于测量力臂
右
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,记录数据。根据这一次实验数据,小明立即分析得出杠杆的平衡条件,他这种做法的不足之处是
。经老师提醒后,小明继续进行实验,若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆 (选填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。
(3)杠杆的平衡条件为 。
只做一次实验,得出的结论不具有普遍性
左端下沉
F1l1=F2l2
杠杆平衡条件的应用
5.如图所示,杠杆在水平位置平衡,下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是( )
A.两侧钩码同时向外移一格
B.在两侧钩码下方,同时增加一个相同的钩码
C.两侧钩码同时向内移一格
D.左侧钩码向左移一格,右侧钩码下增加一个相同钩码
D
6.用钳子钳断铁丝时,手应握在手柄上 (选填“远离”或“靠近”)转轴的地方,容易钳断铁丝。原因是根据杠杆平衡条件,阻力及阻力臂不变,加长了 ,就使动力 ,因此更容易钳断铁丝。
远离
动力臂
变小
杠杆的分类
7.(2023临沂)2023年2月10日,航天员在机械臂的辅助下完成了中国空间站全面建成后航天员的首次出舱活动。机械臂类似人的手臂,具有抓住、拉回、锁死等功能。下列工具中,正常使用时与机械臂属于同一类杠杆的是( )
D
A.瓶起子 B.钢丝钳 C.核桃夹 D.食品夹
8.在综合实践活动课上,小王同学用扳手将生锈的螺母拧下,此时扳手相当于 杠杆,他要想更省力一些,手握的位置要 (选填“靠近”或“远离”)螺母;初中物理所学测量工具中可看作等臂杠杆的是 。
省力
远离
天平
C
9.关于支点的位置,下列说法正确的是( )
A.支点必须在动力作用点、阻力作用点之间
B.支点一定在杠杆的一端
C.支点一定在杠杆上
D.支点一定在杠杆的中点
10.(2023随州)劳动教育越来越重要,许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻(一头重一头 轻),在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你据劳动体验结合杠杆平衡知识,判断下列说法正确的是( )
A.肩膀应该靠近“轻的一头”
B.肩膀应该靠近“重的一头”
C.肩膀应该居于扁担正中间
B
11.如图所示为“探究杠杆平衡条件”的实验装置,杠杆平衡时,钩码对杠杆的阻力F2=10 N,阻力臂 l2=20 cm,弹簧测力计示数 F1=25 N,则动力臂l1为( )
A.15 cm B.8 cm
C.50 cm D.80 cm
B
12.如图所示,杠杆挂上钩码后恰好水平平衡,每个钩码质量相等,在下列情况中,杠杆能保持水平平衡的是( )
A.左、右钩码各向支点移一格
B.左、右各增加两个钩码
C.左、右各减少一半钩码
D.左、右各减少一个钩码
C
13.如图所示,杠杆AOB的A端挂重为GA的物体,B端挂重为GB的物体,杠杆平衡时AO处于水平位置,若AO=BO,杠杆自重不计,则GA和GB的大小关系是( )
A.GA>GB B.GA=GB
C.GA
C
14.如图所示,用一个始终水平向右的力F,把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中,力F的大小将( )
A.变大 B.不变
C.变小 D.不能确定
A
15.“文明城市”的创建让城市更加美丽洁净,致敬劳动者的辛劳付 出!如图所示,园林工人使用的剪刀属于 杠杆,环卫工人使用的扫帚可以省 。
省力
距离
甲 乙
6
小
②
17.小叶同学探究杠杆的平衡条件。使用的实验器材有铁架台、带有刻度的杠杆、弹簧测力计、细线、若干钩码(每个钩码重均为 0.5 N)等。
(1)实验前,小叶观察到杠杆静止时如图1所示,他应将杠杆两侧的螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置静止。
左
(2)实验过程中,应使杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量 。如图2所示,在A点挂3个钩码,应在B点挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置平衡。平衡后在A、B两点各增加1个钩码,则杠杆 (选填“左”或“右”)端下降。
(3)如图2所示,小叶用弹簧测力计替代钩码,首先在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 ,原因是弹簧测力计拉力的力臂 了。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)在实验中,改变力和力臂的大小,得到多组数据的目的是 (填字母)。
A.多次测量取平均值减小误差
B.避免偶然性,使实验结论具有普遍性
力臂大小
2
右
变大
变小
B
18.如图甲所示是我国古人运送巨木的劳动情境,其简化图如图乙所 示,O是横杆与支架的接触点,人对横杆的压力沿MN方向,横杆水平静止,粗细忽略不计。
甲 乙
(1)画出人对横杆的压力及其力臂l1。
答案:(1)如图所示
(2)若人对横杆的总压力为2 000 N,则绳子对巨木的拉力为 N。
(3)若他们无法把巨木抬起,请你提出一个有可能抬起巨木的改进方案,并简述其中的物理学原理: _
.
。
8 000
将支架更靠近巨木,从而缩短了阻力臂、
增大了动力臂,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,在阻力一定的情况
下,可以省力(共22张PPT)
第五节 功的原理
功的原理探究实验
1.小东想探究“使用动滑轮是否省功”。请你帮他将实验步骤补充完整并回答相应的问题。
(1)实验步骤:
①在弹簧测力计下挂两个钩码,用弹簧测力计将钩码缓慢地匀速竖直向上提升一定高度,并同时用刻度尺测量,记录拉力F1与弹簧测力计移动的距离h,根据公式W1= ,计算拉力所做的功W1。
F1h
② _
。
③比较W1和W2的大小关系,得出结论。
(2)若W1 。
用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地匀速向上
提升相同高度h,记录拉力F2,计算拉力所做的功W2=F22h
在使用动滑轮提升物体时,
要对动滑轮做功,不省功
2.如图所示,在探究“使用斜面能否省功”的实验中:
(1)本实验中的测量工具除了要用到弹簧测力计外,还需要用到
。
(2)实验时应当用弹簧测力计测量小车重力G和沿斜面匀速拉动小车的拉力F;测量和记录小车升高高度h时运动的距离s。
刻度尺
(3)记录数据的表格如下:
需要测的物 理量 用弹簧 测力计 沿斜面 匀速拉 动小车 时的拉 力F/N 小车升 高高度 h时沿 斜面运 动的距 离s/cm 拉力做 的功 W1/J 小车受 到的重 力G/N 小车升 高高度 h/cm 克服小
车的重
力做的
功W2/J
— 1.2 50 2.5 20
由表格数据计算出W1= J,W2= J。
分析后得到实验结论:使用斜面 (选填“能”或“不能”)省力, (选填“能”或“不能”)省功。
(4)生活中你发现哪些地方应用了斜面 请举一例: 。
0.6
0.5
能
不能
盘山公路
功的原理
3.在生产和生活中,我们经常使用各种机械。以下关于机械的说法 中,正确的是( )
A.越省力的机械越省功
B.越费力的机械越省功
C.有些机械既可以省力,又可以省功
D.使用任何机械,都不能省功
D
4.一个人用50 N的力往下按杠杆,把一个物体举高0.5 m,如果手下降的高度是2 m,试问:被举高的物体受到的重力有多大 (不计杠杆重)
答案:200 N
D
5.功的原理告诉我们,在使用机械时( )
A.任何机械都能省力,但不能省功
B.有些机械可以省力,有些机械可以省功
C.任何机械都可以省力,但不能省距离
D.有些机械可以省力,有些机械可以省距离,但都不能省功
6.小明骑车上学有一段上坡路,在骑车骑不动时他就会走“S”形路 线,通过对简单机械的学习他知道了这样做的好处是( )
A.省距离 B.省力
C.省功 D.费力但省时间
B
7.斜面是一种简单机械,生活中经常用到它。工人师傅小波和小新分别用如图所示的甲、乙两种方法,将同样的物体搬上车,下列说法正确的是( )
A.甲方法不可以省力,但能省功
B.甲方法可以省力,也能省功
C.乙方法可以省力,但不能省功
D.乙方法可以省力,也能省功
C
8.如图所示是“探究使用动滑轮是否省功”的实验装置(不考虑绳子、滑轮重和摩擦),下列判断中,不正确的是( )
A.hB.F>G
C.Fs=Gh
D.能省力,但不能省功
B
9.如图所示,AB=3AE,AC=2AE,AD=1.5AE。若把物体沿AB、AC、AD三个斜面匀速地拉到顶端A时(不计摩擦),则下列结论中,正确的是( )
A.沿着AB用的拉力小,做功多
B.沿着AC用的拉力小,做功多
C.沿着AD用的拉力大,做功少
D.沿着三个斜面用的拉力不相等,做功一样多
D
10.如图所示,用相同的滑轮、不同的绕法提升相同的重物,绳重、摩擦忽略不计,在物体匀速上升的过程中( )
A.甲不省功,乙省功
B.甲省功,乙不省功
C.甲和乙一样省功
D.甲和乙都不省功
D
11.功的原理即“使用任何机械都不省功”,所谓“不省功”有两层 意思:
(1)使用机械做的功等于不用机械而直接用手对物体做的功,这种情况指的是 。
(2)实际上使用机械做的功比不用机械而直接用手对物体做的功还要多些,这种情况指的是 。
不计摩擦和机械自重
存在摩擦和机械自重
12.如图所示,斜面长2 m、高 1 m,把一个质量为24 kg的物体沿斜面从斜面底端匀速拉到顶端,需要克服重力做功 J。若斜面是光滑的,则沿斜面向上的拉力F为 N。在核桃钳、红酒开瓶器和家中升降晾衣架上的滑轮三种机械中,属于斜面的是 。(g取10 N/kg)
240
120
红酒开瓶器
13.通过对不同机械的研究,我们发现:利用动滑轮提升重物可以
,但手拉绳子移动的距离比重物上升的距离 ;用扫帚扫地,虽然费力,但手移动较小的距离,就可以使扫帚在地上扫过一大片。这说明,省力的机械费 ,省距离的机械费 , (选填“有”或“没有”)既省力又省距离的机械。
14.如图所示为光滑斜面,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部,所需拉力分别为F1和F2,所做的功分别为W1和W2,则F1 F2, W1 W2。(均选填“<”“>”或“=”)
省力
大
距离
力
没有
<
=
15.花匠手握如图所示的修枝剪刀把手的末端,便可以轻松地剪断树枝。这时修枝剪刀属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆,它的支点在 (选填“A”“B”或“C”)点,使用该修枝剪刀修剪树枝时, (选填“能”或“不能”)省功。
省力
B
不能
16.桔槔是中国古代的一种汲水工具,如图甲所示,直杆的中间由竖木支撑或悬吊起来,一端用绳子与水桶相连,另一端绑上或悬上一块重石头,当要汲水时,人用力向下拉绳子,使水桶下降到水面以下并让水流入水桶,当水桶装满水后,人向上拉动绳子,就可以让绑重石一端的位置下 降,同时将水桶和水提升起来。
(1)桔槔本质上是一种杠杆,由于其另一端配有重物,所以人们把桶和水提起的过程中,人用的力 (选填“大于”“小于”或“等于”)桶和水的总重力。
(2)使用更大的水桶一次打取更多的水时,为了更省力,末端重物不改变其位置的情况下,其质量应 (选填“增大”“减小”或“不变”);使用该机械可以省力,但是 (选填“省功”或“不省功”)。
小于
增大
不省功(共23张PPT)
第四节 功 率
功率
1.物理学中常用“比值”来定义物理量。例如用物体所做的功与其时间的比值,定义单位时间内做的功,这个比值叫做 。这种方法实质上是用 (选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”)来比较物体做功快慢的。
功率
时间相同比较功
2.我们可以用两种方法来判断物体做功的快慢,如图所示,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 ;另一种判断方法是做功相同,比较 _
。
时间
做功多少
长短
功和功率的比较
3.下列关于功和功率的说法中,正确的是( )
A.力对物体做功越多,其功率越大
B.力对物体做功越少,其功率越小
C.功率大的机械一定比功率小的机械用时少
D.功率越大的机械做功越快
D
4.(2023澄城县一模)如图甲、乙所示,用大小相等的拉力F,分别沿竖直方向和水平方向拉物体,物体的运动方向始终和拉力方向保持一致。已知运动时间tab>tcd,运动距离sab=scd,比较甲、乙两种情况下拉力所做的功和功率( )
A.ab段做的功较多
B.ab段和cd段做的功一样多
C.ab段功率较大
D.ab段和cd段功率一样大
B
功率的计算
5.(2023天津)第七届世界智能大会于2023年5月18日在天津开幕,大会上展示了可穿戴的“外骨骼”机器人。参观者戴上该设备,轻松地将50 kg的物体匀速举高1 m,用时2 s,此过程中对物体做功 J,功率为 W。(g取10 N/kg)
500
250
6.(2023安徽月考)如图所示是我国自主研发的国内首台5G+氢燃料电动拖拉机(ET504-H),它能够满足传统拖拉机的所有功能,适用于平原或者丘陵地带,在无人化模式下能够按照规划的路径进行犁耕、旋耕、播种等作业。在某次工作时该拖拉机保持120 kW 的功率不变,以 1.5 m/s的速度在平直场地上匀速前进了20 m,g取10 N/kg,在此过程中,求:
(1)拖拉机所受的阻力。
答案:(1)8×104 N
(2)拖拉机所做的功。
答案:(2)1.6×106 J
解析:(2)拖拉机所做的功W=Fs=8×104 N×20 m=1.6×106 J。
D
8.(2023东台市开学)小红和小田从一楼爬到五楼,她们同时出发,小红先到,小田后到。过程中( )
A.小红的功率大
B.小田的功率大
C.小红和小田的功率一样大
D.无法确定谁的功率大
9.甲、乙两人体重之比为3∶5,他们同上二楼所用时间之比为2∶3,则两人做功之比、功率之比分别为( )
A.3∶5,9∶10 B.3∶5,2∶5
C.5∶3,5∶2 D.5∶3,10∶9
D
A
10.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动,其路程(s)-时间(t)关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.物体20 s时的速度大于8 s时的速度
B.0～12 s物体所受的拉力大于12～24 s 物体所受的拉力
C.0～12 s拉力做的功大于12～24 s拉力做的功
D.0～12 s拉力做功的功率小于12～24 s 拉力做功的功率
C
11.物体在自由下落过程中运动速度会越来越快,一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知AB=BC,如图所示,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在AC段重力做功W2,做功功率P2,则下列关系正确的是 ( )
A.2W1=W2,P1=P2
B.2W1=W2,P1>P2
C.2W1=W2,P1D.2W1≠W2,P1≠P2
C
12.一只木箱放在水平地面上,地面上各处粗糙程度相同,对木箱施加一个方向不变的水平推力F如图甲所示,F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。下列说法正确的是 ( )
A.在第一个2 s内木箱所受摩擦力为2 N
B.在第二个2 s内木箱所受摩擦力为3 N
C.在第一个2 s内推力F对木箱所做的功为2 J
D.在第三个2 s内推力F对木箱做功的功率为8 W
D
13.(2023兰州)如图所示,物块在水平拉力F(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动,其中AB=CD=10 m。已知物块在AB段和CD段分别以 2 m/s和4 m/s的速度匀速运动,且在AB段、CD段所受摩擦力分别为1 N和2 N,则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为 ,拉力F在AB段做功的功率为 W。
2∶1
2
14.甲汽车发动机的功率为78 kW,以此功率运行时,表示每秒钟做功
J。乙汽车发动机的功率为66 kW,两台发动机正常工作时,甲机器做功 比乙慢,甲机器做功 (后两空均选填“一定”“可能”或“不可能”)比乙多。
15.一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为200 kW,速度为 80 km/h。汽车行驶1 h,发动机做的功是 J,卡车的牵引力是 N。
7.8×104
不可能
可能
7.2×108
9 000
答案:(1)2 000 N
答案:(2)2.4×107 J
(3)4×104 W
(2)牵引力在10 min内所做的功。
(3)汽车的功率。
答案:(1)4×103 N
答案:(2)3.2×106 J
(3)20 m/s
(2)整个过程中发动机做的功。
(3)汽车的最大速度。
解析:(2)整个过程中发动机做的功W=Pt=80×103 W×40 s=3.2× 106 J。
18.物理图象是探究物理问题的有效方法之一,若如图中横坐标表示时间t,纵坐标表示功率P,则阴影部分的面积表示的物理量是 ;若图中横坐标表示距离s,纵坐标表示力F,则阴影部分的面积表示的物理量是 。(均填写物理量的名称)
功
功
19.为了比较两台潜水泵的做功快慢,我们对两台潜水泵的抽水情况进行了观察与记录,记录的数据如下表所示。
潜水泵 抽水时间/min 抽水高度/m 抽水体积/m3 对水做功/J
甲 10 3 10 3×105
20 3 20 6×105
乙 10 6 10 6×105
20 6 20 1.2×106
分析数据,我们可以得到同一台潜水泵在不同时间内做功的大小与时间成 比。要比较两台潜水泵的功率大小,我们可以看出甲、乙两台潜水泵在相同时间内, 做功多,也就是做功 (选填“快”或“慢”);甲、乙两台潜水泵在做相同功时, 做功时间少,也就是做功 (选填“快”或“慢”)。你认为比较做功快慢更方便的是
_
。通过此过程,你得到的结论是 _
。
正
乙
快
乙
快
比较两台潜水泵在相同时间内完成的功的多少,即在单位时间内完
成的功多的潜水泵功率大
可以用
单位时间内完成的功的多少来表示做功的快慢(共24张PPT)
微专题四 功、功率和机械效率的计算
功和功率的计算
1.星期天,小明和爸爸一起去登九嶷山娥皇峰。小明用了40 min登上峰顶,爸爸用了50 min登上峰顶,爸爸的体重是小明的2倍,则小明与爸爸登上峰顶时所做功及做功的功率之比是( )
A.2∶1,5∶2 B.1∶2,5∶8
C.1∶2,8∶5 D.2∶1,5∶8
2.小明同学用20 N的水平推力推着重100 N的书箱在水平地面上前进了5 m,所用时间为10 s,在此过程中小明对书箱做功 J,功率为 W,书箱的重力做功 J。
B
100
10
0
3.如图所示,质量为960 kg、底面积为 0.5 m2的石材A放在水平地面上,利用滑轮组水平拉动A,使其在20 s的时间内匀速向墙靠近了 4 m,水平拉力F=500 N,不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦,g取10 N/kg。求:
(1)A对水平地面的压强。
答案:(1)1.92×104 Pa
(2)A在运动过程中受到摩擦力的大小。
解析:(2)绳子对A的拉力为
F拉=2F=2×500 N=1 000 N,
A做匀速运动,则A在运动过程中受到摩擦力的大小为f=F拉=1 000 N。
答案:(2)1 000 N
(3)拉力F的功率。
答案:(3)200 W
4.(2023香洲区一模)如图所示,汽车行驶过程中牵引力的功率恒为1.2×105 W。汽车从启动到匀速运动之前行驶的路程为180 m,汽车匀速运动过程中受到的阻力保持不变,运动的速度v与时间t的关系如图所示,(g取10 N/kg)求:
(1)前10 s,牵引力所做的功。
解析:(1)前10 s,牵引力做的功W=Pt=1.2×105 W×10 s=1.2×106 J。
答案:(1)1.2×106 J
(2)汽车匀速运动时,牵引力大小。
答案:(2)4 000 N
(3)汽车启动后并匀速行驶了一段时间,当牵引力做功7.2×106 J时,汽车行驶的总路程。
答案:(3)1 680 m
机械效率的计算
5.如图所示,利用滑轮组匀速拉动放在水平地面上重为G的物体,物体移动的距离为s1,绳子自由端移动的距离为s2,A点的拉力为FA,滑轮组的机械效率为η,下列说法正确的是( )
A.FA=2F
B.有用功为Gs1
C.物体受到地面的摩擦力为2Fη
D.额外功为Fs2-Gs1
C
6.建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速起吊重4.2×103 N的物体时,物体5 s内上升了6 m,此过程中有用功为
J,钢丝绳移动的速度为 m/s;若滑轮组的机械效率为70%,则额外功为 J,拉力F为 N,其功率为 W。
2.52×104
3.6
1.08×104
2 000
7 200
7.为了将重为600 N的物体运送到 6 m 高的楼顶上,甲工人利用如图所示的滑轮组用250 N的拉力在30 s内完成任务(不计摩擦和绳重),此过程中绳子自由端移动的距离为 m;拉力的功率为 W;该滑轮组的机械效率为 %;动滑轮的重力为 N,如果绳子能承受的最大拉力为400 N,则该滑轮组最大可吊起 N的物体,此时滑轮组的机械效率为 %。
18
150
80
150
1 050
87.5
8.扫地机器人是智能家用电器的一种,逐渐进入我们渝北普通家庭的生活。如图所示是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人,小王在室内运动场上试用中发现,该机器人在1 min内沿直线匀速清扫的距离为18 m,若它在运动中所受阻力为105 N,求此过程中:
(1)机器人清扫地面时运动的速度。
答案:(1)0.3 m/s
(2)机器人克服阻力所做的功。
(3)如果机器人在这个过程中消耗的总能量W总=2.1×103 J,该机器人的效率。
解析:(2)机器人克服阻力所做的功W有用=fs=105 N×18 m=1 890 J。
答案:(2)1 890 J (3)90%
9.斜面是一种简单机械,在我国战国时期,墨子所作的《墨经》一书中就记载了利用斜面来提升重物的方法。在日常生活中经常会使用斜面,例如卡车装载大型货物时,常会在车尾斜搭一块木板,工人将货物沿木板推入车厢,如图甲所示。将这一情景简化为图乙,斜面长s= 8 m,高h=3 m。用平行于斜面的推力F=500 N将质量m=100 kg的物体,由斜面的底端匀速推到顶端,所用时间t=10 s,g取10 N/kg。求:
(1)物体重力大小。
解析:(1)物体的重力G=mg=100 kg×10 N/kg=1000 N。
答案:(1)1 000 N
(2)推力做功的功率。
(3)该斜面的机械效率。
答案:(2)400 W (3)75%
(4)物体受到的摩擦力大小。
答案:(4)125 N
10.如图所示是使用滑轮组打捞水中A物体的示意图。A物体重为 1 500 N,体积为 0.06 m3,在整个打捞过程中,以恒定的速度上升,若A物体离开水面之后绳子自由端的拉力F=1 000 N。g取 10 N/kg,水的密度为1.0×103 kg/m3,求:
(1)A物体浸没在水中时受到的浮力F浮。
解析:(1)A物体浸没在水中时受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0× 103 kg/m3×10 N/kg×0.06 m3=600 N。
答案:(1)600 N
(2)A物体浸没在水中时绳子对A物体的拉力FT。
解析:(2)A物体浸没在水中时绳子对A物体的拉力为
FT=G-F浮=1 500 N-600 N=900 N。
答案:(2)900 N
(3)若A物体的底面积为3×10-3 m2,放在水平地面上时对水平地面的压强为多少
答案:(3)5×105 Pa
(4)A物体离开水面之后滑轮组的机械效率η。
答案:(4)75%
11.有一种重心在支点处的杠杆,它与转轴间的摩擦较小,因此机械效率很高,若用这种杠杆将质量为72 kg的物体匀速提升50 cm 的过程中,杠杆的机械效率为90%,动力作用点在动力方向上移动的距离是重物被提升距离的1.6倍,g取10 N/kg。则:
(1)提升该物体需要做的总功。
答案:(1)400 J
(2)杠杆提升该物体时的动力大小。
答案:(2)500 N
谢谢观赏！(共19张PPT)
第三节 功
功的概念及做功的判断
1.教室里,同学们正在调换座位,下列所描述的情境中,人对物体一定做功的是( )
A.甲抱着一叠课本原地不动
B.乙在推一张堆满课本的课桌,但未推动
C.丙背着书包从教室前排匀速走到后排
D.丁推着一张空课桌在教室地面上前进
D
功的大小比较
2.一个人用同样大小的力,拉着木箱先后在光滑地面和粗糙地面上前进相同的距离,下列说法正确的是( )
A.在粗糙地面上做功多
B.在光滑地面上做功多
C.两次做功一样多
D.无法比较
C
3.下列说法正确的是( )
A.用力越大,物体移动的距离也越大,则力做的功也一定越大
B.力的大小一定,物体在力的方向上移动的距离越大,力对物体做的功一定越大
C.力的大小一定,力所做的功与物体移动的距离成正比
D.物体受到的力越大,则力对物体做的功也越大
B
功的计算
4.如图所示,用F=20 N的水平推力推着重为40 N的物体沿水平方向做直线运动,若推力F对物体做了40 J的功,则在这一过程中( )
A.重力做的功一定为40 J
B.物体一定受到20 N的摩擦力
C.物体一定运动了2 m
D.物体一定运动了1 m
5.一质量为3 kg的木块在大小为10 N的水平拉力作用下沿水平方向匀速前进了5 m,则拉力做的功是 J,重力对木块做的功是 J。
C
50
0
B
6.(2023连云港)下列关于功的说法正确的是( )
A.用力推车没有推动,人对车做了功
B.足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
C.运动员举着杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功
D.学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功
7.关于功,下列说法正确的是( )
A.力越大做功越多
B.做功所用的时间越长做功越多
C.物体在力的方向上移动的距离越大做功越多
D.功等于作用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离的乘积
D
8.一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s(如图所示),该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3,关于它们之间的大小关系的比较正确的是( )
A.W1B.W1C.W1=W2=W3
D.W1=W2C
9.抛实心球时动作示范如图所示,将此过程中球所在位置用数字标记。其中1号位置是发力投掷的起始位置,在3号位置球恰好脱离手掌。下列说法正确的是( )
A.球在1号位置保持不动时,人对球做了功
B.球由2号位置运动到3号位置,人对球不做功
C.球由3号位置运动到4号位置,人对球做了功
D.球由4号位置运动到5号位置,人对球不做功
D
10.一名中学生跳绳时平均每分钟跳120次,已知跳绳时重心每次上升的高度大约为5 cm,那么跳绳2 min克服重力做的功大约是这名同学爬几层楼克服重力做的功( )
A.1层 B.2层
C.4层 D.6层
C
11.如图所示,置于水平桌面上的物体A重 50 N,物体B重30 N,动滑轮重10 N,物体B在匀速下降了40 cm的过程中,拉动物体A在水平桌面上匀速移动了一段距离,忽略绳重及滑轮轴上的摩擦,则下列说法正确的是( )
A.物体A移动了20 cm
B.绳子拉力对物体A做的功是8 J
C.物体A与桌面的滑动摩擦力为30 N
D.若对物体A施加一个水平向左的力F,使物体B可以匀速上升,则力F的大小为40 N
D
12.2022年北京冬奥会上智能设备广泛应用,一款智能送餐机器人的重力是500 N,如果机器人在水平路面上以0.8 m/s的速度沿直线匀速运动50 m,它受到的阻力为 60 N。机器人的重力做功 J,牵引力对机器人做功 J。
13.(2023周口模拟)我国春秋末年的著作《考工记辀人篇》有“劝登马力,马力既竭,辀(zhōu)犹能一取焉”的记载。意思是说,赶马车时,即使马对车不再施力了,车还能继续前进一段路。“马力既竭”后,马对车 (选填“不做功”或“做功”);车还能继续前进是因为车具有 。
0
3 000
不做功
惯性
14.如图甲所示,一块质量为0.4 kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,在竖直方向上拉力F的作用下向上运动,6 s时做功为7.2 J,铁块运动的速度v与t的关系图象如图乙所示。则拉力F= N,铁块受到的摩擦力为 N。(g取10 N/kg)
6
2
15.如图所示,在整修房屋时,甲工人用较大的力将一捆木料匀速提到了3 m高的庙墙上,乙工人用较小的力将一篮瓦片匀速提到了8 m高的房檐上。根据以上情景,小明和小红就甲、乙两个工人所做功的多少进行了讨论。
小明的观点:甲工人做功多,因为他用的力大;
小红的观点:乙工人做功多,因为他提起的距离大。
你认为小明的观点 ,小红的观点 (前两空均选填“正确”或“错误”),根据现有条件, (选填“能”或“不能”)准确比较两个工人做功的多少。
错误
错误
不能
答案:(1)9×103 m
(2)牵引力所做的功。
答案:(2)1.62×107 J
17.要探究你背着书包从一楼上到三楼对书包所做的功。则:
(1)需要测哪些物理量
(2)需要用哪些测量仪器
(3)用所测的量表示出功的表达式。
答案:(1)要测书包的重力G、从一楼到三楼的竖直高度h。
(2)台秤、卷尺(或米尺)。
(3)W=Gh。
18.阅读短文,回答问题。
无人机
如图所示为某品牌“无人机”,其主要用复合材料制成的,质量(含摄像机)为1.5 kg,“无人机”采用4个相同的电动机带动4个旋翼转动,对下方空气施力的同时每个旋翼获得相同的升力,“无人机”上升时受到的空气阻力与上升速度的平方成正比,该“无人机”能以最大6 m/s的速度上升,此时受到的空气阻力为9 N。(g取10 N/kg)
(1)“无人机”旋翼高速旋转获得升力,该升力的施力物体是 ;为使“无人机”能载更重“货物”,复合材料的密度应该 (选填“较大”或“较小”);“无人机”以恒定的速度从地面匀速竖直上升,“无人机”受 (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
(2)当“无人机”携带摄像机悬停在空中进行地面图像拍摄时,每个旋翼获得的升力大小是 N;“无人机”在参与某次火情的勘测时,假设它以2 m/s的速度从地面匀速竖直上升至50 m高处,然后悬停(整个过程4个电动机同时工作)。“无人机”匀速上升过程中受到的空气阻力为 N,升力所做的功为 J。
空气
较小
平衡力
3.75
1
800(共17张PPT)
微专题三 简单机械的作图
力和力臂作图
1.(2023邗江区校级一模)在图中画出力F1的力臂l1。
答案:如图所示
2.如图所示,一个绕O点转动的杠杆,已知动力F1的方向、大小和阻力F2的力臂l2,请画出动力F1的力臂l1以及阻力F2。
答案:如图所示
3.如图所示是人单手做俯卧撑时的简图,O点为重心,O′点为支点。手臂伸直时,地面对手的支持力沿虚线ab。
(1)画出人所受的重力G;
(2)画出地面对手的支持力及其力臂。
答案:如图所示
4.(2023湖北)如图所示是指甲剪的示意图。请在图中画出杠杆ABO以O点为支点时动力F1的力臂l1和阻力F2。(忽略摩擦,保留作图痕迹)
答案:如图所示
最小力作图
5.(2023锦州)如图所示,用瓶起子起瓶盖时,瓶起子是一个杠杆,O是它的支点,F2是它受到的阻力。请你在图中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。
答案:如图所示
6.请在图中画出使用羊角锤拔钉子时,在A点施加的最小动力的示意图和相应的力臂。
答案:如图所示
7.如图所示,工人沿台阶向上滚动圆柱形塑料桶,O1为支点,O2为圆桶的横截面的圆心。工人用最小的动力F将塑料桶滚上台阶,请在图中画出此最小动力F的示意图并作出其力臂l。
答案:如图所示
8.(2023沙坪坝区月考)如图所示,AO=0.6 m,BO=0.3 m,BC=0.4 m,物体在杠杆AOBC作用下保持静止,请作出使杠杆在图示位置平衡时施加的最小力F1(O为支点)。
答案:如图所示
9.在使用图甲的水龙头时,其手柄可抽象为一个杠杆。请在其示意图乙中画出关闭水龙头时:
(1)阻力F2的力臂l2。
(2)施加在A点的最小动力F1。
答案:如图所示
(1)根据杠杆旋转的方向确定动力和阻力的方向。
(2)确定作哪个力的力臂,画力的作用线,作出垂线段,标出力臂。
(3)确定最小力时,动力的作用点要选在杠杆的最远端,支点与动力作用点的连线为最长力臂,过动力作用点作力臂的垂线,根据杠杆的旋转方向确定动力的方向。
滑轮组的组装
10.(2023枣庄)如图所示,若利用滑轮组向下拉绳将重物提升,请画出滑轮组绕绳方法。
答案:如图所示
11.站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶,请在图中画出滑轮组绳子的绕法。
答案:如图所示
12.根据提示,给滑轮组绕线。(不计动滑轮重和摩擦)
答案:如图所示
13.请在图中画出绳子的绕法,使滑轮组达到最省力的效果。
答案:如图所示
(2)如果拉力的方向确定,由绳子自由端逆向确定绳子起始端应固定的滑轮。
(3)绕线时每个滑轮只能绕一次,且绳子不能交叉。
谢谢观赏！(共22张PPT)
第六节 机械效率
有用功、额外功和总功
1.小明在超市从货架上拿起一个水杯并购买。到家他用这个水杯喝水,在水杯里倒满水后,他从桌面上拿起水杯。则他两次拿起水杯的过程中( )
A.对水杯所做的功都是有用功
B.对水杯所做的功都是额外功
C.购买水杯时,对水杯所做的功是有用功
D.喝水时,对水杯所做的功是有用功
C
2.一个重500 N的学生把一个重100 N的桌子搬到3 m高的楼上,那么对 做的功是有用功,其大小是 J;对 做的功是额外功,其大小是 J;在这个过程中,学生做的总功是 J。
桌子
300
学生
1 500
1 800
机械效率
3.关于机械的功、功率和机械效率,下列说法正确的是( )
A.利用机械越省力,机械效率越高
B.机械做功越快,机械效率越高
C.机械的功率越大,做功越多
D.机械的功率越小,做功越慢
D
4.小亮不慎将质量为1 kg的水桶掉到了井里,在将水桶捞出的同时,带上了2 kg的水,若水桶升高的距离为2.5 m,(g取10 N/kg,不考虑绳重)则下列说法正确的是( )
A.有用功是50 J,机械效率是66.7%
B.有用功是50 J,额外功是25 J
C.额外功是25 J,总功是75 J
D.有用功是25 J,机械效率33.3%
D
测量简单机械的机械效率
5.某同学探究“影响滑轮组的机械效率的因素”,他做了如图所示的实验,并测算了各次实验的机械效率,关于他的实验过程,下列说法不正确的是( )
A.实验时弹簧测力计应在静止时读数
B.根据①、②两次实验可知,滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关
C.根据②、③两次实验可知,同一滑轮组提起物重越大,机械效率越高
D.为使实验的结论更具可靠性,应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律
A
6.在探究“斜面的机械效率”的实验中,记录数据如下,下列说法不正确的是( )
倾角 斜面粗 糙程度 物重 G/N 高度 h/m 拉力 F/N 斜面长 L/m 机械
效率/%
30° 粗糙 1 0.5 0.7 1 71
30° 稍光滑 1 0.5 0.6 1 83
45° 粗糙 1 0.7 0.9 1 78
A.斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度有关
B.斜面越光滑,斜面的机械效率越高
C.要验证斜面的机械效率与物重的关系,应该保持斜面的倾斜程度和粗糙程度不变
D.当其他条件一定时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越大
B
机械效率的计算
7.甲、乙两台机械的总功之比为5∶4,有用功之比为3∶2,则它们的机械效率之比为( )
A.6∶5 B.4∶15 C.5∶3 D.15∶4
8.(2023江宁区模拟)如图所示,工人用250 N的力F将重为400 N的物体在10 s内匀速提升2 m,则此过程中,工人做的有用功为 J,拉力做功的功率为 W,滑轮组的机械效率为 ,要提高这个滑轮组的机械效率,可采取的办法是 。
A
800
100
80%
增加提升重物的重力
B
9.工人用滑轮组把一箱货物从一楼提升到五楼。加上润滑油后滑轮转动灵活了,如果再用它把同样的重物从一楼提升到五楼所做的( )
A.有用功减小,总功不变
B.有用功不变,总功减小
C.有用功增加,总功不变
D.额外功减小,总功不变
10.某施工工地上,技术革新小组将一个滑轮组改进后提高了机械效 率,用它把同样的物体匀速提升同样的高度,改进后和改进前相比,则 ( )
A.总功不变,有用功增加了
B.总功不变,额外功减少了
C.额外功减少了,有用功不变
D.额外功不变,有用功增加了
C
11.分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体提升相同高度,做的有用功( )
A.杠杆最多 B.斜面最多
C.滑轮组最多 D.一样多
D
12.如图所示,工人师傅用不同的滑轮装置把相同的物块提升相同的高度,拉力之比为F甲∶F乙=5∶3,有用功分别为W甲、W乙,机械效率为η甲、η乙,则( )
A.W甲∶W乙=5∶3
B.W甲∶W乙=6∶5
C.η甲∶η乙=6∶5
D.η甲∶η乙=5∶3
C
13.下列关于功的原理和机械效率的说法正确的是( )
A.使用机械提升物体可以省功
B.提升同一物体,使用省力杠杆一定比用等臂杠杆的机械效率大
C.提升同一物体,使用动滑轮一定比用定滑轮的机械效率大
D.使用任何机械提升物体,机械效率都不可能达到100%
D
14.(2023荆州)一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500 N的物体,使物体以0.1 m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10 s,已知物体与地面间的滑动摩擦力为150 N,滑轮组的机械效率为60%,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3 m
B.拉力做的有用功为500 J
C.拉力做的额外功为150 J
D.拉力做功的功率为25 W
D
15.如图所示是一种小型千斤顶的示意图,往下压动摇臂时,能把重物抬高一段较小的距离,工人在2 s时间内用100 N的力竖直向下压动摇臂1 m,把1 000 N的重物匀速抬高8 cm。则物体上升的速度是
m/s,人做的功为 J,千斤顶的效率是 %。
0.04
100
80
16.如图所示,用一个长为1.2 m 的斜面将重为 45 N 的物体沿斜面匀速拉到0.4 m的高台上,斜面的机械效率为60%,则把物体拉上高台所做的有用功是 J,物体与斜面间的摩擦力是 N。
18
10
17.(2023承德县模拟)同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图甲、乙、丙所示,实验数据记录如表所示。
实验 次数 钩码重 力G/N 钩码上 升高度 h/m 绳端拉 力F/N 绳端移 动距离 s/m 机械效
率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
3 6 0.1 1.6 0.5
4 2 0.2 1.2 0.6 55.6%
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
匀速
(2)通过比较1、4两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重 物,滑轮组的机械效率与重物上升高度 。
(3)通过比较 两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高。
(4)分析表中数据可知,第3次实验是用如图 所示装置来完成的,第3次实验时所做的有用功为 J,滑轮组的机械效率是 %。
(5)假如第1次实验时,不计绳重和摩擦,钩码重由2 N增加到8 N,滑轮组的效率可以达到 %。
无关
1、2
丙
0.6
75
83.3
18.(2023镇江)如图所示,用拉力F通过动滑轮将重90 N的货物匀速提升1 m,动滑轮的机械效率为90%。不计绳重及摩擦,求;
(1)上述过程中的有用功W有用。
(2)上述过程中拉力所做的功WF。
解析:(1)有用功W有用=Gh=90 N×1 m=90 J。
答案:(1)90 J (2)100 J
(3)动滑轮所受的重力G动。
答案:(3)10 N
19.为了研究机械效率与哪些因素有关,小明同学提出两个猜想。猜想一:机械效率与G物有关;猜想二:机械效率与G动有关。为了验证猜想,小明先用如图甲所示的装置不断改变G物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G物关系如图乙a所示;然后换另一个不同重量的动滑轮,不断改变G物,计算并绘出η与G物关系如图乙b所示。根据图象( )
A.只能验证猜想一
B.只能验证猜想二
C.既不能验证猜想一,也不能验证猜想二
D.既能验证猜想一,也能验证猜想二
D(共23张PPT)
第九章 简单机械 章末复习
作用在物体上的力
在力的方向上移动的距离
W=Fs
描述做功的快慢
在力的作用下能绕固定点转动的硬棒
支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
动力×动力臂=阻力×阻力臂
省力但费距离
不省力,但能改变力的方向
能省力,但不能改变力的方向
【典题】 小明在探究杠杆平衡条件的实验中:(每个钩码的重力均为G,杠杆上每格长度均为a)
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,接下来小明向左调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平并静止。
达到
(2)实验中,在杠杆左侧挂上不同数量的钩码,杠杆水平平衡时的数据已填入表格。分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件: 。
F1l1=F2l2
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 2.5 0.2 2 0.25
2 2 0.15 1.5 0.2
3 1.5 0.1 1.0 0.15
(3)如果小明同学面对图甲状况,没有调至水平平衡就匆忙进行图乙实验(弹簧测力计的挂钩钩在右侧第4格处),杠杆虽然此时水平平衡,但可以判断:2G·3a (选填“大于”“等于”或“小于”)F1·4a(F1是弹簧测力计的示数)。
(4)面对图甲状况,小华同学按正确的操作将杠杆调至水平平衡后,保持左侧钩码位置不变,然后将弹簧测力计的圆环用细线系在杠杆右侧第4格处,向下拉挂钩(如图丙所示),记录下杠杆水平平衡时弹簧测力计的示数F2,发现2G·3a>F2·4a,不满足F1l1=F2l2,原因是 _
。
大于
弹簧测力
计有重力
[考点拓展] (5)小明同学将图甲状况调节成水平平衡后,进行图丁实验。(弹簧测力计挂钩钩在右侧第4格处)
①弹簧测力计向右下方拉,示数为F3,力与水平方向成θ角,杠杆水平 平衡;
②将该弹簧测力计的方向改为向左下方拉,示数为F4,力与水平方向成β角,杠杆水平平衡。若F3>F4,则θ (选填“>”“=”或“<”)β。
<
杠杆的平衡条件及其应用
1.(2023高新区一模)沪苏通长江公铁大桥开创了世界建桥史上公铁两用桥跨度进入千米级的篇章。小明模仿大桥搭建简易模型。如图乙所示,其他因素不变,如果只把拉索与桥塔的固定点上移,则可以( )
A.增加动力 B.减小阻力
C.增加动力臂 D.增加阻力臂
C
2.如图所示,杠杆AO可绕O转动,B为OA中点,在B点挂一重为G的物体,用始终与OA垂直的力F抬起杠杆。下列说法不正确的是( )
A.动力F的力臂始终不变
B.若把F变为始终竖直向上,则旋转过程中,它的大小不变
C.力F先增大后减小
D.旋转过程中阻力与阻力臂的乘积一直变大
D
3.杠杆是我们生活中一种常见的简单机械,如图所示,轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A点悬挂一个重为20 N的物体,B点施加一个竖直向上的拉力F,使杠杆在水平位置平衡,且OB∶AB=2∶1。则F= N,此杠杆是 杠杆。
30
费力
4.(2023百色)如图所示,轻质细杆可绕竖直墙上的O点转动,末端挂一个重为150 N的物体,拉力F沿水平方向,当θ=45°时,拉力F= N。若保持拉力沿水平方向,让细杆顺时针缓慢旋转到图中虚线位置,则拉力将 (选填“变大”或“变小”)。
150
变大
5.如图所示是一个压强测试的简化模型。杠杆AB长4 m,质量不计,支点为O,A、B两端均悬空,A端挂着一个横截面积为40 cm2的物体M,B端连接一个质量分布均匀的实心圆柱体N,N的重力为60 N。求:
(1)当压强传感器C还未放置于物体M的下面时,杠杆在水平位置处于静止状态(如图甲所示),BO=3AO,物体M受到的重力GM。
答案:(1)180 N
(2)如图乙所示,在M下面安装一个压强传感器C(感知M与C之间的压 强),C的横截面积为100 cm2,将支点O沿水平方向移动一定距离ΔL时,压强传感器的示数为1×104 Pa,且杠杆在水平位置处于静止状态,求支点O移动的距离ΔL。
答案:(2)0.2 m
机械效率及其大小比较
6.同一物体(质量为m)先用滑轮组(如图甲所示)匀速提升,后沿斜面 (如图乙所示)匀速提升,两次提升高度均为h,两次拉力大小均为0.75mg,斜面长AB=2h,则这两次提升物体的机械效率比较( )
A.条件不足无法比较
B.η甲=η乙
C.η甲<η乙
D.η甲>η乙
C
7.如图所示装置中,每一个滑轮的质量都相同,提升相同的重物,绳子自由端移动速度相同。忽略绳重、摩擦、空气阻力、水的阻力。下列说法中( )
①甲、乙两个滑轮组的机械效率相同
②丙、丁两个滑轮组的机械效率相同
③甲滑轮组拉力做功的功率最大
④丙、丁物体升高的速度相同
A.只有③④正确 B.只有①③④正确
C.只有①④正确 D.只有②④正确
B
8.如图所示,实验小组的同学分别将甲、乙两组钩码在相同的时间匀速提升相同高度,每个滑轮和钩码的重力均相同,每个钩码的质量是100 g,两个滑轮组的机械效率分别为η甲和η乙,拉力的功率分别为P甲和P乙,则P甲 P乙,η甲 (前两空均选填“>”“=”或“<”)η乙,匀速提升甲组钩码时,F1的示数为0.5 N,则匀速提升乙组钩码时,F2的示数为 N。(g取10 N/kg,不计绳重和摩擦)
<
<
1.25
9.如图甲所示是描绘猴子和兔子分萝卜的漫画,究竟谁分得的萝卜重呢 某物理小组的同学利用实验室的器材对“杠杆的平衡条件”进行了探究(如图乙所示)。
实验探究
(1)实验前和实验时都使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是
。
(2)该小组记录的实验数据如表所示。该组同学根据表中数据,得出结论:F1l1=F2l2。你认为这样得出的结论 (选填“合理”或“不合理”),理由是 _
。
便于测量力臂
不合理
每次实验的动力和阻力都相等,得出动力和动力臂
的乘积等于阻力和阻力臂的乘积也是偶然的,所以结论不具有普遍性
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 3.0 10 3.0 10
2 2.0 20 2.0 20
3 1.0 30 1.0 30
(3)实验后,该小组的同学画出了猴子和兔子分萝卜的杠杆模型如图丙所示,根据杠杆的平衡条件可知,猴子和兔子分得的萝卜是 _
(选填“猴子的更重”“兔子的更重”或“一样重”)。
猴子的
更重
10.在生活和生产中,简单机械有着十分重要的作用。
(1)小明用图甲的实验装置探究滑轮组的机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码,记录数据如下表所示。
实验次数 钩码重力G/N 钩码提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率
1 2 0.1 0.9 0.3 74.1%
2 4 0.1 0.3 83.3%
3 6 0.1 2.2 0.3
①由图甲可知,第2次实验中弹簧测力计示数为 N;
②第3次实验中,滑轮组的机械效率为 %(结果保留一位小数);
③分析实验数据可得:同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时,减小动滑轮的重力,则滑轮组的机械效率 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)小明用图乙的实验装置探究斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关,与物重无关。保持斜面倾斜程度不变,可以采用
的方法减小摩擦,从而提高斜面的机械效率。某次实验测得物重 G=4 N、斜面长s=1 m、高h=0.2 m,若机械效率η=80%,则物体在斜面上受到的摩擦力为 N。
1.6
90.9
变大
减小接触面的粗糙程度
0.2
11.用如图所示的装置探究杠杆的机械效率与悬挂点的关系,OC是一根均匀的杠杆,且OA=AB=BC,分别把钩码挂在A点和B点进行实验(不计摩擦),收集的数据如下表所示。
悬挂 点 钩码重 力G/N 钩码上 升高度 h/m 拉力的 大小 F/N 拉力移 动距离 s/m 机械效
率η
A 6 0.2 3 0.6 66.7%
B 6 0.2 5 0.3
(1)钩码挂在B点时的机械效率η= 。
80%
(2)从实验数据分析得出,杠杆的机械效率与悬挂点 (选填“有关”或“无关”),影响杠杆的机械效率的因素有多个,请你再说出一个: 。
(3)分析表格中数据,求出杠杆的自重为 。
(4)若把弹簧测力计由C点移到B位置,点O位置不变,仍将挂在A点的钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
有关
杠杆自重 (或所挂物体的重)
2 N
不变
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