沪科版八年级全册 物理 课件 第十章 机械与人 复习课件（41张）

第十章 机械与人 复习课件
┃思维感悟成体系┃
┃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。
杠杆
距离
距离
力
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。
力
距离
滑轮组
力的方向
3．功的必要因素
某同学踢足球，球离开脚后飞出10m远，足球飞出10m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：①作用在物体上的 ；②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。
力跟物体在力
的方向上通过的距离
力
力
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）。
距离
力
省力又省距离
使用任何机械都不省功
等于
力的方向
省距离
省力
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66kW，它表示：小轿车1s内做功66000J。对于功率一定的机械，由公式P＝—＝Fv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：
单位时间
快慢
比值
t
W
公式：η＝———
斜面：η＝——
定滑轮：η＝——＝——＝—
动滑轮：η＝——＝——＝——
滑轮组：η＝——＝——＝——
（2）提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。
W有用
W总
Gh
FL
Gh
Fs
Gh
Fh
G
F
Gh
Gh
Fs
F2h
2F
G
G
nF
Fnh
Gh
Gh
Fs
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。
重力势
减小
增大
动能
小于
大
大
重力势能
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10－1所示的杠杆平衡状态，已知每个钩码的质量均相等。
┃典例精析把方向┃
图10—1
（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 。
2
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
例2　如图10－2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F＜G
B.F大小不变，但F＞G
C.F逐渐减小，但F＞G
D.F逐渐增大，但F＜G
A
图10—2
[解析]当杠杆和竖直墙之间夹角逐渐增大时，由于动力
是竖直向上的，所以动力臂和阻力臂的比值是不变的，由杠
杆平衡条件——＝——可知，力的大小不变。
方法点拨：
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F1L1＝F1L2，代入不变量，进而判断动态量的变化情况。
F1
F2
L2
L1
典例2：滑轮组的应用与设计
例3　请在图10－3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）
[答案] 如图所示
图10—3
方法点拨：
关于滑轮组提升（或水平拉）物体时，承担重物绳子的
股数的判断和根据题目的具体要求设计滑轮组的组装的解题
步骤：①根据公式n＝ ，求出绳子的股数；②利
用“奇动偶定”原则解决相关问题。
G物+G动
F
典例3：功的计算

例4　如图10－4所示，用水平力F拉着重为100N的物体，在水平地面上向右匀速移动了5m，物体所受地面的摩擦力大小为20N，则（　　）
A．重力做的功是500J
B．拉力大小为100N
C．拉力大小为120N
D．拉力做的功为100J
D
图10—4
方法点拨：
计算功的大小时，要特别注意：力与距离二者要在同一个方向上。还要注意通过物体的平衡条件判断物体的受力情况，求力的大小。
典例4：功率的测量

例5　如图10－5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
B
图10—5
方法点拨：
测量功率的大小的思路：根据功率的计算公式P＝—
确定所需测量的物理量，测量功率需要得到功和对应做功
所需要的时间，测量功时注意力和距离的对应。
W
t
典例5：机械效率的探究

例6　用如图10－6所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
图10—6
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为 N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为 %。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：
。
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据。
实验
次数
钩码悬
挂点
钩码总
重G/N
钩码移
动距离
h/m
拉力
F/N
测力计
移动距
离s/m
机械效
率η/%
1
A点
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B点
2.0
0.15
1.2
0.30
83.3
0.5
66.7
使用杠杆时需要克
服杠杆自重（克服摩擦力）等做功
根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答： ；请简要说明两条理由：① ；② 。
方法点评：
杠杆的机械效率：杠杆的支点改变，悬挂点的改变都会使额外功的大小改变，即克服杠杆自重所做的功改变。
不能
两次实验时钩码没有挂在同一位置
仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的
典例6：机械能的转化

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10－7是小孩荡秋千的示意图，下列分析正确的是（　　）

C
图10—7
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
方法点拨：
判断动能、势能的转化时，首先看变化前的物体所具有的能的状态，再看变化后物体所具有的能的状态，前后比较就可以判断哪种能发生了变化，由何种能转化为何种能。
1．如图10－8所示是安置在小区门口的栏杆的示意图，当在A处施加一个动力时，可将栏杆拉起来，它是一根（　　）
A．省力杠杆　　　　　B．费力杠杆
C．等臂杠杆 D．无法确定
┃实战演习成高手┃
B
图10—8
[解析]当在A处施加一个动力时，左侧立柱是支点，杆的重心在杆的中间，则阻力臂约为杆长的一半，而动力臂只是A点到支点的距离，所以动力臂远远小于阻力臂，属于费力杠杆。
2．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
A
3．如图10－9所示的四种情景中，人对物体做功的是（　　）
B
图10—9
[解析]A、C、D选项中有力没有距离，所以不做功。
4．中考体育跳绳项目测试中，小明同学在1min内跳了120次，则他跳绳时的功率大约是（　　）
A.0.5W B.5W
C.50W D.500W
[解析]小明体重约500N，每次升高5cm，P＝—＝
——————————＝50W。
C
W
t
500N×0.05m×120
60s
5．如图10－10所示，用F＝50N的水平拉力，通过一个动滑轮，使重为200N的物体A水平向右匀速移动了
3m，在这个过程中（　　）
A．拉力F做了150J的功
B．拉力F做了300J的功
C．重力做了600J的功
D．重力做了1200J的功
B
图10—10
6．如图10－11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
D
图10—11
7．如图10－12所示，若人手拉力F＝50N，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。
100
图10—12
50
100
8．某人在水平地面上用100N的水平推力推动重500N的物体，使物体以0.2m/s的速度匀速移动了3m，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。
100
300
20
9．如图10－13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。
图10—13
弹性势
重力势
动
10．如图10－14所示，在课桌的C点用最小的力把桌腿B抬离地面，在抬起时桌腿A没有滑动，请在C点画出这个力的示意图，并标出它的力臂L。
图10—14
[答案]如图所示
11．小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图10－15所示，她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车。调节斜面倾角θ的大小，多次测量，得到下表所示的数据：
图10—15
（1）请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。
斜面倾
斜角θ
小车重
G/N
斜面高
h/m
斜面长
s/m
拉力
F/N
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效
率η
12°
5
0.2
1
2.1
1
2.1
48%
30°
5
0.5
1
3.6
2.5
69%
45°
5
0.7
1
4.3
3.5
4.3
3.6
81%
（2）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越大， 。
（3）实验过程中拉力的方向应与斜面 。
（4）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持 不变，斜面的光滑程度不变，只改变
。
机械效率越大
平行（保持一致）
斜面倾斜角θ
小车重
12．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2426m，上、下高度差约600m，单个吊车载满两人后的总重是2500N。以单个吊车载满两人为
例，试回答下列问题。
图10—16
（1）吊车与索道的接触面积以0.01m2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
20min，吊车和人的重力做功的功率是多少？
[答案]（1）2.5×105Pa （2）1.5×106J （3）1250W
[解析]（1）p＝—＝————＝2.5×105Pa；
（2）W＝Gh＝2500N×600m＝1.5×106J；
（3）P＝—— ＝—————＝1250W。
F
S
2500N
0.01m2
W
t
1.5×106J
1200s
谢 谢