简单机械和功基础知识点分析与拓展训练Word文件下载.docx
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动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1.5
10
2
20
3
上图是小明同学三次实验的情景,实验时所用的每个钩码重0.5N,杠杆上每一格长5cm,部分实验数据已记录在下表中.
(1)将表格中的实验数据补充完整.
(2)小明的第3次实验存在错误,其错误是_________________________.
知识点5:
经历实验探究过程,了解使用定滑轮和动滑轮的特点:
定滑轮不省力,但能改变力的方向,动滑轮省力但不能改变力的方向
1.小昕学习了滑轮知识后,用一根绳和一个滑轮,借助木桩设计出如图所示的甲、乙两种方案,将船拉上沙滩.请你指明这两种方案的优缺点:
________________________________________________________________.
知识点6:
能识别生活和生产中常见的滑轮;
了解滑轮组的特点:
既可以省力又可以改变力的方向。
学会组装简单的滑轮组。
1.程跃要提起重800N的物体,但是他的最大拉力只有300N.于是,他找来了一些滑轮,想利用滑轮组提起这个重物。
已知每个滑轮重20N,程跃想站在地上向下拉绳,他最好选择图中_______滑轮组来提起重物(选填“a”、“b”或“c”)。
请在所选的图中画出正确的绕绳方法。
如果程跃的实际拉力是280N,求出所选滑轮组的机械效率。
知识点7:
结合功的实例认识功的概念。
理解做功的两个必要条件,并能正确判断某个力是否做功。
会对有关功的问题进行简单的计算。
1.如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图,下列有关说法错误的是()
A.在a到b的过程中,运动员对铅球做了功
B.在b到c的过程中,运动员对铅球没有做功
C.在c到d的过程中,没有力对铅球做功
D.在a到d的过程中,铅球的运动状态在不断的变化
2.如图(甲)所示,小华用水平力F拉着木箱在水平方向上运动了距离L,则小华对木箱所做的功为W1=_______.小昕沿如图(乙)所示的斜面用同样大小的力F拉着同样的木箱在力的方向上也运动了距离L,小昕对木箱所做的功为W2.则W2W1(填“>
”、“<
”或“=”).
知识点8:
通过对实例的分析,体验并能知道做功是能量转化或转移的过程。
知道使用任何机械都不能省功。
1.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
知识点9:
理解功率的概念。
了解功率的物理意义。
1.学校组织爬山比赛.同学们在山脚的某一地点同时出发,结果小乐和小强同时到达山顶.若想判断两人谁的爬山功率大,还需要测定的物理量是()
A.爬山的时间B.爬山的路程C.两人的体重D.山的高度
2.两名运动员,甲比乙高,如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等,如图所示,则()
A.甲做功较多,功率较大B.甲做功较多,功率较小
C.甲做功较多,甲、乙功率相等
D.甲、乙做功相等,乙的功率较大
知识点10:
知道功率的公式
,会对有关功率的问题进行简单的计算。
1.如图所示,重为100牛的物体A在水平拉力F的作用下,
沿水平面以0.4米/秒的速度作匀速直线运动,弹簧秤的
示数为5牛.不计滑轮、绳子、弹簧秤的重力,忽略绳子
与滑轮间的摩擦。
则物体A受到水平面的摩擦力为________牛;
若物体A匀速运动2秒钟,拉力F做功为________焦,拉力F的功率为________瓦.
知识点11:
了解什么是有用功、额外功和总功。
理解什么是机械效率。
学会用机械效率的公式进行有关问题的简单计算。
1.如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶,动滑轮重为20N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重.若工人在5s内将绳子匀速向上拉6m,则泥桶上升_______m,手拉绳子的力为______N,拉力的功率为_______W,滑轮组的机械效率为________.
2.如图,用1.2N的拉力沿竖直方向匀速拉起重为2N的物体,物体上升0.1m所用时间为4s。
(1)此过程中拉力的功率为W,动滑轮的机械效率为。
(2)将物重由2N不断逐次增大,假设动滑轮始终能正常工作,此过程中,它的机械效率范围是。
知识点12:
经历实验探究过程,了解影响机械效率的因素。
1.图为测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重6N。
(1)实验时要竖直向上拉动弹簧测力计,由图可知拉力大小为N,若钩码上升的高度为8cm,则弹簧测力计向上移动cm,该滑轮组的机械效率为。
(2)若仅增加钩码的个数,该滑轮组有机械效率将。
(选填:
“增大”、“减小”或“不变”)
知识点13:
学会设计制作组合的简单机械。
1.如图所示,OA是起重机的吊臂,可绕O点转动.在
距O点6m远的B处吊有重3000N的物体.为保
证吊臂在水平位置平衡,则绕过定滑轮斜向下的拉
力F为_____N.将吊臂缓慢拉起,使用A点升高2m
的过程中,拉力变______.(绳重、吊臂重、摩擦均不计)
2.利用定滑轮提起重物,沿着如图所示方向的F1、F2、F3来施
力拉绳子时拉力大小的关系是F1______F2______F3(以上两空选填“=”或“≠”),这是因为F1、F2、F3的力臂________(选填“相等”或“不等”)
典型例题
1.如图所示,杠杆AC(刻度均匀,不计杠杆重)可绕支点O自由转动,在B点挂一重为G的物体。
使杠杆平衡,应在杠杆上的点
施加一个作用力,才能使作用力最小,该最小作用力与物重G的比值是_______.
2.如图所示,AOB为一杠杆(自重不计),O为支点(OA<
OB,OD=OA),
在A端悬挂一重物G,那么()
A.在B点用力使杠杆在图示位置平衡,一定是省力的
B.在C点用力不可能使杠杆在图示位置平衡
C.在B点用力使杠杆在图示位置平衡,沿竖直方向最省力
D.在D点悬挂一个与G完全相同的物体能使杠杆在图示位置平衡
3.下列说法中正确的是()
A.机械效率越高,机械做功一定越快B.做功越多的机械,机械效率一定越高
C.功率越大的机械做功一定越多D.做功越快的机械,功率一定越大
4.要把重100N的沙子运上三楼,小昕采用了图中的第一种方法,1min完成了任务。
若不计摩擦,试求:
(1)运沙子时的机械效率;
(2)小昕的功率.
解:
(1)W有用=G沙·
h
=100N×
6m=600J
W额=G桶·
h=20N×
6m=120J
W总=W有用+W额=600J+120J=720J
η=
=83.3%
(2)P=
=
=720W
机械效率是83.3%,小华的功率是720W.
你认为上述解答是否有错误?
________(选填“有”或“没有”).如有,请你加以订正.
6.小张同学家住楼上,最近正在装修房子,需要搬运装修材料,但有些材料由于楼道过窄不方便搬运,于是瑞瑞建议采用两个滑轮组成滑轮组,并且站在地上就可以把材料运上楼.若某次搬运的材料重765N,被提升的高度为10m,人所用的拉力为450N求:
(1)请你帮助小张画出滑轮组的绕线示意图.
(2)用滑轮组提升材料时做的有用功是多少?
(3)该滑轮组的机械效率是多少?
(4)随后,小张同学查阅了有关机械效率知识的资料,看到下表中的一组数据,请你找出这些机械设备效率的共同特点.
5.引体向上,是同学们经常做的一项健身运动。
该运动的规范动作是:
两手正握单杠,由悬垂开始.上提时.下颚须超过杠面;
下放时,两臂放直,不能曲臂。
这样上拉下放,重复动作,达到锻炼臂力和腹肌的目的。
陈强同学能连续匀速做16个规范的引体向上动作。
课外活动小组的同学现要估测陈强同学做动作时的功率。
①请你说出应测量哪些物理量。
②写出计算陈强同学做动作时功率的表达式。
拓展延伸
1.如图所示,大李和小李用一根均匀的木棒抬重物。
大李为了减轻小李的负担,他可以(写出一种合理的做法);
假如大李要承担3/5的力,那么,小李的肩头到重物挂点O的距离与大李的肩头到重物挂点O的距离之比是。
2.仔细观察下列漫画,简要说明其物理道理.
甲图说明:
____________________________________________________________;
乙图说明:
丙图说明:
F
A
3.小明用如图所示的滑轮组,在10s钟内将质量为60kg的物体A匀速提升了2m。
已知绳子自由端所用的拉力为200N。
⑴画出物体A的重力示意图;
⑵请计算出与此题相关的任意四个物理量(g取10N/kg)。
4.甲、乙、丙三位同学分别用动滑轮竖直向上匀速提升不同的钩码,并记录了如下表所示的实验数据.(不计绳重和滑轮摩擦)
动滑轮重/N
钩码重/N
钩码升高的距离/cm
时间/s
甲同学
75
乙同学
60
丙同学
4
90
根据表中的数据可以知道,有一位同学做功最多,他做的功为________J.做功最快的是______同学.
5.在“测定滑轮组的机械效率”的实验中,所用的装置如图所示.
(1)安装好实验器材后,记下钩码和拴住弹簧秤的线端原先的位
置,然后向上____提起弹簧秤,读出的大小,
测出钩码和拴住弹簧秤的线端上移的距离.
(2)某同学正确测得钩码上升的高度为0.2米,钩码重1.5牛,
其他被测和计算的数据如下表:
拉力F(牛)
拉弹簧秤的线端提升的距离s(米)
有用功W有用(焦)
总功W总(焦)
0.6
0.4
0.3
0.24
上表中肯定错误的数据是____和____________.若表中其它数据是正确的,
则该滑轮组的机械效率为___________.
6.交流与评估是科学探究的一个重要环节.光明中学的同学,利用如图所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”实验以后,进行了小组交流,下表是各小组的实验数据记录:
实验小组
钩码重G(N)
动滑轮G′(N)
拉力F(N)
滑轮组的机械效率η
0.5
0.35
47.6%
0.38
43.9%
0.62
53.8%
0.8
0.71
46.9%
5
0.98
68.0%
6
1.06
62.9%
请你对表中各小组的实验数据进行分析比较,回答下列问题:
(1)实验中影响滑轮组效率的主要因素是什么?
____________________________________________________
(2)1、2两个小组的动滑轮重相同,提起的钩码重也相同,测出的
滑轮机械效率却不同,原因不可能是()
A滑轮和轮与轴间的摩擦力大小不同B测拉力时没有使测力计匀速上升
C测拉力时拉力的方向没有竖直向上D钩码被提升的高度不同
(3)请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议(要求写两点):
____________________________________________________________
滑轮专题练习
例题选择
1如图所示,用一根结实的绳子在两根光滑木棒上绕几圈,一小朋友用力一拉,两位大力士竟撞在一起了.这幅漫画说明了:
2.如图所示,物体重均为50N,当物体处于平衡状态时,
不计摩擦和滑轮重,则拉力F1=____N,F2=_____N,F3=______N.
3.如图所示,滑轮重不计,如果拉力F=4N,则甲、乙弹簧测力计的示数分别为F甲=_________N和F乙=__________N.
4.要用滑轮组将陷地泥中的汽车拉出来,试在图中画出最省力的绕绳方法。
5.要用滑轮组匀速提升重1250N的物体,而绳子最多能承受250N的力,若不计滑轮重及摩擦,则滑轮组中至少有()
A.一只定滑轮和两只动滑轮B.两只定滑轮和一只动滑轮
C.两只定滑轮和两只动滑轮D.两只定滑轮和三只动滑轮
巩固练习:
1.
定滑轮实质上是一个____杠杆。
使用定滑轮虽然不能____力,但可以改变____。
试举一个定滑轮的实例_________________。
2.如图滑轮。
利用这样的装置把物体举高,如果滑轮A重2牛,要提起50牛的物体,至少要用____牛的拉力。
若要使物体上升2米,应将绳的自由端拉动____米。
3.
如图所示,重物G重40牛,若不计摩擦,匀速提起重物所用拉力为22牛,则动滑轮的重力是____牛,钩子1受到绳子的拉力为____牛,钩子2受到重物G的拉力为____牛。
4.
如图所示,木块在桌面上匀速滑动,拉力F为2牛,木块所受摩擦力为____牛。
(不计滑轮重)
5.如图所示,一根不可伸长的轻绳,一端与置于水平桌面上重100N的物体A相连,另一端跨过滑轮固定于O点,当悬挂在滑轮下的物体B重40N时,它恰能对匀速下降,若要使物体B匀速上升,需要在物体A上施加一个水平向左、大小为______N的力。
6.
使用图所示的装置匀速提起重物G所用的拉力中,力 [ ]
A.F1最大 B.F2最大
C.F3最大 D.一样大
7.
使用滑轮组可以[ ]
A.省力又省距离B.可以省力,但不能改变力的方向
C.既可省力又可改变力的方向D.费了力但可以省距离
8.如图所示甲、乙两个装置,已知A在地面上滑动时所受的摩擦力为40牛(不考虑绳与滑轮的摩擦)。
要使A向右匀速滑动,拉力F甲与F乙的大小分别为 [ ]
A.40牛,20牛 B.20牛,40牛
C.40牛,40牛 D.20牛,20牛
9.
利用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组提起重600牛的物体,最小的拉力是(不计动滑轮重力及摩擦) [ ]
A.600牛 B.300牛
C.200牛 D.100牛
10.如图所示,规格完全相同的滑轮,用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组,分别提起重为G1和G2的两个物体,比较它们的省力情况,下列说法中正确的是:
[ ]
A.若G1=G2,则F1一定小于F2B.若G1=G2,则F1一定大于F2
C.若G1<
G2,则F1一定大于F2D.若G1>
G2,则F1一定等于F2
11.工地上,工人师傅用滑轮组吊重为600牛的物体,他站在地面上用180牛的力往下拉绳,使物体匀速上升3米,
(1)求该滑轮组中吊起动滑轮的绳子股数n,并画出这个滑轮组的示意图;
(2)若不计摩擦,求动滑轮总重;
12.使用滑轮组提升重物。
已知物重为20N,绳能承受的最大拉力为6N,应该如何设计滑轮组?
(不考虑动滑轮重、摩擦等因素)
练习A:
简单机械
填空
1.定滑轮实质上是一个杠杆,使用定滑轮不省,但可以改变,动滑轮实质上是一个杠杆,使用动滑轮可以,但不能改变。
2.动滑轮和定滑轮组合在一起叫,使用它吊重物时,既能又可以改变,若不计动滑轮自重及摩擦,动滑轮由几股绳子承担,所用的力就是,若吊起动滑轮的绳子的股数为n,物重为G,则所用的力F可写成公式:
。
3.一根杠杆的动力臂跟阻力臂之比是5:
1,现作用在此杠杆上的动力是100N,杠杆平衡时,阻力的大小为N。
此杠杆是杠杆(填“省力”“费力”或“等臂”)。
4.静止的杠杆在加上一个外力F的作用后仍能保持静止,那么F的力臂等于m,力的作用线通过。
5.如图所示,杠杆AB可绕B点转动,30A
在A端挂一重物G,并用细绳系住A点,B
当AB保持水平,细绳和AB成300角,设AB长为L,则拉细绳的力F的力臂为,F=(杠杆自重不计)
6.根据杠杆平衡条件可知,当时,使用杠杆是费力的,下列提供的杠杆中属于费力杠杆的是(只填序号),使用费力杠杆的优点是。
(A)撬棒(B)抽水机手柄(C)独轮车(D)钢丝钳(E)开汽水的起子(F)镊子(G)理发剪刀(H)道钉撬(I)缝纫机踏板(J)天平横梁
7.有一根长1m的杠杆,左右两端分别挂实心铁块A和B,若A重80N,B重20N,要使杠杆平衡,支点应在离左端m处,若把铁块A、B同时分别浸没在水中,杠杆
(选填“能”或“不能”)继续平衡。
8.如图所示,A物重400N,要使动滑轮匀速上升0.2m,
力F应等于N,这时物体A上升m
(滑轮重、绳重及摩擦均不计)A
一、选择
9.使用滑轮组肯定不能做到的是( )
(A)既省力又改变力的方向(B)既省力又省距离
(C)省力,但没有改变力的方向(D)不省力,但可以改变力的方向
10.用滑轮组提升重物,当绳子自由端被拉下2m时,物体升高了0.5m,被提升的物体质量是20kg,若不计动滑轮重力和摩擦阻力,则拉绳子的力应为()
(A)40N(B)20N(C)40N(D)60N
11.一体重为500N的人可举起600N重的物体,这个人站在地面上用一个定滑轮来提升重物,他所能提起的最重物体为----()
(A)500N(B)600N(C)100N(D)1100N
12.如图所示,AOB为一根杠杆,O为支点,在杠杆A端处用细绳悬挂重为G的物体,B端处施加外力,若不计杠杆自重,设保持AO段在水平位置平衡时,在B端需施加的最小外力为F1,若保持BO段在水平位置平衡时,在B端处施加的最小的力为F2,则--()
(A)F1<F2(B)F1=F2
(C)F1>F2(D)条件不足,不能判断
实验与设计题
13.在研究杠杆平衡的实验中,如果杠杆左端低、右端高,应将左端的向移动,或将右端的向移动,直至杠杆静止在位置。
当在两边挂上数目不等的钩码,通过调节悬挂点也要使之平衡在水平位置,其目的是。
14.用滑轮组提起重物,要求省2/3的力,且拉力方向向下,试画出滑轮组中滑轮个数最少的滑轮组的绕线图。
(不计动滑轮重、绳重及摩擦)
15.人站在二楼阳台上,要将楼下700N的重物拉上来,绳子的最大承重是300N,应怎样设计滑轮组,能将重物提起且使用滑轮的个数最少(滑轮重及摩擦不计)
16.在图中画出杠杆AO所受动力F1的力臂(标上L1)和阻力F2力臂(标上L2)
第14题图第15题图第16题图第17题图
17.如上图所示的滑轮组拉物体A匀速前进1米,若物A所受的滑动摩擦力是90牛,拉力F是35牛,则滑轮组的机械效率η=。
计算题
18.如图所示,物体悬挂在A点,在B点需作用100N的力,杠杆才能平衡;
物体悬挂在B点,在A点需作用400N的力,杠杆才能平衡,求物重(杠杆自重不计)
AOB
19.用一根长1.8m的硬棒去撬动一块重为2000N的大石块,估计人能施加的力为石块重的1/5,那么当作支点用的小石块应当垫在离大石块多远处?
如果要使大石块向上撬起10cm,人施力的一头至少要移动多少距离?
B:
功、功率、机械效率
一、填空:
1.做功的两个必要的条件是:
一是物体要受到,二是物体要在上通过一定的。
2.将一本书从地面捡回桌面,大约做功为,(选填“0.1J”“1J”或“10J”)
3.功率是表示的物理量,物体在所做的功叫功率,在国际单位制中,功率的单位是,用符号表示。
某机器的功率为1.25KW,则表示。
4.在物理学中将功与功的比值叫机械效率,其表达式为。
因为摩擦、机械自重不可避免,所以功总是存在的,因此,任何机械的机械效率总是100%。
5.一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它将同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比较,所做的有用功,额外功,总功(变大/变小/不变)
6.用50N的水平拉力,将一重为100N的木箱,在水平地面上匀速拉动3m,拉力做功为
J,重力做功为J。
7.人利用动滑轮匀速提升重为960N的物体,所