力学板块专题复习之第五讲 功和机械能+简单机械.docx
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力学板块专题复习之第五讲功和机械能+简单机械
力学板块专项复习:
第五讲功和机械能+简单机械
一、前学后不忘-加油!
(选择题每小题6分,填空题每空5分,共100分)得分:
1、下列有关浮力的说法正确的是()
A.物体的密度越大,受到的浮力越大B.物体的体积越大,受到的浮力越大
C.物体没入水中越深,受到的浮力越大D.浸没在水中的物体,可能不受浮力
2、如图所示容器中,底部和侧壁分别有木塞a和b,且a,b在水中的体积相等,则().
A.a受到的浮力大B.a,b受到的浮力相等C.只有a塞受到的浮力为零D.a,b塞受到的浮力均为零
3、如图所示,把铁块放在空容器中,沿容器壁缓慢向容器中加水至图示处。
加水过程中,铁块受到浮力。
则在加水的全过程中,容器底对铁块的支持力F与时间t的关系图象是( )
4、三个体积相同而材料不同的球A、B
、C,分别静止在不同深度的水里,以下说法正确的是:
( )
A、A球所受的浮力最小 B、A球所受的浮力最大
C、C球所
受的浮力最大 D、C球所受的浮力最小
5、如图3,烧杯中的冰块漂浮在水中,冰块上部高出杯口,杯中水面恰好与杯口相平。
待这些冰块全部熔化后[]
A.将有水从烧杯中溢出B.不会有水从烧杯中溢出,杯中水面也不会下降。
C.烧杯中水面会下降D.熔化过程中水面下降,完全熔化后有水溢出。
6、把重5N、体积为6×10-4m3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是( )
A.物体上浮,F浮=6NB.物体悬浮,F浮=5N
C.物体漂浮,F浮=5ND.物体沉在水底,F浮=6N
7、
在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线“,又称“载重线“,如图所示.其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线.若不考虑常数g的变化,当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力大小以及北大西洋与印度洋的海水密度ρ1和ρ2的关系是( )
A.浮力增大,ρ1<ρ2B.浮力减小,ρ1>ρ2
C.浮力不变,ρ1>ρ2D.浮力不变,ρ1<ρ2
8、“远征号”潜水艇从长江某基地赴东海执行任务过程中( )
A.潜水艇在海水中潜行时所受的浮力大于在江水中潜行时所受的浮力
B.潜水艇在海水中潜行时所受的浮力等于在江水中潜行时所受的浮力
C.潜水艇在海水中潜行时所受的重力小于在江水中潜行时所受的重力
D.潜水艇在海水中潜行时所受的重力等于在江水中潜行时所受的重力:
9、如图所示,把一个苹果放入浓盐水中,苹果处于漂浮状态.如果把水面以上的部分切去,则余下的部分( )
A.沉入水底B.仍然漂浮C.刚好悬浮D.无法判断
10、某潜水艇在海中潜行一段时间后上浮。
在潜水艇浮出水面之前,所受海水的压强和浮力变化情况正确的是()
A.压强减小,浮力不变B.压强增大,浮力不变
C.压强不变,浮力变大D.压强不变,浮力变小
11、如图所示,弹簧测力计吊着物块在空气中称时示数为1.6N,当把物块总体积的1/2浸入水中称时示数为0.6N,则物体受到的浮力为________N,物块的密度为________kg/m3。
当把物块总体积的4/5浸入水中称时,弹簧测力计的示数为________N。
(g取10N/kg)
12、将密度为0.6×103kg/m3,体积为125cm3的木块放入盐水中,木块有1/2的体积露出盐水面。
则木块受到的浮力为________N,盐水的密度为________kg/m3。
(g取
10N/kg)
13、一个木块漂浮在水面上,露出水面的体积占总体积的1/4,则木块的密度是kg/m3。
14、有一支密度计,先后放在A、B两种液体中,静止时如图所示,由此可判断,A的密度 B的密度,密度计在A液体中所受浮力 在B液体中所受的浮力.(选填“<”、“=’”或“>”)
二、知识点集锦
1、功和能
1)、做功的两个必要因素:
①___;②物体在这个___的方向上移动____。
实质:
(强调三个关键词)
2)、不做功的三种情况:
①“劳而无功”:
物体受力但没______;②“垂直无功”:
物体受力和移动的方向______;③“不劳无功”:
运动物体缺力凭_______保持继续运动。
例1:
如图所示的几种情况中,人对物体做了功的是( )
A、静止的小车在拉力的作用下向前运动B、搬而未起
C、提着小桶在水平路上前进D、运动员将杠铃举起后停留的3秒
例2:
某中学进行大扫除,同学们都忙得热火朝天,满头大汗,其中并没有对物体做功的是( )
A.小玉用力把水桶提起 B.小园端着水盆走进教室
C.小浩用抹布擦玻璃 D.小华把凳子倒放在课桌上
例3:
一个足球运动员用100N的力踢一个重为5N的足球,球离脚后在水平草地上向前滚动了30m。
在球滚动的过程中,运动员对足球做的功为( )
A、3000JB、500JC、150JD、0J
3)、正功和负功(简单了解):
正功:
负功:
4)、功的计算:
(1).规定:
在物理学中,力做功的多少等于作用在物体上的力和物体在______的方向上移动_____的乘积。
用字母______表示。
公式:
________;把一个鸡蛋举高1m,做的功大约是____。
(2).理解:
公式中的s一定是在力F的方向上通过的距离,强调对应。
F和s是同一个物体在同一时间内,且同一方向上的两个量。
4)、重力做功:
W=mgh(重力做功与路径无关,只与初末位置的竖直距离有关)
例
4:
如图11.1-2,装卸工人用沿斜面向上大小为200N的推力,匀速将G=800N的货物从斜面底端推上1m高的货车,下列分析正确的是( )
A、此过程中,斜面对货物支持力做功0JB、此过程中,推力做功800J
C、货柜受到的重力和斜面对货物的支持力二力平衡
D、货柜受到的重力和货物对斜面的压力二力平衡
例5:
如图所示,同一物体分别沿光滑斜面OA、OB由静止开始从顶端滑到底端,它到达底端的重力所做的功分别是WA和WB,则[]
A.WA=WBB.WA>WBC.WA<WBD.无法确定
例
6:
图11.1-6中是一个两面光滑的斜面,∠β大于∠α,同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点,所需拉力分别为FA、FB,所做功分别为WA、WB,则( )
A、FA=FB,WA=WBB、FA<FB,WA=WB
C、FA<FB,WA<WBD、FA>FB,WA>WB
5)、功率:
定义:
__________里完成的功叫功率;或者。
定义理解:
物理意义:
功率是用来表示做功______的物理量。
定义公式:
_______变形公式:
单位1W=11W的物理意义
例7:
某小轿车功率66kW,它表示:
小轿车在______内做的功为_____________J。
由W=______和v=_______,得P=________。
汽车的功率一定,上坡时要换低速档,以获得更_____的牵引力,即在功率一定时,要增大F,必须______
平均功率和瞬时功率、额定功率和实际功率:
例8:
育课上两位同学进行爬杆比赛,假如他们先后从同一根杆的底端匀速爬到顶端。
如果要粗略比较一下两人做功的大小,需要知道的物理量是()
A.爬杆的速度 B.爬杆的时间 C.两人的体重 D.杆的具体高度
例9:
小明用相同的水平推力,分别使较重的A物体沿较光滑的平面移动,较轻的B物体沿较粗糙的平面移动,若在相同的时间内移动相同的距离。
则下列说法正确的是( )
A.小明对A物体做的功多B.小明对B物体做的功多
C.小明推A物体时的功率小D.小明推A、B两物体时的功率相同
例10:
功率相等的两汽车,在相同的时间内匀速通过的路程之比为2:
1,下列说法中错误的是( )
A.两车所做的功之比为2:
1B.两车所做的功之比为1:
1
C.两车所受牵引力之比为1:
2D.两车的速度之比为2:
1
例11:
如图甲所示,一块质量为0.2kg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=3N的作用下向上运动,铁块运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示.则铁块受到的摩擦力为 N,0~6s内拉力F做的功是 J(取g=10N/kg)
6)、机械能:
能量:
理解:
①能量表示物理量;能量大小可以用能够对外做功的多少来衡量。
②一个物体“能够对外做功”,并不是一定“要做功”,也不是“正在做功”或“已经做功”。
例如:
山上静止的石头具有能量,但它没有做功,也不一定要做功。
补充:
实验中的研究方法:
和
机械能的相互转化:
(1)动能和重力势能的相互转化:
(2)动能和弹性势能的相互转化:
例12:
关于能,下列说法中正确的是( )
A.静止的物体不具有能B.没有做功的物体不具有能
C.具有能的物体一定在做功D.能够做功的物体一定具有能
例13:
为了探究动能大小与哪些因素有关,小明利用相同体积的木球和铜球,并在水平面放置木块设计如下图所示的一个实验。
(1)通过图甲和图乙实验,我们发现物体的动能与________有关。
通过图甲和图丙实验,我们发现物体的动能与________有关。
(2)在探究动能与速度的关系时,要保持小球的不变,让小球从(填“相同”或“不同”)的高度落下,以不同的速度推动木块移动.
(3)探究动能与物体质量的关系时,要保持相同,就是让质量不同的小球从滚下.
(4)物理研究方法有很多,本实验运用了两种研究方法:
一是法;二是转换法,就本题来说:
用的现象来表示小球动能大小的方法就是转换法。
例14:
如图所示,质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度,该高度比他起跳时的重心高出h,则他从起跳后至跃过横杆的过程中克服重力所做的功()
A.都必须大了mghB.都不一定大于mgh
C.用背越式不一定大于mgh,用跨越式必须大于mgh
D.用背越式必须大于mgh,用跨越式不一定大于mgh
例15:
如图所示,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
例16:
在2009年初美国一架波音客机坠入河中,造成这一事故的主要原因是一只飞鸟撞上高速飞行的飞机。
对这一现象的解释,下列说法正确的是( )
A.飞机飞上了高空后,玻璃窗受气压影响,不再坚固
B.鸟在地面飞行时重力势能小,在高空飞行时重力势能大
C.鸟在地面飞行时动能很小,在高空飞行时动能很大
D.鸟相对于高速飞行的飞机来说,速度很大,因此相对于飞机的动能也很大
例17:
如图11.3-4所示是小明探究“物体的重力势能大小与物体的质量和被举起的高度是否有关”所做三次实验的情景.
(1)实验时通过观察来判断物体重力势能的大小.
(2)为探究“重力势能大小与物体被举起的高度是否有关”,应选两组实验,比较这两组实验,得到的结论是.
(3)小明为了探究“重力势能大小与物体的质量是否有关”,选择了乙和丙两组实验,你认为他的选择是(选填“正确”或“错误”)的,你的理由是.
例18:
回答下列机械能的有关问题:
(1)发条拧的越紧的钟表,走的时间越_______,这是因为发条越紧_______能越大.
(2)修拦河大坝是为了提高上游水位,增加水的能,水流下时才能转化为更多的能,从而带动发电机发电.
(3)2009年3月1日16时13分10秒,嫦娥一号卫星在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下,准确击落于月球丰富海区域。
在嫦娥一号卫星自由下落撞向月球的过程中,其动能不断_____,势能不断____,其机械能的总量____(选填“增加”、“减少”或“不变”)
补充练习:
1、在如图的四种情境中,人对物体做功的是( )
2、一个物体由A点自由下落时,相继经过B、C两点,如图11.2-1所示,已知AB=BC,物体在AB段重力做功W1,功率P1;在BC段重力做功W2,功率P2,则下列关系正确的是( )
A.W1=W2,P1>P2B.W1=W2,P1=P2
C.W1=W2,P1<P2D.W1≠W2,P1≠P2
3、如图11.2-2所示是甲、乙两个物体做功与所需时间的关系图象,下列说法正确的是( )
A.P甲>P乙B.P甲<P乙C.P甲=P乙D.无法确定
4、“神舟十号”返回舱在落到地面附近时,由于空气阻力等作用做匀速运动,则返回舱在匀速下落过程中,它的( )
A.动能不变,势能减小,机械能变小B.动能不变,势能增大,机械能增大
C.动能减小,势能不变,机械能减小D.动能增大,势能减小,机械能不变
5、小明用100N的力将重80N的铅球掷出7m远,则铅球抛出后的运动过程中,人对铅球所做的功是( )
A.0B.700JC.560JD.1260J
6、一个人用同样大小的水平方向的力拉着木箱,分别在光滑和粗糙两种水平面上前进相同的距离,关于拉力做的功,下列说法正确的是( )
A.在粗糙地面上做的功较多B.在光滑地面上做的功较多
C.两次做的功一样多D.条件不足,无法比较两次做功的多少
7、重60N的长方体木块在水平拉力F的作用下,沿水平地板做匀速直线运动,若F=10N,则木块与地板之间的摩擦力f=________N,木块在水平地板上移
动了5m的
过程中,重力所做的功为________J。
把重物沿长5m、高3m的光滑斜面匀速拉上顶端,如图所示,从底端到顶端过程中,克服重力所做的功是________J,沿着斜面匀速拉动的力是________N。
8、两台机器的功率之比为1∶2,在同样多的时间内它们做功之比
为________,若要做同样多的功,所用时间之比为________。
9、一位父亲与他6岁的儿子一起上楼回家,对此,下列说法错误的是()
A.爬相同的楼梯,儿子体重小做的功少
B.爬相同的楼梯,父亲体重大做的功多
C.爬相同的楼梯,父亲比儿子先到达,父亲的功率大
D.爬相同的楼梯,儿子坐电梯先到
达,儿子的功率大
10、从高空静止释放一物体,
不计空气阻力,释放时物体的机械能是500J,那么()
A、释放时物体的重力势能小于500JB、下落过程中物体的机械能不变
C、物体落地时的动能是500J
D、物体落地时的机械能大于500J
2、杠杆
1)、杠杆定义:
在的作用下绕着的叫杠杆。
说明:
①杠杆可直可曲,形状任意。
②有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。
如:
鱼杆、铁锹。
2)、杠杆五要素——组成杠杆示意图。
①支点:
杠杆绕着转动的点。
用字母O表示。
②动力:
使杠杆转动的力。
用字母F1表示。
③阻力:
阻碍杠杆转动的力。
用字母F2表示。
说明:
动力、阻力的受力物体都是,所以作用点在上。
动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反
④动力臂:
从支点到动力作用线的距离。
用字母l1表示。
⑤阻力臂:
从支点到阻力作用线的距离。
用字母l2表示。
3)、杠杆的作图
(1)、已知力画力臂方法:
一找支点、二画线、三连距离、四标签
⑴找支点O;⑵画力的作用线(延长,虚线);⑶画力臂(虚线,过支点垂直力的作用线作垂线,记得还有垂直符号);⑷标力臂(漂亮的大括号)。
(2)、已知力臂画力:
(1)作垂线(虚线);
(2)找作用点;(3)确定例的方向(动力、阻力使杠杆转动的方向相反)
例1:
例1:
在下图中画出力F1和F2的力臂.
例2:
1)如图所示,杠杆AO在力F1、F2的作用下处于静止状态L2是力F2的力臂,在图中画出力F2。
2)如图所示,杠杆OA在力F1、F2的作用下处于平衡状态,L1为动力F1的力臂.请在图中作出动力F1的示意图.
3)、研究杠杆的平衡条件:
(1)平动和转动的比较
平动
转动(杠杆)
平衡状态
平衡条件
(2)实验前思考的三个问题:
、实验中选择状态为平衡状态,好处是:
、实验中选取在位置平衡,好处是:
、实验中将支点选在杠杆中间的好处是:
(3)实验前杠杆调平的方法:
(4)、实验结论:
杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:
(5)、解题指导:
分析解决有关杠杆平衡条件问题,必须要画出杠杆示意图;弄清受力与方向和力臂大小;然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用平衡条件解决有关问题。
(如:
杠杆转动时施加的动力如何变化,沿什么方向施力最小等。
)
(6)、解决杠杆平衡时动力最小问题:
此类问题中阻力×阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大,要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
例3:
1、为了使杠杆保持静止,可以在A点拖加一个力F,力的方向不同,需要力的大小也不同,请在图8中画出力F最小时的示意图.
2、如图所示,O点是该装置的转轴,已知OA=50cm,OB=30cm,DB=40cm.当该装置在图中所示位置静止时,画出在D点所加最小力的方向与该力对应的力臂,并标出F的值.
例4:
如图8-12所示,AB为一根质量不计的细棒,用绳在O处吊起,当A、B两端分别挂两个重物甲、乙时恰好平衡.若OA=0.8m,OB=0.4m,甲的质量为10kg,则乙的质量为kg.
例5:
园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀轴O处靠近,这样做的目的是为了()
A.增大阻力臂,减小动力移动的距离B.减小动力臂,减小动力移动的距离
C.增大动力臂,省力D.减小阻力臂,省力
例6:
如图3所示,杠杆处于平衡状态,若在两边的钩码下,各加一个同样的钩码,则:
A.杠杆仍保持平衡 B.杠杆A端下降
C.杠杆B端下降 D.无法判断
例7:
如图所示,要使杠杆处于平衡状态,在A点分别作用的四个力中,最小的是( )
A.F1 B.F2C.F3 D.F4
例8:
探究杆杠平衡条件的实验装置。
⑴.两端螺母的作用是;
若杠杆在使用前发现左端低、右端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向调节;也可将杠杆左端的平衡螺母向调节。
此后,在整个实验过程中,是否还需再旋动两侧的平衡螺母?
。
⑵.他得到的两组数据如下表所示:
实验序号
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
2
0.2
1
0.1
2
1
0.08
2
0.04
这两组数据中,第次实验的数据肯定有错误。
经检查,发现是测量动力臂时读数错了;测量值是(选填“偏大”或“偏小”)。
例9:
在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前没有挂钩码时,若杠杆右端下倾,则应将右端的平衡螺母像 (选填“左”或“右”)调节,
使杠杆在水平位置平衡。
(2)如图所示,杠杆在水平位置平衡后,若将左侧的3个钩码该挂在D处,要使杠杆仍然保持平衡,则应将右端钩码该挂在 处。
(3)如图所示,杠杆在水平位置平衡后,若在左侧的3个钩码下添加1个钩码,要使杠杆仍然保持平衡,则应将右侧钩码改挂在 处。
(4)分析有关实验数据,可得出杠杆平衡条件是:
。
4)、生活中的杠杆
名称
结构特征
特点
应用举例
省力杠杆
动力臂大于阻力臂
省力、费距离
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀
费力杠杆
动力臂小于阻力臂
费力、省距离
缝纫机踏板、起重臂
人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆
等臂杠杆
动力臂等于阻力臂
不省力、不费力
天平,定滑轮
说明:
应根据实际来选择杠杆,当需要较大的力才能解决问题时,应选择省力杠杆,当为了使用方便,省距离时,应选费力杠杆。
例10:
下列工具中属于省力杠杆的是_____________,费力杠杆的是____________,等臂杠杆的是___________
例11:
观察图所示的指甲刀的结构图,其中分析正确的是()
A.一个杠杆,且是省力杠杆
B.两个杠杆,一个省力杠杆,一个费力杠杆
C.三个杠杆,一个省力杠杆,两个费力杠杆
D.三个杠杆,一个费力杠杆,两个省力杠杆
补充例题:
1、如图所示,在杠杆AOB的A端挂一个重为GA的物体,B端挂―个重为GB的物体时,杠杆处于平衡状态,若AO=BO,杠杆自身重力不计,则()
A.GA=GB B.GAGB D.无法判断
2、如图所示的简单机械,在使用中属于费力杠杆的是
3、下列仪器或工具在使用过程中,利用了杠杆原理的一组是
①量筒,②剪刀,③烧杯,④试管夹,⑤托盘天平,⑥弹簧测力计
A.①②③ B.②④⑤ C.①③⑤ D.④⑤⑥
4、两个力作用在杠杆上,杠杆处于平衡状态.则( )
A、这两个力的力臂一定相等 B、这两个力的大小一定相等
C、力臂较长的那个力一定较大 D、力臂较长的那个力一定较小
5、用剪刀剪硬纸片时,用刀口中部比用刀口头部剪,容易把硬纸片剪断,这是因为( )
A.减小了阻力 B.减小了阻力臂 C.增大了动力 D.增大了动力臂
6、如图所示,OB为一轻质杠杆,O为支点,OA=0.3m,OB=0.4m,将重30N的物体悬挂在B点,当杠杆在水平位置平衡时,在A点至少需加__________N的拉力,这是一个__________(选填“省力”或“费力”)杠杆.
7、如图所示,灯重30N,灯挂在水平横杆的C端,O为杠杆的支点,水平杆OC长2m,杆重不计,BC长0.5m,绳子BD作用在横杆上的拉力是多少?
(∠DBO=30°)
3、滑轮及机械效率
1)、定滑轮定义:
的滑轮叫做定滑轮。
实质:
是一个杠杆,支点在滑轮的轴,力臂就是滑轮的半径。
特点:
、
、(优点)
、(改变F的方向):
2)、动滑轮定义:
的滑轮叫做动滑轮。
实质:
是一个杠杆。
特点:
、(优点)
、
、(改变F的方向):
例1:
如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲、乙都是定滑轮B.甲、乙都是动滑轮
C.甲是定滑轮,乙是动滑轮D.甲是动滑轮,乙是定滑轮
例2:
如图所示,当弹簧测力计A的示数是5N时,弹簧测力计B的示数是______N,滑轮和重物总重量是______N.
例3:
某人用如图所示的定滑轮将重为G的重物匀速提起,若作用在绳的自由端的力分别为F1、F2、F3,则( )
A.F1>F2>F3 B.F1<F2<F3 C.F1=F2=F3 D.F1=F3<F2
例4:
用动滑轮提起重物时,沿三个不同方向用力,如图所示,三个力的大小关系是( )
A.F1>F2>F3 B.F1<F2<F