初二物理下册第十一章机械与功 复习.docx

初二物理下册第十一章机械与功 复习.docx

《初二物理下册第十一章机械与功 复习.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《初二物理下册第十一章机械与功 复习.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

初二物理下册第十一章机械与功复习

第十一章机械与功

一、知识要点

一、功：

1、力学里所说的功包括两个必要因素：

一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。

2、不做功的三种情况：

有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。

☆某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。

（惯性）。

3、力学里规定：

功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

公式：

W=FS

4、功的单位：

焦耳，1J=1N·m。

把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0.5J。

5、应用功的公式注意：

①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。

③功的单位“焦”（牛·米=焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。

二、功率：

1、定义：

单位时间里完成的功2、物理意义：

表示做功快慢的物理量。

3、公式：

=Fv4、单位：

主单位W常用单位kWmW马力

换算：

1kW=103W1mW=106W1马力=735W。

例：

66kW，它表示：

１s内做功66000J

三、杠杆

1、定义：

在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。

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、

五要素——组成杠杆示意图。

1点：

杠杆绕着转动的点。

用字母O表示。

2力：

使杠杆转动的力。

用字母F1表示。

3力：

阻碍杠杆转动的力。

用字母F2表示。

4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、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延长力的作用线（虚线）；⑶画力臂（实线双箭头，过支点垂直于力的作用线作垂线）；⑷标力臂

研究杠杆的平衡条件：

杠杆平衡是指：

杠杆水平静止或匀速转动。

实验前：

应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。

这样做的目的是：

可以方便的从杠杆上量出力臂。

结论：

杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：

动力×动力臂＝阻力×阻力臂公式F1l1=F2l2

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。

4、种类应用：

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

四、滑轮

1、定滑轮：

①定义：

中间的轴固定不动的滑轮。

②实质：

定滑轮的实质是：

等臂杠杆

③特点：

使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。

④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=GF1=F2

绳子自由端移动距离SF（或速度vF）=重物移动的距离SG（或速度vG）

2、

动滑轮：

①定义：

和重物一起移动的滑轮。

（可上下移动，也可左右移动）

②实质：

动滑轮的实质是：

动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。

③特点：

使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。

a）理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：

b）

F=G/2只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=（G物+G动）/2;F1=F2/2

c）绳子自由端移动距离是2倍重物移动的距离S（或vF）=2h（或vG）

3、滑轮组

1义：

定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。

②特点：

使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向

③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=G/n。

只忽略轮轴间的摩擦，则拉力

F=（G物+G动）/n绳子自由端移动距离是n倍的重物移动的距离SF（或vF）=nhG（或vG）

④组装滑轮组方法：

首先根据公式n=（G物+G动）/F求出绳子的股数。

然后根据“奇动偶定”的原则。

五、功的原理：

1、内容：

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：

使用任何机械都不省功。

2、说明：

（请注意理想情况功的原理可以如何表述？

）

①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。

②功的原理告诉我们：

使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。

③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省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。

④我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：

使用机械时，人们所做的功（FS）=直接用手对重物所做的功（Gh）

3、应用：

斜面

①理想斜面：

斜面光滑②理想斜面遵从功的原理；③理想斜面公式：

FL=Gh

其中：

F：

沿斜面方向的推力；L：

斜面长；G：

物重；h：

斜面高度。

如果斜面与物体间的摩擦为f，则：

FL=fL+Gh；这样F做功就大于直接对物体做功Gh。

六、机械效率：

１、有用功：

定义：

对人们有用的功。

　　　公式：

W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总

斜面：

W有用=Gh

2、额外功：

定义：

并非我们需要但又不得不做的功

公式：

W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）

斜面：

W额=fL

3、总功：

定义：

有用功加额外功或动力所做的功

公式：

W总=W有用＋W额=FS=W有用／η

斜面：

W总=fL+Gh=FL

4、机械效率：

①定义：

有用功跟总功的比值。

②公式：

斜面：

定滑轮：

动滑轮：

滑轮组

③有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。

通常用百分数表示。

某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。

④提高机械效率的方法：

减小机械自重、减小机件间的摩擦。

5、机械效率的测量：

①原理：

②应测物理量：

钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S

③器材：

除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

④步骤：

必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：

保证测力计示数大小不变。

⑤结论：

影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：

A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。

B提升重物越重，做的有用功相对就多。

C摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。

绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。

6、机械效率和功率的区别：

功率和机械效率是两个不同的概念。

功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有用功所占比例的多少。

一、选择题

1.汽车在lh内，在水平路面上匀速行驶了72km，消耗汽油6kg。

若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kW，汽车（包括车上的人和物品）质量为1．5t，汽油的热值为4．6×107J／kg，g=10N／kg。

则关于上述lh的行驶过程，下列分析正确的是（）

A．该汽车对路面的压力大于l．5×104NB．该汽车克服阻力做的功是2．3×104J

C．该汽车的牵引力是1．15×103ND．该汽车发动机的效率是30％

2.下列说法正确的是（）

A.杠杆一定能够省力　B.定滑轮既能省力又能改变力的方向

C.动滑轮既能省力又能改变力的方向D.滑轮国＝组既能省力又能改变力的方向

3.用如图所示的装置提升同一物体，在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是（）

4.小华用钓鱼竿钓起重为15N的鱼，如图4所示，

OA=0.4m，OB=2m。

下列说法正确的是（）

A．用钓鱼竿钓鱼费距离

B．钓鱼竿是个省力杠杆

C．手对鱼杆的拉力F1的大小为75ND．手对鱼杆的拉力F1的大小为3N

5.建筑工人用滑轮组，将重800N的重物匀速提高5m，拉力所做的功为4800J，则该滑轮组的机械效率是（）

A．67％B．73％C．83％D．100％

6.学校里的工人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靠近，这样做的目的是（）

A.增大阻力臂，减小动力移动的距离

B．减小阻力臂，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

6.某同学在“研究动滑轮特点”的实验中按照要求进行了操作，记录的数据如下表，分析数据后发现实验结果与教科书中“使用动滑轮能省一半力”的结论不吻合，同学们对这一实验探究有下列观点，其中不正确的是（）

A．换实验器材，重新实验

B．分析不相吻合的原因

C．该结论不能用实验来验证

D．查阅资料，了解结论的适用条件

7.小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图7），分别

将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别

为η1、η2。

关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（）

A．F1> F2，η1= η2B．F1> F2，η1> η2

C．F1< F2，η1= η2D．F1< F2，η1> η2

8.在校运会中，小翔参加了铅球比赛。

如果他用200N的力，将重50N的铅球投到了10m远处。

则下列关于他投球时做功情况的说法中，正确的是：

（）

A．做功2000JB．做功500JC．没有做功D．条件不足，无法计算

9.如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（）

10.如图所示，重为80N的物体在大小为20N，方向水平向右的拉力Ｆ1作用下，在水平面上以2m/s的速度做匀速直线运动。

当撤去拉力F1，物体静止后，改用方向水平向左，大小为30N的拉力F2使物体向左运动10m，在力F2作用的过程中（）

A．物体与地面之间的摩擦力大小为30N

B．物体运动的速度大小仍为2m/s

C．拉力F2做的功为300JD．重力做的功为800J

11.如图所示，斜面长4m，高2m。

质量为50kg的小明站在斜面顶端用平行于斜面向上的75N的拉力将100N重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，g=10N/kg，那么（）

A．小明对物体做的总功为1300J

B．斜面的机械效率是75%

C．物体所受的摩擦阻力为75ND．物体所受的摩擦阻力为25N

12.下列常用工具属于费力杠杆的是（）

 A．吃饭用的筷子B．撬瓶盖的起子 C．剪断钢丝的钳子D．拧螺帽的扳手

13.下列说法正确的是（）

 A．机械效率越高的机械做功越快B．机械效率越高的机械做功越多

 C．功率越大的机械做功越快D．功率越大的机械做功越多

14.用如图20所示的滑轮组提起重1000N的货物，所用拉力是

400N，绳的自由端被拉下2m。

关于这个滑轮组工作的下列

说法中，正确的是（）

A．总功是800JB．额外功是100J

C．有用功是400JD．机械效率是62.5%

15、如图3所示，在用滑轮将同一物体沿相同水平地面匀速移动时，拉力分别为F甲、F乙、F丙、F丁，比较它们的大小（不计滑轮重及滑轮与细绳间的摩擦），正确的是（）

A．F甲＞F乙　B．F乙＝F丙C．F丙＜F丁D．一样大

16.如图所示，拉力F=125Ｎ，在10s内将重物匀速提升2m，滑轮

组的机械效率是80%。

则下列说法正确的是（）

A.绳子自由端移动距离为6mB.物体重是375Ｎ

C.拉力F做的功是250ＪD.拉力F的功率为25W

17.在铁架台上固定一个由定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，在绳子末端用竖直方向0.8N的拉力使2N重的物体匀速上升，下面说法正确的是（）

A.滑轮组的机械效率是83.3％B.滑轮组的机械效率是66.7％

C.绳端移动速度与物体上升速度相同D.绳端移动速度是物体上升速度的两倍

18.如图，轻质杠杆两端悬挂同种材料制成的大小不同的金属球时，杠杆平衡。

把它们同时浸没在水中，杠杆仍然平衡，则（）

A.两球都是实心的B.大球实心，小球空心

C.大球空心，小球实心

D.两球都空心，且空心部分体积相同

19.如图5所示，将体积相同的物体G1、G2分别挂在杠杆的两端，杠杆处于平衡状态。

若将两个物体G1、G2同时浸没在水中，则（）

A．杠杆仍能保持平衡B．杠杆不能平衡，A端下沉

C．杠杆不能平衡，B端下沉D．无法确定杠杆的状态

20.所示的用具中，属于省力杠杆的是（）

21.林雨同学将一袋10kg的大米从地面扛到肩上所做的功最接近于（）

A.1500JB.150JC.15JD.1.5J

22.如图所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升.已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为（）

A．20N 0.4m/s B．20N 0.1m/s 

C．5N 0.4m/s D．5N 0.1m/s

23.甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相

同质量的物体匀速提升相同的高度。

则（）

A．乙升降机提升重物做的有用功较多B．甲升降机的电动机做的额外功较多

C．甲升降机的电动机做的总功较少D．乙升降机的电动机做的总功较少

24.如图3是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置（不考虑轮重和摩擦）。

使用时:

（1）瘦子固定不动，胖子用力

拉绳使货物

匀速上升。

（2）胖子固定不动，瘦子用力

拉绳使货物

匀速上升。

下列说法中正确的是（）

A．

＜

B．

＞

C．

=2

D．以上说法都不对

二、填空题

1.某同学通过仔细观察发现生活中有很多简单机械，如：

手钳、剪刀、镊子、扳手、钥匙等等。

当把钥匙插入锁孔开锁时，钥匙就相当于（填“杠杆”、“轮轴”、“滑轮”或“斜面”），它是一个（填“省力”或“费力”）的机械。

2.如图，工人利用动滑轮在10s内把重500N的物体匀速提升6m，拉力做功为4000J，则拉力的功率是   W,利用动滑轮提升物体时的机械效率是        。

3.斜面长5m，高1m，工人沿斜面方向用400N的力将重1600N的货箱匀速推到车，推力对货箱做的功是J，斜面的机械效率是。

4.物体在大小为5牛的水平拉力作用下，10秒内沿水平地面前进2米，则拉力做的功为_________焦，功率为________瓦；若物体重20牛，则重力对物体做的功为_______焦。

5..某人用平行于斜面的拉力，把一个重为1000N的物体，沿着长5m、高1m的斜面由底端匀速拉到顶端，拉力的大小为250N，则拉力所做的有用

功为________J，此斜面的机械效率为________。

6..如图6所示，一名同学在做俯卧撑，如果把人的躯

干看作一个杠杆，这是一个________（填“省力”或“费力”）杠杆，该杠杆的支点

是________（填图中字母）。

7.右图是某商场的自动扶梯，扶梯的部分几何尺寸如图所示．质量为50kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼．已知扶梯以1m/s的速度匀速上行，则扶梯对他做的功是J，对他做功的功率是W．如果站在扶梯上的人数

增多，扶梯的效率将（填“变大”、“变小”或

“不变”）．若小华为较快上楼，在扶梯以上述速度上行

的同时，他又相对扶梯以1m/s的速度在扶梯上向上步行。

则他从一楼到达二楼所需的时间为s．

8.工人用定滑轮将重240N的物体匀速向上提升，所用拉力为250N，5s内重物上升4m．此过程中，有用功为J，拉力做功的功率为W，写出一条拉力不等于物重的原因：

．

9.小明的体重是500，若他用20s的时间登上6m高的楼房，克服自身重力做功为J，登楼的功率是W．

10.如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速

提升相同的高度，不计绳重与摩擦，且动滑轮重G动小于乙物体的

物重G，则所用的拉力F甲F乙（选填“>”、“<”或“=”,下

同），其机械效率η甲η乙．

11.小明用弹簧测力计水平拉着重10N的木块在水平木板上做匀速直线运动，此时弹簧测力

计的示数如图所示，则木块受到的摩擦力是N，

水平木板对木块的支持力是N．若小明拉着木

块匀速向右移动了0.5m，则拉力做的功是J

，重力对木块做的功是J．

12.体育测试立定跳远项目中，体重为500N的某同学从最

高点到落地点的过程中，重心下降的最大距离为0.3m，用时0.5s，轨迹如图．则此过程重力做的功为________J，重

力的功率为_________W．

13.如图3所示，是某大楼内电梯的结构示意图。

钢链的一端固定在A

点，然后绕过电梯厢下的滑轮，另一端连接在电动控制装置上．若

用拉力F将重为2×104N的电梯和乘客从一楼匀速提升到15m高的六楼，则拉力F的大

小是N，拉力F所做的功是J（不计摩擦和钢链的重）。

14.如图5所示健身运动的过程中，物体A的质量为4kg，滑轮摩擦不计。

当向下摆动脚腕

使细绳拉着物体A缓慢（匀速）提升时，脚腕对细绳拉力

的方向在改变、大小（选填“也改变”或“不变”）。

若2.4s内脚腕将A物体匀速提起0.3m，则对物体A所做的

功为J，功率为W。

15.如图所示，在轻质杠杆OA的A端挂一边长为10cm的正方形石块，在OA的中点施加一竖

直向上的力F，当力F=40N时，杠杆在水平位置平衡，则石块

重________N。

其密度为________kg/m3，将石块浸没于盛水的烧

杯中，若杠杆仍在水平方向再次平衡，则F=________N。

三、计算题

1.电动自行车轻便、实用、无污染，很受人们喜爱．若某人骑电动自行车在一段平直的公路上匀速行驶了150m，用时30s，电动自行车的牵引力为20N，在此过程中：

（1）电动自行车速度的大小；

（2）牵引力所做的功；（3）牵引力做功的功率．

2.如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为500N

的箱子匀速提升5m，动滑轮的质量为8kg，不计绳重和摩擦，

取g=10N/kg．

（1）在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．

（2）在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力为多大?

（3）在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为多少?

3.工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N，物体在5s内匀速上升lm．求：

（1）有用功；

（2）滑轮组的机械效率；（3）拉力的功率．

4.如图所示，小明同学用动滑轮提升900N的木箱，木箱以0．5m／s

的速度匀速上升2m，所用拉力F的大小为500N（不计绳重和摩擦）．

（1）拉力F做功的功率是多少?

（2）动滑轮的机械效率是多少?

5.某型号汽车发动机的额定功率为6×104W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N。

在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：

（l）发动机所提供的牵引力大小；

（2）行驶速度的大小；（3）行驶5min牵引力所做的功。

6.一列质量为1×103t的火车，以180km／h的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是9×103N。

（1）火车的牵引力多大?

（2）火车行驶1min时间内，重力做了多少功?

机车牵引力做了多少功?

牵引力的功率多大?

7.如图所示，斜面长S=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B．运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功．求：

（1）运动过程中克服物体的重力做的功；

（2）斜面的机械效率；（3）推力F的大小．

8.工人用如图所示的滑轮组提升重物，在10s内将240N的物体匀速提升2m，已知工人的拉力为100N。

不计绳重与摩擦阻力，求：

（1）工人做功的功率；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）如果用此滑轮组匀速提升300N的重物，拉力为多少？

9.学较专业课老师要测试某型号汽车的性能，他将汽车以72km／h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油1.2kg。

汽车匀速行驶时受到的阻力F＝1.2×103N。

（汽油的热值q＝4.6×107J／kg）根据以上信息计算：

（1）该汽车在测试这段时间内做的功是多少?

（2）在测试时间内汽车有用的功率是多少?

（3）在测试时间内该汽车的效率是多少?

10.物重G为2000N，斜面长5m，高3m，斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%，若将重物沿斜面以0.2m/s的速度拉上来，取g=10N/kg求：

（1）所需拉力F是多少？

（2）机械的总功率是多少？

11.用抽水机在一口打好的井中，将井下10m深的水抽到地面。

若抽水机每小时抽水7.2×105Kg，机械效率为50％.取g=10N/kg

（1）抽水机所做的有用功是多少？

（2）抽水机所做的总功是多少？

（3）抽水机所做的总功率是多大？