第九章 功和功率简单机械讲义.docx

1、第九章 功和功率简单机械讲义 功和功率、简单机械一、中考解读：高频考点常考题型复习提示功选择、简答、分析计算理解功的概念，知道功的单位，应用的公式进行简单的计算，解释做功伴随能的转化(或转移)。其中用功的概念和公式计算考查相对较多功率选择、简答、分析计算说明功率的概念，知道功率的单位，应用功率公式进行简单的计算，从能的转化来说明功率简单机械选择、简答、实验与探究、分析计算指认杠杆的五要素，绘制动力臂和阻力臂，概述杠杆的平衡条件并应用其解决简单的问题，举例说出人体中的杠杆；辨认定滑轮、动滑轮和滑轮组，知道它们的特点，使用滑轮组解决简单的问题，滑轮组的考查限于两个滑轮。该考点历年必考，试题难度中等

2、二、考点聚焦：考点1功(1)做功的两个必要条件：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。(2)公式：WFs ；WGh(克服重力做功)(3)单位：焦，符号：J 1焦1牛米(4)实质：功是能量转化的量度，即做多少功就有多少能发生转化。(5)功的原理：使用机械时人们所做的功都不少于不用机械时所做的功，即使用任何机械都不省功。提醒要点 (1)必须注意作用在物体上的力和物体通过距离的方向是否一致。(2)做功的多少与物体是否做匀速直线运动无关。例1：如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示。则第2秒末时，物体处于_状态

3、，第6秒末到第9秒末，推力F做的功是_焦耳。点拨 第2秒末时，物体运动速度为0；第6秒末到第9秒末物体以2米/秒的速度做匀速直线运动，行驶的时间是3秒，行驶的距离是6米，此过程物体受到的拉力为4牛。例2：如图甲，是小球从某高度处由静止下落h过程的路程与时间关系图，图乙中，描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是()【解析】本题综合考查考生对力与运动、功的理解。小球从某高度处由静止下落，因为仅受重力的作用，小球下落的速度越来越快，单位时间内的路程不断增加，重力做的功WGh，G不变，W和h成正比，所以Wt的图线和ht的图线变化趋势一致。考点2功率(1)含义：物体在单位时间内所做的功。(2)意义

4、：功率是表示物体做功快慢的物理量。(3)公式：(4)单位：瓦 ，符号：W 1W1焦/秒(5)PFv，由该公式可知，在功率P一定时，力F与速度v成反比。提醒要点 功率不表示做功的多少，功率越大，做功越快，并不表示做功越多。在进行有关功率的计算时要注意单位的统一。例1：学习了功率的知识后，小科和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动。以下是他们设计的三套方案，其中可行的是 ()控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬上楼的高度，算出功率进行比较。控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼用的时间，算出功率进行比较。测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，算出功率进行比较。A只有 B只有 C只

5、有 D点拨 功率是单位时间所做的功，比较功率可以采取控制变量的方法，也可以把所需要的量都求出来进行计算。例2：举重是我国的优势体育项目。一位身高180 cm的运动员和一位身高160 cm的运动员，在挺举项目中用相同时间把同样重的杠铃举起，如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式正确的是()AW1W2P1P2BW1W2P1P2.CW1W2P1P2 DW1W2P1F乙. BF甲F乙CF甲F乙 D条件不足，无法判断 3一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

6、别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是()AW1W2W3 BW1W2W3 CW1W2W3. DW1W2W34如图是小龙探究“杠杆平衡条件”的实验装置，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，杠杆保持平衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持平衡，拉力F的变化情况是()A变小B变大.C不变D无法确定5如图所示，小丽在做“研究杠杆平衡条件”的实验，使杠杆在水平位置平衡。如果在杠杆两边的钩码下面各增加一个大小相等的钩码，则杠杆()A仍然平衡B不平衡，左端下降.C不平衡，右端下降 D无法确定6下列测量工具没有利用杠杆原理的是()7如图所示，用20 N的拉力F通过滑轮组将40 N的重物在2

7、s 内匀速提升1 m，在此过程中，拉力做功为 J，拉力的功率是 W。七、练习一、选择题1(2012金华)杠杆在生产生活中普遍使用。下列工具在使用过程中，属于省力杠杆的是() 2(2012台州)某同学设计了一种如图所示的简易电梯，由图可知()AA是动滑轮BB是定滑轮C如果电动机向下拉动绳子，电梯厢将上升.D电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等3(2011宁波)下列所示工具中，使用时不能省力但能省距离的是()4(2011台州)如图所示是小明玩手指顶杆游戏时的情景，杆没有倾倒是由于()A手指对杆没有做功 B杆所受重力与支持力是一对平衡力.C指尖受杆挤压发生形变 D杆与手指间力的作用是相互的5(20

8、11杭州)小李的质量为50千克，可以举起80千克的杠铃；小胖的质量为70千克，可以举起60千克的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是()A小李把小胖拉起 B小胖把小李拉起.C两个都拉不起 D两个都拉起 6(2011温州)如图为家庭手摇升降晾衣架结构图，当顺时针摇动手柄时，横梁上升。下列滑轮属于动滑轮的是()A甲 B乙 C丙 D丁.7.如图所示，小枫骑变速自行车上坡时，要想省力，后轴的齿轮应该换用较大还是较小的？原因是什么？下列对这两个问题回答正确的是()A较大的，增大动力臂 B较大的，减小阻力臂C较小的，增大动力臂 D较小的，减小阻力臂.8衣

9、服夹是一种常用物品，如图给出了用手捏开和夹住物品时的两种情况。下列说法中正确的是()A当用手将其捏开时，它是费力杠杆B当用其夹住物品时，它是费力杠杆.C无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是费力杠杆D无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是省力杠杆9如图所示，在水平拉力F的作用下，使物体沿水平面做匀速直线运动，若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计，已知物体与地面间的摩擦力为5 N，物体运动的速度为2 m/s，则拉力做功的功率大小为()A5 W B10 W. C15 W D20 W10(2012绍兴)A、B是两个粗糙程度不同的物体，弹簧测力计分别以如图甲、乙、丙三种方式，拉动物体在同一水平长木板上匀速

10、直线运动，5 s通过50 cm，F15 N，F28 N。下面是几位同学对丙图运动时状况的分析：A物体受到两个力弹簧测力计的拉力做功6.5 J长木板对B物体的支持力和B物体所受重力是一对平衡力丙图弹簧测力计做功的功率大于乙图弹簧测力计做功的功率B物体在水平方向只受二个力其中正确的是()A. BC D二、简答题1(2011衢州)如图所示为钓鱼竿的示意图，O为支点，F1表示手对钓鱼竿的作用力，请完成下列问题：(1)在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂l2；(2)钓鱼竿属于_杠杆(填“省力”“费力”或“等臂”)。2(2011金华)我们身边处处有科学。如图所示，甲图中的餐具夹是 杠杆；乙图是一种浴室防滑

11、垫反面的示意图，其表面有许多小吸盘，这些小吸盘是利用 产生较大压力使垫紧贴在地面上，从而达到防滑效果。3(2012衢州)滑轮是工农业生产中常用的一种简单机械。甲同学用定滑轮进行了如图所示的三个实验。(1)甲同学研究的问题是 。(2)研究该问题时，弹簧测力计的操作方法可以是 (填序号)。拉着重物保持静止 匀速向下拉动重物 随意拉动重物4如图所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放。车前行时需经过障碍物。当车的前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，若手推车和货物总重200 N，动力臂和阻力臂之比为23，则服务员作用在扶把上的动力为 N。当后轮遇到障碍物A时，售货员竖直向上

12、提扶把，这时支点是 (填“A”“B”或“C”点)，这种情况下，手推车可以视为 杠杆(填“省力”或“费力”)。 5. (2012杭州市第二中学调研)用如图所示的滑轮组匀速提升重为200 N的物体，人对绳的拉力为125 N，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为 。如果人的体重为600 N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重为 N。6(2011杭州)如图所示，小王用两个相同的滑轮组(摩擦不计)，分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中G1G2，则所用的拉力F1 F2(填“”“”或“”)，其机械效率1 2。(填“”“”或“”)三、实验探究题1(2011绍兴)学校新近买了30套总

13、质量为300千克的实验器材，每套一箱。实验员需要把这批实验器材搬运到15米高的实验室。(1)该实验员在搬运中，对实验器材总共做功 焦；(2)假设他身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如图所示，每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的时间t与所搬运物体的质量m关系如表所示，那么他搬完全部箱子，且回到开始搬运处，所用最短时间为 秒(计算结果精确到0.1)。搬运质量m/kg102030时间t/s4060702(2011绍兴)如图是小敏自制的一个电磁跷跷板。小狗、小猫模型站在一个可绕光滑转轴的轻质杆上。它的工作过程是：当处于如图位置时，两触点接触，使电磁铁产生磁性，吸引衔铁，小猫端下降，两触点断

14、开，电磁铁失去磁性，在小狗重力的作用下，小狗端下降，反复上述过程。(1)如果小猫、小狗站立点离转轴的距离分别为7厘米和5厘米，小猫模型的质量为100克，则该跷跷板要能正常工作，小狗模型的重力应略大于 牛；(2)如该跷跷板电路连接正确、两触点接触良好，但不能正常工作，可以改进的方法是 (只要写出一点即可)。3在探究“杠杆平衡条件”的实验中：(1)某同学将杠杆悬挂起来，发现杠杆的右端低，左端高，他应该将杠杆两端的平衡螺母向 调节，使杠杆在 位置平衡。(2)在杠杆两端挂钩码，不断改变动力或动力臂的大小，调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆在原来的位置重新平衡，记录数据如下表：根据表中的数据你得出杠杆的平衡

15、条件是 。(3)根据第2次实验数据有同学得出杠杆的平衡条件是：动力动力臂阻力阻力臂。他得出此错误结论的原因是： 。四、分析计算题1(2012湖州)校车安全不容忽视，德清县投入2000多万元购入一批“美式长鼻子”校车专门用来接送学生，如图所示。(1)该车安装了尾气净化装置，能把氮氧化物转化为氮气和氧气。这一净化过程属于 变化。(2)每个座位上都装有安全带，可以防止刹车时人由于具有 ，继续向前运动撞到前排座位而受伤。(3)若接送过程中整车质量达到1104千克，汽车以一定速度行驶时受到的阻力为总重力的0.01倍，按此速度行驶1000米，发动机克服阻力做功多少焦耳？2(2010义乌)某科学兴趣小组利用硬棒(质量可忽略不计)、细线、若干已知重力的物体、刻度尺等器材来研究杠杆平衡的条件。如图3313所示，在C处挂一待测物体B，当重为8牛的物体A挂在D处时，硬棒在水平位置平衡，用刻度尺测得OC为6厘米，OD为18厘米。(1)此时物体B的重力是多少牛？(2)保持O点位置和物体A的重力不变，在C处挂上不同重力的物体，移动物体A的位置，使硬棒在水平位置平衡，分别在OE上标出相应的重力值所对应的刻度，就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆。问该杠杆的刻度是否均匀？请说明理由。