初二物理下册第十一章机械与功复习

1、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=FS4、功的单位：焦耳，1J= 1N·m 。 把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。5、应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。 功的单位“焦”（牛·米 = 焦）

2、，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。PWt=3、公式： = Fv 4、单位：主单位 W 常用单位 kW mW 马力 换算：1kW=103W 1mW=106 W 1马力=735W 。例： 66kW，它表示：s 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：杠杆可直可曲，形状任意。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。OF1l1l2F22、 五要素组成杠杆示意图。 点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。 力：使杠杆转动的力。用

3、字母 F1 表示。 力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。 力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。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 找支点O； 延长力的作用线（虚线）； 画力臂（实线双箭头，过支点垂直于力的作用线作垂线）； 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：

4、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在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；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l1l2F2F1四、滑轮1、定滑轮：定义：中间的轴固定不动的滑轮。实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。对理想的定滑轮

5、(不计轮轴间摩擦）F=G F1 = 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)F1l1F2l22、 动滑轮：定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。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)=2 h(或vG)3、 滑轮组 义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。特点：使用滑轮组既能省力又能改变动

6、力的方向理想的滑轮组（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)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？）功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。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。使用机械虽

7、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。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：斜面理想斜面：斜面光滑理想斜面遵从功的原理；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：、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=W总 斜面：W有用= Gh2、额外

8、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=f L3、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 斜面：W总= fL+Gh=FL4、机械效率： 定义：有用功跟总功的比值。 W有用W总 =GhFL=GhFS=GhFh=GF=GhFS=GhF2h=G2F=GhFS=GhFnh=GnF= 公式： 斜 面： 定滑轮： 动滑轮： 滑轮组 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% 。提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间

9、的摩擦。W有用W总 =GhFS=5、机械效率的测量： 原 理： 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 器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。 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。 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

10、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72 km，消耗汽油6 kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23 kW，汽车(包括车上的人和物品)质量为15 t，汽油的热值为46×107 Jkg，g=10 Nkg。则关于上述l h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l5×104 N B该汽车克服阻力做的功是23×104 JC该汽车的牵引力是115×103 N D该汽车发动机的效率是302.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

11、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75N D手对鱼杆的拉力F1的大小为3N5.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( )A67 B73 C83 D1006.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，

12、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 图7F2F17.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1、2。关系正确的是（忽略绳重及摩擦）( )AF1 > F2，1 = 2 BF1 > F2，1 > 2CF1 < F2，1 = 2 DF1 < F2，1 > 28.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

13、做功情况的说法中，正确的是：( )A做功2000J B做功500J C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( )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75N D物体所受的摩擦阻力为25N12.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

14、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100JC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（ ）AF甲F乙B F乙F丙CF丙F丁D一样大16.如

15、图所示，拉力F=125，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6m B.物体重是375C. 拉力F做的功是250 D. 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66.7C.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（

16、）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.1500J B.150J C.15J D.1.5 JAF图422.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.

17、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（ ）A20N  0.4m/s  B20N  0.1m/s  C5N  0.4m/s  D5N  0.1m/s23.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二、填空题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

18、，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_。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

19、楼，在扶梯以上述速度上行的同时，他又相对扶梯以1 m/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 s9.小明的体重是500 ，若他用20s的时间登上6 m高的楼房，克服自身重力做功为 J，登楼的功率是 W第10题图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)，其机械效率甲 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

20、 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 J14. 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。当向下摆动脚腕图5A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。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

21、.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?4.如图所示，小明同学用动滑轮提升900N的木箱，木箱以05ms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?6.一列质量为1×103t的火车，以180kmh的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是9×103