第十章-机械与人单元复习

1、第十章 机械与人单元复习【要点突破·典例分析】类型一：杠杆的分类1. 如图所示是生活中几种常见的杠杆其中属于费力杠杆的是( ) A. 道钉撬 B.钢丝钳C.开瓶扳手D.筷子【总结归纳】我们可以根据以下两种方法来对杠杆进行分类：（1）根据力臂大小关系：对于较为复杂的杠杆，最好在图上找到支点、动力、阻力，然后画出动力臂和阻力臂进行比较（2）根据杠杆在生活中的实际应用情况：在生活中使用杠杆的目的是不同的，为了省力，则该杠杆是省力杠杆，为了省距离，则该杠杆是费力杠杆，既不省力又不费力的则是等臂杠杆.（3）常见的省力杠杆：撬棍，扳手，钳子，拔钉器，开瓶器，铁皮剪刀，钢丝钳等。费力杠杆：镊子，钓

2、鱼杆，理发用的剪刀，筷子，火钳，划桨等。【易错警示】（1）杠杆可以是直的，也可以是弯曲的.（2）动力和阻力都是杠杆自身受到的力，而不是杠杆对其他物体的作用力.（3）要注意力臂是从支点到力的作用线的距离，而不是从支点到力的作用点的距离.（4）既省力又省距离的杠杆是不存在的.类型二：力臂的画法1. 在图中画出拉力F的力臂L（O为支点）。 【总结归纳】（1）首先确定支点（2）画出动力和阻力的作用线（3）过支点向力的作用线做垂线，从支点到垂足的距离就是力臂。类型三：最小力臂的画法1. 一重为G的均匀杠杆，可绕O点上下转动，若让杠杆静止在如图所示的位置，请画出作用在A点的最小作用力F和F的力臂L2.在甲

3、图中，O为支点，画出使杠杆保持平衡的最小力F（保留作图痕迹）【总结归纳】求解最小动力的方法(1)动力作用点要选在杠杆上距支点最远处；(2)连接动力作用点和支点(用虚线)；(3)以动力作用点为垂足，作动力作用点与支点连线的垂线，则此垂线即为动力作用线；(4)根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反，确定动力的方向.类型三：杠杆平衡条件的应用1. 如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至B，在这个 过程中，力F的大小将（ ） A.不变 B.变小 C.变大 D.先变大后变小2. 如图所示,杠杆AOB用细线悬挂起来,分别在A、B两端分别挂上质量为m1、m2的重物时,杠杆平衡,

4、此时AO恰好处于水平位置,AO = BO, 不计杠杆重力,则m1、m2的关系为（ ）A. m1>m2 B. m1<m2 C. m1=m2 D.无法判断3.如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是（ ）A杠杆仍能平衡 B杠杆不能平衡，左端下沉C杠杆不能平衡，右端下沉 D无法判断4. 搬运砖头的独轮车，车厢和砖头所受的总重力G=1400N。独轮车有关尺寸如图所示。该独轮车是一个 杠杆，动力F= 。为了更省力，工人师傅可以采取的措施是 （写一条即可）【总结归纳】F1l1=F2l2的应用（1）判断力或力臂的变化：根据F1l1=F2l2

5、，通过一组力与力臂乘积的变化，判断另一个力或力臂的变化。题图中动力的力臂不变，阻力大小不变，力臂先变大后变小，故动力先变大后变小。（2）求大小：利用F1l1=F2l2求解。（3）判断杠杆是否平衡：若F1l1=F2l2，杠杆平衡。若F1l1F2l2，杠杆向力与力臂乘积大的方向偏转。类型四：做功的两个必要条件1. 如图所示的情景中，人对物体做功的是（ ）A.小车在拉力作用下向前运动 B.提着水桶在水平路面上匀速前进C.小孩推车，车未动 D.踢出去的足球在地面上滚动一段距离2. 下列有关力做功的说法中正确的是（ ）A用水平力推着购物车前进，推车的力做了功B把水桶从地面上提起来，提水桶的力没有做功 C

6、书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功 D挂钩上的书包静止时，书包受到的拉力做了功 【总结归纳】1.做功必须满足两个必要条件(1)必须有力作用在物体上.(2)这个受力物体必须在这个力的方向上通过了一段距离.2.几种常见的没有做功的情况(如图)(1)缺力无功：物体靠惯性通过了一段距离，此情况有距离无力.(2)缺距离无功：有力作用在物体上，但物体没有移动距离.(3)垂直无功：有力作用在物体上，物体也移动了一段距离.但力的方向与物体移动方向垂直.【延伸拓展】功的原理：使用任何机械都不省功.省力的机械必定费距离，省距离的机械必定费力，省力又省距离的机械是不存在的，但是使用机械可以省力、改变动力的方向

7、或者省距离，给人们带来方便.这是人们使用机械的目的.功的原理适用于任何机械.类型五：功和功率的计算1. 如图，重为150N的物体在大小为40N的水平拉力F作用下，向右匀速运动了10m，所用的时间为20s，则拉力做的功是 J，拉力做功的功率为 W。 2. 如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移动的距离SAB=SCD，比较两种情况下拉力F所做的功及其功率（ ） AAB段做功较多 BCD段做功较多CAB段与CD段做的功一样多 DAB段的功率比CD段的功率大【总结归纳】1.功的理解（1）W=Fs的应用： F表示作用在物体上的力，s表示物体在力的方向上通过的距

8、离.这个公式适用于所有力做功的计算.（2）W=Gh的应用：在竖直方向上把物体举高，这时所用的举力为F=G，物体在举力方向上通过的距离s=h，在竖直方向上所做的功就为W=Fs=Gh.W=Gh适用于竖直方向上的功的计算.2.功率的理解（一）物理意义：(1)含义：功率的大小反映的是做功的快慢，功率大表示做功快，即做相同的功所用的时间少，或是在相同的时间内做功多.(2)与功的关系：做功多的机械，功率不一定大，同样做工少的机械，功率不一定小，功率的大小还要看另一个因素时间.（二）公式应用：（1）基本公式：已知三个物理量中的任意两个，可求第三个W=Pt（2）推导公式：,由公式可知，功率与牵引力及速度有关，

9、速度一定，牵引力越大，功率越大，牵引力一定，速度越大，功率越大.类型六：理解机械效率1.（多选）利用四个相同的滑轮，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用同样的时间，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，拉力做的功分别为甲、W乙，拉力的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别是甲、乙（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是（） F甲F乙 甲=乙 F甲F乙 甲乙甲W乙 P甲P乙 甲=W乙 P甲=P乙2. 两个完全相同的滑轮，分别以图中两种方式将重为G的物体以相同的速度匀速竖直提升了10 m，不计绳重和摩擦，以下判断正确的是( )A甲的机械效率大于乙的机械效率 B甲的机械效率小于乙的

10、机械效率CF1和F2做的功相等 DF1做的功大于F2做的功【总结归纳】1.物理意义：机械效率是有用功占总功的百分比，它只有大小，没有单位.2.规律：使用机械时，不得不做一些额外功，所以机械效率总小于1,通常用百分数来表示.3.影响滑轮组机械效率的因素：只与被提升物体的重力和动滑轮的重力有关。4.提高机械效率的方法：(1)当有用功(W有用)一定时,额外功(W额外)越小,则机械效率()越大.因此设法减小额外功可以提高机械效率.如减轻动滑轮(做额外功的机械)本身的重量,加润滑油以减小摩擦,用轻质材料制作机械,都可以不同程度地减小额外功,提高机械效率.(2)当额外功(W额外)一定时，有用功(W有用)越

11、大，机械效率()越大，因此增大有用功可以提高机械效率.如增加物重可以提高机械效率.5.与功率的区别：功率表示做功的快慢，功率越大的机械，单位时间内做的功越多.机械效率表示机械做功的效率.有用功在总功中所占的比例越大，效率越高.故不能说，功率越大，效率越高.类型七：滑轮与滑轮组的应用1.用如图所示的滑轮组提升重物，要求绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍，请在图上画出绕线的方法.2. 如图所示，用滑轮组提升物体，请在图中画出最省力的绕法.【总结归纳】1绳子的段数指与动滑轮接触的绳子段数2滑轮组的组装(1)首先确定承担物重的绳子段数n，有两种方法:已知物重G和动力F且不计摩擦和绳重时，则n=G

12、/F已知绳子自由端移动的距离s和重物移动的距离h，则n=s/h(2)然后根据承担物重的绳子段数n的奇偶性确定绳子固定端的位置，即“奇动偶定”：n为奇数，绳子的固定端在动滑轮上；n为偶数，绳子的固定端在定滑轮上.(3)绕线方法：绕绳时，先固定绳子的固定端，然后按照从动滑轮到定滑轮(或从定滑轮到动滑轮)、从小轮到大轮、从内到外的顺序绕绳.类型八：机械效率的计算1. 用如图所示的滑轮组。将重为16N的物体以0.2m/s的速度提升，滑轮组的机械效率为80%，若不计绳重及摩擦，拉力F为 N，拉力的功率为 W，动滑轮的重力为 N. 2. 如图所示，用F=50N的力通过滑轮组水平拉重为80N的物体，使其向左

13、匀速运动，在这过程中拉力F做功为40J，已知物体受到水平地面的摩擦力为60N，则物体运动的距离为_m，该滑轮组的机械效率为_。（忽略绳子和动滑轮的重力） 3.用如图所示滑轮组将货物缓慢提升3m,已知货物重850N，所用拉力F为300N（不计摩擦和绳重带来的影响）求： （1）有用功W有；（2）总功W总；（3）额外功W额；（4）动滑轮的重力；（5）滑轮组的机械效率【解题总结】1.计算机械效率的两个变形公式 2. 计算机械效率的两种情况（1）竖直方向提升物体：有用功：W有=Gh 总功：W总=FS，,如图甲。（2）匀速水平拉动物体：W有=fS物,W总=FS绳，,如图乙所用到的公式：有用功：W有=Gh

14、总功：W总=FS，绳子移动距离S=nh（n为绳子股数）动滑轮重G动=nF-G物拉力拉力功率拉力速度重物上升速度类型九：斜面的机械效率：1. 将一个重240N的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为120N，如图所示，物体沿斜面移动的距离S=3m，上升的高度h=1.2m，则人对物体做的有用功是 J,斜面的机械效率是 。【总结归纳】1.计算斜面有用功、额外功、总功的方法： (1)W有用=Gh；(2)W额= W总-W有用；(3)W总=Fs (F是沿斜面匀速拉动物体的拉力，s是斜面的长度)2.计算摩擦力的方法：在探究斜面的机械效率时，物体受到的摩擦力f不能直接测出来，要计算摩擦力需要先计算额外功W

15、额= W总-W有用，然后再利用W额=fS计算出摩擦力（f表示摩擦力）.类型十：机械能及其转化1. 如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行，则战斗机的（ ）A动能不变，势能不变，机械能不变 B动能不变，势能减少，机械能减少C动能增加，势能不变，机械能增加 D动能增加，势能增加，机械能增加2.火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的卫星，下列叙述正确的是（ ）A卫星的机械能总量不变 B卫星的机械能总量增加C卫星的动能增加，重力势能不变 D卫星的动能不变，重力势能增加3. 直升飞机在空中匀速下降的过程中（忽略燃油的变化），关于直升飞机的动能和重力势能

16、的变化情况描述正确的是（ ）A动能减小，重力势能减小 B动能不变，重力势能增大C动能不变，重力势能减小 D动能增大，重力势能不变4. 将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压（如图），放手后笔会向上弹起一定高度下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（ ） A向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小 B向下按笔的过程中，笔的重力势能增大C笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大 D笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大【归纳总结】1.判断物体具有什么形式的机械能及不同形式的机械能是如何转化时，关键要分析物体的速度、高度及形变程度如何变化.具体转化过程如下:2.(1)具有能量的物体一定具有做功的能力，但不一定

17、正在做功 (2)物体的动能和势能在相互转化过程中，如果机械能没有与其他形式的能之间发生转化，即只有动能和势能的转化，机械能的总和保持不变若考虑摩擦阻力等，机械能的总量变小，这是因为部分机械能转化成其他形式的能【实验探究】探究滑轮组的机械效率 1.实验器材：弹簧测力计、刻度尺、钩码、滑轮组、细绳等2.实验方法：控制变量法.3.实验原理：4.实验结论：滑轮组的机械效率与动滑轮重、物重有关(忽略摩擦力),与物体提升的高度、绳子段数无关.5.问题探究(1)能否直接测量滑轮组的额外功？提示：不能，克服绳重、动滑轮的重力及摩擦力所做的功都是额外功,这些额外功很难直接测量(2)应该怎样拉动弹簧测力计？为什么