专题三：简单机械、功和能专题

1、专题三：简单机械、功和能专题【知识梳理】【疑难知识点】疑难点一： 杠杆平衡条件的应用例1：“研究杠杆平衡条件”实验中（1）实验前出现图甲所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的螺母向_调（填“左”或“右”）。（2）实验过程中出现图乙所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应将右边的钩码向_ （填“左”或“右”）移动_ 格。（3）图乙中杠杆水平平衡后，在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码，这时杠杆将_ 。（填“保持水平平衡”、“顺时针转动”或“逆时针转动”）例题点评：判断杠杆是否能保持水平平衡只要看“动力和动力臂的乘积”与“阻力和阻力臂的乘积”是否相等如果乘积相等，则杠杆平衡；若乘

2、积不等，那么杠杆将向乘积大的一边下倾。变式训练：1.如图所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距，每个都相同。下列四项操作中，会使杠杆右端下倾的是 （ ）将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一小格将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一小格在杠杆的两侧同时各减掉一个钩码在杠杆的两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码A B C D2.在探究杠杆平衡条件的实验中：（1）安装好杠杆，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；把钩码挂在杠杆A点如图甲，为方便直接从杠杆上读出力臂，应在B点沿着 的方向拉动弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡。（2）如图乙，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置

3、始终保持平衡，测力计示数将_。疑难点二：滑轮和滑轮组的应用例2.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图1所示的滑轮组装置当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果正确的是 （ ）A0s1s内，地面对物体的支持力是10N B1s2s内，拉力F做的功是187.5JC2s3s内，拉力F的功率是100W D2s3s内，滑轮组的机械效率是62.5%例题点评：本题是一道力学综合题，涉及到功、功率、机械效率、压强的计算，能从题目提供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键。

4、变式训练：1.如图所示，物体A重400N置于水平桌面上，物体B重100N恰能拉着A向右匀速运动；现用水平向左的拉力F作用于物体A上，使物体B在5s内匀速上升了1m（不计动滑轮、绳重以及滑轮轮轴间摩擦），在此过程中下列分析正确的是（）A拉力F为50N B拉力F的功率为40W C物体A与桌面的摩擦力为350N D绳子拉力对物体B所做的功为200J2.生活中我们经常使用简单机械。（1）图1是家用手摇晾衣架，A、B两滑轮中属于动滑轮的是_；若衣服和晾衣架的总重为120N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力F=_N。请你提出一种使用时提高手摇晾衣架机械效率的方法：_。（2）如图2所示，已知撬棒AD

5、=1m，CD=BC=0.15m，石头垂直作用在棒上的力是420N，若要撬动石头，则施加在撬棒A点的力至少是_N。3. 如图所示，物体A在拉力F的作用下做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为5N，那么拉力F为_ N，物体A与地面间的摩擦力为_ N；若拉力F端移动了2m，则物体A移动了_ m 疑难点三：功、功率相关计算例3：如图，重为3.2104N的卡车，经过一段水平路面，再以9.6104W的功率沿与水平地面成30角的斜坡匀速向上爬行，已知斜坡长100m，斜坡的机械效率为80%。求卡车：（1）运动过程中，克服重力做的功。 （2）爬坡时的牵引力。（3）爬坡时的速度。（4）汽车在上坡的过程中受到的摩擦力。

6、例题点评：本题以斜面为素材考查了功、功率、机械效率方面的综合计算题，理清公式及应用是关键。变式训练：1. 举重是我国的优势体育项目一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间，把同样重的杠铃举起，如图所示。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，则下列关系式中正确的是（）AW1=W2、P1=P2 BW1W2、P1=P2 CW1W2、P1P2 DW1W2、P1P22. 如图，小聪在同一水平路面上先后以1m/s和1.5m/s的速度两次推同一木箱沿直线各匀速运动了5m的路程。其中，第一次推箱子的力为F1，所做功的功率为P1，第二次的推力为F2，

7、功率为P2则F1_F2、P1_ P2（选取“、=、”）。疑难点四：机械能及其转化:例4：为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小谢同学设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA=mBmc，hA=hChB），推动小木块运动一段距离后停止请你根据生活经验和所学的物理探究方法，回答以下问题：（1）在图甲和图丙实验中，A球、C球刚滚到水平面时的速度_。（选填“相等”或“不相等”）（2）小球推动小木块运动的距离越大，安全隐患_。（选填“越大”、“不变”或“越小”）（3）用来研究超载安全隐患时，我们应选择_ 两个图所示实验进行比较。（4）用来研

8、究超速安全隐患时，我们应选择_ 两个图所示实验进行比较。例题点评：此题是探究影响动能大小的因素，注意控制变量法及转换法在实验中的应用。例5.图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是 （）A小石块减少的重力势能全部转化为动能 B从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用 C从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小 D小石块在C点时，受到平衡力的作用 例题点评：物体受到的合力方向和物体运动方向相同

9、时，物体处于加速状态；物体受到的合力方向和物体运动方向相反时，物体处于减速状态。变式训练：1. 如图所示，足球以初速度沿着凹凸不平的草地从a运动到d。下列分析正确的是（）A在b、d两点动能相等 B在a、d两点机械能相等 C从b到c的过程机械能减少 D从c到d的过程重力势能减少2. 小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。 （1）如图1所示，小球从A点静止释放，小球到达C点时速度是否为零？_（2）将轨道BC段改为水平，如图2所示，小球仍从A点静止释放，小球经过M点时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能？_ 。以小球经过M点时为计时起点，大致画出小球在MN段运动的速度-时间图线。疑难点

10、五：电能、电功、电功率的相关计算例6小明家的浴室新安装了一台可供取暖和照明的新型家用电器-浴霸。该浴霸的部分数据如表所示，其简化电路图如图所示，图中L为照明灯，L1、L2是两盏红外线取暖灯。求：（小数点后保留两位小数）额定电压频率额定功率取暖照明220V50HzL1L2L300W300W60W（1）该浴霸照明灯正常工作时，通过照明灯的电流是多少？（2）断开开关S，闭合开关S1和S2，该浴霸取暖灯正常工作时，该电路的总电阻是多少？（3）当L、L1、L2都同时正常工作时，10min内浴霸消耗的电能是多少？例题点评：能从用电器的说明书（铭牌）找出额定电压和额定功率是本题的关键，灵活选用：功率（kW）

11、-功（kWh）-时间（h）这一套单位利用W=Pt求解。变式训练：1. 如图所示，在甲、乙两地之间沿直线架设两条输电线，由甲地向乙地输电，两条输电线总电阻为10，甲地电源的电压为220V不变，下列说法正确的是（）A当乙地用户消耗的总功率增大时，相同时间内输电线上产生的热量增多 B乙地用户用电器上的电压仍为220V C在100s的时间内，输电线上产生的热量为4.84105J D若出现触电事故，应迅速直接用手拉开触电人员疑难点六：物体的内能例7.如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，迅速下压活塞，硝化棉燃烧。下列说法正确的是 （ ）A迅速向上抽活塞，硝化棉也能燃烧 B此实验只通过热传递

12、改变筒内空气的内能 C下压活塞的过程，空气的内能转化为活塞的机械能 D硝化棉燃烧，是因为玻璃筒内空气的温度升高，内能增大例题点评：知道做功可以改变物体的内能，物体的内能与其本身的温度有关，温度越高内能越大。变式训练：1. 关于内能及其利用，下列说法正确的是 （ ）A温度高的物体内能一定大 B做功和热传递都可以改变物体的内能 C比热容跟物体吸收或放出的热量有关 D热机的做功冲程是将机械能转化为内能2. 如图是对A、B两种品牌保温杯的保温效果进行测试所获得的图像信息。利用该信息和你具有的科学知识回答以下问题：（1）从该实验中你能得出的结论是_ 。AA品牌的保温效果更好BB品牌的保温效果更好CA和B

13、两种品牌的保温效果相同D保温杯在水温较低时能自动加热（2）保温杯周围环境的气温是_ （3）测试过程热水降温的快慢是不同的，热水与周围空气的温差越大，降温越 _。【闯关练习】第一关1. 如图，下列工具中属于费力杠杆的是（）2.下列杠 HYPERLINK 杆能平衡的是（杆重和摩擦均不计） （ ） 3. 粗细均匀的电热丝放入一壶水中，通电一段时间将水加热至沸腾若将电阻丝对折并联后放入同样一壶水中，通电到将水加热至沸腾所需时时间与第一次的通电时间相比 （电源电压恒定，不计一切热损失）。下列判断正确的是 （）A相等 B增加 C减少 D无法确定4. 某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计

14、了如下电路图，其中正确的是 （ ）第二关5.把标有“6V 6W”的小灯泡L1和标有“6V 3W”的小灯泡L2串联后接在电源电压为6v的电路中（不考虑灯丝电阻的变化），下列说法正确的是（）A因为通过它们的电流相等，所以一样亮 B因为灯L2 电阻较大，实际功率较大，所以灯L2较亮 C因为灯L1额定功率较大，所以灯L1较亮 D因为灯L1实际功率较大，所以灯L1较亮6.青少年在安静思考问题的时候，心脏推动血液流动的功率约为1.5W，则你在考试的100min内，心脏做功约为_ J，用这些功可以让一个质量为50kg的物体匀速升高_ m。（g取10N/kg）7.如图所示，甲气球装入少量水后，将甲，乙两个气球吹成一样大小，用细绳把它们挂在横杆上，烛焰靠近气球的底部加热，发现乙气球“啪”的一声破了，而甲气球加热很长时间，仍安然无恙。（1）在加热过程中，由于“烧不破”的甲气球装有水，水的比热容较_，且水蒸发过程需要_热，所以甲球的温度升高的慢。（2）在加热过程中，乙球内气体内能增大，是用_的方法改变气体的内能。第三关8.桥式起重机在工业生产上有广泛应用。