专题4--简单机械-功和功率.doc

专题4--简单机械-功和功率

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简单机械，功和机械效率
姓名： 备课人：刘夕碧
一、中考考点：
1、了解各简单机械——杠杆、滑轮、斜面的特点　　
2、要做到容易解答简单的关于机械效率的计算
3、学会关于机械效率的综合计算
二、知识储备：
1.对于简单机械来说，提升重物时，克服___________所做的功为有用功,实际拉力做的功为________.那么机械效率的计算公式可写作η=_____________.
2、在力学中，功包含两个必要的因素分别是 和 ，计算功的公式W= 。克服重力做功的公式为W= ，克服阻力做功的公式为W= 。
3、功率是表示 的物理量，计算公式P= 。
三、典例解析：
（一）简单的有关滑轮组的机械效率的计算
例：用如图1所示滑轮组将重6×102N的物体匀速提高2m，拉力所做的功为2×103J，所用的时间为20s。求：（1）有用功；（2）拉力的功率；（3）该滑轮组的机械效率。

A． 用瓶起子开瓶盖
B．用镊子
夹取砝码
C．用羊角锤
拔钉子
D．用动滑轮
提升重物
图1
一、杠杆
1．图1中的四种简单机械,在使用时费力的是（ ）。

2．支点到动力作用线的距离叫__________ ，支点到___ __距离叫阻力臂。

3．如图3所示，画出拉力F对支点O的力臂L。

F
O
图3

4．如图 4所示为“研究杠杆平衡的条件”的实验装置。实验时，应先向________调节杠杆两端的平衡螺母（选填“左”或“右”），使杠杆在____________位置保持平衡，以方便力臂的测量。
图4

0

0
1
2
3
4
5
g
50g
10g
图5
5．小军在用天平测量一个物体的质量时，先将天平放在水平桌面上，然后将游码移至标尺的左端零刻线处。他发现天平指针位置如图5甲所示，此时，小军应该将平衡螺母向_____侧调节（选填：“左”或“右”）。

O
A
B
图6

6．某同学在探究“杠杆的平衡条件”时，使用的杠杆如图6所示：（1）实验前，首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置处于平衡状态；
（2）如果在杠杆的A处挂2个相同的钩码，则在B处要挂_______同样的钩码，杠杆才能仍然保持在水平位置平衡；
（3）如果在杠杆的A处挂6N的钩码，用弹簧测力计作用在B点，要使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数至少为__________N；弹簧测力计作用方向是__________。（不计重力对弹簧测力计的影响）
7．如图22所示，一根长1.2ｍ的杠杆平衡时，左右两端所挂物体受到的重力之比为GA∶GB=5∶3，则力臂OA=____ __m。

8．小明用圆柱形水杯、直尺和一些币值相同的硬币等材料做实验，验证杠杆的平衡条件。他先把直尺放在圆柱形水杯上，左右移动直尺，使其如图11（甲）所示在水平位置平衡。然后在直尺两侧放不同数量的硬币，并调节硬币位置，使直尺如图11（乙）所示，在水平位置再次平衡。小明在乙图中标出了力臂L1、L2的大小。据此，小明能得出杠杆的平衡条件吗？答：__________。

9.在实验室中，小岗想用一个弹簧测力计称量一根不均匀的铁杆的重力。第一次尝试时，发现铁杆的重力大于测力计的最大测量值。于是他把铁杆平放在实验桌上，用测力计钩住铁杆的一端，沿竖直方向向上拉，使其稍稍离开桌面，此时测力计的示数为F1；用同样的方法稍稍拉起铁杆的另一端时，测力计的示数为F2。由此可知，铁杆受到的重力G________ F1＋F2（填“＞”、“＝”或“＜”）。
10．如图25（A）所示，密度为5×103kg/m3，边长分别为l＝2cm、h＝3cm、d＝5cm的合
金块甲挂在轻质杠杆的A点，在杠杆另一侧的B点挂石块乙，杠杆在水平位置静止如图25（B）所示把甲放在水平的桌面上，石块乙从原来的位置B向左移动到C点且BC之间的距离是OB的五分之一，杠杆又一次平衡。求：⑴合金块甲受到的重力；⑵杠杆第二次平衡时，甲对桌面的最小压强。

11．图11是小华利用杠杆提升浸没在水中的物体B的示意图。杠杆CD可绕支点O在竖直
平面内转动，OC：OD=1：2，物体A为配重，其质量为200g。烧杯的底面积为75cm2，物体B的质量是320g，体积是40cm3。当物体B浸没在水中时，水对杯底的压强为p1。当用力拉A，将物体B从容器底提出水面一部分以后，杠杆恰好在水平位置平衡，此时，竖直向下拉A的力为F，杯中水对容器底的压强为p2。若p1与p2之差为40Pa。则拉力F是多大？（g取10N/kg，杠杆的质量、悬挂物体A和物体B的细绳的质量均忽略不计）。
图11
O
C
D
A
B

图18
图12
二、滑轮
12． 如图12所示的实验现象说明：
使用定滑轮 _______ ；
使用动滑轮 。

13.如图案13所示，分别讨论两滑轮组匀速拉动重为60N的重物时，拉力F的大小。
F

F
A

14、用如下图所示的滑轮组吊起重物，不计绳重和摩擦。
（1）当物重为150N时，绳端所用的拉力是60N，此时滑轮组的机械效率是多少？
（2）当所吊重物为300N时，10s内重物被匀速提高2m时，绳端拉力做功的功率是多少？

三、 斜面
1、如图所示。斜面长1m，搞0.2m．；将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力2.5N，那么：
(1)斜面的机械效率是多少?
(2)重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功?
(3)为了提高该斜面的机械效率，同学们提出了一些建议：

A、以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端B、以较慢的速度将重物匀速拉到斜面顶端
C、改用光滑的、板长和高度均不变的斜面
其中建议____________(填番号)可以达到目的；理由是：______________________
2、如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉至顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力F=50N，则该装置的机械效率为（ ）

3、如图所示，将体积为2.0×10-3m3的木块，沿斜面匀速上拉时弹簧测力计的示数为4N，松木沿斜面移动1m，上升的高度为30cm。求：
（1）松木块的重力。
（2）斜面的机械效率。（g=10N/kg，ρ木=0.5×103kg/m3）

四、功
15．以下过程中，有力对物体做功的是( )。
A．人用力推墙，墙未动 B．石块在水平的光滑冰面上匀速滑动
C．书包挂在衣钩上 D．狗拉雪橇前进
16．功用字母 表示，功的国际单位是焦耳，用字母 表示。功率用字母 表示 ，它的国际单位是瓦特，用字母 表示。
17．小钢沿水平方向用50N的力推着重100N的物体B在水平方向前进了10m，则推力对B做功 J，重力对B做功 J 。
18．球重20N，在光滑水平面上滚动10m，重力对球作功 J，若球在空中下落10m，则重力做功是 J。

19．如图8所示，某同学在做俯卧撑，如果将他视为一个杠杆，他的重心在A点，重力为500N，若每次肩部上升的距离均为0.4m,那么他每次将身体撑起所做的功至少为 ___________ J。

图8
五、功率
20．单位时间内完成的功叫功率，它是表示 的物理量。功率的计算公式是_____。
21．起重机把一个质量为0.5t的工件在15s内，匀速的向上提升了6m，则起重机提升工件的功率 Ｗ。按此功率计算起重机1min内做功 J。（g取10N/kg）
22．将一个额定为220V的电烙铁接到家庭电路中，在1min内电流做功6000J ，由此可知电烙铁的额定功率是 Ｗ，将此电烙铁接到220V 电路中，10s在 内电流做功_____J。
图21
23．如图19所示，拉力F的功率为3.6W，物体A以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速运动，A与地面间的摩擦力是A重力的0.3倍，不计滑轮处摩擦，滑轮重和绳重，则( )。
A．1s内重力做功3.6J B．A的重力为120N
C．拉力F=18N D．摩擦力为36N
F
A

图19
六、机械效率
24．如图21所示，工人通过滑轮组匀速提升一个重800N的货箱，已知动滑轮重200N，不计绳重及轴处的摩擦，求：（1）货箱升高1米时人所做的有用功，总功，额外功及机械效率 。
（2）货箱升高2米时人所做的有用功，总功，额外功及机械效率 。

F
A
图22
25.如图22所示装置，已知物体A重200N，A运动时受到的阻力是10N，拉力F是40N，求A向前运动30cm后拉力所做的有用功，总功，额外功及机械效率

26．测滑轮组的机械效率。
（1）利用图24所示的滑轮组成滑轮组，要求弹簧测力计向上拉，在图13中画出滑轮组的绕法。
（2）使钩码升高的过程中应向上 拉动弹簧测力计；记下钩码及弹簧测力计的位置。拉动弹簧图24
13
测力计使重为G的钩码升高，读出弹簧测力计的示数F，用刻度尺分别测出钩码提升的高度h和弹簧测力计移动的距离S。
（3）用公式η＝Gh/(mg＋G)h 计算机械效率比用η＝Gh/FS计算出的结果_______（填：“偏大”、“相同”或 “偏小”）。
（4） 保持此装置不变，将提升的钩码增加为2G ,滑轮组的机械效率将 。（填：“增大”、“不变”或 “减小”）。
（5）依据以上实验事实，请你提三条增大滑轮组的机械效率的建议。

图28
27．如图28所示，小行牵引车通过滑轮组匀速打捞起深进井中的物体，已知物体重 1.2×104N，体积为7.5×10-2N。测的物体在出水面前、后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1：2，若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg，求：
（1） 当物体出水面前，滑轮组的机械效率是多大？
（2）当物体出水面后，滑轮组的机械效率是多大？
（3）当物体出水面后它上升的速度是1米/秒，牵引车拉力的功率是多大？

图19
货箱
28．如图19所示，质量为70kg的工人站在水平地面上，用带有货箱的滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时，放入货箱的货物质量为160kg，人用力F1匀速拉绳，工人拉 绳的功率P1，货箱以0.1m/s的速度匀速上升，地面对工人的支持力为N1。第二次运送货物时，放入货箱的货物质量为120kg，工人用力F2匀速拉绳，货箱以0.2m/s的速度匀速上升，地面对工人的支持力为N2，滑轮组的机械效率为η2。N1与N2之比为15：19。（不计绳重及滑轮摩擦，g取10N/kg）
求： （1）货箱和动滑轮的总质量m；
（2）功率P1；
（3）机械效率η2。

29、一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块没有露出水面，如图所示，已知绳的自由端拉力为25N，求石块在上升过程中：
（1）石块受到的浮力为多少？
（2）绳的自由端拉力做功为多少？
（3）动滑轮的机械效率为多少？ （ρ石=3×103kg/m3，g=10N/kg）

七、机械能
29．如图29所示，能说明动能和重力势能可以相互转化的是 （ ）
A.拉弓射箭 B.释放升高 C.钻木取火 D.水蒸汽把软
后的滚摆 木塞顶开
图29

30．为了使快速降落的“神舟六号”飞船返回舱安全着陆，返回舱在接近地面处，迅速向下喷出高压气体。从开始喷气到安全着陆，返回舱的（ ）
A．动能减小，重力势能减少，机械能减少 B．动能不变，重力势能减少，机械能减少
C．动能减小，重力势能增加，机械能不变 D．动能增大，重力势能减少，机械能不变

31.你看过绷床表演吗？运动员从高处下落在绷床上，又被弹起。说明从在这个过程能的转化。

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