機(jī)械與人單元復(fù)習(xí)

1、第十章 機(jī)械與人單元復(fù)習(xí)【要點(diǎn)突破·典例分析】類型一：杠桿的分類1. 如圖所示是生活中幾種常見的杠桿其中屬于費(fèi)力杠桿的是( ) A. 道釘撬 B.鋼絲鉗C.開瓶扳手D.筷子【總結(jié)歸納】我們可以根據(jù)以下兩種方法來(lái)對(duì)杠桿進(jìn)行分類：（1）根據(jù)力臂大小關(guān)系：對(duì)于較為復(fù)雜的杠桿，最好在圖上找到支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力，然后畫出動(dòng)力臂和阻力臂進(jìn)行比較（2）根據(jù)杠桿在生活中的實(shí)際應(yīng)用情況：在生活中使用杠桿的目的是不同的，為了省力，則該杠桿是省力杠桿，為了省距離，則該杠桿是費(fèi)力杠桿，既不省力又不費(fèi)力的則是等臂杠桿.（3）常見的省力杠桿：撬棍，扳手，鉗子，拔釘器，開瓶器，鐵皮剪刀，鋼絲鉗等。費(fèi)力杠桿：鑷子，釣

2、魚桿，理發(fā)用的剪刀，筷子，火鉗，劃槳等?！疽族e(cuò)警示】（1）杠桿可以是直的，也可以是彎曲的.（2）動(dòng)力和阻力都是杠桿自身受到的力，而不是杠桿對(duì)其他物體的作用力.（3）要注意力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離，而不是從支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離.（4）既省力又省距離的杠桿是不存在的.類型二：力臂的畫法1. 在圖中畫出拉力F的力臂L（O為支點(diǎn)）。 【總結(jié)歸納】（1）首先確定支點(diǎn)（2）畫出動(dòng)力和阻力的作用線（3）過(guò)支點(diǎn)向力的作用線做垂線，從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂。類型三：最小力臂的畫法1. 一重為G的均勻杠桿，可繞O點(diǎn)上下轉(zhuǎn)動(dòng)，若讓杠桿靜止在如圖所示的位置，請(qǐng)畫出作用在A點(diǎn)的最小作用力F和F的力臂L2.在甲

3、圖中，O為支點(diǎn)，畫出使杠桿保持平衡的最小力F（保留作圖痕跡）【總結(jié)歸納】求解最小動(dòng)力的方法(1)動(dòng)力作用點(diǎn)要選在杠桿上距支點(diǎn)最遠(yuǎn)處；(2)連接動(dòng)力作用點(diǎn)和支點(diǎn)(用虛線)；(3)以動(dòng)力作用點(diǎn)為垂足，作動(dòng)力作用點(diǎn)與支點(diǎn)連線的垂線，則此垂線即為動(dòng)力作用線；(4)根據(jù)動(dòng)力和阻力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反，確定動(dòng)力的方向.類型三：杠桿平衡條件的應(yīng)用1. 如圖所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至B，在這個(gè) 過(guò)程中，力F的大小將（ ） A.不變 B.變小 C.變大 D.先變大后變小2. 如圖所示,杠桿AOB用細(xì)線懸掛起來(lái),分別在A、B兩端分別掛上質(zhì)量為m1、m2的重物時(shí),杠桿平衡,

4、此時(shí)AO恰好處于水平位置,AO = BO, 不計(jì)杠桿重力,則m1、m2的關(guān)系為（ ）A. m1>m2 B. m1<m2 C. m1=m2 D.無(wú)法判斷3.如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，如果將物體A和B同時(shí)向靠近支點(diǎn)的方向移動(dòng)相同的距離，下列判斷正確的是（ ）A杠桿仍能平衡 B杠桿不能平衡，左端下沉C杠桿不能平衡，右端下沉 D無(wú)法判斷4. 搬運(yùn)磚頭的獨(dú)輪車，車廂和磚頭所受的總重力G=1400N。獨(dú)輪車有關(guān)尺寸如圖所示。該獨(dú)輪車是一個(gè) 杠桿，動(dòng)力F= 。為了更省力，工人師傅可以采取的措施是 （寫一條即可）【總結(jié)歸納】F1l1=F2l2的應(yīng)用（1）判斷力或力臂的變化：根據(jù)F1l1=F2l2

5、，通過(guò)一組力與力臂乘積的變化，判斷另一個(gè)力或力臂的變化。題圖中動(dòng)力的力臂不變，阻力大小不變，力臂先變大后變小，故動(dòng)力先變大后變小。（2）求大小：利用F1l1=F2l2求解。（3）判斷杠桿是否平衡：若F1l1=F2l2，杠桿平衡。若F1l1F2l2，杠桿向力與力臂乘積大的方向偏轉(zhuǎn)。類型四：做功的兩個(gè)必要條件1. 如圖所示的情景中，人對(duì)物體做功的是（ ）A.小車在拉力作用下向前運(yùn)動(dòng) B.提著水桶在水平路面上勻速前進(jìn)C.小孩推車，車未動(dòng) D.踢出去的足球在地面上滾動(dòng)一段距離2. 下列有關(guān)力做功的說(shuō)法中正確的是（ ）A用水平力推著購(gòu)物車前進(jìn)，推車的力做了功B把水桶從地面上提起來(lái)，提水桶的力沒(méi)有做功 C

6、書靜止在水平桌面上，書受到的支持力做了功 D掛鉤上的書包靜止時(shí)，書包受到的拉力做了功 【總結(jié)歸納】1.做功必須滿足兩個(gè)必要條件(1)必須有力作用在物體上.(2)這個(gè)受力物體必須在這個(gè)力的方向上通過(guò)了一段距離.2.幾種常見的沒(méi)有做功的情況(如圖)(1)缺力無(wú)功：物體靠慣性通過(guò)了一段距離，此情況有距離無(wú)力.(2)缺距離無(wú)功：有力作用在物體上，但物體沒(méi)有移動(dòng)距離.(3)垂直無(wú)功：有力作用在物體上，物體也移動(dòng)了一段距離.但力的方向與物體移動(dòng)方向垂直.【延伸拓展】功的原理：使用任何機(jī)械都不省功.省力的機(jī)械必定費(fèi)距離，省距離的機(jī)械必定費(fèi)力，省力又省距離的機(jī)械是不存在的，但是使用機(jī)械可以省力、改變動(dòng)力的方向

7、或者省距離，給人們帶來(lái)方便.這是人們使用機(jī)械的目的.功的原理適用于任何機(jī)械.類型五：功和功率的計(jì)算1. 如圖，重為150N的物體在大小為40N的水平拉力F作用下，向右勻速運(yùn)動(dòng)了10m，所用的時(shí)間為20s，則拉力做的功是 J，拉力做功的功率為 W。 2. 如圖所示，用大小相等的拉力F，分別沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移動(dòng)的距離SAB=SCD，比較兩種情況下拉力F所做的功及其功率（ ） AAB段做功較多 BCD段做功較多CAB段與CD段做的功一樣多 DAB段的功率比CD段的功率大【總結(jié)歸納】1.功的理解（1）W=Fs的應(yīng)用： F表示作用在物體上的力，s表示物體在力的方向上通過(guò)的距

8、離.這個(gè)公式適用于所有力做功的計(jì)算.（2）W=Gh的應(yīng)用：在豎直方向上把物體舉高，這時(shí)所用的舉力為F=G，物體在舉力方向上通過(guò)的距離s=h，在豎直方向上所做的功就為W=Fs=Gh.W=Gh適用于豎直方向上的功的計(jì)算.2.功率的理解（一）物理意義：(1)含義：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時(shí)間少，或是在相同的時(shí)間內(nèi)做功多.(2)與功的關(guān)系：做功多的機(jī)械，功率不一定大，同樣做工少的機(jī)械，功率不一定小，功率的大小還要看另一個(gè)因素時(shí)間.（二）公式應(yīng)用：（1）基本公式：已知三個(gè)物理量中的任意兩個(gè)，可求第三個(gè)W=Pt（2）推導(dǎo)公式：,由公式可知，功率與牽引力及速度有關(guān)，

9、速度一定，牽引力越大，功率越大，牽引力一定，速度越大，功率越大.類型六：理解機(jī)械效率1.（多選）利用四個(gè)相同的滑輪，組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，用同樣的時(shí)間，把質(zhì)量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分別為F甲、F乙，拉力做的功分別為甲、W乙，拉力的功率分別為P甲、P乙，機(jī)械效率分別是甲、乙（忽略繩重與摩擦），下列關(guān)系式正確的是（） 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. 兩個(gè)完全相同的滑輪，分別以圖中兩種方式將重為G的物體以相同的速度勻速豎直提升了10 m，不計(jì)繩重和摩擦，以下判斷正確的是( )A甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率 B甲的機(jī)械效率小于乙的

10、機(jī)械效率CF1和F2做的功相等 DF1做的功大于F2做的功【總結(jié)歸納】1.物理意義：機(jī)械效率是有用功占總功的百分比，它只有大小，沒(méi)有單位.2.規(guī)律：使用機(jī)械時(shí)，不得不做一些額外功，所以機(jī)械效率總小于1,通常用百分?jǐn)?shù)來(lái)表示.3.影響滑輪組機(jī)械效率的因素：只與被提升物體的重力和動(dòng)滑輪的重力有關(guān)。4.提高機(jī)械效率的方法：(1)當(dāng)有用功(W有用)一定時(shí),額外功(W額外)越小,則機(jī)械效率()越大.因此設(shè)法減小額外功可以提高機(jī)械效率.如減輕動(dòng)滑輪(做額外功的機(jī)械)本身的重量,加潤(rùn)滑油以減小摩擦,用輕質(zhì)材料制作機(jī)械,都可以不同程度地減小額外功,提高機(jī)械效率.(2)當(dāng)額外功(W額外)一定時(shí)，有用功(W有用)越

11、大，機(jī)械效率()越大，因此增大有用功可以提高機(jī)械效率.如增加物重可以提高機(jī)械效率.5.與功率的區(qū)別：功率表示做功的快慢，功率越大的機(jī)械，單位時(shí)間內(nèi)做的功越多.機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率.有用功在總功中所占的比例越大，效率越高.故不能說(shuō)，功率越大，效率越高.類型七：滑輪與滑輪組的應(yīng)用1.用如圖所示的滑輪組提升重物，要求繩子自由端移動(dòng)的速度是物體上升速度的2倍，請(qǐng)?jiān)趫D上畫出繞線的方法.2. 如圖所示，用滑輪組提升物體，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出最省力的繞法.【總結(jié)歸納】1繩子的段數(shù)指與動(dòng)滑輪接觸的繩子段數(shù)2滑輪組的組裝(1)首先確定承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n，有兩種方法:已知物重G和動(dòng)力F且不計(jì)摩擦和繩重時(shí)，則n=G

12、/F已知繩子自由端移動(dòng)的距離s和重物移動(dòng)的距離h，則n=s/h(2)然后根據(jù)承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n的奇偶性確定繩子固定端的位置，即“奇動(dòng)偶定”：n為奇數(shù)，繩子的固定端在動(dòng)滑輪上；n為偶數(shù)，繩子的固定端在定滑輪上.(3)繞線方法：繞繩時(shí)，先固定繩子的固定端，然后按照從動(dòng)滑輪到定滑輪(或從定滑輪到動(dòng)滑輪)、從小輪到大輪、從內(nèi)到外的順序繞繩.類型八：機(jī)械效率的計(jì)算1. 用如圖所示的滑輪組。將重為16N的物體以0.2m/s的速度提升，滑輪組的機(jī)械效率為80%，若不計(jì)繩重及摩擦，拉力F為 N，拉力的功率為 W，動(dòng)滑輪的重力為 N. 2. 如圖所示，用F=50N的力通過(guò)滑輪組水平拉重為80N的物體，使其向左

13、勻速運(yùn)動(dòng)，在這過(guò)程中拉力F做功為40J，已知物體受到水平地面的摩擦力為60N，則物體運(yùn)動(dòng)的距離為_m，該滑輪組的機(jī)械效率為_。（忽略繩子和動(dòng)滑輪的重力） 3.用如圖所示滑輪組將貨物緩慢提升3m,已知貨物重850N，所用拉力F為300N（不計(jì)摩擦和繩重帶來(lái)的影響）求： （1）有用功W有；（2）總功W總；（3）額外功W額；（4）動(dòng)滑輪的重力；（5）滑輪組的機(jī)械效率【解題總結(jié)】1.計(jì)算機(jī)械效率的兩個(gè)變形公式 2. 計(jì)算機(jī)械效率的兩種情況（1）豎直方向提升物體：有用功：W有=Gh 總功：W總=FS，,如圖甲。（2）勻速水平拉動(dòng)物體：W有=fS物,W總=FS繩，,如圖乙所用到的公式：有用功：W有=Gh

14、總功：W總=FS，繩子移動(dòng)距離S=nh（n為繩子股數(shù)）動(dòng)滑輪重G動(dòng)=nF-G物拉力拉力功率拉力速度重物上升速度類型九：斜面的機(jī)械效率：1. 將一個(gè)重240N的物體勻速推到斜面頂端，人沿斜面向上的推力為120N，如圖所示，物體沿斜面移動(dòng)的距離S=3m，上升的高度h=1.2m，則人對(duì)物體做的有用功是 J,斜面的機(jī)械效率是 ?！究偨Y(jié)歸納】1.計(jì)算斜面有用功、額外功、總功的方法： (1)W有用=Gh；(2)W額= W總-W有用；(3)W總=Fs (F是沿斜面勻速拉動(dòng)物體的拉力，s是斜面的長(zhǎng)度)2.計(jì)算摩擦力的方法：在探究斜面的機(jī)械效率時(shí)，物體受到的摩擦力f不能直接測(cè)出來(lái)，要計(jì)算摩擦力需要先計(jì)算額外功W

15、額= W總-W有用，然后再利用W額=fS計(jì)算出摩擦力（f表示摩擦力）.類型十：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1. 如圖所示，空中加油機(jī)正在給勻速水平飛行的戰(zhàn)斗機(jī)加油，加油后戰(zhàn)斗機(jī)仍以原來(lái)的高度和速度做勻速飛行，則戰(zhàn)斗機(jī)的（ ）A動(dòng)能不變，勢(shì)能不變，機(jī)械能不變 B動(dòng)能不變，勢(shì)能減少，機(jī)械能減少C動(dòng)能增加，勢(shì)能不變，機(jī)械能增加 D動(dòng)能增加，勢(shì)能增加，機(jī)械能增加2.火箭加速升空過(guò)程中，對(duì)于火箭搭載的衛(wèi)星，下列敘述正確的是（ ）A衛(wèi)星的機(jī)械能總量不變 B衛(wèi)星的機(jī)械能總量增加C衛(wèi)星的動(dòng)能增加，重力勢(shì)能不變 D衛(wèi)星的動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增加3. 直升飛機(jī)在空中勻速下降的過(guò)程中（忽略燃油的變化），關(guān)于直升飛機(jī)的動(dòng)能和重力勢(shì)能

16、的變化情況描述正確的是（ ）A動(dòng)能減小，重力勢(shì)能減小 B動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增大C動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小 D動(dòng)能增大，重力勢(shì)能不變4. 將一支內(nèi)有彈簧的圓珠筆向下按壓（如圖），放手后筆會(huì)向上彈起一定高度下列關(guān)于該過(guò)程中能量變化的敘述，其中正確的是（ ） A向下按筆的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能減小 B向下按筆的過(guò)程中，筆的重力勢(shì)能增大C筆向上彈起的過(guò)程中，筆的重力勢(shì)能增大 D筆向上彈起的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能增大【歸納總結(jié)】1.判斷物體具有什么形式的機(jī)械能及不同形式的機(jī)械能是如何轉(zhuǎn)化時(shí)，關(guān)鍵要分析物體的速度、高度及形變程度如何變化.具體轉(zhuǎn)化過(guò)程如下:2.(1)具有能量的物體一定具有做功的能力，但不一定

17、正在做功 (2)物體的動(dòng)能和勢(shì)能在相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，如果機(jī)械能沒(méi)有與其他形式的能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化，即只有動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和保持不變?nèi)艨紤]摩擦阻力等，機(jī)械能的總量變小，這是因?yàn)椴糠謾C(jī)械能轉(zhuǎn)化成其他形式的能【實(shí)驗(yàn)探究】探究滑輪組的機(jī)械效率 1.實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、鉤碼、滑輪組、細(xì)繩等2.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法.3.實(shí)驗(yàn)原理：4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重、物重有關(guān)(忽略摩擦力),與物體提升的高度、繩子段數(shù)無(wú)關(guān).5.問(wèn)題探究(1)能否直接測(cè)量滑輪組的額外功？提示：不能，克服繩重、動(dòng)滑輪的重力及摩擦力所做的功都是額外功,這些額外功很難直接測(cè)量(2)應(yīng)該怎樣拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)？為什么