九年級(jí)物理第九章機(jī)械和功復(fù)習(xí)北師大版知識(shí)精講

1、初三物理第九章 機(jī)械和功 復(fù)習(xí)北師大版 【本講教育信息】一 . 教學(xué)內(nèi)容：第九章 機(jī)械和功 復(fù)習(xí)【學(xué)習(xí)過(guò)程】一 . 知識(shí)結(jié)構(gòu)1. 簡(jiǎn)單機(jī)械綜合問(wèn)題：與運(yùn)動(dòng)、浮力、密度、壓強(qiáng)結(jié)合，2. 功、功率、機(jī)械效率比較功功率機(jī)械效率符號(hào)WP意義表示做功的多少。 功是由兩個(gè)必要因素 決定的表示做功的快慢。 是單位時(shí)間所完成 的功有用功跟總功的比值計(jì)算W=FsP=W/t=W有用/W總決定因素作用在物體上的力 物體在力的方向上通 過(guò)的距離物體所做的功和完 成這個(gè)功所用的時(shí) 間對(duì)用滑輪組提重 物來(lái)說(shuō)有物重、 動(dòng) 滑輪重、摩擦國(guó)際單位焦耳（ J）瓦特（ W）沒(méi)有單位各量的聯(lián)系P=W/t=Fs/t=Fv =W有用/W

2、總= P 有用 /P 總= P輸出/P 輸入【典型例題】例 1. 身高幾乎相同的兄弟兩個(gè)，用長(zhǎng) 1.5 米的扁擔(dān)抬一桶水，哥哥把水桶掛 在扁擔(dān)上距自己肩 0.5 米處，桶和水共重 300 牛，問(wèn)兄弟二人各負(fù)擔(dān)多大的力？ （不計(jì)扁擔(dān)重）分析：兄弟二人抬水時(shí)， 水桶作用在扁擔(dān)上的力是阻力， 兄弟倆肩頭對(duì)扁擔(dān) 的作用力可以 作為動(dòng)力。若要求哥哥肩上負(fù)擔(dān)的力有多大，可把弟弟的肩同扁 擔(dān)接觸的那點(diǎn)看作是支點(diǎn)； 反之，求弟弟肩上負(fù)擔(dān)的力， 只要把哥哥的肩同扁擔(dān) 接觸的那點(diǎn)作支點(diǎn)，然后用杠桿平衡條件來(lái)求解。解： 扁擔(dān)長(zhǎng) L=1.5 米，桶重為 G=300N。哥哥肩與水桶作用在扁擔(dān)上的力的 作用點(diǎn)的距離為 L

3、0=0.5 米。則弟弟肩與水桶作用在扁擔(dān)上的力的作用點(diǎn)的距離 為 LL0=1.5 米 -0.5 米 =1 米。以哥哥肩為支點(diǎn)，根據(jù)杠桿平衡條件GL0=F 弟 L300N×0.5m= F 弟×1.5m解得 F 弟=100N以弟弟肩為支點(diǎn)時(shí)，根據(jù)杠桿平衡條件，G（L-L 0）=F 哥 L300N×1m= F哥× 1.5m解得 F 哥=200N即哥哥負(fù)擔(dān) 200牛的力，弟弟負(fù)擔(dān) 100 牛的力。小結(jié)：過(guò)支點(diǎn)的作用力，力臂為零，把支點(diǎn)選在肩頭，可以減少未 知量。例 2. 如圖所示，浸沒(méi)在水中的金屬塊，體積為 2 米 3，重 4×104 牛，用滑輪組向上

4、勻速吊起金屬塊（金屬塊始終全部浸沒(méi)在水中），至少要用多大的拉力 F才行？（動(dòng)滑輪及摩擦不計(jì)）分析：金屬塊勻速上升應(yīng)滿足力的平衡條件。金屬塊受重力、浮力、滑輪 組對(duì)它向上的拉力，滿足 G=F浮+F 拉物。金屬塊受到的浮力由阿基米德原理來(lái)計(jì)算 F 浮= 水 gV排，對(duì)重物的拉力， F拉物=G-F浮。由圖可知，由 3 股繩子來(lái)承擔(dān)，動(dòng)滑 輪及摩擦不計(jì)， F=F 拉物/3解： F 浮= 水 gV排=1×103千克米 3×9.8 牛千克×2米 3=1.96 ×104牛 金屬塊勻速上升，處于平衡狀態(tài)，滑輪組對(duì)金屬塊的拉力 F拉=G-F浮=4×104牛-1.

5、96×104牛= 2.04 ×104 ?；喗M吊起重物是由 3 股繩子承擔(dān)，繩子自由端拉力即是每股繩上 受的力。F拉物 2.04 10 4 牛3F 6.8 103牛33答：至少要用 6.8 ×103牛的拉力才行。 小結(jié)：本題綜合浮力、力的平衡、滑輪組等知識(shí)，對(duì)于復(fù)雜的綜合題應(yīng)分 析包含那幾個(gè)基本物理過(guò)程， 應(yīng)用哪些基本規(guī)律， 把綜合問(wèn)題分解成幾個(gè)小問(wèn)題。 本題包括三個(gè)基本知識(shí)要點(diǎn)，一、對(duì)金屬塊進(jìn)行受力分析，根據(jù)勻速上升，滿足 力的平衡條件；第二根據(jù)阿基米德原理計(jì)算浮力；第三、 滑輪組吊重物，由與動(dòng) 滑輪連接的繩子數(shù)來(lái)考慮繩子拉力與承擔(dān)重物的關(guān)系。例 3. 兩個(gè)體積

6、相等的實(shí)心銅球和鉛球，掛于輕質(zhì)杠桿兩端，當(dāng)支點(diǎn) O 位于某 處時(shí)，杠桿平衡，如圖所示?，F(xiàn)將兩球慢慢浸沒(méi)在水中后，要想使杠桿平衡，關(guān) 于支點(diǎn) O的移動(dòng)情況下列敘述正確的是 （ ）A向銅球側(cè)移動(dòng)B 向鋁球側(cè)移動(dòng)C不需要移動(dòng)D 無(wú)法判斷解析： 兩球密度不同，質(zhì)量不同， m鋁m銅，杠桿平衡時(shí) 兩側(cè)的“力×力臂” 相同，所以 l 鋁l 銅。當(dāng)都浸沒(méi)在水中后，根據(jù)阿基米德原理，兩球浮力相等， 即相當(dāng)于兩邊減少了相等的重力， 但銅球一側(cè)力臂小， 所以減少的“力×力臂” 少，因此必須將支點(diǎn)向銅球一側(cè)移動(dòng)。答案： A 例 4. 下圖是甲、乙兩臺(tái)機(jī)械做功與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系圖象，由圖可知，甲機(jī)械

7、的功率 P甲，和乙機(jī)械的功率 P 乙比較（）A. P 甲P 乙 B. P 甲=P 乙C. P 甲P乙D. 條件不足，無(wú)法判斷分析：比較功率大小可以采取下面的做法： 比較相同時(shí)間， 二者完成的功的 多少；或比較相同的功， 二者所用時(shí)間的長(zhǎng)短。 在時(shí)間軸上選取一點(diǎn)，向上平行 于縱軸做一條線，與兩條圖象相交的點(diǎn)的縱坐標(biāo)就表示了甲乙在同一時(shí)間所做的 功，如下圖可知，相同時(shí)間甲完成的功多，所以甲的功率大。答案：A例 5. 用功率為 1500 瓦特的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)起重機(jī)， 以 0.2 米 / 秒的速度勻速提升 物體，起重機(jī)的效率為 80%，求它所提起的物體的重量。分析：本題給出機(jī)械效率， 是電動(dòng)機(jī)做功和對(duì)重物

8、做功的一個(gè)聯(lián)系紐帶。 可 以分析，電動(dòng)機(jī)所做的功是總功， 對(duì)重物做的功是有用功。 但題目沒(méi)有總功有用 功的已知，雖給出了電動(dòng)機(jī)功率、 和物體移動(dòng)速度， 但沒(méi)有時(shí)間條件，無(wú)法求出提物上升的距離。所以只有設(shè)時(shí)間 t ，才能寫(xiě)出有用功，總功的表達(dá)式。解：設(shè)起重機(jī)提升物體所用的時(shí)間為t ，則物體上升高度 h=vt ，對(duì)起重機(jī)來(lái)說(shuō)W總Pt由W有GvtW總總PtP80%1500WW有用 GhGvt0.2m/ svGvP6000N它所提起的物體重 6000 牛頓。小結(jié)：機(jī)械做功與對(duì)物體做功時(shí)間相同，所以機(jī)械效率可以用有用功率和總功率來(lái)計(jì)算W有P有 t P有W總P總 t P總例 6. 在測(cè)滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)

9、驗(yàn)中，用同一滑輪組進(jìn)兩次實(shí)驗(yàn)，得到如表數(shù)據(jù)：次數(shù)鉤碼質(zhì)鉤碼上升高度彈簧秤示數(shù)彈簧秤移動(dòng)距（牛）（克）11000.10.50.322000.20.90.6(1) 滑輪組中動(dòng)滑輪、 定滑動(dòng)最少個(gè)數(shù)分別為： 動(dòng)滑輪個(gè)，定滑輪_ _個(gè)；(2) 第一次、 第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)的機(jī)械效率大小分別為 、；(3) 兩 次 實(shí) 驗(yàn) 機(jī) 械 效 率 不 同 的 原 因 是 。_解析： 判斷滑輪的個(gè)數(shù)應(yīng)先判斷出承擔(dān)物重的繩子段數(shù)。由表中數(shù)據(jù)可知， 動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)距離是物體上升高度的 3倍，所以由 3段繩子分擔(dān)。 彈簧秤由于 彈簧有自重，不能倒立使用，因此繩子末端應(yīng)向上用力，需要兩動(dòng)兩定滑輪組。W有 Gh 計(jì)算機(jī)械效率時(shí)應(yīng)先

10、將鉤碼質(zhì)量單位換算后求出重力， 再利用 有 Gh 計(jì)算W總 Fs 機(jī)械效率。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以知道兩次提起物體的重力不同， 可以判斷有用功不同， 但使用同一滑輪組，額外功相同。因此滑輪組的機(jī)械效率也不同。答案： (1) 2 ，2(2) 65.3% ，72.6%(3) 由于提起物重不同，有用功不同。例 7. 一個(gè)人工噴泉，噴出水柱高 5 米，若噴泉口每分鐘噴出水 6 米 3 ，則供 水設(shè)備的功率至少多大？ (g=10N/kg)分析： 供水設(shè)備將水壓到 5 米高處，克服水的重力做功 W=G。h已知水的體 積，根據(jù)密度公式求出 6 m3水的質(zhì)量、重力，就可以求出供水設(shè)備做的功。解 ：水的重力 G=gm=

11、g V3 3 3=10N/kg×1.0 ×103kg/m3×6m34=6×104N4供水設(shè)備的功率 P W Gh 6 10 N 5m 5000Wt t 60s答：供水設(shè)備的功率是 5000W。例 8. 某學(xué)校的部分學(xué)生進(jìn)行“深圳河治理研究性課題”的實(shí)踐活動(dòng)。在一處建筑工地前，他們的車(chē)子陷到了泥地里， 帶隊(duì)老師不失時(shí)機(jī)地導(dǎo)演了一堂 “如何 將汽車(chē)從泥地里拖出來(lái)”的實(shí)踐課，大家想出了很多切實(shí)可行的辦法。他們發(fā)現(xiàn)可利用的資源有：沙子、小石塊、長(zhǎng)木板、麻袋、堅(jiān)硬的木棒、 磚頭、鐵錘、鐵鍬、 工地上升降重物的電動(dòng)機(jī)、 滑輪、纜繩、千斤頂、 移動(dòng)電話、 幾百塊錢(qián)。請(qǐng)

12、你用簡(jiǎn)練的語(yǔ)言，把他們當(dāng)時(shí)的辦法，按物理原理或生活經(jīng)驗(yàn)分類(lèi)敘述 出來(lái)，每類(lèi)列舉一個(gè)，填在下面表格中。解析： 車(chē)陷入泥中，泥受到壓力發(fā)生形變大，形成較多凹凸不平，產(chǎn)生阻力 較大?？梢詮臏p小阻力和增大對(duì)車(chē)的拉力兩方面考慮。 利用滑輪等簡(jiǎn)單機(jī)械可以 起到省力的效果， 即用較小的動(dòng)力對(duì)起重機(jī)產(chǎn)生較大的拉力。 也可通過(guò)減小壓強(qiáng) 減小泥地的形變，從而減小阻力。 除了從物理角度考慮，還可以從生活中其他視 角入手，善于利用資源。一類(lèi)：減小壓強(qiáng)，將長(zhǎng)木板鋪在地面，推動(dòng)車(chē)子使它在木板上行駛。PF一定時(shí)，增大S 減少 P二類(lèi)：用簡(jiǎn)單機(jī)械：用繩和滑輪繞成滑輪組，利用簡(jiǎn)單機(jī)械可以省力FGn 的原則，人將車(chē)?yán)鋈?lèi)：其它

13、機(jī)械做功，用電動(dòng)機(jī)和繩子將車(chē)?yán)?四類(lèi)：打電話請(qǐng)救援車(chē) 五類(lèi)：用鐵鍬將表面泥鏟走露出路基，路基承受的壓強(qiáng)大，車(chē)可以 通過(guò)。模擬試題】（答題時(shí)間： 30 分鐘）1. 從一端抬起 200牛頓的水平放置的粗細(xì)均勻的鋼管， 至少需要用力 （）A. 200 牛頓 B. 100 牛頓 C. 50 牛頓 D. 150 牛頓2. 分別用杠桿、斜面和滑輪組將同一物體舉到相同的高度，做的有用功是 （）A. 一樣多 B. 斜面的多 C. 滑輪組的多3. 一戰(zhàn)士用 200N的力，將質(zhì)量為 500g 的手榴彈拋出 50m遠(yuǎn)，這個(gè)戰(zhàn)士對(duì)手 榴彈做的功是（ ）A. 150J B . 5000J C. 2. 5×

14、104J D. 無(wú)法計(jì)算4. 甲乙兩臺(tái)機(jī)器， 它們完成的功之比是 1:2 ，所用時(shí)間之比是 2:1 ，則甲乙兩 臺(tái)機(jī)器的功率之比是（ ）A.1:1 B. 1:2 C. 1:4D. 4:15. 甲乙兩物體質(zhì)量相同，用力使物體甲以 0.8m/s 的速度勻速上升 5m，力做的功是 W1， 功率是P1。用力使物體乙以0.4m/s 的速度也勻速上升 5m，力做的功是W2，功率是 P2 。比較功和功率的大?。ǎ〢. W1= W2，P1> P2B. W1> W2，P1< P2C. W1= W2，P 1< P2D. W1< W2 ，P1= P26. 甲、乙兩物體分別在水平拉力作用

15、下作勻速直線運(yùn)動(dòng)。若甲的質(zhì)量是乙的4 倍，甲所受的水平拉力是乙的 2 倍，甲的速度是乙的 3 倍，那么在同一時(shí)間內(nèi)， 拉力對(duì)甲、乙兩物體做的功之比為 （ ）A. 241B. 121 C. 61 D. 217. 已知甲機(jī)器的機(jī)械效率是 65，乙機(jī)器的機(jī)械效率是 80，那么下列說(shuō)法 中正確的是 （ ）A. 甲機(jī)器一定比乙機(jī)器省力 B. 甲機(jī)器一定比乙機(jī)器省距離C. 甲機(jī)器做的有用功一定比乙機(jī)器多 D. 以上說(shuō)法都不對(duì)8. 下列說(shuō)法正確的是（ ）A. 汽車(chē)的功率越大，機(jī)械效率越高B. 若汽車(chē)的功率保持不變，則牽引力越大，速度越小C. 汽車(chē)的功率越大，做的功越多D. 汽車(chē)的功率越大，其速度一定越大9.

16、 甲乙兩臺(tái)機(jī)器的功率之比是 1:3 ，它們完成的功之比為 2:3 ，則它們所用的 時(shí)間之比是（ ）A. 2:9 B. 9:2 C. 2:1 D. 1:210. 甲乙兩物體，甲放在粗糙的水平面上，乙放在光滑的水平面上。現(xiàn)用相同 的推力，分別使兩物體沿力的方向移動(dòng)相同的距離。則說(shuō)法正確的是（ ）A. 對(duì)甲物體做的功多B. 對(duì)乙物體做的功多C. 兩物體做功一樣多D. 甲物體還克服摩擦力做功11. 用一臺(tái)總功率為 11.3KW的水泵抽水，在 1 分鐘內(nèi)可把 5×103Kg的水抽到10m 高處，水泵做的有用功是 J ，總功是 J ，水泵的機(jī)械效率12. 如圖用滑輪組把重 100N的物體以 2m

17、s 的速度勻速提高 0.5m，拉力做功 60J?；喗M的機(jī)械效率是，拉力為N，拉力的功率是W，若動(dòng)滑輪組總重為 18N，那么在此過(guò)程中克服摩擦做功J。13. 如圖所示，重為 5牛頓的小球從 A點(diǎn)滾到 C點(diǎn)，AB=4米，BC=6米，重力做功14. 秋游香山時(shí)，質(zhì)量大的甲同學(xué)和質(zhì)量小的乙同學(xué)同時(shí)登上山頂，克服自身 重力所做的功甲 _ _乙，做功的功率甲 _ _乙.（ 填“<”“=”或“ >”）15. 有一斜面長(zhǎng) L=8米，高 h=2米，把質(zhì)量 m=200千克的物體沿斜面拉到頂端。若受到摩擦阻力是物重的 0.1 倍，求斜面的機(jī)械效率16. 外力對(duì)水泵做了 7×104焦的總功，水

18、泵把 250 千克的水送到 20 米高處， 水泵完成的有用功為 _ 焦，水泵的機(jī)械效率為 _ 。17. 在“測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用同一滑輪組進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)， 得到的數(shù)據(jù)記錄在下表中，計(jì)算數(shù)據(jù)，并相應(yīng)填寫(xiě)在表中的空欄內(nèi) .次數(shù)拉力F鉤碼重G（牛）拴彈簧測(cè)力計(jì)的 線端提升的距離 s（米）鉤碼上升的 高度 h（ 米）有用功W有用（焦）總功W總（焦）機(jī)械 效率 10.5 1.00.300.1020.9 2.00.300.10兩次實(shí)驗(yàn)機(jī)械效率不同的主要原因是 。18. 如圖所示，物重 500牛頓，它在外力 F的作用下以 0.2 米/ 秒的速度勻速 向左運(yùn)動(dòng)，設(shè)它與地面間的摩擦力為 240 牛頓，求：（1）拉力 F 是多少牛頓？（2）在 2 秒內(nèi)繩的末端向右移動(dòng)了多少距離？19. 高出水面 30米處有一個(gè)容積是 50米 3的蓄水池，要用一臺(tái)離心式水泵抽 水給蓄水池， 1 小時(shí)能把水池充滿即可，這臺(tái)水泵的功率至少是多少千瓦？試題答案1. B 2. A 3. D 4. C 5. A 6. C 7. D 8. B