機械與人單元復習

1、第十章 機械與人單元復習【要點突破·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力杠桿的是( ) A. 道釘撬 B.鋼絲鉗C.開瓶扳手D.筷子【總結歸納】我們可以根據(jù)以下兩種方法來對杠桿進行分類：（1）根據(jù)力臂大小關系：對于較為復雜的杠桿，最好在圖上找到支點、動力、阻力，然后畫出動力臂和阻力臂進行比較（2）根據(jù)杠桿在生活中的實際應用情況：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，則該杠桿是費力杠桿，既不省力又不費力的則是等臂杠桿.（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。費力杠桿：鑷子，釣

2、魚桿，理發(fā)用的剪刀，筷子，火鉗，劃槳等。【易錯警示】（1）杠桿可以是直的，也可以是彎曲的.（2）動力和阻力都是杠桿自身受到的力，而不是杠桿對其他物體的作用力.（3）要注意力臂是從支點到力的作用線的距離，而不是從支點到力的作用點的距離.（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）。 【總結歸納】（1）首先確定支點（2）畫出動力和阻力的作用線（3）過支點向力的作用線做垂線，從支點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點上下轉動，若讓杠桿靜止在如圖所示的位置，請畫出作用在A點的最小作用力F和F的力臂L2.在甲

3、圖中，O為支點，畫出使杠桿保持平衡的最小力F（保留作圖痕跡）【總結歸納】求解最小動力的方法(1)動力作用點要選在杠桿上距支點最遠處；(2)連接動力作用點和支點(用虛線)；(3)以動力作用點為垂足，作動力作用點與支點連線的垂線，則此垂線即為動力作用線；(4)根據(jù)動力和阻力使杠桿轉動的方向相反，確定動力的方向.類型三：杠桿平衡條件的應用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 過程中，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用細線懸掛起來,分別在A、B兩端分別掛上質(zhì)量為m1、m2的重物時,杠桿平衡,

4、此時AO恰好處于水平位置,AO = BO, 不計杠桿重力,則m1、m2的關系為（ ）A. m1>m2 B. m1<m2 C. m1=m2 D.無法判斷3.如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，如果將物體A和B同時向靠近支點的方向移動相同的距離，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無法判斷4. 搬運磚頭的獨輪車，車廂和磚頭所受的總重力G=1400N。獨輪車有關尺寸如圖所示。該獨輪車是一個 杠桿，動力F= 。為了更省力，工人師傅可以采取的措施是 （寫一條即可）【總結歸納】F1l1=F2l2的應用（1）判斷力或力臂的變化：根據(jù)F1l1=F2l2

5、，通過一組力與力臂乘積的變化，判斷另一個力或力臂的變化。題圖中動力的力臂不變，阻力大小不變，力臂先變大后變小，故動力先變大后變小。（2）求大?。豪肍1l1=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。類型四：做功的兩個必要條件1. 如圖所示的情景中，人對物體做功的是（ ）A.小車在拉力作用下向前運動 B.提著水桶在水平路面上勻速前進C.小孩推車，車未動 D.踢出去的足球在地面上滾動一段距離2. 下列有關力做功的說法中正確的是（ ）A用水平力推著購物車前進，推車的力做了功B把水桶從地面上提起來，提水桶的力沒有做功 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，書包受到的拉力做了功 【總結歸納】1.做功必須滿足兩個必要條件(1)必須有力作用在物體上.(2)這個受力物體必須在這個力的方向上通過了一段距離.2.幾種常見的沒有做功的情況(如圖)(1)缺力無功：物體靠慣性通過了一段距離，此情況有距離無力.(2)缺距離無功：有力作用在物體上，但物體沒有移動距離.(3)垂直無功：有力作用在物體上，物體也移動了一段距離.但力的方向與物體移動方向垂直.【延伸拓展】功的原理：使用任何機械都不省功.省力的機械必定費距離，省距離的機械必定費力，省力又省距離的機械是不存在的，但是使用機械可以省力、改變動力的方向

7、或者省距離，給人們帶來方便.這是人們使用機械的目的.功的原理適用于任何機械.類型五：功和功率的計算1. 如圖，重為150N的物體在大小為40N的水平拉力F作用下，向右勻速運動了10m，所用的時間為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【總結歸納】1.功的理解（1）W=Fs的應用： F表示作用在物體上的力，s表示物體在力的方向上通過的距

8、離.這個公式適用于所有力做功的計算.（2）W=Gh的應用：在豎直方向上把物體舉高，這時所用的舉力為F=G，物體在舉力方向上通過的距離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間少，或是在相同的時間內(nèi)做功多.(2)與功的關系：做功多的機械，功率不一定大，同樣做工少的機械，功率不一定小，功率的大小還要看另一個因素時間.（二）公式應用：（1）基本公式：已知三個物理量中的任意兩個，可求第三個W=Pt（2）推導公式：,由公式可知，功率與牽引力及速度有關，

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：理解機械效率1.（多選）利用四個相同的滑輪，組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，用同樣的時間，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，機械效率分別是甲、乙（忽略繩重與摩擦），下列關系式正確的是（） 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，不計繩重和摩擦，以下判斷正確的是( )A甲的機械效率大于乙的機械效率 B甲的機械效率小于乙的

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

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

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

13、勻速運動，在這過程中拉力F做功為40J，已知物體受到水平地面的摩擦力為60N，則物體運動的距離為_m，該滑輪組的機械效率為_。（忽略繩子和動滑輪的重力） 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（不計摩擦和繩重帶來的影響）求： （1）有用功W有；（2）總功W總；（3）額外功W額；（4）動滑輪的重力；（5）滑輪組的機械效率【解題總結】1.計算機械效率的兩個變形公式 2. 計算機械效率的兩種情況（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，繩子移動距離S=nh（n為繩子股數(shù)）動滑輪重G動=nF-G物拉力拉力功率拉力速度重物上升速度類型九：斜面的機械效率：1. 將一個重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，物體沿斜面移動的距離S=3m，上升的高度h=1.2m，則人對物體做的有用功是 J,斜面的機械效率是 。【總結歸納】1.計算斜面有用功、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是沿斜面勻速拉動物體的拉力，s是斜面的長度)2.計算摩擦力的方法：在探究斜面的機械效率時，物體受到的摩擦力f不能直接測出來，要計算摩擦力需要先計算額外功W

15、額= W總-W有用，然后再利用W額=fS計算出摩擦力（f表示摩擦力）.類型十：機械能及其轉化1. 如圖所示，空中加油機正在給勻速水平飛行的戰(zhàn)斗機加油，加油后戰(zhàn)斗機仍以原來的高度和速度做勻速飛行，則戰(zhàn)斗機的（ ）A動能不變，勢能不變，機械能不變 B動能不變，勢能減少，機械能減少C動能增加，勢能不變，機械能增加 D動能增加，勢能增加，機械能增加2.火箭加速升空過程中，對于火箭搭載的衛(wèi)星，下列敘述正確的是（ ）A衛(wèi)星的機械能總量不變 B衛(wèi)星的機械能總量增加C衛(wèi)星的動能增加，重力勢能不變 D衛(wèi)星的動能不變，重力勢能增加3. 直升飛機在空中勻速下降的過程中（忽略燃油的變化），關于直升飛機的動能和重力勢能

16、的變化情況描述正確的是（ ）A動能減小，重力勢能減小 B動能不變，重力勢能增大C動能不變，重力勢能減小 D動能增大，重力勢能不變4. 將一支內(nèi)有彈簧的圓珠筆向下按壓（如圖），放手后筆會向上彈起一定高度下列關于該過程中能量變化的敘述，其中正確的是（ ） A向下按筆的過程中，彈簧的彈性勢能減小 B向下按筆的過程中，筆的重力勢能增大C筆向上彈起的過程中，筆的重力勢能增大 D筆向上彈起的過程中，彈簧的彈性勢能增大【歸納總結】1.判斷物體具有什么形式的機械能及不同形式的機械能是如何轉化時，關鍵要分析物體的速度、高度及形變程度如何變化.具體轉化過程如下: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)物體的動能和勢能在相互轉化過程中，如果機械能沒有與其他形式的能之間發(fā)生轉化，即只有動能和勢能的轉化，機械能的總和保持不變?nèi)艨紤]摩擦阻力等，機械能的總量變小，這是因為部分機械能轉化成其他形式的能【實驗探究】探究滑輪組的機械效率 1.實驗器材：彈簧測力計、刻度尺、鉤碼、滑輪組、細繩等2.實驗方法：控制變量法.3.實驗原理：4.實驗結論：滑輪組的機械效率與動滑輪重、物重有關(忽略摩擦力),與物體提升的高度、繩子段數(shù)無關.5.問題探究(1)能否直接測量滑輪組的額外功？提示：不能，克服繩重、動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量(2)應該怎樣拉動彈簧測力計？為什么