第十章机械与人【沪科版总复习用】课件.ppt

第十章机 械 与 人,1.杠杆:(1)定义:在力的作用下能绕着_转动的硬棒。(2)五要素:如图所示,固定点,支点:杠杆绕着转动的_,如图中O。动力:使杠杆_的力,如图中F1。阻力:_杠杆转动的力,如图中F2。动力臂:_的距离,如图中l1。阻力臂:_的距离,如图中l2。(3)平衡条件。文字表达式:_。字母表达式:_。,固定点,转动,阻碍,从支点到动力作用线,从支点到阻力作用线,动力动力臂=阻力阻力臂,F1l1=F2l2,(4)三种杠杆:,=,=,省力费距离,费力省距离,天平,2.滑轮及其应用:,改变,不改变,等臂杠杆,省力杠杆,nh,1.功:(1)定义:力和物体在力的方向上移动距离的_。(2)做功的两个必要因素。作用在物体上的_;物体在_上移动的距离。(3)计算公式:W=_。,乘积,力,力的方向,Fs,2.功率:(1)物理意义:表示物体_的物理量。(2)定义:一段时间内做的_与做功所用的这段_的比。(3)公式:P= 。,做功快慢,功,时间,1.有用功、额外功和总功:(1)有用功:_的功,记作W有。(2)额外功:无用的但_的功,记作W额。(3)总功:_对机械所做的功,记作W总。(4)关系:W总=_。,我们需要的、有价值,又不得不做,动力,W有+ W额,2.机械效率:(1)定义:_和_的比值。(2)公式:= 。(3)特点:机械效率总_1。3.影响滑轮组机械效率的主要因素:(1)_;(2)_。,有用功,总功,小于,提升的物重,动滑轮的重力,1.能量:如果一个物体能够_,就说这个物体具有能量,简称能。,对别的物体做功,2.机械能的分类及其影响因素:3.动能与势能的转化:(1)摆球上下运动过程中,动能与_相互转化;(2)玩蹦蹦床过程中,动能与_相互转化。,运动,高度位置,质量,速度,质量,高度,弹性形变,弹性形变的大小,重力势能,弹性势能,如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为240N的泥桶,动滑轮重为30N。工人在10s内将泥桶匀速提升3m。(不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重)(1)工人将绳子向上拉动了m;(2)手拉绳子的力为N;(3)拉力的功率为W;(4)滑轮组的机械效率为;,(5)若将动滑轮重量减轻,则机械效率会;(6)在泥桶匀速升高的过程中,它的动能,重力势能。参考答案：(1)9(2)90(3)81(4)88.9%(5)增大(6)不变增大,1.杠杆示意图的画法:,2.杠杆的平衡条件:(1)平衡状态:是指杠杆在动力和阻力的作用下,处于静止状态或匀速转动状态。(2)平衡条件的表达式:F1l1=F2l2或 。(3)应用。定量计算:已知其中的三个量,求第四个量。判断杠杆的种类:通过比较动力臂和阻力臂的大小,判断杠杆的类型。,判断杠杆的平衡状态。a.若F1l1=F2l2,则杠杆能保持平衡;b.若F1l1F2l2,则杠杆不能保持平衡,杠杆向力与力臂乘积较大的方向转动。分析动力F1的变化情况:根据平衡条件可得F1= ,据此可分析杠杆在工作的过程中F1是否变化、如何变化(增大或减小)。,【易错警示】(1)动力和阻力都是杠杆受到的力,而不是杠杆对其他物体的作用力。(2)力臂是从支点到力的作用线的距离,而不是从支点到力的作用点的距离。,【典例1】(2012无锡中考)如图所示是列车上常用的手推车,车内货物均匀摆放。车前行时,需经过障碍物。当手推车的前轮遇到障碍物A时,售货员向下按扶把,这时手推车可以视为杠杆,若手推车和货物总重200N,动力臂和阻力臂之比为23,则售货员作用在扶把上的动力为N。当后轮遇到障碍物A时,售货员竖直向上提扶把,这时支点是(选填“A”“B”或“C”)点,这种情况下,手推车可以视为(选填“省力”或“费力”)杠杆。,【思路导引】解答本题有三个关键点:,【精讲精析】本题考查杠杆的有关计算及分类。当手推车的前轮遇到障碍物A时,售货员向下按扶把,此时C点为杠杆的支点,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得F1= F2= 200N=300N;当后轮遇到障碍物A时,售货员竖直向上提扶把,此时B点为杠杆的支点,动力臂大于阻力臂,手推车可以视为省力杠杆。答案：300B省力,【方法归纳】求解最小动力的方法(1)动力作用点要选在杠杆上距支点最远处;(2)连接动力作用点和支点(用虚线);(3)以动力作用点为垂足,作动力作用点与支点连线的垂线,则此垂线即为动力作用线;(4)根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反,确定动力的方向。,【变式训练】(2013德州中考)如图所示,请画出杠杆AB在图示位置静止时作用在B点的最小力F及其力臂l。【解析】本题考查力臂作图。根据杠杆平衡条件知,要使作用在B点的力F最小,力臂l应最长;O为杠杆的支点,则最长的力臂应为OB。杠杆静止时,作用在B点的力F与重物G对杠杆的作用力使杠杆的转动方向相反,故力F的方向应垂直杠杆向下。答案：如图所示,1.定滑轮和动滑轮:(1)判断:提升重物时,转轴固定不动的是定滑轮,转轴随重物一起移动的是动滑轮。(2)实质及特点。定滑轮实质上是一个等臂杠杆,不能省力,但可以改变力的方向;动滑轮实质上是一个动力臂等于阻力臂2倍的杠杆,可以省一半力,但不能改变动力的方向。,2.滑轮组:(1)承担物重的绳子段数n的判断:与动滑轮直接相连的绳子是几段,则承担物重的绳子段数n就是几。若绳子自由端最后跟定滑轮相连,则此段绳子不承担物重,只是起到改变力的方向的作用。(2)省力情况。不计摩擦和机械本身的重力时,加在绳自由端的拉力F= G物;只考虑动滑轮的重力,不计摩擦和绳重时,加在绳自由端的拉力F= (G物+G动);,(3)滑轮组的组装。首先确定承担物重的绳子段数n,有两种方法:a.已知物重G和动力F且不计摩擦和绳重时,则n= ;b.已知绳子自由端移动的距离s和重物移动的距离h,则n= 。然后根据承担物重的绳子段数n的奇偶性确定绳子固定端的位置,即“奇动偶定”:a.n为奇数,绳子的固定端在动滑轮上;b.n为偶数,绳子的固定端在定滑轮上。,【典例2】(2013日照中考)如图所示,用滑轮组提升重物,用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绳绕法。【思路导引】解答本题时按照以下思路分析:,【精讲精析】本题考查滑轮组的组装。滑轮组的省力特点:滑轮组由几段绳子承担物重,提起绳子的力就是物重的几分之一,承担物重的绳子段数越多,越省力。题目中有一个定滑轮,一个动滑轮,可由3段绳子提着动滑轮,起始端从动滑轮开始。答案：如图所示,【方法归纳】滑轮组组装的方法(1)绕绳时,先固定绳子的固定端,然后按照从动滑轮到定滑轮(或从定滑轮到动滑轮)、从小轮到大轮、从内到外的顺序绕绳;(2)用笔画线表示绳子时,注意所画的线要直,并且要与滑轮的边缘相切;(3)若要求最省力,则承担物重的绳子段数应最多;若要求比较方便地提升重物,绳子的自由端要向下拉。,【变式训练】(2012德州中考)用如图所示的滑轮组提升重物,要求绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,请在图上画出绕线的方法。【解析】本题考查滑轮组的绕线方法。绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,则相同时间内绳子自由端移动的距离等于重物上升距离的2倍,可知有2段绳子承担物重,即连在动滑轮上的绳子段数为2段。,答案：如图所示,1.正确理解做功的两个必要因素:(1)做功必须同时具备两个必要因素。作用在物体上的力;物体在力的方向上移动的距离。,(2)几种常见的不做功的情况。缺力无功:物体靠惯性通过一段距离,此情况有距离无力。缺距离无功:有力作用在物体上,但物体没有移动距离。垂直无功:有力作用在物体上,物体也移动了一段距离,但力的方向与物体移动方向垂直。,2.计算公式:(1)功:W=Fs=Pt;(2)功率:P= =Fv(以恒定的力做匀速直线运动)。【易错警示】(1)利用公式进行计算时,各物理量是一一对应的,并且各物理量的单位都取国际单位。(2)做功的多少是由功率和时间共同决定的,功率大的物体不一定做功多。,【拓展延伸】功的原理:使用任何机械都不省功。省力的机械必定费距离,省距离的机械必定费力,省力又省距离的机械是不存在的,但是使用机械可以省力、改变动力的方向或者省距离,给人们带来方便。这是人们使用机械的目的。功的原理适用于任何机械。,【典例3】(2013无锡中考)木块在大小为5N的水平拉力作用下,10s内在水平面上沿拉力方向前进2m,拉力做功为J,功率为W,若木块重15N,在此过程中重力对木块做功为J。【思路导引】解答本题要注意以下两个关键点:,【精讲精析】本题考查功和功率的计算。在水平方向上木块受到了拉力并且移动了一段距离,水平拉力做功W=Fs=5N2m=10J,其功率P= =1W。重力的方向竖直向下,木块在竖直方向上没有移动距离,故重力做功为0。答案：1010,【方法归纳】判断是否做功的三个步骤(1)物体是否受到力的作用,不受力的物体不做功。(2)物体是否运动,不运动的物体也不做功。(3)判断物体受力的方向和运动方向的关系,若二者方向垂直,则不做功;若二者方向不垂直,则做功。,【变式训练】(2012内江中考)如图所示,以下所列举的几个力中,没有对物体做功的是(),【解析】选D。本题考查判断力是否做功的方法。物理学中的功包含两个必要因素,一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上运动一段距离。由题图可知,杠铃静止时受到了运动员的支持力,但在支持力的方向上没有移动距离,故D选项中支持力没有对杠铃做功。,1.物理意义:机械效率是有用功在总功中所占比例的多少,是一个比值,是一个无单位的物理量,描述机械的工作性能。,2.滑轮组与斜面的机械效率:,3.提高机械效率的方法:根据公式= 100%= 100%分析利用滑轮组提升重物时,如何提高滑轮组的机械效率:(1)当有用功(W有)一定时,额外功(W额外)越小,则机械效率()越大。因此,设法减小额外功可以提高机械效率,如减轻动滑轮重,加润滑油以减小摩擦,用轻质材料制作机械,都可以不同程度地减小额外功。(2)当额外功(W额外)一定时,有用功(W有)越大,机械效率()越大。因此,增大有用功可以提高机械效率,如增加提升的物重。,【易错警示】(1)使用机械时,机械效率与所做有用功或者总功的多少无关,它表示有用功占总功的百分比;(2)机械效率与机械是否省力无关;(3)机械效率与功率无关,其中一个发生变化时,另一个不一定改变。,【典例4】(2013梅州中考)小林用如图所示的滑轮组在20s的时间内把重为120N的重物匀速提升了6m,拉力所做的功为960J。求:(1)小林所做的有用功功率;(2)滑轮组的机械效率;(3)拉力的大小。,【思路导引】解答本题需明确以下关系式和公式:(1)绳端移动距离s与重物上升高度h的关系:s=2h。(2)功率:P= 。(3)有用功:W有=Gh;总功:W总=Fs。(4)机械效率:= 100%。,【精讲精析】(1)小林所做的有用功W有=Gh=120N6m=720J有用功功率P有= =36W(2)滑轮组的机械效率=(3)绳端移动的距离s=2h=26m=12m由W=Fs得拉力F=答案：(1)36W(2)75%(3)80N,(2012广安中考)如图所示,将质量为100kg的木箱,用一平行于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面顶端。斜面长5m、高1.6m,在此过程斜面的机械效率为80%。则拉力做的功为J。拉力所做的额外功为J。(g=10N/kg),【解析】本题考查斜面机械效率的有关计算。根据木箱的质量可以求出木箱的重力G=mg=100kg10N/kg=1 000N;克服木箱重力所做的功就是有用功,W有=Gh=1 000N1.6m=1 600J;拉力F所做的总功是W总= =2 000J,所以拉力所做的额外功是W额=W总-W有=2 000J-1 600J=400J。答案：2 000400,1.判断物体具有什么形式的机械能及不同形式的机械能是如何转化时,关键要分析物体的速度、高度及形变程度如何变化。具体转化过程如下:,2.机械能与其他形式的能之间也可以相互转化。例如,划过夜空的流星克服空气摩擦做功,机械能转化成内能;内燃机在做功冲程中将内能转化为机械能。3.机械能守恒:物体的动能和势能在相互转化过程中,如果机械能没有与其他形式的能之间发生转化,即只有动能和势能的转化,机械能的总量保持不变。若考虑摩擦阻力等,机械能的总量变小,这是因为部分机械能转化成其他形式的能。,【拓展延伸】功与能的关系:具有能量的物体有做功的本领,但物体不一定做功。功是一个过程量,物体对外做功,它的能量会减少;外界对物体做功,它的能量会增加。物体只有通过做功才能实现能量的转化,功是能量转化多少的量度。,【典例5】(多选)(2013潍坊中考)如图所示是某建筑工地用起重机起吊货物的情景。货物在钢绳的拉力作用下先沿竖直方向匀速上升,再水平移动到卸货地点。若不计摩擦和空气阻力,则货物在匀速上升过程中()A.重力势能增加,动能减少B.重力势能增加,机械能增加C.动能不变,机械能增加D.动能减少,机械能减少,【思路导引】解答本题的思路如下:,【精讲精析】选B、C。本题考查动能、重力势能以及机械能大小变化的判断。质量越大,速度越大,物体的动能就越大;质量越大,高度越高,物体的重力势能就越大。本题中,货物的质量不变,在匀速上升过程中,货物的速度不变,所以动能不变,而高度增加,所以货物的重力势能在增加,又因为机械能为动能和重力势能之和,所以机械能增加,故B、C选项正确。,1.实验器材:杠杆、支架、钩码。2.实验设计:(1)调平:在挂钩码前,调节杠杆两端的_,使杠杆在_位置平衡。(2)在杠杆上悬挂钩码,改变钩码的个数及其位置,使杠杆在水平位置平衡,多做几次实验,记录动力、动力臂、阻力、阻力臂。,平衡螺母,水平,3.分析与论证:杠杆的平衡条件:_。4.问题探究:(1)为什么要调节杠杆在水平位置平衡?提示：为了便于直接从杠杆上测出力臂的大小,如图所示;同时可以使杠杆的重心落在支点处,避免杠杆的重力对平衡产生影响。,动力动力臂=阻力阻力,臂,(2)实验时为什么要做多次实验、收集多组数据?提示：只根据一组实验数据分析得出的结论具有偶然性,为了得到普遍性结论,使结论更具有说服力,应测量多组数据进行分析总结。【易错警示】(1)该杠杆的动力和阻力是可以任意规定的,力的大小等于钩码的重力。(2)平衡螺母只能在悬挂钩码前调节杠杆平衡时使用,在悬挂钩码后不可移动平衡螺母。,【典例1】(2012南京中考)物理实验小组的同学,利用如图所示的装置,在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件。(1)如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向(选填“左”或“右”)移动。将杠杆调在水平位置平衡是为了方便测量。,(2)实验中测得的数据如表所示,表格中漏填的数据为N。,(3)有的同学按现有方案得出如下结论:“动力支点到动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离”。这个结论与杠杆平衡条件不符,原因是实验过程中(填字母)。A.没有改变力的大小B.没有改变力的方向C.没有改变力的作用点D.实验次数较少,结论具有偶然性,【解析】本题考查了杠杆的平衡条件。(1)由题图可知,左边重,所以应将右端的平衡螺母向右移动。当杠杆水平时,杠杆与重力的方向垂直,力臂在杠杆上,这样容易测量力臂的大小。(2)由实验可知,动力动力臂=阻力阻力臂,所以空格处的数据应为1。(3)在实验中,既改变了力的大小,又改变了力臂的大小,并测量了多次,所以A、C、D错误。力臂的大小与支点到力的作用点的距离并不一定相等,力臂的大小是由支点及力的方向决定的,当力的方向发生变化时,力臂也会变化,故B正确。答案：(1)右力臂(2)1(3)B,【延伸探究】结合典例思考以下问题:(1)在做完上述实验后,小强又拿来一个弹簧测力计继续研究。如图所示,在杠杆水平平衡后,小强调节左边钩码的个数和位置,使杠杆水平平衡时,测出F1=1.2N,F2=1.5N,OA=30cm,OB=20cm。他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中,发现F1OA和F2OB并不相等,从而认为杠杆的平衡条件不一定是F1l1=F2l2。小强的失误是 。,(2)在图中,若B处的钩码不变,小强将弹簧测力计由A处移到C(OC=10cm)处,施加一个竖直方向的力,使杠杆在水平位置平衡,则这个力的方向应,大小为N。【解析】(1)小强做实验时,拉力F1的方向斜向下,力臂不是OA,而小强将OA当作F1的力臂,故实验结论有误。(2)力F2的作用是使杠杆逆时针转动,若在C点施加力的作用,则这个力应使杠杆顺时针转动,即方向竖直向上,此时F2=1.5N, OC=10cm,OB=20cm,根据杠杆平衡条件F3OC=F2OB,得F3=3N。答案：(1)把OA当成了F1的力臂(或把F1的力臂弄错了)(2)竖直向上3,1.实验原理:=_。2.测量物理量:用_测出钩码重G、拉力F,用_测出钩码上升的高度h、绳端移动的距离s。3.计算物理量:W有=_,W总=_。,弹簧测力计,刻度尺,Gh,Fs,4.分析与论证:(1)同一滑轮组提升的物重越大,它的机械效率_。(2)影响滑轮组机械效率的主要因素是_、_、_。5.问题探究:(1)实验中应怎样拉动弹簧测力计?提示：竖直匀速拉动。(2)在钩码上升的高度h和拉力移动的距离s中,如果只测出其中一个,能否算出滑轮组的机械效率?提示：能;对于已组装好的滑轮组,承担物重的绳子段数n是确定的,因为s=nh,所以不管测出h或s,都可以算出另外一个。,越高,提升的物重,动滑轮,重,机械装置间的摩擦,(3)如果没有刻度尺,该实验能否测出滑轮组的机械效率?为什么?提示：能;对于已经组装好的滑轮组s=nh,滑轮组的机械效率 ,故测算机械效率只测量F、G即可。【易错警示】滑轮组的机械效率与省力情况、物体提升的高度、绳子的段数等因素无关。,【典例2】(2012遵义中考)小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2 N,测得的数据如表:,(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。(2)第1次实验测得的机械效率为。(结果保留两位有效数字)(3)分析表中数据可知:第2次实验是用图做的;第4次实验是用图做的。(选填“a”“b”或“c”)(4)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组,可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、3次实验数据可知:使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率。,(5)分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度。【解析】本题考查滑轮组的机械效率。(1)在实验中是用弹簧测力计的示数来显示拉力的大小,应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计。(2)第1次实验测得的机械效率,(3)分析表中数据,第2次实验承担物重的绳子段数 ,被提升的物重有三个钩码,故第2次实验是用b图做的;第4次实验承担物重的绳子段数 ,故第4次实验是用c图做的。(4)分析第1、2次实验数据,使用的滑轮组相同,第2次钩码重力大,机械效率高,故可得出增加物重,可以提高机械效率;分析第1、3次实验数据可知,使用的滑轮组不同,物重相同,第3次动滑轮重,机械效率低,故可知使用不同的滑轮组,提升相同的重物,做相同的有用功,动滑轮个数越多,做的额外功越多,滑轮组的机械效率越小。,(5)分析第3、4次实验数据,使用相同的滑轮组提升相同的物体,物体提升的高度不同,但是两次滑轮组的机械效率相同,故可得出滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。答案：(1)匀速(2)74%(3)bc(4)增加被提升的物重越小(5)无关,【延伸探究】结合典例思考以下问题:(1)分析比较第1、3次实验数据,提升相同重物时,第次实验更省力,再对比两次实验的机械效率,可知省力的滑轮组不一定机械效率高。(2)根据上述几次实验得出的结论,写出两种提高滑轮组机械效率的措施: ; 。,【解析】(1)由表中数据可知,第1次实验的拉力为1.8N,第3次实验的拉力为1.4N,故第3次实验更省力。(2)由前三次的实验可知,滑轮组的机械效率与钩码重力和动滑轮的重力有关,所以通过改变钩码重力和动滑轮的重力,就可以改变滑轮组的机械效率。答案：(1)3(2)增大钩码的重力减小动滑轮的重力,1.实验方法:_法、_法。2.实验设计:(1)探究动能与速度的关系。思路:让同一钢球分别从斜面的_处由静止滚下,撞击放在水平面上的木块,比较木块运动的距离。(2)探究动能与质量的关系。思路:让木球、钢球分别从斜面的_处由静止滚下,撞击放在水平面上的木块,比较木块运动的距离。3.实验结论:(1)质量相同时,速度越大的物体具有的动能_。(2)速度相同时,质量越大的物体具有的动能_。,控制变量,转换,不同高度,同一高度,越大,越大,4.问题探究:(1)实验中如何判断小球动能的大小?提示：让小球撞到木块上,通过比较木块被撞开的距离来判断小球动能的大小,木块被撞得越远,说明小球所具有的动能越大。(2)探究动能与速度的关系,为什么让同一钢球从斜面的不同高度处由静止滚下?提示：控制质量不变,改变钢球在撞击木块时的速度。(3)探究动能大小与质量的关系时,为什么让木球、钢球分别从斜面的同一高度处由静止滚下?提示：控制不同的球在撞击木块时速度相同,改变质量。,【易错警示】探究过程中应注意以下几点:(1)使用同一个斜面(粗糙程度、倾斜程度都不变);(2)被推动的是同一个木块;(3)木块放置的平面粗糙程度不变;(4)使小球的运动路线与木块的中心在同一直线上。,【典例3】(2012滨州中考)小红猜想动能的大小可能与物体的质量m和运动速度v有关,于是设计了如图甲、乙所示的实验,探究动能的大小与物体的质量m和运动速度v的关系。,甲、乙两组实验中:(1)甲图中让不同质量的两个小球从斜面的同一高度自由滚下,目的是使两小球到达水平面时具有相同的。(2)选用图甲探究的是动能与的关系,比较分析实验现象,得出的结论是: 。(3)选用图乙探究的是动能与的关系,比较分析实验现象,得出的结论是: 。,【解析】本题考查探究影响动能大小的因素。(1)为了研究动能大小与质量的关系,需要控制不同质量的小球撞击木块的速度相同,具体措施:让不同质量的小球从同一高度自由滚下,则到达斜面底端时的速度相同;(2)动能的大小可以通过做功的多少来体现,做功的多少又可以通过小球推动木块通过的距离的远近来体现,由题图甲可知,探究的是动能与质量的关系,运动速度相同时,质量越大的小球具有的动能越大;,(3)为了研究动能大小与速度的关系,需要控制小球的质量相同、速度不同,具体措施:使两个小球在斜面上的高度不同,滑到斜面底端时的速度不同。由题图乙可知,物体质量一定时,运动速度越大,动能越大。答案：(1)速度(2)质量运动速度一定时,物体质量越大,动能越大(3)运动速度物体质量一定时,运动速度越大,动能越大,【延伸探究】结合典例思考以下问题:(1)实验中,如果木块运动到了长木板的末端,在不更换实验器材的前提下,解决的方法是 。(2)该实验主要运用了哪种物理方法来判断物体动能的大小()A.控制变量法 B.转换法C.理想推理法 D.模型法,【解析】(1)木块运动到了长木板的末端,说明小球的动能过大,要减小小球的动能,所以应该适当降低小球开始下滚的高度。(2)本实验通过比较木块被推开的距离来判断小球动能的大小。木块被推开的距离越远,说明小球对木块做功越多,小球的动能就越大。这种方法叫做转换法。答案：(1)降低小球开始下滚的高度(2)B,【方法平台】转换法及其应用1.转换法:物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫“转换法”。,2.应用:(1)测量仪器:秒表、电流表、电压表、弹簧测力计、气压计、U形管压强计、温度计等。(2)物理实验:发声的音叉插入水中能激起水花,说明发声体都在振动;用海绵发生形变的程度显示压力的作用效果;通过扩散现象认识分子运动;探究物质的吸热能力时,用加热时间反映物质吸收热量的多少;通过灯泡是否发光判断电路中是否有电流;用电磁铁吸引大头针的多少来判断电磁铁磁性的强弱。,1.如图所示,所使用的杠杆属于费力杠杆的是()【解析】选A。本题考查杠杆的分类。开瓶器、灭火器压把和钢丝钳在使用时动力臂都大于阻力臂,故都是省力杠杆。钓鱼竿在使用时,动力臂小于阻力臂,故是费力杠杆。,2.小虎同学用滑轮组匀速提起重为600N的物体,如果不计摩擦力、动滑轮重力和绳子重力,则小虎同学对绳子的拉力应为()A.600N B.400NC.300N D.200N【解析】选C。本题考查滑轮组绳子拉力情况的计算。从题图中可以看出:物体由两段绳子承担,忽略摩擦、动滑轮重及绳重时,所用拉力F= G= 600N=300N。,3.要测量小明通过楼梯上楼时的功率,不需要测量的是()A.身体质量 B.通过楼梯的高度C.通过的路程 D.上楼所用的时间【解析】选C。本题考查功率的计算。由功率定义式P= 可知,要测量上楼时的功率,必须测量上楼时做的功和上楼时间。要测量上楼时做的功,可以通过测量身体的质量和通过的楼梯高度计算得出,即W=Gh=mgh,所以不需要测量通过的路程。故选C。,4.如果汽车、摩托车与列车三种车辆的速度相等,那么按照它们的动能从大到小排列顺序正确的是()A.汽车、摩托车、列车 B.列车、汽车、摩托车C.摩托车、汽车、列车 D.汽车、列车、摩托车【解析】选B。本题考查影响动能大小的因素。影响动能大小的因素是物体的质量和速度,本题中三种车辆的速度相等,列车的质量最大,其次分别是汽车和摩托车,所以它们的动能从大到小的排列顺序应为列车、汽车和摩托车。,5.如图所示的三个滑轮中,属于动滑轮的是。若滑轮的自重和摩擦不计,当分别沿力F1、F2、F3方向提起同一物体时,F1、F2、F3的大小关系是 。,【解析】本题考查定滑轮和动滑轮的特点。动滑轮是转轴随物体一起运动的滑轮,定滑轮是转轴固定不动的滑轮,所以题中甲、丙是定滑轮,乙是动滑轮。使用定滑轮可以改变用力的方向,但不能省力,即F=G;使用动滑轮可以省力一半,故F= G,题中G相同,则有F1=F3F2。答案：乙F1=F3F2,6.(2012江西中考)如图所示,蚂蚁用10-3N的力拉着树叶,10s内沿拉力方向前进了10cm,则蚂蚁对树叶做功为J,此时的功率为W。【解析】本题考查功与功率的计算。蚂蚁对树叶施加了拉力,拉力在力的方向上通过了距离,故蚂蚁做的功W=Fs=10-3N0.1m=10-4J;所用时间为10s,则这段时间做功的功率为P= =10-5W。答案：10-410-5,7.如图所示,撑杆跳高运动员用压弯的撑杆把自己送上高处,这是因为压弯了的撑杆具有势能,最后转化为运动员的势能,使她越过横杆。【解析】本题考查弹性势能的概念及其转化。压弯的撑杆发生了弹性形变,所以具有弹性势能。松手后,运动员具有了一定的速度,向上运动时,动能减小,重力势能增加。运动员越过横杆时,她的位置升高,重力势能增加,所以是将弹性势能先转化为动能,最终转化为运动员的重力势能。答案：弹性重力,8.某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组的机械效率,记录数据如表:,(1)实验时,应沿竖直方向拉动弹簧测力计;(2)第2次实验中,拉力做的总功是J,滑轮组做的有用功是J,则算出滑轮组的机械效率填在表格中(结果保留一位小数)。(3)由记录数据分析,两次机械效率不同的主要原因是 。,【解析】本题考查测量滑轮组的机械效率。实验时,要竖直向上匀速拉动弹簧测力计;第2次实验中,拉力做的总功W总=Fs=2.4N0.3m=0.72J,滑轮组做的有用功W有=Gh=6N0.1m=0.6J,则滑轮组的机械效率= =83.3%。两次实验中由于钩码重不同,提升相同高度时,所做的有用功不同,而滑轮重、摩擦基本相同,那么所做的额外功相同,所以机械效率不同。答案：(1)匀速(2)0.720.683.3(3)钩码重不同,9.某商店售货员把长大约1m的木板搭在台阶上,将冰柜沿斜面推上台阶,如果售货员沿斜面的推力为200N,台阶高度为0.4m。求:(1)售货员推冰柜做了多少功?(2)如果把冰柜推上台阶用了10s,那么推力做功的功率是多少?【解析】(1)售货员的推力做功W=Fs=200N1m=200J;(2)推力的功率P= =20W。答案：(1)200J(2)20W,1.(2012烟台中考)在你学过的简单机械里既可以省力又可以费力的机械是()A.杠杆 B.定滑轮C.动滑轮 D.滑轮组【解析】选A。本题考查简单机械的特点。动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆,动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆,即利用杠杆既可以省力,也可以费力;而定滑轮不能省力,只能改变力的方向;动滑轮和滑轮组都能省力,但不会费力。,2.(2013临沂中考)下列过程中人对桶做功的是()A.提着桶站立不动B.提着桶水平移动C.提着桶站在匀速向上运动的电梯内D.提着桶站在匀速水平运动的车厢内【解析】选C。本题考查做功的两个必要因素。做功的两个必要因素是“作用在物体上的力”和“物体在力的方向上移动的距离”。A选项中桶没有移动距离,B、D选项中力的方向竖直向上而桶沿水平方向移动,所以这三种情况人对桶都没有做功;C选项中人给桶的力方向竖直向上而且桶在这个力的方向上移动了距离,所以这种情况下人对桶做了功。,3.(2012武汉中考)如图所示,一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业。关于该洒水车,下列说法正确的是()A.机械能不变,重力势能不变B.机械能变小,重力势能变小C.机械能不变,动能变小D.机械能变小,动能不变,【解析】选B。本题考查机械能的概念以及影响动能、势能大小的因素。动能和势能统称为机械能。洒水车在不断地洒水过程中,虽然速度是不变的,但是由于质量减小,所以动能减小;虽然在水平街道上,但是由于质量减小,所以重力势能也会减小,所以洒水车的机械能减小。,4.(2013聊城中考)如图所示是把小球放在相同的斜面上自由滚下,撞击静止在水平面上的木块进行的实验,能说明物体动能与物体的速度有关的是()A.甲、丙 B.乙、丙C.甲、乙 D.甲、乙、丙,【解析】选C。本题考查探究影响动能大小的因素。小球动能的大小是通过小球对木块做功的多少体现出来的,木块运动的距离越长,说明小球做功越多,其动能越大。动能的大小与质量和速度大小有关,要研究物体动能与物体的速度有关时,必须控制质量一定,改变物体的速度,而题中速度的改变可以通过让小球从斜面的不同高度滚下来实现,因此符合条件的是甲、乙两图。故选C。,5.(2012温州中考)为提高学生安全自救和使用灭火器的能力,学校开展消防安全演习。(1)如图是一种泡沫灭火器局部示意图,当按压控制杆时,控制杆绕点O转动,可打开阀门。灭火器的控制杆相当于简单机械中的。(2)演习过程中,小明用60N竖直向上的力将灭火器从地面提高0.5m,则小明对灭火器所做的功为J。,【解析】本题考查杠杆的识别及功的计算。(1)从图中可以看出,用手压控制杆时,杆以O点为支点转动,同时打开阀门,故控制杆相当于杠杆;(2)小明用F=60N竖直向上的力将灭火器从地面提高h=0.5m的高度,小明对灭火器所做的功W=Fh=60N0.5m=30J。答案：(1)杠杆(2)30,6.(2012潍坊中考)如图所示,用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组,每个滑轮重为30N。用这个滑轮组把重300N的物体匀速提升2m,不计绳重及摩擦,则拉力F大小是N,滑轮组的机械效率为。【解析】本题考查滑轮组的特点和机械效率的计算。由题图可知,物重和动滑轮重由三段绳子承担,故F=110N;滑轮组的机械效率= =90.9%。答案：11090.9%,7.(2013南充中考)如图所示的水平杠杆中,O为支点,请画出图中力F1和F2的力臂L1和L2。【解析】本题考查力臂的画法。沿力F1和F2的方向画出两力的作用线,从支点O向力F1和F2的作用线作垂线段,在垂线段与力F1和F2的作用线相交处标上垂足符号,用大括号把力臂标出来,把力臂的名称写在大括号附近。答案：如图所示,【误区警示】(1)力臂是支点到力的作用线的垂直距离,不一定在杠杆上,力的作用线是通过力的作用点沿力的方向所画的一条直线。(2)确定支点的方法:让杠杆转动,杠杆绕着转动的固定点即支点。,8.(2013泰州中考)如图所示,用装有细沙的容器、三脚小桌和质量不同的木块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”实验。(1)该实验是通过观察比较来间接判断物体重力势能大小的。(2)实验中采用质量不同的木块,是为了探究物体重力势能大小与物体的关系,操作时应该让木块从(选填“相同”或“不同”)的高度自由下落。,(3)若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系,请简要说明具体做法。【解析】本题考查研究重力势能大小的影响因素。被举高的木块具有重力势能,木块下落,撞击小桌,对小桌做功,小桌陷入沙中越深,木块对小桌做的功就越多,表明木块具有的重力势能就越大;重力势能大小与物体的质量和物体被举高的高度有关,因此若探究重力势能大小与物体质量的关系,应控制木块被举高的高度相同,改变木块的质量;若要探究重力势能大小与物体高度的关系,应选择相同的木块,从不同的高度释放木块,观察小桌下陷的深度,确定重力势能的大小。,答案：(1)小桌陷入沙中的深度(2)质量相同(3)选择相同的木块,从不同的高度释放木块,观察小桌下陷的深度,确定重力势能的大小。,