中考专题人与机械总结 9页

导入 ：阿基米德：给我一个支点，我可以撬动地球。‎ 复习巩固：力：重力、弹力、摩擦力 知识点梳：‎ 一、杠杆 1. 定义 在力的作用下，能绕着某一个固定点转动的硬棒。‎ 说明：杠杆可以是直的也可以是弯曲，形状可以是任意形状的。‎ 2. 杠杆的五要素 （一点、二力、二臂）‎ ‎ F 支点：杠杆绕着转动的点(O点)‎ 动力：使杠杆转动的力(F1)‎ 阻力：阻碍杠杆转动的力(F2) ‎ 动力臂：从支点到动力作用线的距离(l1)‎ 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离(l2)‎ 3. 画力臂—— 一找点、二画线、三作垂线段 ‎⑴ 找到杠杆的支点O；‎ ‎⑵ 画出力的作用线（虚线）；‎ ‎⑶ 画力臂：过支点作出力的作用线的垂线段。（（虚线）‎ ‎⑷ 标出力臂（用大括号，注明是动力臂还是阻力臂）。‎ 4. 研究杠杆的平衡条件 实验探究 ‎(1)调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。（左沉右旋 右沉左旋）‎ ‎(2)根据表中已填入的动力和动力臂测出阻力或动力臂的值为多少时可以让杠杆重新在水平位置平衡。‎ ‎(3)改变力和力臂的数值，再做一次实验，并记下结果填入数据表格。‎ 实验次数 F1/N l1/cm F2/N l2/cm ‎1‎ ‎1‎ ‎10‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎1‎ ‎15‎ ‎10‎ ‎3‎ ‎(4)实验结论 通过对大量的实验数据的分析，我们可得到杠杆的平衡条件： 动力×动力臂=阻力×阻力臂 公式：F1*l1=F2*l2 或：F1 / F2=l2 / l1‎ 5. 杠杆的分类及应用：‎ ‎ （1）省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆叫做省力杠杆。‎ ‎ 特点：能省力但是费距离。‎ ‎ 应用：撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀等。‎ ‎ （2）费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆叫做费力杠杆。‎ ‎ 特点：费力但是省距离。‎ ‎ 应用：缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等。‎ ‎ （3）等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆叫做等臂杠杆。‎ ‎ 特点：不省力不费力 应用：天平，定滑轮等。‎ 说明：具体使用杠杆时应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆；当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。‎ 小试身手：‎ 1. 如图所示，用力F拉杠杆的A点使它处在平衡状态。图中F1、F2、F3、F4表示力F的四种不同方向，其中能使杠杆保持平衡的最小拉力为（ ）‎ A．F1 B．F‎2 C．F3 D．F4‎ 2. 下列关于F1力臂的作图中，正确的是：（ ） ‎ 3. 下列属于费力杠杆的是（ ）‎ ‎ ‎ 说明：分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力与方向和力臂大小 解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须 使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到：①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；‎ ‎②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。‎ 二、滑轮与滑轮组 l1‎ l2‎ F2‎ F1‎ ‎1、定滑轮：‎ ‎①定义：中间的轴固定不动的滑轮。‎ ‎②实质：相当于等臂杠杆 ‎③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。‎ ‎④说明：对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G 绳子自由端移动距离h= 重物移动的距离h F1‎ l1‎ F2‎ l2‎ ‎2、动滑轮：‎ ‎①定义：轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮。‎ ‎②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。‎ ‎③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。‎ 说明：理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：‎ F= 1 / ‎2 G ； s = 2h 若只忽略轮轴间的摩擦，则：拉力F =1/2(G物+G动) ； s = 2h ‎3、滑轮组 ‎①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。‎ ‎②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向 ‎③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F= 1/ n G。‎ 只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F= 1/n (G物+G动) ；‎ 动力F通过的距离s与物体被提高的高度H的关系是s = nh 说明：组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数。‎ 然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。‎ 小试身手 1. 同一物体沿相同水平地面被匀速移动，如下图所示，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不记滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则（ ）‎ A.F甲＜F乙＜F丙 B.F甲＞F乙＞F丙 C.F甲＞F乙＝F丙 D.F甲＝F乙＞F丙 思考：不计f和G动，F=10N，则G物分别为？‎ ‎ 不计f，G动=1N，F=10N,则G物分别为？‎ ‎ 不计f，G动=1N,G物=10N，则F分别为？‎ 2. 一位同学双手的最大拉力为500N，现在他用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，若不计滑轮重和摩擦，最多能提起的物重为 （ ） ‎ Ａ. 1500N　　　　Ｂ. 1000N　Ｃ.500N　　　 Ｄ. 250N 3. 关于使用滑轮组的论述，较全面的是：‎ A、可以省功 ‎ B、有时既能省力，又能改变力的方向 C、一定可以省力，但不能改变力的方向 D、一定可以改变力的方向，省力与否要具体分析 综合练习 1. 一长直扁担长‎1.5m，前端挂200N的货，后端挂300N的货，则肩膀应该位于离扁担前端________m处，才能使扁担平衡，平衡后肩受到的压力为________N．（不计扁担的重力）‎ 2. 如图所示，杠杆AC（刻度均匀，不计杠杆重）可绕支点O自由转动，在B点挂一重为G的物体。为使杠杆平衡，应在杠杆上的_________点施加一个作用力，才能使作用力最小，该最小作用力与物重G的比值是___________。‎ ‎ ‎ 3. 如图所示，动滑轮重为50N，绳重和摩擦不计，人对绳子的拉力是260N，‎ 则物体的重是 N；若重物上升的高度是‎0.2m，则绳子自由端下降 m。‎ 4. 在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了（ ）‎ A．减小摩擦 ‎ B．使每组数据更准确 C．多次测量取平均值减小误差 ‎ D．获取多组实验数据归纳出物理规律 5. 园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目的是为（ ）‎ ‎ A．增大阻力臂，减小动力移动的距离 ‎ B．减小动力臂，减小动力移动的距离 ‎ C．增大动力臂，省力 ‎ D．减小阻力臂，省力 6. 如图所示．请你画出利用滑轮组向下用力提起木箱的绕绳方法 1. 如右上图所示，轻质杠杆的A点挂一重物G，绳受的拉力为F2，为杠杆的支点。请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力Fl的示意图，并作出Fl和F2的力臂l1和l2。‎ 功的两要素：力和力方向上移动的距离。‎ 功的原理：任何机械都不省功。‎ 公式：W=Fs。‎ 单位：焦耳（J）‎ 功 机械效率 有用功、额外功、总功。‎ ‎<1‎ 影响的因素 动能 势能 能量：物体能够对外做功 动能 势能 定义：由于运动而具有的能量 决定因素：质量、速度。‎ 滑轮：‎ 斜面：‎ P=W/t：反映物体做功快慢的物理量 单位：瓦特（W）‎ 功率 物重 机械自重 摩擦 功和机械能 重力势能 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能 定义：由于物体被举高而具有的能量 决定因素：质量、被举高度。‎ 机械能 及其转化 定义：机械能是指动能和势能的总和。‎ 转化：动能和势能之间相互转化。‎ 机械能守恒：无阻力，动能和势能之间总量不变。‎ 三、功与机械能 重难点归纳 1、 功：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力做了功。‎ 两个要素：有作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离。‎ 三种不做功的情况：‎ ‎（1）有力无距离，如推车未动；（劳而无功）‎ ‎（2）无力有距离，如足球踢出去后运动员并未继续对它做功；（不劳无功）‎ ‎（3）有力也有距离，但力的方向与运动方向垂直，如提水走在水平的路面上。（垂直无功）‎ ‎2、机械效率：有用功与总功的比值。‎ ‎（1）有用功：对人们有用且一定要做的那部分功。如：我们现在要从井中提上来‎2kg水，那么我们对‎2kg水所做的功为有用功。（举高：克服重力做功；水平：摩擦力）‎ ‎（2）额外功：对人们无用但不得不做的那部分功，如：提水时必须要用到一个工具或容器，那么对容器所做的功就是额外功。（克服其他所做的功）‎ ‎（3）总功：有用功和额外功的总和，如把‎2kg水和容器一起提起来所做的功为总功。（拉力做的功）‎ 常见的几种机械效率的计算：‎ ‎（1）提高重物。对于，如果我们不考虑机械自重和摩擦，，我们只要将增大，便可以提高机械效率。‎ ‎（2）水平拉物体时，，f为阻力，F为拉力。‎ ‎（3）提高机械效率的方法是提高物重，减小机械间的摩擦。‎ ‎3、功率 ‎（1）定义:物体做功快慢的物理量，它不表示物体做功多少，我们不能说物体功率大，就是做功多。‎ ‎（2）公式P=W/t，如果一个物体在某力的作用下种情况下的运动速度，则P=W/t=Fs/t=Fv。在变速运动。‎ ‎4、能 ‎（1）能是表示物体做功多少的物理量，一个物体只要能做功，也不一定现在正在做功，那么它就具有能量。如水坝中的水，山顶上静止的石头。‎ ‎（2）物体具有的动能关键看是否运动，与物体质量和速度的有关。‎ ‎（3）物体的重力势能与物体被举的高度和质量有关。‎ ‎（4）物体所具有的弹性势能与物体发生的弹性形变有关。‎ 例题：A 到B 能增大， 能减小， 能不变。B点 能最大，C 点 能最大。‎ 小试身手 1. 下列说法中（1）、将重物体提起来；（2）将重物提着坚持3秒不动；（3）将重物提着在水平方向移动‎100m；（4）提着重物走上四楼。其中____________对物体做了功。‎ 2. 重100N物体在20N拉力作用下在水平面上匀速直线运动了‎10m，则拉力做功______J，重力做功___________J。‎ 3. 由斜面向下滑动的过程中小车的__________能转化为______________能。‎ 4. 洒水车在匀速洒水的过程中，车的动能_________________。（填变大、变小、不变）‎ 5. ‎2007年发射的绕月卫星“嫦娥一号”，在飞向月球的时候重力势能（ ）‎ A、不变。 B、变小。 C、变大。 D、无法判断。‎ 综合计算题 1. 如图所示，物体A的质量为‎50kg，当力F为100N时，物体A恰能匀速前进，若物体A前进‎0.5m所用的时间为10s,(不计绳和滑轮重)求: ‎ ‎(1) 力F做的功. (2) 力F的功率.‎ 2. 一台起重机将质量为‎420kg的货物提高了‎5m，如果额外功是9000 J。‎ 求:（l）起重机做的有用功和总功；‎ ‎（2）在此过程中起重机的机械效率。（取 g=10N/kg）‎ ‎25．如右图所示，用滑轮组匀速提起一个重为35N的物体，物体在10s内竖直上升了‎1m ‎，人拉绳的力为25N。试问：人拉绳子做功的功率为多少？滑轮组的机械效率为多少？动滑轮重多少？（不计绳重和摩擦）‎ ‎26. “塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备，下图 “塔吊”，AB是竖直支架，CD是水平臂，其上OC段叫做平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮组，可在O、D两点间移动，滑轮组重力及摩擦力忽略不计。‎ ‎（1）OE=‎15m时，若用此“塔吊”能起吊重物的最大质量是0.8t，则当滑轮组移到D点（OD=‎25m）时能够安全起吊重物的最大质量是多少？‎ ‎（3）OE=‎15m时，用此“塔吊”将0.8t的钢材先竖直匀速吊起‎8m高，然后沿水平方向慢慢旋转90°后，即送达指定位置，在这一过程中“塔吊”对钢材做了多少功？‎