2020年春八年級物理全冊 第十章 機械與人章末小結與提升分層精煉 （新版）滬科版

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1、章末小結與提升 杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂,即　F1l1=F2l2　杠桿的分類省力杠桿費力杠桿等臂杠桿滑輪定滑輪:使用滑輪時,其軸固定不動的滑輪叫做定滑輪。使用定滑輪只能改變力的方向,不能　省力　動滑輪:使用滑輪時,滑輪的軸隨物體一起運動的滑輪叫做動滑輪。使用動滑輪可以省力,但不能　 　　　改變力的方向　滑輪組:定滑輪和動滑輪組合在一起的裝置叫做滑輪組。使用滑輪組,既可以省力,又能改變力的方向功定義:物理學中把力和物體在力的方向上移動距離的乘積叫做機械功,簡稱功必要因素:一是作用在物體上的力,二是物體在力的方向上通過的距離公式:　W=Fs　功率定義:在物理學

2、中,把一段時間內做的功與做功所用的這段時間的比叫做功率公式:　P=Wt　機械效率公式:　η=W有W總×100%　提高機械效率的方法減小額外功在總功中所占的比例增大有用功在總功中所占的比例換用最簡單的機械合理利用機械能動能:物體由于　運動　具有的能叫做動能重力勢能:物體由于高度位置所具有的能叫做重力勢能彈性勢能:物體因發(fā)生　彈性形變　而具有的能叫做彈性勢能勢能:重力勢能、彈性勢能這類能稱為勢能機械能:動能和勢能統稱為機械能動能和勢能可以相互轉化:動能?重力勢能;動能?彈性勢能 類型1　簡單機械 1.如圖所示,重力不計的杠桿OA,O為支點,OA=2OB,重物G的重力為100 N,若在杠

3、桿末端A點施加一個力F提起重物G,使杠桿在水平位置平衡,則此杠桿　不是　( 選填“不是”或“不一定是” )省力杠桿;若在A點施加一個最小的力使杠桿在水平位置平衡,則此力的大小為　50　N。? 2.如圖所示,質量分布均勻的相同的兩塊磚平放在水平地面上,現分別用豎直向上的力F1和F2分別作用在ab和cd的中點,使它們緩慢地豎直起來,且磚不在地面上滑動,當磚的邊ab、cd剛離開地面時F1　=　( 選填“>”“<”或“=” )F2,在ab邊不斷抬高的過程中,F1的大小將　不變　( 選填“增大”“減小”或“不變” )。? 3.( 東營中考 )如圖所示,下列簡單機械中,忽略杠桿

4、、滑輪的自重、繩重及摩擦,當提起同一重物時,最省力的是( A ) 4.現將密度相同,重力大小分別為G1和G2的兩個實心金屬塊A和B,掛在一輕質杠桿兩端,力臂分別為l1、l2( l1

5、)VAgl1 右端力和力臂的乘積=( GB-F浮B )l2=( ρVBg-ρ水VBg )l2=( ρ-ρ水 )VBgl2 因為VAl1=VBl2,所以( ρ-ρ水 )VAgl1=( ρ-ρ水 )VBgl2 因此A、B同時浸沒在水中時,杠桿仍然能平衡 類型2　功、功率和機械效率 5.某同學在10 s內做了5個“引體向上”,他的質量為60 kg,每次上升的高度為40 cm。該同學做一次“引體向上”克服重力做的功是　240　J,10 s內做功的功率為　120　W( g取10 N/kg )。? 6.( 聊城中考 )如圖所示,用滑輪組提升重100 N的物體時,在1

6、0 s內繩子自由端被勻速拉下6 m。已知拉繩子的力F為60 N,不計繩重和摩擦,則在此過程中( B ) A.物體被提升了2 m B.所做的有用功是300 J C.拉力F的功率是30 W D.滑輪組的機械效率是55.6% 7.如圖所示,利用滑輪組裝置勻速拉動水平面上的物體。已知物體在水平面上受到的滑動摩擦力為重力的0.1倍,物體被勻速拉動的距離為1 m。當物體質量為2 kg時,滑輪組的機械效率為50%,不計繩重和繩與滑輪間的摩擦力( g取10 N/kg )。求: ( 1 )拉動2 kg的物體時,在水平面上受到的滑動摩擦力; ( 2 )動滑輪的重力;

7、( 3 )物體質量為10 kg,以0.1 m/s的速度勻速運動時,拉力的功率。 解:( 1 )物體受到的摩擦力 f=0.1G=0.1×2 kg×10 N/kg=2 N ( 2 )因為η=W有W總×100%=fsF·ns×100%=fnF×100% 故F=f3η=2 N3×50%=43 N 由題圖可知,滑輪組由3段繩子拉著動滑輪,由F=13( G動+f )得,動滑輪重力G動=3F-f=3×43 N-2 N=2 N ( 3 )當物體質量為10 kg時,物體在水平面上受到的滑動摩擦力f'=0.1G'=0.1×10 kg×10 N/kg=10 N 繩自由端的拉力F'=

8、13( G動+f' )=13×( 2 N+10 N )=4 N 繩自由端的速度v=nv物=3×0.1 m/s=0.3 m/s 拉力的功率P=Wt=F'st=F'v=4 N×0.3 m/s=1.2 W 8.在一次物理課上,小明利用老師提供的幾個完全相同的動滑輪,設計了如圖所示的實驗裝置,當它下端掛一個20 N的重物時,測得繩子自由端的拉力為8 N,繩子自由端移動的距離為8 m( 不計繩重和摩擦 )。求: ( 1 )物體移動的距離; ( 2 )該裝置的機械效率; ( 3 )動滑輪的重力。 解:( 1 )由題圖可知,滑輪組中的兩個動滑輪,則s=2×

9、2×h 所以h=14s=14×8 m=2 m ( 2 )W總=Fs=8 N×8 m=64 J W有=Gh=20 N×2 m=40 J η=W有W總×100%=40 J64 J×100%=62.5% ( 3 )W額=W總-W有=64 J-40 J=24 J 由W額=G動h+G動×2h可得,G動=W額3h=24 J6 m=4 N 類型3　機械能 9.( 淄博中考 )如圖所示,小球沿軌道由靜止從A點向D點運動的過程中( 小球和軌道間存在摩擦 ),下列說法錯誤的是( C ) A.小球在A點的重力勢能最大 B.小球在B點的速度最大 C.小球在C點和B點的機械

10、能相等 D.小球不能到達D點 10.( 福建中考 )踢毽子是一項有益的體育活動。如圖,毽子某次被踢出后,豎直上升經過某一位置時,毽子的動能和重力勢能分別為Ek1和Ep1;下落經過同一位置時,毽子的動能和重力勢能分別為Ek2和Ep2,則( B ) A.Ek2>Ek1 B.Ek2Ep1 D.Ep2

11、對杠桿的拉力為動力F1,左側鉤碼對杠桿的拉力為阻力F2,測出杠桿平衡時的動力臂l1和阻力臂l2,把F1、F2、l1、l2的數值填入表格中; ( 3 )改變動力F1和動力臂l1的大小,相應調節(jié)阻力F2和阻力臂l2,再做幾次實驗。 3.實驗表格 次數 動力F1/N 動力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 2 3 … 4.實驗結論:杠桿的平衡條件是動力×動力臂=阻力×阻力臂( 或F1l1=F2l2 )。 【針對訓練】 1.在“探究杠桿的平衡條件”實驗中: ( 1 )如圖甲所

12、示,為了使杠桿在水平位置平衡,應該向　右　( 選填“左”或“右” )移動右端的平衡螺母;? ( 2 )實驗時只有10個相同的鉤碼,杠桿上每格等距,當在A點掛3個鉤碼時,如圖乙所示,則怎樣掛鉤碼可以使杠桿在水平位置平衡?請設計兩種方案:　在G處掛2個鉤碼　、　在E處掛3個鉤碼( 或在D處掛4個鉤碼 )　;? ( 3 )通過對實驗數據進行分析處理,可得出結論:杠桿的平衡條件是　F1l1=F2l2　。? 實驗二:測量滑輪組的機械效率 1.實驗原理:η=W有W總×100%。 2.實驗器材:鐵架臺、滑輪若干、細線、鉤碼若干、彈簧測力計、刻度尺。 3.實驗操作 ( 1 )

13、安裝如圖甲所示的滑輪組,測出鉤碼的重力( 設為G1 )后掛在動滑輪的下端; ( 2 )記下鉤碼和細線自由端對應的刻度線( 初位置 ); ( 3 )勻速拉動細線末端,使鉤碼勻速上升,記下測力計的示數F,同時測出鉤碼上升的高度h和細線自由端移動的距離s,算出滑輪組的機械效率η 1; ( 4 )改變鉤碼重力( 設第二次重為G2 ),重新測滑輪組的機械效率η 2; ( 5 )更換不同的滑輪組( 如圖乙 ),重復上述步驟,分別測出提升G1、G2時對應的機械效率η 3和η 4; ( 6 )比較η 1、η 2、η 3、η 4,研究得出滑輪組的機械效率跟哪些因

14、素有關。 4.實驗討論 ( 1 )實驗需直接測量的物理量有4個,分別是物重G,物體上升的高度h,拉力F,繩子自由端移動的距離s,機械效率η=GhFs×100%; ( 2 )彈簧測力計的示數是在運動過程中讀取的; ( 3 )若沒有刻度尺,也能測出滑輪組的機械效率;設繩子的股數為n,則η=GnF×100%; ( 4 )通過分析可知,滑輪組的機械效率與所提物重、動滑輪的重力、摩擦力均有關。 【針對訓練】 2.實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數據如表所示,實驗裝置如圖所示。請回答下列問題: 實驗序號 1 2 鉤碼重G/N 4 4 鉤碼上升高度h/

15、m 0.1 0.1 繩端拉力F/N 1.8 1.6 繩端移動的距離s/m 0.3 0.4 機械效率η 74.1% ( 1 )通過分析表中數據可知,第2次實驗使用的是　乙　( 選填“甲”或“乙” )圖所示的裝置;? ( 2 )根據表中數據,可以計算出第2次實驗的機械效率η=　62.5%　;? ( 3 )通過對第1次實驗和第2次實驗的數據分析可得出結論:使用不同的滑輪組提升相同的重物時,動滑輪的個數越多( 或動滑輪的質量越大 ),滑輪組的機械效率　越低　( 選填“越高”“不變”或“越低” )。? 1.機械功 設力的方向與物體運動方向

16、夾角為θ,W=Fscos θ,求功時可找出物體在力方向上運動的等效距離。 2.彈性勢能 對于彈簧,在彈性限度內,彈性勢能Ep的大小與形變量x的定量關系:Ep=12kx2,k是勁度系數。 3.重力勢能 物體重力勢能Ep與質量m、高度h之間的定量關系:Ep=mgh 4.動能與動能定理 物體動能Ek與質量m、運動速度v之間的定量關系:Ek=12mv2;合外力對物體所做的功等于物體動能的增加量:12mv22-12mv12=W合 【針對訓練】 1.一質量m=2 kg的物塊置于水平面。在與水平面成37°角斜向上的拉力F=10 N作用下,從靜止開始向右運動s=5 m的距離,這一過程拉力所做的功為　40　J( sin 37°=0.6,cos 37°=0.8 )。? 2.一根彈簧的彈力—位移圖像如圖所示,那么彈簧由伸長量8 cm到伸長量為4 cm的過程中,彈性勢能減小了　1.8　J。? 3.質量為2 kg的物體受到一個豎直向上的拉力F=30 N,物體上升了4 m的高度,則在這一過程中,重力勢能的增量為　80　J,動能的增量為　40　J( g取10 N/kg )。?