初三机械能和机械.docx
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初三机械能和机械
机械能,机械
知识点一,动能和势能
1、能量:
一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能
理解:
①能量表示物体做功本领大小的物理量;能量可以用能够做功的多少来衡量。
②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如:
山上静止的石头具有能量,但它没有做功。
也不一定要做功。
2、知识结构:
4、机械能:
动能和势能统称为机械能。
理解:
①有动能的物体具有机械能;②有势能的物体具有机械能;③同时具有动能和势能的物体具有机械能。
二、动能和势能的转化
1、知识结构:
2、动能和重力势能间的转化规律:
①质量一定的物体,如果加速下降,则动能增大,重力势能减小,重力势能转化为动能;
②质量一定的物体,如果减速上升,则动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能;
3、动能与弹性势能间的转化规律:
①如果一个物体的动能减小,而另一个物体的弹性势能增大,则动能转化为弹性势能;
②如果一个物体的动能增大,而另一个物体的弹性势能减小,则弹性势能转化为动能。
4、动能与势能转化问题的分析:
⑴首先分析决定动能大小的因素,决定重力势能(或弹性势能)大小的因素——看动能和重力势能(或弹性势能)如何变化。
⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功(即:
没有其他形式能量补充或没有能量损失),则动能势能转化过程中机械能不变。
⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒;“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒。
例题1.上紧发条的玩具车在水平桌面上由静止开始运动所需的能量来源于( )
A.重力势能B.电能C.弹性势能D.动能
例题2.下列各个过程中,动能转化为势能的是
A.拉开的弓,放手后把箭射出去
B.冠山海游乐园里,小朋友从滑梯上滑下来
C.神舟十号飞船刚发射加速升空过程D.地球同步卫星从近地点向远地点运动
例题3.把一个内表面光滑的圆碗固定在水平桌面上。
将一个小球如图9所示从碗的一侧边缘由静止释放。
则小球
A.不能到达碗的另一侧边缘
B.到达碗底时就会静止不动
C.到达碗的另一侧边缘时速度为零
D.能到达碗的另一侧边缘并从碗中飞出
例题4.质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行,如果它们的动能相等,那么()
A、燕子比鸽子飞得快B、鸽子比燕子飞得快
C、燕子与鸽子飞得一样快D、两者速度大小无法比较
例题5.在水平街道上匀速行驶的洒水车,一边行驶一边向道路上洒水,下列关于其机械能变化的说法中,正确的是( )
A、动能不变 B、动能减小,机械能减小
C、动能减小 D、动能减小,机械能增大
例题6.若空气阻力的作用下,乒乓球在由桌面弹起上升的过程中( )。
A.动能逐渐减小,势能逐渐增大,机械能不变
B.动能逐渐增大,势能逐渐增大,机械能增大
C.动能逐渐增大,势能逐渐减小,机械能不变
D.动能逐渐减小,势能逐渐增大,机械能减小
例题7.有的动物的生存能力十分独特,也蕴含着深刻的物理道理。
壁虎是攀爬高手,即使在竖直的平板玻璃上也不会掉下来。
原来壁虎的脚上都有吸盘,在玻璃板上时排出吸盘内的空气,利用________将它压在玻璃板上。
骆驼则具有宽大的脚掌,作用是为了__________对地的压强。
蛇在地上蠕动,是通过肌肉收缩贮存_________能,在舒张的时候转化为它前进的_________能。
例题8.图是皮球落地后弹起过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片.由图可知,下落过程中,皮球的速度,离开地面上升的过程中,皮球重力势能,动能.皮球运动过程中的机械能.(均选填“增大”、“减小”或“不变”.)
例题9.如图所示,摆线的长L相同,小球A、B的质量mA<mB,悬线与竖直方向的夹角α<β。
(1)图甲中将摆球从图示位置由静止释放,摆球向下摆动的过程中,观察到它的速度越来越大,则摆球的动能逐渐_________,重力势能逐渐________。
(2)图甲、乙中,
同时由静止释放A、B两球,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置。
这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的______无关。
(3)悬线与竖直方向的夹角越大,开始向下摆动时具有的重力势能__________,到达最低点时具有的动能___________。
(4)小明设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。
小球按图示位置由静止释放,当小球摆动到竖
直位置时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。
本实验中通过______________________反映小球撞击木块C前的动能大小;如图乙、丙所示实验中,可得出初步结论:
______。
知识点二.杠杆
1.杠杆
1)定义:
在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
说明:
①杠杆可直可曲,形状任意。
②有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。
如:
鱼杆。
2)五要素——组成杠杆示意图。
①支点:
②动力:
③阻力:
④动力臂:
⑤阻力臂:
画力臂方法:
3)研究杠杆的平衡条件:
①杠杆平衡是指:
杠杆静止或匀速转动。
②实验前:
调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。
原因:
可以方便的从杠杆上量出力臂。
③结论:
杠杆的平衡条件:
动力×动力臂=阻力×阻力臂。
写成公式F1l1=F2l2也可写成:
F1/F2=l2/l1
4)应用:
名称
结构特征
特点
应用举例
省力
杠杆
动力臂大于
阻力臂
省力、费距离
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀
费力
杠杆
动力臂小于
阻力臂
费力、省距离
缝纫机踏板、起重臂
人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆
等臂
杠杆
动力臂等于阻力臂
不省力、不费力
天平,定滑轮
例10.关于力臂,下列说法中正确的是( )
A、从支点到力的作用点的距离,叫力臂B、力臂一定在杠杆上
C、动力臂长的杠杆比动力臂短的杠杆省力D、动力臂比阻力臂长的杠杆是省力的杠杆
例11.如图3所示,使用中属于费力杠杆的工具是
A.剪刀B.起子C.镊子D.钢丝钳
例12.如图所示,杠杆AOB用细线悬挂起来,当A端挂重物G1、B端挂重物G2时,杠杆平衡,此时OA恰好处于水平位置,AO=BO,杠杆重力不计,则
A.G1<G2 B.G1>G2C.G1=G2 D.都有可能
例13.一个60kg的人站在跷跷板某一位置时,跷跷板处于如图3所示的平衡状态.由此可估测球的质量约为
A.5kg
B.30kg
C.60kg
D.120kg
例14.如图所示,一块厚度、密
度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,欲使其一端抬离地面,则( )
A.F甲>F乙,因为甲方法的动力臂长
B.F甲<F乙,因为乙方法的阻力臂长
C.F甲>F乙,因为乙方法的阻力臂短
D.F甲=F乙,因为动力臂都是阻力臂的2倍
例15.渔夫用绳子通过竹杠拉起渔网,如图14所示.请在图上画出
(1)绳子AB对杆拉力F1的力臂L1.
(2)渔网对杆的拉力F2的示意图及该力的力臂L2.
例16.如图所示是用羊角锤拔钉子的示意图,画出将钉子拔出时所用最小力的方向及其力臂。
例17.如图所示,画出使杠杆平衡的最小力的示意图。
(要求保留作图痕迹)
例18.在“探究杠杆平衡条件”的实验中,把杠杆的中点支在支架上,杠杆停在如图甲所示的位置。
(1)为了使杠杆在水平位置平衡,可以调节右端的平衡螺母,使它向(填“左”或“右”)移动。
(2)调节好的杠杆,如图乙,用弹簧测力向上拉动杠杆使其水平平衡,若每个钩码重为2N,则弹簧测力计的读数为N。
(3)如图丙,当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时,用力使杠杆在水平位置处于平衡,弹簧测力计的示数将会变________,这是因为________________.
(4)如图丁,用调节好的杠杆进行了一次实验,所得数据如下表:
动力/N
阻力/N
动力臂/cm
阻力臂/cm
4
6
3
2
于是他得出了杠杆的平衡条件:
F1L1=F2L2,
请你对此作出评价:
__________________________________________________.
知识点三.滑轮及滑轮组
1.定滑轮:
①定义:
中间的轴固定不动的滑轮。
②实质:
定滑轮的实质是:
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SF(或速度vF)=重物移动的距离SG(或速度vG)
2.动滑轮:
①定义:
和重物一起移动的滑轮。
(可上下移动,也可左右移动)
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。
④理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:
F=1/2G只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=1/2(G物+G动),绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)
1.机械功
1)内容:
力作用在物体上,物体在这个力的作用下沿着力的方向通过一段距离,这个力就对物体做了功。
2)功的计算:
W=FS(单位J,N·m)
3)功的原理:
使用任何机械都不省功。
功的原理对一切机械都适用。
2.功率:
1)概念:
单位时间里完成的功,叫做功率。
功率表示:
做功的快慢。
2)公式:
P=W/t=Fv
3)单位:
主单位W常用单位kWmW马力换算:
1kW=103W1mW=106W1马力=735W
3.机械效率:
1)定义:
有用功跟总功的比值。
2)η=W
/W
×100%
3)提高机械效率的方法:
减小机械自重、减小动滑轮的重力及减小轮和轴间的摩擦。
4)机械效率的测量:
①原理:
②应测物理量:
钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S
③器材:
除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。
④步骤:
必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:
保证测力计示数大小不变。
⑤结论:
影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:
A动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。
B提升重物越重,做的有用功相对就多。
C摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。
例1
9.如图用甲乙两种方法匀速提升重为100N的物体,滑轮自重20N,不计绳重和摩擦,关于F
、F
的关系说法中正确的是()
A.F
=F
B.F
<F
C.F
=2F
D.F
>F
例20.如图所示,在水平拉力F的作用下,物体A匀速向右滑动时,弹簧测力计示数为10 N,不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦
,则水平拉力F和物体A与水平面之间的摩擦力Ff的大小分别是( )
A.F=20 N,Ff=20 NB.F=10 N,Ff=20 N
C.F=20 N,Ff=10 ND.F=10 N
,Ff=10 N
例21.小明用如图所示的滑轮组,将重为1.5N的物体匀速提升到一定高度,在此过程中,手拉力的大小实际应该是
A.小于0.75NB.等于0.75N
C.大于0.75ND.等于0.5N
例22.如图7所示,用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体,若不计滑轮重、绳重及摩擦,其中最小的拉力是
A.F
B.F
C.F
D.F
例23.用图7所示的滑轮组拉动物体,当物体匀速移动时,绳端受到的拉力为30N;若物体重100N,不计滑轮重及摩擦,物体受到水平面的摩擦力大小是()
A.30N B.60N C.90N D.100N
例24.如图所示,小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体,物体上升的速度
为0.1m/s,人拉绳的力F为250N,不计绳重和摩擦,下列说法不正确的是( )
A.人拉绳做功的功率为75W
B.滑轮组的机械效率为80%
C.绳子自由端移动的速度为0.3m/s
D.动滑轮重为100N
例25.如图所示,定滑轮重2N,动滑轮重1N.物体A在拉力F的作用下,1s内将重为8N的物体A沿竖直方向匀速提高了0.2m.如果不计绳重和摩擦,则以下计算结果正确的是( )
A.
绳子自由端移动速度为0.6m/s
B.
滑轮组的机械效率为80%
C.
拉力F的功率为1.8W
D.
拉力F的大小为5N
例26.如图所示,小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼,用甲滑轮所做的总功为W1,机械效率为η1;用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为η2.若不计绳重与摩擦,则
A.W1=W2,η1=η2
B.W1
C.W1 D.W1>W2,η1<η2 例27.如图所示,小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体,物体上升的速度为0.1m/s,人拉绳的力F为250N,不计绳重和摩擦,下列说法不正确的是() A.人拉绳做功的功率为75W B.滑轮组的机械效率为80% C.绳子自由端移动的速度为0.3m/s D.动滑轮重为100N 例28.在“探究滑轮组的机械效率”时,小明利用两组滑轮组进行了5次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测定前4组数据,用二个动滑轮和二个定滑轮得第5组数据,测得数据如表: 实验次数 动滑轮重G动/N 物重G/N 钩码上升高度h/m 动力F/N 动力作用点移动距离s/m 滑轮组的机械效率η/% 1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 47.6 2 0.5 1 0.2 0.7 0.6 47.6 3 0.5 2 0.1 1.1 0.3 60.6 4 0.5 4 0.1 2 0.3 ① 5 1 4 0.1 ② 0.5 (1)请根据前四组数据,在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法. (2)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计. (3)表格中变化①处数据应为 ;根据图乙中弹簧测力计可知编号②数据应为 N. (4)由表中第1、2组数据可知,同一滑轮组的机械效率与 无关. (5)由表中第3、4组数据可知,同一滑轮组的机械效率与摩擦和 有关. (6)有的同学认为: “机械越省力,它的机械效率越高”.你认为这句话是 的(填“正确”或“错误”).你是用小明收集的数据中 两组数据对比分析来判断的. 例29.如图所示滑轮组提升重物.人用500N的拉力F,15s内使重为900N的物体匀速上升了3m.不计绳重和摩擦,求: (1)动滑轮的重. (2)人拉绳子做功的功率.(3)滑轮组的机械效率. 例30.某物体在竖直方向受到90N的拉力,以0.2m/s的速度匀速向上运动.(空气阻力不计)求: (1)物体在10s内上升的距离. (2)物体受到的重力.(3)如图所示,若改用机械效率为80%的滑轮组,用10N的拉力使物体仍以0.2m/s的速度匀速向右移动,求10s内人对物体所做的有用功率.
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- 初三 机械能 机械