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学生最易错在力的作用点、力的方向的确定。
紧紧围绕基本概念即可。
例1.如图1,一个绕O点转动的杠杆,已知阻力F2的方向,以及动力F1的力臂,在图中补全F2的力臂以及动力F1
二、五要素求解
关键在于画出杠杆示意图,然后由图构建杠杆平衡方程即可。
例2.使用撬棒,救援队员把滚落在公路上的石块撬起,如图2所示,若救援队员在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1,撬棒的支点是_______点;
若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1,撬棒的支点是_______点;
哪种更省力?
为什么?
例3.如图3所示,密度均匀的直尺AB放在水平桌面上,尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一,当B端挂5N的重物P时,直尺的A端刚刚翘起,则此直尺受到的重力()
A、10NB、5NC、2.5ND、以上答案都不对
三、最小平衡力求解
有支点和力的作用点明确或不明确之分,解题时一般分为:
“找点、连线、作垂直、定方向”四步
例4.如图4,画出抬起办公桌的一头所需最小力的示意图。
例5.如图5中的起瓶器,它属于________杠杆(填“省力”或“费力”),它的支点是_____(填A、B、C或D);
若沿竖直方向用力开启瓶盖,在图中_____点用力最小(填A、B、C或D).
四、动态杠杆
通常取过程中的两个或三个瞬间作定态分析。
例6.如图6所示,轻质杠杆可绕O转动,在A点始终受一垂直作用于杠杆的力,在从A转动A位置时,力F将()
A、变大B、变小C、先变大,后变小D、先变小,后变大
四、滑轮和滑轮组
例7.图7示的虚线框内有一个滑轮组,与滑轮组相连a、b两根线穿出框外,当把线a向外拉出L长时,发现b向里缩进1/3L长,请画出框内的滑轮组,并绕好线。
【巩固训练】
1.
如图8一种拉杆式旅行箱的示意图,使用时相当于一个_________(填“省力”或“费力”)杠杆,若箱和物品共重100N,设此时动力臂是阻力臂的5倍,则抬起拉杆的力F为_________N。
2.如图9示的装置中,均匀木棒AB的A端固定在铰链上,悬线一端绕过某定滑轮,另一端套在木棒上使木棒保持水平,现使线套逐渐向右移动,但始终保持木棒水平,则悬线上的拉力(棒和悬线均足够长)()
A逐渐变小B逐渐变大
C.先逐渐变大,后又变小D先逐渐变小,后又变大
3.如下图1中可视为费力杠杆的是 ( )
图1
4.一把杆秤原来很准确,但跟它配套的秤砣掉了一小块,再用它称量物体时,结果将()
A、偏大B、偏小C、不变D、无法确定
5.如图2所示,杠杆在物体A和力F作用下处于平衡,现在将力F方向改为沿虚线方向,要使杠杆仍保持平衡,必须是()
A、F减小B、F大小不变C、F变大D、F小于物体重力
6.如图3,斜面是一种简单机械,生活中经常用到它,工人师傅小鑫和小穗分别用甲、乙两种方法,将同样的物体搬上车,下列说法正确的是()
A.甲方法不可以省力,但能省功B.甲方法可以省力,也能省功
C.乙方法可以省力,但不能省功D.乙方法可以省力,也能省功
7.如图4所示,长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动,一拉力通过“位移传感器”竖直作用在杆上,并能使杆始终保持水平平衡。
该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图所示。
据图可知金属杆重()
A.5NB.10NC.20ND.40N
图2
8.如图5为一根硬棒,棒上标出了A、B、C三点,把它作杠杆使用.那么,当以棒上的_____点为支点、动力作用在______点、阻力作用在_____点时最省力.
9.如图6,若不计滑轮和绳子的重力和滑轮转动的摩擦,则绳子A、B、C三点受到的拉力之比为________________________
10.图7所示,重为100牛的物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以0.4米/秒的速度作匀速直线运动,弹簧秤的示数为5牛.不计滑轮、绳子、弹簧秤的重力,忽略绳子与滑轮间的摩擦。
则物体A受到水平面的摩擦力为____牛;
若物体A匀速运动2秒钟,绳子自由端移动距离为_______米,绳子自由端移动速度为________.
11.一根2米长的硬杆AB水平放置,A端挂30N的物体,B端挂50N的物体,要使杠杆平衡支点应距A端多远?
若两端各增加10N的物体,为使杠杆平衡,支点向何方移动多少米?
12.如图8所示的曲棒ABC可绕A点的转轴转动,请画出要使曲棒ABC在图中位置保持平衡时所需的最小力的示意图。
13.站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶,请在图中画出滑轮组绳子的绕法。
14.以下是小怡和小远同学在研究“杠杆平衡条件”的实验出现的情况:
⑴在进行实验时,应先调节杠杆使它在___________位置静止,在这一位置静止的好处是_________________________。
若杠杆被支起后,左端高右端低,则应进行的操作是____________________________________。
次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2
0.01
0.03
4
0.06
⑵小怡在实验时,忘了一部分数据的记录,请你帮助完成下表:
⑶实验时,老师只给小怡10个相同的钩码,当在杠杆的左端挂上如图位置的三只钩码时,则为使杠杆平衡,小丽应在杠杆的另一端的什么位置处挂几个钩码?
_________________;
⑷当小远在拉着弹簧测力计使杠杆在如图位置平衡,读出测力计的示数,并从杠杆上直接读出对应的力臂,结果发现:
动力×
动力臂≠阻力×
阻力臂,于是小宇说,杠杆平衡条件在此种情况不成立,你知道原因吗?
________________________________。
简单机械和功(第2课时)
1.理解功的概念,理解做功的两个必要因素;
2.理解机械功的计算公式,会应用功的公式进行计算;
3.知道做功的过程就是能量转化或转移的过程,会用功的原理进行简单的功的计算;
4.掌握功率的概念,会应用功率的公式进行较为复杂的计算;
5.理解机械效率的概念,理解有用功、额外功、总功含义,会应用机械效率的公式进行计算;
6.会测滑轮组的机械效率。
1.做机械功的两个必要因素是___________力和________________________距离;
根据这个分析
学生背着书包在教室里走时,该学生对书包________(做功/不做功),
学生推讲台却没有推动时,该学生对讲台________(做功/不做功),
学生体育课上投掷实心球,球在空中向前飞时,该学生对球________(做功/不做功)。
2.功的主单位是_____,在用W=F·
S进行计算时,F的单位取____,S的单位取____,W的单位取_______;
把物理书从地上拿到课桌上所做的功约_____J(0.15/1.5/15)
2.功率是表示做功__________的物理量,用___________________________________来定义,它与做功多少、做功时间长短____________(有关/无关),这种“比值法”的定义还学过___________________(举一例)。
3.人快步走路的功率大约0.15____,它的物理含义是______________________________,人正常骑车的功率约75_______,由此可见_____________的锻炼效果更好。
4.有用功是指_______________________做的功,额外功是指______________________做的功,总功则是指______________________做的功,效率是指_____________________的比值,实际中的任何机械的机械效率总是________(大于/小于/等于)1。
5.以用滑轮组起吊重物为例,额外功的来源主要是________________、_________________、________________________,所以提高滑轮组的效率方法有_____________________、___________________________和______________________。
一、功和功率的计算
关键在于功、力、距离、速度等要对应
例1.如图1所示是在水平面上移动重物的装置,若物重为600N,物体与地面间的滑动摩擦力为120N,在水平拉力F的作用下,重物能沿水平地面以2m/s的速度做匀速直线运动。
(滑轮内部摩擦、绳和滑轮重不计)试求:
(1)拉力F的大小。
(2)在5s内拉力F所做的功。
(3)拉力F的功率。
二、机械效率计算
关键在于分清目的(有用)和实际(总);
解题过程中会出现3种不同状态:
理想(不计摩擦和机械自重)/半理想(不计摩擦和绳重)/一般;
解题的公式大多是由4个定义公式(功、功率、总功、效率)推导而来。
例2.如图2所示,建筑工人用一个滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m所用的时间为40s,人所用的拉力是400N,则拉力所做的总功为_______此滑轮组的机械效率为________此人的功率为_________。
不计绳重和摩擦,若用此滑轮组提升重为1000N的物体上升时的机械效率为_______
1.重G的物体在水平地面上受水平向右的恒定拉力F作用时,由A移动到B,又移动到C,如图3所示。
已知AB段较粗糙,BC段较光滑,且BC=2AB。
设拉力F在AB段做功为W1,在BC段做功为W2,则关于W1、W2大小关系正确的是 ()
A.W1:
W2=1:
1B.W1:
C.W1:
W2=2:
1D.少条件,不好判断大小关系
2.如图4所示是甲、乙两物体做功与时间的关系图像,则()
A.P甲>P乙B.P乙>P甲C.P甲=P乙D.无法确定
3.功率相同的两辆汽车,各自在水平公路上做匀速直线运动,汽车甲在半小时内行驶15km,汽车乙在2min内行驶1200m,则()
A、两车牵引力之比为5︰6B、两车发动机做功之比为1︰1
C、两车速度之比为1︰1D、两车所受阻力之比为6︰5
4.如图5所示,用滑轮组把重为200N的货物提到三楼上(每层高约3米),
所用拉力为80N则总功和滑轮组的机械效率分别是 ( )
A.1440J83.3%B.2160J83.3%
C.1440J80%D.2160J80%
5.登楼梯比赛时,毛毛同学从一楼登上五楼,共用了12s,他登楼时的功率最接近()
A、500WB、100WC、50WD、10W
6.如图6所示为运动员投掷铅球的过程示意图,下列有关说法错误的是()
A.a到b的过程中运动员对铅球做了功B.b到c的过程中运动员对铅球没有做功
C.c到d的过程中没有力对铅球做功D.a到d的过程中铅球运动状态在不断改变
7.关于机器的功率,下列说法中正确的是()
A、机器的功率越大,做功越多B、机器的功率越小,做功越慢
C、机器的功率越小,机械效率越低D、机器的功率越大,做的有用功越多
8.如图7,定滑轮重2N,动滑轮重1N。
在拉力F作用下,1s内将重8N的物体A沿竖直方向匀速提高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/sB、滑轮组的机械效率为80%
C、拉力F的功率为1.8WD、拉力F的大小为5N
9.如图8所示,要粗测小越同学做“引体向上”时的功率。
下面所列的物理量中,不需要测量的是( )
A.他的质量B.单杠的高度
C.每次身体上升的高度D.做“引体向上”的时间
10.工人用如图9所示的滑轮组提升重物,在10S内将质量为100kg的物体匀速提升2m,已知工人向下的拉力为500N,则下列说法错误的是()
A.绳子自由端被拉下6mB.工人所做的有用功为2000J,额外功为1000J
C.工人做功的功率是300WD.滑轮组的机械效率为50%
11.如图所示,下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度的关系”实验时,得到如下实验数据.
(1)此探究实验是采用了__________的物理研究方法。
(2)请将上表中空格补充完整.
(3)请你根据表中的实验数据,得出实验结论:
结论一:
____________________________________________________________。
结论二:
__________________________________________________________________。
欧姆定律(第1课时)
1.能分辨常见导体、绝缘体;
2.了解影响电阻大小的因素;
知道滑动变阻器的工作原理及其在电路中的作用,会使用滑动变阻器;
3.通过探究理解欧姆定律的内容,能利用欧姆定律及其变形公式计算电路中的电流、电压、电阻;
4.理解串、并联电路中电流、电压、电阻的关系;
5.用欧姆定律电流、电压、电阻的关系解决简单的电学问题。
1.电阻越大表示___________________越大,用字母____表示;
电阻的主单位是________,符号______,这是为了纪念_____国物理学家欧姆;
一般实验室用小灯泡的阻值约10_____,普通照明的白炽灯正常发光时电阻约1.2_______,实验室用电流表阻值约0.1_______,实验室用电压表阻值约10_______。
2.电阻是_______________的一个性质,一个导体的电阻大小与通过的电流和加在两端的电压___________(有关/无关);
它的影响因素有_____________________________;
电阻R1串联上电阻R2相当于增加了R1的________,所以阻值变______,串联时R总=______________________;
电阻R1串联上电阻R2相当于增加了R1的________,所以阻值变______,并联R总=______________________。
3.变阻器一般都是通过改变_________________来改变接入电路中电阻值,要利用变阻器来改变电路中的电流或电压分配应将变阻器_____联接入电路,并_____________选择接线柱;
如果一个滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω1A”字样,则表示该变阻器的阻值可在__________范围内调节,而且通过它的电流________1A。
4.欧姆定律的内容是____________________________________________________,公式表达为________________。
5.导体是指______________的物体,如______________;
绝缘体是指_________________的物体,如______________;
半导体是指______________的物体,如________________。
一、串并联电阻关系
例1.如图1甲所示,Rl和R2的等效电阻为R,那么R_______Rl(填“>
”“<
”或“=”);
图乙中R1和R2等效电阻为R’,那么R’=______Ω。
例2.把电阻R1=3Ω、R2=6Ω接入同一电路,关于他们的总电阻(等效电阻)值,下列四个选项中不可能的是()
A、9ΩB、2ΩC、9Ω或2ΩD、3Ω
二、滑动变阻器
变阻器的最大阻值和定值电阻的阻值意义不同
例3.给你一只标有“3.8v0.3A”的灯泡和一只标有“20Ω0.6A”的滑动变阻器,在保证所有电路元件安全的前提下,若将二者并联接入电路,则电路两端最大电压为_____V,干路中的最大电流为______A;
若将二者串联接入电路,则电路中的最大电流为______A,电路两端最大电压为_____V。
三、用欧姆定律求解I、U、R
很多含有变阻器的习题暗含变阻器的取值范围的判断,而这可以通过
电表安全(不超量程)
用电器安全(不超额定值)
变阻器本身安全(不超最大值)来建立有关滑动变阻器阻值的不等式组求解。
例4.如图2所示的电路中,电源电压为4.5V不变,电阻R1标有“6Ω0.5A”,滑动变阻器R2标有“30Ω1A”,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”。
为了保护各电表和元件,滑动变阻器R2允许接入电路的阻值范围是()
A.0~12ΩB.0~30ΩC.3~12ΩD.3~30Ω
综合性较强的习题可以按知识内容将题分解;
习题中涉及电路变化时,最好画出不同时侯的等效电路图;
解题基本方法无外乎“逆推”和“方程”
例5.张林同学设计了一个风速仪,图甲是它的原理示意图。
定值电阻Ro=10欧,Rl是压力传感器(其电阻值会随所受压力大小变化而变化,变化关系如图乙),电源电压恒为3伏,电流表的量程为0-0.6安,风压板是一块长方形的轻质塑料板,它的面积为0.4米2。
(1)在电路中连入R0的目的是_______________________________
(2)闭合开关后电流表的读数为0.15A,风压板上所受到的压力是多少?
___________此时的风速为多少?
___________
(3)你认为此风速仪存在的不足之处是___________________________(写出一点即可)。
1.如图1所示,电路中的两只电压表的规格完全相同,均有两个量程(0~3V,0~15V).闭合开关,两只电压表的指针偏转角度相同,则电阻R1与R2的比值为()
A.1∶5B.5∶1C.1∶4D.4∶1
2.在如图2所示的电器中,电源电压保持不变,R1、R2均为定值电阻。
当①、②都是电流表时,闭合开关S1,断开开关S2,①表的示数与②表的示数之比为m;
当①、②都是电压表时,闭合开关S1和S2,①表的示数与②表的示数之比为n。
下列关于m、n的关系正确的是()
A.mn=m+1
B.mn=m-1
C.mn=n-1
D.因R1、R2未知,故m、n的关系无法确定
3.如图3所示,电源电压不变,若断开S在甲、乙两处分别接入两电流表,两表读数之比是3:
1,若拆去电流表并改接成电压表,合上S,则两表示数之比为()
A.3:
1B.1:
3C.1:
1D.无法确定
4.如图4所示电路,电源电压不变,R是定值电阻。
当将一个“2.5V0.5A”的小灯泡接在a,b两点间是,小灯泡恰好正常发光;
若换一个“3.8V0.5A”的小灯泡接在a,b两点间,则这个小灯泡()
A、比正常发光亮些B、比正常发光暗些C、能正常发光D、灯丝将会被烧断
5.如图5所示电路,电源电压不变,滑动变阻器上标有“2A20欧姆”字样。
以下四个图像中,能正确表示当开关S闭合后,通过小灯泡L的电流I与滑动变阻器连入电路的电阻R的关系的是()
6.图6所示,电阻Rl标着“lOΩlA”,R2标着“5Ω1.2A”,电流表Al、A2量程均为0~3A,电压表量程0—l5V,在a、b之间接入电压可调的电源。
闭合开关s后,为保证R1、R2均不损坏,则允许加的电源电压和通过电流表A1的电流不得超过()
A.16V1AB.l0V2.2AC.6V2.2AD.6V1.8A
7.如图7所示,电源电压不变,闭合开关S,电压表V1与V2的示数之比为3:
5,电流表示数为1A,若将电压表V1换成电流表A1,则A示数为2A,那么,电灯L1和L3的阻值之比为_________
8.图8甲所示的电路中,R1为滑动变阻器,R0、R2均为定值电阻,电源两端电压保持不变。
改变滑动变阻器R1的滑片位置,两电压表的示数随电流变化的图线分别画在图8乙所示的坐标系中。
根据以上条件可知电阻R0的阻值为_______Ω。
R1/Ω
I1/A
0.40
0.32
3
8
0.25
9.某同学按如图9所示电路研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压不变,他不断的改变电阻箱R1(符号为“”)的阻值,测得相应的电流如右表.试根据表中的数据分析,判断电流与电阻之间是否存在反比关系,若与欧姆定律内容不符,试分析造成此问题的原因._______________________________________________
10.在用电压表、电流表探究电流和电压关系
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