简单机械与功汇总.docx
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简单机械与功汇总
简单机械和功(第1课时)
【复习提醒】
1.理解杠杆的五要素,会画杠杆的示意图;
2.理解杠杆平衡条件并会用杠杆平衡条件进行计算;
3.理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用;
4.知道利用斜面可以省力并会进行简单的计算;
【知识梳理】
1.物理学中将一根在的作用下,可绕一点的棒叫做杠杆;杠杆
(可以/不可以)是弯的;杠杆绕着转动的那个点叫,支点
(一定/不一定)在杠杆上。
2.力臂是指到的垂直距离,它总是(大于/小于/等于/
不大于/不小于)支点到力的作用点的距离。
3.动力是指杠杆转动的力,阻力是指杠杆转动的力,动力和阻力的作用点
(一定/不一定)在杠杆上,动力和阻力的方向(一定/不一定)相反。
4.杠杆时处于平衡状态,杠杆的平衡条件是(写
公式);作用在杠杆上的动力X动力臂(一定/不一定)等于阻力X阻力臂。
5.在探究杠杆平衡条件的实验中有两次需使杠杆在水平位置平衡,第一次是为了
,第二次是为了。
6.轴的滑轮叫定滑轮,它实质上是一个的杠杆,它能
不能;轴的滑轮叫动滑轮,它实质上是一个的杠杆,它能,不能。
7.一般我们所说的滑轮组是由定滑轮和动滑轮共同组成,它(一定/不一定)省力,
它(一定/不一定)改变动力方向,它(一定/不一定)省功。
确定滑轮
组绳子的股数时,数上绳子的根数。
8.斜面是一个(省力/省距离/改变动力方向)的简单机械,日常生活中的应用有
【典型例题】
一、杠杆示意图作图
点拨:
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0点转动的杠杆,已知阻力F2的方向,以及动力Fi的力臂,在图中
补全F2的力臂以及动力F1
二、五要素求解
点拨:
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Dh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0B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()
A10NB、5NC、2.5ND、以上答案都不对
图1
三、最小平衡力求解
"找点、连线、作垂直、
点拨:
有支点和力的作用点明确或不明确之分,解题时一般分为:
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
AB、C或D);若沿竖直方向用力开启瓶盖,在图中点用力最小(填AB、C或D).
四、动态杠杆点拨:
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0转动,在A点始终受一垂直作用于杠杆的力,在从A转
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.
7•如图4所示,长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕
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0点距离x的变化关系如图所示。
据图可知金属杆重()
点为支点、动力作用在点、阻力作用在点时最省力.
A、BC三点受到的拉力
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
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
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。
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:
次数
动力F1/N
动力臂11/m
阻力F2/N
阻力臂12/m
1
2
0.01
1
2
0.03
4
0.06
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x动力臂工阻力X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)
【复习提醒】
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。
【知识梳理】
1•做机械功的两个必要因素是力和距离;根据这个
分析O学生背着书包在教室里走时,该学生对书包(做功/不做功),②学生推讲
台却没有推动时,该学生对讲台(做功/不做功),P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。
【典型例题】
一、功和功率的计算
点拨:
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:
z
(1)拉力F的大小。
?
IV///A
(2)在5s内拉力F所做的功。
(3)拉力F的功率。
、机械效率计算点拨:
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。
匚齐
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,若用矗
此滑轮组提升重为1000N的物体上升时的机械效率为
【巩固训练】
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W,在BC段做功为
A.W:
1:
1B.W:
1:
2
C.W:
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()
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
&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()
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:
面与血
小车的左
*1■面妁髙
宙用我F
机械就車
平面更角
力C/N
虔A/m
力f/N
S/m
陷/J
%
20"
2.1
0.09
0.6
0.5
0.}89
030
63
30°
2.1
0.21
]
0.5
0.441
0.55
30.2
4鉀
2.1
0.36
1.8
0.5
45a
■2”t
棉布面
0.36
2.0
0.5
0,756
1.00
75-6
结论一:
。
欧姆定律(第1课时)
【复习提醒】
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。
【知识梳理】
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串联上电阻艮相当于增加了R的,所以阻值变,串联时R总
=;电阻R1串联上电阻甩相当于增加了R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“20Q1A”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。
【典型例题】
一、串并联电阻关系
例1•如图1甲所示,R1和R2的等效电阻为R,那么
RR(填“>”“<”或“=”);图乙中Ri和F2等效电
阻为R',那么R'=Q。
例2.把电阻R1=3Q、R2=6Q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、9QB、2QC、9Q或2Q
二、滑动变阻器
点拨:
变阻器的最大阻值和定值电阻的阻值意义不同
20Q0.6A”的滑动变阻器,在保
例3.给你一只标有“3.8v0.3A”的灯泡和一只标有“
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。
、用欧姆定律求解I、UR
点拨:
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01电表安全(不超量程)0用电器安全(不超额定值)03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Ri标有“6Q0.5A”,滑动变阻器R2标有“30Q1A”,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.0〜12QB.0〜30QC.3〜12QD.3〜30Q
(3)你认为此风速仪存在的不足之处是
【巩固训练】
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Ri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mn的关系正确
的是()
A.mn=m+1B.mn=m-1
C.mn=n-1D.因R1、P未知,故mn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R标着“IOQlA”,R2标着“5Q1.2A”,电流表Al、A量程均为0〜
3A,电压表量程0—15V,在a、b之间接入电压可调的电源。
闭合开关s后,为保证Ri、
R2均不损坏,则允许加的电源电压和通过电流表Ai的电流不得超过()
7.如图7所示,电源电压不变,闭合开关S,电压表M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A,则A示数为2A,那么,电灯L1和Ls的阻值之比为
电源电压U=3V。
10.在用电压表、电流表探究电流和电压关系的实验中,电阻R=10Q,
(1)小熙根据电路图连接了如图10甲所示的实验电路,检查后发现有一根导线连接有
误,请你在这根导线上打“X”并用笔画线代替导线,画出正确的连线。
图10
(2)电路改正后,小熙闭合开关,发现电流表无示数,电压表的示数为电源电压值,取下
电阻,两表的示数仍然不变,出现故障的原因可能是。
(3)故障排除后,开始进行实验,小熙根据测出的数据,画出了通过电阻的电流随电压变
化的关系图像,如图10乙所示,由图像可以得出结论:
。
为了使结论更具有普遍性,小刚还应。
如图11.所示,设电源电压保持不变,Ro=10.1。
当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P在中点c
时,电流表的示数为0.3A,移动滑片P至b端时,电流表的示数为0.2A.则电源电压U与滑动变阻器的最大阻值R分别为多少?
图11
欧姆定律(第2课时)
【复习提醒】
1.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;
2.学会用电压表、电流表测量电阻;会画出电阻随电压变化的图线,并能进行讨论;
3.学会用欧姆定律电流、电压、电阻的关系解决简单的电学问题。
【知识梳理】
1.填表(写出表达式)
串联
并联
电流1
串联等流:
并联分流:
分流与电阻:
电压U
串联分压:
分压与电阻:
并联等压:
电阻R
串联加长:
并联加粗:
N个相同r:
N个相同r:
2.欧姆定律公式:
,可变形为和,适
用条件:
3.滑动变阻器接线:
_联接入电路,闭合开关前滑片置于端。
4.电流表联在待测电路中,对用电器而言相当于;电压表联在待测电
路两端,对用电器而言相当于。
【典型例题】
、电表读数变化点拨:
一般分为三步:
O1电表测什么?
O2公式表达(用已知量)03根据公式判断
例1.如图1所示的电路,滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,电表示数变化是()
A.电流表变小,电压表变大B.电流表,电压表都变大
C.电流表变大,电压表变小D.电流表,电压表都变小
例2.如图2所示,电源电压不变•闭合S1后,再闭合S2,电流表的示数,电压表
的示数.(选填“变大”、“变小”或“不变”)
例3•酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车,如图3所示是它的原理图,酒精气体传感器
的电阻随酒精气体浓度增大而减小。
如果测试到的酒精气体浓度越大,那么
点拨:
对于仪表缺损时可用逆推法或方程法分析步骤和最终表达式
例4.在如图4所示都是用来测导体电阻的电路,已知电源电压恒定不变且电源电压值未知,
若要求能多次测量求电阻平均值,则下列四个电路图中符合要求的是()
中,下列说法中正确的是()
A.电压表V1的示数增大,电压表V2的示数减小
B.电阻Ri和R2消耗的功率的变化量一定相等
C.电压表V减小的示数等于电压表V2增大的示数
D.电压表V1减小的示数小于电压表V2增大的示数
4.在图10所示的电路中,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中,下列说法正确
的是()
A.电流表的示数变小,电压表的示数变小
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数不变,电压表的示数变小
abc,如图ii所示,分别将a、b和a、c两
ab的电流大小之比是()
2D、2:
3
&小亮在做“测量小灯泡的电阻”实验中,所用小灯泡上标有“2.5V"字样。
(i)图i4是小亮未连接好的电路,请你用笔画线代替导线,将实物图补充完整:
(2)电路连好后,小亮分别测出了小灯泡的几组电压和电流值•记录在表格中。
1小灯泡正常工作时的电阻为Q。
2小亮从数据中发现,灯泡的电阻是变化的,你认为影响葵变化的主要因素是。
(3)完成上述实验后,小亮看到滑动动变阻器的铭牌模糊不清,于是想测量变阻器的最大
阴值Rx。
他从实验室找来一个阻值已知为R0的定值电阻替换了灯泡.同时撤去了发生
故障的电流表,并利用余下器材(电压未知的电源、量程合适的电压表、滑动变阻器、
开关各一个。
导线),在不改动电压表位置及其连线的情况下,很快测出了Rx的大小。
1请把你设计的电路电路图在虚线框内。
2简述实验过程中要测量的物理量并用相应字母表示:
(i);
(ii);
3Rx=(用已知量和测量量表示)。
9.
小亮同学用一盏白炽灯研究通过它的电流随两端所
加电压变化的情况,与图7哪条曲线相接近?
为什么?
。
10.实际中的电池在提供电能的同时其实也在消耗电能,我们可以把它设想成是一个理想电源(E)和一个内部电阻(:
r)串联组成。
现要求测定某电池的电压和内阻
(1)下列器材中:
a—个已知最大阻值为R。
的滑动变阻器;b—个标有额定电压的灯泡;
c一个已知阻值为R1的定值电阻;^一个量程合适的电流表;e—个单刀双掷开关。
根据你设计的方法,必须选用的器材是(填字母)。
(2)简要说明测量方法,并写出需要测量的物理量(用字母表示),并画出电路图
方法:
;
I
I
I
I
I
I
(3)写出计算内阻阻值的表达式:
r=;
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