物理专题九 简单机械.docx
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物理专题九简单机械
专题九简单机械
一、功和功率
功
功率
意义
●表示做功的多少.
●功是能量转化的量度.
●做功的两个必要因素:
①作用在物体上的力;
②物体在力的方向上通过的距离.
●表示做功的快慢.
●做功越快,则功率越大.
相同时间内,做功越多,功率越大;
完成相等的功,时间越短,功率越大.
定义
功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
单位时间内所做的功叫功率。
公式及
单位
功=力×距离
W=FS
功:
焦耳(J)
力:
牛顿(N)
距离:
米(m)
1焦=1牛·米
功率:
瓦特(W)
功:
焦耳(J)
时间:
秒(s)
1瓦特=1焦/秒
应用
①物体在水平面上做匀速直线运动,
拉力F与阻力f是一对平衡力:
F=f
拉力做功:
W=FS
重力不做功
②物体匀速直线上升,
举力F与重力G是一对平衡力:
F=G
举力做功:
W=Gh
①功率是机器的主要技术指标之一,
要根据实际需要选择合适的机器。
②物体质量m,提升高度h,所用时间t,则
物体的重:
G=mg
提力做功:
W=Gh
提力做功的功率:
二、动能和势能
定义
决定因素
机械能
动能
物体由于运动而具有的能.
质量和速度
◆质量相同,速度越大,动能越大.
◆速度相同,质量越大,动能越大.
势能
重力势能
物体由于被举高具有的能.
质量和高度
◆质量相同,位置越高,重力势能越大.
◆高度相同,质量越大,重力势能越大.
弹性势能
物体由于发生形变具有的能.
形变的大小
物体的形变越大,弹性势能就越大.
机械能
动能和势能统称为机械能.
质量、速度、高度、形变。
动能和势能
的转化
物体的动能和势能是可以相互转化的.
事例:
滚摆,单摆,瀑布,地球卫星,撑竿跳高,弹簧门等.
三、简单机械
杠杆
支点
支点:
使杠杆绕着转动的固定点O
力
动力:
使杠杆转动的力F1
阻力:
阻碍杠杆转动的力F2
力臂
动力臂:
支点到动力作用线的距离L1
阻力臂:
支点到阻力作用线的距离L2
平衡条件
动力ⅹ动力臂=阻力ⅹ阻力臂F1L1=F2L2
分类
省力杠杆费力杠杆等臂杠杆
滑轮
定滑轮
实质:
等臂杠杆.
作用:
改变力的方向.
滑轮组
作用:
不但可以省力,
而且可以改变力的方向。
动滑轮
实质:
动力臂是阻力臂
的2倍的杠杆.
作用:
省一半力.
四、机械效率
功的
原理
使用任何机械都不省功.
分析:
使用机械省了力,必定多费距离;省了距离,必定多费力.但一定不省功.
机械效率
有用功:
必须要做的功.
额外功:
虽然不需要,但不得不做的那部分功(也叫或无用功).
总功:
有用功与额外功的总和叫总功.
机械效率:
有用功跟总功的比值,用百分数表示.
(小于1)
应用举例
W总=FS
W有用=Gh
W总=FS
W有用=Gh
W总=FS1W有用=fS2
专题九简单机械中考专题练习
一、填空题
1.(河北省)某同学分别用如图5—1所示的甲、乙两种方法挑着同一物体行走.甲图中肩受到的压力乙图中肩受到的压力,甲图中手施加的动力乙图中手施加的动力。
(选填“大干”或”等于”“小于”)
2.(北京市西城区)如图5—2所示,杠杆每小格的长度相等,质量不计,以O为支点.杠杆的左端挂有物体M,支点右边的A处挂钩码,杠杆平衡.将物体M浸没在水中,钩码移到B处,杠杆又平衡.将物体M的密度是千克/米3.
3.(山东省)图5—3为脚踩式垃圾桶的示意图,在打开盖子的过程中,是杠杆ABC和杠
杆A’B’C’在起作用,其中杠杆A’B’C’是杠杆.(填“省力”或“费力”“等臂”)
4.(南京市)钢丝钳(俗称“老虎钳”)是人们日常生活中的一种常用工具,它的钳口刻纹是用的方法增大摩擦的.用钢丝钳剪断铁丝时,它是杠杆(选填“省力”或“费力”“等臂”).
5.(北京市西城区)用如图5—4所示的滑轮组提升重物.使重1200牛的物体匀速上升了l米.如果拉力F=500牛,则该滑轮组的机械效率η=.
6.(北京市东城区)如图5—5所示,整个装置处于静止状态,两个物体的质量分别为m和M,不计摩擦及绳重,则地面对质量为M的物体的作用力大小为.
7,(北京东城区)李刚利用一个动滑轮提升重为900牛的物体,所用拉力是500牛,物体在10秒内匀速上升l米.在此过程中,拉力做功为焦,拉力的功率为瓦.该动滑轮的机械效率为%.
8.(北京市宣武区)起重机匀速吊起重为1000牛的物体沿竖直方向提升了2米,又使物体沿水平方向匀速移动了2米,则起重机对物体的拉力是牛.在整个过程中拉力对物体所做的功是焦.
9.(河南省)用三种方法把砂子运上三楼,如图5—6所示,根据图中数据算出三种方法所做有用功的大小均为;其中一种方法做的总功最多,等于.
l0.(江西省)一辆江西产的“全顺牌”汽车,在昌九高速公路上以30米/秒的速度匀速行驶,受到的阻力是2000牛,这辆汽车1分钟做的功是焦.
11.(四川省)如图5—7所示,物体A通过动滑轮在水平拉力F的作用
下沿水平面以l米/秒的速度做匀速直线运动,此时弹簧秤的读数为5牛,
若不计动滑轮、绳子、弹簧秤的重力和动滑轮与绳间摩擦,那么物体A与水
平面的摩擦力大小为牛,拉力F在2秒内做的功为焦.
12.(北京市海淀区)如图5—8所示,是一工人师傅用于粉刷楼房外墙壁
升降装置示意图。
上端固定在楼顶.若动滑轮质量为2.5千克,工作台质量
为7.5千克,冻料和所有工具质量为20千克,工人师傅的质量为60千克,
绳重及摩擦不计.(取g=9.8牛/千克)当工作台停在距地面l0米高处时,
工人师傅对绳子的位力为牛;若工作台从距地10米高处上升到距地
面30米高处。
工人师傅最少需要做焦的功.
13.(江西省)用一个动滑轮把重80牛的货物提到5米高处(图5—9),所用
的力是50牛,那么人做的有用功是焦,滑轮的机械效率是.
14.(山西省)正常人的心脏推动血液流动的功率约1.5瓦.那么在一天时间内心脏做功焦.这些功可把一个质量为60千克的人匀速举高米.(取g=9.8牛/千克)
15.(南京市)功率是表示的物理量.自行车运动员比赛时的功率可达l干瓦,若某运动员以此功率骑车1分钟,他做功焦.
16.(安徽省)班级里组织登楼比赛活动,比一比谁登楼的功率最大.为此,在活动中必须测量的物理量有:
;;.
二.选择题(每小题只有一个答案是正确的)
1.(南通市)如图5一10,开瓶盖的起子可以看作是一个杠杆,在图5一11中正确表示开瓶盖时该杠杆的支点、动力和阻力的是()
2.(广州市)如图5-12所示的杠杆中.动力的力臂用L表示,图中所画力臂正确的是()
3.(江西省)图5-13所示杠杆处于平衡状态,F的力臂是:
()
A.DOB.ODC.OCD.OF
4.如图6-22所示,滑轮下挂重500N的物体G,滑轮重40N,绳和杠杆都是轻质的,要在图示位置使杠杆平衡,在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是(杠杆上标度的间距相等)()
A.270N
B.360N
C.540N
D.720N
5.(北京市海淀区)下列工具中,属于省力杠杆的是()
A.夹邮票用的镊子B.理发师修剪头发用的剪刀
B.剪铁丝用的钢丝钳D.钓鱼用的鱼竿.
6.(山西省)图5—16所示是一个指甲刀的示意图,它由三个杠杆ABO、OBD和OED组成,用指甲刀剪指甲时,下面说法正确的是()
A.三个杠杆都是省力杠杆
B.三个杠杆都是费力杠杆
C.ABC是省力杠杆,OBD、OED是费力杠杆
D.ABC是费力杠杆,OBD、OED是省力杠杆
7.(天津市)如图5—17所示,一根重木棒在水平动力(拉力)F的作用下以O点为轴,由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中,若动力臂为L,动力与动力臂的乘积为M,则()
A.F增大,L增大,M增大B.F增大,L减小,M减小
C.F增大,L减小,M增大D.F减小,L增大,M增大
8.(河北省)两个滑轮完全相同,其重力均为20牛.分别用图5一18所示的两种方式,将重400牛的物体以相同的速度匀速提升了l0米,不汁摩擦和绳重,则下列判断正确的是()
A.F1做的功大于F2做的功.B.F1和F2做的功相等
C.Fl做功的功率小于F2做功的功率.D.F1和F2做功的功率相等
9.(海南省)李明同学把掉到地面上的初三物理课本捡起来,放回到桌面.根据你平时对物理课本的重力和桌面高度的观察与了解,估算李明同学捡回课本时手克服课本的重力所做的功约为()
A.0.015焦B.0.15焦C.1.5焦D.15焦
10.(山东省)5某同学用同一滑轮组分别将两个质量不等的重物匀速提升相同的高度(不计摩擦)则在两次提升重物的过程中()
A.机械效率相等B.做的额外功相等
C.做的总功相等D.绳子自由端移动的距离不等
11.(北京市东城区)奥运会举重冠军杨霞在比赛时,第一阶段把l00多千克的杠铃很快地举过头顶,第二阶段使杠杆在空中稳稳地停留了3秒钟,三名裁判都亮出了白灯,这次举重成功.关于她举重时对杠铃做功的情况,下列说法中正确的是()
A.她在第一阶段内没有做功B.她在第二阶段内没有做功
C.她在两个阶段内一直都在做功D.她在两个阶段内一直都没有做功
12.(北京市朝阳区)下列有关机械效率的说法中。
正确的是()
A.机械做的有用功占总功的比例越大,机械效率越高
B.机械做的有用功越多,机械效率越高
C.机械效率越高,越省力
D.机械的功率越大,机械效率越高
13.(安徽省)图5—19中的物体重G=180牛,若将物体匀速提高h=2米,需要用F=80牛
的拉力,则拉力F做的功和滑轮组械效率分别是()
A.360焦75%B.480焦75%
C.320焦88.99%D480焦133%
14.(荆门市)如图5—20所示,挖掘机挖土的速度往往很慢,这是为了()
A.保证挖掘质量
B.获得较大挖掘动力
C.可以节约燃料D.保证挖掘施工安全
15(广西区)甲用50牛水平力推动一个重100牛的箱子在水平地板上前进1米,所用时间为1秒;乙匀速举高这个箱子l米,所用时间为2.4秒.比较甲推箱子、乙举箱子所做的功W甲、W乙和做功的功率P甲、P乙,有()
A.W甲>W乙P甲>P乙B.W>甲W乙P甲>P乙
C.W甲>W乙P甲>P乙D.W甲>W乙P甲>P乙
16.(河南省)下列说法中正确的是()
A.机械效率越高的机械做功越快B.机械效率越高的机械做功越多
C.功率越大的机械做功越多 D.功率越大的机械做功越快.
三、作图题
1.(辽宁省)如图5—2l所示,用一根硬棒撬一个大石块,棒的上端A是动力作用点.
(1)在图上标出:
当动力方向向上时,杠杆的支点a;当动力方向向下时,杠杆的支点b.
(2)在杆上画出撬动石块动力F为最小时的方向.
2.(海南省)在田5—22中,F1是动力,F2是阻力,O是支点,请在图中画出F1和F2的力臂,并分别用L1和L2来表示.
3.(福建省龙岩市)如图5—23所示,重3牛的均匀硬棒OA可绕O点转动,A端用细绳拉着挂在墙上,棒水平静止.请在图中画出细绳对棒的拉力F的力臂L,并用力的图示法画出棒受到的重力G.
4.(青海省)用图5—24所示道钉撬撬道钉,要使作用在A点的力最小,那么力F应沿哪个方向?
在图中画出力F及其力臂.
5.(安徽省)图5—25中的钓鱼竿是一根杠杆,请在杆上的A、B、C三点分别对应写上支点、动力作用点和阻力作用点.
6.(北京市海淀区)在图5—26中,画出力F对支点O的力臂.
7.(河南省)要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来,试在图5—27中画出最省力的绕绳方法.
四、实验题
1.(上海市)在“研究杠杆平衡条件”实验中,所用的器材有带刻度的
杠杆、铁架台、钩码、线(弹簧夹)和 等.在图
5—28中,每一个钩码质量均相同,杠杆已平衡,如在支点左侧的钩码
下加挂一个相同的钩码,支点右侧的钩码一起向右移一格,则这时杠杆
平衡(选填”能”或“不能”).
2.(武汉市)在做”研究杠杆平衡条件”的实验时,挂钩码前,使杠杆在水平位置平衡.实验中只有10个相同的钩码,杠杆上每格等距.当在A点挂上4个钩码时,应怎样挂钩码才可使杠杆在水平位置平衡?
请在图5—29中画出两种设计方案.
3.(江西省)在做“研究杠杆平衡条件”实验时,应该使杠杆在 位置平衡.若杠杆静止在图5—30所示的位置,可将右端的螺母向 适当调节.杠杆平衡后,在a点挂2个50克的钩码,在b点应挂个50克的钩码,才能使杠杆恢复平衡.
4.(四川省)在“研究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)一同学发现支架上的杠杆在未挂钩码时右端低,左端高,这时应调节杠杆两端的螺母向移,直到杠杆在水平位置平衡.
(3)该同学做了两次实验,试根据杠杆的平衡条件,在下表的空格内填上正确的数值.
实验次数
动力F1(牛)
动力臂L1(厘米)
阻力F2(牛)
阻力臂L2(厘米)
1
2
15
10
2
5
10
4
5.(广州市)在“测定滑轮组的机械效率”的实验中,使用图5一31所示的定滑轮和动
滑轮.被拉起的钩码重1.96牛,作用在绳子自由端的实际拉力为0.82牛,绳子自由端移动
的距离为0.3米,钩码升高的距离为0.1米.
(1)根据测量量数据,对滑轮组做的总功是焦.
(2)滑轮组做的有用功是焦.
(3)该滑轮组的机械效率是.
(4)在图5-31中画出实验时滑纶组上绳的绕法,并用箭头标出拉力F的方向.
五、计算题
1.(北京市海淀区)如图5—32所示,独轮车车斗和车内的煤受到的总重力为900牛,可视为作用于A点.车轴为支点,将车把抬起时,作用在车把向上的力为多少牛?
2.(广西区)A、B和C是密度ρ=5×103千克/米3的某种合金制成的三个球,A球质量为Ma=100克;甲和乙是两个完全相同的木块,其质量分别为m甲=m乙=320克.若把B和C挂在杠杆的两边,平衡时如图5—33所示;若用细线把球和木块系住,则在水中平衡时如图5一34所示,图中,甲有一半体积露出水面,乙浸没有水中.求:
B和C的质量各为多少?
3.(福建省龙岩市)如图5一35所示,在10秒内用—动滑轮把重350牛的物体匀速提
升l米.所用的拉力F为250牛,求:
(1)有用功;
(2)拉力F做的功及功率.
4.(陕西省)如图:
5—36所示,用滑轮组提起重630牛的物体.绳子自由端拉力F为300牛,重物以0.2米/秒的速度匀速上升,不计摩擦和绳重.求:
(1)滑轮组的机械效率;
(2)拉力做功的功率;(3)在不超过绳子能承受的最大拉力的情况下,用此滑轮组提起较重的物体,滑轮组的机械效率是否变化?
为什么?
5.(辽宁省)使用滑轮组把重物提高0.6米时,绳子的自由端被拉下3米,请你在图5—37中画出滑轮组的绕线方法?
若拉绳的力是100牛、额外功是60焦,求被提起的重物重多少牛?
初三科学简单机械测试
一、选择(40分):
1、下列说法正确的是:
( )
A、如果物体在水平桌面上沿直线移动一段距离,我们就说有力做了功
B、如果物体沿直线移动了一段距离,我们就说做了功
C、一个物体做匀速直线运动,它的机械能就不会增加
D、一个物体只受两个力的作用,如果能做匀速直线运动,有可能这两个力没有对它做功
2、一个重50牛的物体,沿水平直线前进了10米,掉入了深2米的坑里。
则地球对物体做了多少功?
( )
A、100J B、500J C、600J D、0J
3、甲、乙两同学质量分别为40千克和50千克,分别背着400牛和200牛的重物上山,甲爬到山顶用了5分钟,乙爬到同一山顶用了4分钟。
则两人( )
A、甲做功多功率小 B、乙做功多功率大
C、甲做功多功率大 D、乙做功多功率小
4、下列说法正确的是( )
A、效率高的机械,机械自重就小B、机械效率大的机械,做的有用功就多
C、机械效率高的机械,做功就快D、功率大的机械,能量转化就快
5、人走路时,重心一般会上下移动4厘米。
那么,一个中学生平常走在上学的路上,做功的功率最接近的是( )
A、0.4瓦 B、40J/S C、400W D、50焦
6、重400牛的小芳同学背着重20牛的书包,乘电梯从1楼上到7楼的过程中(每层楼高3米),小芳对书包做了多少功?
( )
A、7200J B、7560J C、360J D、0J
7、关于物体的动能和势能,下列说法中正确的是( )
A、质量大的物体一定比质量小的物体动能大
B、高速飞行的子弹一定比缓慢行驶的汽车动能大
C、质量相同的两个物体放在同一高度,它们的重力势能相同
D、一根弹簧被拉长时,弹性势能增大;被压缩时,弹性势能减小
8、如图所示情景是一种游戏叫做蹦极,游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在高处,从高处跳下。
图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端达到的位置,c点是游戏者所到达的最低点,对于游戏者离开跳台至低点的过程,下列说法正确的是( )
A、游戏者的动能一直增加
B、游戏者减少的重力势能全部转化为动能
C、游戏者通过a点之后,绳子具有弹性势能
D、游戏者到达c点时,他的动能最大
9、某同学把一本初中物理课本从课桌旁的地面上拿到桌面上,则该同学对物理课本所做的功大小最接近于( )
A、0.2J B、2J C、200J D、2000J
10、某人用一个水平力拉着同一木箱在较光滑的水平地面和较粗糙的水平地面上匀速直线前进相同距离,下列说法中正确的是( )
A、在粗糙地面上做功多 B、在光滑地面上做功多
C、两次做功一样多 D、无法比较两次做功的多少
11、如果有一架不等臂的天平,天平的右臂比左臂长些,则用这架天平称物体的质量时,
称出的质量比实际的质量( )
A、大 B、小 C、一样大 D、无法确定
12、在做“研究杠杆的平衡条件”的实验时,挂钩码前,已调节杠杆在水平位置平衡。
实验中只有10只相同的钩码,杠杆上每格距离相等,如图所示。
当在a点挂3只钩码时,为使杠杆平衡,可以( )
A、d点挂2只钩码或在c点挂2只钩码
B、c点挂3只钩码或在b点挂4只钩码
C、b点挂6只钩码或在c点挂3只钩码
D、b点挂5只钩码或在d点挂2只钩码
13、用如图所示的杠杆提升重物G(杠杆沿顺时针方向转动),在OB达到水平位置之前的过程中,若力
F的方向始终保持与OA垂直,则力F的大小将 ( )
A、逐渐减小
B、逐渐增大
C、不变
D、无法确定
14、一根均匀木条长L,支点在中点时刚好平衡,如果在左端锯下棒长L的1/4,叠放在左端剩余部分的上面,则这根木条( )
A、仍保持平衡
B、左端向下倾斜
C、右端向下倾斜
D、无法判断
15、如图所示是定滑轮和动滑轮组成的简单机械(机械自重不计)。
A,B物体的重
力分别是4N和2N,当A,B处于平衡时,则弹簧测力计C,D的读数分别为( )
A、2N,4N
B、4N,2N
C、2N,2N
D、4N,4N
16、如图所示,当F=100N时,物体匀速直线运动,若此时滑轮的效率为80%,
则物体所受到的摩擦力是 ( )
A、100N B、200N
C、50N D、40N
17、斜面长10米,高2米,用一个沿着斜面大小为150牛的拉力,将重500牛的物体匀速拉上斜面的顶端,则 ( )
A、有用功为500焦 B、总功为1000焦
C、斜面的效率为50% D、斜面给物体的摩擦力为50牛
18、如图所示的装置中,甲物体重力为5N,乙物体重力为3N,甲、乙均保
持静止状态,不计弹簧测力计自重与摩擦,则甲受到的向上的力的总和及弹
簧测力计的读数分别是( )
A、5N,3N B、2N,4N C、2N,5N D、3N,3N
19、一个匀速下降过程中的物体,下列说法正确的是( )
A、机械能不变 B、动能增加
C、势能转化为动能 D、机械能转化为内能
20.如图装置中,物体A重100牛,物体B重10牛,在物体B的
作用下,物体A在作水平匀速直线运动,则如果在物体A上加一个
水平向左的拉力F,拉力的功率为30瓦,使物体B匀速上升3米所
用的时间为(不计滑轮与轴之间的摩擦,不计绳重和滑轮重)( )
A.2秒 B.1秒 C.4秒 D.3秒
三、计算(20分):
1、如图所示,重为500N的物体与地面间的摩擦力是150N,为使物
体匀速移动,必须在绳端加60N的水平拉力,求:
(1)滑轮组的机械效率;
(2)若物体移动速度为0.2m/s,则1min内拉力做功多少。
2、一辆重6×104牛的汽车,匀速驶上长2000米、高40米的坡路,在运动中受到的摩擦阻力等于车重的0.06倍,斜坡相当于斜面。
求:
(1)总功、有用功和额外功
(2)发动机的牵引力
(3)汽车以36千米/小时的速度匀速上坡时,发动机的功率多大?
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