2020年春八年級(jí)物理全冊(cè) 第十章 機(jī)械與人章末小結(jié)與提升分層精煉 （新版）滬科版

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1、章末小結(jié)與提升 杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂,即　F1l1=F2l2　杠桿的分類省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿滑輪定滑輪:使用滑輪時(shí),其軸固定不動(dòng)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(dòng)滑輪:使用滑輪時(shí),滑輪的軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪叫做動(dòng)滑輪。使用動(dòng)滑輪可以省力,但不能　 　　　改變力的方向　滑輪組:定滑輪和動(dòng)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(xué)中把力和物體在力的方向上移動(dòng)距離的乘積叫做機(jī)械功,簡(jiǎn)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(guò)的距離公式:　W=Fs　功率定義:在物理學(xué)

2、中,把一段時(shí)間內(nèi)做的功與做功所用的這段時(shí)間的比叫做功率公式:　P=Wt　機(jī)械效率公式:　η=W有W總×100%　提高機(jī)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(jiǎn)單的機(jī)械合理利用機(jī)械能動(dòng)能:物體由于　運(yùn)動(dòng)　具有的能叫做動(dòng)能重力勢(shì)能:物體由于高度位置所具有的能叫做重力勢(shì)能彈性勢(shì)能:物體因發(fā)生　彈性形變　而具有的能叫做彈性勢(shì)能勢(shì)能:重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能這類能稱為勢(shì)能機(jī)械能:動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化:動(dòng)能?重力勢(shì)能;動(dòng)能?彈性勢(shì)能 類型1　簡(jiǎn)單機(jī)械 1.如圖所示,重力不計(jì)的杠桿OA,O為支點(diǎn),OA=2OB,重物G的重力為100 N,若在杠

3、桿末端A點(diǎn)施加一個(gè)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(diǎn)施加一個(gè)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(zhì)量分布均勻的相同的兩塊磚平放在水平地面上,現(xiàn)分別用豎直向上的力F1和F2分別作用在ab和cd的中點(diǎn),使它們緩慢地豎直起來(lái),且磚不在地面上滑動(dòng),當(dāng)磚的邊ab、cd剛離開地面時(shí)F1　=　( 選填“>”“<”或“=” )F2,在ab邊不斷抬高的過(guò)程中,F1的大小將　不變　( 選填“增大”“減小”或“不變” )。? 3.( 東營(yíng)中考 )如圖所示,下列簡(jiǎn)單機(jī)械中,忽略杠桿

4、、滑輪的自重、繩重及摩擦,當(dāng)提起同一重物時(shí),最省力的是( A ) 4.現(xiàn)將密度相同,重力大小分別為G1和G2的兩個(gè)實(shí)心金屬塊A和B,掛在一輕質(zhì)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?yàn)閂Al1=VBl2,所以( ρ-ρ水 )VAgl1=( ρ-ρ水 )VBgl2 因此A、B同時(shí)浸沒在水中時(shí),杠桿仍然能平衡 類型2　功、功率和機(jī)械效率 5.某同學(xué)在10 s內(nèi)做了5個(gè)“引體向上”,他的質(zhì)量為60 kg,每次上升的高度為40 cm。該同學(xué)做一次“引體向上”克服重力做的功是　240　J,10 s內(nèi)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(shí),在1

6、0 s內(nèi)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(jì)繩重和摩擦,則在此過(guò)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(jī)械效率是55.6% 7.如圖所示,利用滑輪組裝置勻速拉動(dòng)水平面上的物體。已知物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力為重力的0.1倍,物體被勻速拉動(dòng)的距離為1 m。當(dāng)物體質(zhì)量為2 kg時(shí),滑輪組的機(jī)械效率為50%,不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦力( g取10 N/kg )。求: ( 1 )拉動(dòng)2 kg的物體時(shí),在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力; ( 2 )動(dòng)滑輪的重力;

7、( 3 )物體質(zhì)量為10 kg,以0.1 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),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?yàn)棣?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(dòng)滑輪,由F=13( G動(dòng)+f )得,動(dòng)滑輪重力G動(dòng)=3F-f=3×43 N-2 N=2 N ( 3 )當(dāng)物體質(zhì)量為10 kg時(shí),物體在水平面上受到的滑動(dòng)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(dòng)+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(gè)完全相同的動(dòng)滑輪,設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,當(dāng)它下端掛一個(gè)20 N的重物時(shí),測(cè)得繩子自由端的拉力為8 N,繩子自由端移動(dòng)的距離為8 m( 不計(jì)繩重和摩擦 )。求: ( 1 )物體移動(dòng)的距離; ( 2 )該裝置的機(jī)械效率; ( 3 )動(dòng)滑輪的重力。 解:( 1 )由題圖可知,滑輪組中的兩個(gè)動(dòng)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(dòng)h+G動(dòng)×2h可得,G動(dòng)=W額3h=24 J6 m=4 N 類型3　機(jī)械能 9.( 淄博中考 )如圖所示,小球沿軌道由靜止從A點(diǎn)向D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中( 小球和軌道間存在摩擦 ),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( C ) A.小球在A點(diǎn)的重力勢(shì)能最大 B.小球在B點(diǎn)的速度最大 C.小球在C點(diǎn)和B點(diǎn)的機(jī)械

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

11、對(duì)杠桿的拉力為動(dòng)力F1,左側(cè)鉤碼對(duì)杠桿的拉力為阻力F2,測(cè)出杠桿平衡時(shí)的動(dòng)力臂l1和阻力臂l2,把F1、F2、l1、l2的數(shù)值填入表格中; ( 3 )改變動(dòng)力F1和動(dòng)力臂l1的大小,相應(yīng)調(diào)節(jié)阻力F2和阻力臂l2,再做幾次實(shí)驗(yàn)。 3.實(shí)驗(yàn)表格 次數(shù) 動(dòng)力F1/N 動(dòng)力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 2 3 … 4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:杠桿的平衡條件是動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂( 或F1l1=F2l2 )。 【針對(duì)訓(xùn)練】 1.在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中: ( 1 )如圖甲所

12、示,為了使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)該向　右　( 選填“左”或“右” )移動(dòng)右端的平衡螺母;? ( 2 )實(shí)驗(yàn)時(shí)只有10個(gè)相同的鉤碼,杠桿上每格等距,當(dāng)在A點(diǎn)掛3個(gè)鉤碼時(shí),如圖乙所示,則怎樣掛鉤碼可以使杠桿在水平位置平衡?請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)兩種方案:　在G處掛2個(gè)鉤碼　、　在E處掛3個(gè)鉤碼( 或在D處掛4個(gè)鉤碼 )　;? ( 3 )通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,可得出結(jié)論:杠桿的平衡條件是　F1l1=F2l2　。? 實(shí)驗(yàn)二:測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率 1.實(shí)驗(yàn)原理:η=W有W總×100%。 2.實(shí)驗(yàn)器材:鐵架臺(tái)、滑輪若干、細(xì)線、鉤碼若干、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺。 3.實(shí)驗(yàn)操作 ( 1 )

13、安裝如圖甲所示的滑輪組,測(cè)出鉤碼的重力( 設(shè)為G1 )后掛在動(dòng)滑輪的下端; ( 2 )記下鉤碼和細(xì)線自由端對(duì)應(yīng)的刻度線( 初位置 ); ( 3 )勻速拉動(dòng)細(xì)線末端,使鉤碼勻速上升,記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)F,同時(shí)測(cè)出鉤碼上升的高度h和細(xì)線自由端移動(dòng)的距離s,算出滑輪組的機(jī)械效率η 1; ( 4 )改變鉤碼重力( 設(shè)第二次重為G2 ),重新測(cè)滑輪組的機(jī)械效率η 2; ( 5 )更換不同的滑輪組( 如圖乙 ),重復(fù)上述步驟,分別測(cè)出提升G1、G2時(shí)對(duì)應(yīng)的機(jī)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(jī)械效率跟哪些因

14、素有關(guān)。 4.實(shí)驗(yàn)討論 ( 1 )實(shí)驗(yàn)需直接測(cè)量的物理量有4個(gè),分別是物重G,物體上升的高度h,拉力F,繩子自由端移動(dòng)的距離s,機(jī)械效率η=GhFs×100%; ( 2 )彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中讀取的; ( 3 )若沒有刻度尺,也能測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率;設(shè)繩子的股數(shù)為n,則η=GnF×100%; ( 4 )通過(guò)分析可知,滑輪組的機(jī)械效率與所提物重、動(dòng)滑輪的重力、摩擦力均有關(guān)。 【針對(duì)訓(xùn)練】 2.實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如表所示,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。請(qǐng)回答下列問題: 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 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(dòng)的距離s/m 0.3 0.4 機(jī)械效率η 74.1% ( 1 )通過(guò)分析表中數(shù)據(jù)可知,第2次實(shí)驗(yàn)使用的是　乙　( 選填“甲”或“乙” )圖所示的裝置;? ( 2 )根據(jù)表中數(shù)據(jù),可以計(jì)算出第2次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率η=　62.5%　;? ( 3 )通過(guò)對(duì)第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論:使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí),動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多( 或動(dòng)滑輪的質(zhì)量越大 ),滑輪組的機(jī)械效率　越低　( 選填“越高”“不變”或“越低” )。? 1.機(jī)械功 設(shè)力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向

16、夾角為θ,W=Fscos θ,求功時(shí)可找出物體在力方向上運(yùn)動(dòng)的等效距離。 2.彈性勢(shì)能 對(duì)于彈簧,在彈性限度內(nèi),彈性勢(shì)能Ep的大小與形變量x的定量關(guān)系:Ep=12kx2,k是勁度系數(shù)。 3.重力勢(shì)能 物體重力勢(shì)能Ep與質(zhì)量m、高度h之間的定量關(guān)系:Ep=mgh 4.動(dòng)能與動(dòng)能定理 物體動(dòng)能Ek與質(zhì)量m、運(yùn)動(dòng)速度v之間的定量關(guān)系:Ek=12mv2;合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的增加量:12mv22-12mv12=W合 【針對(duì)訓(xùn)練】 1.一質(zhì)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(yùn)動(dòng)s=5 m的距離,這一過(guò)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(zhǎng)量8 cm到伸長(zhǎng)量為4 cm的過(guò)程中,彈性勢(shì)能減小了　1.8　J。? 3.質(zhì)量為2 kg的物體受到一個(gè)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(guò)程中,重力勢(shì)能的增量為　80　J,動(dòng)能的增量為　40　J( g取10 N/kg )。?