9年级上册科学第三章《简单机械1》讲义Word格式文档下载.docx
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4
0.O8
2.0
5
1.3
45,3
2.3
请回答下列问题:
(1)要完成上述实验,除如图器材外,还必需的实验器材是:
天平、
(2)从本次实验可以得到的结论是:
小球往返摆动一次的时间由______决定;
(3)实验发现,小球只能摆动一段时间。
你认为造成小球停下来的原因可能是_____;
(4)摆钟是利用本实验的原理制成的。
某一摆钟变慢了,要调准它,应将摆钟的摆长调___(选填“长”或“短”)
2、下图为田湾核电站发电流程图。
在核电站的发电过程中,核能的获取途径及能量转化顺序正确的是()
A.聚变;
核能→内能→化学能→电能B.聚变;
核能→内能→机械能→电能
C.裂变;
核能→内能→机械能→电能D.裂变;
核能→内能→化学能→电能
二、能量转化的量度
(1)
1.做功是表示能量转化的多少。
2.做功的两个必要出素:
一是:
作用在物体上的力;
二是:
物体在力的方向上通过了一段距离。
3.功的定义:
功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
4.功的公式:
W=F·
S(功=力×
距离),(F:
S:
物体在F方向上通过的距离。
)
5.功的单位:
焦耳,简称为“焦”,符号为“J”,1焦耳=1牛·
米
重要提示:
1、物体做功的多少,只与F和S有关,而与物体的质量、物体具体的运动状态(是而匀速、变速)无关,
与是否受摩擦(即物体表面是否粗糙)等因素也无关。
2、F和S必须是同时作用在同一物体上(同一时间内所作用的力和移动的距离)。
3、讨论:
塔式起重机下挂重物,当重物静止不动,匀速向上运动、沿水平方向匀速移动三种情形中,钢索的拉力是
否做功。
说明:
做功时两个必要因素缺一不可。
三、能量转化的量度
(2)
1.功率是表示物体做功快慢的量。
(能量转化的快慢)
W
t
2.功率的定义:
物体在单位时间里完成的功叫功率。
3.功率的公式:
P=,P=Fν。
4.功率的单位:
瓦特,简称“瓦”,符号“W”
单位之间的换算关系:
1瓦=1焦/秒,1千瓦=1000瓦;
1兆瓦=106瓦-
1、功率大小是由W与t共同决定的,做功多的物体不一定功率大。
利用其变形公式P=Fν可以用来解释为什么汽车
上坡时要减速而加大油门,其解释为:
当P一定时,F与ν成反比,汽车上坡时,由于发动机的功率一定,司机
采用降低速度的方法来获得较大的牵引力的缘故。
1、(09浙丽)青少年在安静思考问题时,心脏推动血液流动的功率约为1.5W,则你在考试的2小时内,心脏做功
约为J,用这些功可以让一个质量为50kg的物体匀速升高m。
(g取10N/kg)
2、如图所示的水平地面上,一个底面积为0.16m2、重为4000N的
物体,在2000N的水平推力作用下,8s内匀速前进了10m.
求:
(1)推物体前进的速度是多大?
(2)物体在运动过程中受到摩擦力是多大?
(3)推力在这8s内对物体做了多少功?
(4)物体对地面的压强是多大?
3、(2010浙江金华)在上海世博园“低碳行动”展区展出了一系列高科技展项,其中包括我国自主创新的纯电动汽
车。
该汽车充足电后,在水平路面进行性能测试,记录如表所示。
求这次测试中:
(1)汽车总行驶时间
(2)汽车水平牵引力所做的总功(3)汽车对路面的压强。
4、下表是某辆四轮轿车的部分数据:
轿车的基本参数
氙气大灯的技术参数
车身质量(千克)
1900
额定电压(伏)
12
长/宽/高(毫米)
5175/1899/1480
耗电功率(瓦)
35
油耗(升/百千米)
7.4
电瓶的技术参数
最大输出功率(千瓦)
150
电压(伏)
最高时速(千米/小时)
210
充电时间(小时)
轮胎宽度(毫米)
200
容量(安·
小时)
50
(1)该轿车空车停放在水平路面上时,某同学测得该轿车轮胎与地面接触的长度约为50毫米(沿车长的方向),
则此时该轿车对水平路面的压强约为多大(g取10牛/千克)?
(2)该轿车的头部装有两盏氙气大灯,若用该轿车上充足电的电瓶给氙气大灯供电,最多能供氙气大灯正常工作
多长时间?
(3)该轿车在高速公路上以108千米/小时的速度匀速前进,发动机的输出功率为120千瓦,求轿车所受到的阻力。
(4)有些轿车的尾部安装了导流板,如图所示。
它的作用主要是在轿车高速行驶时,增加对地面的压力,提高车轮
的抓地性能。
则导流板横截面的形状是 。
(5)汽车排放的尾气中含有CO、NO、NO2等,这些气体会造成大气污染,为了降低危害,在汽车上安装了一种称为“催
化式排气净化器”的装置,使大约90%的CO、NO、NO2可转化为CO2、N2,这是由于这些气体在装置中发生了
变化。
5、(2011绍兴卷)学校新近买了30套总质量为300千克的实验器材,每套一箱。
实验员需要把这批实验器材搬
运到15米高的实验室。
(1)该实验员在搬运中,对实验器材总共做功__________焦;
(2)假设他身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如图所示,每次他搬起箱子、放下箱子和下楼
的时间t与所搬运物体的质量m关系如表所示,那么他搬完全部箱子,且回到开始搬运处,所用最短时间为
__________秒(计算结果精确到0.1)。
搬运质量m/kg
10
时间t/s
40
60
70
四、认识简单的机械
(1)
1.杠杆:
一根硬棒,在力的作用下如果能绕固定点转动。
这根硬棒就叫杠杆,杠杆可以是直的,也可以是弯的。
2.杠杆的五个要素:
(1)支点:
使杠杆绕着转动的固定点(常用O表示)。
(2)动力:
使杠杆转动的力(用F1表示)。
(3)阻力:
阻碍杠杆转动的力(用F2表示)。
(4)动力臂:
从支点到动力作用线的垂直距离(用
表示)。
(5)阻力臂:
从支点到阻力作用线的垂直距离(用
1、杠杆可以是直的.也可以是弯的。
2、力臂是支点到力的作用线的垂直距离.而不是支点到力的作用点的距离
3、作力臂的步骤:
(1)找支点;
(2)作力的作用线;
(3)从支点向力的作用线画垂线;
(4)标出力臂。
实验探究:
杠杆的平衡条件
1.器材检查:
杠杆和它的支架,钩码、尺、线。
2.实验操作步骤。
(1)如图3-13,将杠杆的支点支在支架上,调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置处于平衡状态。
思考:
为什么杠杆要处于水平位置平衡?
(2)在杠杆的两边分别挂上不同数量的钩码,在杠杆上左右移动悬挂的位置,直到杠杆再次达到水平位置处于平衡
状态。
思考并回答:
杠杆两边受到的力等于钩码受到的重力。
把左边钩码对杠杆的作用力叫动力Fl,右边
钩码对杠杆的作用力叫阻力F2,填人表格。
(3)用直尺量出动力臂
、阻力臂
,填入表内。
(4)改变力和力臂的大小,重复上述实验4次,将有关数据填人表内。
动力F1/牛
动力臂
/厘米
阻力F2/牛
阻力臂
分析综合上述各组数据,得出结论:
动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积即:
动力×
动力臂=阻力×
若用符号表示可写成:
或
五、认识简单的机械
(2)
1.杠杆在动力和阻力的作用下,保持静止状态或匀速转动状态,这根杠杆就平衡。
2.杠杆平衡条件的表达式:
或
3.杠杆的类型:
(1)省力杠杆:
>
,
<
,省力、但多移动距离。
如拔钉子用的车角锤、剪铁皮用的剪子等。
(2)费力杠杆:
,费力、但可以少移动距离(省距离),如钓鱼竿、镊子等。
(3)等臂杠杆:
=
,既不省力也不费力,又不多移动距离,如天平、定滑轮等。
若
,则杠杆的平衡被破坏,原来静止的杠杆就发生转动,
若
,则杠杆向F1的方向转动,反之则向F2的方向转动。
4.怎样使用杠杆最省力:
根据杠杆的平衡条件:
!
可以看出:
当作用在杠杆上的阻力
和阻力臂
一定时,动力臂
越长,使杠杆平衡所用动力
越小,也就是说当动力臂最长时用的动力就最小。
为了使动力臂最长,施加的动力必须具备两个条件:
(1)动力的作用点在杠杆上距支点最远处;
(2)动力方向应垂直于支点和动力作用点的连线。
如图3—15和图3—16所示时作用在杠杆上的动力是最小的。
专题一:
杠杠——三类杠杆
1、如图所示是安置在某收费站栏杆的示意图,当在A处施加一个动力时,可将栏杆拉起来,它是一根()
A.省力杠杆B.费力杠杆C.等臂杠杆D.无法确定
2、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C.剪铁丝用的钢丝钳D.钓鱼用的鱼竿
3、
杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用。
护城河上安装使用的吊桥就是一个杠
杆,由图4可知它的支点是______点(填“A”、B”或“C”),在匀速拉起时,
它属于一个______杠杆(填“省力”或“费力”),并在图中画动力臂L1。
4、下列杠杆中,在使用时属于省力的是_______________,
在使用时属于费力的是______________,属于等臂杠杆的是____________。
天平;
②理发剪刀;
③切纸刀;
④镊子;
⑤筷子;
⑥剪铁皮剪刀;
⑦人的前臂;
⑧撬棒;
⑨游乐园中的摩天轮。
5、有下列工具:
(1)钢丝钳、
(2)瓶盖起子、(3)理发剪子、(4)镊子。
其中属于省力杠杆的是()
A.
(1)(3) B.(3)(4) C
(2)(3) D.
(1)
(2)
6、对图所示的几种简单机械,下列说法中,正确的是
A.图甲所示的装置中OB是动力臂。
B.使用图乙所示的装置可省一半力。
C.图丙所示的装置是一种等臂杠杆。
D.图丁所示的汽车驾驶盘也是一种杠杆。
专题二:
杠杠——杠杆作图题
1、完成杠杆示意图。
2、如下图所示,杠杆上挂上一个重物,请在图中作出使杠杆平衡最小的力。
专题三:
杠杠——探究杠杆平衡条件的实验
1、在研究“杠杆的平衡条件”实验中,在处理数据过程中,有同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力+动力臂
=阻力+阻力臂”。
经过实验,获得了下述数据:
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
于是,他们认为自己的猜想得到了验证。
你认为他们的实验过程存在什么问题?
2、根据研究杠杆平衡条件的实验,完成下列填空:
(1)实验中,首先把横杆的支在铁架台上,再调节横杆两端的,
使横杆在位置平衡,其目的是。
(2)某同学在调节杠杆平衡时,发现杠杆的右端翘起,可以调节右端的螺母,使它向移动;
或者调节
左端的螺母,使它向________移动。
(3)操作时,把钩码分别挂在杠杆的两侧,改变钩码的________或在杠杆上的_______,使杠杆_________________,
其目的是。
3、小丽用身边的器材做实验,验证杠杆的平衡条件。
⑴塑料直尺放在圆柱形水杯上,使其在水平位置平衡,如图甲所示。
则支点O与直尺的
一定在同一竖直线上。
⑵往直尺两端放不同数量的相同硬币,并调节硬币位置,使直尺在水平位置平衡,如图乙所示。
①若将左、右两侧各取下一枚硬币,则直尺___________端将下沉。
②小明测出乙图中的l1、l2作为力臂的大小,是否正确?
为什么?
专题四:
杠杠——杠杆平衡的判定
1、一个已经平衡的杠杆,两端挂有40N和50N的重物,当将两边同时都增挂5N重物时,杠杆应()
A、仍平衡B、挂40N的一端下沉C、挂50N的一端下沉D、无法判断
2、如下左图所示,杠杆处于平衡状态,若将左边A处的砝码移至C处,要使杠杆重新恢复平衡,必须()
A、将B处的砝码移至D处B、将B处增加一个同样的砝码
C、将B处的砝码移至D处后去掉一个砝码D、将B处的砝码去掉一个
3、如上中图所示的杠杆处于平衡,把A端所挂重物浸没在水中时,杠杆将失去平衡,为使杠杆重新平衡应()
A将支点O向A移动B将支点O向B移动
C将支点O不动,在B端加挂砝码D支点O不动,将A端重物向支点O移动
4、粗细不均匀的长棒AB,如图9-3-7所示,支于O处而平衡,如果将其两端同时截去等长的两段a后,则该棒将
A.仍然平衡B.A端下降C.B端下降D.无法判断
5、如图9-2-8所示,杠杆在物块G1和G2作用下处于平衡状态,已知L1<
L2,当G1、G2同时
向支点移动相等距离时,杠杆将()
A.顺时针转动B.逆时针转动C.仍然平衡D.无法判断
专题五:
杠杠——杠杆力臂及力的大小变化问题
1、将一根水平放置的长木头的一端抬起,另一端搁在地面上,在抬起过程中,力F始终与木头垂直,则力的大小
A、变小B、变大C、不变D、先小后大
2、如图所示,轻质杠杆的支点为O,在杠杆的A点始终作用竖直向上的力F,
将重为G的物体匀速提升,则力F的大小()
A、逐步变大巧玲珑B、逐步变小
C、始终不变D、先变小,后变大,杠杆在水平位置上下最小
3、如下左图所示,人的前臂可视为杠杆,当曲肘将茶杯向上举起时,下列说法中正确的是()
A.前臂是省力杠杆,阻力臂变大B.前臂是省力杠杆,阻力臂变小
C.前臂是费力杠杆,阻力臂变大D.前臂是费力杠杆,阻力臂变小
4、有一把均匀的木尺,在上端钻有一小孔,挂在钉子A上,如上中图所示,它可以在竖直平面内以A点为轴摆
动。
现从静止开始,在木尺的另一端B点处施加一个水平向右的作用力F,使木尺缓慢地向右偏转,到图中虚
线位置,在这一过程中,木尺的重力对A点的力臂逐渐变_______,水平力F的大小逐渐变_______。
5、如上右图所示,作用在杠杆左端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆由水平位置OA缓慢拉至OB,则在这个过程
中力F将__________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
6、如图所示,一根轻质木杆,A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上,
当在B点加竖直向下的力F=30N作用时,木杆恰能在水平位置处于平衡状态,
此时细线竖直,已知OA=15cm,OB=5cm,则重物对水平地面的压力为()
A.80NB.60NC.40ND.20N
7、挂在竖直墙壁上的石英钟,它的秒针在走动时会受到转轴处的摩擦阻力和重力的作用。
当石英钟内电池的电能
将耗尽而停止走动时,其秒针往往停在表盘上的:
A.“3”的位置;
B.“6”的位置;
C.“9”的位置;
D.“12"
的位置。
专题六:
杠杠——杠杠最小力的问题
1、如下左图所示,在杠杆A点挂一个物体,如果要使杠杆保持水平平衡,并且用力最小,则应该在杠杆的B端
施加一个方向___________的力。
2、如上中图,杠杆处于平衡,现在将力F的方向改为沿图中虚线的方向,要使杠杆仍在图中位置保持平衡,必须
使()
A、F增大B、F减小C、F大小不变D、F小于A的重力
3、如上右图的杠杆中,O是支点,在B端挂一个重物,为使杠杆平衡,要在A端加一个力,下列说法中正确的是
A、在水平方向用力F1最小B、在竖直方向用力F2最小
C、在跟OA连线垂直的方向F3最小D、在各个方向上用力一样大
4、在图9-1-2中,要使硬棒处于水平位置静止,在棒端所加最小力是()
A.F2B.F1C.F3D.F4
专题七:
杠杠——杠杆自身重力问题
1、如图所示,一根粗细均匀的硬棒AB被悬挂起来,已知AB=8AO,当在A处悬
挂120牛的物体G时,杠杆恰好平衡,则杠杆自身的重力为________牛。
2、长1m重1.5N的均匀木板放在水平桌面上,木板左端离桌面沿4dm,上面挂一诱铒(重忽略不记),若一重0.5N
的老鼠偷吃食物,沿木板向左端爬去,根据杠杆的平衡条件得出。
当老鼠爬过
离桌沿_________dm时,木板会失去平衡,而使它落入桌子下面的水桶中。
专题八:
杠杠——杆秤的误差分析
1、一根杆秤,因秤砣磨损一部分,由它称得的质量比被称物体的真实质量()
A、大 B、偏小 C、不变D、条件不足,无法判断
2、如果有架天平是不等臂的,左臂比右臂稍长,则用这架天平来称量物体的质量,其数值()
A.比实际物体的质量大些。
B.比实际物体的质量小些。
C.与实际物体的质量一样大。
D.比实际物体的质量可能大些,也可能小些
3、如右图所示为一杆秤,下面说法中正确的是()
A、在秤砣上吸附一块磁铁,将使测量估大于物体真实量
B、在秤砣上吸附一块磁铁,将使测量估等于物体真实量
C、用B提钮时,该秤的最大称量值比用A提钮时最大称量值小
D、用B提钮时,该秤的最大称量值比用A提钮时最大秤量值大
专题九:
杠杠——杠杆平衡条件的计算
1、如图所示,一轻质杠杆可绕O点转动,A点处挂上一重物,B点用弹簧秤竖直向上拉着,杠杆正好在水平位置
上平衡,若弹簧秤示数为9牛,则物体重力为_________牛。
2、一位体重为500牛的同学在做俯卧撑,如上中图所示,A点为重心,则地面对他双手的作用力大小和方向分别
是_____________和_______________。
3、如上右图一根轻质杠杆,它的一端可以绕固定点O转动,另一端A用线竖直向上拉着。
在杠杆的B点悬挂一
个质量为200克的钩码,当杠杆在水平位置上平衡时,线的拉力为_______。
4、一人挑担子,扁担长1.2米,若在A端挂上400牛的重物,B端挂上200牛的重物,则人肩应距B端_______m,
担子才能平衡;
若使两端重物各减少100牛,则人肩应向_______(“A”或“B”端)移动?
移动_______cm扁
担才能继续保持平衡.
5、如图所示,质量不计的光滑木板AB长1.6m,可绕固定点O转动,离O点0.4m的B端挂一重物G,板的A端
用一根与水平地面成30°
夹角的细绳拉住,木板在水平位置平衡时绳的拉力是8N。
然后在O点的正上方放一
质量为0.5kg的小球,若小球以20cm/s的速度由O点沿木板向A端匀速运动,问小球至少运动多长时间细绳
的拉力减小到零。
(取g=10N/kg,绳的重力不计)
6、如图24所示的装置,O为杠杆AC的支点,OA:
OC=1:
2,在杠杆的A点挂一边长为0.2m的立方体D,在杠杆上
B点作用竖直向下的拉力F,当杠杆在水平位置平衡时,物体D对地面的压强p1为7000Pa,A点受到向下的拉力
为F1´
;
在杠杆上C点作用竖直向下的拉力F,当杠杆在水平位置平衡时,物体D对地面的压强p2为6000Pa,A
点受到向下的拉力为F2´
,OB:
BC=1:
2,杠杆和绳的质量忽略不计。
(1)F1´
和F2´
的比值;
(2)F的大小;
(3)如果要使物体D对地面的压强刚好为零,则人需要在C点用多大的力F´
。
7、某单位设计的一种供牲畜饮水的装置如图20所示。
A是储水箱,K为出水口,它的横截面积为6×
10-4m2,出水口
处有活塞,受到水的压强为5×
103Pa,细杆OC可绕O点转动,从O点到浮球球心的距离是O点到B点距离的2倍,
当浮球的体积浸入水中1/3时,细杆OC水平,K处的活塞就可将出水口关闭。
(1)活塞受到水的压力
(2)若不考虑活塞杆KB,细杆OC及浮球的重力时,应选择多大体积的浮球?
8、如图所示,杠杆OA可绕支点O转动,B处挂一重物G,A处用一竖直力F。
当杠杆和竖直墙之间夹角逐渐增大时,
为了使杠杆平衡,则()
A.F大小不变,但F<GB.F大小不变,但F>G
C.F逐渐减小,但F>GD.F逐渐增大,但F<G
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