力和机械知识点总结及练习.doc
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《力和机械》知识点总结
一、弹力
1、弹性:
物体受力发生形变,失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性。
2、塑性:
在受力时发生形变,失去力时不能恢复原来形状的性质叫塑性。
3、弹力:
物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力,弹力的大小与弹性形变的大小有关
二、重力:
⑴概念:
地面附近的物体,由于地球的吸引而受的力叫重力。
重力的施力物体是:
地球。
⑵计算公式:
G=mg其中g=9.8N/kg它表示质量为1kg的物体所受的重力为9.8N。
⑶重力的方向:
竖直向下其应用是重垂线、水平仪分别检查墙是否竖直和面是否水平。
⑷重力的作用点——重心:
重力在物体上的作用点叫重心。
质地均匀外形规则物体的重心,在它的几何中心上。
如均匀细棒的重心在它的中点,球的重心在球心。
方形薄木板的重心在两条对角线的交点
☆假如失去重力将会出现的现象:
①抛出去的物体不会下落;②水不会由高处向低处流③大气不会产生压强;
三、摩擦力:
摩擦力
静摩擦
动摩擦
滑动摩擦
滚动摩擦
1、定义:
两个互相接触的物体,当它们要发生或已发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力就叫摩擦力。
2、分类:
3、摩擦力的方向:
摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,有时起阻力作用,有时起动力作用。
4、静摩擦力大小应通过受力分析,结合二力平衡求得
5、在相同条件(压力、接触面粗糙程度相同)下,滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
6、滑动摩擦力:
⑴测量原理:
二力平衡条件
⑵测量方法:
把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速运动,读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。
⑶结论:
接触面粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
该研究采用了控制变量法。
由前两结论可概括为:
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。
实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度大小等无关。
7、⑴理论上增大摩擦力的方法有:
增大压力、接触面变粗糙、变滚动为滑动。
⑵理论上减小摩擦的方法有:
减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动(滚动轴承)、使接触面彼此分开(加润滑油、气垫、磁悬浮)。
四、杠杆
1、定义:
在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
说明:
①杠杆可直可曲,形状任意。
②有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。
如:
鱼杆、铁锹。
2、五要素——组成杠杆示意图。
①支点:
杠杆绕着转动的点。
②动力:
使杠杆转动的力。
③阻力:
阻碍杠杆转动的力。
说明动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在杠杆上。
动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反
④动力臂:
从支点到动力作用线的距离。
⑤阻力臂:
从支点到阻力作用线的距离。
画力臂方法:
一找支点、二画线、三连距离、四标签
⑴找支点O;⑵画力的作用线(虚线);⑶画力臂(虚线,过支点垂直力的作用线作垂线);⑷标力臂(大括号)。
3、研究杠杆的平衡条件:
①杠杆平衡是指:
杠杆静止或匀速转动。
②实验前:
应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。
这样做的目的是:
可以方便的从杠杆上量出力臂和避免杠杆自身重力对实验造成影响。
③结论:
杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:
动力×动力臂=阻力×阻力臂。
写成公式F1l1=F2l2也可写成:
F1/F2=l2/l1
解题指导:
分析解决有关杠杆平衡条件问题,必须要画出杠杆示意图;弄清受力与方向和力臂大小;然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用平衡条件解决有关问题。
(如:
杠杆转动时施加的动力如何变化,沿什么方向施力最小等。
)
解决杠杆平衡时动力最小问题:
此类问题中阻力×阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大,要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
4、应用:
名称
结构
特征
特点
应用举例
省力
杠杆
动力臂
大于
阻力臂
省力、
费距离
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀
费力
杠杆
动力臂
小于
阻力臂
费力、
省距离
缝纫机踏板、起重臂
人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆
等臂
杠杆
动力臂等于阻力臂
不省力
不费力
天平,定滑轮
l1
l2
F2
F1
说明:
应根据实际来选择杠杆,当需要较大的力才能解决问题时,应选择省力杠杆,当为了使用方便,省距离时,应选费力杠杆。
五、滑轮
1、定滑轮:
①定义:
中间的轴固定不动的滑轮。
②实质:
定滑轮的实质是:
等臂杠杆
③特点:
使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G
F1
l1
F2
l2
绳子自由端移动距离SF(或速度vF)=重物移动
的距离SG(或速度vG)
2、动滑轮:
①定义:
和重物一起移动的滑轮。
(可上下移动,
也可左右移动)
②实质:
动滑轮的实质是:
动力臂为阻力臂2倍
的省力杠杆。
③特点:
使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
④理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:
F=12G只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=12(G物+G动)绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)
3、滑轮组
①定义:
定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
②特点:
使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向
③理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F=1nG。
只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=1n(G物+G动)绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)
④组装滑轮组方法:
首先根据公式n=(G物+G动)/F求出绳子的股数。
然后根据“奇动偶定”的原则。
结合题目的具体要求组装滑轮。
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.下列物体中重约为1N的是()
A.一枚壹圆硬币 B. 两只鸡蛋 C.三枚回形针 D. 四张实验桌
2.如图1所示,用弹簧测力计拉着木块在水平桌面上作直线运动,实验记录
如下表。
由此可知,木块与水平桌面的滑动摩擦力为()
图1
A.4.5NB.1.5NC.3ND.2.1N
3.在使用弹簧测力计前,指针没有指在零刻度线上而是指在大于零刻度线的
位置,如果不调零直接用来测量力,测出的结果将()
A.偏大B.偏小
C.是正确的数值D.无法判断
4.如图2所示,一同学实验时在弹簧涮力计的两侧沿水平方向各加6N拉力。
图2
并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为()
A.0N B.3N C.6N D.12N
5.如图3所示是我们日常工作生活中所使用到的机械,按图中所示的情景使用过程中没有省力的是()
图4
6.如图4所示的各滑轮组中,物体重力都是G,不计摩擦和滑轮重力,使物体匀速上升,拉力F最小的是图( )
7.一位同学双手的最大拉力为500N,现在他用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,最多能提起的物重为()
A.500NB.1000NC.1500ND.250N
8.如图5所示,在地球上的四个位置分别静立着中国人、北极熊、
图5
阿根廷人和企鹅,对他们的受力情况,下列说法中正确的是()
A.只有北极熊受到的重力和地球对它的支持力是平衡的
B.企鹅受到的重力大于地球对它的支持力
C.中国人、阿根廷人除了受到重力和支持力外,一定还受到摩擦力
D.他们受到的重力方向都是竖直向下,且均是指向地心
9.下列现象中可以减小摩擦的是()
A.拔河时用力握住绳子
B.旅行箱的下面安装小轮子
C.钢笔拧得太紧不易打开,往往在手与钢笔之间垫一块毛巾
D.为了把桌面上的污渍擦干净,常常用大一点的力压抹布
10.古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以O为支点的杠杆,如图6所示。
一个人通过定滑轮用力将吊桥由图6示位置缓慢拉至竖直位置,若用L表示绳对桥板的拉力F的力臂,则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况,下列说法正确的是()
A.L始终在增加,FL始终在增加
B.L始终在增加,FL始终在减小
C.L先增加后减小,FL始终在减小
D.L先减小后增加,FL先减小后增加
吊桥
绳子
O
图6
二、填空题(每空2分,共34分)
图7
图8
11.图7所示,升国旗用的旗杆顶上安装滑轮(甲图)是为了,而塔吊中使用滑轮组(乙图)主要是为了。
图9
12.如图8所示,在生活、生产中我们常遇到下面事例:
打夯时夯锤被高高抛起又下落,砸在工作面上……若夯锤的落到地面上时的重力为300N,那么它的质量为______kg(g取10N/kg),不考虑高度对g的影响,它抛起和落下时的重力相比是________(选填“变化”或“不变”)的。
13.你玩过滚铁环吗?
如图9所示,玩滚铁环游戏时,铁钩与铁环间的摩擦是摩擦,铁环与路面间的摩擦是摩擦(选填“滑动”或“滚动”)。
14.如图10所示,物体A重30N,用F等于50N的力垂直压在墙上静止不动,则物体A所受的摩擦力是N;物体B重30N,受到F等于20N的水平推力静止不动,则物体B所受的摩擦力是N。
图10
15.如图11所示,用撬棒撬起大石头,向上、向下用力都可
以,向更省力,原因是。
图11
16.在生产和生活中,经常见到这样的情形:
用木板搭斜坡将货
物推入汽车车厢;修盘山公路使汽车驶上高耸的山峰等。
从物理学的角度分析,它们的物理模型属于同一种简单机械,即,这种简单机械的优点是。
17.为抗风,搭帐篷时要用“地钉”(类似于长铁钉)将帐篷固定在地面上,图12
人们发现地面越松软,地钉插入越容易,固定效果越差,原因主要是。
一人用100N的压力将重5N的地钉竖直缓缓地插入地面,则地钉与地之间的摩擦力为N;若要将地钉拔出,则至少需N的拉力。
18.有一个矿井,深20m,有两个工人将一个重为400N的矿石
从井底匀速拉向井面,如图12所示,动滑轮重20N,不计其他摩擦。
如果两个工人始终保持相同的速度拉矿石,则两个工人用的拉力F=__________N;当矿石拉出井面时,则其中一个工人将绳子移动了________m。
三、作图题(每小题3分,共6分)
19.如图13所示,在图中画出F1、F2的力臂。
图14
图13
20.站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶。
请在图14中画出滑轮组绳子的绕法。
四、实验与探究题(21题4分,22题4分,23题8分,24题8分,共24分)
23.在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”时,小华同学根据自己推箱子时,
箱子越重,推起来越费力,提出了“影响摩擦力大小的因素可能与接触面受到的压力有关”的猜想;小辉同学根据自己推箱子时,地面越粗糙,推起来越费力,提出了“影响摩擦力大小的因素可能与接触面的粗糙程度有关”的猜想。
图17是验证他们猜想的实验装置图。
图17
①小辉同学为了完成他自己的探究应按_______两图进行。
图17
②若小华选用正确的实验装置进行实验得到下表所记录的实验数据,请根据数据在所给坐标中作出摩擦力的大小f与接触面受到的压力大小N之间的关系图象。
③根据图像可以得出f与N的关系是_______。
④小华和小辉同学在实验中都应使小车做___________运动。
五、综合应用题(6分)
25.假期里,小兰和爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动。
活动要求是:
家庭成员中的任意两名成员分别站在如图19所示的木板上,恰好使木板水平平衡。
(1)若小兰和爸爸的体重分别为400N和800N,小兰站在距离中央
支点2m的一侧,爸爸应站在距离支点多远处才能使木板水平平衡?
(2)若小兰和爸爸已经成功地站在了木板上,现在他们同时开始匀速相向行走,
小兰的速度是0.5m/s,爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破坏?
图19
图24
7
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