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把一个鸡蛋举高1m,做的功大约是0.5J。
5、应用功的公式注意:
①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;
②公式中S一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。
③功的单位“焦”(牛·
米=焦),不要和力和力臂的乘积(牛·
米,不能写成“焦”)单位搞混。
四、机械效率:
1、有用功:
定义:
对人们有用的功。
公式:
W有用=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW总
斜面:
W有用=Gh
2、额外功:
并非我们需要但又不得不做的功
公式:
W额=W总-W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)
斜面:
W额=fL
3、总功:
定义:
有用功加额外功或动力所做的功
W总=W有用+W额=FS=W有用/η
斜面:
W总=fL+Gh=FL
4、机械效率:
①定义:
有用功跟总功的比值。
η
W有用
W总
=
Gh
FL
FS
Fh
G
F
F2h
2F
Fnh
nF
②公式:
斜面:
定滑轮:
动滑轮:
滑轮组
③有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。
通常用百分数表示。
某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。
④提高机械效率的方法:
减小机械自重、减小机件间的摩擦。
五、功率:
1、定义:
单位时间里完成的功
P
W
t
2、物理意义:
表示做功快慢的物理量。
3、公式:
=Fv
4、机械效率和功率的区别:
功率和机械效率是两个不同的概念。
功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;
机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功。
考点1:
杠杆、滑轮作图题
1、在下图中画出动力F1的力臂L1和阻力F2的力臂L2
2、如图22-15所示为钓鱼竿钓鱼时的示意图,O为支点,F1表示手对钓鱼竿的作用力,请在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂L2
3、如图23-18所示,一个绕O点转动的杠杆,已知阻力F2的方向,以及动力F1的力臂,在图中补全F2的力臂以及动力F1。
4、如图23-19所示,O是杠杆的支点,画出力的力臂,并用字母L表示。
5、如图23-20所示,按要求给滑轮组绕线.(G为物体重,不考虑摩擦及动滑轮、绳子的重力)
6、如图24-14所示,杠杆OB可绕O点转动,在力F的作用下在水平位置平衡,画出力F的力臂L。
7、如图24-15所示的水桶,是在—个最小外力作用下所处的状态。
作出它此时的受力示意图。
8、利用如图24-16所示的滑轮组,用300N向下的拉力将重为900N的物体匀速提升到高处(绳、滑轮的自重及摩擦不计),请画出滑轮组上绳的绕法。
考点2:
实验题
探究杠杆的平衡条件
1、小慧在进行研究杠杆平衡条件实验中,
(1)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;
这样做的目的是_____。
(2)小慧同学进行正确的实验操作后,得到的数据为F1=6N、L1=20cm、F2=4N和L2=30cm。
该同学根据这些数据能否得出探究结论?
___。
理由:
________。
(3)表是小慧得到的一组实验数据,由此她得出“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论。
你认为她的实验结论是否正确?
如果不正确,造成错误的原因是:
______。
2、小明在探究“杠杆的平衡条件”时
(1)如图21-21甲调节杠杆在水平位置平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码,杠杆恰好在原位置平衡。
于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:
___。
他这样得出的结论是否合理?
____;
为什么?
答:
____________。
(2)实验结束后,小明提出了新的探究问题:
“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?
”于是明利用如图21-21乙示装置进行探究,发现测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。
其原因是:
_____。
探究滑轮、斜面的机械效率
1、如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重6N。
(1)实验时要竖直向上拉动弹簧测力计,由图中可知拉力大小为N,将弹簧测力计向上移动15cm,则钩码上升的高度为cm,该滑轮组的机械效率为。
(2)取下2个钩码,再做实验,此时滑轮组的机械效率将。
(选填:
“增大”、“减小”或“不变”)
2、某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定,如图24-20所示,他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升的髙度h、测力计移动的距离S,并将计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率η数据一并记人下表:
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上____拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
(2)第三次实验有机械效率是____;
(3)比较实验1、2,第2次的机械效率较低,主要原因是____________;
(4)比较实验2、3,影响这两次实验机械效率不同的主要因素是____,使用滑轮组的优点是____。
3、某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时,用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块,收集了下表中的实验数据。
实验
次数
斜面的倾
斜程度
物块重
力G/N
斜面高
度h/m
拉力
F/N
斜面长
度S/m
机械效
率η
1
较缓
5
0.2
2.4
41.7%
2
较陡
0.5
3.2
78.1%
3
最陡
0.7
4.3
81.4%
(1)分析表中的数据可得出:
斜面越缓越力(选填“省”或“费”)。
(2)该小组又进行了第4次实验,他们在斜面上铺上棉布,使斜面变粗糙,保持斜面高和长分别是0.5m和1m,用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数为4.5N,他们测得这种情况下斜面的机械效率为。
(3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出:
斜面的机械效率与
和有关。
(4)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时,物块所受的拉力物块所受的摩擦力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
4、如图是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置.
(1)实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长木板、弹簧测力计各一个,砝码若干,为了完成实验,还需要的测量工具是__________。
(2)实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码,改变物块的重力,用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动.实验的部分数据如下表:
实验次数
接触面粗糙程度
物块重G/N
物块上升的高度h/m
沿斜面的拉力F/N
物块移动的距离L/m
机械效率
较粗糙(木块﹣木板)
2.0
0.25
1.2
0.80
52%
同上
0.35
1.4
63%
5.0
3.5
4
较光滑(铁块﹣木板)
3.1
②在第四次实验中,斜面的机械效率为__________。
滑轮、滑轮组
1.工厂为了搬运一个笨重的机器进车间,某工人设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的截面),其中最省力的方案是()
2.如图所示,用滑轮组匀速提升物体A时,弹簧测力计的示数为____N,
如果不计滑轮重和摩擦,物体A的重力为____N。
3.如图所示,在水平拉力F图作用下,使重40N的物体A匀速移动5m,物体A受到地面的摩擦力为5N,不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦,拉力F做的功为()
A.50JB.25JC.l00JD.200J
4.如图,不计滑轮重,G1=100牛,G2=500牛,若弹簧秤上读数为F1,
物体G2对地面的压力为F2,则()
A、F1=200牛,F2=400牛 B、F1=300牛,F2=300牛
C、F1=400牛,F2=300牛 D、F1=600牛,F2=400牛
5.如图所示,装置处于静止状态,不计滑轮和绳的重力,如果物体的重力为Gl和G2,那么G1与G2的关系是()
A.G1=G2B.G1=2G2C.G1=G2D.无法判断
6.如图所示装置中,若拉力F=4N,则甲、乙两弹簧的读数分别为()
A.8N,8NB.12N,8NC.8N,12ND.12N,12N
7.如图所示,整个装置处于静止状态,弹簧测力计A、B、C的示数分别为FA、FB、FC,以下有关弹簧测力计的示数的关系,正确的是中考资源网
A.A弹簧秤对墙壁的拉力大于A弹簧秤的示数
B.FA=FB=3FC
C.3FA=2FB=6FC
D.B弹簧秤对墙壁的拉力小于B弹簧秤的示数
考点3:
功、功率
1.重为1000N的小车,在拉力的作用下沿水平地面匀速前进10m,小车所受阻力为车重的0.3倍,则拉力对小车做的功为J;
小车重力做的功为J。
2.举重运动员在2s内把1500N的杠铃匀速举高了2m,在空中停留了3s.那么,他对杠铃做了______J的功,前2s内的功率是______W;
后3s内的功率是______W;
整个过程的平均功率是________W.
3.一辆江西产的“全顺牌”汽车,在昌九高速公路上以30m/s的的速度匀速行驶,受到的阻力是2000N,这辆汽车1min做的功是_________J,发动机的功率是________W.
4.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功的大小最接近于()
A.0.2J B.2J C.200J D.2000J
5.用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动,若推力对物体做了
60J的功,则在推力做功的过程中()
A.物体一定运动了1m B.物体一定运动了6m
C.物体一定受了10N的摩擦力 D.物体一定受了60N的摩擦力
6.一只重500N的箱子放在水平地面上,甲学生用100N的水平力将箱子水平移动10m,乙学生把这只箱子匀速提高2m,那么,他们做功的大小是()
A.相等B.甲学生做功多C.乙学生做功多D.条件不够,无法确定
7.关于功率概念的理解,下列说法中正确的是()
A.功率大的机械做的功多
B.功率大的机械做功时用的时间少
C.单位时间内完成的功越多,则功率越大
D.省力多的机械功率大
8.甲、乙二人的体重相同,同时从一楼开始登楼,甲比乙先到三楼,则他们二人()
A.做的功相同,但甲的功率较大 B.做的功相同,功率也相同
C.甲做的功较多,但功率相同 D.甲做的功率多,功率也较大
9.一位体重为500N的同学在跳绳测试中,1min跳180次,每次腾空的最大高度平均为4cm,则他在跳绳过程中,克服重力做功的平均功率是()
A.60W B.3.6×
103W C.6×
103W D.3.6×
105W
10.某同学体重500N,他用40N的力沿水平方向推木箱.木箱重100N,经4s木箱在水平地面上移动了2m.在这个过程中,该同学做的功是多少J?
如果他把木箱搬到三楼,已知每层楼高4m,则他对木箱至少做多少J的功?
图14-22
11.重为100N的物体A,放在水平地面上,在20N水平拉力F作用下,以0.2m/s的速度做匀速直线运动.(如图14-22所示)拉力在5s内对物体A所做的功;
拉力F的功率.
图14-23
12.如图14-23所示,A物重100N,在力F的作用下,以5cm/s的速度在水平面上匀速向右运动,此时弹簧秤的示数为10N,则A物体受到的摩擦力是_________N;
拉力F为_________N;
拉力在10s内所做的功为_________J.
图14-25
13.如图14-25所示,重为100N的物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以0.4m/s的速度作匀速直线运动,弹簧秤的示数为5N。
不计滑轮、绳子、弹簧秤的重力,忽略绳子与滑轮间的摩擦。
则()
A.物体A受到水平面的摩擦力为5N
B.拉力F的功率为4W
C.若物体A匀速运动2s,拉力F做功为4J
D.物体A受到的支持力和物体A对水平面的压力是一对平衡力
考点4:
1.如图所示,小王用两个相同的滑轮组(摩擦不计),分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度,其中Gl>
G2,则所用的拉力F1F2(选填“>”、“<”或“=”),其机械教率η1η2填“>”、“<”或“=’)
2.如图所示,用滑轮组提升重物时,重600N的物体在10s内匀速上升了lm。
已知拉绳子的力F为400N,则在提升重物5s内
A.绳子自由端被拉下3m
B.做的有用功是600J
C.拉力F做的功是400J
D.动滑轮的重是200N
3、一建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶,动滑轮重为20N,不计摩擦及绳重(如右图所示)。
若工人在5s内将泥桶匀速提高2m.求:
(1)工人使用滑轮组时做的有用功为焦。
(2)工人拉绳子的力为牛;
拉力的功率为瓦。
(3)滑轮组的机械效率为
4.如图所示的滑轮组,绳与滑轮间的摩擦不计。
将质量为3kg的物体A放在粗糙的水平面上,以1m/s的速度匀速拉动物体时受到的摩擦力f=G/10,则物体的重力为
N;
在2s内物体移动的距离为
m;
拉力F为
N;
拉力F的功率为
W。
5.如图2所示,物体重15000牛顿,物体与水平地面的滑动摩擦力为物体重的0.2倍,滑轮组的机械效率为80%,求物体向左匀速运动时绳的自由端的拉力是多大?
6.如图所示,斜面长为3cm,高为lm,工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上.在这过程中( )
A、有用功是400J,总功是840J B、有用功是840J,额外功是400J
C、总功是12O0J,机械效率是7O% D、有用功是400J,机械效率是70%
7.如图所示,重2250N的形钢架与地面的接触面积为2000cm2,
重500N的物体底面积为0.25m2,人未施力时,物体对地面的压强为
_____Pa;
当物体被匀速提起时,钢架对地面的压强为_________Pa(不
计绳重、滑轮重和摩擦),若在此过程中,物体上升的高度为2米,求
人所做的功是。
8.如图所示,用一动滑轮把100N的沙子匀速提到3m高处,作用在绳末端的拉力为60N,则滑轮组的机械效率为()
A.30%B.60%C.83.3%D.120%
9.下列机械效率的说法正确的是()
A.机械效率可以提高到100%B.机械效率总小于1
C.功率大的机械机械效率高D.机械效率越高,有用功就越多
图14-38
10.如图14-38所示,某人在lmin内用40N的力,把重100N的物体匀速提高9m,此人做功的功率是W,滑轮组的机械效率为。
11.用一个动滑轮提起重96N的物体(绳重与摩擦不计),所用的拉力为60N,则动滑轮的机械效率为________.若用此动滑轮提起重200N的物体,则拉绳子的速度为______时,拉力的功率为22.4W,这时的机械效率为______。
12.如图14-39所示,用滑轮组拉着一只木块P沿水平面以0.5m/s的速度匀速向右运动,此时弹簧测力计的读数为4N。
若每只滑轮重1N,绳与滑轮间的摩擦不计,则该滑轮组的机械效率为____,在2s内拉力F做的功为____J。
图14-39
13.用如图14-40所示的滑轮组,将重为10N的物体匀速提升0.1m,拉力F=6N,在这一过程中,下列说法正确的是()(多选题)(题型一)
A.所做的有用功为1J B.所做的额外功为0.5J
C.所做的总功为1.2J D.此滑轮组的机械效率为50%
图14-40
14.某人用如图14-45所示的滑轮组匀速提升500N的重物,所用的拉力F为300N,绳子自由端被拉下2m,在此过程中,求:
①拉力F所做的功;
②滑轮组的机械效率;
③滑轮组中动滑轮的重(不计摩擦和绳重)。
15.一个工人用图14-46所示的滑轮组提升2000N的货物,所用拉力600N,绳子自由端4s内拉下4m,不考虑绳重和摩擦,求:
(1)有用功和总功率;
(2)机械效率;
(3)若用此滑轮组提升3200N的货物,所需拉力为多少?
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