第十章單元復習課

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第十章 單元復習課,一、杠桿的平衡條件 1.定義 在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒. 2.杠桿的五要素 如圖所示。,(1)支點(O)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點。 (2)動力(F1)：使杠桿轉(zhuǎn)動的力。 (3)阻力(F2)：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。 (4)動力臂(L1)：從支點到動力作用線的距離。 (5)阻力臂(L2)：從支點到阻力作用線的距離。,3.杠桿的平衡 (1)杠桿在動力和阻力的作用下處于靜止狀態(tài)或勻速運動狀態(tài)。 (2)杠桿的平衡條件： ①文字表達式：動力×動力臂=阻力×阻力臂； ②字母表達式：F1l1=F2l2 或,4.三類杠桿,二、滑輪及其應用 1.定滑輪 軸固定不動的滑輪。 (1)特點：不省力，但可以改變拉力的方向。 (2)實質(zhì)：相當于一個等臂杠桿，如圖甲所示，動力臂、阻力臂均等于半徑。,2.動滑輪 軸隨物體一起移動的滑輪。 (1)特點：能省一半的力，但不能改變拉力的方向。 (2)實質(zhì)：相當于一個動力臂為阻力臂二倍的杠桿。如圖乙所示，動力臂等于直徑，阻力臂等于半徑。,3.滑輪組 (1)定義：由定滑輪與動滑輪組合起來的裝置。 (2)特點：既可省力，又可改變用力的方向，但費距離。 (3)省力情況:使用滑輪組時，重物被幾段繩子吊起，所用的拉 力就是物重的幾分之一,即F= (不計動滑輪重及繩與滑輪之 間的摩擦)，其中n為吊著動滑輪的繩子的段數(shù)。 (4)組裝：確定承擔物重的繩子段數(shù)后，按“奇動偶定”原則 從內(nèi)向外繞繩，當承擔物重的繩子段數(shù)n為偶數(shù)時，繩子的固 定端在定滑輪上；當承擔物重的繩子段數(shù)n為奇數(shù)時，繩子的 固定端在動滑輪上。,三、功 1.功 一個力作用在物體上，并且在這個力的方向上移動了一段距離，使這個力產(chǎn)生了成效，我們就說這個力做了功。 2.做功的兩個必要因素 (1)有力作用在物體上； (2)物體在這個力的方向上通過了距離。 3.功的計算 W=Fs。,四、功率 1.物理意義 表示物體做功快慢的物理量。 (1)在相同時間內(nèi)，做功多的物體做功快。 (2)做同樣多的功，所用時間少的物體做功快。 2.定義 在物理學中，一段時間內(nèi)做的功與做功所用的這段時間的比。,3.公式 P= (1)P表示功率，W表示功，t表示物體做功所用的時間。 (2)對于汽車等運動物體，若牽引力為F，運動速度為v，則其 功率的計算公式為P= =Fv。 4.單位及換算 (1)單位：瓦特，簡稱為瓦，符號W；常用單位是千瓦(kW)。 (2)換算：1 W=1 J/s；1 kW=103 W。 5.計算 功率P= 可以變形為W=Pt和t= 分別用于計算功和做功時 間。,五、機械效率 1.有用功、額外功、總功 (1)有用功：人們?yōu)檫_到某一目的必須做的并且對人們有用的功。 (2)額外功：人們?yōu)檫_到某一目的并不需要而又不得不額外做的功。 (3)總功：有用功與額外功的總和，即W總=W有+W額外。,2.機械效率 (1)定義：有用功和總功的比值。 (2)公式：η= ×100%。 (3)影響滑輪組機械效率的因素： ①提升的物重；②動滑輪重；③機械裝置間的摩擦。,六、機械能 1.能量 物體能夠做功，就表示這個物體具有能量，簡稱為能。 2.動能 (1)定義：物體由于運動而具有的能。 (2)影響因素：與物體的質(zhì)量、運動速度有關。 小球的速度越大，質(zhì)量越大，推動紙盒移動的距離越遠，它具有的動能就越大。,3.重力勢能 (1)定義：物體由于高度位置所具有的能。 (2)影響因素：與物體的質(zhì)量、被舉高的高度有關。 物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，它具有的重力勢能越大， 則木樁被打入沙中的深度越大。 4.彈性勢能 (1)定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能。 (2)影響因素：與物體發(fā)生彈性形變的程度有關，物體發(fā)生彈性形變的程度越大，它具有的彈性勢能越大。,5.機械能及其轉(zhuǎn)化 (1)擺球擺動過程中，動能與重力勢能相互轉(zhuǎn)化；拉弓射箭時， 動能和彈性勢能相互轉(zhuǎn)化。 (2)沒有摩擦阻力時，在只有動能與勢能轉(zhuǎn)化的過程中，機械能是守恒的。 (3)機械能與其他形式的能之間也可相互轉(zhuǎn)化 ①水力發(fā)電：機械能轉(zhuǎn)化為電能； ②電動機工作：電能轉(zhuǎn)化為機械能。,參考答案：①在力的作用下能繞固定點轉(zhuǎn)動的一根硬棒 ②支點、動力、動力臂、阻力、阻力臂 ③F1×l1=F2×l2 ④省力杠桿：l1＞l2；費力杠桿：l1l2；等臂杠桿：l1=l2,定義：①____________________ 五要素：②__________________ 平衡條件：③________________ 分類：④____________________,杠桿,參考答案：⑤軸固定不動的滑輪；不能省力，但能改變力的方向；等臂杠桿 ⑥軸隨物體一起運動的滑輪；能省一半的力，但不能改變力的方向；動力臂是阻力臂2倍的杠桿 ⑦定滑輪和動滑輪組成滑輪組；既能省力又能改變力的方向 ⑧“偶定奇動”,定滑輪：⑤______________________ 動滑輪：⑥______________________ 滑輪組：⑦______________________ 判斷滑輪組繩子段數(shù)的方法：⑧____,滑輪及其應用,參考答案： ⑨力和物體在力的方向上移動距離的乘積；W=Fs或W=Gh；焦耳，簡稱焦，符號J ⑩一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上移動了距離,功：⑨_______________________ 做功的兩個必要因素：⑩_______,做功了嗎,參考答案： ?方法一：做相同的功，比較做功的時間長短； 方法二：做功時間相同，比較做功的多少 ?功率是描述做 功快慢的物理量 ?在物理學中，一段時間內(nèi)所做的功與做 功所用的這段時間的比；P= 瓦特，簡稱瓦，符號W,比較做功快慢的方法：?________ 功率的物理意義：?____________ 功率：?______________________,做功的快慢,參考答案：?有用功：對人們有用的功；額外功：對人們沒有 用，但又不得不做的功；總功：有用功和額外功的和 ?有用 功和總功的比值；η= ×100% ?一是額外功不變，增 加有用功；二是有用功不變，減少額外功,有用功、額外功、總功：?_______ 機械效率：?___________________ 提高機械效率的方法：?_________,機械效率,參考答案：?一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能 ?物體由于運動而具有的能；與質(zhì)量和速度有關 ?物體由于被舉高而具有的能；與質(zhì)量和高度有關 ?物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能；與彈性形變大小有關 機械能是動能和勢能的總和；動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，動能和彈性勢能也可以相互轉(zhuǎn)化,能的定義：?__________________ 動能：?______________________ 重力勢能：?__________________ 彈性勢能：?__________________ 機械能及其轉(zhuǎn)化：,合理利用機械能,,簡單機械中的作圖題 簡單機械與生活實際聯(lián)系緊密，作圖題有兩類：一是杠桿力臂作圖，二是滑輪組設計。其作圖步驟如下： 1.畫杠桿力臂,2.滑輪組的設計,【跟蹤訓練】 1.(2012·梅州中考)如圖所示，粗細均勻的棒一端擱在地上，另一端與支點O連接。試作出地面對棒的支持力的力臂L和棒所受重力G的示意圖。,【解析】支持力F作用在棒上，作用點在地與棒的接觸面的地方，方向是垂直地面向上，支持力的力臂是支點O到支持力作用線的距離；重力G的作用點在重心，方向是豎直向下的。 答案：如圖所示,2.(2011·棗莊中考)如圖所示，用滑輪組沿水平地面拉動物體A，請畫出最省力的繞繩方法。,【解析】本滑輪組的結構為一定一動滑輪組，因此繩子有兩種繞法，始端系在定滑輪上，將有2段繩子承擔重物，始端系在動滑輪上，將有3段繩子承擔重物，因此我們選擇后者。 答案：如圖所示,功、功率和機械效率的理解與計算 功、功率和機械效率的比較,說明： (1)功包含兩個必要的因素：力F和距離s，且是同一方向上的F和s，缺一不可。 (2)在解決一些有關運動物體的功率問題時，應用P=Fv更簡便，如汽車上坡時，在輸出功率P一定的情況下，可以通過減緩運行速度v來增大牽引力F。,(3)機械效率的計算： ①準確判斷有用功與總功： a.用滑輪組提升物體或在粗糙平面上拉動物體時，拉繩子自由端的力F所做的功為總功，一般用W總=Fs表示，而克服重力或水平面的摩擦力所做的功為有用功，一般用W有=Gh或W有=f·s表示。 b.沿斜面推動物體時推力F是利用斜面升高物體，是對機械做功，為總功，一般用W總=Fl表示。物體在豎直方向上升高了h,所以W有=Gh。,②滑輪組機械效率的計算： a.將W有=Gh，W總=Fs=Fnh代入機械效率公式得 η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%。 b.如果滑輪組不是用來提升物體，而是拉著物體水平運動，則 不能用上式計算機械效率，應該用η= ×100%= ×100% = ×100%,f為物體受到的摩擦阻力。,【跟蹤訓練】 (2012·重慶中考)用如圖所示滑輪組勻速提升重為200 N的物體，人對繩的拉力為125 N，不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率為________。如果人的體重為600 N，拉動過程中繩始終未斷裂，他用此滑輪組能提升的最大物重為_____________。,【解析】本題考查滑輪組的機械效率的有關計算。圖中的滑輪 組有2段繩子分擔物重，所以當用它勻速提升200 N的物體時， 當F最大=G人=600 N時，由η= ×100% 可得G最大=ηnF最大=80%×2×600 N=960 N。 答案：80% 960 N,簡單機械中的實驗探究題 簡單機械中的實驗探究問題有五種，此類探究關鍵是明確實驗原理及結論： (1)探究杠桿平衡條件:當杠桿平衡時,F1l1=F2l2。 (2)探究滑輪(組)的作用:定滑輪不省力,但可以改變力的方向;動滑輪省一半的力,但不能改變力的方向;滑輪組既可以省力,也可以改變力的方向。,(3)探究物體做功的功率大小:P= =Fv。 (4)探究簡單機械(滑輪組等)的機械效率:η= ×100%。 (5)探究影響動能和重力勢能大小的因素:動能與質(zhì)量和速度有 關,重力勢能與質(zhì)量和高度有關。 在此實驗中還運用了控制變量法、比較法、轉(zhuǎn)換法等研究方法。,【跟蹤訓練】 1.(2012·宜昌中考)在研究杠桿平衡條件的實驗中： (1)小明調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡后，按圖所 示，通過加掛鉤碼分別改變F1、F2，仍使杠桿 在水平位置平衡，并用刻度尺在杠桿上測出對 應的L1和L2，記錄的實驗數(shù)據(jù)如表：,小明通過觀察以上實驗裝置，并分析數(shù)據(jù)得出杠桿平衡的條件是：“動力乘以動力作用點到支點的距離=阻力乘以阻力作用點到支點的距離”。小華認為小明的結論不正確，小華為了驗證自己的觀點，只將圖中的F1改用彈簧測力計來拉，實驗中改變拉力的_________，仍使杠桿在水平位置平衡時，比較拉力的__________，即可證明小華的觀點是否正確。,(2)某同學利用身邊的塑料直尺和硬幣若干來驗證杠桿平衡的條件，如圖所示，當杠桿在水平位置平衡時，他測出從支點O到硬幣邊緣的距離作為力臂L1和L2的大小，他測力臂的方法是 ________的(選填“正確”或“錯誤”)。 如果將兩邊的硬幣以相同速度同時勻速向支點移動的過程中，則杠桿__________ (選填“仍平衡”“向左傾斜”或“向右傾斜”),【解析】本題考查杠桿的平衡條件。 (1)該實驗中由于力的方向與杠桿垂直，力的作用點到支點的距離剛好等于力臂的長短，所以才會得出錯誤的結論。使用彈簧測力計改變動力的方向，使力的方向與杠桿不再垂直，此時力的作用點到支點的距離不等于力臂，即可證明該實驗結論是否正確。,(2)硬幣對杠桿的力是由于硬幣的重力產(chǎn)生的，力的作用點應該在硬幣重心的正下方，所以支點O到硬幣中心的距離才是力臂。因此，該同學的測量方法是錯誤的。從圖中可以看出：L1＞L2，由杠桿平衡條件可知，兩邊硬幣的重力不同，當兩邊的硬幣以相同速度同時勻速向支點移動的過程中，杠桿不再平衡，而是向左傾斜。 答案：(1)方向 大小 (2)錯誤 向左傾斜,2.(2011·蕪湖中考)在“探究有哪些因素影響滑輪組的機械效率”的實驗中，某小組利用如圖所示裝置測得了四組數(shù)據(jù)，如表所示:,(1)前三次實驗中，第______次實驗數(shù)據(jù)明顯出現(xiàn)錯誤，應當剔除。 (2)第四次實驗中，有用功是_________J,總功是_________J，滑輪組的機械效率為_________。 (3)根據(jù)以上信息，請判斷：該小組設計這四次實驗的目的是探究滑輪組的機械效率與_______________是否有關。,【解析】由題圖可以看出，滑輪組由三股繩子承擔重物，拉力 移動的距離為鉤碼上升高度的3倍，即s=nh=3×8 cm=24 cm,故 第三次實驗數(shù)據(jù)錯誤，第四次實驗中，W有=Gh=3 N×0.1 m= 0.3 J，W總=Fs=1.2 N×0.3 m=0.36 J,η= ×100%= ×100%=83.33 %。通過比較四次實驗可知，鉤碼重和測力計的 示數(shù)都相同，只有鉤碼上升的高度不同，可見，該小組設計這 四次實驗的目的是探究滑輪組的機械效率與鉤碼上升的高度是 否有關。 答案：(1)3 (2)0.3 0.36 83.33% (3)鉤碼上升的高度,機械能及其轉(zhuǎn)化 1.理解影響動能和勢能的因素,因素,形式,2.判斷機械能轉(zhuǎn)化的方法步驟 (1)明確研究對象和所要研究的過程； (2)判斷在研究過程中研究對象的質(zhì)量、速度、高度、形狀是否變化及如何變化，相應的研究對象的動能、重力勢能、彈性勢能是否變化以及如何變化； (3)得出結論：減小的一種形式的能必定轉(zhuǎn)化為另一種形式的能。,【跟蹤訓練】 1.(2012·泰安中考)人騎自行車下坡時，不用蹬車自由滑行的過程中速度也會越來越快，下列關于這一運動過程的說法中，正確的是( ) A．人與自行車的動能增大，重力勢能增大 B．人與自行車的動能增大，重力勢能減少 C．人與自行車的動能減少，重力勢能增大 D．人與自行車的動能不變，重力勢能不變 【解析】選B。這是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的表現(xiàn)，即重力勢能在下坡時變小，轉(zhuǎn)化為人和自行車的動能，動能變大了，故選B。,2.(2012·福州中考)“神舟八號”飛船完成與“天宮一號”對接任務后返回。在距離地面1 m時，返回艙的4臺發(fā)動機開始向下噴氣，由于物體間力的作用是__________的，艙體受到向上的阻力增大，因此再次減速下降，在這個過程中返回艙的動能_______，重力勢能_________。,【解析】本題考查物體間的相互作用力和機械能的相互轉(zhuǎn)化?！吧裰郯颂枴痹陔x地面1 m時發(fā)動機向下噴氣，是利用物體間力的作用是相互的，產(chǎn)生一個向上的作用力，使飛船平穩(wěn)降落；此時飛船的速度減小，高度減小，故動能減小，重力勢能也減小。 答案：相互 減小 減小,