初三机械能和机械.docx
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初三机械能和机械
机械能，机械
知识点一，动能和势能
1、能量：
一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能
理解：
①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。
②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：
山上静止的石头具有能量，但它没有做功。
也不一定要做功。
2、知识结构：
4、机械能：
动能和势能统称为机械能。
理解：
①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能。
二、动能和势能的转化
1、知识结构：
2、动能和重力势能间的转化规律：
①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；
②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；
3、动能与弹性势能间的转化规律：
①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；
②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。
4、动能与势能转化问题的分析：
⑴首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。
⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：
没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。
⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒。
例题1.上紧发条的玩具车在水平桌面上由静止开始运动所需的能量来源于（ ）
A．重力势能B．电能C．弹性势能D．动能
例题2.下列各个过程中，动能转化为势能的是
A．拉开的弓，放手后把箭射出去
B．冠山海游乐园里，小朋友从滑梯上滑下来
C．神舟十号飞船刚发射加速升空过程D．地球同步卫星从近地点向远地点运动
例题3.把一个内表面光滑的圆碗固定在水平桌面上。
将一个小球如图9所示从碗的一侧边缘由静止释放。
则小球
A.不能到达碗的另一侧边缘
B.到达碗底时就会静止不动
C.到达碗的另一侧边缘时速度为零
D.能到达碗的另一侧边缘并从碗中飞出
例题4.质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么（）
A、燕子比鸽子飞得快B、鸽子比燕子飞得快
C、燕子与鸽子飞得一样快D、两者速度大小无法比较
例题5.在水平街道上匀速行驶的洒水车，一边行驶一边向道路上洒水，下列关于其机械能变化的说法中，正确的是（ ）
A、动能不变 B、动能减小，机械能减小
C、动能减小 D、动能减小，机械能增大
例题6.若空气阻力的作用下，乒乓球在由桌面弹起上升的过程中（ ）。
A．动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
B．动能逐渐增大，势能逐渐增大，机械能增大
C．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变
D．动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能减小
例题7.有的动物的生存能力十分独特，也蕴含着深刻的物理道理。
壁虎是攀爬高手，即使在竖直的平板玻璃上也不会掉下来。
原来壁虎的脚上都有吸盘，在玻璃板上时排出吸盘内的空气，利用________将它压在玻璃板上。
骆驼则具有宽大的脚掌，作用是为了__________对地的压强。
蛇在地上蠕动，是通过肌肉收缩贮存_________能，在舒张的时候转化为它前进的_________能。
例题8.图是皮球落地后弹起过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片．由图可知，下落过程中，皮球的速度，离开地面上升的过程中，皮球重力势能，动能．皮球运动过程中的机械能．（均选填“增大”、“减小”或“不变”．）
例题9.如图所示，摆线的长L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向的夹角α＜β。
（1）图甲中将摆球从图示位置由静止释放，摆球向下摆动的过程中，观察到它的速度越来越大，则摆球的动能逐渐_________，重力势能逐渐________。
（2）图甲、乙中，
同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。
这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的______无关。
（3）悬线与竖直方向的夹角越大，开始向下摆动时具有的重力势能__________，到达最低点时具有的动能___________。
（4）小明设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。
小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖
直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。
本实验中通过______________________反映小球撞击木块C前的动能大小；如图乙、丙所示实验中，可得出初步结论：
______。
知识点二.杠杆
1.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。
2）五要素——组成杠杆示意图。
①支点：
②动力：
③阻力：
④动力臂：
⑤阻力臂：
画力臂方法：
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：
调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。
原因：
可以方便的从杠杆上量出力臂。
③结论：
杠杆的平衡条件：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂。
写成公式F1l1=F2l2也可写成：
F1/F2=l2/l1
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
例10.关于力臂，下列说法中正确的是（ ）
A、从支点到力的作用点的距离，叫力臂B、力臂一定在杠杆上
C、动力臂长的杠杆比动力臂短的杠杆省力D、动力臂比阻力臂长的杠杆是省力的杠杆
例11.如图3所示，使用中属于费力杠杆的工具是
A．剪刀B．起子C．镊子D．钢丝钳
例12.如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，当A端挂重物G1、B端挂重物G2时，杠杆平衡，此时OA恰好处于水平位置，AO＝BO，杠杆重力不计，则
A．G1＜G2 B．G1＞G2C．G1＝G2 D．都有可能
例13.一个60kg的人站在跷跷板某一位置时，跷跷板处于如图3所示的平衡状态．由此可估测球的质量约为
A．5kg
B．30kg
C．60kg
D．120kg
例14.如图所示，一块厚度、密
度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面，则（ ）
A.F甲＞F乙，因为甲方法的动力臂长
B.F甲＜F乙，因为乙方法的阻力臂长
C.F甲＞F乙，因为乙方法的阻力臂短
D.F甲＝F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍
例15.渔夫用绳子通过竹杠拉起渔网，如图14所示．请在图上画出
（1）绳子AB对杆拉力F1的力臂L1．
（2）渔网对杆的拉力F2的示意图及该力的力臂L2．
例16.如图所示是用羊角锤拔钉子的示意图，画出将钉子拔出时所用最小力的方向及其力臂。
例17.如图所示，画出使杠杆平衡的最小力的示意图。
（要求保留作图痕迹）
例18.在“探究杠杆平衡条件”的实验中，把杠杆的中点支在支架上，杠杆停在如图甲所示的位置。
（1）为了使杠杆在水平位置平衡，可以调节右端的平衡螺母，使它向（填“左”或“右”）移动。
（2）调节好的杠杆，如图乙，用弹簧测力向上拉动杠杆使其水平平衡，若每个钩码重为2N，则弹簧测力计的读数为N。
（3）如图丙，当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时，用力使杠杆在水平位置处于平衡，弹簧测力计的示数将会变________，这是因为________________．
（4）如图丁，用调节好的杠杆进行了一次实验，所得数据如下表：
动力/N
阻力/N
动力臂/cm
阻力臂/cm
4
6
3
2
于是他得出了杠杆的平衡条件：
F1L1=F2L2，
请你对此作出评价：
__________________________________________________．
知识点三.滑轮及滑轮组
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=1/2G只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=1/2（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）
1.机械功
1）内容：
力作用在物体上，物体在这个力的作用下沿着力的方向通过一段距离，这个力就对物体做了功。
2）功的计算：
W=FS（单位J，N·m）
3）功的原理：
使用任何机械都不省功。
功的原理对一切机械都适用。
2.功率：
1）概念：
单位时间里完成的功，叫做功率。
功率表示：
做功的快慢。
2）公式：
P=W/t=Fv
3）单位：
主单位W常用单位kWmW马力换算：
1kW=103W1mW=106W1马力=735W
3.机械效率：
1）定义：
有用功跟总功的比值。
2）η=W
/W
×100%
3）提高机械效率的方法：
减小机械自重、减小动滑轮的重力及减小轮和轴间的摩擦。
4）机械效率的测量：
①原理：
②应测物理量：
钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S
③器材：
除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。
④步骤：
必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：
保证测力计示数大小不变。
⑤结论：
影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：
A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。
B提升重物越重，做的有用功相对就多。
C摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。
例1
9.如图用甲乙两种方法匀速提升重为100N的物体，滑轮自重20N，不计绳重和摩擦，关于F
、F
的关系说法中正确的是（）
A．F
=F
B.F
＜F
C.F
=2F
D.F
＞F
例20.如图所示，在水平拉力F的作用下，物体A匀速向右滑动时，弹簧测力计示数为10 N，不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦
，则水平拉力F和物体A与水平面之间的摩擦力Ff的大小分别是（ ）
A.F＝20 N，Ff＝20 NB.F＝10 N，Ff＝20 N
C.F＝20 N，Ff＝10 ND.F＝10 N
，Ff＝10 N
例21.小明用如图所示的滑轮组，将重为1.5N的物体匀速提升到一定高度，在此过程中，手拉力的大小实际应该是
A．小于0.75NB．等于0.75N
C．大于0.75ND．等于0.5N
例22.如图7所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体，若不计滑轮重、绳重及摩擦，其中最小的拉力是
A.F
B.F
C.F
D.F
例23.用图7所示的滑轮组拉动物体，当物体匀速移动时，绳端受到的拉力为30N；若物体重100N，不计滑轮重及摩擦，物体受到水平面的摩擦力大小是（）
A.30N B.60N C.90N D.100N
例24.如图所示，小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体，物体上升的速度
为0.1m/s，人拉绳的力F为250N，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（ ）
A．人拉绳做功的功率为75W
B．滑轮组的机械效率为80%
C．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
D．动滑轮重为100N
例25.如图所示，定滑轮重2N，动滑轮重1N．物体A在拉力F的作用下，1s内将重为8N的物体A沿竖直方向匀速提高了0.2m．如果不计绳重和摩擦，则以下计算结果正确的是（ ）
A．
绳子自由端移动速度为0.6m/s
B．
滑轮组的机械效率为80%
C．
拉力F的功率为1.8W
D．
拉力F的大小为5N
例26.如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则
A．W1=W2，η1=η2
B．W1η2
C．W1D．W1>W2，η1<η2
例27.如图所示，小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体，物体上升的速度为0.1m/s，人拉绳的力F为250N，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（）
A．人拉绳做功的功率为75W
B．滑轮组的机械效率为80%
C．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
D．动滑轮重为100N
例28.在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用两组滑轮组进行了5次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测定前4组数据，用二个动滑轮和二个定滑轮得第5组数据，测得数据如表：
实验次数
动滑轮重G动/N
物重G/N
钩码上升高度h/m
动力F/N
动力作用点移动距离s/m
滑轮组的机械效率η/%
1
0.5
1
0.1
0.7
0.3
47.6
2
0.5
1
0.2
0.7
0.6
47.6
3
0.5
2
0.1
1.1
0.3
60.6
4
0.5
4
0.1
2
0.3
①
5
1
4
0.1
②
0.5
（1）请根据前四组数据，在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法．
（2）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计．
（3）表格中变化①处数据应为 ；根据图乙中弹簧测力计可知编号②数据应为 N．
（4）由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与 无关．
（5）由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和 有关．
（6）有的同学认为：
“机械越省力，它的机械效率越高”．你认为这句话是 的（填“正确”或“错误”）．你是用小明收集的数据中 两组数据对比分析来判断的．
例29.如图所示滑轮组提升重物．人用500N的拉力F，15s内使重为900N的物体匀速上升了3m．不计绳重和摩擦，求：
（1）动滑轮的重．
（2）人拉绳子做功的功率．（3）滑轮组的机械效率．
例30.某物体在竖直方向受到90N的拉力，以0.2m/s的速度匀速向上运动．（空气阻力不计）求：
（1）物体在10s内上升的距离．
（2）物体受到的重力．（3）如图所示，若改用机械效率为80%的滑轮组，用10N的拉力使物体仍以0.2m/s的速度匀速向右移动，求10s内人对物体所做的有用功率．
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