【正文】 η=W有 /W總 =80%? (1分 ) (其他方法解答只要正確均可 ) 易錯警示 動滑輪轉動 1圈 ,不考慮動滑輪打滑 ,則 s=,h=? C。機械效率 :η甲 η乙 答案 C 題中甲是定滑輪 ,乙是動滑輪。 6.(2022內(nèi)蒙古包頭 ,6,3分 )如圖甲所示 ,木塊放在水平面上 ,用彈簧測力計沿水平方向拉木塊使 其做直線運動 ,兩次拉動木塊得到的 st關系圖像如圖乙所示。所做總功為 W總 =Fs=500 N 6 m=3 000 J。 已知時間相同 ,由公式 P=? 知 ,P甲總 P乙總 ,故 A錯誤 。PQ段拉力 F2為 200 N,F2做的功為 W2,功率為 P2。 (4)小周同學所在實驗小組在完成規(guī)定實驗后 ,他們想進一步探究 ,如果杠桿受到 F F3兩個阻 力 ,結果會怎樣 ?通過實驗 ,他們得到了圖乙所示的結果。 (不計機械的自重及 摩擦 ) ? 答案 甲 省力 解析 兩圖中的滑輪都屬于動滑輪 ,但使用的方式不同 ,假設船受到水的阻力是 f,不計機械自 重及摩擦 ,則 F甲 =f/2,F乙 =2f,所以方案甲更省力 ,所以應選用方案甲。請 畫出 使箱子在圖示位置靜止時 ,施加在端點 A的最小作用力 F的示意圖 ,且 F= N。 若力施加在 A點 ,最小的力為 FA。 (2)運動員下落的高度為 h=s=300 m, 重力做的功 :W=Gh=500 N 300 m= 105 J。 9.(2022湖南益陽 ,21,10分 )跳傘是一項極具挑戰(zhàn)的運動 ,現(xiàn)在越來越受到人們的喜愛。 8.(2022湖南長沙 ,38,6分 )如圖是建筑工人用滑輪組提升建筑材料的場景 ,在 10 s的時間內(nèi) ,工人 師傅用豎直向上的拉力將建筑材料勻速提升了 1 m,已知拉力 F為 400 N,建筑材料的重力 G為 900 N,求這個過程中 : (1)繩子自由端移動的距離 。用該滑輪組提升更重的物體 ,機械效率 會 (選填“變小”、“不變”或“變大” )。 5.(2022湖南婁底 ,16, 6分 )如圖是用滑輪組提升物體 A的示意圖 ,物體 A受到的重力大小為 GA= 100 N。 解題關鍵 掌握并理解做功包含的兩個必要因素和二力平衡的條件及應用。 Wh?? ??11Wh3 .6 J1 .2 m3N ?考點二 功、功率、機械效率 1.(2022湖南長沙 ,26,3分 )下列關于功的說法正確的是 ? ( ) ,推力對汽車做了功 ,吊車的拉力對重物做了功 ,重力對足球做了功 ,舉重運動員對杠鈴做了功 答案 D A選項 ,有力無距離 ,沒有做功 ,故錯誤 。 ? (1)該金屬棒的長度 l= m。 (3)小張在實驗中多次改變力和力臂的大小主要是為了 (只有一個正確答案 ,選填答案 序號 )。 ? 實驗序號 F1(N) L1(cm) F2(N) L2(cm) 1 2 3 2 3 2 3 3 3 3 3 4 3 4 3 (3)如果小軍在杠桿的左端 A點處再加掛 2個鉤碼 (即左端共 4個鉤碼 ),接下來 ,他應該將右 端的兩個鉤碼向右移動 格 ,杠桿才會在原位置再次平衡。支點到力 的作用點 A的距離就是最大的動力臂 ,當作用力與之垂直時 ,作用力最小。不計繩重、杠桿自重及摩擦 ,g取 10 N/kg。 ,動滑輪為省力機械 ,故 C錯誤 。 2.(2022湖南益陽 ,6,3分 )如圖所示 ,用完全相同的四個滑輪和兩根相同的細繩組成甲、乙兩個 滑輪組 ,在各自的自由端施加大小分別為 F1和 F2的拉力 ,將相同的重物緩慢提升相同的高度 (不 計繩重和一切摩擦 )。 當邊長為 20 cm的正方體重物甲剛被提起時 ,體重計示數(shù)為 43 kg。 ? 答案 如圖所示 ? 解析 力臂越大越省力 ,最大的力臂即支點到力的作用點的距離 ,根據(jù)力的示意圖的畫法作出 垂直于 OA的作用力即作用在 A點的最小動力 F1,方向斜向下 。小玲認為杠桿的平衡條件應為 F1=F2,L1=L2。 8.(2022湖南衡陽 ,28,6分 )小張在探究“杠桿平衡條件”實驗中 ,給他提供的實驗器材有 :杠 桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個。測量實驗中進行多次實驗 ,如 果測得的值相差很小 (比如 :測量長度、測量定值電阻阻值 ),這些差異可以理解為誤差 ,則說明 這個物理量是一個定值 ,可以將多次測量的結果求平均值 ,以便減小誤差 ,如果測得的值相差較 大 (比如 :測小燈泡電阻、測小燈泡功率 ),說明這個物理量不是一個定值 ,多次測量的結果不能 求平均值 ,而是通過分析差異的原因得到一個普遍規(guī)律 。 (2)因為 W=Gh, 所以金屬棒的重力 G=? =? =5 N,即 F2=5 N。重力的方向是豎直向下的 ,箱子雖然受重力 ,但箱子在豎直方向上 沒有移動距離 ,所以重力不做功 ,故 B錯誤 ?；? 輪組的機械效率與物重有關 ,所以提起不同重物時 ,機械效率不同 ,D項錯誤。 (2)繩子自由端移動的速度 v繩 =2vA=2 m/s= m/s, 由 P=? =? =Fv得 ,拉力做功的功率 P=Fv繩 =50 N m/s=40 W。一架由碳纖維 材料制作的小型無人機 ,質(zhì)量為 2 kg,在 5 s內(nèi)勻速豎直上升 10 m,則該無人機克服自身重力做功 為 J,功率為 W。h物 =900 N 1 m=900 J 總功 W總 =F由圖像可知 ,15 s后運動員以 6 m/s 的速度做勻速直線運動 ,則運動員在 15~30 s通過的路程為 s后 =vt后 =6 m/s 15 s=90 m。 在使用過程中 ,動力臂小于阻力臂 ,是費力杠桿。分析力臂可知 ,作用在末端動力的動力臂大于作用在 B點的阻力的阻力臂 ,所以是省力杠 桿 ,故選 B項。 由杠桿平衡條件可得 FL1=GL2,解得 :F=GL2/L1=24 N。 ? 甲 ? 乙 (1)平衡時 ,應該讓杠桿靜止在 位置。 (4)由題圖可以得出受到兩個阻力時 ,杠 桿的平衡條件為 F1L1=F2L2+F3L3。 甲滑輪組中拉力做的總功為 W甲總 =F1功率 P=W/t,媽媽所用時間是小明的 3倍 ,故 P1∶ P2=2∶ 3, C錯誤 ,D正確。司機費了很大的力也未能推動汽車 ,雖然有力的作用 ,但在力的方向 上沒有移動距離 ,所以司機對汽車沒有做功 ,故 B錯誤 。機械效率 :η甲 η乙 :F甲 =F乙 。懸掛的重物 G= N,當重物靜止于任意位置時 ,手對輕繩的拉力均為 F1= N,當重物勻速上升時 ,手對輕繩 的拉力為 F2= N,且重物上升過程中動滑輪恰好轉過 1圈。 L1=L2,則 F1=F2,等臂杠桿 。 3.(2022山東威海 ,8,2分 )圖是吊車起吊貨物的結構示意圖 ,伸縮撐桿為圓弧狀 ,工作時它對吊臂 的支持力始終與吊臂垂直 ,使吊臂繞 O點緩慢轉動 ,從而將貨物提起 ,下列說法正確的是 ? ( ) ? ,但要費距離 ,但可以省功 ,伸縮撐桿支持力的力臂變小 ,伸縮撐桿支持力漸漸變小 答案 D 由題圖可知 ,吊臂的動力臂小于阻力臂 ,故它是一個費力杠桿 ,A項錯誤 。 時 ,繩上拉力為 F2,在此過程中 (不考慮繩重及摩擦 ),下列判斷正 確的是 ? ( ) F的大小保持不變 F2兩力之比為 1∶ ? F2兩力之比為 ? ∶ 1 32答案 BD 找出杠桿水平位置和把它拉起到與水平面的夾角為 30176。 時 ,F2=? ,所以 A、 C兩項錯 ,D項正確。 (2)圖中剪刀在使用過程中 ,在同樣的情況下 ,被剪物體向剪刀轉動軸靠近 ,減少了阻力臂 ,由 F1L1=F2L2可知 ,阻力臂 L2越小 ,越省力 ,因此這樣做的目的是減小阻力臂 ,可以省力。 (4)利用題圖丁所示裝置進行探究 ,杠桿的重心沒有通過支點 ,杠桿的自重對實驗有影響。 (2)設在 A點施加的力 為動力 ,則阻力為 N 3= N,阻力臂為 4個格的長度 4l,在 A點施加一個最小的力 ,則動力臂 的大小最大為 3個格的長度 3l,根據(jù)杠桿的平衡條件 ,得最小動力 F1=? =2 N。根據(jù)杠桿 平衡條件得 GALA=GBLB,因為 LALB,所以 GAGB,小猴沒有吃虧。由于運動時間 tabtcd,根據(jù) P=? 可知 ,cd段做功的功率大 ,所以選 B。根據(jù)機械效率 η=? = 30%,則 W總 =? =1 000 J。求 : (1)物體浸沒在海水中受到的浮力 。 設物體離開水面后電動機的功率為 P2,鋼絲繩自由端的拉力為 F2,繩自由端的速度 v2= m/s, 155則 P2=F2v2=F2 m/s。 (3)物體未浸入水中時 由 F=? (G動 +G)可得 ,動滑輪重力 G動 =4FG=4 50 N160 N=40 N 已知 η1∶ η2=4∶ 3 則物體完全浸入水中后滑輪組的機械效率為 η2=? η1=? 80%=60% 物體完全浸入水中后 ,滑輪組的機械效率 η2=? =? =? =60% 解得 F39。 40NF?物體完全浸入水中后 ,對動滑輪受力分析 ,可得 4F繩 =F39。 (3)動滑輪的總重力是多少。D裝置是滑輪組 ,吊起動滑輪的繩子有 3股 ,則 F4=? G。若將石塊浸沒在水中 ,為使杠 桿在水平位置平衡 ,需在杠桿 A端施加一個豎直向上的拉力 F,其大小為石塊所受重力的 ? ,已知 ? =? ,則石塊的密度為 kg/m3。 (2)某同學通過多次實驗操作及數(shù)據(jù)分析 ,得出杠桿平衡的條件是 :動力 動力作用點到支點的 距離 =阻力 阻力作用點到支點的距離。當動力和阻力不 垂直作用在杠桿上時 ,動力臂和阻力臂小于力的作用點到支點之間的距離 ,“動力 動力作用 點到支點的距離 =阻力 阻力作用點到支點的距離”不成立 。 ? 答案 3 變大 解析 一個鉤碼重 N,設杠桿一個小格長 L,根據(jù)杠桿平衡條件 F1L1=F2L2得 , 1 N 3L=FB 2L, 所以 FB= N, 即在 B處掛 3個鉤碼。 人對繩子拉力所做功 W=Fs=400 N 3 3 m=3 600 J,功率 P=? =? =240 W,故 C錯誤。故 A錯誤 。 1313WtFst7.(2022湖南永州祁陽二模 ,15)在體育考試中 ,小明投出的實心球在空中的運動軌跡如圖所 示。拉 =GAF39。 WW有 用總 500 J 000 J10.(2022湖南婁底二模 ,23)用如圖甲所示的滑輪組從水中提升物體 M,已知被提升的物體 M質(zhì) 量為 80 kg,M的體積為 6 103 cm3,在物體 M未露出水面的過程中 ,繩子自由端的拉力 F將物體 M 以 m/s的速度勻速提升了 10 m的高度 ,此過程中 ,拉力 F做的功 W隨時間 t的變化圖像如圖乙 所示 ,不計繩重和摩擦力大小。 (4)由圖甲可知 ,n=2, 滑輪組提升重物的總功 W總 =Fs=F 2h物 ,
。 (2)動滑輪下端掛鉤上的繩子拉力 。 WW有 用總FhFs拉4 Fh拉F F拉 700N250N?39。 ? 答案 54 72 解析 (1)重力對實心球做功 :W=Gh=20 N m=54 J。用彈簧 測力計拉木塊沿水平木板勻速滑動 ,木塊做勻速直線運動 ,不論其速度大小如何 ,都受到平衡力 的作用 ,在水平方向上 ,摩擦力和拉力是一對平衡力 ,故兩次實驗的拉力大小相等 ,木塊兩次運 動的距離相同 ,由 W=Fs可知 ,木塊兩次所做的功一樣多 ,故 C正確 。 ht3m1 5 sWt3 600 J15s4.(2022湖南永州祁陽一模 ,4)兩個滑輪完全相同 ,其重力均為 20 N。 若改變彈簧測力計拉力的方向 ,使之斜向左上方 ,拉力的力臂變小 ,所以彈簧測力計示數(shù)變大 , 才能使杠桿仍然水平平衡。 從 b圖中可以看出 ,當力的方向沿虛線方向時 ,力臂將減小 ,因此拉力將變大 ,彈簧測力計的示數(shù) 變大。 (3)利用如圖 b所示的裝置進行實驗 ,每個鉤碼重 N,杠桿平衡時彈簧測力計的讀數(shù)應為 N。OA=GB 1212 132.(2022湖南邵陽一模 ,7)圖中正在使用的機械 ,屬于費力杠桿的有 ? ( ) ? A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 答案 A ①釣魚竿在使用過程中 ,動力臂小于阻力臂 ,是費力杠桿 。 W 有總5 400 J6 000 J一題多解 先求機械效率 η=? =? =90% W總 =F+G動 )=? (60 N+40 N)=25 N 因為物體間力的作用是相互的 ,所以繩子對人的拉力 F39。 ht3m3sWW有 用總4 8 0 J6 0 0 J14 343439。 8715 1515 8715WW有 用總()()G F hF h G h???