專題三：簡(jiǎn)單機(jī)械、功和能專題

1、專題三：簡(jiǎn)單機(jī)械、功和能專題【知識(shí)梳理】【疑難知識(shí)點(diǎn)】疑難點(diǎn)一： 杠桿平衡條件的應(yīng)用例1：“研究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)中（1）實(shí)驗(yàn)前出現(xiàn)圖甲所示情況，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿左端的螺母向_調(diào)（填“左”或“右”）。（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)圖乙所示情況，為了使杠桿在水平位置平衡，這時(shí)應(yīng)將右邊的鉤碼向_ （填“左”或“右”）移動(dòng)_ 格。（3）圖乙中杠桿水平平衡后，在杠桿左右兩邊鉤碼下同時(shí)加一個(gè)相同的鉤碼，這時(shí)杠桿將_ 。（填“保持水平平衡”、“順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)”或“逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)”）例題點(diǎn)評(píng)：判斷杠桿是否能保持水平平衡只要看“動(dòng)力和動(dòng)力臂的乘積”與“阻力和阻力臂的乘積”是否相等如果乘積相等，則杠桿平衡；若乘

2、積不等，那么杠桿將向乘積大的一邊下傾。變式訓(xùn)練：1.如圖所示，杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，杠桿上每格均勻等距，每個(gè)都相同。下列四項(xiàng)操作中，會(huì)使杠桿右端下傾的是 （ ）將杠桿兩側(cè)的鉤碼同時(shí)各向外移動(dòng)一小格將杠桿兩側(cè)的鉤碼同時(shí)各向內(nèi)移動(dòng)一小格在杠桿的兩側(cè)同時(shí)各減掉一個(gè)鉤碼在杠桿的兩側(cè)鉤碼下同時(shí)各加掛一個(gè)相同的鉤碼A B C D2.在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中：（1）安裝好杠桿，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；把鉤碼掛在杠桿A點(diǎn)如圖甲，為方便直接從杠桿上讀出力臂，應(yīng)在B點(diǎn)沿著 的方向拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使杠桿在水平位置平衡。（2）如圖乙，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)由位置1轉(zhuǎn)至位置2的過(guò)程中，杠桿在水平位置

3、始終保持平衡，測(cè)力計(jì)示數(shù)將_。疑難點(diǎn)二：滑輪和滑輪組的應(yīng)用例2.為了將放置在水平地面上重為100N的物體提升一定高度，設(shè)置了圖1所示的滑輪組裝置當(dāng)用圖乙所示隨時(shí)間變化的豎直向下的拉力F拉繩時(shí)，物體的速度v和物體上升的高度h隨時(shí)間變化的關(guān)系分別如圖丙和丁所示。（不計(jì)繩重和繩與輪之間的摩擦）下列計(jì)算結(jié)果正確的是 （ ）A0s1s內(nèi)，地面對(duì)物體的支持力是10N B1s2s內(nèi)，拉力F做的功是187.5JC2s3s內(nèi)，拉力F的功率是100W D2s3s內(nèi)，滑輪組的機(jī)械效率是62.5%例題點(diǎn)評(píng)：本題是一道力學(xué)綜合題，涉及到功、功率、機(jī)械效率、壓強(qiáng)的計(jì)算，能從題目提供的圖中得出每秒內(nèi)的相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵。

4、變式訓(xùn)練：1.如圖所示，物體A重400N置于水平桌面上，物體B重100N恰能拉著A向右勻速運(yùn)動(dòng)；現(xiàn)用水平向左的拉力F作用于物體A上，使物體B在5s內(nèi)勻速上升了1m（不計(jì)動(dòng)滑輪、繩重以及滑輪輪軸間摩擦），在此過(guò)程中下列分析正確的是（）A拉力F為50N B拉力F的功率為40W C物體A與桌面的摩擦力為350N D繩子拉力對(duì)物體B所做的功為200J2.生活中我們經(jīng)常使用簡(jiǎn)單機(jī)械。（1）圖1是家用手搖晾衣架，A、B兩滑輪中屬于動(dòng)滑輪的是_；若衣服和晾衣架的總重為120N，不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重及摩擦，靜止時(shí)繩的拉力F=_N。請(qǐng)你提出一種使用時(shí)提高手搖晾衣架機(jī)械效率的方法：_。（2）如圖2所示，已知撬棒AD

5、=1m，CD=BC=0.15m，石頭垂直作用在棒上的力是420N，若要撬動(dòng)石頭，則施加在撬棒A點(diǎn)的力至少是_N。3. 如圖所示，物體A在拉力F的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為5N，那么拉力F為_ N，物體A與地面間的摩擦力為_ N；若拉力F端移動(dòng)了2m，則物體A移動(dòng)了_ m 疑難點(diǎn)三：功、功率相關(guān)計(jì)算例3：如圖，重為3.2104N的卡車，經(jīng)過(guò)一段水平路面，再以9.6104W的功率沿與水平地面成30角的斜坡勻速向上爬行，已知斜坡長(zhǎng)100m，斜坡的機(jī)械效率為80%。求卡車：（1）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，克服重力做的功。 （2）爬坡時(shí)的牽引力。（3）爬坡時(shí)的速度。（4）汽車在上坡的過(guò)程中受到的摩擦力。

6、例題點(diǎn)評(píng)：本題以斜面為素材考查了功、功率、機(jī)械效率方面的綜合計(jì)算題，理清公式及應(yīng)用是關(guān)鍵。變式訓(xùn)練：1. 舉重是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)體育項(xiàng)目一位身高170cm的運(yùn)動(dòng)員和一位身高160cm的運(yùn)動(dòng)員，在挺舉項(xiàng)目中用相同時(shí)間，把同樣重的杠鈴舉起，如圖所示。如果他們對(duì)杠鈴所做的功分別為W1和W2，功率分別為P1和P2，則下列關(guān)系式中正確的是（）AW1=W2、P1=P2 BW1W2、P1=P2 CW1W2、P1P2 DW1W2、P1P22. 如圖，小聰在同一水平路面上先后以1m/s和1.5m/s的速度兩次推同一木箱沿直線各勻速運(yùn)動(dòng)了5m的路程。其中，第一次推箱子的力為F1，所做功的功率為P1，第二次的推力為F2，

7、功率為P2則F1_F2、P1_ P2（選取“、=、”）。疑難點(diǎn)四：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化:例4：為了模擬研究汽車超載和超速帶來(lái)的安全隱患，小謝同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的探究實(shí)驗(yàn)：將A、B、C三個(gè)小球先后從同一裝置高分別為hA、hB、hC的位置滾下（mA=mBmc，hA=hChB），推動(dòng)小木塊運(yùn)動(dòng)一段距離后停止請(qǐng)你根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)的物理探究方法，回答以下問(wèn)題：（1）在圖甲和圖丙實(shí)驗(yàn)中，A球、C球剛滾到水平面時(shí)的速度_。（選填“相等”或“不相等”）（2）小球推動(dòng)小木塊運(yùn)動(dòng)的距離越大，安全隱患_。（選填“越大”、“不變”或“越小”）（3）用來(lái)研究超載安全隱患時(shí)，我們應(yīng)選擇_ 兩個(gè)圖所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較。（4）用來(lái)研

8、究超速安全隱患時(shí)，我們應(yīng)選擇_ 兩個(gè)圖所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較。例題點(diǎn)評(píng)：此題是探究影響動(dòng)能大小的因素，注意控制變量法及轉(zhuǎn)換法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。例5.圖所示，小明在做模擬“蹦極”的小實(shí)驗(yàn)，一根橡皮筋一端系一個(gè)小石塊，另一端固定在A點(diǎn)，B點(diǎn)是橡皮筋不系小石塊自然下垂時(shí)下端所在的位置，C點(diǎn)是小石塊從A點(diǎn)自由釋放后所能達(dá)到的最低點(diǎn)，關(guān)于小石塊從A點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的說(shuō)法，正確的是 （）A小石塊減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 B從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)的過(guò)程中，小石塊受到重力和彈力的作用 C從B點(diǎn)下落到C點(diǎn)的過(guò)程中，小石塊的速度先增大后減小 D小石塊在C點(diǎn)時(shí)，受到平衡力的作用 例題點(diǎn)評(píng)：物體受到的合力方向和物體運(yùn)動(dòng)方向相同

9、時(shí)，物體處于加速狀態(tài)；物體受到的合力方向和物體運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)，物體處于減速狀態(tài)。變式訓(xùn)練：1. 如圖所示，足球以初速度沿著凹凸不平的草地從a運(yùn)動(dòng)到d。下列分析正確的是（）A在b、d兩點(diǎn)動(dòng)能相等 B在a、d兩點(diǎn)機(jī)械能相等 C從b到c的過(guò)程機(jī)械能減少 D從c到d的過(guò)程重力勢(shì)能減少2. 小球在沒有空氣阻力的情況下，沿?zé)o摩擦軌道運(yùn)動(dòng)。 （1）如圖1所示，小球從A點(diǎn)靜止釋放，小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度是否為零？_（2）將軌道BC段改為水平，如圖2所示，小球仍從A點(diǎn)靜止釋放，小球經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能大于、小于還是等于其在A點(diǎn)的機(jī)械能？_ 。以小球經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，大致畫出小球在MN段運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖線。疑難點(diǎn)

10、五：電能、電功、電功率的相關(guān)計(jì)算例6小明家的浴室新安裝了一臺(tái)可供取暖和照明的新型家用電器-浴霸。該浴霸的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示，其簡(jiǎn)化電路圖如圖所示，圖中L為照明燈，L1、L2是兩盞紅外線取暖燈。求：（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位小數(shù)）額定電壓頻率額定功率取暖照明220V50HzL1L2L300W300W60W（1）該浴霸照明燈正常工作時(shí)，通過(guò)照明燈的電流是多少？（2）斷開開關(guān)S，閉合開關(guān)S1和S2，該浴霸取暖燈正常工作時(shí)，該電路的總電阻是多少？（3）當(dāng)L、L1、L2都同時(shí)正常工作時(shí)，10min內(nèi)浴霸消耗的電能是多少？例題點(diǎn)評(píng)：能從用電器的說(shuō)明書（銘牌）找出額定電壓和額定功率是本題的關(guān)鍵，靈活選用：功率（kW）

11、-功（kWh）-時(shí)間（h）這一套單位利用W=Pt求解。變式訓(xùn)練：1. 如圖所示，在甲、乙兩地之間沿直線架設(shè)兩條輸電線，由甲地向乙地輸電，兩條輸電線總電阻為10，甲地電源的電壓為220V不變，下列說(shuō)法正確的是（）A當(dāng)乙地用戶消耗的總功率增大時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)輸電線上產(chǎn)生的熱量增多 B乙地用戶用電器上的電壓仍為220V C在100s的時(shí)間內(nèi)，輸電線上產(chǎn)生的熱量為4.84105J D若出現(xiàn)觸電事故，應(yīng)迅速直接用手拉開觸電人員疑難點(diǎn)六：物體的內(nèi)能例7.如圖所示，在一個(gè)配有活塞的厚玻璃筒內(nèi)放一小團(tuán)硝化棉，迅速下壓活塞，硝化棉燃燒。下列說(shuō)法正確的是 （ ）A迅速向上抽活塞，硝化棉也能燃燒 B此實(shí)驗(yàn)只通過(guò)熱傳遞

12、改變筒內(nèi)空氣的內(nèi)能 C下壓活塞的過(guò)程，空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能 D硝化棉燃燒，是因?yàn)椴Ａ矁?nèi)空氣的溫度升高，內(nèi)能增大例題點(diǎn)評(píng)：知道做功可以改變物體的內(nèi)能，物體的內(nèi)能與其本身的溫度有關(guān)，溫度越高內(nèi)能越大。變式訓(xùn)練：1. 關(guān)于內(nèi)能及其利用，下列說(shuō)法正確的是 （ ）A溫度高的物體內(nèi)能一定大 B做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能 C比熱容跟物體吸收或放出的熱量有關(guān) D熱機(jī)的做功沖程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能2. 如圖是對(duì)A、B兩種品牌保溫杯的保溫效果進(jìn)行測(cè)試所獲得的圖像信息。利用該信息和你具有的科學(xué)知識(shí)回答以下問(wèn)題：（1）從該實(shí)驗(yàn)中你能得出的結(jié)論是_ 。AA品牌的保溫效果更好BB品牌的保溫效果更好CA和B

13、兩種品牌的保溫效果相同D保溫杯在水溫較低時(shí)能自動(dòng)加熱（2）保溫杯周圍環(huán)境的氣溫是_ （3）測(cè)試過(guò)程熱水降溫的快慢是不同的，熱水與周圍空氣的溫差越大，降溫越 _?！娟J關(guān)練習(xí)】第一關(guān)1. 如圖，下列工具中屬于費(fèi)力杠桿的是（）2.下列杠 HYPERLINK 桿能平衡的是（桿重和摩擦均不計(jì)） （ ） 3. 粗細(xì)均勻的電熱絲放入一壺水中，通電一段時(shí)間將水加熱至沸騰若將電阻絲對(duì)折并聯(lián)后放入同樣一壺水中，通電到將水加熱至沸騰所需時(shí)時(shí)間與第一次的通電時(shí)間相比 （電源電壓恒定，不計(jì)一切熱損失）。下列判斷正確的是 （）A相等 B增加 C減少 D無(wú)法確定4. 某同學(xué)為探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少跟電阻的關(guān)系，設(shè)計(jì)

14、了如下電路圖，其中正確的是 （ ）第二關(guān)5.把標(biāo)有“6V 6W”的小燈泡L1和標(biāo)有“6V 3W”的小燈泡L2串聯(lián)后接在電源電壓為6v的電路中（不考慮燈絲電阻的變化），下列說(shuō)法正確的是（）A因?yàn)橥ㄟ^(guò)它們的電流相等，所以一樣亮 B因?yàn)闊鬖2 電阻較大，實(shí)際功率較大，所以燈L2較亮 C因?yàn)闊鬖1額定功率較大，所以燈L1較亮 D因?yàn)闊鬖1實(shí)際功率較大，所以燈L1較亮6.青少年在安靜思考問(wèn)題的時(shí)候，心臟推動(dòng)血液流動(dòng)的功率約為1.5W，則你在考試的100min內(nèi)，心臟做功約為_ J，用這些功可以讓一個(gè)質(zhì)量為50kg的物體勻速升高_(dá) m。（g取10N/kg）7.如圖所示，甲氣球裝入少量水后，將甲，乙兩個(gè)氣球吹成一樣大小，用細(xì)繩把它們掛在橫桿上，燭焰靠近氣球的底部加熱，發(fā)現(xiàn)乙氣球“啪”的一聲破了，而甲氣球加熱很長(zhǎng)時(shí)間，仍安然無(wú)恙。（1）在加熱過(guò)程中，由于“燒不破”的甲氣球裝有水，水的比熱容較_，且水蒸發(fā)過(guò)程需要_熱，所以甲球的溫度升高的慢。（2）在加熱過(guò)程中，乙球內(nèi)氣體內(nèi)能增大，是用_的方法改變氣體的內(nèi)能。第三關(guān)8.橋式起重機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)上有廣泛應(yīng)用。