沪科版机械与人 知识点以及练习题

第十章机械与人

回眸教材析知识

1．杠杆

直接搬动很重的大石头很困难，利用撬棒就可以较容易办到，在力的作用下，撬棒就是能绕着一个固定点转动的硬棒，叫。撬棒属于省力杠杆，但是费了；用筷子夹食物，筷子就是一种费力杠杆，只要手指稍微一动，筷子就可以夹很多东西，虽然费了，但省了，使操作更加方便。

2．滑轮和滑轮组

观察人们生活中利用简单机械的情景，有时人们利用动滑轮，目的是省，但费了；

有时利用定滑轮，不省力，但改变

了，使操作更为方便。要想即省力又改变力的方向，就可以将两者组合，组成，起重机上的滑轮组合就是实例之一。

3 ．功的必要因素

某同学踢足球，球离开脚后飞出10 m远，足球飞出10 m的过程中人不做功。物理学中规定：功等于

的乘积。功包括两个必要因素：①作用在物体上的；②物体在

的方向上通过的距离。不做功的三种情况：有力无距离，例如提重物却没有提起；有距离无力，弹珠在水平桌面上被弹出继续前进，但人没有做功；力和距离垂直，例如物体在水平冰面上匀速滑行，水平方向没有力做功，此时虽然有重力作用在物体上，但重力方向与物体运动方向垂直没有做功。4．功的原理

事实告诉我们，使用扳手拧螺丝要省力必须

费，钓鱼时要省距离必须费，既的机械是没有的。使用

机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，即：。

使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为

使用机械或者可以、或者可

以、也可以改变

，给人类工作带来很多方便。

理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)：使用机械时，人们所做的功(Fs) 直接用手对重物所做的

功(Gh)。

5．功率

功率是指机械在

里完成的功，表示做功的物理量。例如，某小轿车功率66 kW，它表示：小轿车1 s 内做功66000 J 。对于功率一定的机械，由

公式P＝—＝Fv可知，当速度越小时，产生的拉力越大，例如

汽车载重上坡时，要挂低挡来获得较大的拉力。

6．机械效率

(1)机械效率是指有用功跟总功的。不同机械的机械效率表达式及其特点：

(2)提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。

7．机械能及其转化

荡秋千人处于最高点时，由于人被举高而具有

能；下降过程中，高度减小，重力势能，速度逐渐增大，动能，即人的重力势能向动能转化；到达最低点，人的速度最大，动能最大，高度最小，重力势能最小；继续向最高点上升过程中，

又转化为；再次到达最高点时，动能减小到零，转化的重力势能最大。转化过程中，若没有能量损失，机械能的总量不变，即两者之和不变，这就是机械能守恒。

动能不仅与速度有关，还与物体的质量有关，速度相同时，质量越大，动能越，同速行驶的火车动能大于汽车的动能；重力势能不仅与高度有关，还与物体的质量有关，高度相同时，质量越大，重力势能也

越，高度相同的铁钉和铁锤，铁钉重力势能要铁锤的重力势能。

经典例题

典例1：杠杆平衡条件的探究和应用

例1在验证杠杆平衡条件时，某实验小组得到了如图10－1所示的杠杆平衡状态，已知每个钩码的质量均相等。

(1)若钩码所挂位置不动，将左边的钩码去掉

一个，为使杠杆仍然保持平衡，右边的钩码该

拿掉个。

(2)杠杆的平衡条件

为

。

例2如图10－2所示，杠杆OA可绕支点O转动，B 处挂一重物G，A处作用一竖直向上的力F。当杠杆和竖直墙之间的夹角逐渐增大时，为了使杠杆平衡，则()

A. F大小不变，但F＜G

B. F大小不变，但F＞G

C. F逐渐减小，但F＞G

D. F逐渐增大，但F＜G

本题属于动态平衡问题，解决此类问题的关键在于找到不变量和动态量。根据杠杆平衡条件F1L1＝F1L2，代入不变量，进而判断动态量的变化情况。

例3请在图10－3

拉力F＝的绳子的绕法。(不计动滑轮重、绳重

和摩擦)

例4如图10－4所示，用水平力F拉着重为100 N

的物体，在水平地面上向右匀速移动了5 m，物体所受地面的摩擦力大小为20 N，则()

A．重力做的功是500 J

B．拉力大小为100 N

C．拉力大小为120 N

D．拉力做的功为100 J

例5如图10－5所示，粗略测量小明同学引体向上运动的功率时，下列物理量不需要测量的是()

A．小明的质量

B．单杠的高度

C．每次身体上升的高度

D．做引体向上的时间

例7同学们都玩过秋千吧，闭上眼睛，

那种时高时低的感觉如同在飞……你知道其中能量的转化吗？图10－7是小孩荡秋千的示意图，下列分析正确的是()

A．小孩在A点具有最大动能

B．小孩从C荡到B的过程中，动能

转化为势能

C．小孩从B荡到C的过程中，动能

转化为势能

D．小孩从A荡到B的过程中，在B点的机械能大于A点的机械能

1.将一个省力的机械和一个省距离的机械组装成一个组合机械，当利用这个组合机械做功时()

A．一定不能省功

B．一定可以省力

C．一定可以省距离

D．一定能省功

2.如图所示的四种情景中，人对物体做功的是()

3.如图所示，用F＝50 N的水平拉力，

通过一个动滑轮，使重为200 N的物

体A水平向右匀速移动了3 m，在这

个过程中()

A．拉力F做了150 J的功B．拉力F做了300 J的功C．重力做了600 J的功D．重力做了1200 J的功

4.如图所示是某跳水运动员正在进行训练

的情景，从起跳至落到水面的过程中，运动

员的动能与重力势能变化的情况是()

A．动能一直减小，重力势能一直增大

B. 动能一直增大，重力势能一直减小

C．动能先增大后减小，重力势能先减小后增大

D. 动能先减小后增大，重力势能先增大后减小

5.如图所示，若人手拉力F＝50 N，则货物重

N(不考虑动滑轮和摩擦)，A钩所受的拉力为

N，B钩所受的拉力为N。

6某人在水平地面上用100 N的水平推力推动重500 N

的物体，使物体以0.2 m/s的速度匀速移动了3 m，地面对物体的摩擦力是N，此人对物体做的功是J，功率是W。