还剩7页未读,继续阅读
文本内容:
《简单机械、功和机械能》复习导学案
一、导疑——情景导入,提出疑问生活中会使用到各种各样的机械,这些机械用到了哪些力学原理?
二、弓I探一自主学习,探究问题
1、正确理解力臂的概念力臂是指从_____到_______的距离,力对支点的转动效果不仅与_________有关,还与_______________有关注意力臂的画法,千万不要把转动轴到力作用点的连线误认为是力臂,有的力臂在杠杆上,有的力臂在杠杆外
2、杠杆平衡表示什么意思,平衡条件是什么?当有两个力或几个力作用在杠杆上,能使杠杆分别按两个不同方向(比如顺时针或逆时针)转动,若杠杆保持__________________或________时,则我们说杠杆平衡了根据实验可确定杠杆平衡的条件是__________________________________应该注意所谓动力与阻力并无严格区别,哪个是动力,哪个是阻力,它们在这里的区别仅在于使杠杆转动的方向不同而己
3、怎样判断滑轮组的用力情况?使用滑轮组提重物时,若忽略滑轮和轴之间的摩擦以及绳重,则重物和动滑(G物+G轮)轮由儿段绳子承担,提起重物的力就等于_____________________,即村一三—因此判断用力情况的关键是弄清几段绳子承担动滑轮和重物的总重同一个滑轮组,绳子的绕法不同,省力的情况也不同,绳端固定在动滑轮上比固定在定滑轮上更省力
4、正确理解“功”的意义功是由两个因素决定的,一个是___________________________,一个是物体___________通过的距离,两者缺一不可注意力跟物体距离垂直时,这个力没有做功
5、正确理解功率的概念功率是表示物体________的物理量功率和功是两个不同的概念,做功多,不一定做功快;反之,做功快不一定做功多物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力做功VV FS的功率等于____________与__________的乘积p=7~~r=FV
8、机械效率等于__跟______的比值,它与机械是否省力和机械功率大小、做功多少是无关的.
三、释疑一主动展示、阐释疑点
1.如图所示,斜面长S=10m,高h=4m.用沿斜面方向50N的推力F,将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B.求:B1运动过程中克服物体的重力做的功;2斜面的机械效率;3物体所受摩擦力的大小.h
2、如图甲所示,我国“向阳红09”母船正在进行投放“蛟龙号”载人深潜器试验,调控两根伸缩杆,使“C”形架绕固定在甲板上的转轴转动至图甲所示位置时停止,然后由固定在形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器处在图甲所示位置的“n”形架可以简化为图乙中以o为支点的杠杆,OB表示“n”形架,CD表示两根伸缩杆,O到CD的距离为2m,OD、OE的长度分别为3m、6m不考虑“C”形架、两根伸缩杆和绞车的重力1请在图乙中画出投放深潜器时“口”形架的动力和阻力示意图2深潜器的质量为25t,总体积为
24.5n在绞车缓慢向下释放深潜器至刚浸没的过程中,两根伸缩杆的总拉力最多减少多少牛?
3、质量为().8kg的重物A先静止在水平桌面上,与桌面的接触面积为O.()lm\然后利用如图所示的装置将它匀速提升
0.1m,所用的拉力F大小为5N,若绳重和摩擦不计,动滑轮有质量,计算时g取10N/kgo求
(1)重物静止时对桌面的压强-
(2)提升该物体时做的总功
(3)动滑轮的重力
(4)若仍用此装置将另一个重为10N的重物B也匀速提升
0.1m,此时的机械效率比提升重物A时的机械效率增加,多少
四、启思一归纳总结,提炼方法
4.如图甲所示的滑轮组,每个滑轮等重.不计绳重和摩擦,物体重从200N开始逐渐增加,直到绳子被拉断.每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度.图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像.
(1)每个动滑轮重多少牛?
(2)绳子能承受的最大拉力是多少牛?
(3)当滑轮组的机械效率为80%时,物体重多少牛?分析
(1)根据图像提供的信息可知当物重为200N时,滑轮组的机械效率为50%,由机械效率的计算公式可求出动滑轮的重力.
(2)当物重为1800N时,绳子承受的拉力最大.
(3)动滑轮的重力已经求出,当滑轮组的机械效率为8()%时,由机械效率的计算公式可求出物体的重力.
5、在武汉市地铁三号线建设工地,有一“塔吊”正在准备起吊一底面积为
0.
811、质量为2400kg的圆柱形重物如图所示,A为塔吊的配重,OB为塔吊的起重臂,C为能在起重臂上移动的载重小车,载重小车下挂有滑轮组,OB=25m当载重小车在B点时,能安全起吊重物的最大质量是1200kgo现在载重小车从距离O点为10m的载重臂上,准备起吊该圆柱形重物(不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩擦g=10N/kg)问
(1)起吊前,该重物对地面的压强为多大?
(2)起吊后,当重物匀速上升时,载重小车下每段钢丝绳的拉力为多大?
(3)如果将重物匀速提升20m,则拉力做功多少?
(4)塔吊将重物从起吊点提升20m后,载重小车最多能向B点方向再平移多少米,才能保证安全工作?分析
(1)知道圆柱形重物的质量,利用重力公式求重物的重力,因为放在水平地面上,对地面的压力等于重力,再根据压强公式求对地面的压强;
(2)由图可知,承担重物的钢丝绳的股数n=4,不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重用及摩擦,当重物匀速上升时,利用F=1/4G求载重小车下每段钢丝绳的拉力;
(3)求出了拉力大小,根据s=4h求出拉力移动的距离,再利用W二Fs求拉力做功;
(4)由题知,当载重小车在B点时,能安全起吊重物的最大质量是1200kg,GAXOAF姒gXOB;当提升2400kg重物时,GAXOAF最大gXOB=m物gXOC,据此求0C的大小,从而求出载重小车最多能向B点方向再平移多少m,才能保证安全工作.
6.如图所示是打捞沉船中一封闭货箱的模拟装置已知货箱重6500N,动滑轮总重500N,声音在海水中的传播速度是1500m/s.在海面上用超声测位仪向海底垂直发射声波,经过
0.04s后收到回波(不计绳重和摩擦;g取10N/kg;Q海水=
1.0X103kg/m3)求
(1)沉船在水下的深度是多少?
(2)海水对沉船产生的压强是多少?(不计沉船的高度)
(3)货箱离开水面匀速上升过程中,该滑轮组的机械效率是多少?
(4)当货箱在水面下匀速上升时,如果绳子自由端的拉力为1000N,那么货箱分析
(1)己知超声波在海水中传播的速度以及传播的时间,利用S=vt可以得到沉船所的体积是多少?机械效率为多大在的深度;
(2)已知海水的密度和沉船所在的深度,利用P=Pgh计算受到的压强;
(3)货箱出水后,克服重力做的功是有用功,克服动滑轮重是额外功,已知货箱和动滑轮重,利用n以得到滑轮组的机械效率;
(4)已知作用在动滑轮上的绳子股数和自由端的拉力以及动滑轮的重力,可以得到滑轮组对水下货箱的拉力;己知货箱重力和滑轮组对它的拉力,可以得到货箱受到的浮力;已知浮力和海水的密度,利用公式V=V虾F浮P液g得到货箱的体积说明在解答简单机械、功和机械能等有关力学综合题时要注意以下几点
(1)解题要规范,减少不必要的扣分,要通过一定题量的演算,提高分析和解决问题的能力,要具备数学运算能力和借助文字说明辅助解题的能力;
(2)解答与杠杆问题时,应正确理解力臂的概念,判断杠杆的支点,动力和阻力及它们的的作用点(线);同时以要理解和掌握杠杆的平衡条件;
(3)解答与功有关的问题时要正确理解功、功率、机械效率等基本慨念,并能明确它们之间的区别与联系,运用功、功率、机械效率等公式计算时,先要了解各物理量间的对应关系,乂要能灵活地把各个公式综合起来使用;
(4)解答杠杆、滑轮与其它知识相综合的问题时,要善于将题目分解,寻找它们之间的等量关系,运用相关的规律和公式列出等式,复杂的问题就能迎刃而解
五、精练——当堂训练,提升能力
1、如图所示(滑轮组的绕绳未画出),人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒,使绳端向下移动了
1.5m,重物匀速上升了
0.5m,己知滑轮组的机械效率为70%(g=10N/kg).
(1)按题意画出滑轮组的绕绳.
(2)人所做功的功率多大?
(3)被吊起的重物质量多大?
2、人们利用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体A打捞上来,物体A的密度为g.OXlOKg/n,体积为100dm3o在5000N的拉力F作用下,物体A在2s内匀速竖直上升2m(物体未露出水面),不计水的阻力,g=10N/Kgo求
(1)物体A受到的浮力
(2)拉力F做功的功率
(3)滑轮组的机械效率
3、如图所示,有一粗细均匀,重为40N,长为4m的长木板AB,置于支架上,支点为0,且AO=lm,长木板的右端B用绳子系住,绳子另一端固定在C处,当长木板AB水平时,绳与水平成30的夹角,且绳子所能承受的最大拉力为60N.一个重为50N的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下,从AO之间某处以V=lm/s的速度向B端匀速滑动,求
①滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小
②当滑块匀速运动时拉力F做功的功率
③滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平.
4、某建筑工地用电动机和滑轮组把建筑材料从地面提升到工作平台上己知建筑材料的质量护360kg,用埒20s的时间把建筑材料匀逮提升了h=4m,滑轮组的机械效率为90%,g取10N/Kg求这段时间内
(1)电动机拉动绳子的速度v;
(2)电动机对绳子的拉力F;.斋(-3)电动机拉绳子的功率P・格7制
5、如图所示,用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动,在40S内移动了8m,拉力F优质和功为1280J
(1)求拉力F的大小和功率;乙厂
(2)若滑轮组的机械效率为95%,求动滑轮的重力(不计绳重ft及绳子与滑轮间的摩擦)
116、如图家住四楼的小明用电动机、定滑轮和轻绳提升装修材料,材料的质量为100kg.g取10N/kgo1使用定滑轮是为了____________________.2材料放在水平地面上,与地面的接触面积为
0.5k此时轻首千绳无拉力,求材料对地面的压强.「成件3开启电动机,电动机实际消耗的电功率为1500W,通过轻绳V-4•活用时10s将材料从地面提升到9m高的四楼,求该过程中电动[j宅机消耗的电能和材料的平均速度../匚4材料离开地面后匀速上升了6m,求该过程中轻绳对材料所I匚楼做的功|
7、某人站在岸上利用滑轮组使停泊在水中的船匀速靠岸,己知滑轮组由两个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮重不计,如图所示,船重
1.02X105N,船移动时受到水的阻力是船重的
0.01倍,人水平拉绳的力为240N,船靠岸的速度为
0.72km/ho求1滑轮组的机械效率2人拉绳子的功率及人对船做的有用功率
8、如图所示,重为16N的物体A在拉力F的作用下,5s内匀速运动了
0.5m拉力F做的功随时间变化的图像如图22所示己知动滑轮重
0.5N,物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的
0.5倍求1拉力F的功率2拉力F大小3克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例W/}
2.
52.
01.
51.
00.
509、为了节能与环保,许多旅游景点的巡逻执法车和旅游车都用电动车取代了燃油汽车某电动观光车的技术参数列表如下,根据以下参数,解答下列问题(g取10N/kg)
(1)该车中乘客质量平均每人为60kg,求每个人所受到的重力
(2)旅游车满载时,求车对水平路面的压强
(3)若观光车在水平路面匀速行驶时受到的阻力为2X10N,求观光车以最大速度匀速行驶
0.5h牵引力,所做的功(假设车行驶过程中所受阻力不变)空车质量1080kg车身长度
3.5m满载人员数12人电动机额定电48v压
0.1m2最大时速36km/h满载时轮胎与地面的总接触面积电动机效率80%平均行驶里程W80km
(4)从环保的角度,用电动车取代了燃油汽车,电动车有什么优点?(请具体说明,一条即可)
10、如图是四川南骏汽车集团有限公司生产的“南骏牌”汽车,它为我市经济建设做出了巨大的贡献表中是南骏牌某新型运输车的部分参数额定功率140kW自重Go151核定最大载重G20t汽车轮胎个数〃1每个轮胎与地面的接触面积So
0.05m2但一些运输单位为了降低运营成本,肆意超载造成路面损坏设砂石的平均密度为p=
2.5xl03kg/m3,g取10N/kg,求
(1)若该车车厢容积为12n,装满砂石时汽车对水平路面的压强多大?超载百分之几?
(2)已知砂石厂到建筑工地的距离为18km,若该车按照核定最大载重以额定功率匀速行驶,行驶过程中受到的平均阻力是车重的上().02倍,则从砂石厂到达建筑工地需要多长时间?
11、如图甲所示是一艘海事打捞船正在打捞一沉人海底的物体,乙图是钢绳将物体竖直向上匀速提起的简化示意图,物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变,从提升物体开始经过时间120s后物体刚好全部出水,已知物体的体积V=2m3,密度P=3X10kg/n,已知物体浸没在水中的上升过程中,钢绳提升物体的功率P=40kW,(忽略水的阻力和钢绳重量,海水的密度取P水=
1.0X103kg/m\g取10N/kg)求
(1)物体浸没在水中的上升过程中,钢绳提升物体的拉力;
(2)物体全部离开水面后的上升过程中,钢绳提升物体的功率;
(3)打捞处海水对海底的压强甲。