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沪科版物理八年级下册 第十章复习课教案
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这是一份沪科版物理八年级下册 第十章复习课教案，共14页。
复习课要点回顾一、科学探究：杠杆的平衡条件1.在________下能绕着________转动的硬棒叫做杠杆。2.如图所示杠杆的五要素包括：（1）支点：杠杆绕着转动的点，如图中的________点。（2）动力：使杠杆转动的力，如图中的________。（3）阻力：________杠杆转动的力，如图中的________。（4）动力臂：________________的距离，如图中的l1。（5）阻力臂：________________的距离，如图中的l2。 杠杆的平衡条件是_______________________，或写为______________。3.省力杠杆是动力臂________阻力臂的杠杆，省力但________，例如________等。费力杠杆是动力臂________阻力臂的杠杆，________但省距离，例如________等。等臂杠杆是动力臂________阻力臂的杠杆，既不省力也不省距离，例如________等。二、滑轮及其应用1.工作时，轴________的滑轮叫做定滑轮；工作时，轴________________的滑轮叫做动滑轮；把________和________组合在一起的装置叫做滑轮组。2.定滑轮工作时不________，但可以_______________。绳子自由端移动的距离s和物体升高的距离ℎ的关系为________。3.动滑轮工作时省力，但不能_______________且多移动________，绳子自由端移动距离s和物体升高距离ℎ的关系为________。4.滑轮组既可以________，又可以_____________。在不计摩擦、绳子重力的条件下，用滑轮组提起重物，动滑轮上有几段绳子承担物重，提起物体的力就是总重的________，公式为________。三、做功了吗1.如果一个力作用在物体上，物体在________移动了一段________，就说这个力对物体做了功。2.做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的________。（2）物体在_______________移动了距离。3.功等于________与_______________的乘积。4.功的计算公式为________。其中W的单位为________，简称________，符号是________；F的单位为________；s的单位为_______。1 J=_______N·m，其物理含义是___________________________________。四、做功的快慢1.比较做功快慢的两种方法：（1）做相同的功，比较所用时间，所用时间__________，做功越快。（2）在相同时间内，比较做功的多少，做功 _________，做功越快。2.功率是表示_________的物理量。_________与________之比叫做功率。3.功率的计算公式为_______，在国际单位制中，功率的单位是______，简称_______，符号是_______；功率的常用单位是______。换算关系：1 kW=_________W。五、机械效率1.有用功是指为了达到目的_________的功，用W有用表示。2.为了达到目的并非需要而又不得不做的功称为_________，用W额表示。3. _________与_________之和是总共做的功，叫做总功，用W总表示。4. _________跟_________的比值叫做机械效率，用______表示。计算公式为_________。5.使用任何机械都不可避免地产生额外功，故机械效率总是_________1。6.影响滑轮组机械效率的因素有_________、_________、绳重及摩擦。同一滑轮组，物重越_____，机械效率越高；提升相同的物体，动滑轮重力越_______，机械效率越高。六、合理利用机械能1.物体能够_________，表示这个物体具有能量，简称_________。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量_________。2.能量的单位是_________，简称_________，符号是_________。3.物体由于_________具有的能叫做动能。影响动能大小的因素包括______和_________。在质量相同时，运动的速度越大，它的动能就_________；在运动速度相同时，质量越大，它的动能就_________。 4.势能包括_________和_________。物体由于_________所具有的能叫做重力势能，其影响因素包括物体所处的_________和物体的_________。物体质量相同时，位置越高，重力势能_________；高度相同时，质量越大，重力势能_________。5.物体因_________而具有的能叫做弹性势能。物体的弹性形变越大，弹性势能_________；反之，弹性势能_________。6. _________和_________统称为机械能。7.机械能的转化与守恒（1）_________和_________可以相互转化。（2）如果只有动能和势能相互转化，则机械能的总和_________，称为机械能守恒。本章热点题型一、杠杆的五要素、杠杆的平衡条件及应用例1 踮脚是一项很好的有氧运动，如图所示，它简单易学，不受场地限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是（ ）A．脚后跟是支点，是省力杠杆B．脚后跟是支点，是费力杠杆C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆解析：如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，C选项正确。 答案：C 例2 如图甲所示是大刚同学两手做俯卧撑时的示意图。他的身体可视为杠杆，如图乙所示，O点为支点，A点为重心。已知每只手所受的支持力大小为200 N，求： 甲 乙(1)若每只手掌与水平地面的接触面积为100 cm2，计算手掌对地面的压强；(2)该同学的质量。解析:(1)手掌受到的支持力大小等于手掌对水平地面的压力，已知一只手掌与水平地面的接触面积，根据公式p=FS 即可求出手掌对地面的压强；(2)把人体看成一个杠杆，动力等于两手受到的支持力，即2F，这个力的力臂l=100 cm+50 cm，阻力等于人的重力G，这个力的力臂l'=100 cm，根据杠杆平衡条件的表达式变形求出重力G，然后根据公式m=Gg求出该同学的质量m。解：(1)每只手掌与水平地面的接触面积S=100 cm2=10−2 m2，手掌对地面的压强p=FS=200 N10－2m2=2×104 Pa；(2)根据杠杆平衡条件可知：2F·l=G·l'所以G=2Fll'=2×200 N×100 cm+50 cm100 cm=600 N 该同学的质量m=Gg=600 N10 N/kg=60 kg。注意：本题采用模型法，将人体看成杠杆，对学习和研究起到了简化的作用，但简化后的模型一定要反映出原型的特点。模型法在研究中具有较大的灵活性和简约性。【跟踪练习】1. 如图所示的轻质杠杆AB，OA=20 cm，OB=40 cm。物体M的密度为 3×103 kg/m3，体积为 8×10−3 m3。叶子姐姐在B端施加100 N的力使杠杆水平平衡，则此时物体M受到水平面的支持力FM=______N。2. 如图所示，质量均匀分布的直木棒一端支在地面上，O为支点。（1）请画出木棒所受重力G的示意图；（2）请画出使木棒在图示位置静止时作用在端点P的最小作用力F的示意图及其力臂l。二、定滑轮、动滑轮和滑轮组例3 如图所示的简单机械，正常使用时费距离的是（ ） A.筷子 B.食品夹 C.定滑轮 D.动滑轮解析：在使用筷子和食品夹时，动力臂小于阻力臂，它们属于费力杠杆，省距离；使用定滑轮时不省力，不省距离也不费距离；使用动滑轮时省力，但费距离。综上所述D选项符合题意。答案：D例4 小军用如图所示的滑轮组提升重物，重物在10 s内被匀速提升了1 m。己知拉绳子的力F为 500 N，在提升重物的过程中，物体质量为 80 kg，拉力F的功率是________W，动滑轮的质量是________kg（忽略绳重、摩擦，g=10 N/kg)。解析：本题考查滑轮组竖直方向提升物体的有关计算。 P =Wt=F×st=500 N×2×1 m10 s=100 WG物=mg=80 kg×10 N/kg=800 N，由F＝G物+ G动n可得： G动=nF−G物=2×500 N−800 N=200 N。答案：100 200【跟踪练习】3. 在水平桌面上放一个重 300 N的物体，物体与桌面间的摩擦力为60 N，如图所示，若不考虑绳的重力和绳与轮间的摩擦，使物体以0.1 m/s匀速移动时，水平拉力F及其功率的大小分别为（ ）A．20 N 2 W B．30 N 6 W C．60 N 2 W D．20 N 6 W4. 小柯用图示装置提升重为400 N的物体，不计摩擦和滑动自重，下列说法正确的是（ ）A．两个滑轮均为定滑轮人将绳子拉过1 m，物体也上升1 mC.物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200 ND．使用该装置不能省力，但能改变力的方向三 、功、功率及机械效率例5 （多选）如图所示，重300 N的物体在20 N的水平拉力F的作用下，以0.2 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10 s，滑轮组的机械效率为80％，则在此过程中。下列说法正确的是（ ）A．绳子自由端移动的距离为2 m B．物体与地面间的滑动摩擦力为 48 NC．拉力F的功率为 12 W D．有用功为 120 J解析：由图知拉着动滑轮的绳子段数n＝3，物体移动的距离s物＝v物 t＝0.2 m/s×10 s＝2 m，绳子自由端移动的距离s拉＝ns物＝3×2 m＝6 m，A选项错误；η=W有W总=fs物Fs拉=fs物F·ns物=fnF，解得f=nηF=3×80%×20 N=48 N，B选项正确；拉力在10 s内做的功W总＝F s拉＝20 N×6 m＝120 J，拉力的功率为P＝W总t＝120 J10 s＝12 W，C选项正确；此过程中的有用功为克服摩擦力做的功，W有＝fs物＝48 N×2 m＝96 J，D选项错误。答案：BC【跟踪练习】5.如图所示，用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升，在时间t内物体上升的高度为ℎ(物体未拉出水面)，若物体的体积为V，水的密度为ρ，则下列算式正确的是( )A.η=G3F B.η=G+ρVg3F C.W有＝Gℎ D.P有＝G−ρVgℎt6. 如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底沿竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图像。A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为1×104 N，滑轮组的机械效率为75%，已知A的重力为3×104 N，A上升的速度始终为0.1 m/s。（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响）求： 甲 乙（1）长方体A未露出水面时受到的浮力。（2）长方体A的体积。（3）长方体A的密度。（4）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率。四、动能、势能及机械能例6 蹦极是一项户外休闲活动。跳跃者站在约40 m高度的位置，用橡皮绳固定住后跳下，落地前弹起。在人的整个运动过程中，以下说法正确的是( )A.人的运动速度一直在增加B.人减少的重力势能全都转化为动能C.此人跳下以后，橡皮绳便具有弹性势能D.人到达最低点的瞬间时，人的动能为零解析：人跳下后，在下落距离没有到达橡皮绳的原长度时，人的速度不断增大，高度不断减小，人的重力势能不断转化为动能；当人下落的距离达到橡皮绳的原长再继续下落时，橡皮绳被拉长，开始对人产生向上的弹力，橡皮绳开始具有弹性势能；随着人继续下落，橡皮绳不断被拉长，弹力越来越大，在弹力增大到与人的重力相等之前，人的下落速度继续增大，人的重力势能不断转化为动能和弹性势能；当弹力增大到等于人的重力时，人的下落速度达到最大值，此时人继续下落的过程中，弹力将大于人的重力且不断增大，人的下落速度将不断减小，当人到达最低点的瞬间，弹力达到最大值，人的下落速度减小为零，动能为零。综上所述，D选项正确。答案：D例7 如图所示，粗糙程度相同的斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧处于自由状态时右端在N点，小物块从斜面的P点由静止自由滑下，与弹簧碰撞后又返回到斜面上，最高到达Q点。下列说法正确的是（ ）A．弹簧被压缩到最短时，弹性势能最小 B．小物块从P向M运动的过程中，重力势能减小 C．小物块从N向M运动的过程中，动能增加 D．小物块在整个运动过程中，机械能守恒解析：弹簧被压缩到最短时，其形变程度最大，所以弹簧的弹性势能最大，故A错误；小物块从P向M运动的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，故B正确；小物块从N向M运动的过程中，小物块不再受到弹力，由于受到摩擦力的作用，其速度会逐渐减小，所以其动能会减小，故C错误；小物块在整个运动过程中，由于摩擦力的作用，其机械能总量会减少，即机械能不守恒，故D错误。答案：B【跟踪练习】7.如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。实验中，让同一铜球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，下列说法正确的是（ ）A．该实验探究的是物体动能大小与高度的关系 B．该实验探究的是物体动能大小与质量的关系 C．该实验中，物体的动能是指木块的动能 D．该实验结论可以解释为什么要对机动车限速8. 已知物体的重力势能表达式为Ep=mgℎ，动能表达式为Ek=12mv2；其中m为物体的质量，ℎ为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10 N/kg。如图所示，将一质量为0.4 kg的物体从距离地面1.5 m的高度沿水平方向以2 m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：(1)物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek1。(2)物体从被抛出至落地的过程中，其重力所做的功W。(3)物体落地前瞬间的动能Ek2。参考答案要点回顾一、1.力的作用 固定点2.（1）O （2）F1 （3）阻碍 F2（4）支点到动力作用线（5）支点到阻力作用线 动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1l1=F2l23.大于 费距离 撬棒 小于 费力 船桨 等于 天平二、1.固定不动 随物体一起运动 定滑轮 动滑轮2.省力 改变用力的方向 ℎ=s3.改变用力的方向 距离 2ℎ=s4.省力 改变用力的方向 几分之一 F=G总n三、1.这个力的方向上 距离2.（1）力 （2）这个力的方向上3.力 物体在力的方向上移动的距离4.W=Fs 焦耳 焦 J N m 1 物体在1 N的力的作用下，沿力的方向移动1 m，则该力对物体做的功是1 J四、1.（1）越少 （2）越多2.做功快慢 功 做功所用时间3.P=Wt 瓦特 瓦 W kW 1 000五、1.必须要做 2.额外功3.有用功 额外功4.有用功 总功 η η=W有用W总 5.小于 6.物体的重力 动滑轮的重力 大 小六、1.对外做功 能 越大2.焦耳 焦 J3.运动 质量 速度 越大 越大4.重力势能 弹性势能 高度位置 高度 质量 越大 越大5.弹性形变 越大 越小6.动能 势能7.（1）动能 势能 （2）不变跟踪练习1.40 解析：由密度公式：ρ=mV可知，物体M的质量m=ρV=3×103 kg/m3 ×8×10﹣3 m3=24 kg，由杠杆平衡条件得T×OA=F×OB，即T×20 cm=100 N×40 cm，解得：T=200 N，地面对物体M的支持力：FM=mg−T=24 kg×10 N/kg−200 N=40 N。2.如图所示。解析：根据杠杆平衡条件F1l1=F2 l2分析，阻力G作用在杠杆上且始终竖直向下，阻力臂不变，要使拉力最小，动力臂应最长，最长力臂为“支点与力的作用点的连线OP”，此时的动力能使杠杆沿阻力的反方向转动，从而确定动力的方向向上且与力臂垂直。重力的方向是竖直向下的。方法点拨：当杠杆在某一位置静止时，在动力作用点所加的动力可以有无数个，在这无数个力中，有一个是最小的，这个力的力臂是“支点与动力作用点的连线”。3.D 解析：由图可知有3段绳子与动滑轮相连，因此作用在绳子自由端的拉力F=fn=60 N3=20 N；拉力的功率P=Fv=Fnv物=20 N×3×0.1 m/s=6 W，D选项正确。4.C 解析：由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故A选项错误；使用动滑轮时，物体上升1 m，则绳子的自由端会下降2 m，故B选项错误；该滑轮组有两段绳子承担物体，不计摩擦和动滑轮的自重时，能省一半的力，物体的重力为400 N，拉力应为200 N，故C选项正确；使用滑轮组既能省力，又能改变力的方向，故D选项错误。5.D 解析：物体在水中受到的浮力：F浮=ρgV，设物体在水中受到的拉力为F1，因为物体在水中匀速上升，所以F1+F浮=G，F1=G−F浮=G−ρgV，滑轮组提升物体做的有用功W有=G−ρg Vℎ，故C选项错误；物体出水面前滑轮组所做的总功W总=Fs=F·3ℎ=3Fℎ，物体露出水面前滑轮组的机械效率η=W有W总=Gℎ−ρgVℎ3Fℎ=G−ρgV3F，故A、B选项错误；有用功率P有=W有t=G−ρgVℎt，故D选项正确。6. 解：（1）根据图乙可知，A未露出水面所受的拉力：F1=1×104 N；故A未露出水面时受到的浮力：F浮=G−F1=3×104 N−1×104 N=2×104 N。（2）由F浮=ρ水gV排得：V排=F浮ρ水g=2×104 N1.0×103 kg/m3×10 N/kg=2 m3，因为A浸没在水中，所以A的体积V物=V排=2 m3。（3）A的质量m=Gg=3×104 N10 N/kg=3.0×103 kg故A的密度ρA=mV=3.0×103 kg2 m3=1.5×103 kg/m3。（4）由η=W有W总=GℎFs=GℎF·nℎ=GnF得：承担物重的绳子股数：n=GηF=3×104 N75%×1×104 N=4， 由题意可知，A完全离开水面后，拉力F=1×104 N，则拉力的功率：P=Fv绳=F·nv物=1×104 N×4×0.1 m/s=4 000 W。7. D 解析：同一铜球质量一定，从斜面的不同高度由静止释放，滑到水平面上时的速度不同，所以这是为了探究物体动能大小与速度的关系，故A、B错误。实验的研究对象是铜球，所以物体的动能是铜球的动能，实验中通过铜球把木块推出的距离来反映铜球的动能大小，运用了转换法，故C错误。实验可得出的结论是：质量一定时，速度越大，动能越大；因为质量一定时，速度越大，动能越大，当质量相同时，车辆速度越大动能越大，刹车越困难，容易引发交通事故，所以交通部门要对机动车辆进行限速，故D正确。 8.解：（1）物体被抛出时的重力势能：Ep=mgℎ=0.4 kg×10 N/kg×1.5 m=6 J，物体被抛出时的动能：Ek=12mv2=12×0.4 kg×（2ms)2=0.8 J。（2）重力所做的功W=Gℎ=mgℎ=0.4 kg×10 Nkg×1.5 m=6 J。（3）物体落地前瞬间的动能Ek2=Ep+Ek=6 J+0.8 J=6.8 J。 教学反思
复习课要点回顾一、科学探究：杠杆的平衡条件1.在________下能绕着________转动的硬棒叫做杠杆。2.如图所示杠杆的五要素包括：（1）支点：杠杆绕着转动的点，如图中的________点。（2）动力：使杠杆转动的力，如图中的________。（3）阻力：________杠杆转动的力，如图中的________。（4）动力臂：________________的距离，如图中的l1。（5）阻力臂：________________的距离，如图中的l2。 杠杆的平衡条件是_______________________，或写为______________。3.省力杠杆是动力臂________阻力臂的杠杆，省力但________，例如________等。费力杠杆是动力臂________阻力臂的杠杆，________但省距离，例如________等。等臂杠杆是动力臂________阻力臂的杠杆，既不省力也不省距离，例如________等。二、滑轮及其应用1.工作时，轴________的滑轮叫做定滑轮；工作时，轴________________的滑轮叫做动滑轮；把________和________组合在一起的装置叫做滑轮组。2.定滑轮工作时不________，但可以_______________。绳子自由端移动的距离s和物体升高的距离ℎ的关系为________。3.动滑轮工作时省力，但不能_______________且多移动________，绳子自由端移动距离s和物体升高距离ℎ的关系为________。4.滑轮组既可以________，又可以_____________。在不计摩擦、绳子重力的条件下，用滑轮组提起重物，动滑轮上有几段绳子承担物重，提起物体的力就是总重的________，公式为________。三、做功了吗1.如果一个力作用在物体上，物体在________移动了一段________，就说这个力对物体做了功。2.做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的________。（2）物体在_______________移动了距离。3.功等于________与_______________的乘积。4.功的计算公式为________。其中W的单位为________，简称________，符号是________；F的单位为________；s的单位为_______。1 J=_______N·m，其物理含义是___________________________________。四、做功的快慢1.比较做功快慢的两种方法：（1）做相同的功，比较所用时间，所用时间__________，做功越快。（2）在相同时间内，比较做功的多少，做功 _________，做功越快。2.功率是表示_________的物理量。_________与________之比叫做功率。3.功率的计算公式为_______，在国际单位制中，功率的单位是______，简称_______，符号是_______；功率的常用单位是______。换算关系：1 kW=_________W。五、机械效率1.有用功是指为了达到目的_________的功，用W有用表示。2.为了达到目的并非需要而又不得不做的功称为_________，用W额表示。3. _________与_________之和是总共做的功，叫做总功，用W总表示。4. _________跟_________的比值叫做机械效率，用______表示。计算公式为_________。5.使用任何机械都不可避免地产生额外功，故机械效率总是_________1。6.影响滑轮组机械效率的因素有_________、_________、绳重及摩擦。同一滑轮组，物重越_____，机械效率越高；提升相同的物体，动滑轮重力越_______，机械效率越高。六、合理利用机械能1.物体能够_________，表示这个物体具有能量，简称_________。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量_________。2.能量的单位是_________，简称_________，符号是_________。3.物体由于_________具有的能叫做动能。影响动能大小的因素包括______和_________。在质量相同时，运动的速度越大，它的动能就_________；在运动速度相同时，质量越大，它的动能就_________。 4.势能包括_________和_________。物体由于_________所具有的能叫做重力势能，其影响因素包括物体所处的_________和物体的_________。物体质量相同时，位置越高，重力势能_________；高度相同时，质量越大，重力势能_________。5.物体因_________而具有的能叫做弹性势能。物体的弹性形变越大，弹性势能_________；反之，弹性势能_________。6. _________和_________统称为机械能。7.机械能的转化与守恒（1）_________和_________可以相互转化。（2）如果只有动能和势能相互转化，则机械能的总和_________，称为机械能守恒。本章热点题型一、杠杆的五要素、杠杆的平衡条件及应用例1 踮脚是一项很好的有氧运动，如图所示，它简单易学，不受场地限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是（ ）A．脚后跟是支点，是省力杠杆B．脚后跟是支点，是费力杠杆C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆解析：如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，C选项正确。 答案：C 例2 如图甲所示是大刚同学两手做俯卧撑时的示意图。他的身体可视为杠杆，如图乙所示，O点为支点，A点为重心。已知每只手所受的支持力大小为200 N，求： 甲 乙(1)若每只手掌与水平地面的接触面积为100 cm2，计算手掌对地面的压强；(2)该同学的质量。解析:(1)手掌受到的支持力大小等于手掌对水平地面的压力，已知一只手掌与水平地面的接触面积，根据公式p=FS 即可求出手掌对地面的压强；(2)把人体看成一个杠杆，动力等于两手受到的支持力，即2F，这个力的力臂l=100 cm+50 cm，阻力等于人的重力G，这个力的力臂l'=100 cm，根据杠杆平衡条件的表达式变形求出重力G，然后根据公式m=Gg求出该同学的质量m。解：(1)每只手掌与水平地面的接触面积S=100 cm2=10−2 m2，手掌对地面的压强p=FS=200 N10－2m2=2×104 Pa；(2)根据杠杆平衡条件可知：2F·l=G·l'所以G=2Fll'=2×200 N×100 cm+50 cm100 cm=600 N 该同学的质量m=Gg=600 N10 N/kg=60 kg。注意：本题采用模型法，将人体看成杠杆，对学习和研究起到了简化的作用，但简化后的模型一定要反映出原型的特点。模型法在研究中具有较大的灵活性和简约性。【跟踪练习】1. 如图所示的轻质杠杆AB，OA=20 cm，OB=40 cm。物体M的密度为 3×103 kg/m3，体积为 8×10−3 m3。叶子姐姐在B端施加100 N的力使杠杆水平平衡，则此时物体M受到水平面的支持力FM=______N。2. 如图所示，质量均匀分布的直木棒一端支在地面上，O为支点。（1）请画出木棒所受重力G的示意图；（2）请画出使木棒在图示位置静止时作用在端点P的最小作用力F的示意图及其力臂l。二、定滑轮、动滑轮和滑轮组例3 如图所示的简单机械，正常使用时费距离的是（ ） A.筷子 B.食品夹 C.定滑轮 D.动滑轮解析：在使用筷子和食品夹时，动力臂小于阻力臂，它们属于费力杠杆，省距离；使用定滑轮时不省力，不省距离也不费距离；使用动滑轮时省力，但费距离。综上所述D选项符合题意。答案：D例4 小军用如图所示的滑轮组提升重物，重物在10 s内被匀速提升了1 m。己知拉绳子的力F为 500 N，在提升重物的过程中，物体质量为 80 kg，拉力F的功率是________W，动滑轮的质量是________kg（忽略绳重、摩擦，g=10 N/kg)。解析：本题考查滑轮组竖直方向提升物体的有关计算。 P =Wt=F×st=500 N×2×1 m10 s=100 WG物=mg=80 kg×10 N/kg=800 N，由F＝G物+ G动n可得： G动=nF−G物=2×500 N−800 N=200 N。答案：100 200【跟踪练习】3. 在水平桌面上放一个重 300 N的物体，物体与桌面间的摩擦力为60 N，如图所示，若不考虑绳的重力和绳与轮间的摩擦，使物体以0.1 m/s匀速移动时，水平拉力F及其功率的大小分别为（ ）A．20 N 2 W B．30 N 6 W C．60 N 2 W D．20 N 6 W4. 小柯用图示装置提升重为400 N的物体，不计摩擦和滑动自重，下列说法正确的是（ ）A．两个滑轮均为定滑轮人将绳子拉过1 m，物体也上升1 mC.物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200 ND．使用该装置不能省力，但能改变力的方向三 、功、功率及机械效率例5 （多选）如图所示，重300 N的物体在20 N的水平拉力F的作用下，以0.2 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10 s，滑轮组的机械效率为80％，则在此过程中。下列说法正确的是（ ）A．绳子自由端移动的距离为2 m B．物体与地面间的滑动摩擦力为 48 NC．拉力F的功率为 12 W D．有用功为 120 J解析：由图知拉着动滑轮的绳子段数n＝3，物体移动的距离s物＝v物 t＝0.2 m/s×10 s＝2 m，绳子自由端移动的距离s拉＝ns物＝3×2 m＝6 m，A选项错误；η=W有W总=fs物Fs拉=fs物F·ns物=fnF，解得f=nηF=3×80%×20 N=48 N，B选项正确；拉力在10 s内做的功W总＝F s拉＝20 N×6 m＝120 J，拉力的功率为P＝W总t＝120 J10 s＝12 W，C选项正确；此过程中的有用功为克服摩擦力做的功，W有＝fs物＝48 N×2 m＝96 J，D选项错误。答案：BC【跟踪练习】5.如图所示，用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升，在时间t内物体上升的高度为ℎ(物体未拉出水面)，若物体的体积为V，水的密度为ρ，则下列算式正确的是( )A.η=G3F B.η=G+ρVg3F C.W有＝Gℎ D.P有＝G−ρVgℎt6. 如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底沿竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图像。A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为1×104 N，滑轮组的机械效率为75%，已知A的重力为3×104 N，A上升的速度始终为0.1 m/s。（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响）求： 甲 乙（1）长方体A未露出水面时受到的浮力。（2）长方体A的体积。（3）长方体A的密度。（4）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率。四、动能、势能及机械能例6 蹦极是一项户外休闲活动。跳跃者站在约40 m高度的位置，用橡皮绳固定住后跳下，落地前弹起。在人的整个运动过程中，以下说法正确的是( )A.人的运动速度一直在增加B.人减少的重力势能全都转化为动能C.此人跳下以后，橡皮绳便具有弹性势能D.人到达最低点的瞬间时，人的动能为零解析：人跳下后，在下落距离没有到达橡皮绳的原长度时，人的速度不断增大，高度不断减小，人的重力势能不断转化为动能；当人下落的距离达到橡皮绳的原长再继续下落时，橡皮绳被拉长，开始对人产生向上的弹力，橡皮绳开始具有弹性势能；随着人继续下落，橡皮绳不断被拉长，弹力越来越大，在弹力增大到与人的重力相等之前，人的下落速度继续增大，人的重力势能不断转化为动能和弹性势能；当弹力增大到等于人的重力时，人的下落速度达到最大值，此时人继续下落的过程中，弹力将大于人的重力且不断增大，人的下落速度将不断减小，当人到达最低点的瞬间，弹力达到最大值，人的下落速度减小为零，动能为零。综上所述，D选项正确。答案：D例7 如图所示，粗糙程度相同的斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧处于自由状态时右端在N点，小物块从斜面的P点由静止自由滑下，与弹簧碰撞后又返回到斜面上，最高到达Q点。下列说法正确的是（ ）A．弹簧被压缩到最短时，弹性势能最小 B．小物块从P向M运动的过程中，重力势能减小 C．小物块从N向M运动的过程中，动能增加 D．小物块在整个运动过程中，机械能守恒解析：弹簧被压缩到最短时，其形变程度最大，所以弹簧的弹性势能最大，故A错误；小物块从P向M运动的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，故B正确；小物块从N向M运动的过程中，小物块不再受到弹力，由于受到摩擦力的作用，其速度会逐渐减小，所以其动能会减小，故C错误；小物块在整个运动过程中，由于摩擦力的作用，其机械能总量会减少，即机械能不守恒，故D错误。答案：B【跟踪练习】7.如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。实验中，让同一铜球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，下列说法正确的是（ ）A．该实验探究的是物体动能大小与高度的关系 B．该实验探究的是物体动能大小与质量的关系 C．该实验中，物体的动能是指木块的动能 D．该实验结论可以解释为什么要对机动车限速8. 已知物体的重力势能表达式为Ep=mgℎ，动能表达式为Ek=12mv2；其中m为物体的质量，ℎ为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10 N/kg。如图所示，将一质量为0.4 kg的物体从距离地面1.5 m的高度沿水平方向以2 m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：(1)物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek1。(2)物体从被抛出至落地的过程中，其重力所做的功W。(3)物体落地前瞬间的动能Ek2。参考答案要点回顾一、1.力的作用 固定点2.（1）O （2）F1 （3）阻碍 F2（4）支点到动力作用线（5）支点到阻力作用线 动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1l1=F2l23.大于 费距离 撬棒 小于 费力 船桨 等于 天平二、1.固定不动 随物体一起运动 定滑轮 动滑轮2.省力 改变用力的方向 ℎ=s3.改变用力的方向 距离 2ℎ=s4.省力 改变用力的方向 几分之一 F=G总n三、1.这个力的方向上 距离2.（1）力 （2）这个力的方向上3.力 物体在力的方向上移动的距离4.W=Fs 焦耳 焦 J N m 1 物体在1 N的力的作用下，沿力的方向移动1 m，则该力对物体做的功是1 J四、1.（1）越少 （2）越多2.做功快慢 功 做功所用时间3.P=Wt 瓦特 瓦 W kW 1 000五、1.必须要做 2.额外功3.有用功 额外功4.有用功 总功 η η=W有用W总 5.小于 6.物体的重力 动滑轮的重力 大 小六、1.对外做功 能 越大2.焦耳 焦 J3.运动 质量 速度 越大 越大4.重力势能 弹性势能 高度位置 高度 质量 越大 越大5.弹性形变 越大 越小6.动能 势能7.（1）动能 势能 （2）不变跟踪练习1.40 解析：由密度公式：ρ=mV可知，物体M的质量m=ρV=3×103 kg/m3 ×8×10﹣3 m3=24 kg，由杠杆平衡条件得T×OA=F×OB，即T×20 cm=100 N×40 cm，解得：T=200 N，地面对物体M的支持力：FM=mg−T=24 kg×10 N/kg−200 N=40 N。2.如图所示。解析：根据杠杆平衡条件F1l1=F2 l2分析，阻力G作用在杠杆上且始终竖直向下，阻力臂不变，要使拉力最小，动力臂应最长，最长力臂为“支点与力的作用点的连线OP”，此时的动力能使杠杆沿阻力的反方向转动，从而确定动力的方向向上且与力臂垂直。重力的方向是竖直向下的。方法点拨：当杠杆在某一位置静止时，在动力作用点所加的动力可以有无数个，在这无数个力中，有一个是最小的，这个力的力臂是“支点与动力作用点的连线”。3.D 解析：由图可知有3段绳子与动滑轮相连，因此作用在绳子自由端的拉力F=fn=60 N3=20 N；拉力的功率P=Fv=Fnv物=20 N×3×0.1 m/s=6 W，D选项正确。4.C 解析：由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故A选项错误；使用动滑轮时，物体上升1 m，则绳子的自由端会下降2 m，故B选项错误；该滑轮组有两段绳子承担物体，不计摩擦和动滑轮的自重时，能省一半的力，物体的重力为400 N，拉力应为200 N，故C选项正确；使用滑轮组既能省力，又能改变力的方向，故D选项错误。5.D 解析：物体在水中受到的浮力：F浮=ρgV，设物体在水中受到的拉力为F1，因为物体在水中匀速上升，所以F1+F浮=G，F1=G−F浮=G−ρgV，滑轮组提升物体做的有用功W有=G−ρg Vℎ，故C选项错误；物体出水面前滑轮组所做的总功W总=Fs=F·3ℎ=3Fℎ，物体露出水面前滑轮组的机械效率η=W有W总=Gℎ−ρgVℎ3Fℎ=G−ρgV3F，故A、B选项错误；有用功率P有=W有t=G−ρgVℎt，故D选项正确。6. 解：（1）根据图乙可知，A未露出水面所受的拉力：F1=1×104 N；故A未露出水面时受到的浮力：F浮=G−F1=3×104 N−1×104 N=2×104 N。（2）由F浮=ρ水gV排得：V排=F浮ρ水g=2×104 N1.0×103 kg/m3×10 N/kg=2 m3，因为A浸没在水中，所以A的体积V物=V排=2 m3。（3）A的质量m=Gg=3×104 N10 N/kg=3.0×103 kg故A的密度ρA=mV=3.0×103 kg2 m3=1.5×103 kg/m3。（4）由η=W有W总=GℎFs=GℎF·nℎ=GnF得：承担物重的绳子股数：n=GηF=3×104 N75%×1×104 N=4， 由题意可知，A完全离开水面后，拉力F=1×104 N，则拉力的功率：P=Fv绳=F·nv物=1×104 N×4×0.1 m/s=4 000 W。7. D 解析：同一铜球质量一定，从斜面的不同高度由静止释放，滑到水平面上时的速度不同，所以这是为了探究物体动能大小与速度的关系，故A、B错误。实验的研究对象是铜球，所以物体的动能是铜球的动能，实验中通过铜球把木块推出的距离来反映铜球的动能大小，运用了转换法，故C错误。实验可得出的结论是：质量一定时，速度越大，动能越大；因为质量一定时，速度越大，动能越大，当质量相同时，车辆速度越大动能越大，刹车越困难，容易引发交通事故，所以交通部门要对机动车辆进行限速，故D正确。 8.解：（1）物体被抛出时的重力势能：Ep=mgℎ=0.4 kg×10 N/kg×1.5 m=6 J，物体被抛出时的动能：Ek=12mv2=12×0.4 kg×（2ms)2=0.8 J。（2）重力所做的功W=Gℎ=mgℎ=0.4 kg×10 Nkg×1.5 m=6 J。（3）物体落地前瞬间的动能Ek2=Ep+Ek=6 J+0.8 J=6.8 J。 教学反思
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