十一、简单机械
【考点聚焦】
1．理解力臂的概念。 2．理解杠杆的平衡条件。
3．知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。 4．会组装简单的滑轮组。 【知识结构】 一、杠杆
一根硬棒，在力的作用下如果绕着固定点转动，这根硬棒叫做杠杆 1．杠杆的五要素：
（1）支点：杠杆绕其转动的点，一般用字母O表示该点。 （2）动力：使杠杆转动的力，一般用字母F1表示。 （3）阻力：阻碍杠杆转动的力，一般用字母F2表示。
（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离，一般用L1表示。 （5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，一般用字母L2表示 2．力臂：从支点到力的作用线的距离。 3．杠杆平衡条件
（1）杠杆平衡是指杠杆处于静止或匀速转动的状态。
（2）杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1·L1＝F2·L2 二、滑轮
1．定滑轮：定滑轮实质上是一个等臂杠杆，所以使用定滑轮不省力，但能改变动力的方向，在不少情况下，改变力的方向会给工作带来方便。
2．定滑轮：动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，动滑轮省一半力，但费距离，且动滑轮不能改变力的方向。
3．滑轮组：滑轮组是由定滑轮和动滑轮组合而成，可以达到既省力又改变力的作用方向的目的，在忽略滑轮组与轴之间的摩擦和绳重的情况下，使用滑轮组时，重物和动滑轮总重由几段绳子承担，提起重物所用的力就等于总重的几分之一。
【对应训练】
1．下列应用杠杆原理工作的工具中, 费力的是 〔 〕
A．铡刀 B．汽水瓶起盖器的使用 C． 钓鱼杆 D．剪铁皮的剪子
2．下列关于杠杆的说法中，错误的是 〔 〕
Ａ．杠杆可以是直的，也可以是弯的
B．动力、阻力使杠杆转动方向相反，但他们的方向不一定相反 Ｃ．支点可以在杠杆的端点，也可以在力的作用线之间 Ｄ．杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和
3．如图9所示。把一把米尺，在O点支起，两边分别挂相同砝码各4个和2个，下列情况下，哪种情况还能保持平衡（ ） A．两边砝码组各向支点处移近一个格 B．两边砝码组各向支点处移远一个格 图9 C．两边钩码组各减少一个钩码 D．两边钩码组各减少一半钩码
4．如图10所示的轻质杠杆OA上悬挂着一重物G，O为支点，在A端用力使杠杆平衡。下列叙述正确的是（ ）
A．此杠杆一定是省力杠杆 B．沿竖直向上方向用力最小
C．此杠杆可能是省力杠杆，也可能是费力杠杆；
图10
D．沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡
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5．图11中，O为一根轻质杠杆的支点，OA=2m，OB=2．5m，A点处挂着重100N的物体。若在B端施加一个竖直方向的力，使杠杆在水平位置上保持静止，则这个力的大小和方向是 〔 〕
A．20N，竖直向上 B．20N，竖直向下 C．80N，竖直向上 D．80N，竖直向下
6．如图12 用三个力沿不同的方向拉绳子, 则 〔 〕 图11
A．F1最大 B．F2 C．F3最大； D．一样大
7．如图13所示的装置处于静止状态, 不计滑轮重量和摩擦的情况下,G1和G2之比为 ( ) A．1:2 B．1:1 C．2:1 D．4:1
8．图14是用滑轮组把陷入沟里的汽车拉出来的两种方法，你看哪种方法更省力？ ( )
A．甲图的方法 B．乙图的方法 C．两图的方法一样 D．无法比较 9．使用滑轮组时，拉起重物所用力大小决定于（ ）
A．定滑轮的个数 B．动滑轮的个数 C．定滑轮和动滑轮的个数 D．连接动滑轮绳子的条数 10．使用如图15所示的装置来提升重物时，既能省力又能改变力的方向的装置是〔 〕
A.甲 B．乙 C．丙 D．丁
图12 图14 图15
图13
11．在力的作用下，绕某一_________转动的硬棒叫杠杆。 杠杆的五个要素是_______、________、________、________、_________。从支点到_________________的距离叫动力臂。
12．用某杠杆匀速提起重物可以省五分之二的力，这个杠杆阻力臂跟动力臂之比L2∶L1=_______。 13．在“研究杠杆平衡条件”的实验中，要调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是为了便于___________的测量。
14．一个带有刻度的均匀杠杆，在中点支起，如图16所示。当在B处挂300N的钩码时，在A处应挂___________N的钩码，杠杆才能平衡，杠杆平衡后，如果再在杠杆两侧钩码的下面同时挂100N的钩码，则A端将向___________转动。（填“顺时针”或“逆时针”）
15．画出图17杠杆示意图中的动力臂和阻力臂。
图16 图17
16．使用____滑轮不能省力，但可以改变_______；使用___滑轮可以省一半力。就杠杆的力臂长短关系来看，定滑轮实际上就是_______杠杆，而动滑轮是_______的杠杆。
17．使用滑轮组时，若动滑轮重和摩擦不计，动滑轮和重物被n股绳子吊起，所用的力就是___________ ，其关系是___________。
18．如图19所示，物体重G=500N，滑轮重10N，当物体G匀速上升时，则挂钩B承受拉力为__________N，挂钩A承受_______N的拉力，拉力F为_________N，若绳子自由端向上拉动0.5m，则物体向上移动________m。
图19
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十二、机械功和机械能
一．学习目标：
1.理解做功的两个必要因素、功的计算公式及功的单位。 2.理解功率的概念、功率的计算公式及功率的单位。 3.知道有用功和总功，理解机械效率。
4.知道动能、势能及机械能的概念，能量的转化及守恒定律。 二．知识整理: (一)机械功:1.功:
⑴ 做功必要因素:①____________；②_____________。⑵ 计算公式:_________________。⑶单位:____________。 2.功率: ⑴ 定义: ________________叫功率, 它是表示_______的物理量。⑵ 公式:___________;(3)单位:__________ ;1千瓦=___________瓦。
3.机械功原理:__________________________________________________。
4.⑴ 有用功______________；⑵额外功:______________；⑶ 总功________________；⑷机械效率:___________________；⑸ η﹤1的原因： 。 (二)机械能:1.能的概念:____________________________叫做能；单位_________。 2.机械能:______________________________________________________
⑴ 动能:_________________________叫动能，它的大小跟_________和______________有关. 重力势能:_______________________叫重力势能，大小跟
⑵ 势能: __________________和________________有关。 弹性势能:_______________________________叫弹性势能。
⑶ 机械能的转化:动能和势能是可以相互_______的；在动能和势能相互转化的过程中，有摩擦等阻力，机械能的总量是______的；若没有摩擦等阻力，机械能的总量保持_______。 (三)能的转化和守恒定律:_______________________________________。 三.例题与巩固练习:
1.在下列情况中，人对物体是否做功？并说明理由:
⑴ 将重物从地面上提起放到肩上________________________________； ⑵ 将重物提在手中沿水平方向移动50米的距离___________________； ⑶ 扛着重物登上三楼__________________________________________； ⑷ 举重运动员举起杠铃后,站着坚持3秒钟不动___________________； ⑸ 推出去的铅球在空中向前飞行时______________________________。
2.重50牛的的物体在水平支持面上做匀速直线运动，所受的阻力是20牛，则它受到的水平拉力是______牛，若物体在水平方向上移动30米，则拉力对物体做了_________焦的功，重力对物体做了__________焦的功。
3.如图所示：A、B、C三个物体的质量关系是mA＞mB＞mc，它们在同样大的力F作用下，都沿力的方向
移动相同的距离S，则力F 对三个物体所做的功: （ ） A.一样多
B.对A做的功最多 C.对B做的功最多 D.对C做的功最多
4.甲、乙两人的体重之比是8:9，他们进行爬楼比赛，从一楼爬上三楼所用的时间之比是4:5，则两人克服自身重力所做的功之比是__________；两人的功率之比是___________。 5.下列说法中，正确的是： ( )
A.在相同的时间内做的功越多，机械效率越高 B.在相同的时间内做的功越多，功率就越大 C.功率大的机器，机械效率一定高 D.功率大的机器，做的功一定多
6.某机器的功率是1000瓦，这句话的物理意义是： ( )
A.表示这台机器能做1000瓦的功 B.表示这台机器能做1000焦的功
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C.表示这台机器秒能做1000瓦的功 D.表示这台机器每秒能做1000焦的功
7.用一个动滑轮把重200牛的货物匀速提高4米，所用的拉力是125牛,则有用功是_________焦，总功是________焦，这个动滑轮的机械效率是______________。
8.如图所示:用滑轮组拉动重500牛的物体在水平支持面上以2米/秒的速度做匀速直线运动,且物体所受摩擦力是物重的0.2倍,问:
⑴半分钟内物体移动的距离是多少?
⑵若不计滑轮重及滑轮与轴之间的摩擦，则拉力F是多大?
⑶若滑轮组的机械效率是90%，则F的大小是多大?
9.下列关于能量的说法中正确的是: ( ) A.做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量 B.做功多的物体能量就多，做功少的物体能量就少
C.能够做功的物体具有能量，但不一定就做功 D.能量多的物体所做的功一定就多 10.说明下列物体具有哪种形式的机械能: ．．． ⑴在水平轨道上行驶的火车具有____________________。 ⑵静止在高空的物体具有____________________。⑶在盘山公路上向下行驶的汽车具有___________________。 ⑷拉紧的弓具有________________，离弦的箭具有_______________。
11.滚摆在下降时速度______，动能______，势能______，上升时速度_____，动能________，势能_______。 滚摆每次上升的高度都比前次稍低，表明滚摆的机械能总量在不断______。若不计阻力滚摆的机械能总量________。(本题选填“变大”、“变小”或“不变”)
12.跳伞运动员在跳伞时要经历两个过程：第一个过程即伞未张开，他下落的速度会越来越快，此时它所具有的动能 ______，势能_____；第二个过程：即伞张开后，他会匀速下落，则此过程中动能______，势能_____，机械能总量_____。(填“变大”、“变小”或“不变”)
13.下列各过程中属于动能转化为势能的是： ( ) A.拉开弓把箭射出去 B.小铁块在空中下落
C.在水平地面上滚动的足球 D.停蹬脚踏板后的自行车正在冲上斜坡 四.课堂检测:
1.功率是表示做功________的物理量；某机器的功率是500瓦，其物理意义是________________________________。这样的一台机器每小时可完成_________焦的功。
2.某人提着一个重50牛的物体在水平路面上匀速运动了100米，此过程中人对物体做功_______焦，功率是______瓦，后他又提着此物体爬了高9米的楼,用时1分钟,则爬楼时人对物体做了____焦的功，功率为____瓦。
3.某人用一动滑轮将400牛的重物提起5米，若人做的额外功是500焦，则这个动滑轮的机械效率是___________，人的拉力是__________。
6.人造地球卫星在从近地点向远地点运行的过程中，速度会逐渐减慢，此过程中______能转化为______能；而在从远地点向近地点运行时，速度会逐渐加快，则此过程中__________能转化为________能，由此我们可以判断人造地球卫星在______处动能最大，速度最快。
7.在“测定滑轮组机械效率”的实验中，某同学竖直拉动弹簧秤，使钩码_________上升，弹簧秤的示数如图所示，该同学所测得的数据如下表: 请你:⑴把表格补填完整；⑵在图中画出实验中的滑轮组的绕线。 钩码弹簧秤钩码上升机械效拉 力 移动的重 的高率η F（N） 距离S G（N） 度（％） （m） h(m) 9 0.15 0.45
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十三、热量 内能
一.学习目标:
1.知道物体的内能;知道做功和热传递可以改变物体的内能. 2.知道热量及其单位;知道燃料的热值。 3.理解比热的概念。 二.知识整理:1.热量:
⑴ 含义:_____________________ ____。 ⑵ 单位: ______________；
⑶热值:①含义_______________________________________________；②公式:Q放=___________________。③单位： ，物理意义： ；④节约燃料的两个途径： 、 。
注：热值是燃料的一种属性，只与物质的种类有关,一般不会变化。
⑷ 比热:①含义:______________________________________________；②单位:国际单位__________________；常用_______________；③水的比热:_____________，意义是______________________； 注：比热是物质的一种特性,一般不会变化。 ⑸ 热量的计算公式:Q吸=_______________，Q放=__________________。
2.内能:⑴ 含义_______________________ ____________________；⑵ 单位______________；⑶ 内能的影响因素： 、 ；⑷ 改变物体内能的两种方式:___ _ ___和____ _。⑸ 利用燃料燃烧获得的内能来做功的机器──热机.汽油机的一个工作循环包括_______、______、______和______四个冲程，飞轮转___圈。在压缩冲程中，___能转化为____能；在做功冲程中，_ __能转化为_ __能。 三.例题与巩固练习:
1.下列关于热量的说法中正确的是: ( )
A.温度高的物体会有的热量多 B.质量大的物体放出的热量多
C.温度低的物体吸收的热量多 D.一个物体温度升高得越多,吸收的热量越多
2.汽油的热值是4.6×107焦/千克，其物理意义是_____________________，完全燃烧___________克汽油所放出的热量为2.3×106焦。
3.铜的比热是3.9×102焦/(千克·℃)，它表示的物理意义是________________________，若把一铜块切掉一半，则它的比热将。____________。(填“变大”、“变小”或“不变”) 4.下列说法中正确的是: ( ) A.一桶水比一杯水的比热大
B.质量为2千克10℃时的水含有的热量等于1千克20℃时的水所含的热量 C.同种物质的质量变化时，其比热不变
D.比热大的物体，每升高1℃吸收的热量一定多
5.使1千克水温度升高1℃需要吸收多少热量？1焦耳的热量可以使1克水的温度升高多少度?
6.铁锅中放有3千克的水,把它从15℃加热到90℃需要多少热量?
7.在冬天，往往手冷得发痛。为了使手暖和一点，有的同学用嘴对着手呵气，有的同学则用两手来回搓动。说明这样做的道理。
8.将一段粗金属丝反复多次地弯折后，金属丝弯折处的温度将________。这是用_____________的方法来改变物体的内能，此过程中_________能转化为____________能。而要达到同样的效果还可以采方
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