蘇教版初三物理上冊(cè)復(fù)習(xí)重點(diǎn)

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一、滑輪

1、豎直提升重物的典型例題

例1、在小型建筑工地，常用簡(jiǎn)易的起重設(shè)備豎直吊運(yùn)建筑材料，其工作原理相當(dāng)于如下圖的滑輪組。某次將總重G為4000N的磚塊勻速吊運(yùn)到高為10m的樓上，用時(shí)40s，卷?yè)P(yáng)機(jī)供給的拉力F為2500N。求在此過(guò)程中：1有用功;2拉力F的功和功率;3滑輪組的機(jī)械效率。

難點(diǎn)突破：所謂“有用功”，就是“對(duì)我們有用的功”。在利用定滑輪、動(dòng)滑輪、或者滑輪組沿豎直方向提升重物時(shí)，我們的目的都是讓重物升到我們所需的高度。所以有用功就應(yīng)是滑輪鉤抑制物體重力向上拉物體的力和物體在此力作用下升高的高度的乘積。根據(jù)二力平衡學(xué)識(shí)，物體所受的重力和我們滑輪鉤抑制物體重力向上拉物體的力應(yīng)是一對(duì)平衡力。再根據(jù)功的定義，功“等于作用在物體上的力和物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積”，所以，此時(shí)抑制物體重力做的有用功就是“物重乘以重物上升高度”，即W有用=G物h物。而我們做的總功就應(yīng)是作用在繩子自由端的力和繩子自由端移動(dòng)距離的乘積。即W總=F繩S繩。機(jī)械效率η=W有/W總=G物h物/F繩S繩。在動(dòng)滑輪和滑輪組中，我們要留神S繩=nh物。

通過(guò)讀題，我們可以知道：G物=4000N，h物=10m，t=40s，F(xiàn)繩=2500N。另外，從圖上我們還可知，動(dòng)滑輪上有2段繩子，n=2。

正確解法：

1W有=G物h物=4000×10J=4×104J;

2W總=F繩S繩=F×2h物=2500×2×10J=5×104J，P=W/t=5×104J/40s=1.25×103W;

3η=W有/W總=4×104J/5×104J=80%。

2、水平拉動(dòng)重物的典型例題

例2、小勇用右上圖所示滑輪組拉著物體勻速前進(jìn)了0.2m，那么繩子自由端移動(dòng)的距離為m。若物體與地面的摩擦力為9N，那么他所做的功是多少?假設(shè)小勇對(duì)繩的拉力F=4N，該滑輪組的機(jī)械效率為多少?

難點(diǎn)突破：在使用定滑輪、動(dòng)滑輪、或者滑輪組沿水平方向勻速拉動(dòng)重物時(shí)，物體在滑輪鉤的水平拉力下勻速移動(dòng)。我們的目的恰好也是讓物體在水平方向移動(dòng)，所以我們做的有用功就滑輪鉤的拉力和物體在水平方向上移動(dòng)的距離L的乘積。因物體勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡學(xué)識(shí)，滑輪鉤的拉力和物體與地面的摩擦力是一對(duì)平衡力，即拉力與摩擦力相等。所以有做功可以這樣計(jì)算：W有用=fL。更加強(qiáng)調(diào)此時(shí)的有用功不是W有=G物h物?？偣褪亲饔迷诶K子上的拉力F和繩子自由端移動(dòng)距離S的乘積。即W總=F繩S繩。所以機(jī)械效率η=W有/W總=fL/F繩S繩。

此題我們讀題不難知道f=9N，h物=0.2m，F(xiàn)繩=4N。另外從圖知，動(dòng)滑輪上有3段繩子，所以n=3;

正確解法：

1S繩=nh物=3×0.2m=0.6m

2W有=fL=9N×0.2m=1.8J

3η=W有/W總=fL/F繩S繩=1.8J/4N×0.6m=75%

二、斜面

例3、如下圖，斜面長(zhǎng)S=10m，高h(yuǎn)=4m。用沿斜面方向的推力F，將一個(gè)重為100N的物體由斜面底端A勻速推到頂端B。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體抑制摩擦力做了100J的功。求：1運(yùn)動(dòng)過(guò)程中抑制物體的重力做的功;2斜面的機(jī)械效率;3推力F的大小。

難點(diǎn)突破：使用任何機(jī)械都不省功。斜面也不例外。我們使用斜面推物體時(shí)，雖然省了力但費(fèi)了距離。如圖中S=10m﹥h=4m。不管我們使用斜面做了多少功，我們的目的只是把物體提到離地面確定高度的地方。所以我們做的有用功實(shí)際上就是抑制物體重力向上提的力和物體被提高高度的乘積，即W有用=G物h物。因物體和斜面之間有磨擦，我們?cè)谕莆矬w過(guò)程中還要抑制摩擦力做100J的功。這個(gè)功不是我們所想要的，因此我們叫它額外功。額外功等于物體與斜面之間的摩擦力f與在斜面上移動(dòng)的距離L的乘積，即W額外=fL。推力F和物體在斜面上通過(guò)的距離S的乘積就是總功了。即W總=F推S斜面長(zhǎng)。有用功加上額外功等于總功，即W總=W有用+W額外。一般我們用L表示斜面的長(zhǎng)，h表示斜面的高，f表示物體與斜面之間的摩擦力，G表示物重，F(xiàn)表示沿斜面向上推拉物體的力。那么機(jī)械效率η=W有/W總=G物h物/FL=G物h物/G物h物+FL。

此題中，已知斜面的長(zhǎng)L=10m，斜面的高h(yuǎn)=4m，物重G=100N，W額外=100J。求W有用、斜面機(jī)械效率η、推力F。

正確解法：

1W有用=G物h物=100N×4m=400J;

2W總=W有用+W額外=400J+100J=500J，η=W有/W總=400J/500J=80%;

3F推=W總L斜面長(zhǎng)=500J/10m=50N。

三、杠桿

例4.用一個(gè)杠桿來(lái)提升重物。已知?jiǎng)恿Ρ凼亲枇Ρ鄣?倍，物體重600N，手向下壓杠桿的動(dòng)力是210N，物體被提升20cm。求：l手壓杠桿下降的高度;2人做了多少總功;3人做了多少額外功;4杠桿的機(jī)械效率是多大。

難點(diǎn)突破：根據(jù)動(dòng)力臂是阻力臂的3倍，可知?jiǎng)恿σ苿?dòng)距離是物體上升高度的3倍，即S=20cm×3=60cm=0.6m。我們的目的是把重物提升20cm，因此，和使用豎直滑輪、斜面提升重物一樣，我們做的有作功應(yīng)是抑制物體重力做的功，即W有用=G物h物。人做的總功等于手向下壓杠桿的動(dòng)力乘以動(dòng)力移動(dòng)的距離，即W總=FS。額外功等于總功減去有用功W額外=W總﹣W有用，所以要先求有用功。杠桿機(jī)械效率等于有用功除以總功，即η=W有/W總=G物h物/F動(dòng)力S動(dòng)力移動(dòng)。

通過(guò)讀題，我們可以知道，S動(dòng)力移動(dòng)=0.6m，G物=600N,F動(dòng)力=210N,h物=20cm.我們要求：手壓杠桿下降的高度S動(dòng)力移動(dòng)、人做的總功W總、人做的額外功W額外、杠桿的機(jī)械效率η。

正確解法：

1物體上升高度h=20cm=0.2m，動(dòng)力移動(dòng)距離：S動(dòng)力移動(dòng)=3h=3×0.2m=0.6m;

2人做的總功：W總=FS=210N×0.6m=126J;

3W有用=G物h物=600N×0.2m=120J，W額=W總-W額=126J-120J=6J;

4η=W有/W總=120J/126J=95.2%。

功率：

和對(duì)比物體運(yùn)動(dòng)快慢一樣，對(duì)比物體做功快慢有兩種方法：

a.做一致的功，對(duì)比所用時(shí)間的多少。時(shí)間越少，做功越快

b.一致的時(shí)間內(nèi)，對(duì)比做功的多少。做功越多，做功就越快

c.假設(shè)做功的多少和所用時(shí)間都不同，就對(duì)比單位時(shí)間內(nèi)所做功的多少。單位時(shí)間內(nèi)做功越多。做功就越快。

為了對(duì)比物體運(yùn)動(dòng)快慢，我們引入了速度的概念，為了對(duì)比物體做功的快慢，我們引入功率的概念.

1、功率定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所做的功

2、物理意義：表示做功快慢的物理量。

3、公式：

說(shuō)明：①式有極大的用處，但由于書(shū)本沒(méi)展現(xiàn)，被絕大多數(shù)同學(xué)忽略，它的含義是某力F產(chǎn)生的功率P等于力F與F的速度V的乘積。

4、單位：瓦特，簡(jiǎn)稱(chēng)瓦，W常用單位kW1kW=1000W

1w=1J/s，表示1秒鐘內(nèi)所做的功為1J。

功：

1、內(nèi)容：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會(huì)少于直接用手所做的功;即：使用任何機(jī)械都不省功。

2、說(shuō)明：請(qǐng)留神夢(mèng)想處境功的原理可以如何表述?

①功的原理是一個(gè)普遍的結(jié)論，對(duì)于任何機(jī)械都適用。

②功的原理報(bào)告我們：使用機(jī)械要省力務(wù)必費(fèi)距離，要省距離務(wù)必吃力，既省力又省距離的機(jī)械是沒(méi)有的。

③使用機(jī)械雖然不能省功，但人類(lèi)依舊使用，是由于使用機(jī)械或者可以省力、或者可以省距離、也可以變更力的方向，給人類(lèi)工作帶來(lái)好多便當(dāng)。

④我們做題遇到的多是夢(mèng)想機(jī)械疏忽摩擦和機(jī)械本身的重力夢(mèng)想機(jī)械：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功FS=直接用手對(duì)重物所做的功Gh。

3、應(yīng)用：斜面

①夢(mèng)想斜面：斜面光滑;

②夢(mèng)想斜面遵從功的原理;

③夢(mèng)想斜面公式：FL=Gh，其中：F：沿斜面方向的推力;L：斜面長(zhǎng);G：物重;h：斜面高度。

假設(shè)斜面與物體間的摩擦為f，那么：FL=fL+Gh;這樣F做功就大于直接對(duì)物體做功Gh。

滑輪：

1定滑輪特點(diǎn)：不省力，但能變更動(dòng)力的方向。實(shí)質(zhì)是個(gè)等臂杠桿。

①定義：中間的軸固定不動(dòng)的滑輪。

②實(shí)質(zhì)：定滑輪的實(shí)質(zhì)是：等臂杠桿

③特點(diǎn)：使用定滑輪不能省力但是能變更動(dòng)力的方向。

④對(duì)夢(mèng)想的定滑輪不計(jì)輪軸間摩擦F=G

繩子自由端移動(dòng)距離SF或速度vF=重物移動(dòng)的距離SG或速度VG

2動(dòng)滑輪特點(diǎn)：省一半力，但不能變更動(dòng)力方向，要費(fèi)距離。實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿

①定義：和重物一起移動(dòng)的滑輪?？缮舷乱苿?dòng)，也可左右移動(dòng)

②實(shí)質(zhì)：動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是：動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。

③特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能省一半的力，但不能變更動(dòng)力的方向。

④夢(mèng)想的動(dòng)滑輪不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力那么：F=1/2G只疏忽輪軸間的摩擦那么拉力F=G物+G動(dòng)/2繩子自由端移動(dòng)距離SF或VF=2倍的重物移動(dòng)的距離SG或VG

3滑輪組：使用滑輪組時(shí)，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一。

1、定義：由若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪匹配而成。

2、特點(diǎn)：可以省力，也可以變更力的方向。使用滑輪組時(shí)，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一。