能量的轉(zhuǎn)化與守恒章末復(fù)習(xí)課第1課時(見B本49頁)知識點1功和功率1重慶市將實現(xiàn)建成小區(qū)與配套學(xué)校同步覆蓋納入25件重點民生實事，江北區(qū)五里坪實驗學(xué)校于xx年9月全部建成并投入使用，在建設(shè)中，推土機發(fā)揮了重要作用。現(xiàn)有如圖所示的履帶式推土機，其發(fā)動機的額定功率為120 kW，若推土機在平直場地上以額定功率作業(yè)，以1.5 m/s的速度勻速前進15 m。則：第1題圖(1)推土機所做的功W為多少？(2)推土機受到的阻力F是多少？解：(1)推土機在平直場地上以額定功率作業(yè)，由PFv可得，牽引力的大?。篎8104 N，牽引力所做的功：WFs8104 N15 m1.2106 J；(2)因推土機勻速直線運動時處于平衡狀態(tài)，受到的阻力和牽引力是一對平衡力，所以，推土機受到的阻力：fF8104 N。答：(1)推土機所做的功W為1.2106 J；(2)推土機受到的阻力F是8104 N。知識點2杠桿2如圖所示，質(zhì)量不計的光滑木板AB長1.2 m，可繞固定點O轉(zhuǎn)動，離O點0.2 m的B端掛一重50 N的物體，板的A端用一根與水平地面成30夾角的細繩拉住，木板始終在水平位置平衡。(1)在圖上畫出A點所受拉力的力臂L；(2)求木板水平位置平衡時繩的拉力；(3)在O點的正上方放一質(zhì)量為1 kg的小球，若小球以20 cm/s的速度由O點沿木板向A端勻速運動，問小球至少運動多長時間細繩的拉力減小到零(繩的重力不計，g取10 N/kg)。第2題圖解：(1)繩子的拉力作用點在A點，方向沿繩子向下，反向延長拉力的作用線，然后從支點O作繩子拉力的垂線段，即可作出拉力的力臂，如圖所示；例2答圖(2)已知板的A端用一根與水平地面成30夾角的細繩拉住，木板始終在水平位置平衡。則CAO30，因為COAC，則COAO，已知AB1.2 m，OB0.2 m，則AOABOB1.2 m0.2 m1.0 m。所以COAO1.0 m0.5 m，由杠桿平衡條件可知，F(xiàn)OCGOB，則F20 N；(3)質(zhì)量為1 kg的小球的重力：G球m球g1 kg10 N/kg10 N，當(dāng)繩子拉力為0時，設(shè)球離O點距離為L球，由杠桿平衡條件得：G球L球GBO，即：10 NL球50 N0.2 m，解得：L球1 m100 cm，由v可知，球的運動時間：t5 s。答：(1)見上圖；(2)木板水平位置平衡時繩的拉力為20 N；(3)小球至少運動5 s時間細繩的拉力減小到零。3如圖所示，F(xiàn)1是作用在抽水機手柄 A 點處的動力，O 為支點。請畫出 B 點受到的阻力 F2的示意圖和 F1 的力臂 L1。第3題圖第3題答圖【答案】如答圖所示4如圖所示，杠桿在力F1作用下處于平衡狀態(tài)，l1為F1的力臂。請在圖中作出物體受到的重力、阻力臂L2、動力F1。第4題圖第4題答圖【答案】如答圖所示5在粗糙的地面上，有一只盛滿油的圓柱形油桶在粗糙的地面上，有一只盛滿油的圓柱形油桶，高80 cm，底部直徑60 cm，重1500 N，想使底部B點稍離地面。 第5題圖(1)在點C加一個豎直向上的拉力F1是多少？(2)若在C點加一個水平推力F2是多少？(3)要使作用在C點力量最小，最小力F3是多少？【答案】(1)750 N(2)562.5 N(3)450 N6如圖所示，輕質(zhì)杠桿OP長2 m，能繞O點轉(zhuǎn)動，P端用細繩懸于N點?，F(xiàn)有一質(zhì)量為1 kg的物體A通過滑環(huán)掛在M點(滑環(huán)和繩子的質(zhì)量可忽略)，OM的長度為0.2 m，由于桿OP與水平方向成30角傾斜，滑環(huán)第6題圖剛好能由M向P端勻速滑動，滑動速度為0.02 m/s，細繩能承受的最大拉力為9 N(g取10 N/kg)。請計算：(1)滑環(huán)從M點開始滑動，經(jīng)過多少秒后細繩會斷裂。(2)從滑環(huán)自M點滑動到細繩PN斷裂時，A在豎起方向上下落的高度為多少米？A所受重力做的功是多少焦。第6題答圖解：(1)已知O為支點，設(shè)繩子對P點的拉力為動力，A物體對M點的拉力為阻力，分別作出它們的力臂。如圖所示：繩子斷裂時即細繩承受的拉力達到最大，設(shè)此時滑環(huán)滑到B點(圖中未畫出)，由杠桿平衡條件有：FPOPcos 30FAOBcos 30；由于FAmg1 kg10 N/kg10 N，所以，OB1.8 m，則滑環(huán)從M開始滑動所滑過的路程sOBOM1.8 m0.2 m1.6 m，由v可得，所用時間為t80 s；(2)滑動過程中物體A下降的高度為hssin 301.6 m0.8 m，則重力做的功：WGmgh10 N0.8 m8 J。答：(1)滑環(huán)從M點開始滑動，經(jīng)過80 s后細繩會斷裂。(2)從滑環(huán)自M點滑動到細繩PN斷裂時，A在豎直方向上下落的高度為0.8 m，A所受重力做的功是8 J。知識點3滑輪、機械效率7如圖是用滑輪組提升建筑材料A的示意圖，在豎直向下的拉力F作用下，使重800 N的建筑材料A勻速豎直上升了h，繩端移動了4 m。在這個過程中，拉力F為500 N，動滑輪重G0，滑輪組的機械效率為，不計繩重和軸摩擦。求：(1)物體上升的高度h；(2)動滑輪重G0；(3)滑輪組的機械效率。第7題圖解：由圖知，使用的滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n2。(1)因為拉力端移動的距離s2h，所以物體上升的高度h s4 m2 m；(2)不計繩重和軸摩擦，拉力F(GG輪)，則動滑輪重力：G02FG2500 N800 N200 N；(3)滑輪組的機械效率：100%80%。答：(1)物體上升的高度為2 m；(2)動滑輪重為200 N；(3)滑輪組的機械效率為80%。第8題圖8如圖所示，利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動水平地面上重為300 N的物體，拉力F的大小為30 N。若物體和地面之間的摩擦力大小為45 N，則A處的拉力大小和滑輪組的機械效率分別為(B)A. 45 N、50% B45 N、75%C60 N、50% D60 N、75%9在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行兩次實驗，實驗數(shù)據(jù)如表：次數(shù)鉤碼重/N鉤碼上升高度/cm彈簧測力計示數(shù)/N彈簧測力計移動距離/cm12100.8402551.520(1)第一次實驗測得滑輪組的機械效率為_62.5%_，兩次相比較，第二次實驗測得滑輪組的機械效率_大于_(選填“大于”“小于”或“等于”)第一次實驗測得滑輪組的機械效率。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“滑輪組的機械效率與所掛鉤碼重量有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論？答：_不能_；請簡要說出其中一條理由：_滑輪組的機械效率還與滑輪的重力有關(guān)_。知識點4斜面10工人用平行于斜面向上的500 N的推力將重800 N的物體勻速推上高1.5 m的車廂，所用的斜面長是3 m。求：第10題圖(1)推力做的功；(2)斜面的機械效率；(3)斜面對物體的摩擦力。解：由題可知，推力F500 N，物體的重力G800 N，斜面長度s3 m，斜面高度h1.5 m，(1)推力做的功：W總Fs500 N3 m1 500 J；(2)克服物體重力做的有用功：W有用Gh800 N1.5 m1 200 J，斜面的機械效率：100%100%80%；(3)所做的額外功：W額W總W有用1 500 J1 200 J300 J，因為W額fs，所以斜面對物體的摩擦力：f100 N。答：(1)推力做的功為1 500 J；(2)斜面的機械效率為80%；(3)斜面對物體的摩擦力為100 N。11如圖所示，斜面長L10 m，高h4 m。用沿斜面方向的拉力F，將一個重力G為100 N的物體由斜面底部勻速拉到頂端B，運動過程中物體克服摩擦力做功100 J，求：第11題圖(1)拉力F的大小；(2)斜面的機械效率；(3)我們知道，使用任何機械都不能省功，若摩擦力為f，請根據(jù)功的原理推導(dǎo)Ff。解：(1)有用功：W有Gh100 N4 m400 J，拉力做的總功：W總W有W額400 J100 J500 J，由WFs可得，拉力的大?。篎50 N；(2)斜面的機械效率：100%100%80%；(3)因拉力做的總功等于克服物體重力做的有用功加上克服摩擦力做的額外功，所以，W總W有W額，即FLGhfL，整理可得：Ff。答：(1)拉力F的大小為50 N；(2)斜面的機械效率為80%；(3)推導(dǎo)過程如上所示。