前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇简单机械范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
1.杠杆的定义
杠杆是指一根在力的作用下能绕固定点转动的硬棒.所谓硬棒,就是要求在使用时棒不会变形,至于棒的形状则并非一定要求是直的,比如滑轮、轮轴等都可看做杠杆.
在生产劳动和日常生活中,常接触到杠杆,如买菜使用的杆秤,实验室使用的天平.常用的剪刀、镊子、羊角锤等实际上都是变形的杠杆.
2.正确理解力臂的概念
力臂是指从支点到力的作用线的距离,力对支点的转动效果不仅与力的大小有关,还与支点到作用线的垂直距离有关.支点到动力作用线的距离叫动力臂,支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂.力的大小相同时,力臂是影响杠杆转动的物理量.
3.杠杆的平衡
当有两个或多个力作用在杠杆上,能使杠杆分别按两个不同方向(比如顺时针或逆时针)转动,若杠杆保持静止不动或匀速转动时,我们就说杠杆平衡了.根据实验可确定杠杆平衡的条件是:F动・l动=F阻・l阻,即动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积.
4.滑轮的实质
5.怎样判断滑轮组的用力情况
考点扫描
例1 扁担长2m,两端物体的重力分别为G1=500N,G2=300N.若不考虑扁担的重力,则(1)人的肩头应在什么位置,扁担才平衡?(2)若扁担两端同时增加G=100N的重力,肩头应在什么位置?
解析 (1)以肩为支点,前后两物体作用力的力臂分别l1和(l-l1),
扁担平衡时,有F1・l1=F2・(l-l1),
500N×l1=300N×(2m-l1),
l1=0.75m(肩头距前面物体0.75m).
(2)扁担两端同时增加100N重力后,
F1′=(500+100)N=600N,
F2′=(300+100)N=400N,
F1′・l1′=F2′(l-l1′).
解得l1′=0.8m(肩头距前面物体0.8m).
例2 有一个结构不明的滑轮组,只知道拉力F向下拉绳子时,每拉下12m,重物就上升3m,拉力F=400N,重物为多大,试画出滑轮的结构图.
解析 对于滑轮组的问题,要弄清:(1)绳端移动的距离s与重物上升的距离h,绳子的段数n之间的关系是s=nh;(2)判断滑轮组绕绳的段数的方法,用一条虚线把动滑轮组和定滑轮“切割”开,再数直接与动滑轮组相连的“绳子段”有几(n)个,就有几(n)段绳;(3)滑轮组上的绳的绕法有两种:一是将绳的一端固定在动滑轮的钩上,拉力方向向上;二是将绳的一端固定在定滑轮的钩上,拉力方向向下.
滑轮组的结构如图1所示.
例3 某人用如图2所示的滑轮组(不计摩擦)提升某一重物,所用拉力F为200N,若滑轮组的机械效率为80%.求:(1)被提升的物重?(2)动滑轮重?
实验探究
例4 测“滑轮组机械效率”的实验中所用的测量仪器有 .
(1)画出测量由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组机械效率的装置示意图.
(2)若动滑轮重0.5N,弹簧测力计测量范围是0~2.5N,则实验时,被提起的重物不得超过 .
(3)为记录本实验的数据,请你设计一个表格.
(4)实验时,必须使弹簧测力计做
运动.
答 本实验需要的器材有:a.测力计,b.铁架台,c.刻度尺一把,d.钩码一盒,e.定滑轮及动滑轮各一个,f.2~3m长的细绳一条,g.铁夹子一个.
(1)装置示意图如图3所示.
G重+G滑轮=3F,
G重=3F-G滑轮=3×2.5N-0.5N=7N.
答 重物不能超过7N,即G重≤7N.
(3)实验表格
(4)弹簧测力计必须做匀速直线运动.
典例解析
例5 图4中所示装置的机械效率是90%,物体A在拉力F的作用下,以1.5m/s的速度在水平面上匀速移动.已知物体A重200N,A运动时受的阻力是72N,求拉力F的功率.
解析 此题中机械克服物体A与水平面的摩擦阻力做的功是有用功,而不是克服物体的重力所做的功,所以物体A重200N,是多余条件,拉力F做的功是总功.拉力F移动的距离s拉与物体A移动的距离s物之间的关系是s物=3s拉,拉力F匀速移动的速度v拉与物体A移动的速度之间的关系是v物=3v拉.
仿真测试
1.在图中的4种情境中,人对物体做功的是( ).
2.如图所示,在水平拉力F作用下,使重40N的物体A匀速移动了5m,物体A受到地面的摩擦力为5N,不计滑轮、绳子的重力及摩擦,拉力F做的功( ).
A.50J B.25J C.100J D.200J
3.下列说法中,最接近实际情况的是( ).
A.成年人走两步的距离大约是1.5m
B.家用白炽灯功率约为1000W
C.一名中学生体重约为50N
D.物理课本质量是16kg
4.图中的铡刀、瓶盖起子、手推车、铁锨都属于杠杆,其中费力杠杆是( ).
5.如图所示,杠杆AOB的A端挂重为GA的物体,B端挂重GB的物体,杠杆处于平衡状态,AO=BO,杠杆自身重力不计,则( ).
A.GA=GB B.GA
C.GA>GB D.无法判断
6.某物理兴趣小组的同学学习了功率知识后,进行了“比一比谁上楼功率大”的比赛.其中某同学从一楼跑到三楼用了10s,则他上楼过程中的功率大约是( ).
A.3W B.30W C.300W D.3000W
7.如图所示,在“研究杠杆的平衡条件”的实验中,杠杆上每小格的长度都相同,两边挂上钩码后杠杆平衡,如果把两边的钩码都同时向里移动一个格,则杠杆( )
A.仍能平衡
B.不能平衡,A端上升
C.不能平衡,B端上升
D.无法判断
8.如图所示,某同学用一个动滑轮匀速提起一袋质量为18kg的面粉,所用的拉力为100N,则动滑轮的机械效率为 .若用此动滑轮匀速提起一袋质量为25kg的大米,当拉绳子的速度为 m/s时,拉力的功率为54W.(取g=10N/kg,绳重与摩擦不计)
9.小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m时,杠杆的另一端把320N的重物提高了0.5m,他做的有用功是
J,总功是 J,杠杆的机械效率是 .
10.画出图中杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂.
11.画出使杠杆AB在如图所示位置静止时,所用最小力F的作用点和方向.
12.兰兰和芳芳运用如图所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率,在全班交流实验结果时,老师提出:如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变,改变其他因素,是否会影响它的机械效率呢?大家积极思考,提出了各种猜想,概括起来有如下几种:
猜想1:可能与匀速提升的速度大小有关;
猜想2:可能与被提升的钩码重力有关;
猜想3:可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重力都有关;
猜想4:可能与钩码被提升的高度有关.
兰兰和芳芳分别根据各自的猜想进行了探究,实验记录如下表.
兰兰的实验记录:
芳芳的实验记录:
(1)请帮助兰兰完成表中的一项计算;
(2)请根据兰兰的实验记录,在她的表中写出探究结果;
(3)归纳她们的实验探究,你所得的结论是: .
13.如图所示的滑轮组匀速提起重1000N的物体,10s内绳子的自由端拉下16m,已知做的额外功是800J,若绳重和摩擦不计,试求:
(1)绳自由端拉力的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)动滑轮的总重;
简单机械可以与浮力、流体力学、压强等知识结合起来进行考查。
例1乒乓球、保龄球的表面都是光滑的,为什么高尔夫球的表面却布满小坑呢?经过有关科学家研究发现,两个等大的球,一个表面布满小坑,另一个表面光滑,在空中高速飞行时,表面布满小坑的球受到的空气阻力较小。现将质量与体积均相等的两个小球A(表面布满小坑)与B(表面光滑)分别用细绳悬挂在等臂杠杆的两端,使杠杆水平平衡,如图1所示。当从两球正下方同时以相同速度(足够大)的风对准它们竖直向上吹时,则以下说法正确的是()。
A.杠杆左端下降B.杠杆右端下降
C.杠杆仍然在水平方向处于平衡状态
D.无法判断杠杆的转动情况
解析:本题是杠杆知识与力学知识的结合。
在没有吹风时等臂杠杆保持平衡,说明A、B两球的重力相等。当用相同速度的风吹时,对A、B两球作力的分析,两球在竖直方向上均受到两个力的作用,即向下的重力和向上的风的吹力(大小与球受到的阻力是相等的)。由于表面布满小坑的球受到的空气阻力较小,因此A球在竖直方向上的合力大,杠杆左端下降。答案为A。
例2如图2所示,用滑轮组从H=13m深的水中匀速提起底面积为0.02m2、高2m的实心圆柱体T,该物质的密度是2.5×103kg/m3,如果动滑轮挂钩用轻质钢丝绳与物体相连,绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力F1=400N,若不计摩擦、绳子和动滑轮重,当绳子以0.4m/s的速度匀速拉下时,则绕在滑轮上的绳子被拉断的时间是()。(g取10N/kg)
A.15s B.32.5sC.60s D.65s
解析:本题是滑轮知识与浮力知识的综合。
物体在水中受到3个力的作用,根据公式G=gsh求出物体的重力,进而可求出物体受到的浮力。根据阿基米德定律可求出圆柱体排开水的体积和圆柱体浸入水中的深度,最后再根据t=即可求出绳断的时间。答案为C。
例3小亮想为村里的养牛场设计一个牲畜自动饮水器。他先画出如图3所示的原理图。又根据养牛场的水塔高度算出活塞A处水的压强约为6×104Pa。设计出水口的横截面积为2×10-4m2,支点O到浮球球心距离为O到B点的距离的6倍。则
(1)若不考虑活塞,杆AB,杆OC及浮球的重,要求浮球浸入水中时杠杆水平,A处的活塞能将出水口关闭。小亮选用浮球的体积应为多少?(g=10N/kg)
(2)实际上,活塞、杆及浮球的重力是需要考虑的,如果考虑它们的重力,你认为小亮在设计时应采取哪些措施以保证饮水器正常工作?
解析:这是一道杠杆与浮力知识相联系的试题,既考查了力学的综合知识,又考查了解决实际问题的能力。解题关键是准确找出杠杆中的力和相应的力臂,应用杠杆的平衡条件,结合压强、浮力等知识进行解题。需要注意的是,自动喂水器的原理是连通器原理和杠杆平衡条件,水对活塞的压力并不等于浮球受到的重力。
(1)当活塞关闭出水口时,活塞上承受水的压力F=pS,
当活塞关闭出水口时,
F×OB=F浮×6OB,
F浮=水gV球。
联立以上三式,并代入有关数据得,V球=6×10-4m3。
(2)增大浮球体积(或使杠杆的BC段更长一些)。
二、简单机械与其他学科的结合
除学科内综合以外,简单机械还可以与化学、数学、生物等其他学科的内容结合起来进行考查。
例4如图4所示,杠杆A、B 两端各挂着质量不等的敞口塑料桶,A端塑料桶里放有足量的稀硫酸,B端塑料桶里盛有足量的稀盐酸,此时杠杆恰好处于水平平衡状态,如在A、B两端的塑料桶里分别投入等质量的铝块和铁块,待充分反应后,杠杆将( )。
A.A端上升 B.B端上升
C.仍旧平衡 D.无法判断
解析:本题是杠杆知识与化学知识相联系的题目。
杠杆原来是平衡的,放入等质量的金属以后,两端的塑料桶里都发生了化学反应,并且都放出氢气。要判断反应后杠杆的情况,就要比较两边反应生成氢气的多少。根据化学方程式计算(因为酸是足量的,可以根据金属质量计算),相同质量的铝和铁与酸反应,铝产生的氢气比铁多,所以A端因物质的质量减少而上升。答案为A。
例5 如图5所示,直角支架OAB可以绕固定轴O自由转动,OA=0.3m,AB=0.4m。在AB中点处悬挂一重为G=10N的物体,如果在B端施加一个拉力,使得支架在图示位置保持平衡,不考虑支架自重,求所施加的拉力的最小值,并画出当拉力取最小值时的示意图。
解析:本题将杠杆知识与几何知识巧妙地结合在一起,具有一定的难度。解题时应明确力臂的概念,仔细推敲,充分发挥理性思维。
当拉力作用点与支点的连线的距离即为动力臂时,拉力的力臂最大,故此时拉力取得最小值。示意图如图6所示。
由几何知识可知,拉力F 的力臂为
l1=OB===0.5m,
阻力G的力臂为
l2=AB=×0.4m=0.2m。
由杠杆平衡知识得
F•l1=G•l2,
一、热点扫描
1. 杠杆处于静止状态或匀速转动的状态时,我们就说杠杆处于平衡状态,杠杆的平衡条件是:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,即
F1l1=F2l2,■=■.
当l1>l2时,F1
当l1F2,这样的杠杆是费力杠杆,但省距离.
当l1=l2时,F1=F2,这样的杠杆既不省力也不费力,称为等臂杠杆.天平就是一种等臂杠杆.
2. 定滑轮实质上是一个等臂杠杆.使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向.动滑轮的轴跟物体一起移动,它实质上是一个动力臂等于阻力臂两倍的杠杆.使用动滑轮可以省一半力,但不能改变力的方向.
定滑轮和动滑轮组合在一起叫做滑轮组,使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向.使用滑轮组时,重物和动滑轮的总重由几段绳子承担,提起重物所用的力就是总重的几分之一,即动力F=■,其中G为重物和滑轮的总重,n为承担总重的绳子段数(即与动滑轮连接的绳子段数).使用滑轮组时,如果物体上升的高度为h,则绳子的自由端移动s=nh.
3. 物体受到一个力的作用,并且沿力的方向通过了一段距离,我们就说力对物体做了功.公式为W=Fs.
做功有两个必要的因素:一个是有力作用在物体上;另一个是物体在力的方向上通过一段距离.
考虑做功问题时,要分析三个方面:物体是否受到力的作用;物体是否发生移动;物体移动方向与力作用方向是否垂直.
4.物体在单位时间内做作的功叫做功率.公式为P=■.功率反映的是做功的快慢.功率大并不一定就说明做功多,这还取决于做功时间的长短.
5. 在应用P=Fv时,如果物体是在大小和方向不变的力的作用下,速度是变化的,可用P=Fv,此时求出的是对应于某一时刻速度v的功率,通常称为即时功率,若物体是做变速直线运动,则可以求出平均速度■,再利用■=F■求出对于这段距离(或时间)的平均功率.
由公式P=Fv可知,当汽车发动机功率保持不变时,它的牵引力与速度成反比,这也是一切机械的基本规律.因此当牵引力较大时,速度相应减小.汽车、拖拉机等动力车辆爬坡和耕田时,需要的牵引力较大,因而速度相应减小.
6. 使用任何机械时,人们所做的功等于不用机械直接用手所做的功,这个结论叫作功的原理.它的另一种表述是使用任何机械都不省功.它是任何机械都遵循的基本原理.
7. 在使用机械时对人们有用的功叫做有用功.在使用机械时对人们没有用但是人们又不得不完成的功叫做额外功,也叫无用功.有用功与额外功的总和叫作总功.
W总=W有+W额或P总=P有+P额.
有用功与总功的比值叫做机械效率,通常用百分比来表示,
公式为η=■×100%=■×100%.
机械效率是表示机械性能的一个物理量,在实际生活中η
若两个机械组合使用,机械1的有用功是机械2的总功,机械2的有用功是整个机械工作过程中的有用功,机械1的总功是整个机械使用过程中的总功.
η=■=■×■=η1・η2 .
8. 物体由于运动而具有的能叫做动能.物体的速度越大,质量越大,动能就越大.物体由于被举高而具有的能叫做重力势能.物体被举得越高,质量越大,重力势能就越大.物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能.物体的弹性越强,形变越大,弹性势能越大.
动能和势能统称为机械能.物体的势能和动能是可以相互转化的,如果没有摩擦等阻力,那么在势能和动能的相互转化中,机械能的总量保持不变.
二、典题讲析
例1杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用.如图5-1所示,护城河上安装使用的吊桥就是一个杠杆,由图中可知它的支点在点(选填“A”“B”或“C”),在匀速拉起时,它属于一个杠杆(选填“省力”或“费力”),并在图中标出动力臂.
讲析判断杠杆种类,依据是比较动力臂和阻力臂的大小.
支点应在C点,是省力杠杆,动力臂见图5-2.
解答C省力杠杆
例2如图5-3所示,学生做“研究杠杆平衡条件”的实验:(杠杆每格长5cm,钩码每个50g)
(1)实验前,发现杠杆左端低、右端高,这时应将杠杆两端螺母向端移动,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是.
(2)实验时,B处挂有4个钩码,则应在处挂2个钩码,才能使杠杆能在水平位置平衡;使杠杆在水平位置平衡,目的是.
(3)将杠杆左右两边的钩码分别向外移动一格,则杠杆边将会下降;将杠杆两边的钩码下各加上2个钩码,则杠杆边将会上翘.
(4)若用弹簧测力计拉住E处时能使杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计的最小示数为N,弹簧测力计拉力方向应.若将弹簧测力计倾斜,则拉力大小将变,若在B处再加两个钩码,则拉力大小与力臂的乘积将增大N・m.
讲析(1)杠杆两端螺母移动的方法和托盘天平螺母移动的方法相同.
(2)两次使杠杆在水平位置平衡,目的不同.
(3)杠杆不能平衡时,其转动方向不是沿力大的方向,而是沿力和力臂的乘积大的那个力的方向.
(4)根据杠杆平衡条件,拉力大小与力臂的乘积的增大量等于阻力与阻力臂的乘积的增大量.
解答(1)右,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响.(2)d,使力臂在杠杆上,便于直接测量.(3)右,右.(4)1.176,竖直向上,大,0.098.
例3如图5-4所示,在杠杆上另外再施加一个最小力,使杠杆在图示位置平衡,作出该最小力的示意图.
讲析力和力臂的乘积保持不变,要使动力最小,就必须动力臂最大.
作最小力示意图方法:在杠杆上找离支点最远的点,作支点和该点的连线,该连线的垂线方向即动力作用线方向.
注意:动力作用线方向不要搞反了,根据阻力作用效果确定动力方向,标注直角符号.
解答见图5-5.
例4(1)甲、乙两个学生用2m长的轻质扁担抬一筐土,这筐土重300N,将筐放在扁担中间时,两人各承担N;若甲将筐朝自己一侧移动0.5m,此时甲肩负N.
(2)某人用一根轻质竹竿将一个包裹挑在肩上,若他将包裹向靠近肩膀的方向移动,则他施加在竹竿上的动力,他的肩膀承受的压力.(均选填“变大”“变小”或“不变”)
讲析两人抬扁担,扁担可视为杠杆,不过支点不确定,两人肩膀处、筐绳所在处都可以分别视为支点,因此,求两人承担的力,可以有多种方法.另外,两人所用力之和应等于物重.
一人挑担,扁担亦视为杠杆,可将人肩膀处视为支点,肩膀所承受压力应等于物重和手对杠杆压力之和.
解答(1)150,225(2)变小,变小.
例5一条绳子只能承受3000N的拉力,你怎样组装滑轮组才能把重为104N的物体拉起来?要求所用滑轮数最少.(滑轮重及绳重、摩擦均不计)
讲析利用F=G/n,求出绳子股数n,注意最后结果除不尽时,采用进一法;若n为偶数,则动滑轮数是n/2,若n为奇数,则动滑轮数是(n-1)/2;
绳子绕法判断:
方法一:若n比滑轮总数多1,则拉力方向向上;若n与滑轮总数相同,则拉力方向向下,这样就可以从绳子自由端开始,由外向里绕;
方法二:确定绳头在定滑轮上还是动滑轮上,若n为奇数,则绳头在动滑轮上;若n为偶数,则绳头在定滑轮上(奇动偶定),这样就可以从绳头开始,由里向外绕.
解答滑轮组绳子股数为4,因为要求滑轮数最少,所以采用一个定滑轮,两个动滑轮,拉力方向向上,如图5-6所示.(请你试用两种方法绕线)
例6下列功率值与实际最接近的是().
A.中考体能考试中,某同学跳绳时的功率为500W
B.某同学登楼时的功率为150W
C.某同学做俯卧撑时的功率为200W
D.某同学做引体向上时的功率为120W
讲析注意这不是凭空乱猜,而是对力、距离、时间三者的估测,然后用公式进行计算.
跳绳时一般1min内跳150次,每次跳起高度为6cm,以人体重为500N计,可得功率约75W左右;正常登楼时一般登三楼(6m)用时间为20s,则功率为150W左右.
俯卧撑时人用力一般为300N,人上升的距离约为40cm,以1min完成30个计,功率为60W左右;引体向上时,人上升的距离约为40cm,以1min完成10个计,功率为30W左右.
解答本题应选B.
例7用如图5-7所示的滑轮组提升重物(不计绳重和摩擦),问:
(1)当物重为180N时,滑轮组的机械效率为60%,求绳端拉力为多少?
(2)当提升240N重物上升3m时,绳端拉力所做的功为多少?
(3)如果绳子能承受的最大拉力为700N,人体重为600N,则利用此滑轮组能提升的最大物重是多少?
讲析(1)此小题中没有给出距离,所以无法分步求解,应从机械效率的计算公式入手,进行推导:
η=■×100%=■×100%=■×100%.
(2)此小题的关键是不能利用刚才的机械效率,同一个滑轮组,当物重改变时,其机械效率也发生改变.所以必须先利用第一小题中的数据求出动滑轮重,再利用动滑轮重求出现在的拉力大小.
求动滑轮重有两种方法,一种是F=(G+G动)/n,另一种是η=■×100%=■×100%.
还可以在动滑轮重求出后,求有用功和额外功,进而求到拉力做功,即总功.在这里,因为绳重和摩擦不计,所以克服动滑轮重做的功即额外功.
(3)绳子能承受的最大拉力虽然为700N,但因为是向下拉,所以人施加的拉力最大不会超过人的重力,否则人将加速向上运动了.所以绳的最大拉力等于人重力600N.代入相关数据,可得结果.
解答(1)75N(2)1080J(3)2280N
例8在“测定滑轮组的机械效率”的实验中,所用的装置如图5-8所示.
(1)该实验的原理是.
(2)安装好实验器材后,记下钩码和弹簧测力计的线端原先的位置,然后向上提起弹簧测力计,读出的大小,并测出钩码和线端上移的距离.
(3)某同学正确测得钩码上升的高度为0.2m,钩码重1.5N,其他被测和计算的数据如下表:
上表中肯定错误的数据是和,表中空白处为.
(4)某同学猜想滑轮组的机械效率可能与和(至少写出三个)等因素有关,请选择其中一个因素,写出其下面一个步骤:选择因素,步骤.
解答(1)η=■×100%.(2)匀速竖直,拉力.(3)0.4,0.24,83.3%.
(4)物重、绳重和动滑轮重、机械摩擦、物体上升的速度大小、物体上升是否匀速等,因素及步骤略.
例9如图5-9所示是一种蹦极游戏.游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在高处,从高处跳下.图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置,c点是游戏者所到达的最低点.对于游戏者离开跳台至最低点的过程,下列说法正确的是().
A.游戏者的动能一直在增加
B.游戏者减少的重力势能全部转化为动能
C.游戏者通过a点之后,动能越来越小
D.游戏者到c点时,他的动能为零
讲析人从高处落至a点的过程中,重力势能转化为动能,速度增大;
从a点向下,弹性绳开始对人有向上的拉力,绳越长,拉力越大,在拉力小于人的重力时,重力势能转化为人的动能和绳子的弹性势能,人继续加速,当拉力等于人的重力时,速度达到最大值.
从速度最大处继续向下,绳子拉力大于人重力,合力向上,人开始减速,重力势能和动能都转化为绳子的弹性势能,到最低点c时,人的速度为零,动能为零,重力势能最小,绳子的弹性势能最大.
解答本题应选D.
例10在探究“物体的动能与哪些因素有关”时,李强同学猜想物体的动能与物体的质量及物体运动的速度有关,于是他采用运动的钢球推动纸盒在水平木板上运动,通过比较纸盒被推动的距离来比较物体动能的大小的方法进行验证,如图5-10所示.
(1)李强这样做的依据是.
(2)请根据你的实验设计填写下表.
讲析此实验中主要运用了两种实验方法:转换法、控制变量法.
解答(1)物体做功越多,它具有的能量越大.(2)能,不能,应在平面上加一个斜面,让小球从斜面上滚下,让质量不等的钢球从斜面的同一高度由静止滚下,质量大的钢球推动纸盒远.
三、创新题选
1. (1)如图5-11所示,杠杆OA在F1、F2两个力作用下平衡,图中已画出了杠杆A端受的力F1.如果虚线OO1是力F2的力臂,请在杠杆上标出F2的作用点B,并画出力F2的示意图.
(2)如图5-12所示,O为杠杆AOBC的支点,OA=BC,试在A点作出使杠杆在如图位置平衡时的最小力.
(3)仅有两个轻质滑轮和几段细绳,你能设计一个装置,利用它可以用10N的拉力提起重40N的重物吗?(绳重和摩擦不计)请在上面方框内画出装置图.
2. 如图5-13所示,一轻质杠杆的B端挂一质量为10kg的物体,A端用一细绳将杠杆系于地上,细绳与杠杆间的夹角为30°,OA=1m,OB=0.4m,此时杠杆在水平位置平衡.现在O点放一质量为5kg的物体,用F=10N的水平拉力使物体以0.1m/s的速度向左匀速滑动(g取10N/kg).求:
(1)当物体在O点时,细绳AC拉力多大?
(2)物体运动到距O点多远的地方,细绳AC的拉力恰好为零?
(3)在物体移动的过程中F做的功及功率是多少?
3. 如图5-14所示,用动滑轮和桶组成的装置来提水,已知滑轮重4N,桶重6N,桶中水重90N,现将这桶水在8s内匀速提升6m(不计绳重和摩擦).求:
(1)拉力F做的有用功;(2)拉力F做功的功率;(3)该装置的机械效率.
4. 如图5-15,沿着长1000m、高250m的斜坡,将一辆重6×103N的矿车以2m/s的速度由坡底匀速拉到坡顶,如果拉力是2×103N,求:
(1)拉力做的有用功;(2)拉力做功的功率;(3)利用此斜面做功的机械效率;(4)忽略绳重等因素,求斜面对矿车的摩擦力.
5. 60m的高度、240s,侯斌用双手完成“攀登”,感动全世界!在2008年北京残奥会开幕式上,在最激动人心的点火环节,三届残奥会冠军侯斌以一种最为震撼人心的方式,独自手拉绳索攀升到主火炬台,并点燃了残奥会主火炬.侯斌用如图5-16所示的滑轮组提升自己和轮椅,若人、轮椅等总重为1100N,侯斌匀速拉绳的速度为1m/s,摩擦及绳重不计,绳端拉力为300N.求:
(1)侯斌采用的滑轮组中,动滑轮有
个,定滑轮个.
(2)动滑轮有多重?
(3)该滑轮组的机械效率多大?
6. (1)骑自行车的人,在上坡前往往要加紧蹬几下脚踏板,这是为了;
(2)汽车上坡时会减速,这是为了
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(3)如图5-17所示为一乒乓球在水平地面上弹跳时产生轨迹的一部分,你能从该图中看出哪些信息?
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7. 小秤大用:现有一把质量分布均匀的米尺、一个最大称量为10N的弹簧测力计和若干细线.请使用它们准确测定质量大约为3~4kg物体的质量,要求用示意图表示你所用的方法,并加以简要说明.
8. 大家都有过玩弹弓的经历,它能把“纸弹”弹出去.弹弓弹射的距离究竟与哪些因素有关?
(1)你的猜想是;
(2)写出能验证你的猜想的实验方案:
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(3)评估交流
若琦同学猜想“弹弓弹射的距离与纸弹的质量大小有关”并进行了如下实验:
①用弹弓斜向上弹出质量较小的纸弹,测出弹射距离s1;
②用弹弓斜向上弹出质量较大的纸弹,测出弹射距离s2;
③用弹弓斜向上弹出质量最大的纸弹,测出弹射距离s3;
④比较s1、s2、s3的大小就能得出弹弓弹射的距离是否与纸弹质量大小有关.
请你对该同学的实验方案进行评估:
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第五讲“创新题选”参考答案
1.(1)见图5-18.
(2)见图5-19.
(3)见图5-20.
2.(1)80N(2)0.8m(3)8J1W.
3.(1)540J(2)75W(3)90%.
4.(1)1.5×106J(2)4×103W
4.(3)75%(4)500N.
5.(1)12(2)100N(3)91.7%.
6.略
误区之一:生鸡蛋更有营养
有人认为,生吃鸡蛋有润肺及滋润嗓音功效。事实上,生吃鸡蛋不仅不卫生,容易引起细菌感染,而且并非更有营养。生鸡蛋里含有抗生物素蛋白,影响食物中生物素的吸收,容易使身体出现食欲不振、全身无力、肌肉疼痛、皮肤发炎、脱眉等“生物素缺乏症”。生鸡蛋的蛋白质结构致密,并含有抗胰蛋白酶,有很大部分不能被人体吸收,只有煮熟后的蛋白质才变得松软,才更有益于人体消化吸收。
另外,生鸡蛋还有特殊的腥味,也会引起中枢神经抑制,使唾液、胃液和肠液等消化液的分泌减少,从而导致食欲不振、消化不良。因此,鸡蛋要经高温煮熟后再吃,不要吃未熟的鸡蛋。
误区之二:蛋壳颜色越深,营养价值越高
许多人买鸡蛋只挑红壳的,说是红壳蛋营养价值高,而事实并非如此。蛋壳的颜色主要是由一种叫“卵壳卟啉”的物质决定的,而这种物质并无营养价值。分析表明,鸡蛋的营养价值高低取决于鸡的饮食营养结构。
评价蛋白的品质,主要是蛋白(蛋清)中蛋白质的含量。从感官上看,蛋清越浓稠,表明蛋白质含量越高,蛋白的品质越好。
蛋黄中主要的色素有叶黄素、玉米黄质、黄体素、胡萝卜素及核黄素等。蛋黄颜色深浅通常仅表明色素含量的多寡。有些色素如叶黄素、胡萝卜素等可在体内转变成维生素A,因此,正常情况下,蛋黄颜色较深的鸡蛋营养稍好一些。
误区之三:鸡蛋怎么吃营养都一样
鸡蛋吃法是多种多样的,有煮、蒸、炸、炒等。就鸡蛋营养的吸收和消化率来讲,煮、蒸蛋为100%,嫩炸为98%,炒蛋为97%,荷包蛋为92.5%,老炸为81.1%,生吃为30%~50%。由此看来,煮、蒸鸡蛋应是最佳的吃法。
误区之四:鸡蛋与豆浆同食营养高
早上喝豆浆的时候吃个鸡蛋,或是把鸡蛋打在豆浆里煮,是许多人的饮食习惯。豆浆性味甘平,含植物蛋白、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质等很多营养成分,单独饮用有很好的滋补作用。但其中有一种特殊物质叫胰蛋白酶,与蛋清中的卵清蛋白相结合,会造成营养成分的损失,降低二者的营养价值。
误区之五:老年人忌吃鸡蛋
由于鸡蛋中含有较高的胆固醇,所以,一直流行着老年人忌食鸡蛋的说法。近年来的科学实验证明,这种说法没有道理。
蛋黄中含有较丰富的卵磷脂,是一种强有力的乳化剂,能使胆固醇和脂肪颗粒变得极细,顺利通过血管壁而被细胞充分利用,从而减少血液中的胆固醇。而且蛋黄中的卵磷脂被消化后可释放出胆碱,进入血液中进而合成乙酰胆碱,是神经递质的主要物质,可提高脑功能,增强记忆力。
误区之六:鸡蛋与白糖同煮
很多地方有吃糖水荷包蛋的习惯。其实,鸡蛋和白糖同煮,会使鸡蛋蛋白质中的氨基酸形成果糖基赖氨酸的结合物。这种物质不易被人体吸收,会对健康产生不良作用。
随着经济的快速发展,迅速崛起的民营、外资等非公有制企业不断增多,传统的计划生育管理模式已不能很好地适应新时期人口和计划生育工作的要求,加强企、事业单位计生协会建设,依靠职工的力量,最大限度地实现自我教育、自我管理、自我服务、自我监督是做好新时期人口和计划生育工作最现实、最有效的途径。
企、事业单位计生协会在企业计划生育工作中直接担负着示范、宣传、服务、监督、交流的任务,具有联系群众、知心交心的优势,是企、事业单位做好计划生育工作的一支重要力量。因此,企、事业单位主要领导对计划生育工作要亲自抓、负总责,要定期过问本单位的计生协会工作,参加协会的重要活动,并在人、财、物方面给予支持,切实帮助协会解决实际困难;单位计生协会要积极主动做好工作,定期向领导汇报工作,争取单位领导对协会工作的理解和支持,并把宣传计生政策与宣传厂规厂纪结合起来,既维护员工的正当相益,又积极协助企业发展生产。
二、企、事业单位计生协会建设的目标和要求:
辖区内的事业单位、集体企业和女职工100人以上的民营、外企都要成立协会,计生协会的建立由企、事业单位所在社区负责指导。
企、事业事单位计生协会建设要做到“六有一达标”:有一名企业领导负责协会工作,有一名热心计生事业、乐于为群众服务的协会会长,有一个有代表性、有议事能力的理事会,有一支以管理人员和技术人员为骨干、以育龄群众为主体、不少于员工总数10%的会员队伍,有切实可行的规章制度,有规范的会员小组活动和会员联系育龄群众的服务;完成和达到上级各项计划生育工作任务和指标。
计生协会成立后,要建好协会工作台帐。
三、组织活动,增强企、事业单位计生协会的生命力和凝聚力:
企、事业事单位建立计生协会后,要组织开展多种形式的活动宣传计生政策,转变婚育观念,树立婚育新风。要抓住职工最关心的问题,把育龄妇女做为管理和服务对象,为她们提供优质服务,寓管理于服务之中。要经常听取广大职工的要求的建议,广泛开展民主参与和民主监督,制定落实会员优惠政策,帮助他们解决生育、生产、生活中的困难,给企业育龄群众营造宽松、舒适的“家庭”氛围,增强对企业的认同感和归属感。