1. 省力杠杆的特点是
力,但
距离;费力杠杆的特点是
力,但
距离;等臂杠杆的特点是
省力,
省距离。
答案:解:
省力杠杆的特点是省力,但费距离;费力杠杆的特点是费力,但省距离;等臂杠杆的特点是不省力,不省距离。
解析:
【分析】
要解决这道题,需回忆杠杆的分类依据(动力臂与阻力臂的大小关系),再对应不同类型杠杆的特点:省力杠杆动力臂大于阻力臂,费力杠杆动力臂小于阻力臂,等臂杠杆动力臂等于阻力臂,据此可明确各类杠杆的力和距离的特点。
【解析】
根据杠杆的分类特点:省力杠杆的动力臂大于阻力臂,因此特点是省力,但费距离;费力杠杆的动力臂小于阻力臂,特点是费力,但省距离;等臂杠杆的动力臂等于阻力臂,特点是不省力,也不省距离。
【答案】
省力杠杆的特点是省力,但费距离;费力杠杆的特点是费力,但省距离;等臂杠杆的特点是不省力,不省距离。
【知识点】
杠杆的分类,杠杆的特点
【点评】
本题考查杠杆三种类型的基础特点,属于物理力学中的识记类基础题,侧重对核心概念的掌握,难度较低,用于巩固杠杆相关的基础知识点。
【难度系数】
0.9
2. 定滑轮的特点是
省力,
省距离;动滑轮的特点是
力,但手拉绳移动的距离比重物上升的距离
。
答案:解:定滑轮的特点是$\underline{不}$省力,$\underline{不}$省距离;动滑轮的特点是$\underline{省}$力,但手拉绳移动的距离比重物上升的距离$\underline{大}$。
解析:
【分析】
要解决这道题,需先明确定滑轮和动滑轮的实质:定滑轮实质是等臂杠杆,动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆。结合杠杆平衡条件,等臂杠杆不省力也不省距离;省力杠杆省力但费距离,由此可推导两者的特点。
【解析】
1. 定滑轮:实质是等臂杠杆,根据杠杆平衡条件,动力等于阻力,因此不省力;同时动力移动的距离与阻力移动的距离相等,所以也不省距离。
2. 动滑轮:实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,根据杠杆平衡条件,动力为阻力的一半,因此省力;此时手拉绳移动的距离是重物上升距离的2倍,故手拉绳移动的距离比重物上升的距离大。
【答案】
不;不;省;大
【知识点】
定滑轮特点、动滑轮特点、滑轮的实质
【点评】
本题考查简单机械中定滑轮和动滑轮的基础特点,属于概念识记类题目,只要掌握滑轮的杠杆本质即可轻松解答,是力学部分的基础考点。
【难度系数】
0.9
二、什么是功
请阅读教科书第15页“什么是功”中的内容,说一说物理学中功的定义、计算公式、单位分别是什么。
答案:解:
功的定义:物理学中,将作用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离的乘积叫做机械功,简称功。
功的计算公式:$W=Fs$,其中$W$表示功,$F$表示作用在物体上的力,$s$表示物体在力的方向上通过的距离。
功的单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号为$\mathrm{J}$,$1\ \mathrm{J}=1\ \mathrm{N·m}$。
答:物理学中功的定义是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离的乘积,计算公式为$W=Fs$,国际单位为焦耳,简称焦,符号是J。
解析:
【分析】
本题考查物理学中功的基础概念,解题思路是直接依据教材中“什么是功”的相关内容,明确功的定义需包含两个必要因素(作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离),再对应其计算公式和国际单位,准确提取知识点即可解答。
【解析】
1. 功的定义:物理学中,将作用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离的乘积叫做机械功,简称功;
2. 功的计算公式:$W=Fs$,其中$W$表示功,$F$表示作用在物体上的力,$s$表示物体在力的方向上通过的距离;
3. 功的单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号为$\mathrm{J}$,且$1\ \mathrm{J}=1\ \mathrm{N·m}$。
【答案】
物理学中功的定义是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离的乘积,计算公式为$W=Fs$,国际单位为焦耳,简称焦,符号是$\mathrm{J}$。
【知识点】
功的定义、功的计算公式、功的单位
【点评】
本题属于物理力学的基础概念识记题,考查对功的核心知识点的掌握,是学习做功相关知识的入门内容,难度较低,只要熟悉教材内容即可准确作答。
【难度系数】
0.9
三、做功了吗
1. 根据功的公式,你认为对物体做功要满足哪几个必要条件?
2. 练习:教科书第16页图11-32所示的几种情况中,人做功了吗?为什么?
图(a):
;
图(b):
;
图(c):
;
图(d):
。
答案:解:
1. 对物体做功的两个必要条件:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过一定的距离,两个条件缺一不可。
2. 图(a):人做了功,人对物体施加了力,且物体在力的方向上通过了一段距离,满足做功的两个必要条件
图(b):人没有做功,人对书包的作用力竖直向上,书包移动的距离沿水平方向,书包没有在力的方向上通过距离,不满足做功条件
图(c):人没有做功,人对杠铃施加了力,但杠铃保持静止,没有在力的方向上通过距离,不满足做功条件
图(d):人没有做功,足球离开脚后,人对足球没有施加力的作用,足球依靠惯性运动,不满足做功条件
解析:
【分析】
解题时需先明确做功的两个必要条件,再结合每个图的场景,逐一分析是否同时满足“作用在物体上的力”和“物体在力的方向上通过的距离”这两个条件,满足则做功,不满足则不做功。
【解析】
1. 根据功的定义,对物体做功的两个必要条件:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过一定的距离,两个条件必须同时满足,缺一不可。
2. 图(a):人对物体施加了力,且物体在力的方向上移动了一段距离,满足做功的两个必要条件,所以人做了功。
图(b):人对书包施加的力是竖直向上的,而书包移动的距离是水平方向,书包没有在力的方向(竖直方向)上通过距离,不满足做功条件,所以人没有做功。
图(c):人对杠铃施加了向上的力,但杠铃保持静止,没有在力的方向上通过距离,不满足做功条件,所以人没有做功。
图(d):足球离开脚后,人对足球不再施加力的作用,足球依靠惯性运动,此时人对足球没有力的作用,不满足做功条件,所以人没有做功。
【答案】
解:1. 对物体做功的两个必要条件:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过一定的距离,两个条件缺一不可。2. 图(a):人做了功,人对物体施加了力,且物体在力的方向上通过了一段距离,满足做功的两个必要条件;图(b):人没有做功,人对书包的作用力竖直向上,书包移动的距离沿水平方向,书包没有在力的方向上通过距离,不满足做功条件;图(c):人没有做功,人对杠铃施加了力,但杠铃保持静止,没有在力的方向上通过距离,不满足做功条件;图(d):人没有做功,足球离开脚后,人对足球没有施加力的作用,足球依靠惯性运动,不满足做功条件。
【知识点】
功的必要条件、判断力是否做功
【点评】
本题为基础概念应用题,核心考查对做功两个必要条件的理解,只需结合每个场景分析力与距离的对应关系即可,属于物理力学的基础题型。
【难度系数】
0.3
1. 判断在下列几种情景中人是否做功。
(1)人提着水桶在水平路面上匀速前进,此时人
没做功
。
(2)用力搬石头但没有搬动,此时人
没做功
。
(3)某人抱着木箱,登上三楼,此时人
做功了
。
答案:1.(1)没做功 (2)没做功 (3)做功了
解析:
【分析】
判断人是否做功的核心依据是做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离,两个条件必须同时满足才做功。接下来逐个分析情景:
(1)人提水桶时,对水桶施加竖直向上的力,而水桶在水平方向移动,移动方向与力的方向垂直,不满足“力的方向上有距离”,因此不做功;
(2)人搬石头时,对石头施加力,但石头没有发生移动,不满足“有距离”的条件,因此不做功;
(3)人抱木箱登三楼时,对木箱施加竖直向上的力,木箱在竖直方向移动了距离,两个条件都满足,因此做功。
【解析】
根据做功的两个必要条件逐一分析:
(1)提水桶水平前进:人对水桶的力为竖直向上,移动距离为水平方向,力与距离垂直,不做功;
(2)搬石头未搬动:人对石头施加力,但石头无移动距离,不做功;
(3)抱木箱登三楼:人对木箱的力为竖直向上,木箱在竖直方向移动了距离,满足做功条件,做功。
【答案】
(1)没做功 (2)没做功 (3)做功了
【知识点】
功的两个必要因素
【点评】
本题考查功的判断,属于基础概念题,需准确理解做功的两个必要条件,明确力的方向与移动距离的对应关系即可解答。
【难度系数】
0.8
2. 起重机将重5 000 N的物体匀速提高6 m后又水平地移动了4 m,起重机对物体所做的功是(
A
)
A.30 000 J
B.20 000 J
C.50 000 J
D.10 000 J
答案:2. A
解析:
【分析】
要解决这道题,需明确做功的两个必要条件:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。起重机对物体的拉力方向为竖直向上,因此只有物体在竖直方向移动时,拉力才做功;水平移动时,拉力方向与移动方向垂直,不做功。只需计算竖直提升过程中起重机做的功即可。
【解析】
功的计算公式为 $ W = Fs $,其中 $ F $ 是作用在物体上的力,$ s $ 是物体在力的方向上移动的距离。
起重机匀速提升物体时,拉力与重力平衡,即 $ F = G = 5000\ \mathrm{N} $,竖直移动的距离 $ s = 6\ \mathrm{m} $,此过程做功:
$ W = Fs = Gh = 5000\ \mathrm{N} × 6\ \mathrm{m} = 30000\ \mathrm{J} $。
物体水平移动4m时,拉力方向竖直,移动方向水平,力与距离垂直,该过程不做功。因此起重机对物体做的总功为30000J,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
功的计算、做功的必要因素
【点评】
本题考查功的计算,核心是判断力是否做功,需牢记“力与距离同方向才做功”,易错点是误将水平移动的距离计入做功,属于基础题型,需准确掌握概念。
【难度系数】
0.6