简单机械和功机械能和内能例题讲析.docx

简单机械和功机械能和内能例题讲析下面结合一些例题来进行分析,谈谈解题的思路、策略和方法.例1一次,检查员发现某药店的一台天平左右两臂不相等,于是责令营业员停止使用该天平,但这时却刚好跑进来一顾客,要求购买200g药品,营业员急中生智地对检查员说:我先在左盘里放药品,右盘放100g砝码,然后再在左盘放100g砝码,右盘放药品,这样一次药品的质量多于100g,一次药品的质量少于100g,两次扯平了,刚好200g,这样,谁也不吃亏.你认为营业员说的是否正确?分析天平应是一等臂杠杆,若两臂不相等,则所称量的物体质量就不准确.本题可看成是一道含有两全过程的计算题,必须通过计算才能知道两次称量出的总质量是否为200g.解方法1先设左右两边力臂之比为l1:l2.再分别计算出两次称出的药品质量M1、M2,加起来看是否等于200g.M1×l1=100g×l2100g×l1=M2×l2方法2利用力与力臂成反比得:100g:M1=M2:100g得M1×M2=(100g)2,即M1+M2>200g.点评解杠杆类题目一般都是根据其平衡条件列出关系式,有一个过程列一个方程,再解出结果.例2用滑轮组提起质量为200g的物体.作用在绳子自由端向上的拉力为0.49N,绳子自由端移动的距离为0.5m,物体升高的距离为0.1m.(1)求此过程中的有用功、总功和滑轮组的机械效率;(2)画出实验时滑轮组的绕绳方法.分析(1)有用功等于物重和物体升高距离的乘积;总功等于拉力和绳子自由端移动距离的乘积;机械效率等于有用功和总功的比值.(2)使用滑轮组时,重物由几段绳子承担,绳子自由端移动的距离就是物体升高距离的几倍.本题中绳子自由端移动的距离是物体升高的5倍,所以重物由5段绳子承担.绳子的一端应系在下面的动滑轮上,由于重物是由5根绳子承担,所以要两个动滑轮,自由端向上,所以也要两个定滑轮.解(1)W有用=G·h=2N×0.1m=0.2J,W总=F·s=0.49N×0.5m=0.245J,=0.82=82%.(2)绳子绕法如图1所示.点评在画滑轮组时,动滑轮的个数由承担重物绳子的段数决定,段数为偶数,固定端就在定滑轮上,动滑轮个数为段数的一半;段数为奇数,固定端就在动滑轮上,动滑轮个数为段数减1的一半.动滑轮个数和固定端定下来之后,再看自由端是向上还是向下,就可确定定滑轮的个数.例3某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置,如图2所示,取一块与自己等长的木板,一端固定另一端用轻质细绳通过一个滑轮悬挂起来(摩擦不计),在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡.如果该同学身高160cm,质量40kg,平躺到木板上后在托盘中再加上重137.2N的物体,木板再次水平平衡.(1)该装置中滑轮的作用是.(2)在测人体重心之前,先“在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡”,这样做的目的是.(3)请通过计算说明该同学的重心位置.(g取9.8N/kg)分析本装置是利用杠杆平衡条件来测重心位置的,将木板看成杠杆,O为支点,先在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡,人平躺到木板上后,相当于在人的重心处对木板作用一向下的大小等于人重的力,要使杠杆仍平衡,必须通过向托盘中再加重物使绳子的拉力增大.使增加的阻力和阻力臂乘积与动力和动力臂乘积相等.解(1)改变力的方向;(2)使木板水平平衡,排除木板重力对实验的影响;(3)该同学的重心位置离O点(头顶)距离为l2,F1l1=F2l2得:137.2N×160cm=40×9.8N×l2l2=56cm.答该同学的重心位置离O点(头顶)距离为56cm.点评在用此装置测人重心位置时,也可不测人的质量.其方法是:人先头朝O点平躺到木板上测一次,再脚朝O点平躺到木板上测一次,根据两次测出的数据分别列出两个关系式,解出重心位置.例4如图3所示,与水平方向分别成60°和30°的两根细线吊着一根均匀直棒,直棒保持水平.若直棒重为G,求两细线的拉力.分析可将直棒看成杠杆,由于直棒是静止的,其支点可根据题目需要而定.要求B端细线的拉力,可选A端为支点,动力为B端细线的拉力,阻力为棒AB的重力,作用点在重心处(AB的中点),画出并求出它们的力臂(都用棒长L表示),根据杠杆平衡列出关系式,就可解出B端细线的拉力FB.取B点为支点,用同样的方法可解出A端细线的拉力FA.态,都可当杠杆来处理.支点可任意定,但为了解题方便,往往将支点定在某一力的作用点上.例5兰兰和芳芳测定好滑轮组机械效率后,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l: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