浮力及简单机械(新).doc

教 案
教师：__________ 学生：__________ 上课时间：__________
【方法指导与教材延伸】
1、正确理解压力的概念
压力跟其它力一样，都是物体对物体的作用，压力区别于其它力的基本特征，可概括为三点：
(1)压力是发生在相互接触的两个物体的接触面上的一种接触力，任何彼此分离的两个物体之间是不可能产生压力的。
(2)压力总是与物体的形变相关连的一种弹力，压力是由于物体之间互相挤压，彼此引起形变而产生的，从力的性质来看，压力属于弹性力。
(3)压力的方向总是与物体的接触面相垂直，且指向被作用的物体。
２、压力和重力是性质不同的两种力
重力与压力是有区别的：
从力的性质上看，压力属于弹性力，而重力属于引力性质，是由地球的吸引而使物体受到的力；从施力物体来看，压力的施力物是相互挤压的物体，而重力的施力物体是地球；从力的作用来看，压力作用在相互发生挤压的两个物体的接触面上，而重力的作用点是物体的重心；从力的方向上看，压力的方向与接触面垂直，而重力的方向总是竖直向下，与水平方向垂直指向地心。
有时压力与重力有关，它可以是重力产生的，还可以不是重力产生的，下面所示各面上放置的物体，质量相同，它们受到的重力大小和方向都相同，但各面上受到的压力的大小和方向却不相同，图２中地面所受压力等于物体的重力，图３中斜面所受压力小于物体的重力，图４中墙面所受压力和物体的重力毫无关系。从这些例子中可知，支持面上受到的压力其大小等于物体的重力只是一种特殊情况，若仅以这一特殊情况就认为压力总等于重力，显然是错误的，最好的办法是具体情况，具体分析。
３、怎样理解“压强”这一概念
有了压力这一概念，为什么还要引入压强的概念呢？这是因为相同的压力会产生不同的效果。例如：同一块砖，平放在松软的砂地上，和将这块砖竖放在松软的砂地上，砂地上留下的压痕的深浅是不同的。当这块砖平放时，压痕浅些，这块砖竖放时，压痕深。由此可以看出，压力产生的效果不仅与压力的大小有关，还与两物体接触时的受力面积大小有关。压力产生的效果是由压力的大小和受力面积的大小两个因素决定的。物体单位面积上受到的压力大，则压力作用效果就大；单位面积上受的压力小，则压力作用效果就小。仅用压力的概念就不能完全表示其作用效果了。就需要引入一个新的概念来反映压力作用的效果，这就是“压强”。 我们把物体单位面积上受到的压力，叫做压强。
４、如何正确认识液体压强公式Ｐ＝
静止液体内部压强的特点是：
① 液体内部向各个方向都有压强；
② 压强随深度的增加而增大；
③ 在同一深度，液体向各个方向的压强都相等；
④ 液体的压强还跟液体的密度有关。
液体内部的压强之所以有以上特点，是因为液体受到重力且具有流动性。
正是由于液体受到重力作用，因此在液体内部就存在着由于本身重力而引起的压强。推理和实验都可得出，液体内部的压强公式为Ｐ＝。
⑴公式Ｐ＝的物理意义：
Ｐ＝是液体的压强公式，由公式可知，液体内部的压强只与液体的密度、液体
深度有关，而与所取的面积、液体的体积、液体的总重无关。
　⑵公式Ｐ＝的适用范围：
这个公式只适用于计算静止液体的压强，不适用于计算固体的压强，尽管有时固体产生压强恰好也等于，例如：
将一密度均匀，高为h的圆柱体放在水平桌面上，桌面受到的压强：
Ｐ＝
但这只是一种特殊情况，不能由此认为固体对支持物产生压强都可以用Ｐ＝来计算。但对液体来说无论液体的形状如何，都可以用Ｐ＝计算液体内某一深度的压强。
　　⑶公式Ｐ＝和Ｐ＝的区别和联系
Ｐ＝是压强的定义式，也是压强的计算公式，无论对固体、液体、还是气体都是适用的。而Ｐ＝是通过公式Ｐ＝结合液体的具体特点推导出来的，只适合于计算液体的压强。
⑷由于液体具有流动性；则液体内部的压强表现出另一特点：液体不但对容器底部有压强而且对容器侧壁也有压强，侧壁某一点受到的压强与同深度的液体的压强是相等的，同样是用Ｐ＝可以计算出该处受到的压强。
5、 浮力的概念
⑴浮力：浸在液体（或气体）里的物体受到液体（或气体）对物体向上的托力叫做浮力。
⑵浮力的方向是竖直向上的。
⑶浮力产生的原因。浸在液体（或气体）里的物体受到的压力差就是液体（或气体）对物体的浮力。
假设浸没物体的边长是a的立方体，立方体的各个侧面受到液体的压
力相互抵消，但其上下底面所受到压力大小不同，
上表面受到液体对其向下压力的大小为：F下=ρ液gh1a2
下表面受到液体对其向上压力的大小为：F上=ρ液gh2a2
两者之差就是浮力大小：F浮=F上―F下=ρ液gh2a2 ―ρ液gh1a2
=ρ液g(h2―h1)a2 =ρ液ga3
6、 确理解阿基米德原理
浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体的重力，这就是阿基米德原理，它的数学表达式是：F浮=ρ液gV排=G排液
对阿基米德原理及其公式，应注意理解以下几点：
⑴阿基米德原理阐明了浮力的三要素：浮力作用在浸在液体（或气体）的物体上，其方向是竖直向上的，其大小等于物体所排开的液体（或气体）受到的重力，即F浮=G排液
⑵“浸在”的含义既包括物体全部体积都没入液体里，也包括物体的一部分体积在液体里面而另一部分体积露出液面的情况，“浸没”指全部体积都在液体里，阿基米德原理对浸没和部分体积浸在液体中都适用。
⑶“排开液体的体积”即V排和物体的体积为V物，它们在数值上不一定相等，当物体浸没在液体里时，V排=V物 ，此时，物体在这种液体中受到浮力最大。如果物体只有一部分体积浸在液体里，则V排＜V物 ，这时V物=V排+V露。当液体的密度ρ一定时，根据F液=ρ液gV排，物体排开液体的体积小，物体受到的浮力就小，物体排开液体的体积大，物体受到的浮力就大，物体受到的浮力跟它排开液体的体积成正比。由此看出浮力的大小跟物体的体积的大小无关，物体的体积再大，浸在液体里的体积很小，它也不会受到多大的浮力。
⑷根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排，当物体排开液体的体积V排一定时，浮力的大小跟液体的密度成正比。即浮力的大小跟液体的密度ρ液、物体排开液体的体积
V排有关，而与物体自身的重力、体积、密度、形状无关。浸没在液体里的物体受到的浮力不随物体在液体中的深度的变化而改变。如图所示：
体积相同的铝球、铁板、木块浸没水中的深度不同，
虽然它们本身的密度、形状、重力，在水中的深度各不
相同，但它们受到的浮力却是相同的，这就是因为浮力
的大小只是由ρ液、V排决定的。
⑸阿基米德原理也适用于气体：F浮=ρ气gV排，浸在大气里的物体，V排=V物。
7、物体的浮沉可分几种情况？由什么条件决定？
答：放在液体中的物体平衡有三种情况。一是物体漂浮在液面上，如漂浮在水面上的木块；二是物体悬浮在液体中，既不露出液面，也不沉到容器底。如酒精和水按一定比例混和后，橄榄油会成球状悬浮在混和液中；三是物体沉到容器底部，如下沉到容器底部的实心铁球。
当物体漂浮或悬浮时，根据物体受力平衡，它所受重力和浮力平衡。若下沉，则物体所受浮力小于其重力，物体下沉到容器底部后，物体所受容器底对其弹力，浮力和它的重力平衡。
从物体与液体的密度关系来看，当物体漂浮在液面上时，物体排开液体的体积必然小于物体本身体积，V排＜V物，而G＝F浮，则ρ物gV物＝ρ液gV排可知ρ物＜ρ液。
当物体悬浮在液体中时，物体排开液体的体积V排＝V物，由ρ物gV物＝ρ液gV排可知ρ物＝ρ液
当物体沉到容器底时，可知G物＞F浮，而V物＝V排，ρ物gV物＞ρ液gV排，可知ρ物＞ρ液。由上所述，可得出结论
当ρ物＜ρ液时，物体漂浮；当ρ物＝ρ液时，物体悬浮；当ρ物＞ρ液时，物体下沉
应该看到，上浮和下沉都是动态过程，浮力大于重力时，当物体在水中的上浮过程中，其受力情况是不变的，但当物体部分露出水面后，其所受浮力随其露出水面部分体积的增加而减小，直至浮力与重力平衡，物体飘浮在水面上。若物体所受浮力小于重力，物体将下沉，在水中下沉过程中物体受力情况也不变，直到物体与容器底部接触，此时物体受到浮力与容器底部对物体托力之和跟物体重力平衡。
7、 排水量的含义
轮船的大小通常用排水量来表示，排水量是个专有名词，它是指船满载时排开的水的质量。如将上述质量算成重量也就是船满载后受到的水的浮力（即船受到的最大浮力）。根据物体漂浮在液体的条件，可得如下的计算公式：排水量＝船自身的质量＋满载时货物的质量
例如：某轮船的排水量是22000t，船自身质量为8000t，则它最多可装
22000t—8000t＝14000t的货物
9、气球和飞艇
气球和飞艇在空气中受力情况：向上的浮力F浮，向下的气囊壳体重力G壳和内中气体的重力G气（壳体中装的是密度比空气小的气体）。
⑴由于G气很小，使F浮＞G气＋G壳，气球上升；
⑵高空处空气密度渐小，浮力F浮＝ρ空gV排变小，当F浮＝G空＋G壳时，气球悬浮于一定高度；
⑶要继续上升，只需减小G壳（将原来装在气囊壳体中的重物抛掉）。使
F浮＞G空＋G壳，当达到某一高度时，ρ空减小使F浮减小到F浮＝G空＋G壳，由于气球悬浮于又一高度；
⑷要下降时，将气囊中气体放出一些，使气囊体积V排变小，使变小，致使
F浮＜G空＋G壳，到某一高度，空气密度ρ空增大到使ρ空gV排＝G空＋G壳，再需下降，就再放出气体。
【例题选讲】
例1：如图所示，甲、乙、丙三个完全相同的圆柱体竖放在水平地面上，若把乙、丙中的阴影部分切除后，试比较甲、乙、丙对水平地面的压强大小？
解：圆柱体对地面的压强： P=
从上式可知截面积不变的柱体对水平支承面的压强与柱体的体积粗细、重量等无关，只与柱体的高度、密度有关：
甲、乙、丙是同种物质，密度相同，高度相同，由P=可知甲、乙对地面的压强相等，丙中的柱体（部分）bcde产生的压强与甲、乙相等，但acde部分产生的压强大于bcde部分产生的压强。由此可知：P甲=P乙<P丙。
例2： 在一个大气压下将一根玻璃管灌满水银后倒置在水银槽中，管高出水银面h=50cm，如图所示，问：⑴管内顶部受到多大的压强？方向如何？⑵如果在管顶部开一个小孔出现什么情况？（大气压为76cm汞柱）
解：⑴管内顶部受到的压强为：76cmHg－50cmhg＝26cmHg；方向是竖直向上。
⑵如果在管顶部开一个小孔，管内外相通都为一个大气压，水银柱下降到管内外水银面一样高。
例3：如图所示，密度为0.6×103kg/m3的正方体木块，放入盛有水的容器中，此时，木块的下表面距水面3cm，请根据所学的物理知识，至少计算出与木块有关的8个物理量。（g取10N/kg）
解：⑴木块下表面受到水的压强

⑵木块的边长：因为木块漂浮，所以，则，，。
⑶木块的底面积：
⑷木块的体积：
⑸木块排开水的体积：
⑹木块受到的浮力
⑺木块的物重：
⑻木块的质量：
例4： 把一小球放入盛满酒精（）的溢水杯中，它沉入容器底部，从杯中溢出8g酒精，若将该小球放入盛满水的溢水杯中，它漂浮在水面上，从杯中溢出水的质量（ ）
A、大于8g B、等于8g C、小于8g D、无法判断
解：小球放入酒精中沉入容器底部，它受酒精对它的浮力小于小球的重力，即；把小球放入水中漂浮在水面上，它受到的浮力等于小球的重力。即，所以，即。本题易错选B。 选A。
例5：小明在一根均匀木杆的一端缠绕少许铅丝，使得木杆放在液体中可以竖直漂浮，从而制成一支密度计。将它放入水中，液面到木杆下端的距离为16.5cm；再把它放到盐水中，液面到木杆下端的距离为14.5cm。如果所用铅丝的体积极小，可以忽略，小明测得到的盐水密度是多少？
精析：本题看起来条件很少，似乎很难下手，但你一旦注意题目中的两种情况皆为漂浮，立即抓最简单的力平衡式，再具体分析各力，问题即可迎刃而解。
解：设密度计的横截面积为，密度计在水中的浮力：。密度计在盐水中的浮力：，，，，即：，
。
例6：给你足够的水，量筒一只，怎样测定小瓷酒杯的密度（酒杯的直径小于量筒的直径）请写出主要实验步骤及密度表达式。
精析：测固体密度的方法有多种，有直接的方法：用天平测质量、量筒（量杯）测体积；有间接的方法：利用物体漂浮时排开液体的重力等于物体的重力，求出物体的质量，再利用排水法测物体的体积，算出物体的密度，本题应使用间接方法测小瓷杯的密度。
解：1、在量筒里倒入适量的水，记下水面到达的刻度。2、把小酒杯漂浮在水面上，记下水面到达的刻度。 3、把小酒杯沉没在水中，记下水面到达的刻度。4、计算：小酒杯漂浮在水面上。
小酒杯沉没在水中时，它排开水的体积为，即瓷杯自身瓷的体积。。
【同步练习】
一、选择题
1、小亮同学在研究液体内部压强的规律时，大胆探索，用甲、乙两种液体多次实验，根据实验数据画出了液体压强随深度变化的图像如右图所示，则甲、乙两种液体的密度关系是（ ）
A、 B、 C、 D、条件不足，无法判定
2、甲、乙两个实心正方体金属块，放在水平桌面上，它们对桌面的压强，压力，则它们的密度和的大小关系是（ ）
A、 B、 C、 D、无法确定
3、甲、乙、丙三个实心立方体分别放在水平地面上，它们对水平地面的压强相等，已知，若在甲、乙、丙三个立方体上分别放一个质量相等的铜块，则三个立方体对水平地面的压强大小关系为（ ）
A、 B、 C、 D、无法判断
4、（多选题）如图所示为放在水平桌面上的质量相等的圆柱形容器和底大口小的容器乙。分别倒入适量的同种液体，液面高度和液体上表面积都相等。设两容器内液体对容器底部的压力分别为、，桌面受到的压强分别为、，则（ ）
A、 B、 C、 D、

5、水平桌面上的烧杯内盛有浓盐水，如果向烧杯内加一定量的清水（未溢出），则（ ）
A、盐水密度减小，烧杯底部受到的液体压强减小
B、盐水密度增大，烧杯底部受到的液体压强增大
C、盐水密度减小，烧杯底部受到的液体压强增大
D、盐水密度增大，烧杯底部受到的液体压强减小
6、（多选题）夏天到了，伟伟在盛有凉开水的杯子中放入冰块做冷饮如图所示，当冰块熔化后，不发生变化的是（ ）
A、杯中水面的高度 B、杯子对桌面的压力C、水对杯底的压强 D、水对杯底的压力
7、静止在斜面上的金属块，重为10N，金属块对斜面的压力为6N，金属块与斜面的接触面积为20cm2，则金属块对斜面的压强是（ ）
A、5×103Pa B、3×103Pa C、2×103Pa D、8×103Pa
8、（多选题）潜水艇在海底航行时排水量为，在海面上航行时排水量为，设海水的密度为，试确定下列说法哪些正确（ ）
A、它在海底航行时所受浮力等于
B、它在海底航行时所受的压力差
C、当潜艇在海面上航行时，水中部分的体积为
D、要使潜艇潜入海水中要充入的海水
9、我们吸气时，下列说法正确的是（ ）
A、肺的容积减小，肺内空气压强增大 B、肺的容积增大，肺内空气压强减小
C、肺的容积增大，肺内空气压强增大 D、肺的容积减小，肺内空气压强减小
10、（多选题）某容器装满水，轻轻放入一小球后，溢出50g水，则下列判断正确的是（ ）
A、小球的质量肯定不小于50g B、小球的质量肯定等于50g
C、若小球质量大于50g，则小球的体积一定等于50cm3
D、若小球质量等于50g，则小球的体积一定大于50cm3
11、潜水艇从潜行变为上浮，在浮出水面之前，所受海水的压强和浮力变化情况正确的是（ ）
A、压强减小，浮力不变 B、压强增大，浮力不变
C、压强不变，浮力变大 D、压强不变，浮力变小
12、如图所示，质量均匀的物体悬浮在水中，现将它沿图示虚线切为大小不等的两块后仍放在水中，则（ ）
A、大块下沉，小块上浮 B、大块悬浮，小块上浮
C、两块都悬浮 D、两块都下沉
13、游泳的人由河边走向深水处的过程中，如果河底布满碎石子，则（ ）
A、脚越来越疼，因为水对脚的压力越来越大
B、脚疼得越为越轻，因为河底对人的支持力越来越小
C、脚越来越疼，因为水对人的浮力越来越大
D、脚疼得越来越轻，因为人受到的重力越来越小
14、在弹簧测力计下挂一实心物体，弹簧测力计的示数是F，如果把物体浸没在水中央，物体静止时弹簧测力计的示数为，则该物体的密度是（ ）
A、1.0×103kg/m3 B、0.8×103kg/m3 C、1.5×103kg/m3 D、1.25×103kg/m3
15、当物体在足够深的水中处于自由状态时，下列说法中不正确的是（ ）
A、密度大于水的物体在水中一定下沉到水底
B、密度大于水的物体在水中也有可能漂浮在水面上
C、密度小于水的物体一定处于漂浮状态
D、如果是质量相同的木块和铁块，木块受到的浮力比铁块大
二、填空题
1、在空气中称两铁块与铝块，弹簧秤示数相等，若将铁块与铝块没入水中，则称________的弹簧秤示数较大。倘若在真空中称，则称_________的弹簧秤的示数较大。
2、一艘船的排水量为8000吨，则满载时它受到的浮力为________N，若其最大载货量为5000吨，而现在实际上只载货4000吨，则受到浮力为________N。（g=10N/kg）
3、把一个体积是250厘米3的物体，放入一个盛满水的容器中，结果溢出水的体积是200厘米3。那么，这个物体在水中的浮沉情况是_________牛，物体的密度为________千克/米3。
4、将一个体积为2m3，密度为0.5×103kg/m3的物体投入水中，当物体在水中静止时，它受到的浮力为________N，若将此物体投入密度为0.4×103kg/m3的液体中，物体静止时受到的浮力为________N。
5、将挂在弹簧秤上的物体的一半浸没在水中，弹簧秤的示数比物体未浸入水之前减少了1N，这个物体的体积是________，当这物体全部浸没在水中时，弹簧秤的示数是3N，这物体重_______N。
6、弹簧秤下端挂一个物体，将其全部浸入水中，受到有浮力是0.49N，弹簧秤的示数是0.83N，该物体的物重是_______N，物体的体积是_________m3，若把此物体放在水银中受到的浮力是________N，排开水银重为_______N。
简单机械部分
【方法指导与教材延伸】
3、杠杆平衡表示什么意思：平衡条件是什么。
当有两个力或几个力作用在杠杆上，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，则我们说杠杆平衡了。根据实验可确定杠杆平衡的条件是：即动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。
4、滑轮的实质是什么
滑轮实质是变形的，可连续转动的杠杆。定滑轮的支点是转动轴，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，由杠杆的平衡条件可知，定滑轮是等臂杠杆，故使用定滑轮不能省力；动滑轮的支点是那段上端固定的绳子与动滑轮相切的点，动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径，由杠杆的平衡条件可知，动滑轮的动力臂是阻力臂的2倍，动力就是阻力的，所以动滑轮能省一半力。
功是由两个因素决定的，一个是作用力，一个是作用力方向上物体通过的路程，两者缺一不可。下列三种情况对物体都没有做功：
⑴物体移动了一段距离，但没有受到力的作用。例如物体在光滑水平面做匀速运动，在水平方向没有受到阻力，也没有受到动力，物体由于惯性而运动，因而没有力对物体做功。
⑵物体受到力的作用,但没有沿力的方向通过距离,例如,用力推车,车没有推动。推车的力没有对物体做功。又如，一个人举着重物不动，他对重物的举力没有对重物做功。
⑶物体受到了力的作用,也通过了距离.但物体移动的距离跟物体受到力的方向垂直.例如,手用竖直向上的拉力提水桶,沿水平方向移动距离,水桶没有在竖直方向上移动距离,这个拉力也没有对水桶做功。
5、正确理解功率的概念
功率是表示物体做功快慢的物理量。功率和功是两个不同的概念，做功多，不一定做功快；反之，做功快不一定做功多。功率大，表示单位时间内做功多。功率是由物体所做的功和完成这个功所用的时间两个因素决定的。从公式P=可知，相同的时间内做功多的，功率大；做相同的功，所用时间少的，功率大。
∵W=F˙S ∴P==F˙v
物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积。
在功率Ｐ一定时，力Ｆ与速度Ｖ成反比。当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。
6、机械效率等于有用功跟总功的比值，它与机械是否省力和机械功率大小，做功多少是无关的，一般情况下，省力的机械效率低。
7、测滑轮组的机械效率实验
（1）因为W总=W有用+W额外
所以= =
一般情况下，同一滑轮组挂不同的钩码时，W额外变化不大，因而可以近似地认为其不变，但挂不同钩码时，W有用不同，由上式可知，这时机械效率η也不同。
（2）两滑轮组同时挂2个钩码时，当提升相同高度时，W有用是相同的，此过程中，滑轮组所做的额外功主要为提升滑轮，所做功与克服摩擦力所做功之和，因第二种滑轮组提升的动滑轮为2个，它需做的额外功大于第一种滑轮组需做的额外功。故由上式即可知，第二种滑轮组的机械效率比第一种的小。
（3）提高滑轮组机械效率的主要措施有：使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减少额外功，提高效率。
8、能是物理学中的重要概念，比较抽象，不易理解，只要求学生知道物体做功的本领叫做能（或能量），物体能够做多少功，它就具有多少能。
【例题选讲】
例1、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：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。
s=nh
n=
F=
G=nF=4400N=1600N
滑轮组的结构如图所示
例2、如图甲所示，用F=10N的力，拉着物体在地面上匀速运动，则物体与地面的摩擦力是多大？若物体向前移动1m，绳子要拉过多少m？
解：由图甲可知，滑轮组用3段绳子拉物体运动， 我们对滑轮B及物体进行受力分析，如图乙所示，
设摩擦力为f。
F1=3F，f=F1’ 而F1’=F1则f=F1=3F=3
若物体移动1m，动滑轮上三段绳子都要移动1m，故绳子自由端需拉过3m。
例3、用100N水平拉力，将质量为100kg的物体沿水平地面匀速拉动10m，则拉力对物体做多少功？重力对物体做多少功？物体受到的阻力是多少？
解：物体在水平面上作匀速直线运动，共受四个力作用，水平方向有拉力F和磨擦力f，竖直方向有重力G和支持力N，物体受力情况如图所示，物体沿拉力F方向移动10m，拉力F做功：WF=F
重力G的方向与物体移动方向垂直，重力做功为零，WG=0。因物体在水平面上作匀速直线运动，根据N顿第一定律可知：f=F=100N。
例4、如图是一个竖直放置的半圆轨道半径R=1米,G=1牛的小球从A点由静止滚下,(1)小球滚到最低点O时重力做功W多大。（2）小球滚到与A点等高的B点后还能上升吗？
解：（1）小球由A运动到O，竖直方向移动的距离h=R=1米，
故重力做功W=Gh=1×1焦=1焦
(2)由B点与A点等高,小球在B点的势能与A点的势能相等，由机械能守恒定律可知，小球到B点后不能再上升。
例5、图中所示装置的机械效率是90%，物体A在拉力F的作用下，以1.5米/秒的速度在水平面上匀速移动。
已知物体A重200牛，A运动时受的阻力是72牛，求拉力F的功率。
分析：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200牛，是多余的条件，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
解：拉力F的大小可由下式求得
∵η=∴F=
拉力F的功率：
P=FV拉=F

专题训练
一．选择题
1．如图4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<GB C．GA>GB D．无法判断．
2．下面事例中，由重力势能转化成动能的是
A．风吹动风车转动． B．拉弯的弓把箭射出去．
C．拧紧的发条带动钟表指针转动． D．秋千从高处向低处摆动．
3．当物体受到一对平衡力作用时，它的 ( )
A．重力势能可能减小． B．重力势能可能增加．
C．动能可能增大． D．动能和重力势能都不变．

学生签字：_____________
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