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1、机械功与机械能,一、功1功的含义：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段_，力学里就说这个力做了功功用字母_表示. 2做功的两个必要因素：一是_；二是_,距离,W,作用在物体上的力,物体在力的方向上通过一段距离,3功的计算：在物理学中，把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功公式表示为W_.在国际单位制中，功的单位是_，简称_，符号是 _.4功的原理：使用任何机械都_,不省功,焦耳 焦 J,FS,二、功率1_所做的功叫做功率，功率是表示_的物理量，功率大说明物体_或_，计算功率的公式为P_(对于匀速直线运动的物体P_)2单位：国际单位是_，常用单位还有_.1 kW_W.,单位时
2、间内,做功快慢 做功快,单位时间内做功多,Fv,瓦(w),千瓦( kW) 1000,三、机械效率1使用机械时，我们把所需要做的功叫做_，用符号_表示；把不需要但又不得不做的功叫做_，用符号_表示；动力所做的功叫做_，用符号_表示，它包括_和_2_跟_的比值叫做机械效率，用公式表示为_，机械效率总小于_某机械的机械效率大，说明该机械做的有用功_使用机,有用功,W有,额外功 W额,总功 W总 有用功,额外功,有用功 总功,1,占总功的比例大,械做功时，要省力一定_距离，要省距离一定_力(后两空填“省”或“不省”) 3在测滑轮组机械效率的实验中，实验原理是_，需要测的物理量有_、_、_、_，实验器材
3、除钩码、铁架台、细线外，还需要_、_.影响滑轮组机械效率的因素有_、_、_.提高滑轮组机械效率的方法有_、_、_.,不省,不省,物重G 拉力F,物体升高的高度h 拉力移动的距离s,弹簧测力计 刻度尺,物重 动滑轮重,绳与滑轮间的摩擦,增加物重 减少摩擦 减轻动滑轮重,四、动能和势能1一个物体能够做功，这个物体就具有_，简称能能量的单位是_2动能：物体由于_而具有的能叫做动能运动物体的_越大，_越大，动能就越大3势能：势能分为_和_重力势能是物体由于_而具有的能物体的_越大，被举得越_，重力势能就越大弹性势能是物体由于发生 _而具有的能物体的_越大，它的弹性势能就越大,能量,焦,运动,质量 速度
4、,重力势能 弹性势能,被举高 质量,高,弹性形变 弹性形变,4机械能：_和_统称为机械能动能和势能之间是可以相互_的机械能的转化和守恒：动能和势能的相互转化过程中，如果没有摩擦等阻力，那么机械能的总量_，则机械能守恒；如果存在摩擦等阻力，那么机械能的总量要_，机械能不守恒5人造卫星绕地球转动时，从近地点转到远地点的过程中，人造卫星的重力势能将_，动能_，速度_ .,变小,动能 势能,转化,保持不变,减小,增大 减少,一、判断一个力是否做功1做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动了一段距离2以下几种情况中，力对物体没有做功：有力无距离；有距离无力，如物体由于惯性而运动；力
5、与距离不在同一方向上,二、功率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，功率大功率的另一个公式：PFv.,三、机械效率1注意弄清楚哪部分功是有用功W有，哪部分功是总功W总(1)有用功：移动物体时必须做的功叫做有用功匀速提升重物时，W有Gh；匀速平移物体时，W有fs物(2)总功：动力对机械做的功叫做总功W总Fs； W总Pt；W总W有用W额.2机械效率越大，表示有用功占总功的比例越大,3机械效率大，并不表示做功多、用力小、做功快4测滑轮组的机械效率：,(2)snh(s是拉力移动的距离，h是物体升高的高度，n是吊起
6、动滑轮的绳子段数)(3)提升同一重物时，动滑轮越多(即越重)，越省力，但机械效率越低(4)用同一滑轮组提升不同重物时，物体越重，机械效率越高,如图所示关于做功的说法错误的是 （ ）,A.图（1）中物体竖直上升时，飞机没有对物体做功B.图（2）中石头不动，则人对石头没有做功C.图（3）中手提水桶水平前进时，拉力对水桶不做功D.图（4）中车水平前进时拉力做了功,解析：功包括两个必要条件：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.图（1）中物体竖直上升时，飞机对物体的拉力竖直向上，物体做了功；图（2）中石头不动，虽然人对石头施加了力，但石头没有在力的方向上通过一段距离，所以人对石头没有做
7、功；图（3）中手提水桶水平前进时，拉力与通过的距离互相垂直，拉力对水桶不做功；图（4）中车水平前进时，拉力与通过的距离一致，拉力做了功.答案：A,某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼，如果分别采用如下图所示的两种方式搬运，F1和F2做功的情况，以下判断正确的是(),A两种方式的机械效率一定相等B两种方式的功率一定相等C两种方式所做的总功一定相等D两种方式所做的有用功一定相等,解析：在这两种方式中，把同一箱子从地面搬到二楼，克服箱子重力所做的有用功均为W有Gh，因此有用功相等，D项正确；由于使用的机械不一样，那么总功就可能不一样，C项错误；机械效率是有用功与总功的比值，因此也可能不一样，A项错
8、误；由于在两种情况下，时间未知，功率无法比较，B项错误答案：D,如下图所示，忽略空气阻力，由空中A处释放的小球经过B、C两位置时具有相同的(),A速度 B动能C机械能 D重力势能,解析：小球在空中下落时，重力势能减小，动能增加，重力势能转化为动能由于忽略空气阻力，所以势能和动能在转化过程中，机械能守恒答案：C,木块在大小为10牛的水平拉力作用下，10秒内沿水平地面匀速前进2米，则拉力做的功为_J，功率为_W；若木块重16 N，则重力对木块做的功为_J.,如下图所示，小明在跑步机上锻炼身体，设他在跑步机上以5 m/s的速度匀速跑动30 min，跑动的总动力为40 N.,求：(1) 他在这段时间内
9、做了多少功？(2)他做功的功率是多少？,某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中，得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如下图中的甲、乙、丙所示.,(1)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越_,(2)第3次实验中所做的有用功是_J，机械效率是_(3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功_(填“增大”或“减小”)，因而，由第2、3次实验可知，滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关(4)综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功和_(填“增大”或“减小”)额外功,解析：(1)由表格中数据可以看出，
10、使用同样的滑轮组，提起钩码越重，滑轮组的机械效率越高(2)W有Gh4 N0.1 m0.4 J.,(3)由第3次和第2次实验对比可知，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功增大(4)提高机械效率的方法有：增大有用功；减小额外功答案：(1) 高(2)0.472.7%(3)增大(4)减小,针对训练,1某物体在一对平衡力的作用下运动，则物体的( )A.机械能不变，动能不变B.机械能可能不变，动能不变C.机械能可能改变，动能可能改变D.机械能不变，动能可能改变,B,2如下图所示描述的力，有对物体做功的是(),B,3小萍把两个鸡蛋托起10 cm，所做的功最接近于()A0.01 J B0.1 J C1 J D
11、10 J,4跳高比赛时，运动员从起跳到落地的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是()A上升过程中，动能减小，机械能减小B上升过程中，重力势能增大，机械能增大C下落过程中，重力势能减小，机械能不变D下落过程中，重力势能减小，机械能减小,B,C,5小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如下图)，分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的效率分别为1、2，下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦)()AF1 F2，1 2BF1 F2，1 2CF1 2,A,6过山车是一项非常惊险刺激的机动游乐项目过山车时而从轨道的最低端上升到最高端，时而从最高端飞驰而下(如下图所示)，不计能量损失，下列说法正确的是(),C
12、,A点a的机械能小于点b的机械能B点a动能最大，点b的势能最大，点c的机械能最大C由点a到点b的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变D由点b到点c的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大,7某校九年(9)班组织一次登楼比赛活动，从一楼登上三楼，看谁的功率最大为此，需要测量一些物理量下列物理量中，必须测量的是()三楼地面到一楼地面的高度；从一楼到达三楼所用的时间；每个同学的质量或体重；一楼到三楼楼梯的长度ABCD,C,8(2012广州)如图所示的剪刀剪纸机械效率为80% ，这表示()A若作用在剪刀的动力是1 N，则阻力是0.8 NB若作用在剪刀的阻力是1 N，则动力是0.8 NC若作用在剪刀的
13、动力做功1 J，则有0.2 J 的功用于剪纸D若作用在剪刀的动力做功1 J，则有0.8 J 的功用于剪纸,D,9重100牛的物体在大小为20牛的水平拉力作用下，10秒内沿水平地面前进2米，则拉力做的功为_焦，功率为_瓦；重力对物体做的功为_焦,40,4 0,10如图所示，运动员射箭时用力将弓拉开，在放开箭的瞬间，弓的_能转化为箭的_能，箭在空中向上飞行的过程中，箭的_能增大,弹性势 动,重力势,11(2012广东)右图是固定在水平桌面上的圆弧轨道，将一小球由轨道的P点自由释放，滚动到Q点在此过程中，动能先变_ 后变_，重力势能_,大 小 先变小后变大,12如下图所示，滑轮重小于物重(绳重、摩擦
14、不计)使用甲图滑轮最大的好处是_若匀速提升相同的重物，则F甲_F乙，机械效率甲_ 乙(后两空填“”、“”或“”),可以改变动力的方向, ,13用右图所示的滑轮组将重G12 N的物体匀速提升20 cm，所用的拉力F5 N，所做的有用功为_J，机械效率为_当改为提升18 N的重物时，该滑轮组的机械效率为_(忽略摩擦阻力),2.4 80%,86%,14一电梯在10 s内可以将1.2 t的货物由底层地面匀速运至五楼，若每层楼的高度是3.5 m，那么：(1)电梯对货物做的功是多少焦？(2)电梯做功的功率是多少瓦？(g取10 N/kg),答案：W FsGhmgh1.2103 kg10 N/kg43.5 m
15、1.68105 J,15(2010广州) 如下图所示(滑轮组的绕绳未画出)，人以600 N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5 m，重物匀速上升了0.5 m，已知滑轮组的机械效率为70%(g取10 N/kg)，求：,(1)人的拉力的功率多大？(2)被吊起的重物质量多大？(3)按题意画出滑轮组的绕绳,答案：(1)90 W(2)126 kg(3)如图所示,16下图为测量滑轮组机械效率的实验装置，每个钩码重1 N.,(1)实验时，要竖直向上_拉动弹簧测力计由图可知，拉力大小为_N若弹簧测力计向上移动15 cm，则钩码上升的高度为_cm，该滑轮组的机械效率为_(2)若仅增加钩
16、码的个数，该滑轮组的机械效率将_(填“增大”、“减小”或“不变”),匀速,1.2,5,83.3%,增大,17. 用如下图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升,(1)实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为_N，钩码总重G为1.0 N，钩码上升高度h为0.1 m，测力计移动距离s为0.3 m，则杠杆的机械效率为_%，请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：_.,0.5,66.7,由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功,(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量
17、并计算得到下表所示的两组数据：,根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：_.请简要说明两条理由：_；_.,不能,两次实验时，钩码没有挂在同一位置,仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的,巩固训练,1一滑轮组经过改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升相同的高度，改进后跟改进前相比()A有用功减少，额外功减少B有用功增加，额外功增加C有用功不变，额外功不变D有用功不变，额外功减少,D,2物体在相同的力F作用下，沿力的方向移动了相同的距离s，试比较在如下图所示的四种情况中力F对物体做功的关系(),A,AW1W2W3W4 BW1W2W3W4CW1W
18、2W3W4 DW1W2W3W4,3体育运动场上有许多地方用到了物理知识，下列分析不正确的是 ( )A.跳板跳水运动员起跳后，在上升过程中势能不断转化为动能B.跳远运动员助跑是为了利用身体的惯性C.掷出去的铅球总是沿曲线落到地面上，是由于受到重力的作用D.在4100m接力赛中，为保证交接棒顺利进行，交接棒时两运动员应尽可能做到相对静止,A,4(2011广州) 跳远运动的几个阶段如下图所示，则运动员(),A助跑阶段机械能不变B起跳时机械能为零C经过最高点时动能最大D经过最高点时重力势能最大,D,5(2011广州) 用下图甲、乙两种方式匀速提升重为100 N的物体，已知滑轮重20 N，绳重和摩擦力不
19、计，则(),A手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙B手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙C手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙D手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙,D,6下列各种情况中，人对物体没有做功的是()A运动员举起140 kg的杠铃后在空中停留5 sB人在光滑的水平轨道上用力拉木箱前进C人用力将橡皮筋拉长2 mD人从井中用吊桶打水,A,7工人用如图所示的滑轮组提升重物，在10s内将质量为100kg的物体匀速提升2m.已知工人向下的拉力为480N，则下面说法中不正确的是（g取9.8N/kg） ( )A.绳子自由端被拉直6mB. 工人所做的有用功是1960J，总功是2880JC.工人做功的功率是
20、288WD.滑轮组的机械效率为83%,D,8甲站在0.5 m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7 m/s匀速下行的自动扶梯上甲、乙两人质量相等，甲上行中动能_(填“增加”、“不变”或“减少”)某时刻他们的位置如下图所示，该时刻甲的重力势能_乙的重力势能，甲的机械能_乙的机械能(后两空填“大于”、“等于”或“小于”),不变,等于,小于,9在水平地面上，用50 N的水平拉力拉重100 N的小车，使小车沿水平方向前进3 m，所用的时间是5 s，则拉力所做的功为_ J，重力所做的功为 _J，拉力做功的功率为_W.,30,150 0,10如图所示，动滑轮的重量是G0，物体的重量是G(GG0)，提升距离
21、仍是h，此时动滑轮的机械效率为1，则1_(填“”、“”或“”).,Gh,11青少年在安静思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为1.5 W，则你在考试的2 h内，心脏做功约为_J，用这些功可以让一个质量为50 kg的物体匀速升高_m(g取10 N/kg),10 800,21.6,12将重物从长4 m、高1 m的斜面底部匀速推上斜面顶端，已知沿斜面所用的推力是300 N，斜面的机械效率是75%，则推力做的总功是_J，推力做的有用功是_J，物体的重是_N.,900 900,12 00,13如图所示，一个学生想通过登楼梯来估测自己的功率，为此，他必须测量的物理量有_、_、_.,自己的质量 楼层高度,登
22、楼所用时间(时间),14用如图所示的滑轮组水平拉动重为100 N的物体以0.5 m/s的速度在水平地面上匀速运动若物体受到的摩擦力为60 N，不计机械自重和摩擦，则拉力大小为_N,10 s内拉力做的功为_J，拉力的功率为_W.,20,300 30,15在水平地面上，工人用100 N的水平推力推动重150 N的箱子，4 s内前进了6 m在这个过程中，木箱所受重力对木箱做功为_J，工人对木箱做功为_J，箱子运动的平均速度为_m/s.,0 600,1.5,16俯卧撑是一项常见的体育健身活动如图所示是小明同学做俯卧撑时的示意图小明重600 N，1 min内做俯卧撑30个，每做一次肩膀升高50 cm.小
23、明身体可视为杠杆，O为支点，A为重心，OA1 m，点B到点O的距离OB1.5 m求：,(1)地面对手的支持力(2)1 min内小明所做的功(3)小明做功的功率,答案：(1)根据杠杠平衡条件：F1OBGOA，,17如右图所示，重物A是体积为10dm3，密度为7.9103kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面.若不计摩擦和动滑轮重，要保持平衡.（g=10N/kg）求：(1)作用于绳端的拉力F是多少？,(2) 若缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是多少？(3)若实际所用拉力为400N，此时滑轮的效率是多少？,答案：,18(2011广东) 用如图所示的滑轮组在20 s内将重600 N的物体从地面竖直提高4 m，所用的拉力是250 N在这个过程中，求：,(1)有用功是多少？(2)拉力的功率是多少？(3)滑轮组的机械效率是多少？,19在探究滑轮组机械效率的实验中，小文连成了如图所示的滑轮组，并分别测出了实验数据,(1)滑轮组的机械效率为_,66.7%,(3)小文用滑轮组在t秒内匀速提起重为G的物体升高h米(不计绳重和摩擦)，若滑轮组的机械效率为，动滑轮重G动 _.小文的功率P_.,(2)实验后，小文想：机械效率还应该与物重有关，并用实验验证了自己的猜想是正确的小文的实验方法是_,在滑轮组上挂不同数量的钩码，分别测出滑轮组的机械效率并比较,
