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1、作 业 九2013年3月2日 功和机械能复习提纲一、功1力学里所说的功包括两个必要因素：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。2不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。巩固：某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。（原因是足球靠惯性飞出）。3力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：W=FS。4功的单位：焦耳，1J=1Nm。把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是05J。5应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。功的单位“焦”（牛米=焦），不要和力和力臂的
2、乘积（牛米，不能写成“焦”）单位搞混。二、功的原理1内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。2说明：（请注意理想情况功的原理可以如何表述？）功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS）=直接用手对重物所做的功（Gh）。3应用：斜面理想斜面
3、：斜面光滑；理想斜面遵从功的原理；理想斜面公式：FL=Gh，其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；G：物重；h：斜面高度。如果斜面与物体间的摩擦为f，则：FL=fL+Gh；这样F做功就大于直接对物体做功Gh。三、机械效率1有用功：定义：对人们有用的功。公式：W有用Gh（提升重物）=W总W额=W总斜面：W有用=Gh2额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。公式：W额=W总W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W额=fL3总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：W总=W有用W额=FS= W有用斜面：W总= fL+Gh=FL4机械效率：定义：有用功跟总功的比值。公式： 斜
4、面： 定滑轮：滑轮：滑轮组：有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。5机械效率的测量：原理：应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A、动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。B、提升重物越重，做的有用功相对就多。C、摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。绕线方法和重物提升高度不影
5、响滑轮机械效率。四、功率1定义：单位时间里完成的功。2物理意义：表示做功快慢的物理量。3公式：4单位：主单位W；常用单位kW mW 马力。换算：1kW=103W 1mW=106 W 1马力=735W。某小轿车功率66kW，它表示：小轿车1s内做功66000J。5机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。五、机械能（一）动能和势能1能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。理解：能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。一个物体“能够做功”并不是一定“
6、要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。2知识结构： 3探究决定动能大小的因素：猜想：动能大小与物体质量和速度有关。实验研究：研究对象：小钢球 方法：控制变量。如何判断动能大小：看小钢球能推动木块做功的多少。如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同。如何改变钢球速度：使钢球从不同高度滚下。分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大。保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大；得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。物体质量m/k
7、g速度v/（ms-1）动能E/J牛约600约05约75中学生约50约6约900练习：上表中给出了一头牛漫步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据：分析数据，可以看出对物体动能大小影响较大的是速度。你判断的依据：人的质量约为牛的1/12，而速度约为牛的12倍，此时动能为牛的12倍，说明速度对动能影响大。4机械能：动能和势能统称为机械能。理解：有动能的物体具有机械能；有势能的物体具有机械能；同时具有动能和势能的物体具有机械能。（二）动能和势能的转化1知识结构： 2动能和重力势能间的转化规律：质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能。质量一定的物体，如果减速上升，则动
8、能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。3动能与弹性势能间的转化规律：如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能。如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。4动能与势能转化问题的分析：首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示
9、有能量损失机械能不守恒。（三）水能和风能的利用1知识结构：2水电站的工作原理：利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。练习：水电站修筑拦河大坝的目的是什么？大坝为什么要设计成上窄下宽？答：水电站修筑拦河大坝是为了提高水位，增大水的重力势能，水下落时能转化为更多的动能，通过发电机就能转化为更多的电能。功和机械能单元检测题一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。）1下图所示的几种情况中，人对物体做了功的是（ ）2小明同学值日时用水桶提水从一楼上到三楼，他做的有用功是（ ）A对桶所做的功 B对水所做的功C对水和桶所做的功
10、D对水、桶和人所做的功3粗糙水平面上有一个重为100N的物体，用10N的水平推力使其以3m/s的速度沿力的方向匀速运动了10s，则此过程中（ ）A重力做了3000J的功 B推力的功率为30WC推力做了1000J的功 D摩擦力为100N4一个质量为45kg的人，在l0s内连续5次跳上每级高度为0.2m的台阶，则此人在这段时间内的功率是（g取10N/kg）（ ）A450W B45W C4.5W D4500W5小明去商场购物，自动扶梯将他从一楼匀速送上二楼，在这个过程中，他的（ ）A势能不变，动能不变，机械能不变 B势能不变，动能增大，机械能增大C势能增大，动能不变，机械能增大 D势能增大，动能增大
11、，机械能增大6蹦床运动是一种深受青年人喜爱的运动。如图所示，当运动员从蹦床弹起后向上运动的过程中，其动能和重力势能的变化是（ ）A重力势能增大，动能减小 B重力势能增大，动能增大C重力势能减小，动能减小 D重力势能减小，动能增大7下图中属于弹性势能转化为动能的情景是（ ）A火箭升空 B小朋友玩滑梯 C弹弓弹射子弹 D上升的滚摆8质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么（ ）A燕子比鸽子飞得快 B鸽子比燕子飞得快C燕子与鸽子飞得一样 D两者速度大小无法比较9我国研制的“歼-20”隐形战斗机试飞成功，标志着我国在飞机研发和制造领域取得 了很大的成就。在该战斗机减速降落的过
12、程中（ ）A战斗机的动能减小，重力势能增大 B战斗机的动能减小，重力势能减小C战斗机的动能增大，重力势能增大 D战斗机的动能不变，重力势能不变10游乐场中的翻滚过山车是一种惊险、刺激的游戏。如图是翻滚过山车的简化构成图，B点为最低点，C点为轨道弧形部分的最高点。翻滚过山车在运动过程中，下列说法中正确是（ ） A 从A点到B点，重力势能增大，动能减小 B B运动到B点时，动能最大C从B点到C点，重力势能减小，动能增大 D运动到C点时，重力势能最大11 用大小不同的甲、乙两个力拉同物体，两力所 做的功W与在这两个力的方向上移动的距离s的关 系图像如图，由图可知，甲、乙两个力的大小关系 是（ ） AF甲F乙 BF甲F乙 CF甲F乙 D条件不足，无法判断12下列说法正确的是（ ）A机械效率越高，机械做功一定越快 B做功越多的机械，机械效率一定越高C功率越大的机械，做功一定越多 D做功越快的机械，功率一定越大13小明同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做了多少功（ ）第13题第14题A200J B300J C400J D500J14 如图所示，工人用250N的 力将重400N的物体匀速提 升2m，在此过程中滑轮组 的机械效率和所做的额外功分别为（ ） A80%800J B80%10
