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1、第十三讲 机械功与机械能 (功和机械能),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
2、单位还有_.1 kW_W.,单位时间内,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
3、要测的物理量有_、_、_、_，实验器材除钩码、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
4、的弹性势能就越大,能量,焦,运动,质量 速度,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
5、： 有力无距离；有距离无力，如物体由于惯性而运动；力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：
6、,(2)snh(s是拉力移动的距离，h是物体升高的高度，n是吊起动滑轮的绳子段数) (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,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) 他在这段时间内做了多少功？ (2)他做功的功率是多少？,2如下图所示描述的力，有对物体做功的是( ),B,13用右图
7、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 m1.68105 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
8、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,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6m B. 工人所做的有用功是1960J，总功是2880J C.工人做功的功率是288W D.滑轮组的机械效率为83%,D,9在水平地面上，用50 N的水平拉力拉重100
9、 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 0,14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 30,16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
10、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？,
