《机械功和机械能》复习(超好用).ppt

2017中考第一轮复习 第十一章 机械功与机械能 2 功的原理 使用任何机械都不省功 省了距离的一定费了力 费力的一定省了距离 但力和距离的乘积 功 不变 不考虑摩擦和机械重 一 功 在物理学中 把力和在力的方向上移动的距离的乘积叫功 2 做功的两个必要因素 功 力X距离W F SW 功 焦 J F 力 牛 N S 距离 米 m 单位 焦耳 J 1J 1N m 作用在物体上的力 物体在力的方向上移动的距离 4 公式 1 1 定义 A有力无距离 B有距离而无力 靠惯性 C既有力又有距离 但运动方向始终与力的方向垂直 3 不做功的三种情况 例1 小明用100N的力将50N的铅球掷出10m远 则在铅球抛出的过程中 人对铅球所作的功是 A 1000JB 500JC 0JD 1500J C 铅球在空中不受推力 是由于惯性 4 单位 瓦 W 另外还有 千 KW 1W 1J s注意 做的功多不一定功率大 所用的时间短也不一定功率大 只有相等的时间内做的功越多 功率才大 在力F作用下做匀速直线运动时 有 P W t Fs t Fv 二 功率 1 定义 单位时间内所做的功 用P表示 1 功率 2 物理意义 反映物体做功快慢的物理量 3 公式 功率 功 时间 即P W tP 功率 瓦特 W W 功 焦耳 J t 时间 秒 s 1 动能 1 动能 物体由于而具有的能 三 动能和势能 运动 3 比较动能的大小 质量相同 速度大的动能大 速度相同时 质量大的动能大 做匀速运动的物体 动能可能不变 2 动能大小的决定因素 由和共同决定 一切运动的物体都具有动能 静止的物体 速度为0 动能为0 速度 质量 物体的运动速度越大 质量越大 动能越大 重力势能 2 势能 弹性势能 物体由于而具有的能 物体由于发生而具有的能 物体质量越大 举高的高度越高 重力势能越大 同一物体 弹性形变越大 具有的势能越大 被举高 弹性形变 四 机械能及其转化1 机械能 如图 A点 重力势能最大 动能为零 B点 动能最大 重力势能最小 A B 重力势能转化为动能 B C 动能转化为重力势能 2 动能和势能的相互转化 一个物体可以既有动能又有势能 动能和势能之和 即 E机 E动 E势 例11 如图所示 一小孩从公园中的滑梯上加速滑下 对于其机械能的变化情况 下列说法中正确的是 A 重力势能减小 动能不变 有重力势能转变为动能B 重力势能减小 动能增加 有重力势能转变为动能C 重力势能减小 动能不变 没有重力势能转变为动能D 重力势能减小 动能增加 没有重力势能转变为动能 B 例12 一架匀速上升的直升飞机 它的 A 动能增加 重力势能不变B 动能不变 重力势能增加C 动能和重力势能都增加D 动能不变 机械能也不变 B 3 机械能守恒定律如果只有动能和势能的转化 机械能的总和保持不变 不考虑摩擦阻力做额外功 概念 物体由于运动而具有的能 物体由于弹性形变而具有的能量 机械能 动能 影响动能大小的因素 速度 质量 探究动能的大小与什么因素有关 控制变量法 动能的大小比较 重力势能 定义 物体由于被举高而具有的能量 影响重力势能大小的因素 高度 弹性势能 影响弹性势能大小的因素 势能 质量 弹性形变的程度 一个物体的机械能等于它的动能和势能之和 动能和势能的转化 动能和重力势能的相互转化 动能和弹性势能的相互转化 方式 规律 在动能和势能的相互转化过程中 必定有动能和势能各自的变化 而且是此增彼减 即减小的能必定转化为增大那个能 机械能守恒 如果只有动能和势能相互转化 机械能的总和不变 或者说机械能守恒 机械能 功的概念 1 作用在物体上的力做功的两个必要因素 2物体在这个力的方向上移动的距离F 0 s 0不做功三种的情况F 0 s o功的计算公式 W FSF 0 s 0 但F s功的单位是 焦耳简称焦符号是J1 m功的原理 使用任何机械都不能省功 有用功 提升重物时 W有 Gh额外功 对机械本身 对辅助物品 克服摩擦所做的功总功 W总 W有 W额 或W总 FS机械效率 测量 意义功率概念 单位时间内物体所做的功公式 P W t或P Fv单位 公式 国际单位 瓦特 符号W 常用单位 千瓦 kW 功 五 机械效率 1 有用功和总功 为达目的而做的 对人们有用的那一部分功 叫有用功 W有用 1 有用功和总功的比值叫机械效率 用 表示 2 机械效率 并非我们需要但又不得不做的那一部分功叫额外功 W额外 有用功和额外功的总和叫总功 W总 W总 W有用 W额外 2 公式 机械效率 有用功 总功即 W有用 W总 3 如何确定有用功和总功 W总 Fs F为施加的外力 s为在力的方向上移动的距离 W有用 Gh 机械沿竖直方向上提升重物 G为重物重 h为重物上升的高度 W有用 fs 机械沿水平方向拉物体 f为物体沿水平方向移动时受到的摩擦力 s为物体水平移动的距离 任何实际机械的机械效率 1且 是一个没有单位的量 竖直方向 w有用 w总 Gh Fs G nF 不计摩擦和绳重 G G G动 水平方向 fs物 Fs绳 f nF 滑轮组的机械效率 斜面的机械效率 w有用 w总 Gh FL Gh Gh fL 例3 两个完全相同的滑轮 其重力均为20N 分别用图甲 乙两种方式 将重400N的物体以相同的速度匀速提升了l0m 不计摩擦和绳重 则下列判断正确的是 A F1和F2做的功相等B F1做的功大于F2做的功C F1做功的功率小于F2做功的功率D 甲的机械效率小于乙的机械效率 A 例4 一台起重机将重6000N的建筑材料提升到10m高的楼房上 做的额外功是40000J 总功是多少 机械效率是多少 解 有用功 W有用 Gh 6000N 10m 60000J 总功 W总 W有 W额 60000J 40000J 105J 机械效率 W有用 W总 60000J 105J 60 例5 如图 把重为10N的物体推上高为0 5m的斜面 斜面的长为1m所用的推力为12N 沿斜面向上 求推力所做的功和斜面的机械效率 解 推力做的功 W总 FL 12N 1m 12J 有用功 W有 Gh 10N 0 5m 5J 机械效率 W有 W总 5J 12J 41 67 例6 下列叙述中能够提高机械效率的是 A 增加有用功B 减小机械间的摩擦C 减小总功D 使用最省力的机械 B 例7 用100N的力推着小车在水平面上作匀速直线运动 5s内小车前进了10m 则在这段时间内 物体运动的速度是多大 推力做的功是多少 推力的功率是多大 解 速度 v s t 10m 5s 2m s 推力做的功 W Fs 100N 10m 1000J 推力的功率 P W t 1000J 5s 200W F 解 W有 Gh 800N 2m 1600J 解 W总 Fs 250N 4 2m 2000J W有 W总 1600J 2000J 80 解 P W t Fs t Fv 250N 4 0 5m s 500W G 1 下列物体具有哪种机械能能 A 拉长的弹簧具有 B 水库中的水 被大坝提高 具有 C 桌子上的茶杯具有 D 正在爬坡的汽车具有 E 在空中飞行的小鸟具有 弹性势能 重力势能 重力势能 动能和势能 动能和势能 练一练 2 滚摆下降过程中 重力势能 转速 动能 当滚摆上升过程中 转速 动能 重力势能 减小 增大 变大 变小 变小 增大 3 如图是人造地球卫星的轨道示意囹 人造地球卫星在大气层外环绕地球运行的过程中 它在近地点的动能 选填 大于 小于 等于 它在远地点的动能 它从近地点向远地点运行的过程中 机械能的变化情况是 选填 变大 变小 不变 4 皮球从手中下落后 掉到地上又弹起来 试分析这个过程中的能量转化 下落时 重力势能转化为动能 掉到地上时 动能转化为弹性势能 反弹时 弹性势能转化为动能 上升时 动能转化为重力势能 5 如图所示 物体重为100N 若不计任何摩擦及绳重 则不考虑动滑轮重时 匀速拉动滑轮向上运动0 5m时 拉力F的大小为 N 拉力做的功为 J 机械效率为 若考虑动滑轮重且动滑轮重8N时 则匀速拉动滑轮向上运动0 5m时 拉力F大小为 N 拉力做的功为 J 机械效率为 50 50 100 54 54 93 6 在学校跳绳比赛中 小丽同学1min跳了120次 每次跳起的高度为5cm 已知她的质量是40kg 那么小丽跳绳时的平均功率 W 跳一次做的功是 J g 10N kg 7 自行车下坡时 不蹬脚踏板速度也会越来越大 在此过程中 自行车的动能逐渐 自行车的重力势能逐渐 选填 增大 减小 或 不变 40 20 增大 减小 8 两名运动员 甲比乙高 如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等 如图所示 则 A 甲做功较多 功率较大B 甲做功较多 功率较小C 甲做功较多 甲 乙功率相等D 甲 乙做功相等 乙的功率较大 A 9 船在水面上匀速行驶 受到重力 浮力 牵引力和阻力的作用 其中 A 重力对船做功B 浮力对船做功C 牵引力对船做功D 没有力对船做功 C 10 如图所示 将同一物体分别沿s1 s2 s3三个等高斜面匀速拉到顶部 且F1 F2 F3 则拉力所做的有用功 A W1 W2 W3B W1 W2 W3C W1 W2 W3D 无法确定 A 11 关于功率的说法中正确的是 A 功率越大 表示做功越快B 功率越大 表示做功越多C 物体做功用的时间越长 功率越大D 物体做功用的时间越短 功率越大 A 12 关于机械效率的问题 下列说法中正确的是 A 做功越多 机械效率一定越高B 单位时间内做功越多 机械效率一定越高C 省力越多的机械 机械效率一定越高D 额外功在总功中所占比例越小 机械效率一定越高 D 13 甲 乙两斜面 不计摩擦 高度均为h 但甲比乙长 现把质量相等的两个物体从斜面底端匀速推到斜面顶端 则推力F1与F2的关系为 A F1 F2B F1 F2C F1 F2D 无法确定 B 14 关于功率 下列叙述正确的是 A 做功用的时间越少 功率越大 B 功率越大 做的功越多 C 在相同的时间里 做功越多 功率越大 D 做功的时间越多 功率越大 C 15 如图所示 在相同时间里 用力F甲 F乙把等重的物体提升相同的高度 乙的动滑轮比甲重 比较它们的机械效率 甲 乙和两力做功的功率P甲 P乙 则 甲和 乙关系 A 甲 乙 P甲 P乙B 甲 乙 P甲P乙D 甲 乙 P甲 P乙 B 16 如图3所示 轨道ABC光滑 弹簧固定在水平轨道末端 小球从A处由静止滚下 撞击弹簧后又将沿水平轨道返回 接着滚上斜面 在这整个过程中 机械能转化的情况是 A 重力势能 动能 重力势能B 动能 弹性势能 动能C 动能 势能 动能 势能 动能D 重力势能 动能 弹性势能 动能 重力势能 图3 D 17 运动员跳高时从离开地面到上升到最大高度的过程中 A 动能转化为重力势能B 重力势能转化为动能C 弹性势能转化为机械能D 重力势能减小 动能增大 A 18 小红在学习中收集了一些与机械能有关的实例 如图1所示 其中机械能增大的是 A 19 一只乒乓球由高处静止下落撞击地板后又上升 整个过程中 乒乓球机械能转化情况是 A 势能 动能 势能 B 动能 势能 势能 C 动能 势能 动能 势能 动能 D 势能 动能 势能 动能 势能 D 20 物体沿斜面匀速滑下时 它的 A 动能增加 重力势能减少 机械能不变B 动能不变 重力势能不变 机械能不变C 动能不变 重力势能减少 机械能减少D 动能增加 重力势能减少 能械能减少 C 21 中国跳水队被人们称为 梦之队 图2是跳水运动员跳水时的情景 运动员在离开跳板到落入水的过程中 A 他的动能一直增大 机械能不变B 他的重力势能一直减小 机械能减小C 他的动能先减小后增大 机械能不变D 他的重力势能先减小后增大 机械能增大 图2 C 22 探究 影响滑轮组的机械效率的因素猜想1 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都有关 猜想4 可能与钩码被提升的高度有关 兰兰的实验记录 芳芳的实验记录 23 如图是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置 实验准备的器材有 三个质量不同的木块A 三条粗糙程度不同的长木板B 三个高度不同的长方体铁块C 刻度尺 1 实验还需补充的器材有 2 下面是小红探究斜面机械效率与物重的关系时记录的有关数据 通过分析数据 你可以得出结论 3 上述实验中 保持斜面长度不变 将斜面升高到0 2m 把一个重6N的物体沿斜面向上拉时 所需拉力为3 8N 则此时斜面的机械效率是 4 斜面的机械效率可能与斜面的 有关 只填一个因素 24 如图所示 在 研究物体动能与哪些因素有关 的实验中 将A B C三小球先后从同一装置的hA hB hC高处滚下 mA mB mC hA hC hB 推动纸盒运动一段距离后静止 1 要研究动能与质量的关系 我们要选择两图来进行比较 2 要研究动能与速度的关系 我们要选择两图来进行比较 3 让不同的钢球从同一高度滚下是为了 4 从图中可以看出 A B C三个小球刚到达水平面时 球的动能最大 5 此实验得出的结论是 25 一个人用50N的力沿水平方向匀速推一辆重200N的车前进2m 求这个人对车做功多少 重力对车做功多少 已知 求 解 答 人对车做功100J 重力对车没有做功 W重 Gh 200N 0m 0J 26 功率为100kw的汽车在公路上以72km h的速度匀速行驶时 汽车的牵引力为多少 解 F P v 100 1000W 72 3 6m s 5000N 解 m V 1 103kg m3 50m3 5 104kg G mg 5 104kg 10N kg 5 105N W Gh 5 105N 30m 1 5 107J 27 用一台水泵把50m3的水提升到距水面30m的水箱 水泵需做多少功 若完成这些功1h 这台水泵的功率是多少瓦 合多少千瓦 28 一辆重6 104N的载重汽车 以36km h的速度驶上一个长为100m的斜坡 已知汽车的牵引力为4 8 103N 求 1 汽车从坡底升到坡顶所需的时间 2 汽车的牵引力做的功 3 汽车发动机的功率 解 1 时间 t s v 100m 36 3 6m s 1 10s 2 牵引力做的功 W F S 4 8 103N 100m 4 8 105J 3 功率 P W t 4 8 105J 10s 4 8 104W 29 如图所示 某矿厂工人用200N的水平拉力 抓紧绳子的一端 沿水平方向向右运动 在10s内将矿井里质量为32kg的物体提升4m 若不计一切摩擦 求 1 矿工在10s内所做的功和他做功的功率 2 动滑轮的重量 3 滑轮组的机械效率 g 10N kg 1600J 160W 80N 80 30 在20m深的矿井里 有积水9m3