第十一章功和机械能知识点总结与练习

第十一章第十一章 功和机械能功和机械能 一 功一 功 1 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 2 不做功的三种情况 有力无距离 有距离无力 力和距离 运动方向 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 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 4 功的单位 焦耳 1J 1N m 把一个鸡蛋举高 1m 做的功大约是 0 5J 5 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 不要和力和力臂的乘积 牛 米 不能 写成 焦 单位搞混 二 功的原理二 功的原理 1 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 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 3 应用 斜面 理想斜面 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 功率三 功率 1 1 定义 单位时间里完成的功 2 2 物理意义 表示做功快慢的物理量 3 3 公式 4 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 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 四 机械能四 机械能 一 动能和势能 一 动能和势能 1 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 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 2 知识结构 3 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 练习 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 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 动能和势能的转化二 动能和势能的转化 1 1 知识结构 2 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 则动能减小 重力势能增大 动能转化为重力势能 3 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 物体质量 m kg速度 v m s 1 动能 E J 牛约 600约 0 5约 75 中学生约 50约 6约 900 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 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 表示有能量损失 机械能不守恒 图 1 一 选择题一 选择题 共共 2020 分分 每小题每小题 2 2 分分 每小题只有一个正确答案每小题只有一个正确答案 把你认为正确答案的序号填写在题后的把你认为正确答案的序号填写在题后的 括号内括号内 不选或错选得不选或错选得 0 0 分分 1 如图 1 所示为人拉弓射箭的示意图 下列说法中正确的是 A 放在张紧了的弓上的箭 具有弹性势能 B 放在张紧了的弓上的箭 具有动能 C 弓拉得越弯 人的弹性势能越大 D 弓拉得越弯 弓的弹性势能越大 2 在下列各过程中 物体动能转化为势能的是 A 拉弯的弓把箭射出去 B 秋千从低处荡向高处 C 冰雹从天而降 D 向上抛出的石块在空中先上升后下降 3 下列情况中做功的是 A 用力把物体往高处举 举力对物体做功 B 悬挂着的电灯 电线的拉力对电灯做功 C 踢出去的足球在地上滚动的过程中 人脚对足球做功 D 沿水平方向做匀速直线运动的车厢 重力对车厢做功 4 两台起重机都在匀速吊起重物 甲机吊起的货物质量与乙机吊起的货物质量之比为 1 3 吊起的高 度之比为 5 2 所用的时间之比为 4 3 则两台起重机的功率之比P甲 P乙为 A 8 45 B 5 8 C 10 9 D 10 1 5 如图 2 所示 电动小车沿斜面从 A 匀速运动到 B 在运动过程中 A 动能减小 重力势能增加 总机械能不变 B 动能增加 重力势能减小 总机械能不变 C 动能不变 重力势能增加 总机械能不变 D 动能不变 重力势能增加 总机械能增加 6 步枪的枪筒长 0 5m 子弹重 0 1N 射击时火药爆炸产生的高温高压气体 对子弹的平均推力是 2000N 子弹离开枪口后 在空中飞行 200m 击中目标 则高压气体对子弹做的功为 A 5 10 2J B 1 103J C 4 105J D 20J 7 一台功率是 100kw 的发动机 把它装在汽车上 汽车匀速行驶的速度可达 90km h 把它装在汽船上 汽船匀速行驶的速度只能达 30km h 则汽车和汽船行驶时所受的阻力之比为 A 9 10 B 3 10 C 1 3 D 5 6 8 根据机械效率的概念 下列说法中正确的是 A 额外功越小 机械效率越高 B 有用功越多 机械效率越高 C 有用功在总功中占比例越大 机械效率越高 D 做功越多 机械效率越高 9 某人用如图 3 所示装置来拉小车匀速前进 所用拉力F为 300N 滑轮组绳子的自由端每秒移动 0 6m 若不计滑轮重及绳子滑轮间的摩擦 那 图 2 图 3 么 地面对小车的摩擦力f和滑轮组对小车做功的功率分别是 A f 900N P 180W B f 600N P 180W C f 600N P 60W D f 900N P 270W 10 如在相同的时间内 用同一滑轮组可分别把重为 50N 和 100N 的物体匀速提升 4m 若在两种情况中 的额外功相等 则在这两种情况中 A 绳端移动的距离相等 B 所做的有用功相等 C 滑轮组的功率相等 D 滑轮组的机械效率相等 二 填空题二 填空题 共共 2828 分 第分 第 1111 1313 小题每空小题每空 1 1 分分 第第 1414 1818 小题每空小题每空 2 2 分分 11 飞行的子弹能击穿钢板 这是因为它具有 放在阳台栏杆上的花盆有砸伤人的危险 是因为它 具有 能 推开弹簧门 人进门放手后 门又自动关闭 这是因为它具有 能 我们把这些 能统称为 能 12 一名体重为 600N 的中国人民解放军仪仗队员手握重 20N 的钢枪同受检阅的队伍一起在 1min 内沿 水平路面匀速前进了 100m 的路程 则在这段时间内他对钢枪做的功为 J 功率 为 J 13 体积相同的铁球和木球放在同一个水平桌面上 铁球静止 木球运动 球的重力势能大 球的动能大 已知 铁 木 14 图 4 中的物体重 180N 若将物体匀速提高 2m 需要用 80N 的拉力 则拉力做的功为 滑轮组的机械效率为 15 2002 年 3 月 我国 神舟 3 号 模拟载人实验飞船成功发射 在完成预定的科学实 验后 准确地在内蒙古大草原回收 回收过程中 在减速伞打开后 飞船的势能 机 械能 选填 增加 不变 或 减少 16 用滑轮组把重为 600N 的物体举高 4m 若滑轮组的机械效率为 80 那么做的有用 功为 J 总功为 J 17 如图 5 所示 用甲 乙两滑轮组提升相同的重物 若每个滑轮的重相等 则甲 乙两滑轮组的机械效率关系是 甲 乙 选填 大于 等于 或 小于 18 某同学利用滑轮组提升重物 测得下列一组数据 组 别滑轮个数 钩码重 N 钩码上升 距离 m 拉力 N 弹簧秤移 动 距离 m 甲 组 一个定滑轮 一个动滑轮 4 90 12 940 3 乙 组 两个定滑轮 两个动滑轮 4 90 11 47 0 5 1 根据测得的实验数据在虚线框内画出这两个滑轮组的绕线图 2 甲 滑轮组的机械效率是 乙 滑轮组的机械效率是 图 4 图 5 得分评卷人 三 简答与作图题三 简答与作图题 共共 2020 分 第分 第 1919 题题 8 8 分 第分 第 2020 题题 1212 分分 19 古人常说 弓如满月 箭似流星 意思是说拉满弓时射出去的箭速度更快 请说明其中的道理 20 为了解决小山村的用电问题 村委会拟在水库旁建一个水电站 在水电站选址时 你认为应选如图 6 所示的 A 址还是 B 址 说明你的理由 并从能量转化的角度说明水电站的工作原理 四 探究题四 探究题 共共 3232 分分 第第 2121 2222 小题各小题各 1010 分分 第第 2323 小题小题 1212 分分 21 一辆汽车装满货物共重 4 9 104N 在平直的公路上匀速行驶 10min 内前进了 6km 这时发动机的 功率为 6 6 104W 求 1 在这段路程中 汽车的牵引力做的功 2 汽车所受的重力做的功 3 汽