第十五章功和机械能总复习.ppt

一、功,1.功的两个必要因素：,（1）作用在物体上的力。,（2）物体在力的方向上有通过的距离。,2.功的计算公式：,W=FsW=Pt,3.功的单位：,焦耳（J）,1、如图5所示的四种情景中，人对物体做功的是（）2、下列关于力做功的说法，正确的是（）A人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功B人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子有做功C汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功D过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功,C,B,一、是否做功的判断,例3（2008柳州）以下实例，力对物体做功的是（）A举重运动员举着杠铃不动B小明将水桶从地面上提起C吊车吊着货物在空中水平匀速移动D用力搬桌子而未搬起,B,（1）理想情况下（不计机械自重及摩擦）：,4.功的原理：,（2）任何情况下：,使用机械时人们所做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功。,使用任何机械都不省功。,A,二、机械效率,1.有用功：,无论采取哪种方法都必须做的功。即：为达到目的所必须做的功。,（1）举高重物：,W有用=G物h,W有用=f摩擦s,（2）在粗糙水平面上移动物体：,2.额外功：,（1）克服机械自重做功：,W额外=G动滑轮h,使用动滑轮或滑轮组：,（2）克服机械间的摩擦做功：,使用斜面：,W额外=f摩擦L,并非人们需要但又不得不做的功。,3.总功：,W总=W有用+W额外,公式（1）：,公式（2）：,W总=F动力s动力,作用在机械上的动力,动力作用点移动的距离,有用功和额外功的和，叫总功。,4.机械效率公式：,斜面,滑轮组,动滑轮,定滑轮,=Gh/(Gh+fL),=Gh/（Gh+G轮h）,动滑轮，滑轮组,5.常用机械的效率公式：,一、有用功、额外功和总功的判断,例1、如图，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了lm。已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中()A绳子自由端被拉下3mB做的有用功是800JC拉力F的功率是80WD滑轮组的机械效率是60,B,二、机械效率的判断及计算,例2.如图22所示装置，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F1为500N，货物在1min内匀速上升了5m。（1）请在图上画出绳子的绕法；（2）求滑轮组的机械效率；（3）如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功。,三、功率,1.功率的定义：,单位时间里完成的功表示做功的快慢。,2.功率的公式：,P=W/t,3.功率的单位：,瓦特（W）,P=Fv,1、图16是工厂车间里用来吊运物体的天车及其滑轮组示意图，钢丝绳用2000N的力将重为6000N的物体匀速吊起若在1min内，货物从地面被提升到6m高处，求：（1）钢丝绳提升货物时所做的有用功和有用功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）要提高滑轮组的机械效率，可采用哪些方法？（答出2种方法即可）,解：（1）W有Gh6000N6m3.6104JP有Wt3.6104J60s600w（2）W总FSF4h2000N46m4.8104JW有W总3.6104J4.8104J75%（3）减小动滑轮、绳重、减小摩擦等,2、如图6所示，将体积为2.l-3m3的松木块，沿斜面匀速上拉时弹簧测力计的示数为4N松木块沿斜面移动lm，上升的高度为30cm求：(1)松木块的重力(2)斜面的机械效率(g=10Nkg木=0.5lO3kgm3。),解：（1）GmgVg0.5lO3kgm32.l-3m310NKg10N（2）W有Gh10N30102m3JW总FS4N1m4JW有W总3J4J75%,3、一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高为0.5km的山顶时，耗时15min，汽车发动机的牵引力为4000N。求：（1）汽车行驶的速度。（2）汽车发动机牵引力做的功。（3）汽车发动机牵引力的功率。,解：（1）vSt5.4103m1560s6m/s（2）WFS4000N5.4103m2.16107J（3）PFv4000N6m/s2.4104w,4、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）,弹簧测力计,同一斜面，机械效率相同,.%,摩擦、倾斜程度,5、在不计绳重和摩擦的情况下，利用图4所示的甲、乙两装置，分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度若用甲、乙表示甲、乙两装置的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功。（）A甲乙，W甲W乙B甲乙，W甲W乙C甲乙，W甲W乙D甲乙，W甲w乙,A,例6.（2008乐山）探究“斜面的机械效率”的实验装置如图所示，某实验小组提出了“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关”的猜想下表是该小组根据此猜想进行实验所记录的数据：请将表格中空格处的数据填写完整；由表格小明得出“斜面越陡机械效率越高”的结论，要得到此结论需要控制不变的因素有：_分析表格中的实验数据还可推知：高度相同的斜面，越长越_（填“省力”或“费力”）；斜面在我们生活中的应用有_（只写出一条即可）。,80%,1.5J,小车重,斜面长度,斜面粗糙程度,省力,盘山公路,例7：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次实验装置分别如图甲、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(选填“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，额外功(选填“增大”或“减小”)。,大,0.4,727,增大,减小,作业一：,8、在“测定动滑轮机械效率”的实验中，用同一滑轮进行了两次实验，实验数据如下：实验中应拉弹簧测力计第一次实验测得滑轮组的机械效率为_；第二次实验时滑轮组的机械效率(选填“大于”、“小于”或“等于”）第一次实验时的机械效率若不计摩擦，该动滑轮的重为_。,9、如图，用10N的力F拉着物体在水平面上使物体匀速运动，物体运动速度为20cm/s,（1）若不计绳重及摩擦，求物体受到地面的摩擦力为多大？拉力的功率为多大？(2)若考虑绳重及摩擦，实际拉力为12N，则滑轮组的机械效率为多大？,解；(1)不计绳重及摩擦，f=3F=3X10N=30NP=F.VF=FX3V物=10NX3X0.2m/s=6w(2)=W有用/W总=f.S物/F.SF=f/3F=30N/3X12N=83.3%答：物体受到地面的摩擦力为30N,拉力的功率为6W.滑轮组的机械效率为83.3%,10如图所示的滑轮组，已知物重350N，动滑轮重40N(绳重及摩擦不计)，若重物匀速提升2m，则拉力F为多大？额外功是多少？滑轮组的机械效率是？提升重物再增加20N，那么该装置的机械效率将是多大？,11、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？推力做得功多少？推力的功率是多大？,12.一个工人用图所示的滑组将800N的重物以0.5m/s的速度匀速提高了2m，人对绳的拉力为250N，求：（1）有用功是多少？（2）滑轮组的机械效率是多少？（3）拉力的功率是多大？,F,13、使用如图所示的滑轮组，匀速提升质量是500kg的物体，机械效率是70%，对滑轮组做功的总功率是7kW，则重物上升的速度是多少？,由运动物体速度v决定,由物体高度h决定,四、机械能,动能,重力势能,弹性势能,只有动能和势能相互转化，机械能守恒。,由运动物体质量m决定,势能,由弹性形变决定,由物体质量m决定,机械能的转化：,1、超市的自动扶梯把小明从一楼匀速送到二楼的过程中，小明的（）A动能减小，势能增大，机械能不变B动能增大，势能增大，机械能增大C动能不变，势能增大，机械能增大D动能不变，势能不变，机械能不变2、用绳子把一个铁锁悬挂起来把铁锁拉到刚好贴着自己的鼻子，稳定后松手，头不动（如图16），铁锁由开始位置a沿弧线ac向另一侧的最高点c运动，然后再从c往回运动（l）从a点到最低点b点的过程中，铁锁的动能、重力势能如何变化？（2）从能的转化和守恒角度分析铁锁摆回时能否碰到鼻子。,C,动能增大、重力势能减小,不能,3、下图表示撑杆跳高运动的儿个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。在这几个阶段中能量的转化情况是：.