机械功与机械能（复习）2.ppt

机械功与机械能（复习）,扬中市外国语中学何建军,一、机械功,1、概念：作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，就说这个力对物体做了功。2、做功的两个必要因素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。3、功的计算：W=FS4、功的单位：焦1焦=1牛.米说明：判断力对物体是否做功和做多少功时,一定要从做功的两个必要因素和W=FS出发来分析,这两个因素缺一不可。,一、机械功,（1）如果有力作用在物体上，但物体没有在力的方向上移动距离，即F0，S=0，则这个力没有对物体做功。（2）物体虽然移动一段距离，但在运动方向上没有受到力的作用，即S0，F=0，则说明没有对物体做功。（3）有力作用在物体上，并且物体也移动了一段距离，但力的方向与物体运动的方向垂直，则这个力也没有对物体做功。,一、机械功,（4）在恒力作用下，力对物体做多少功，与物体的运动速度大小无关。如用一定的力把某一物体低速提升、高速提升相等的高度，做的功相等。（5）在计算力对物体做功的大小时，要正确分析得出力的大小和物体在力的方向上通过的距离的多少。明确哪个力做功和物体在这个力的方向上通过的距离，并画出相应的示意图，同时各物理量的单位必须统一。,一、机械功,1、下列情况中，力对物体做了功的是（）A、用力举着重物在空中不动。B、手提重物在水平面上匀速运动。C、冰块在光滑的水平面上匀速运动。D、用力把木箱搬起来。2、重力为100牛的物体，受到20牛的水平拉力，在水平面上匀速前进5米，求重力和拉力所做的功为多少？,一、机械功,3、下列说法中正确的是（）A、重10牛的物体加速下降10米，重力做的功一定是100焦。B、用力提10牛重的物体上升10米，提力做的功一定是100焦。C、将重为10牛的物体沿水平匀速推动10米，推力做的功一定是100焦。D、用10牛的水平力将重物水平推动8米后，撤去推力，物体又前进2米后静止，推力做的功一定是100焦。,一、机械功,4、重为100牛的物体（1）沿光滑水平面匀速运动4米，外力所做的功为多少？（2）匀速提高4米，提力所作的功为多少？（3）匀速下降4米，重力做的功为多少？（4）沿粗糙水平面匀速推动4米，受到的摩擦阻力为30牛，则推力所做的功为多少？5、拖拉机耕地时，保持1m/s速度匀速前进，已知拖拉机每分钟做功，求拖拉机耕地时受到的阻力的大小,二、功率,1、概念：单位时间内完成的功。它是表示做功快慢的物理量。2、计算公式：P=W/t=Fv3、功率的国际单位：瓦，1瓦=1焦/秒常用单位：千瓦，1千瓦=1000瓦。说明：（1）功和功率是两个意义不同的物理量。（2）单位要统一。（3）由P=FV可知，在功率P一定时，力F与速度v成反比。当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。,二、功率,1、下列说法中正确的是（）A、做功越多，则功率越大。B、做功的时间越短，则功率越大。C、功率越大，表示做功越快。D、功率小，做功一定少。2、某机械的功率为150瓦，表示的_。3、一辆功率为90千瓦的汽车以54千米/时的速度在水平公路上匀速行驶的距离为20千米，求汽车的牵引力。,二、功率,4、某工人用100牛的水平推力，推动重500牛的物体，在水平地面上以0.2米/秒的速度匀速移动50米，这个工人对重物做_焦的功，他做功的功率是_瓦。5、如图，物体重为100牛，动滑轮重20牛（摩擦及绳重不计），物体在拉力作用下以20厘米/秒的速度匀速上升，求拉力做功的功率及在5秒内所做的功。,三、机械效率,有用功、额外功、总功的概念如何判断有用功和总功：在求某一机械的机械效率时，一定要正确区分出有用功和总功，一般来说，人或其它动力对某一机械所做的功是总功，该机械对它工作的对象所做的功是有用功。额外功是克服无用阻力所做的功，机械在做功过程中，除克服有用阻力外还不得不克服其它的力，如用动滑轮提升砂子时，滑轮的重力，桶或口袋的重力以及滑轮跟轴之间的摩擦力，均为无用阻力，克服这些力所做的功是不需要但又不得不做的功,三、机械效率,2、机械效率的概念：有用功与总功的比值表达式：机械效率总小于1，且机械效率无单位某起重机的机械效率是70%，它表示什么意思？3、功的原理：使用任何机械都不省功。,三、机械效率,4、机械效率的测量（1）原理：（2）器材：滑轮组、钩码、弹簧测力计、刻度尺、铁架台、细线。说明：匀速竖直拉动弹簧秤使钩码G升高。注意“匀速竖直拉动”。（3）提高机械效率的方法,三、机械效率,1、下列关于机械效率的说法，正确的是（）A、机械效率越大，越省力B、机械效率越大，做功越多C、机械效率越大，做功也越大D、机械效率越大，额外功在总功中所占的比例越小,三、机械效率,2、下面说法中正确的画，错误的画（1）有用功越多，机械效率越高()（2）额外功越少，机械效率越高()（3）物体做功越慢，机械效率越低()（4）做总功越多，机械效率越低()（5）做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高()（6）做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高(),三、机械效率,（7）用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同()（8）因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1()（9）做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高()（10）有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高(),三、机械效率,3用滑轮组提升重物的过程中，下述措施能提高机械效率的是()A增加提升高度从而增大有用功B增加动滑轮个数，减小拉力，从而减小总功C增加重物的重力，从而增大有用功D以上措施都可以,三、机械效率,4、用图所示滑轮组把重600牛的货物匀速提高2米，所用的拉力是375牛，求总功、有用功和这个滑轮组的机械效率。,三、机械效率,5、如图1所示，A物重600牛，当它沿水平路面匀速运动时，所受阻力是物重的0.2倍。现用F=50牛的水平拉力使物体以1米/秒的速度匀速前进5秒，求：（1）拉力F所做的功及功率大小；（2）滑轮组的机械效率。,巩固练习,1.如图所示，B端悬挂一重为G的重物，不计杠杆自重，在A点施加动力F使杠杆保持水平平衡.则下列说法正确的是A因为OA大于OB，所以F小于GB当杠杆平衡时，一定满足GOB=FOAC因为B点受到的拉力是向下的，所以F的方向一定向上DF的大小可能大于G,图6,2.中考体育跳绳项目测试中，小明同学在lmin内跳了120次，则他跳绳时的功率约是【】A.0.5WB.5WC.50WD.500W3.如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，力F在这个过程A变大B变小C不变D先变大后变小,4提高机车的额定功率是铁路进一步提速要解决的一个重要课题，机车的输出功率等于牵引力与速度的乘积若列车所受阻力与速度成正比，那么，列车提速前后分别以最高时速120kmh和180kmh在平直轨道上匀速行驶时，机车的输出功率之比为A2：3B3：2C4：9D9：4,巩固练习,5.小明站在地面上用滑轮组提升一重为810N的摩托车，所用的拉力是180N，绳子自由端被拉下1m若不计绳重和摩擦，试计算：请画出滑轮组的装置图。（要求：滑轮数最少，只用同一根绳子连接）小明所做的总功是多少焦?此滑轮组的机械效率是多少?,6.小林、小芳同学在“测定滑轮组机械效率”的实验中，用如图22所示的装置匀速吊起钩码，并记录了如下实验数据：根据实验数据，小林同学计算机械效率的过程如下：有用功W有(G1+G2)h=(2十0.4)0.2J0.48J总功W总FS=0.90.6J=0.54J机械效率：W有/W总0.48J/0.54J89答：当匀速吊起2N重的钩码时，该滑轮组的机械效率约为89小芳计算机械效率的过程如下：有用功W有G1h=20.2J0.4J总功W总=(G1+G2)h(2十0.4)0.2J0.48J机械效率：W有/W总0.4J/0.48J83答：当匀速吊起2N重的钩码时，该滑轮组的机械效率约为83她们把解答的过程给老师看，老师让你帮再检查一下。你认为两人的解答过程是否正确？如果不正确，各有什么错误？并请你对滑轮组的机械效率的计算作出正确解答,图22,7.小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用图中所示的滑轮，组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法用此滑轮组将重为3.6N的物体匀速提起时，拉力的功率为0.36W，滑轮组的机械效率为75%（忽略摩擦及绳重）求：(1)绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重(2)若用此滑轮组提起3N的重物时，其机械效率是多少？,8.在机械制造中有一个给大飞轮定重心的工序，该工序的目的是使飞轮的重心发生微小的位移，以使它准确位于轴心上如图所示，一个质量为M=60kg、半径为R=0.6m的金属大飞轮可在竖直平面内绕轴心(图中两虚线的交点O)自由转动用力推动一下大飞轮，飞轮转动若干周后停止，多次试验，发现飞轮边缘上的标记F总是停在图示位置(1)根据以上情况，可以初步确定飞轮重心P可能在图中轴心O点的正下方的某一位置，请你说说工人师傅作出此判断依据的物理原理：(2)工人在飞轮边缘上的某点E处，焊接上质量为m=0.4kg的金属后，再用力推动飞轮，当观察到的现象时，说明飞轮的重心已调整到轴心上了并通过计算得到在调整前，飞轮的重心P到轴心的距离,四、机械能,一能量（1）一个物体能够做功，我们就说它具有能量。（能量的概念）（2）一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。,四、机械能,二动能1定义：物体是由于运动而能够做功的，他们具有的能量叫做动能。一切运动的物体都具有动能。2决定大小的因素：运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。,四、机械能,三势能（一）重力势能1定义：物体是由于被举高而能够做功的，高处的物体具有的能量叫重力势能。2决定大小的因素：物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大。（二）弹性势能1定义：物体是由于发生形变而能够做功的，发生弹性形变的物体具有的能量叫弹性势能。2决定大小的因素：物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。,四、机械能,四机械能1定义：动能和势能统称为机械能。2单位：焦耳；J五、机械能的转化物体的势能和动能是可以相互转化的，在有摩擦阻力时，在势能和动能的相互转化中，机械能会不断减少。,四、机械能,1、下列物体各具有何种形式的机械能A在平直的马路上行驶的汽车B从坡顶上滚下的石头；C拉满的弓；D停在空中的气球；,四、机械能,2、在下列过程中，物体动能转化为势能的是（）A拉弯的弓把箭射出去B秋千从高处落向低处C冰雹从天而降D向上抛出的石块在空中上升3一只小球沿光滑的斜面下滑的过程中，它的能量变化情况为（）A动能转化为势能B势能转化为动能D机械能增加D机械能减少,四、机械能,4质量为2kg的物体从10m的高处落到地面，重力对物体做的功是_J，物体的_能减小，_能增大，若不计空气的阻力，则物体增加的动能为_J5大型游乐场中有一种过山车，试分析它在从环形轨道的顶部运动到底部的过程中，机械能是怎样转化的?,五、内能,1、物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。2、改变内能的两种方法：热传递、做功。3、物体在热传递过程中转移能量的多少叫做热量。常用公式：Q=cmt4、热值：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。计算公式：Q放=mq5、汽油机的一个工作循由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。机械能转化为内能的是压缩冲程；内能转化为机械能的是做功冲程。,例题,1、在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化由机械能转化为内能的是（）,2、用打气筒给自行车轮胎打气。打完气后，摸一摸打气筒的外壁，发现外壁变热了。这是为什么？,例题,3、如图所示是某同学在完成“探究水的沸腾”实验的实验图像。求（1）已知实验时，水的质量为100g，水的比热容为4.2103J/（kg），则从实验第10分钟到第20分钟，水吸收的热量为多少？（2）已知该实验使用酒精灯加热，酒精灯加热效率为25，酒精的热值为3.0107J/kg，则上题中酒精灯消耗酒精多少？,巩固与练习,1.重100牛的物体在10牛的水平拉力作用下，以0.5米/秒的速度在水平地面上匀速前进了8秒钟，则（）A、重力做功为400焦B、拉力做功为40焦C、物体所受摩擦力为10牛D、拉力做功的功率为5瓦,巩固与练习,2.甲、乙两物体，质量相等。现用外力使甲以速度匀速上升h米时，做功为，功率为；用外力使乙以速度同样匀速上升h米时，做的功是，功率为，已知，则（）A、B、C、D、,巩固与练习,3.下列说法中正确的是（）A、机械效率越高机械做功越快B、做功越多的机械，机械效率越高C、功率越大的机械做功越多D、做功越快的机械功率越大,巩固与练习,4.如图3，用滑轮组将重力为600牛的物体匀速提