第13讲功和机械能

1、第第13讲功和机械能讲功和机械能 第第1313讲讲 功和机械能功和机械能考点考点 42功和功率功和功率 考点自主梳理1功(1)做功的两个必要因素：作用在物体上的_；物体在这个力的方向上移动的_。(2)不做功的三种情况：有力无距离(如推而未动、提而未起)；有距离无力(如物体由于惯性通过一段距离)；力与距离垂直。(3)公式：_。(4)单位：_，简称_，符号是_。(5)功的原理：使用任何机械都_。力力距离距离WFs焦耳焦耳焦焦J不省功不省功第第1313讲讲 功和机械能功和机械能2功率(1)物理意义：功率是表示物体做功_的物理量， 功率大表示机械做功_。(2)定义：功与做功所用时间之比，用符号_表示。

2、(3)定义式：_，引申公式：PFv。说明：当汽车发动机的功率一定时，由公式 FPv可知，牵引力与速度成反比，所以汽车爬坡时，司机换挡减速，以获得更大的牵引力。P 快慢快慢快快PWt第第1313讲讲 功和机械能功和机械能(4)单位 ：主单 位是 _，符号 是 _。1 kW _W。(5)爬楼功率的测量用体重计测出_，记作 m；用卷尺测出楼层的_，记作 h；用秒表测出爬楼所用的_，记作 t。表达式：_。瓦特瓦特103 W时间时间 质量质量高度高度Pmght第第1313讲讲 功和机械能功和机械能 考点考点 43机械效率及测量机械效率及测量1理解“机械效率”(1)有用功、额外功和总功：为了达到目的而必须

3、做的功叫有用功； 我们不需要但又不得不做的功叫额外功； 有用功和额外功的总和叫总功。(2)机械效率：有用功跟总功的_。(3)公式：_。(4)说明：_不可避免，所以机械效率总是_；机械效率通常用百分数表示，它_单位； 机械效率具有“可变性”： 同一机械的效率随提升物重的增加而增大。(5)提高机械效率的方法：减小机械自重、减小摩擦、增加物重等。比值比值额外功额外功W有W总小于小于1没有没有第第1313讲讲 功和机械能功和机械能名称名称测滑轮组的机械效率测滑轮组的机械效率测斜面的机械效率测斜面的机械效率原理原理_测量测量工具工具_、_所测所测量量绳子移动的距离绳子移动的距离s s、物体上升、物体上升

4、的高度的高度h h、拉力、拉力F F、物体重力、物体重力G G斜面长斜面长L L、斜面高、斜面高h h、拉、拉力力F F、物体重力、物体重力G G注意注意事项事项必须使弹簧测力计沿必须使弹簧测力计沿_匀速提升重物，匀速提升重物，以保证测力计示数大小不变以保证测力计示数大小不变必须使弹簧测力计沿斜必须使弹簧测力计沿斜面面_拉动物体，以拉动物体，以保证测力计示数大小不变保证测力计示数大小不变2 2机械效率的测量机械效率的测量弹簧测力计弹簧测力计刻度尺刻度尺竖直方向竖直方向匀速匀速W有W总第第1313讲讲 功和机械能功和机械能额外额外功的功的产生产生在不考虑绳重和摩擦的情况下，在不考虑绳重和摩擦的情

5、况下，产生额外功的原因是动滑轮的重，产生额外功的原因是动滑轮的重，即即W W额外额外G G动动h h克服摩擦所做的功，即克服摩擦所做的功，即W W额外额外fLfL得出得出结论结论 提升相同重物，滑轮组中提升相同重物，滑轮组中动滑轮个数越多，越省力，机械动滑轮个数越多，越省力，机械效率效率_。同一滑轮组，。同一滑轮组，提升的重物越重，机械效率提升的重物越重，机械效率_提升同一物体时，斜面提升同一物体时，斜面的机械效率与斜面的粗糙的机械效率与斜面的粗糙程度和倾斜角度有关，斜程度和倾斜角度有关，斜面越陡、越光滑，机械效面越陡、越光滑，机械效率率_越低越低越高越高越高越高第第1313讲讲 功和机械能功

6、和机械能3.不同条件下滑轮组机械效率的表达式(1)用滑轮组竖直拉起重物时，W有W总GhFsGhFnhGnF；W有W总Gh（GG动滑轮）hGGG动滑轮(不计摩擦，计动滑轮重)。(2)用滑轮组水平拉动重物时，W有W总fLFsfLFnLfnF。第第1313讲讲 功和机械能功和机械能 考点考点 44机械能及其转化机械能及其转化机机械械能能分类分类定义定义影响因素影响因素动能动能物体由于物体由于_而具有的能而具有的能_； _势势能能重力重力势能势能物体由于物体由于_所决定的能所决定的能 _； _弹性弹性势能势能物体由于发生物体由于发生_而具有的能而具有的能材料及形变程度材料及形变程度1 1认识认识“能能

7、”(1)(1)物体能够物体能够_，表明这个物体具有能量。，表明这个物体具有能量。(2)(2)能量的单位是能量的单位是_。2 2机械能的分类及各自的影响因素机械能的分类及各自的影响因素对外做功对外做功焦耳焦耳运动运动质量质量速度速度高度高度质量质量高度高度弹性形变弹性形变第第1313讲讲 功和机械能功和机械能3.3.机械能守恒定律机械能守恒定律如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和保持如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和保持_。不变不变第第1313讲讲 功和机械能功和机械能D1如图如图 131 所示的情景中所示的情景中 ，关于力对关于力对杯子做功的描述正确的是杯子做功的描述正确的是 (

8、)图图 131第第1313讲讲 功和机械能功和机械能BC2下列属于能量单位的是下列属于能量单位的是 ()A瓦特瓦特B焦耳焦耳C伏特伏特D安培安培3小明利用如图小明利用如图 132 所示的装置探究所示的装置探究滑轮组的特点滑轮组的特点 ，他将重为他将重为 3 N 的物体匀速提高了的物体匀速提高了 0.5 m，已知绳子自由端的拉力已知绳子自由端的拉力 F 为为 2 N，则绳端移动的距离则绳端移动的距离 s 及及提起重物时滑轮组的机械效率是提起重物时滑轮组的机械效率是 ()第第1313讲讲 功和机械能功和机械能第第1313讲讲 功和机械能功和机械能4如图 133 所示，苹果树上结有甲、乙、丙三个质量

9、相等的苹果，哪一个苹果的重力势能最大()图 133A甲B乙C丙D一样大C第第1313讲讲 功和机械能功和机械能D5 如图如图 134 所示所示， 滚摆上升的过程中滚摆上升的过程中 ()图图 134A动能增大动能增大B重力势能减小重力势能减小C重力势能转化为动能重力势能转化为动能D动能转化为重力势能动能转化为重力势能第第1313讲讲 功和机械能功和机械能C第第1313讲讲 功和机械能功和机械能7某工人在水平地面上，用 100 N 的水平推力以 0.5 m/s的速度匀速推动重 500 N 的物体，使它沿水平方向移动 10m，该过程中工人所做的功是_J ，水平推力的功率是_W。100050第第131

10、3讲讲 功和机械能功和机械能互动探究与方法归纳C例例 1某实验小组分别用如图某实验小组分别用如图 136 所示的所示的甲、乙两个滑轮组甲、乙两个滑轮组 (每个滑轮重相同每个滑轮重相同 )匀匀速提起相同的重物速提起相同的重物 。不不计绳重及摩擦，下列说法正确的是计绳重及摩擦，下列说法正确的是 ()图图 136A图甲省力图甲省力，机械效率图甲大机械效率图甲大B图甲省力图甲省力，机械效率一样大机械效率一样大C图乙省力图乙省力，机械效率一样大机械效率一样大D图乙省力图乙省力，机械效率图乙大机械效率图乙大解析C图甲中重物和动滑轮总重由两段绳子承担，则F甲12(GG动)；图乙中重物和动滑轮总重由三段绳子承

11、担，则F乙13(GG动)，所以图乙省力；每个滑轮重相同， 不计绳重及摩擦，根据W有W总W有W有W额GhGhG动hGGG动知，两个滑轮组机械效率相同，故选 C。第第1313讲讲 功和机械能功和机械能第第1313讲讲 功和机械能功和机械能第第1313讲讲 功和机械能功和机械能第第1313讲讲 功和机械能功和机械能考题自主训练BB一、选择题一、选择题1一个重为一个重为 2 N 的皮球从的皮球从 10 m 高处下高处下落落3 m 的过程中的过程中，重力对它所做的功为重力对它所做的功为 ()A20 JB6 JC14 JD26 J2将一定滑轮改为动滑轮使用将一定滑轮改为动滑轮使用 ，则它的机则它的机械效率

12、在不计绳重和摩擦时械效率在不计绳重和摩擦时 ()A一定提高一定提高B一定降低一定降低C一定不变一定不变D无法判断无法判断第第1313讲讲 功和机械能功和机械能D3 一个滑一个滑轮组经改进后提高了机械效率轮组经改进后提高了机械效率 ，用它用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比()A有用功减少有用功减少 ，总功减少总功减少B有用功增加有用功增加 ，总功增加总功增加C有用功不变有用功不变 ，总功不变总功不变D有用功不变有用功不变 ，总功减少总功减少第第1313讲讲 功和机械能功和机械能B4如图如图 138 所示所示，小丽和爷爷进行爬楼小丽

13、和爷爷进行爬楼比赛。他们同时从一楼出发比赛。他们同时从一楼出发 ，爬到五楼爬到五楼，结果小丽先到达结果小丽先到达 。 已已知小丽的体重比爷爷的体重小。下列说法正确的是知小丽的体重比爷爷的体重小。下列说法正确的是()图图 138A爬到五楼时爬到五楼时 ，小丽做的功比爷爷做的功多小丽做的功比爷爷做的功多B爬到五楼时爬到五楼时 ，爷爷做的功比小丽做的功多爷爷做的功比小丽做的功多C小丽做功的功率一定比爷爷做功的功率大小丽做功的功率一定比爷爷做功的功率大D爷爷做功的功率一定比小丽做功的功率大爷爷做功的功率一定比小丽做功的功率大第第1313讲讲 功和机械能功和机械能D第第1313讲讲 功和机械能功和机械能

14、B6 在甲在甲、乙两图中乙两图中，图甲地面粗糙图甲地面粗糙 、图乙地图乙地面光滑。质量分别为面光滑。质量分别为 m、2m 的两个物体在大小为的两个物体在大小为 F 的恒力作的恒力作用下用下，在力的方向上前进了相同在力的方向上前进了相同 的距离的距离，则下列结论正确的是则下列结论正确的是()图图 1310A图甲中图甲中 F 做的功小于图乙中做的功小于图乙中 F 做的功做的功B图甲中图甲中 F 做的功等于图乙中做的功等于图乙中 F 做的功做的功C图甲中图甲中 F 做的功大于图乙中做的功大于图乙中 F 做的功做的功D条件不足条件不足，无法确定甲、乙图中无法确定甲、乙图中 F 做的功谁大做的功谁大第第

15、1313讲讲 功和机械能功和机械能B7 用手沿竖直方向匀速拉一个动滑用手沿竖直方向匀速拉一个动滑 轮，轮，使挂在下面重为使挂在下面重为 G 的物体缓缓上升的物体缓缓上升 ，动滑轮的重力不可忽动滑轮的重力不可忽略略，现改变物体的重力现改变物体的重力 G，则动滑轮的机械效率与物体重则动滑轮的机械效率与物体重 力力G 的关系可能符合下列图中的的关系可能符合下列图中的 ()图图 1311第第1313讲讲 功和机械能功和机械能8 小明到“地王大厦”喜看南宁新变化。 当他乘坐直达电梯从一层匀速上升至顶层的过程中，他的()A动能减小，重力势能增大B动能不变，重力势能减小C动能不变，重力势能增大D动能减小，重

16、力势能减小C第第1313讲讲 功和机械能功和机械能6006000二、填空题二、填空题9 一颗子弹在枪膛中所受平均推力约为一颗子弹在枪膛中所受平均推力约为500N，枪管长枪管长 1.2 m，子弹从被击发到离开枪口用时子弹从被击发到离开枪口用时0.1 s，则推则推力做功为力做功为_J，做功的功率为做功的功率为 _W。图图 1312第第1313讲讲 功和机械能功和机械能10 如图如图 1312 所示所示，分别用定滑轮分别用定滑轮 、动动滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同的高度的高度(不计机械自重和摩擦不计机械自重和摩擦 )，则所用

17、拉力则所用拉力 F甲甲_F乙乙(选填选填“ ”“”“”“”“” 或或“”)。第第1313讲讲 功和机械能功和机械能20080011 我国设计的我国设计的 “中华月球车中华月球车 ”今年将登今年将登陆月球陆月球，图图 1313 为该车的模为该车的模 型。物体在月球表面附近受型。物体在月球表面附近受到的重力仅为在地球表面附近所受重力的到的重力仅为在地球表面附近所受重力的16，月球车的质量月球车的质量为为 120 kg，它在月球表面受到的重力为它在月球表面受到的重力为 _N。若它在。若它在月球表面上方竖直下落月球表面上方竖直下落4 m ， 则重力对它做的功为则重力对它做的功为_J。(g 取取 10

18、N/kg)图图 1313第第1313讲讲 功和机械能功和机械能1203012工人用力工人用力 F 水平推重为水平推重为 200 N 的的物体物体，在在 4 s 内水平推力内水平推力 F 与物体沿力的方向移动的距与物体沿力的方向移动的距 离离s 之间的关系如图之间的关系如图 1314 所示。在这个过程中所示。在这个过程中 ，水平推水平推力做的功为力做的功为_J，推力做功的功率为推力做功的功率为 _W。图图 1314第第1313讲讲 功和机械能功和机械能71.4%高高第第1313讲讲 功和机械能功和机械能实验实验次数次数斜面倾斜面倾斜程度斜程度木块重木块重G G/N/N斜面高斜面高度度h h/m/

19、m沿斜面沿斜面拉拉力力F F/N/N木块沿木块沿斜面移斜面移动的距动的距离离s s/m/m斜面的机斜面的机械效率械效率1 1较缓较缓5 50.20.23.33.30.50.560.6%60.6%2 2较陡较陡5 50.250.253.83.80.50.565.8%65.8%3 3最陡最陡5 50.30.34.24.20.50.5第第1313讲讲 功和机械能功和机械能14.图图 1316(a)是是“探究物体动能的大小探究物体动能的大小与哪些因素有关与哪些因素有关 ”的实验装置的实验装置 ，实验中让同一钢球从斜面上实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下不同的高度由静止滚下 ，碰到同一木块上碰

20、到同一木块上 ；图图(b)是是“探究牛探究牛顿第一定律顿第一定律 ”的实验装置的实验装置 ，实验中让同一小实验中让同一小 车从斜面上相同车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的平面上运动。请回答的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的平面上运动。请回答以下问题：以下问题：图图 1316第第1313讲讲 功和机械能功和机械能(1)图(a)实验的目的是探究钢球动能的大小与_的关系。 通过木块被推动距离的大小， 说明钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小，这种常用的实验方法是_法。(2)图(b)实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下的目的是_。 水平面越光滑，小车受到的摩擦力越_(选填“大”或“小”)，根据小车运动距离的远近，推理得出：运动的物体如果不受外力作用，将永远做_。(3)小明同学想在图(a)的基础上继续探究物体动能的大小与质量的关系， 请你帮他设计实验， 写出简要的实验步骤及论证方法。让质量不同的小球从同一高度滚下，观察木块被撞击的远近让质量不同的小球从同一高度滚下，观察木块被撞击的远近速度速度转换转换使小车到达水平面时具有相同的速度使小车到达水平面时具有相同的速度小小匀速直线运动匀速直线运动第第1313讲讲