功和机械能复习提纲及练习题

1、功和机械能复习提纲一、功 1、做功的两个必要因素: (1作用在物体上的力;(2物体在力的方向上通过的距离。 2、不做功的三种情况: (1有力无距离:“劳而无功”之一,如搬石头未搬动; (2有距离无力:(“不劳无功”,如物体在光滑平面上自由滑动,足球踢一脚后运动; (3有力,也有距离,但力和距离垂直:“劳而无功”之二,如手提水桶在水平面上走动。 3公式 各量单位W :W (瓦特t :s (秒 4、国际单位:将N m 称为焦耳,简称焦,符号J 1J=1 N ·m把一个鸡蛋举高1m ,做的功大约是0.5 J 。 5、公式应用注意: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

2、在力的方向上通过的距离,与力对应。功的单位“焦”(牛·米 = 焦,不要跟力和力臂的乘积(牛·米,不能写成“焦”单位搞混。克服阻力(摩擦力做功:W=fs二、功的原理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。 2、说明:功的原理对于任何机械都适用。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。 对于理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力:人做的功(FS = 直接用手对重物所做的功(Gh 3、应用:斜面理想

3、斜面:斜面光滑(不计摩擦 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 实际斜面:若斜面与物体间的摩擦为f ,则:FL=fL+Gh ;这样F 做功FL 就大于直接对物体做功Gh 。 三、机械效率1、有用功:对人们有用的功。 公式:W 有用=Gh (提升重物=W 总-W 额=W 总2动h (忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组3 4、机械效率:有用功跟总功的比值。(1公式:(2有用功总小于总功,所以机械效率总小于1 ,通常用 百分数 表示。 某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。(3提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件

4、间的摩擦。5、机械效率的测 量 原 理: 应测物理量:钩码重力G 、钩码提升的高度h 、拉力F 、绳的自由端移动的距离S器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线、还需 刻度尺、弹簧测力计。步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变。结论影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:A 、动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。B 、提升重物越重,做的有用功相对就多。C 、摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。D 、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。四、简单机械的机械效率 (1斜面 W 有用=G ·h W 额外=f ·S W 总=F ·S=G ·

5、;h +fS (2杠杆 W 有用=G 物·h W 额外W 总=F ·SW有用 W 总= W 有用 总 = Gh=(3定滑轮(a W 有用=Gh W 额外:摩擦及绳重 W 总=F ·S=F ·h (4定滑轮(b W 有用=f ·S 物W 额外:滑轮转动摩擦 W 总=F ·S F =F ·S 物(5动滑轮(a 及竖直方向滑轮组W 有用=G 物·h W 额外W 总=F ·S=F ·nh=(G 物+G 动·h (n 为连接动滑轮绳子段数 (6动滑轮(b 及水 平方向滑轮组W 有用=fS 物 W

6、 额外:绳重及滑轮转动摩擦W 总=F ·S F =F ·nS 物 (n 为连接动滑轮绳子段数注:a 、所有机械自身摩擦均是额外功的组成部分, 故对机械进行润滑一般都可以提高机械效率. b 、所有的有用功均等于不使用机械时所做的功 c 、对于所有机械均有五、功率:单位时间内做的功P(单位:W 1、公式:2、单位:瓦特,简称瓦,符号W ,常用单位 kW ,MW , 马力 换算:1kW=103W 1MW=106 W 1马力=735W3、物理意义:表示做功快慢的物理量(与机械效率无关。 某小轿车功率66kW ,它表示:小轿车1s 内做功66000J4、机械中的功率5、机械效率和功率

7、的区别功率和机械效率是两个不同的概念。(1功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;(2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。 六、机械能 能量:一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能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”。例如 :山上静止的石头具有能量,但它没有做功,也不一定要做功。机 械 能 势能 重力 势能 定义:物体由于被举高而具有的能量 体由于被举高而具有的能量 决定其大小的因素: 物体质量越大、举得越高(高度,重力势能就越大 弹性 定义:发生弹性形变的

8、物体具有的能量动能定义:物体由于运动而具有的能量 决定其大小的因素: 物体速度越大、质量越大,动能就越大 不计绳重和摩擦时1、机械能:动能和势能统称为机械能。(1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。(2探究决定动能大小的因素a、猜想:动能大小与物体质量和速度有关;b、实验研究研究对象:小钢球方法:控制变量法c、如何判断动能大小?看小钢球能推动木快做功的多少;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?使钢球从不同同高度滚下;d、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;

9、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。2、动能和势能的转化(1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;(2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;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。3、动能与势能转化问题的分析首先分析决定动能大小、重力势能(或弹性势能大小的因素

10、看动能和重力势能(或弹性势能如何变化质量,速度,高度,弹性形变机械能守恒: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。a、人造地球卫星的运动,近地点动能(速度最大,势能最小;远地点势能最大,动能(速度最小,近地点向远地点运动时,动能转化为势能,远地点向近地点运动,势能转化为动能,整个过程机械能守恒。b、滚摆上升下落过程中,如果不计空气阻力,机械能守恒。上升动能转化为重力势能,下降重力势能转化为动能,最低点速度最大,动能最大,最高点重力势能最大,动能最小,下降过程反之。考虑空气阻力,滚摆每次上升高度减小,机械能转化为内能。C、题中如

11、果有“在光滑斜面上滑动”,“光滑”表示不计摩擦,没有能量损失,此时机械能守恒。4、水能和风能的利用水电站的工作原理:利用高处的水落下时把重力势能转化为动能,水的一部分动能转移到水轮机,利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。水电站修筑拦河大坝的目的是什么?水电站修筑拦河大坝是为了提高水位,增大水的重力势能,水下落时能转化为更多的动能,通过发电机就能转化为更多的电能。大坝为什么要设计成上窄下宽?由水压p=gh,随水深的增加而加大。巩固练习一、填空1、物理学中,我们说做功的两个必要因素是:_(2。2、下列情况中,人对物体是否做功?并说明理由。( 1 某同学踢足球,球离脚后飞出10m远;(2将重物从

12、地面上提起放到肩上_ _ ; (3将重物提在手中沿水平方向移动50米的距离_ _ ; (4扛着重物登上三楼_ _ ;(5举重运动员举起杠铃后,站着坚持3秒钟不动_ _ ;(6推出去的铅球在空中向前飞行时_ _。3、功率是表示做功_的物理量;某机器的功率是800瓦,其物理意义是_,这样的一台机器每小时可完成_的功。动能 转化转化势能弹性势能重力势能机械能的天然资源风能水能拦河筑坝海水潮汐直接做功发电4、功的原理告诉我们:使用任何机械都不能省_。5、重50N 的的物体在水平支持面上做匀速直线运动,所受的阻力是20牛,则它受到的水平拉力是_N ,若物体在水平方向上移动30m ,则拉力对物体做了_J

13、的功,克服阻力做了_J 的功,重力对物体做了_J 的功。 6、甲、乙两人的体重之比是8:9,他们进行爬楼比赛,从一楼爬上三楼所用的时间之比是4:5,则两人克服自身重力所做的功之比是_;两人的功率之比是_。 7、某人提着一个重80牛的物体在水平路面上匀速运动了300米,此过程中人对物体做功_ ,功率是_瓦,后他又提着此物体爬了高10米的楼,用时1分钟,则爬楼时人对物体做了_ _焦的功,功率为_瓦。 8、某起重机的机械效率是70%,它表示_ 9、从深为10m 的井中直接将一桶水提出井口,已知桶重20N ,桶中水重80N .若此人的目的是为了提水,则额外功 ,有用功 ,总功 ,机械效率为 ;若此人的

14、目的是为了捞桶,则机械效率为 。10、某人用机械做了8000J 的功,其中额外功是有用功的1/3,那么该机械做的有用功是 J ,机械效率是 。 11、工人用一根杠杆提升一桶油,他用250N 向下的拉力拉过1.2m ,油桶上升30cm ,若杠杆的机械效率为90%,则油桶重为 N 。12、用一个定滑轮把重200 N 的货物提升6 m 高,所用的拉力是250 N ,这个定滑轮的机械效率是 。 13、用一个动滑轮把重为200 N 的货物匀速提高4 m ,所用的拉力是125 N ,则有用功是 J ,这个动滑轮的机械效率是 。14、某人用一动滑轮将400牛的重物提起5米,若人做的额外功是500焦,则这个动

15、滑轮的机械效率是_,人的拉力是_。 15、如图所示,某同学用一个动滑轮匀速提起一袋重为180N 的面粉, 所用的拉力为100N ,则动滑轮的机械效率为 ,如果用此动滑 轮匀速提起一袋质量为25kg 的大米机械效率为90%。当拉绳子的速 度为 m/s 时,拉力的功率为54W 。(绳重与摩擦不计16、用滑轮组把重为600 N 的物体举高4 m ,若滑轮组的机械效率是80%,那么做的有用功是 J ,总功是 ,额外功是 。 17、用一个滑轮组在6s 内把84N 的重物匀速提升4m 时,在绳的自由端所加拉力大小为40N ,自由端通过的距离为12m .则此过程中,有用功为 J ,拉力做功的总功率为 W ,

16、滑轮组的机械效率为 .18、用如图所示的滑轮组提升重物,已知物重为120N ,加在绳子端的拉力F =50N 。若被提升物体匀速上升速度v =0.1m/s ,则拉力F 做功的功率P =_W ,滑轮组的机械效率=_。 19、工人常利用斜面把重物搬运到汽车上.汽车车厢高度h=1.5m ,斜面长度s=3m ,现用力F 沿斜面把重箩筐G=1800N 的重物匀速拉到车上.若不计摩擦,拉力F 为 N ;若实际拉力F=1200N ,则该斜面的机械效率是 %. 20、如图所示的滑轮为_滑轮(选填“定”或“动”。若用20牛的拉力使物体在2秒钟内匀速直线运动了5米,则拉力做功的功率为_瓦。23、下列物体中:A .挂

17、在屋顶上的电灯;B .被拉开的弹簧门;C .空中飞行的小鸟;D .在冰场上滑行的运动员;E .从斜坡上滚下的石头;F .在平直公路上行驶的汽车;只具有动能的是 、只具有势能的是 、既具有动能,又具有势能的是 .24、如图所示:物体A 在拉力F 的作用下,沿斜面匀速上升时, A 物体的动能_,势能_,机械能_。25、人造地球卫星在从近地点向远地点运行的过程中,速度会逐渐减慢,此过程中_能转化为_能;而在从远地点向近地点运行时,速度会逐渐加快,则此过程中_能转化为_能,由此我们可以判断人造地球卫星在_处动能最大,速度最快。26、滚摆在下降时速度_,动能_,重力势能_,上升时速度_,动能_,重力势能

18、_。 滚摆每次上升的高度都比前次稍低,表明滚摆的机械能总量在不断_。若不计空气的摩擦阻力,滚摆的机械能_。(本题选填“变大”、“变小”或“不变” 27、跳伞运动员在跳伞时要经历两个过程:第一个过程即伞未张开,他下落的速度会越来越快,此时它所具有的动能 _,势能_;第二个过程:即伞张开后,他会匀速下落,则此过程中动能_,势能_,机械能总量_。(填“变大”、“变小”或“不变” 28、建水电站时要让水轮机产生出较大的功率,在流量一定的条件下,需要水流有较大的流速,而河流流速一般都不很大,因此就要在河中选择合适的地方修水坝.这是利用了_能转化为_的道理.29、“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼。”弯弓射

19、箭的过程中, 能转化为 能。 30、“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”,飞腾而下的瀑布具有巨大的 能。 31、如图所示,小明在玩蹦蹦杆,在小明将蹦蹦杆中的弹簧向 下压缩的过程中,小明的重力势能变 、弹簧的弹性势能 变 。 二、选择 1、一个人用同样大小的水平拉力拉着小车,分别在光滑和粗糙的两种水平地面上前进相同的距离,关于拉力 所做的功,下列说法中正确的是( A .在粗糙地面上做功较多 B .在光滑地面上做功较多 C .两次做功一样多 D .条件不够,无法比较两次做功的多少 2、某同学用100牛的力把质量为4千克的铅球推到5米远处,他推铅球做的功是( A.500焦 B.196焦 C.696焦

20、D.缺少条件,无法计算 3、如图所示:A 、B 、C 三个物体的质量关系是m A >m B >m c ,它们在同样大的力F 作用下,都沿力的方向移动相同的距离 S ,则力F 对三个物体所做的功 ( A.一样多 B.对A 做的功最多 C.对B 做的功最多 D.对C 做的功最多 4、某机器的功率是1000瓦,这句话的物理意义是: ( A.表示这台机器能做1000瓦的功 B.表示这台机器能做1000焦的功 C.表示这台机器秒能做1000瓦的功 D.表示这台机器每秒能做1000焦的功 5、在学习了功率的知识后,三位同学想比较爬杆时谁的功率大.以下是他们讨论后得出的三套方案,其中可行的是(

21、用相同的时间爬杆,测量出各自的体重和爬上杆的高度,即可比较功率大小 都爬到杆顶,测量出各自的体重和爬杆用的时间,即可比较功率大小 爬杆后,测量出各自的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度,算出功率进行比较 A .只有 B . C . D . 6、下面说法中正确的是 ( A .从P=W/t 可知,功率跟功成正比,所以只要做功多,功率就大 B .功率跟时间成反比,所以只要时间短,功率就大 C .功率大的机器比功率小的机器做功多 D .甲每小时做的功比乙每小时做的功多,甲的功率比乙的功率大 7、个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比较 ( A .做的有用功减

22、少了 B .总功不变,有用功增加了 C .总功不变,额外功减少了 D .有用功不变,总功减少了 8、用500 N 的力拉着滑轮组绳子的自由端移动8 m 时,可将滑轮组悬挂的重为1500 N 的物体匀速提高2 m ,则额外功占总功的百分比是 ( A .25%B .75%C .15%D .85% 9、若要把50 N 的重物举高2 m ,则( A .使用省力杠杆时动力做功必定小于100 J B .使用定滑轮时动力大小必定等于50 N C .使用滑轮组时动力做功必定等于100 J D .不论使用哪种机械。动力做功至少100 J 10、用如图所示的滑轮组把重100N 的物体匀速提升0.5m ,所用的拉

23、力是80N ,下列说法正确的是 ( A .总功是50J ,有用功是80J B .有用功是50J ,额外功是20J C .总功是100J ,有用功是80J D .总功是80J ,机械效率是62.5% 11、要提高某机械的机械效率,应该 ( A .减小外力所移动的距离 B .减小额外功占总功的百分比 C .减小总功 D .减小外力 12、下列说法中,正确的是 ( A.在相同的时间内做的功越多,机械效率越高 B.在相同的时间内做的功越多,功率就越大 C.功率大的机器,机械效率一定高 D.功率大的机器,做的功一定多 13、如图所示,在水平拉力F 作用下,使重40N 的物体A 匀速移动5m ,物体A 受

24、到地面的摩擦力为5N ,不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦,拉力F 做的功为( A .50J B .25J C .100J D .200J 14、如图是使用汽车打捞水下重物示意图,在重物从水底拉到井口的过程中,汽车以恒定速度向右运动,忽略水的阻力和滑轮的摩擦,四位同学画出了汽车功率(P 随时间(t 变化的图象,其中正确的是 ( 15、同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设: (1滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关 (2滑轮组机械效率高低可能与被物重有关 (3滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关 (4滑轮组机械效率高低可能与与承重绳子段数有关。然后一位同学设计了

25、如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的假设，则该实验验证 的假设是（ ） A.（1） B.（2） C.（3） D.（4） 16、下列关于能量的说法中正确的是 ( A.做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量 B.做功多的物体能量就多，做功少的物体能量就少 C.能够做功的物体具有能量，但不一定就做功 D.能量多的物体所做的功一定就多 17、下列各过程中属于动能转化为势能的是 ( A.拉开弓把箭射出去 B.小铁块在空中下落 C.在水平地面上滚动的足球 D.停蹬脚踏板后的自行车正在冲上斜坡 18、小刚收集了一些与机械能有关的实例如图所示，其中机械能增大的是（ ） 2、小雪和小红在“测滑轮组机

26、械效率”的实验中，一起组装好如图所 示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置 （1）小红 向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测 力计读出拉力为 0.5N，同时小雪用用刻度尺测出钩码提升的高度为 0.1m，以上测量准确无误，其他被测物理量和计算的数据如表： 钩码重 （N） 2 弹簧测力计提升的高度 有用功（J） 总功（J） 机械效率 （m） 0.4 0.2 0.2 100% 19、 图所示情景是一种叫做蹦极的游戏， 游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上， 另一端固定在高处，然后从高处跳下，图中 a 点是弹性绳自然下垂时绳下端的位 置，c 点是游戏者所到达的最低点对于游戏者离开跳台

27、至最低点的这一过程， 下列说法中正确的是（ ） A游戏者的动能一直在增加 B游戏者减少的重力势能全部转化为动能 C游戏者到达 a 点前，绳子具有弹性势能 D游戏者到 c 点时，他的动能为零 20、小球从高处下落，由于受到空气阻力而作匀速直线运动，在运动过程中，小球 （ ） A、动能增加，势能减小，机械能不变 B、动能不变，势能减小，机械能减小 C、动能和势能都减小，机械能减小 D、动能和势能都增加，机械能增加 三、实验 1、 在“测定滑轮组机械效率”的实验中， 某同学竖直拉动弹簧秤， 使钩码_上升， 弹簧秤的示数如图所示， 该同学所测得 的数据如下表。 请你： 把表格补填完整； （2）小雪和小

28、红测得滑轮组的机械效率为 100%，他们意识到出现了错误，请你帮 助找出错误的原因 错误 （3） 该滑轮组的机械效率实际为 （4 （ 3 ） 若 提 升 的 钩 码 重 增 加 到 6N ， 则 该 滑 轮 组 的 机 械 效 率 将 将 （填变化情况） （5） 有同学想进一步探究滑轮组的机械效率是否与滑轮组中细绳 的绕法有关根据探究目的，他们先通过实验测算出如图（甲）所示 的滑轮组的机械效率， 请你在图 （乙） 中画出下一步实验所需的组装图 四、计算 1、质量为 500 克的小车，在 2 牛顿的水平拉力作用下，由静止开始沿 水平地板前进 3 米，此时拉车的细绳断裂，小车前进 2 米后停止，那

29、么 小车运动过程中拉力做功多少？重力做功为多少？ 2、跳绳是一项很好的体育健身活动，经测试重 500 N 的某同学 1 min 跳绳 120 次， 每次离地约 0.06 m（每次离地高度和时间都相同） （1）该同学跳一次做功多少焦 耳?（2）他在这 1 min 的锻炼中消耗的功率是多大?（3）跳绳时对地面的压强与站 立时相比较有何变化?并说明判断的理由 钩码重 钩码上升的高 G（N） 度 h(m 9 0.15 拉 力 F（N） 弹簧秤移动 机械效率 的距离 S （m） （） 0.45 在图中画出实验中的滑轮组的绕线。 6 3、节能是汽车性能的一个重要指标但同一辆汽车每百公里的消耗与行驶速度的 7、一个人用滑轮组匀速提升重 G128N 的物体，滑轮组的机械效率为 80%，在 4s 快慢是否有关呢？星期天，小明乘坐叔叔的汽车去上海，于是他决定借此机会对这 内，人用 F40N 的力拉绳端移动