第十五章功和機(jī)械能總復(fù)習(xí).ppt

一、功,1.功的兩個(gè)必要因素：,（1）作用在物體上的力。,（2）物體在力的方向上有通過(guò)的距離。,2.功的計(jì)算公式：,W=FsW=Pt,3.功的單位：,焦耳（J）,1、如圖5所示的四種情景中，人對(duì)物體做功的是（）2、下列關(guān)于力做功的說(shuō)法，正確的是（）A人提著箱子站在地面不動(dòng)，手的拉力對(duì)箱子沒(méi)有做功B人把箱子從二樓提到三樓，手的拉力對(duì)箱子有做功C汽車(chē)在水平公路上勻速行駛，汽車(chē)所受重力對(duì)汽車(chē)有做功D過(guò)山車(chē)向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，車(chē)上乘客所受重力對(duì)乘客沒(méi)有做功,C,B,一、是否做功的判斷,例3（2008柳州）以下實(shí)例，力對(duì)物體做功的是（）A舉重運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴不動(dòng)B小明將水桶從地面上提起C吊車(chē)吊著貨物在空中水平勻速移動(dòng)D用力搬桌子而未搬起,B,（1）理想情況下（不計(jì)機(jī)械自重及摩擦）：,4.功的原理：,（2）任何情況下：,使用機(jī)械時(shí)人們所做的功，都等于不用機(jī)械而直接用手所做的功。,使用任何機(jī)械都不省功。,A,二、機(jī)械效率,1.有用功：,無(wú)論采取哪種方法都必須做的功。即：為達(dá)到目的所必須做的功。,（1）舉高重物：,W有用=G物h,W有用=f摩擦s,（2）在粗糙水平面上移動(dòng)物體：,2.額外功：,（1）克服機(jī)械自重做功：,W額外=G動(dòng)滑輪h,使用動(dòng)滑輪或滑輪組：,（2）克服機(jī)械間的摩擦做功：,使用斜面：,W額外=f摩擦L,并非人們需要但又不得不做的功。,3.總功：,W總=W有用+W額外,公式（1）：,公式（2）：,W總=F動(dòng)力s動(dòng)力,作用在機(jī)械上的動(dòng)力,動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離,有用功和額外功的和，叫總功。,4.機(jī)械效率公式：,斜面,滑輪組,動(dòng)滑輪,定滑輪,=Gh/(Gh+fL),=Gh/（Gh+G輪h）,動(dòng)滑輪，滑輪組,5.常用機(jī)械的效率公式：,一、有用功、額外功和總功的判斷,例1、如圖，用滑輪組提升重物時(shí)，重800N的物體在10s內(nèi)勻速上升了lm。已知拉繩子的力F為500N，則提升重物的過(guò)程中()A繩子自由端被拉下3mB做的有用功是800JC拉力F的功率是80WD滑輪組的機(jī)械效率是60,B,二、機(jī)械效率的判斷及計(jì)算,例2.如圖22所示裝置，繩重及摩擦不計(jì)。裝卸工人將重為800N的貨物提至高處，人對(duì)繩的拉力F1為500N，貨物在1min內(nèi)勻速上升了5m。（1）請(qǐng)?jiān)趫D上畫(huà)出繩子的繞法；（2）求滑輪組的機(jī)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.功率的定義：,單位時(shí)間里完成的功表示做功的快慢。,2.功率的公式：,P=W/t,3.功率的單位：,瓦特（W）,P=Fv,1、圖16是工廠(chǎng)車(chē)間里用來(lái)吊運(yùn)物體的天車(chē)及其滑輪組示意圖，鋼絲繩用2000N的力將重為6000N的物體勻速吊起若在1min內(nèi)，貨物從地面被提升到6m高處，求：（1）鋼絲繩提升貨物時(shí)所做的有用功和有用功率；（2）滑輪組的機(jī)械效率；（3）要提高滑輪組的機(jī)械效率，可采用哪些方法？（答出2種方法即可）,解：（1）W有Gh6000N6m3.6104JP有Wt3.6104J60s600w（2）W總FSF4h2000N46m4.8104JW有W總3.6104J4.8104J75%（3）減小動(dòng)滑輪、繩重、減小摩擦等,2、如圖6所示，將體積為2.l-3m3的松木塊，沿斜面勻速上拉時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4N松木塊沿斜面移動(dòng)lm，上升的高度為30cm求：(1)松木塊的重力(2)斜面的機(jī)械效率(g=10Nkg木=0.5lO3kgm3。),解：（1）GmgVg0.5lO3kgm32.l-3m310NKg10N（2）W有Gh10N30102m3JW總FS4N1m4JW有W總3J4J75%,3、一質(zhì)量為3000kg的汽車(chē)沿著長(zhǎng)為5.4km的盤(pán)山公路勻速行駛，當(dāng)它從山腳行駛到高為0.5km的山頂時(shí)，耗時(shí)15min，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為4000N。求：（1）汽車(chē)行駛的速度。（2）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力做的功。（3）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的功率。,解：（1）vSt5.4103m1560s6m/s（2）WFS4000N5.4103m2.16107J（3）PFv4000N6m/s2.4104w,4、如圖是小紅同學(xué)探究影響斜面機(jī)械效率因素的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的器材有：三個(gè)質(zhì)量不同的木塊A；三條粗糙程度不同的長(zhǎng)木板B；三個(gè)高度不同的長(zhǎng)方體鐵塊C；刻度尺。（1）實(shí)驗(yàn)還需補(bǔ)充的器材有_；（2）下面是小紅探究斜面機(jī)械效率與物重的關(guān)系時(shí)記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)。通過(guò)分析數(shù)據(jù)，你可以得出結(jié)論：_；（3）上述實(shí)驗(yàn)中，保持斜面長(zhǎng)度不變，將斜面升高到0.2m，把一個(gè)重6N的物體沿斜面向上拉時(shí)，所需拉力為3.8N，則此時(shí)斜面的機(jī)械效率是_；（4）斜面的機(jī)械效率可能與斜面的_有關(guān)。（只填一個(gè)因素）,彈簧測(cè)力計(jì),同一斜面，機(jī)械效率相同,.%,摩擦、傾斜程度,5、在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，利用圖4所示的甲、乙兩裝置，分別用力把相同的物體勻速提升相同的高度若用甲、乙表示甲、乙兩裝置的機(jī)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樂(lè)山）探究“斜面的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，某實(shí)驗(yàn)小組提出了“斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)”的猜想下表是該小組根據(jù)此猜想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所記錄的數(shù)據(jù)：請(qǐng)將表格中空格處的數(shù)據(jù)填寫(xiě)完整；由表格小明得出“斜面越陡機(jī)械效率越高”的結(jié)論，要得到此結(jié)論需要控制不變的因素有：_分析表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可推知：高度相同的斜面，越長(zhǎng)越_（填“省力”或“費(fèi)力”）；斜面在我們生活中的應(yīng)用有_（只寫(xiě)出一條即可）。,80%,1.5J,小車(chē)重,斜面長(zhǎng)度,斜面粗糙程度,省力,盤(pán)山公路,例7：某實(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如下表所示，第1、2、3次實(shí)驗(yàn)裝置分別如圖甲、乙、丙所示。(1)比較第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論：使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率越。(2)第3次實(shí)驗(yàn)中所做的有用功是J，機(jī)械效率是_。(3)第3次實(shí)驗(yàn)中動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)比第2次實(shí)驗(yàn)多，動(dòng)滑輪自重增大，對(duì)動(dòng)滑輪所做的額外功(選填“增大”或“減小”)，因而，由第2、3次實(shí)驗(yàn)可知：滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪自重大小有關(guān)。(4)綜合上述結(jié)論，提高機(jī)械效率的方法有增大有用功，額外功(選填“增大”或“減小”)。,大,0.4,727,增大,減小,作業(yè)一：,8、在“測(cè)定動(dòng)滑輪機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用同一滑輪進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)拉彈簧測(cè)力計(jì)第一次實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)；第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的機(jī)械效率(選填“大于”、“小于”或“等于”）第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的機(jī)械效率若不計(jì)摩擦，該動(dòng)滑輪的重為_(kāi)。,9、如圖，用10N的力F拉著物體在水平面上使物體勻速運(yùn)動(dòng)，物體運(yùn)動(dòng)速度為20cm/s,（1）若不計(jì)繩重及摩擦，求物體受到地面的摩擦力為多大？拉力的功率為多大？(2)若考慮繩重及摩擦，實(shí)際拉力為12N，則滑輪組的機(jī)械效率為多大？,解；(1)不計(jì)繩重及摩擦，f=3F=3X10N=30NP=F.VF=FX3V物=10NX3X0.2m/s=6w(2)=W有用/W總=f.S物/F.SF=f/3F=30N/3X12N=83.3%答：物體受到地面的摩擦力為30N,拉力的功率為6W.滑輪組的機(jī)械效率為83.3%,10如圖所示的滑輪組，已知物重350N，動(dòng)滑輪重40N(繩重及摩擦不計(jì))，若重物勻速提升2m，則拉力F為多大？額外功是多少？滑輪組的機(jī)械效率是？提升重物再增加20N，那么該裝置的機(jī)械效率將是多大？,11、用100N的力推著小車(chē)在水平面上作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，5s內(nèi)小車(chē)前進(jìn)了10m，則在這段時(shí)間內(nèi)：物體運(yùn)動(dòng)的速度是多大？推力做得功多少？推力的功率是多大？,12.一個(gè)工人用圖所示的滑組將800N的重物以0.5m/s的速度勻速提高了2m，人對(duì)繩的拉力為250N，求：（1）有用功是多少？（2）滑輪組的機(jī)械效率是多少？（3）拉力的功率是多大？,F,13、使用如圖所示的滑輪組，勻速提升質(zhì)量是500kg的物體，機(jī)械效率是70%，對(duì)滑輪組做功的總功率是7kW，則重物上升的速度是多少？,由運(yùn)動(dòng)物體速度v決定,由物體高度h決定,四、機(jī)械能,動(dòng)能,重力勢(shì)能,彈性勢(shì)能,只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒。,由運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量m決定,勢(shì)能,由彈性形變決定,由物體質(zhì)量m決定,機(jī)械能的轉(zhuǎn)化：,1、超市的自動(dòng)扶梯把小明從一樓勻速送到二樓的過(guò)程中，小明的（）A動(dòng)能減小，勢(shì)能增大，機(jī)械能不變B動(dòng)能增大，勢(shì)能增大，機(jī)械能增大C動(dòng)能不變，勢(shì)能增大，機(jī)械能增大D動(dòng)能不變，勢(shì)能不變，機(jī)械能不變2、用繩子把一個(gè)鐵鎖懸掛起來(lái)把鐵鎖拉到剛好貼著自己的鼻子，穩(wěn)定后松手，頭不動(dòng)（如圖16），鐵鎖由開(kāi)始位置a沿弧線(xiàn)ac向另一側(cè)的最高點(diǎn)c運(yùn)動(dòng)，然后再?gòu)腸往回運(yùn)動(dòng)（l）從a點(diǎn)到最低點(diǎn)b點(diǎn)的過(guò)程中，鐵鎖的動(dòng)能、重力勢(shì)能如何變化？（2）從能的轉(zhuǎn)化和守恒角度分析鐵鎖擺回時(shí)能否碰到鼻子。,C,動(dòng)能增大、重力勢(shì)能減小,不能,3、下圖表示撐桿跳高運(yùn)動(dòng)的兒個(gè)階段：助跑、撐桿起跳、越橫桿。在這幾個(gè)階段中能量的轉(zhuǎn)化情況是：.