功和機械能復(fù)習(xí)提綱及練習(xí)題

1、功和機械能復(fù)習(xí)提綱一、功 1、做功的兩個必要因素: (1作用在物體上的力;(2物體在力的方向上通過的距離。 2、不做功的三種情況: (1有力無距離:“勞而無功”之一,如搬石頭未搬動; (2有距離無力:(“不勞無功”,如物體在光滑平面上自由滑動,足球踢一腳后運動; (3有力,也有距離,但力和距離垂直:“勞而無功”之二,如手提水桶在水平面上走動。 3公式 各量單位W :W (瓦特t :s (秒 4、國際單位:將N m 稱為焦耳,簡稱焦,符號J 1J=1 N ·m把一個雞蛋舉高1m ,做的功大約是0.5 J 。 5、公式應(yīng)用注意:分清哪個力對物體做功,計算時F 就是這個力;公式中S 一定是

2、在力的方向上通過的距離,與力對應(yīng)。功的單位“焦”(牛·米 = 焦,不要跟力和力臂的乘積(牛·米,不能寫成“焦”單位搞混?？朔枇?摩擦力做功:W=fs二、功的原理1、內(nèi)容:使用機械時,人們所做的功,都不會少于直接用手 所做的功。 2、說明:功的原理對于任何機械都適用。使用機械要省力必須費距離,要省距離必須費力,既省力又省距離的機械是沒有的。 使用機械雖然不能省功,但人類仍然使用,是因為使用機械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向,給人類工作帶來很多方便。 對于理想機械(忽略摩擦和機械本身的重力:人做的功(FS = 直接用手對重物所做的功(Gh 3、應(yīng)用:斜面理想

3、斜面:斜面光滑(不計摩擦 理想斜面遵從功的原理理想斜面公式:FL=Gh其中F :沿斜面方向的推力;L :斜面長;G :物重;h :斜面高度 實際斜面:若斜面與物體間的摩擦為f ,則:FL=fL+Gh ;這樣F 做功FL 就大于直接對物體做功Gh 。 三、機械效率1、有用功:對人們有用的功。 公式:W 有用=Gh (提升重物=W 總-W 額=W 總2動h (忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組3 4、機械效率:有用功跟總功的比值。(1公式:(2有用功總小于總功,所以機械效率總小于1 ,通常用 百分數(shù) 表示。 某滑輪機械效率為60%表示有用功占總功的60% 。(3提高機械效率的方法:減小機械自重、減小機件

4、間的摩擦。5、機械效率的測 量 原 理: 應(yīng)測物理量:鉤碼重力G 、鉤碼提升的高度h 、拉力F 、繩的自由端移動的距離S器材:除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線、還需 刻度尺、彈簧測力計。步驟:必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高,目的:保證測力計示數(shù)大小不變。結(jié)論影響滑輪組機械效率高低的主要因素有:A 、動滑輪越重,個數(shù)越多則額外功相對就多。B 、提升重物越重,做的有用功相對就多。C 、摩擦,若各種摩擦越大做的額外功就多。D 、繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。四、簡單機械的機械效率 (1斜面 W 有用=G ·h W 額外=f ·S W 總=F ·S=G ·

5、;h +fS (2杠桿 W 有用=G 物·h W 額外W 總=F ·SW有用 W 總= W 有用 總 = Gh=(3定滑輪(a W 有用=Gh W 額外:摩擦及繩重 W 總=F ·S=F ·h (4定滑輪(b W 有用=f ·S 物W 額外:滑輪轉(zhuǎn)動摩擦 W 總=F ·S F =F ·S 物(5動滑輪(a 及豎直方向滑輪組W 有用=G 物·h W 額外W 總=F ·S=F ·nh=(G 物+G 動·h (n 為連接動滑輪繩子段數(shù) (6動滑輪(b 及水 平方向滑輪組W 有用=fS 物 W

6、 額外:繩重及滑輪轉(zhuǎn)動摩擦W 總=F ·S F =F ·nS 物 (n 為連接動滑輪繩子段數(shù)注:a 、所有機械自身摩擦均是額外功的組成部分, 故對機械進行潤滑一般都可以提高機械效率. b 、所有的有用功均等于不使用機械時所做的功 c 、對于所有機械均有五、功率:單位時間內(nèi)做的功P(單位:W 1、公式:2、單位:瓦特,簡稱瓦,符號W ,常用單位 kW ,MW , 馬力 換算:1kW=103W 1MW=106 W 1馬力=735W3、物理意義:表示做功快慢的物理量(與機械效率無關(guān)。 某小轎車功率66kW ,它表示:小轎車1s 內(nèi)做功66000J4、機械中的功率5、機械效率和功率

7、的區(qū)別功率和機械效率是兩個不同的概念。(1功率表示做功的快慢,即單位時間內(nèi)完成的功;(2機械效率表示機械做功的效率,即所做的總功中有多大比例的有用功。 六、機械能 能量:一個物體能夠做功,我們就說這個物體具有能能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量;能量可以用能夠做功的多少來衡量。 一個物體“能夠做功”,并不是一定“要做功”,也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”。例如 :山上靜止的石頭具有能量,但它沒有做功,也不一定要做功。機 械 能 勢能 重力 勢能 定義:物體由于被舉高而具有的能量 體由于被舉高而具有的能量 決定其大小的因素: 物體質(zhì)量越大、舉得越高(高度,重力勢能就越大 彈性 定義:發(fā)生彈性形變的

8、物體具有的能量動能定義:物體由于運動而具有的能量 決定其大小的因素: 物體速度越大、質(zhì)量越大,動能就越大 不計繩重和摩擦?xí)r1、機械能:動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。(1理解有動能的物體具有機械能;有勢能的物體具有機械能;同時具有動能和勢能的物體具有機械能。(2探究決定動能大小的因素a、猜想:動能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān);b、實驗研究研究對象:小鋼球方法:控制變量法c、如何判斷動能大小?看小鋼球能推動木快做功的多少;如何控制速度不變?使鋼球從同一高度滾下,則到達斜面底端時速度大小相同;如何改變鋼球速度?使鋼球從不同同高度滾下;d、分析歸納:保持鋼球質(zhì)量不變時結(jié)論:運動物體質(zhì)量相同時;速度越大動能越大;

9、保持鋼球速度不變時結(jié)論:運動物體速度相同時;質(zhì)量越大動能越大;得出結(jié)論:物體動能與質(zhì)量和速度有關(guān);速度越大動能越大,質(zhì)量越大動能也越大。2、動能和勢能的轉(zhuǎn)化(1動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律:質(zhì)量一定的物體,如果加速下降,則動能增大,重力勢能減小,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能;質(zhì)量一定的物體,如果減速上升,則動能減小,重力勢能增大,動能轉(zhuǎn)化為重力勢能;(2動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律:如果一個物體的動能減小,而另一個物體的彈性勢能增大,則動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能;如果一個物體的動能增大,而另一個物體的彈性勢能減小,則彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。3、動能與勢能轉(zhuǎn)化問題的分析首先分析決定動能大小、重力勢能(或彈性勢能大小的因素

10、看動能和重力勢能(或彈性勢能如何變化質(zhì)量,速度,高度,彈性形變機械能守恒:如果除重力和彈力外沒有其他外力做功(即:沒有其他形式能量補充或沒有能量損失,則動能勢能轉(zhuǎn)化過程中機械能不變。a、人造地球衛(wèi)星的運動,近地點動能(速度最大,勢能最小;遠地點勢能最大,動能(速度最小,近地點向遠地點運動時,動能轉(zhuǎn)化為勢能,遠地點向近地點運動,勢能轉(zhuǎn)化為動能,整個過程機械能守恒。b、滾擺上升下落過程中,如果不計空氣阻力,機械能守恒。上升動能轉(zhuǎn)化為重力勢能,下降重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,最低點速度最大,動能最大,最高點重力勢能最大,動能最小,下降過程反之?？紤]空氣阻力,滾擺每次上升高度減小,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。C、題中如

11、果有“在光滑斜面上滑動”,“光滑”表示不計摩擦,沒有能量損失,此時機械能守恒。4、水能和風能的利用水電站的工作原理:利用高處的水落下時把重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,水的一部分動能轉(zhuǎn)移到水輪機,利用水輪機帶動發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)化為電能。水電站修筑攔河大壩的目的是什么?水電站修筑攔河大壩是為了提高水位,增大水的重力勢能,水下落時能轉(zhuǎn)化為更多的動能,通過發(fā)電機就能轉(zhuǎn)化為更多的電能。大壩為什么要設(shè)計成上窄下寬?由水壓p=gh,隨水深的增加而加大。鞏固練習(xí)一、填空1、物理學(xué)中,我們說做功的兩個必要因素是:_(2。2、下列情況中,人對物體是否做功?并說明理由。( 1 某同學(xué)踢足球,球離腳后飛出10m遠;(2將重物從

12、地面上提起放到肩上_ _ ; (3將重物提在手中沿水平方向移動50米的距離_ _ ; (4扛著重物登上三樓_ _ ;(5舉重運動員舉起杠鈴后,站著堅持3秒鐘不動_ _ ;(6推出去的鉛球在空中向前飛行時_ _。3、功率是表示做功_的物理量;某機器的功率是800瓦,其物理意義是_,這樣的一臺機器每小時可完成_的功。動能 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化勢能彈性勢能重力勢能機械能的天然資源風能水能攔河筑壩海水潮汐直接做功發(fā)電4、功的原理告訴我們:使用任何機械都不能省_。5、重50N 的的物體在水平支持面上做勻速直線運動,所受的阻力是20牛,則它受到的水平拉力是_N ,若物體在水平方向上移動30m ,則拉力對物體做了_J

13、的功,克服阻力做了_J 的功,重力對物體做了_J 的功。 6、甲、乙兩人的體重之比是8:9,他們進行爬樓比賽,從一樓爬上三樓所用的時間之比是4:5,則兩人克服自身重力所做的功之比是_;兩人的功率之比是_。 7、某人提著一個重80牛的物體在水平路面上勻速運動了300米,此過程中人對物體做功_ ,功率是_瓦,后他又提著此物體爬了高10米的樓,用時1分鐘,則爬樓時人對物體做了_ _焦的功,功率為_瓦。 8、某起重機的機械效率是70%,它表示_ 9、從深為10m 的井中直接將一桶水提出井口,已知桶重20N ,桶中水重80N .若此人的目的是為了提水,則額外功 ,有用功 ,總功 ,機械效率為 ;若此人的

14、目的是為了撈桶,則機械效率為 。10、某人用機械做了8000J 的功,其中額外功是有用功的1/3,那么該機械做的有用功是 J ,機械效率是 。 11、工人用一根杠桿提升一桶油,他用250N 向下的拉力拉過1.2m ,油桶上升30cm ,若杠桿的機械效率為90%,則油桶重為 N 。12、用一個定滑輪把重200 N 的貨物提升6 m 高,所用的拉力是250 N ,這個定滑輪的機械效率是 。 13、用一個動滑輪把重為200 N 的貨物勻速提高4 m ,所用的拉力是125 N ,則有用功是 J ,這個動滑輪的機械效率是 。14、某人用一動滑輪將400牛的重物提起5米,若人做的額外功是500焦,則這個動

15、滑輪的機械效率是_,人的拉力是_。 15、如圖所示,某同學(xué)用一個動滑輪勻速提起一袋重為180N 的面粉, 所用的拉力為100N ,則動滑輪的機械效率為 ,如果用此動滑 輪勻速提起一袋質(zhì)量為25kg 的大米機械效率為90%。當拉繩子的速 度為 m/s 時,拉力的功率為54W 。(繩重與摩擦不計16、用滑輪組把重為600 N 的物體舉高4 m ,若滑輪組的機械效率是80%,那么做的有用功是 J ,總功是 ,額外功是 。 17、用一個滑輪組在6s 內(nèi)把84N 的重物勻速提升4m 時,在繩的自由端所加拉力大小為40N ,自由端通過的距離為12m .則此過程中,有用功為 J ,拉力做功的總功率為 W ,

16、滑輪組的機械效率為 .18、用如圖所示的滑輪組提升重物,已知物重為120N ,加在繩子端的拉力F =50N 。若被提升物體勻速上升速度v =0.1m/s ,則拉力F 做功的功率P =_W ,滑輪組的機械效率=_。 19、工人常利用斜面把重物搬運到汽車上.汽車車廂高度h=1.5m ,斜面長度s=3m ,現(xiàn)用力F 沿斜面把重籮筐G=1800N 的重物勻速拉到車上.若不計摩擦,拉力F 為 N ;若實際拉力F=1200N ,則該斜面的機械效率是 %. 20、如圖所示的滑輪為_滑輪(選填“定”或“動”。若用20牛的拉力使物體在2秒鐘內(nèi)勻速直線運動了5米,則拉力做功的功率為_瓦。23、下列物體中:A .掛

17、在屋頂上的電燈;B .被拉開的彈簧門;C .空中飛行的小鳥;D .在冰場上滑行的運動員;E .從斜坡上滾下的石頭;F .在平直公路上行駛的汽車;只具有動能的是 、只具有勢能的是 、既具有動能,又具有勢能的是 .24、如圖所示:物體A 在拉力F 的作用下,沿斜面勻速上升時, A 物體的動能_,勢能_,機械能_。25、人造地球衛(wèi)星在從近地點向遠地點運行的過程中,速度會逐漸減慢,此過程中_能轉(zhuǎn)化為_能;而在從遠地點向近地點運行時,速度會逐漸加快,則此過程中_能轉(zhuǎn)化為_能,由此我們可以判斷人造地球衛(wèi)星在_處動能最大,速度最快。26、滾擺在下降時速度_,動能_,重力勢能_,上升時速度_,動能_,重力勢能

18、_。 滾擺每次上升的高度都比前次稍低,表明滾擺的機械能總量在不斷_。若不計空氣的摩擦阻力,滾擺的機械能_。(本題選填“變大”、“變小”或“不變” 27、跳傘運動員在跳傘時要經(jīng)歷兩個過程:第一個過程即傘未張開,他下落的速度會越來越快,此時它所具有的動能 _,勢能_;第二個過程:即傘張開后,他會勻速下落,則此過程中動能_,勢能_,機械能總量_。(填“變大”、“變小”或“不變” 28、建水電站時要讓水輪機產(chǎn)生出較大的功率,在流量一定的條件下,需要水流有較大的流速,而河流流速一般都不很大,因此就要在河中選擇合適的地方修水壩.這是利用了_能轉(zhuǎn)化為_的道理.29、“會挽雕弓如滿月,西北望,射天狼?！睆澒?/p>

19、箭的過程中, 能轉(zhuǎn)化為 能。 30、“飛流直下三千尺,疑是銀河落九天”,飛騰而下的瀑布具有巨大的 能。 31、如圖所示,小明在玩蹦蹦桿,在小明將蹦蹦桿中的彈簧向 下壓縮的過程中,小明的重力勢能變 、彈簧的彈性勢能 變 。 二、選擇 1、一個人用同樣大小的水平拉力拉著小車,分別在光滑和粗糙的兩種水平地面上前進相同的距離,關(guān)于拉力 所做的功,下列說法中正確的是( A .在粗糙地面上做功較多 B .在光滑地面上做功較多 C .兩次做功一樣多 D .條件不夠,無法比較兩次做功的多少 2、某同學(xué)用100牛的力把質(zhì)量為4千克的鉛球推到5米遠處,他推鉛球做的功是( A.500焦 B.196焦 C.696焦

20、D.缺少條件,無法計算 3、如圖所示:A 、B 、C 三個物體的質(zhì)量關(guān)系是m A >m B >m c ,它們在同樣大的力F 作用下,都沿力的方向移動相同的距離 S ,則力F 對三個物體所做的功 ( A.一樣多 B.對A 做的功最多 C.對B 做的功最多 D.對C 做的功最多 4、某機器的功率是1000瓦,這句話的物理意義是: ( A.表示這臺機器能做1000瓦的功 B.表示這臺機器能做1000焦的功 C.表示這臺機器秒能做1000瓦的功 D.表示這臺機器每秒能做1000焦的功 5、在學(xué)習(xí)了功率的知識后,三位同學(xué)想比較爬桿時誰的功率大.以下是他們討論后得出的三套方案,其中可行的是(

21、用相同的時間爬桿,測量出各自的體重和爬上桿的高度,即可比較功率大小 都爬到桿頂,測量出各自的體重和爬桿用的時間,即可比較功率大小 爬桿后,測量出各自的體重、爬桿用的時間和爬上桿的高度,算出功率進行比較 A .只有 B . C . D . 6、下面說法中正確的是 ( A .從P=W/t 可知,功率跟功成正比,所以只要做功多,功率就大 B .功率跟時間成反比,所以只要時間短,功率就大 C .功率大的機器比功率小的機器做功多 D .甲每小時做的功比乙每小時做的功多,甲的功率比乙的功率大 7、個滑輪組經(jīng)改進后提高了機械效率,用它把同一物體勻速提升同樣的高度,改進后與改進前相比較 ( A .做的有用功減

22、少了 B .總功不變,有用功增加了 C .總功不變,額外功減少了 D .有用功不變,總功減少了 8、用500 N 的力拉著滑輪組繩子的自由端移動8 m 時,可將滑輪組懸掛的重為1500 N 的物體勻速提高2 m ,則額外功占總功的百分比是 ( A .25%B .75%C .15%D .85% 9、若要把50 N 的重物舉高2 m ,則( A .使用省力杠桿時動力做功必定小于100 J B .使用定滑輪時動力大小必定等于50 N C .使用滑輪組時動力做功必定等于100 J D .不論使用哪種機械。動力做功至少100 J 10、用如圖所示的滑輪組把重100N 的物體勻速提升0.5m ,所用的拉

23、力是80N ,下列說法正確的是 ( A .總功是50J ,有用功是80J B .有用功是50J ,額外功是20J C .總功是100J ,有用功是80J D .總功是80J ,機械效率是62.5% 11、要提高某機械的機械效率,應(yīng)該 ( A .減小外力所移動的距離 B .減小額外功占總功的百分比 C .減小總功 D .減小外力 12、下列說法中,正確的是 ( A.在相同的時間內(nèi)做的功越多,機械效率越高 B.在相同的時間內(nèi)做的功越多,功率就越大 C.功率大的機器,機械效率一定高 D.功率大的機器,做的功一定多 13、如圖所示,在水平拉力F 作用下,使重40N 的物體A 勻速移動5m ,物體A 受

24、到地面的摩擦力為5N ,不計滑輪、繩子的重力及滑輪與繩子間的摩擦,拉力F 做的功為( A .50J B .25J C .100J D .200J 14、如圖是使用汽車打撈水下重物示意圖,在重物從水底拉到井口的過程中,汽車以恒定速度向右運動,忽略水的阻力和滑輪的摩擦,四位同學(xué)畫出了汽車功率(P 隨時間(t 變化的圖象,其中正確的是 ( 15、同學(xué)們在探究“影響滑輪組機械效率高低的因素”時提出了下列假設(shè): (1滑輪組機械效率高低可能與動滑輪重有關(guān) (2滑輪組機械效率高低可能與被物重有關(guān) (3滑輪組機械效率高低可能與物體提升高度有關(guān) (4滑輪組機械效率高低可能與與承重繩子段數(shù)有關(guān)。然后一位同學(xué)設(shè)計了

25、如圖所示的兩個滑輪組，進行對比實驗來驗證提出的假設(shè)，則該實驗驗證 的假設(shè)是（ ） A.（1） B.（2） C.（3） D.（4） 16、下列關(guān)于能量的說法中正確的是 ( A.做功的物體具有能量，不做功的物體沒有能量 B.做功多的物體能量就多，做功少的物體能量就少 C.能夠做功的物體具有能量，但不一定就做功 D.能量多的物體所做的功一定就多 17、下列各過程中屬于動能轉(zhuǎn)化為勢能的是 ( A.拉開弓把箭射出去 B.小鐵塊在空中下落 C.在水平地面上滾動的足球 D.停蹬腳踏板后的自行車正在沖上斜坡 18、小剛收集了一些與機械能有關(guān)的實例如圖所示，其中機械能增大的是（ ） 2、小雪和小紅在“測滑輪組機

26、械效率”的實驗中，一起組裝好如圖所 示的實驗裝置，他們分別記下了鉤碼和彈簧測力計的位置 （1）小紅 向上拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，并由彈簧測 力計讀出拉力為 0.5N，同時小雪用用刻度尺測出鉤碼提升的高度為 0.1m，以上測量準確無誤，其他被測物理量和計算的數(shù)據(jù)如表： 鉤碼重 （N） 2 彈簧測力計提升的高度 有用功（J） 總功（J） 機械效率 （m） 0.4 0.2 0.2 100% 19、 圖所示情景是一種叫做蹦極的游戲， 游戲者將一根有彈性的繩子一端系在身上， 另一端固定在高處，然后從高處跳下，圖中 a 點是彈性繩自然下垂時繩下端的位 置，c 點是游戲者所到達的最低點對于游戲者離開跳臺

27、至最低點的這一過程， 下列說法中正確的是（ ） A游戲者的動能一直在增加 B游戲者減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能 C游戲者到達 a 點前，繩子具有彈性勢能 D游戲者到 c 點時，他的動能為零 20、小球從高處下落，由于受到空氣阻力而作勻速直線運動，在運動過程中，小球 （ ） A、動能增加，勢能減小，機械能不變 B、動能不變，勢能減小，機械能減小 C、動能和勢能都減小，機械能減小 D、動能和勢能都增加，機械能增加 三、實驗 1、 在“測定滑輪組機械效率”的實驗中， 某同學(xué)豎直拉動彈簧秤， 使鉤碼_上升， 彈簧秤的示數(shù)如圖所示， 該同學(xué)所測得 的數(shù)據(jù)如下表。 請你： 把表格補填完整； （2）小雪和小

28、紅測得滑輪組的機械效率為 100%，他們意識到出現(xiàn)了錯誤，請你幫 助找出錯誤的原因 錯誤 （3） 該滑輪組的機械效率實際為 （4 （ 3 ） 若 提 升 的 鉤 碼 重 增 加 到 6N ， 則 該 滑 輪 組 的 機 械 效 率 將 將 （填變化情況） （5） 有同學(xué)想進一步探究滑輪組的機械效率是否與滑輪組中細繩 的繞法有關(guān)根據(jù)探究目的，他們先通過實驗測算出如圖（甲）所示 的滑輪組的機械效率， 請你在圖 （乙） 中畫出下一步實驗所需的組裝圖 四、計算 1、質(zhì)量為 500 克的小車，在 2 牛頓的水平拉力作用下，由靜止開始沿 水平地板前進 3 米，此時拉車的細繩斷裂，小車前進 2 米后停止，那

29、么 小車運動過程中拉力做功多少？重力做功為多少？ 2、跳繩是一項很好的體育健身活動，經(jīng)測試重 500 N 的某同學(xué) 1 min 跳繩 120 次， 每次離地約 0.06 m（每次離地高度和時間都相同） （1）該同學(xué)跳一次做功多少焦 耳?（2）他在這 1 min 的鍛煉中消耗的功率是多大?（3）跳繩時對地面的壓強與站 立時相比較有何變化?并說明判斷的理由 鉤碼重 鉤碼上升的高 G（N） 度 h(m 9 0.15 拉 力 F（N） 彈簧秤移動 機械效率 的距離 S （m） （） 0.45 在圖中畫出實驗中的滑輪組的繞線。 6 3、節(jié)能是汽車性能的一個重要指標但同一輛汽車每百公里的消耗與行駛速度的 7、一個人用滑輪組勻速提升重 G128N 的物體，滑輪組的機械效率為 80%，在 4s 快慢是否有關(guān)呢？星期天，小明乘坐叔叔的汽車去上海，于是他決定借此機會對這 內(nèi)，人用 F40N 的力拉繩端移動