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1、功和機(jī)械能1功及功的必要因素某同學(xué)踢足球,球離腳后飛出10 m,足球飛出10 m的過(guò)程中人對(duì)足球不做功。力學(xué)里規(guī)定:功等于_ _ 。功包括兩個(gè)必要因素:一是作用在_;二是物體在_的方向上通過(guò)的距離。不做功的三種情況:_,例如提重物卻沒(méi)有提起;有距離無(wú)力,如踢出去的足球在地面上滾動(dòng)的過(guò)程;力和距離垂直,例如物體在水平冰面上滑行,水平方向沒(méi)有力做功,此時(shí)雖然有重力作用在物體上,但重力沒(méi)有做功。方向上通過(guò)的距離的乘積 力跟物體在力的物體上的力 力 有力無(wú)距離 2功的原理使用扳手?jǐn)Q螺絲要省力必須費(fèi)_ ,釣魚時(shí)要省距離必須_ ,既_的機(jī)械是沒(méi)有的。使用機(jī)械時(shí),人們所做的功,都不會(huì)少于直接用手所做的功,即

2、: _ 。使用機(jī)械雖然不能省功,但人類仍然使用,是因?yàn)槭褂脵C(jī)械或者可以_、或者可以_、或者可以改變_,給人類工作帶來(lái)很多方便。做題遇到的多是理想機(jī)械(忽略摩擦和機(jī)械本身的重力):使用機(jī)械時(shí),人們所做的功(Fs) _直接用手對(duì)重物所做的功(Gh)。 距離 費(fèi)力 省力又省距離 使用任何機(jī)械都不省功 省力 省距離 力的方向 等于 單位時(shí)間 快慢 4機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化蕩秋千時(shí),人處于最高點(diǎn)時(shí),由于人被舉高而具有_能,下降過(guò)程中,高度_ ,重力勢(shì)能減小,速度逐漸增大,動(dòng)能_ ,即人的重力勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化,到達(dá)最低點(diǎn),人的速度最大,動(dòng)能最大,高度最小,重力勢(shì)能最小,繼續(xù)向最高點(diǎn)上升過(guò)程中, _能又轉(zhuǎn)化為_能,再

3、次到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),動(dòng)能減小到零,轉(zhuǎn)化為的重力勢(shì)能最大。轉(zhuǎn)化過(guò)程中,若沒(méi)有能量損失,機(jī)械能的總量不變,即兩者之和不變,這就是機(jī)械能守恒。 動(dòng)能不僅與速度有關(guān),還與物體的質(zhì)量有關(guān),速度相同時(shí),質(zhì)量越大,動(dòng)能越_ ;同速行駛的火車動(dòng)能大于汽車的動(dòng)能。重力勢(shì)能不僅與高度有關(guān),還與物體的質(zhì)量有關(guān),高度相同時(shí),質(zhì)量越大,重力勢(shì)能也越_ ,高度相同的鐵釘和鐵錘,鐵釘重力勢(shì)能要_鐵錘的重力勢(shì)能。重力勢(shì) 減小 增大 動(dòng) 重力勢(shì) 大 大小于 典例1:做功的兩個(gè)必要因素例1下列實(shí)例中,力對(duì)物體沒(méi)有做功的是()A起重機(jī)吊起重物 B馬拉車,車未動(dòng)C跳水運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)跳下 D舉重運(yùn)動(dòng)員將杠鈴舉起 解析 B判斷做功,一看是否有

4、力作用在物體上,二看物體是否在力的方向上通過(guò)距離。A中,起重機(jī)對(duì)重物有力的作用,“吊起”是通過(guò)了距離,D 同理。C中,跳水運(yùn)動(dòng)員受到的重力向下且人移動(dòng)了距離,故重力做功。B中,車沒(méi)有移動(dòng)距離,故力沒(méi)有做功。B知識(shí)點(diǎn)撥 力做功必須是有力作用在物體上,且物體在力的方向上通過(guò)一段距離,力與距離垂直時(shí)不做功,力與距離不同時(shí)發(fā)生不做功,有力沒(méi)有距離時(shí)不做功,有距離沒(méi)有力時(shí)也不做功。典例2:功率的測(cè)量例2如圖111所示,粗略測(cè)量小明同學(xué)做引體向上運(yùn)動(dòng)的功率時(shí),下列物理量不需要測(cè)量的是()A小明的質(zhì)量B單杠的高度C每次身體上升的高度D做引體向上的時(shí)間解析 B測(cè)定功率的大小需要測(cè)量功的大小與時(shí)間的大小,而功的

5、大小可以測(cè)出人的質(zhì)量大小與引體向上時(shí)身體上升的高度,然后算出功率的大小,因此不需要測(cè)單杠的高度。B典例3:機(jī)械能的探究 例3在學(xué)習(xí)勢(shì)能知識(shí)時(shí),小明同學(xué)猜想物體的重力勢(shì)能的大小可能與以下三個(gè)因素有關(guān):物體高度;物體質(zhì)量大??;物體所處地理位置。為了證明自己的猜想,首先決定對(duì)因素進(jìn)行驗(yàn)證。他把橡皮泥平鋪在水平面上,讓1個(gè)小球從不同高度自由下落,記錄結(jié)果如下表所示: (1)該同學(xué)依據(jù)_判斷重力勢(shì)能的大小。(2)本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是_(3)若想對(duì)因素進(jìn)行驗(yàn)證,你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制的變量是_。高度和實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)(地理位置)橡皮泥凹痕深淺程度同一物體所處高度越高,重力勢(shì)能越大方法點(diǎn)評(píng)轉(zhuǎn)換法是物理學(xué)中重要的探究方法之一,

6、就是將不容易直接得到的結(jié)論通過(guò)間接方式體現(xiàn)出來(lái)。本題通過(guò)小球落到橡皮泥上的作用效果來(lái)顯示重力勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān),探究的過(guò)程中要注意條件的變化,即小球從不同高度自由下落,也是控制變量法的應(yīng)用體現(xiàn)。1兩名舉重運(yùn)動(dòng)員,甲比乙高,如果他們舉起相同質(zhì)量的杠鈴所用的時(shí)間相等,如圖112所示,則()A甲運(yùn)動(dòng)員做功較多,功率較小B甲運(yùn)動(dòng)員做功較多,功率較大C甲運(yùn)動(dòng)員做功較多,他們的功率相等D甲、乙運(yùn)動(dòng)員做功相等,功率相等解析 B在杠鈴重力相同的情況下,舉得越高,做的功越多。做功時(shí)間相同,做功多的功率大。B2如圖113所示,AB3AE,AC2AE,AD1.5AE。若把物體從斜面底部沿AB、AC、AD三個(gè)斜面勻速拉到頂端A時(shí)(不計(jì)摩擦),則()A沿著AB用的拉力最小,做功最多B沿著AC用的拉力最小,做功最多C沿著AD用的拉力最小,做功也最少D沿著三個(gè)斜面用的拉力不相等,做功一樣多D解析 D沿著光滑斜面拉動(dòng)物體時(shí),人們所做的額外功為零,則有用功等于總功,所以拉力所做的功相同。斜面是省力機(jī)械,當(dāng)斜面光滑且高度相等時(shí),斜面越長(zhǎng)越省力。3學(xué)校最近買了30套總質(zhì)量為300 kg的物理實(shí)驗(yàn)器材,每套一箱?,F(xiàn)在,某實(shí)驗(yàn)員需要把這批實(shí)驗(yàn)器材搬運(yùn)到14 m高的物理實(shí)驗(yàn)室。(1)該實(shí)驗(yàn)員需要做多少功?(不考慮他克服自身重力所做的功,g取10 N/kg)(2)假設(shè)他身體可以提供的功率P取決于所搬運(yùn)物體的質(zhì)

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