功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)課件

功和機械能功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

復(fù)習(xí)提綱

考點聚焦

呈現(xiàn)形式

知識結(jié)構(gòu)

對應(yīng)訓(xùn)練

方法提示功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

考點聚焦

1、理解做功的兩個必要因素。2、理解機械功的計算公式：W=FS3、理解功率的概念。 4、知道功的原理。5、知道有用功和總功，知道機械效率。6、理解動能、勢能的初步概念，知道彈性勢能，知道動能、勢能可以相互轉(zhuǎn)化。功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

呈現(xiàn)形式

上述考點常以填空、選擇、作圖、實驗和計算題型出現(xiàn)。功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

知識結(jié)構(gòu)

一、功：1、力學(xué)里所說的功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的距離。2、不做功的三種情況：有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。3、力學(xué)里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式：W=FS4、功的單位：焦耳，1J=1N·m。把一個雞蛋舉高1m，做的功大約是0.5J。5、應(yīng)用功的公式注意：①分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力；②公式中S一定是在力的方向上通過的距離，強調(diào)對應(yīng)。③功的單位“焦”（?！っ?焦），不要和力和力臂的乘積（?！っ?，不能寫成“焦”）單位搞混。功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)物體在繩子拉力作用下升高

A靜止的小車在拉力作用下運動起來

B汽車在剎車阻力的作用下速度降低

C人用力搬石頭，石頭不動

DD如圖所示的四種情景中，對物體沒有做功的是（）D功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)（09重慶）如圖所示李晶同學(xué)將放在課桌邊的文具盒水平推至課桌中央，她針對此過程提出了如下的猜想。你認為合理的是()A．文具盒所受重力對它做了功B．文具盒所受支持力對它做了功C．文具盒所受的推力F對它做了功D．在此過程中沒有力對文具盒做功C功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)1、小明用100N的力將50N的鉛球擲出10m遠，則在鉛球拋出的過程中，人對鉛球所作的功是：（）A、1000JB、500JC、0JD、1500JC功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)2.在平地上，用50N的水平拉力拉重100N的箱子，前進了10m，拉力做了多少功？如果把這個箱子勻速舉高1.5m，又做了多少功？解：W=FS=50N×10m=500J答：拉力做了500J的功。如果把這個箱子勻速舉高1.5m，又做了150J的功功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

知識結(jié)構(gòu)

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；即：使用任何機械都不省功。2、說明：（請注意理想情況功的原理可以如何表述？）①功的原理是一個普遍的結(jié)論，對于任何機械都適用。②功的原理告訴我們：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。③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。④我們做題遇到的多是理想機械（忽略摩擦和機械本身的重力）理想機械：使用機械時，人們所做的功（FS）=直接用手對重物所做的功（Gh）3、應(yīng)用：斜面①理想斜面：斜面光滑②理想斜面遵從功的原理；③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。如果斜面與物體間的摩擦為f，則：FL=fL+Gh；這樣F做功就大于直接對物體做功Gh。功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)通過一動滑輪用60N的拉力提起重為100N的重物，使重物提高2m。（1）拉力做多少功？（2）如用手直接提起做功多少？W直接=Gh=100N×2m=200JW用機械=FS=60N×4m=240J為什么利用實際機械做的功大于不用機械直接用手做的功呢？

F解：S=2h=2×2m=4m功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

知識結(jié)構(gòu)

三、機械效率：１、有用功：定義：對人們有用的功。公式：W有用＝Gh（提升重物）=W總－W額=ηW總斜面：W有用=Gh2、額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功。公式：W額=W總－W有用=G動h（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組）。斜面：W額=fL3、總功：定義：有用功加額外功或動力所做的功公式：W總=W有用＋W額=FS=W有用／η斜面：W總=fL+Gh=FL4、機械效率：①定義：有用功跟總功的比值。②公式：η=W有/W總③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%。④提高機械效率的方法：減小機械自重、減小機件間的摩擦。η=W有用/W總=Gh/FS5、機械效率的測量：A、原理：η=W有/W總B、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SC、器材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需刻度尺、彈簧測力計。

D、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。

E、結(jié)論：影響滑輪組機械效率高低的主要因素有：①動滑輪越重，個數(shù)越多則額外功相對就多。②提升重物越重，做的有用功相對就多。③摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。

注意：繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)用水桶從井中提水的時候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是額外功?目的：方法提示提水所做的功有用功：提水桶所做的功額外功：提水功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)如果桶掉到井里,從井里撈桶的時候,撈上的桶里帶了一些水,這種情況下哪部分是有用功,哪部分是額外功?目的：提水桶所做的功有用功：提水所做的功額外功：撈桶功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)沙子重100N桶重20N體重400N口袋重5N動滑輪重10N功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)目的：把沙子運到三樓克服沙子重力做的功就是有用功W有用=G沙h=100N×6m=600J

功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)W總=(G沙+G人+G桶）h=3120JW有用/W總=19.2%沙子重100N桶重20N體重400N口袋重5N動滑輪重10N功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)W總=(G沙+G動滑輪+G桶）h=780JW有用/W總=76.9%沙子重100N桶重20N體重400N口袋重5N動滑輪重10N功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)W總=(G沙+G動滑輪+G袋）h=690JW有用/W總=87.0%沙子重100N桶重20N體重400N口袋重5N動滑輪重10N功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)三種情況下有用功在總功中占的百分比：1、19.2%

2、76.9%

3、87.0%功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)某起重機的機械效率是70%，它表示什么意思？使用起重機提升重物時所做的有用功跟總功的比值是70%。功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)1．使用滑輪組提起20N的重物，使它上升0.4m，作用在繩子自由端的拉力為8N，拉力的作用點上升了1.2m，拉力對滑輪所做的功叫____功,為___J?；喛朔矬w重力所做的功叫____功為____J。用來克服滑輪重力和摩擦力所做的功叫____功，是____J,這個滑輪組的機械效率是____。總功9.6J有用功8J額外功1.6J83.3%功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)例4、一臺起重機將重6000N的建筑材料提升到10m高的樓房上，做的額外功是40000J，總功是多少？機械效率是多少？解：有用功：W有用=Gh=6000N×10m=60000J總功：W總=W有+W額=60000J+40000J=105J機械效率：η=

W有用/

W總

=60000J/105J=60﹪功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)滑輪組提高重物時:W有用＝G物

hW總＝FsS=nh功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)有用推論：(豎直放置）功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)滑輪組水平拉動物體時:W有用＝fs物W總

＝FsS=nh功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)有用推論：(水平放置）功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)斜面的機械效率W有=GhW總=FS功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)斜面的額外功：W額外＝fS滑輪組的額外功：W額外＝G動·h

動滑輪重的兩種求法：W額外＝G動·h功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)例5.如圖，把重為10N的物體推上高為0.5m的斜面，斜面的長為1m所用的推力為12N,沿斜面向上,求推力所做的功和斜面的機械效率?解：推力做的功：W總=FL=12N×1m=12J有用功：W有=Gh=10N×0.5m=5J機械效率：η=

W有/

W總=5J/12J=41.67﹪LhF.G功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)首先在題目中數(shù)據(jù)上標(biāo)出對應(yīng)的字母。其次要注意，用滑輪組提起貨物的高度與人把繩子末端拉下的距離之間的關(guān)系（S=nh）。最后要弄清事件的目的，分清有用功和額外功。方法提示功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)如圖所示在自由端施力60N，利用滑輪組把重200N的貨物提升2m,不計摩擦。求：（1）繩端移動距離多少m？（2）滑輪組的機械效率是多少？(3)動滑輪重多少N?（兩種做法）解：（1）由圖可知承擔(dān)動滑輪和重物的繩子段數(shù)n=4，所以S=nh=4×2m=8m(3)方法一:G總=4F=4×60N=240N所以G動=G總-G=240N-200N=40N方法一:W外=W總-W有=FS-Gh=60N×8m-200N×2m=80J功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)利用滑輪組把礦石從深20m的礦井中勻速拉到地面，在繩重和摩擦不計的情況下。（1）如果礦石重640N，所用拉力是400N，滑輪組機械效率是多少？（2）如果礦石重800N，所用拉力是多少？挑戰(zhàn)中考：（烏魯木齊）G動=G總-G=2F-G=2×400N-640N=160N功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)用定滑輪、動滑輪、滑輪組分別提升同樣重的物體，其中機械效率大的是（不考慮摩擦）（）A.定滑輪B.動滑輪C.滑輪組D.都一樣大A功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)用同一滑輪組提升重物，第一次提的物重為G1，機械效率為η1；第二次提的物重為G2，機械效率為η2。已知G1＞G2，兩次滑輪組的機械效率：()η1＝η2B.η1＜η2

C.η1＞η2D.無法判斷C功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)1、提升相同的重物，機械越簡單，機械效率越高。2、在使用同一滑輪組時，物體越重，機械效率越高。（滑輪組的機械效率是改變的）重要結(jié)論：功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)用如圖所示滑輪組繩端施力100N，把貨物提升3m?；喗M的機械效率是75%，問：貨物重多少N？動滑輪重多少N?解：S=4h=4×3m=12mW總=FS=100N×12m=1200JG動=G總-G=nF-G=4×100N-300N=100N答：貨物重300N，動滑輪重100N。功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)如右圖，一人用滑輪組提升2000N的貨物，所用拉力600N，繩子自由端拉下4m，不考慮繩重和摩擦，求：(1)克服貨物重力做的功(2)拉力做的功(3)機械效率；(4)若用此滑輪組提升3200N的貨物，所需拉力為多少?解：（1）由圖可知承擔(dān)動滑輪的繩子段數(shù)n=4W有=Gh=2000N×1m=2000J(2)W總=FS=600N×4m=2400JG動=nF-G=4×600N-2000N=400N功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)7、外力對水泵做了7×104J的總功，水泵把250kg的水送到20m高處，水泵完成的有用功為多少J，水泵的機械效率為多少？（g=10N/kg)W有=Gh=mgh=250kg10N/kg20m=5×104J功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)G1=G2，F(xiàn)1=F2，重物上升高度相同，比較兩拉力所做的功W1

W2及兩滑輪的機械效率η1

η2。<>功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)（2012宿遷）某學(xué)習(xí)小組使用幾個相同的滑輪分別進行機械效率的測定，如圖.他們將測得鉤碼重G、拉力F、鉤碼上升的髙度h、測力計移動的距離S，并將計算出的有用功W有用、總功W總和機械效率η數(shù)據(jù)一并記人下表：

(1)表格中數(shù)據(jù)＝

;

(2)比較實驗1、2，第2次的機械效率較低，主要原因是

;

__________________________________________________

(3)比較實驗2、3，影響這兩次實驗機械效率不同的主要因素是

_______,使用滑輪組的優(yōu)點是

_________________________。

74.1%

動滑輪有重力（或有用功相同時，使用動滑輪做的額外功多等）可以省力或能改變用力方向摩擦功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)（2012遵義）小明在測量滑輪組機械效率的實驗中，所用裝置如圖所示，實驗中每個鉤碼重2N，測得的數(shù)據(jù)如下表：功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)（1）在實驗中，測繩端拉力F時，應(yīng)盡量豎直向上

拉動彈簧測力計且在拉動過程中讀數(shù)。

（2）第1次實驗測得的機械效率為

。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（3）分析表中數(shù)據(jù)可知：第2次實驗是用

圖做的；第4次實驗是用

圖做的。（選填“a”、“b”或“c”)

（4）分析第1、2次實驗數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組，

可以提高滑輪組的機械效率；分析第1、3次實驗數(shù)據(jù)可知：使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動滑輪個數(shù)越多（即動滑輪總重越重），滑輪組的機械效率

。

（5）分析第3、4次實驗數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機械效率與物體被提升的高度

。勻速

74.07%ba增加物重越低無關(guān)功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

知識結(jié)構(gòu)

四、功率：1、定義：單位時間里完成的功2、物理意義：表示做功快慢的物理量。3、公式：P=W/t=Fv4、單位：主單位W

；常用單位：kW馬力換算：1kW=103W；1馬力=735W某小轎車功率66kW，它表示：小轎車１s內(nèi)做功66000J

5、機械效率和功率的區(qū)別：功率和機械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢，即單位時間內(nèi)完成的功；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。功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

知識結(jié)構(gòu)

五、動能和勢能：1、能量：一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能。2機械能勢能重力勢能定義：物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，勢能就越大彈性勢能定義：發(fā)生形變的物體具有的能量。決定其大小的因素：物體彈性形變越大、彈性勢能就越大動能定義：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，動能就越大功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

知識結(jié)構(gòu)

3、機械能：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。理解：①有動能的物體具有機械能；②有勢能的物體具有機械能；③同時具有動能和勢能的物體具有機械能。六、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：①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；②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：①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；②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：⑴首先分析決定動能大小的因素，決定重力勢能（或彈性勢能）大小的因素——看動能和重力勢能（或彈性勢能）如何變化。⑵還要注意動能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量損失和增大——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。⑶題中如果有“在光滑斜面上滑動”則“光滑”表示沒有能量損失——機械能守恒；“斜面上勻速下滑”表示有能量損失——機械能不守恒。功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

知識結(jié)構(gòu)

七、水能和風(fēng)能的利用：1、結(jié)構(gòu)：2、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。機械能的天然資源風(fēng)能水能攔河筑壩海水潮汐直接做功發(fā)電功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

方法提示

例1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D.缺少條件,無法計算分析：人推鉛球時,只在將鉛球推出手的極短的時間內(nèi)對鉛球施加作用力,鉛球離開人手以后只受到重力和空氣阻力作用,不再受到推力作用,題中所述的5米并不是在100牛的推力作用下通過的距離.因此,人雖對鉛球做了功,卻無法計算所做功的大小.解答，應(yīng)選D.D功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

方法提示

例2如圖3所示,均勻木棒AB長2米,重力為20牛,支點O,且OB為0.8米,杠桿A端置于桌面上.現(xiàn)有一個重力為10牛的球在水平力F的作用下從A點向右勻速運動,如果F大小為3牛且保持不變,求當(dāng)小球運動到剛好使杠桿失去平衡時,力F所做的功.分析：如圖4所示,當(dāng)球在推力F作用下運動到支點右側(cè);距支點l1長時杠桿AB剛好失去平衡,則l1即為該球?qū)Ω軛U作用力的力臂.而杠桿AB的重心應(yīng)在AB的正中間,則杠桿的重GAB的力臂l2＝AO－AB/2＝1.2米－1米＝0.2米.功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

方法提示

解由杠桿平衡條件可得:GAB·l2＝G球·l1∴l(xiāng)1＝GABl2/G球＝…＝0.4米.球在F作用下運動使杠桿剛好失去平衡時通過的距離:S＝AO＋l1＝1.2米＋0.4米＝1.6米作用力F所做的功:W＝FS＝3?！?.6米＝4.8焦答:杠桿剛好失去平衡時力F所做的功為4.8焦.功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

方法提示

例3：一學(xué)生用100牛的力將重為50牛的足球沿水平方向踢出20米遠，則該學(xué)生對球做的功是（）

A．3000焦 B．1000焦 C．2000焦 D．無法確定分析與解：在物理學(xué)中，做功是指兩個因素同時存在的物理過程。這兩個因素是，物體受到力的作用和物體沿力的方向通過了一段距離。我們把它們叫做做功的兩個必要因素。本題最容易出的錯誤是選擇C，認為W=FS=100?！?0米=2000焦。錯誤原因在于沒有從根本上理解做功兩必要因素同時存在。足球從被踢到落地停止，經(jīng)歷了兩個過程。第一個過程從學(xué)生的腳與球接觸開始到腳離開球為止。在這一過程中，球受到學(xué)生的踢力，足球并在此力方向上移動，但移動的距離是不知道的，不是20米，因此這一過程中，學(xué)生對球做了功，W=FS=100?！罶，此功大小不能確定。第二個過程是球由于慣性而運動，在這一過程中，球雖然移動一段距離，但球不受學(xué)生踢力，因此，在此過程中，學(xué)生不對球做功。所以，學(xué)生將球踢出20米遠，而對球做功是不能確定的。因此選項D是正確的。D功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

方法提示

例4：下面哪種情況動能、重力勢能都是增加的（）

A．跳傘員張開傘后，勻速下降B．汽車沿斜坡勻速向下行駛

C．電梯從樓下加速上升D．列車在平直軌道上勻速行駛

分析與解：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。動能的大小決定于它的質(zhì)量和速度，重力勢能的大小決定于它的質(zhì)量和高度。A選項中，跳傘員張開傘勻速下降的過程中，它的質(zhì)量不變，高度減小，所以他的重力勢能減小。而下降過程中速度沒有變化，所以他的動能不變。B選項中，汽車勻速下坡，也是勢能減少，而動能不變。C選項中，電梯上升，質(zhì)量不變，而高度變大。電梯重力勢能增加，加速上升時，質(zhì)量不變，而速度變大，則動能增加，動能、勢能都變大。D選項中，列車在平直軌道上勻速行駛。列車的質(zhì)量、高度，速度都沒有變化，既動能、重力勢能都沒有變化。本題的正確答案，應(yīng)選C

說明：（1）物體勻速下降時，它的勢能減少，有的同學(xué)就認為勢能轉(zhuǎn)化為動能，動能就一定增加。這種分析是錯誤的。當(dāng)物體勻速下降時，它一定受到了摩擦力，這時一部分機械能轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能，機械能減少。（2）在研究動能或熱能大小時，要注意它們各自是由兩個因素決定的。C功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

方法提示

例6：用圖8所示的滑輪組，將重為600牛的物體勻速上拉2米，所用拉力為200牛。求滑輪組的機械效率。分析與解：通過審題，應(yīng)分析出物重G=600牛，重物被提高h=2米，拉力F=200牛。通過審圖，應(yīng)能分析出有5段繩子承擔(dān)動滑輪和物體的重力。所以繩子的自由端移動的距離S=5h=5×2米=10米?；喗M的目的是提升重物，所以提升重物所做的功就是有用功，拉力對滑輪組所做的功為總功，進而可以求出機械效率。計算過程如下：功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

方法提示

W有用=Gh=600?！?米=1200焦

W總=200?！?0米=2000焦

η＝W有用/W總＝60%答：滑輪組的機械效率為60%

說明：在簡單機械中，動力作用點移動的距離S與物體移動距離h的關(guān)系是由機械自身結(jié)構(gòu)決定的，在滑輪組中，有n段繩子承擔(dān)重物，則S=nh。它跟物體受到的重力、動力的大小以及機械效率的高低無關(guān)。功和機械能復(fù)習(xí)(上課用)

1．水平路面上有一個小車，車重200牛，人用50牛的水平力，在推小車勻速前進5米的過程中，下列判斷正確的是（）

A．重力不做功B．人做功250焦

C．車受到的阻力是250牛D．車受到的阻力是50牛2．用動滑輪提升一個重物，若用的力是100牛，重物在0.5秒內(nèi)勻速上升0.6米，不計滑輪重，則拉力做功的功率為：（）

A．300瓦 B．240 C．120瓦 D．100瓦3．有甲、乙兩臺機