機(jī)械與人-功-復(fù)習(xí)講義

機(jī)械與人〔下〕一：知識點梳理一、功：〔W〕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、功的大小：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=FS應(yīng)用功的公式要注意：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(qiáng)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4、功的單位：焦耳，1J=1N·m。舉例：把一個雞蛋舉高1m，做的功大約是0.5J。二、功的原理：1、內(nèi)容：使用機(jī)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(jī)械都不省功。2、說明：①功的原理是一個普遍的結(jié)論，對于任何機(jī)械都適用。②功的原理告訴我們：使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離，要省距離必須費(fèi)力，既省力又省距離的機(jī)械是沒有的。③使用機(jī)械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因為使用機(jī)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(jī)械〔忽略摩擦和機(jī)械本身的重力〕理想機(jī)械：使用機(jī)械時，人們所做的功〔FS〕=直接用手對重物所做的功〔Gh〕三：功率：〔P〕1、定義：單位時間內(nèi)物體做功的多少叫做功率。2、物理意義：表示物體做功快慢的物理量。PPWt=3、公式：P=Fv4、單位：主單位：瓦特〔簡稱瓦〕符號：W常用單位：千瓦符號：kW單位關(guān)系：1KW=1000W四、機(jī)械效率：１、有用功：使用機(jī)械時，對人們有用的功叫做有用功。公式：W有用＝Gh〔提升重物〕=W總－W額=ηW總水平拉動物體時：W有用＝fS(f為物體水平移動時受到的摩擦力)斜面：W有用=Gh〔h為斜面的高〕2、額外功：使用機(jī)械時，并非我們需要但又不得不做的功叫做額外功。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=fL〔f為物體在斜面上受到的摩擦力，L為斜面的長〕3、總功：動力對機(jī)械所做的功疾走做總功，它等于有用功加上額外功。公式：W總=W有用＋W額=FS=W有用／η斜面：W總=fL+Gh=FL4、機(jī)械效率：有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率。ηη=η=η===η===η===斜面：定滑輪：動滑輪：滑輪組：〔2〕有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1。通常用百分?jǐn)?shù)表示?！?〕提高機(jī)械效率的方法：減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。5、機(jī)械效率的測量：ηη總.2m/s==(2)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(3)器材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測力計。(4)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。(5)結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率上下的主要因素：①動滑輪越重，個數(shù)越多那么額外功相對就多。②提升重物越重，做的有用功相對就多。③摩擦，假設(shè)各種摩擦越大做的額外功就多。(說明：繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。)五：機(jī)械能：能量：如果一個物體能夠?qū)e的物體做功，我們就說這個物體具有能量。物體做功的過程就是能的轉(zhuǎn)化過程。能的單位：焦耳〔簡稱焦〕符號：J機(jī)械能：動能和勢能統(tǒng)稱做機(jī)械能?！?〕動能：物體由于運(yùn)動具有的能叫做動能。影響動能大小的因素：物體的動能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，物體的質(zhì)量越大，速度越大，物體具有的動能就越大?！?〕勢能：勢能分為重力勢能和彈性勢能。A：重力勢能：物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能。影響因素：物體被舉得越高，質(zhì)量越大，具有的重力勢能就越大。B：彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能。影響因素：物體的彈性形變越大，具有的彈性勢能就越大。3、能的轉(zhuǎn)化：動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。二：重點、難點突破功：全國足球聯(lián)賽正在劇烈地進(jìn)行中，場上一名隊員用600N的力，一腳把重約4N的足球踢了40m遠(yuǎn)，那么足球在空中飛行前進(jìn)40m的過程中，這名隊員對足球做的功為〔〕A0B80JC12000JD12080J解析：根據(jù)做功的兩個必要因素可知，人在用腳踢球的一瞬間對足球做功，當(dāng)足球離開人的腳向前飛行的過程中，人不再對足球施加力的作用，因而足球在空中飛行40m的過程中，人不對足球做功。答案：A小練習(xí)：1、舉重運(yùn)發(fā)動把120kg的杠鈴在2s內(nèi)舉高2m，在空中又停留5s，他在這5s內(nèi)的功率是()A．235.2WB．0C．1179WD．196W．2、用水平力F拉著重為100N的物體，在水平地面上向左勻速移動了5m，物體所受地面的摩擦力大小為20N，那么〔〕A.重力做的功是500JB.拉力大小為100NC.拉力大小為120ND.拉力做的功為100J答案:1、B2、D2、功率：例2、以下說法正確的選項是()A．做功越多，功率一定越大B．做功時間越短，功率一定越大C．功率是單位時間內(nèi)完成的功D．機(jī)械效率越大，功率一定越大解析：功率是反映物體做功快慢的物理量，物體做的功多，功率不一定就大，還要看做這些功所用的時間多少，同理做功時間短功率也不一定就大，應(yīng)選項A和B都是錯誤的；功率和機(jī)械效率是兩個不同的物理量，兩者之間沒有什么關(guān)系，因而選項D也是錯誤的。答案：C小練習(xí)：1、一臺機(jī)器的功率是750W，它表示的意思是()A．這臺機(jī)器做功750J；B．這臺機(jī)器在1min內(nèi)做功750J；C．這臺機(jī)器在1s內(nèi)做功750W；D．這臺機(jī)器在1s內(nèi)做功750J．2、某同學(xué)用50Ｎ沿斜面的力將一質(zhì)量為20kg的物體，從斜面底端勻速拉到斜面頂端,如果斜面長5m，高1m，拉力作用的時間為5s，那么該同學(xué)所做的功為_________J,功率為_____W．3、為了增強(qiáng)免疫力抵御H1N1甲型流感，星期天小明和爸爸一起去登山．小明用了20min登上山頂，爸爸用了25min登上山頂，爸爸的體重是小明的1.5倍，那么小明與爸爸登山時所做功的功率之比是〔〕A．5∶6B．6∶5C．15∶8D．2∶3答案：1、D2、250503、A3、機(jī)械效率：圖4例3、某同學(xué)用自制的滑輪組來提起450N的重物，如圖4，繩子自由端拉力F=200N，重物以0.2m/s的速度勻速上升，不考慮繩重和摩擦，那么拉力做功功率和該滑輪組的機(jī)械效率分別等于〔〕圖4A.120W、80%B.100W、75%C.120W、75%D.100W、80%解析：由于該滑輪組有三股繩子吊著物體，所以繩子末端拉過的距離是物體上升高度的三倍，繩子末端的移動速度也是物體商行生速度的三倍，即V繩=3V物=0.6m/s拉力做功的功率為：F=W/t=FS/t=F×S/t=Fv=200N×0.6m/s=120wη總.2m/sη總.2m/s==答案：C小練習(xí)：1、以下關(guān)于機(jī)械效率說法正確的選項是〔〕A．機(jī)械做功越快，機(jī)械效率就越高B．省力越多的機(jī)械，機(jī)械功率越大C．單位時間做功越多的機(jī)械，效率越高D．額外功在總功中占比例越小的機(jī)械效率越高F甲GF乙G甲乙2、如圖〔不計繩重與摩擦，且動滑輪重G動小于物重G〕，用它們分別將重相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度，所用的拉力分別為F甲、F乙，它們的機(jī)械效率分別為F甲GF乙G甲乙A．F甲＞F乙B．F甲＜F乙C．η甲＜η乙D．η甲=η乙答案：1、D2、A機(jī)械能：例4、如下圖，小松媽媽去百貨大樓購物，自動扶梯把她從一樓勻速送到二樓的過程中，她的〔〕A、動能增大，勢能增大，機(jī)械能增大B、動能增大，勢能增大，機(jī)械能不變C、動能不變，勢能增大，機(jī)械能不變D、動能不變，勢能增大，機(jī)械能增大解析：要判斷物體的動能大小變化情況，必須看其質(zhì)量和速度是否發(fā)生變化，小松媽媽在此過程中，質(zhì)量不變，運(yùn)動速度也保持不變，因而動能不變；物體的重力勢能大小跟物體質(zhì)量和高度有關(guān)，由于小松媽媽的高度增加了，所以她的重力勢能增大；總的接新娘等于動能加勢能，所以機(jī)械能也睜增大。答案：D小練習(xí)：1、將一支有彈力后蓋的圓珠筆按在桌面上，松手后會發(fā)現(xiàn)圓珠筆將豎直向上跳起，在圓珠筆從松手到上升至最高點的過程中，有關(guān)能量的轉(zhuǎn)化的分析，正確的選項是〔〕A動能——重力勢能——彈性勢能B彈性勢能——重力勢能——動能C彈性勢能——動能——重力勢能D重力勢能——動能——彈性勢能2、運(yùn)發(fā)動射箭時用力將弓拉開，在放開箭的瞬間，弓的能轉(zhuǎn)化為箭的能，箭在空中向上飛行的過程中，箭的能增大。答案：1、G2、彈性勢能動能重力勢能三：綜合訓(xùn)練一：填空題：1、木塊在大小為2N的水平拉力作用下，10s內(nèi)在水平面上沿拉力方向前進(jìn)1m，拉力做功為________J，功率為_______w；假設(shè)木塊重5N，在此過程中重力對木塊做功為________J。2、某同學(xué)用20牛的水平推力把重100牛的箱子沿水平地面移動10m，他對箱子所做的功是_______J，如果他推箱子所用的時間是4s，這段時間他的功率是________W．3、如圖(甲)所示，小華同學(xué)用水平力F拉著木箱在水平方向上運(yùn)動了距離L，那么小華對木箱所做的功為W1=_______.小昕同學(xué)沿如圖(乙)所示的斜面用同樣大小的力F拉著同一木箱在力的方向上運(yùn)動了距離L，小昕對木箱所做的功為W2.那么W2W1(填“>”、“<”或“=”).F圖124．在水平桌面上放一個200N的重物，現(xiàn)用如圖12所示裝置將物體勻速拉動，物體與桌面的摩擦力是48N，假設(shè)滑輪組的機(jī)械效率為80%，那么水平拉力F為______N。繩子自由端移動速度為0.F圖12。5、如下圖，某同學(xué)用一滑輪組〔繩動滑輪的重力及摩擦均不計〕，在2min內(nèi)把重為G＝300Ｎ的物體舉高2m，那么，這一過程中他做的功是____J，他做功的功率是_________W．6、用180Ｎ的水平力拉車在1min內(nèi)使重是300Ｎ的物體沿水平方向勻速前進(jìn)20m，重力做的功是_____J，拉力做的功是_____J，拉力的功率是_______W．7、運(yùn)發(fā)動射箭時用力將弓拉開，在放開箭的瞬間，弓的能轉(zhuǎn)化為箭的能，箭在空中向上飛行的過程中，箭的能增大。8、2009年11月9日為紀(jì)念推倒德國柏林墻20周年，德國人民在原址舉行“1000塊多米諾骨牌”活動(按一定距離拌列的骨牌，碰倒第一塊骨牌后，其它所有骨牌會依次倒下)，其中的物理原理是:骨牌倒下時，轉(zhuǎn)化為，這局部能量就轉(zhuǎn)移給下一張骨牌，下一張骨牌倒下時具有的能量更大，骨牌被推倒的速度越來越快。(選填“動能”、“重力勢能”)10、如下圖，斜面長4m，高1m，機(jī)械效率75%，物體A重900Ｎ，用拉力F將物體以0.1m／s的速度沿斜面勻速推到頂端，那么(1)拉力的大小是___Ｎ；(2)拉力的功率是______W；(3)拉力做的功是___________J．二：選擇題：1、如下圖的四種情景中，人對物體做功的是：〔〕2、以下關(guān)于功率和機(jī)械效率的說法中，正確的選項是〔〕

(A)功率大的機(jī)械，做功一定多(B)做功多的機(jī)械，效率一定高

(C)做功快的機(jī)械，功率一定大(D)效率高的機(jī)械，功率一定大F3、如下圖，用水平力F拉著重為100N的物體，在水平地面上向左勻速移動了5m，物體所受地面的摩擦力大小為20N，那么〔〕FA.重力做的功是500JB.拉力大小為100NC.拉力大小為120ND.拉力做的功為100J4、小敏同學(xué)和他所騎的輕便自行車總重約600N，上學(xué)路上他騎車在20s內(nèi)勻速通過了一段長100m的平直公路。假設(shè)自行車所受路面的阻力約為人和車總重力的0.05倍，那么通過該段公路時，小敏同學(xué)蹬車的功率約為〔〕A．150WB．300WC．1500WD．3000W5、雅典奧運(yùn)會上，我國選手唐功紅最后一次挺舉，成功舉起了182.5公斤的啞鈴，奪得金牌，如果她完成一次挺舉需要2.5s，那么她在此過程中的功率大約是〔〕A.150wB.1500wC.15000wD.150000w6．以下關(guān)于機(jī)械效率說法正確的選項是〔〕A．機(jī)械做功越快，機(jī)械效率就越高B．省力越多的機(jī)械，機(jī)械功率越大C．單位時間做功越多的機(jī)械，效率越高D．額外功在總功中占比例越小的機(jī)械效率越高圖47、某同學(xué)用自制的滑輪組來提起450N的重物，如圖4，繩子自由端拉力F=200N，重物以0.2m/s的速度勻速上升，不考慮繩重和摩擦，那么拉力做功功率和該滑輪組的機(jī)械效率分別等于〔〕圖4A.120W、80%B.100W、75%C.120W、75%D.100W、80%8、功率相等的甲、乙兩輛汽車，在相等時間內(nèi)甲、乙兩車通過的距離之比是2：1，那么()A．甲、動兩汽車牽引力之比為1：2；B．甲、乙兩汽車做功之比為1：2；C．甲、乙兩汽車速度之比為1：2；