13功和機(jī)械能

1、第第13講功和機(jī)械能講功和機(jī)械能 第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能考點(diǎn)考點(diǎn) 42功和功率功和功率 考點(diǎn)自主梳理與熱身反饋1功(1)做功的兩個(gè)必要因素：作用在物體上的_；物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)的_。(2)不做功的三種情況：有力無(wú)距離(如推而未動(dòng)、提而未起)；有距離無(wú)力(如物體由于慣性通過(guò)一段距離)；力與距離垂直。(3)公式：_。(4)單位：_，簡(jiǎn)稱_，符號(hào)是_。(5)功的原理：使用任何機(jī)械都_。力力距離距離wfs焦耳焦耳焦焦j不省功不省功第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能2功率(1)物理意義：功率是表示物體做功_的物理量，功率大表示機(jī)械做功_。(2)定義：功與做功所用時(shí)間之比，用符號(hào)

2、_表示。(3)定義式：_，引申公式：pfv。說(shuō)明：當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一定時(shí)，由公式 fpv可知，牽引力與速度成反比，所以汽車爬坡時(shí)，司機(jī)換擋減速，以獲得更大的牽引力。p 快慢快慢快快pwt第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能(4)單位：主單位是_，符號(hào)是_。1 kw_w。(5)爬樓功率的測(cè)量用體重計(jì)測(cè)出_，記作 m；用卷尺測(cè)出樓層的_，記作 h；用秒表測(cè)出爬樓所用的_，記作 t。表達(dá)式：_。瓦特瓦特103 w時(shí)間時(shí)間 質(zhì)量質(zhì)量高度高度pmght第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能 考點(diǎn)考點(diǎn) 43機(jī)械效率及測(cè)量機(jī)械效率及測(cè)量1理解“機(jī)械效率”(1)有用功、額外功和總功：為了達(dá)到目的而必須做的

3、功叫有用功； 我們不需要但又不得不做的功叫額外功； 有用功和額外功的總和叫總功。(2)機(jī)械效率：有用功跟總功的_。(3)公式：_。(4)說(shuō)明：_不可避免，所以機(jī)械效率總是_；機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示，它_單位； 機(jī)械效率具有“可變性”： 同一機(jī)械的效率隨提升物重的增加而增大。(5)提高機(jī)械效率的方法：減小機(jī)械自重、減小摩擦、增加物重等。比值比值額外功額外功w有w總小于小于1沒(méi)有沒(méi)有第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能名稱名稱測(cè)滑輪組的機(jī)械效率測(cè)滑輪組的機(jī)械效率測(cè)斜面的機(jī)械效率測(cè)斜面的機(jī)械效率原理原理_測(cè)量測(cè)量工具工具_(dá)、_所測(cè)所測(cè)量量繩子移動(dòng)的距離繩子移動(dòng)的距離s s、物體上升、物體上升的高

4、度的高度h h、拉力、拉力f f、物體重力、物體重力g g斜面長(zhǎng)斜面長(zhǎng)l l、斜面高、斜面高h(yuǎn) h、拉、拉力力f f、物體重力、物體重力g g注意注意事項(xiàng)事項(xiàng)必須使彈簧測(cè)力計(jì)沿必須使彈簧測(cè)力計(jì)沿_勻速提升重物，勻速提升重物，以保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變以保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變必須使彈簧測(cè)力計(jì)沿斜必須使彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面面_拉動(dòng)物體，以拉動(dòng)物體，以保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變2 2機(jī)械效率的測(cè)量機(jī)械效率的測(cè)量彈簧測(cè)力計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)刻度尺刻度尺豎直方向豎直方向勻速勻速w有w總第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能額外額外功的功的產(chǎn)生產(chǎn)生在不考慮繩重和摩擦的情況下，在不考慮繩重和摩擦的情況下

5、，產(chǎn)生額外功的原因是動(dòng)滑輪的重，產(chǎn)生額外功的原因是動(dòng)滑輪的重，即即w w額外額外g g動(dòng)動(dòng)h h克服摩擦所做的功，即克服摩擦所做的功，即w w額外額外flfl得出得出結(jié)論結(jié)論 提升相同重物，滑輪組中提升相同重物，滑輪組中動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多，越省力，機(jī)械動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多，越省力，機(jī)械效率效率_。同一滑輪組，同一滑輪組，提升的重物越重，機(jī)械效率提升的重物越重，機(jī)械效率_提升同一物體時(shí)，斜面提升同一物體時(shí)，斜面的機(jī)械效率與斜面的粗糙的機(jī)械效率與斜面的粗糙程度和傾斜角度有關(guān)，斜程度和傾斜角度有關(guān)，斜面越陡、越光滑，機(jī)械效面越陡、越光滑，機(jī)械效率率_越低越低越高越高越高越高第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械

6、能3.不同條件下滑輪組機(jī)械效率的表達(dá)式(1)用滑輪組豎直拉起重物時(shí)，w有w總ghfsghfnhgnf；w有w總gh（gg動(dòng)滑輪）hggg動(dòng)滑輪(不計(jì)摩擦，計(jì)動(dòng)滑輪重)。(2)用滑輪組水平拉動(dòng)重物時(shí)，w有w總flfsflfnlfnf。第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能 考點(diǎn)考點(diǎn) 44機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化機(jī)機(jī)械械能能分類分類定義定義影響因素影響因素動(dòng)能動(dòng)能物體由于物體由于_而具有的能而具有的能_； _勢(shì)勢(shì)能能重力重力勢(shì)能勢(shì)能物體由于物體由于_所決定的能所決定的能 _； _彈性彈性勢(shì)能勢(shì)能物體由于發(fā)生物體由于發(fā)生_而具有的能而具有的能材料及形變程度材料及形變程度1 1認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)“能能”(1

7、)(1)物體能夠物體能夠_，表明這個(gè)物體具有能量。，表明這個(gè)物體具有能量。(2)(2)能量的單位是能量的單位是_。2 2機(jī)械能的分類及各自的影響因素機(jī)械能的分類及各自的影響因素對(duì)外做功對(duì)外做功焦耳焦耳運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量質(zhì)量速度速度高度高度質(zhì)量質(zhì)量高度高度彈性形變彈性形變第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能3.3.機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律如果只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和保持如果只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和保持_。不變不變第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能1 【2013福州】如圖 131 所示的情景中，關(guān)于力對(duì)杯子做功的描述正確的是()圖 131d第第1313講講 功和機(jī)械

8、能功和機(jī)械能2 【2013泰州】下列屬于能量單位的是()a瓦特b焦耳c伏特d安培3 【2013重慶】 小明利用如圖 132 所示的裝置探究滑輪組的特點(diǎn)，他將重為 3 n 的物體勻速提高了 0.5 m，已知繩子自由端的拉力 f 為 2 n，則繩端移動(dòng)的距離 s 及提起重物時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是()bc第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能4如圖 133 所示，蘋果樹上結(jié)有甲、乙、丙三個(gè)質(zhì)量相等的蘋果，哪一個(gè)蘋果的重力勢(shì)能最大()圖 133a甲b乙c丙d一樣大c第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能d第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能c第第1313講講 功和

9、機(jī)械能功和機(jī)械能7 某工人在水平地面上， 用 100 n的水平推力以0.5 m/s的速度勻速推動(dòng)重 500 n 的物體，使它沿水平方向移動(dòng) 10m，該過(guò)程中工人所做的功是_j，水平推力的功率是_w。100050第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能考向互動(dòng)探究與方法歸納c解析 c圖甲中重物和動(dòng)滑輪總重由兩段繩子承擔(dān)，則f甲12(gg動(dòng))；圖乙中重物和動(dòng)滑輪總重由三段繩子承擔(dān)，則f乙13(gg動(dòng))，所以圖乙省力；每個(gè)滑輪重相同， 不計(jì)繩重及摩擦，根據(jù)w有w總w有w有w額ghghg動(dòng)hggg動(dòng)知，兩個(gè)滑輪組機(jī)械效率相同，故選 c。第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能第第1313講講 功和機(jī)械能功

10、和機(jī)械能 用滑輪組提起同一重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率與繩子的繞法無(wú)關(guān)；用同用滑輪組提起同一重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率與繩子的繞法無(wú)關(guān)；用同一滑輪組提起不同重物時(shí)，被提起的物體越重，機(jī)械效率越高。一滑輪組提起不同重物時(shí)，被提起的物體越重，機(jī)械效率越高。例 2 【2013北京】(多選)下列有關(guān)機(jī)械能的說(shuō)法中正確的是()a只要有力對(duì)物體做功，物體的機(jī)械能就改變b在平衡力作用下，運(yùn)動(dòng)的木塊的動(dòng)能保持不變c推出的鉛球在下落過(guò)程中增加的動(dòng)能是由重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化來(lái)的d如果物體通過(guò)的路程與所用時(shí)間的比值不變，則物體的機(jī)械能不變bc第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能 解析解析 bc bc如果只有重力或彈力對(duì)物體做功

11、，物體的機(jī)械能如果只有重力或彈力對(duì)物體做功，物體的機(jī)械能不變，故不變，故a a錯(cuò)誤；在平衡力作用下，運(yùn)動(dòng)的物體一定做勻速直線錯(cuò)誤；在平衡力作用下，運(yùn)動(dòng)的物體一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故物體的動(dòng)能不變，故運(yùn)動(dòng)，故物體的動(dòng)能不變，故b b正確；推出的鉛球在下落過(guò)程中正確；推出的鉛球在下落過(guò)程中動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減少，增加的動(dòng)能是由重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化來(lái)的，動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減少，增加的動(dòng)能是由重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化來(lái)的，故故c c正確；當(dāng)物體在豎直方向上勻速上升或勻速下降時(shí)，雖然物正確；當(dāng)物體在豎直方向上勻速上升或勻速下降時(shí)，雖然物體通過(guò)的路程與所用時(shí)間的比值不變，但是機(jī)械能卻是變化的，體通過(guò)的路程與所用時(shí)間的比值不變，

12、但是機(jī)械能卻是變化的，故故d d錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 機(jī)械能守恒是有條件的：只有重力或彈力做功，沒(méi)有外力做功。機(jī)械能守恒是有條件的：只有重力或彈力做功，沒(méi)有外力做功。 在判斷某個(gè)物體的動(dòng)能和勢(shì)能的變化時(shí)，要抓住在判斷某個(gè)物體的動(dòng)能和勢(shì)能的變化時(shí)，要抓住“加速、勻速、減速加速、勻速、減速”來(lái)判斷物體動(dòng)能的變化；抓住來(lái)判斷物體動(dòng)能的變化；抓住“上升、下降上升、下降”來(lái)分析物體重力勢(shì)能的變化。來(lái)分析物體重力勢(shì)能的變化。第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能abd第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能解析 abd根據(jù)題意知，w有fs，該滑輪組有三段繩子承擔(dān)力，所以 w總3fs，則有用功的功率 p有w有tfst

13、fv；總功的功率 p總w總t3fst3fv；裝置的機(jī)械效率w有w總fs3fsf3f；w額w總w有3fsfs(3ff)s，故 abd 正確。第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能考題自主訓(xùn)練與名師預(yù)測(cè)一、選擇題1 【2013南京】一個(gè)重為 2 n 的皮球從 10 m 高處下落3 m 的過(guò)程中，重力對(duì)它所做的功為()a20 jb6 jc14 jd26 j2 【2013自貢】將一定滑輪改為動(dòng)滑輪使用，則它的機(jī)械效率在不計(jì)繩重和摩擦?xí)r()a一定提高b一定降低c一定不變d無(wú)法判斷bb第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能3 【2

14、013河南】一個(gè)滑輪組經(jīng)改進(jìn)后提高了機(jī)械效率，用它將同一物體勻速提升同樣的高度，改進(jìn)后與改進(jìn)前相比()a有用功減少，總功減少b有用功增加，總功增加c有用功不變，總功不變d有用功不變，總功減少d第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能b第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能d第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能b第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能b第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能8小明到“地王大廈”喜看南寧新變化。當(dāng)他乘坐直達(dá)電梯從一層勻速上升至頂層的過(guò)程中，他的()a動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大b動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小c動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增大d動(dòng)能減小，重力勢(shì)能減小c第第1313講講 功和

15、機(jī)械能功和機(jī)械能6006000第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能10 【2013沈陽(yáng)】如圖 1312 所示，分別用定滑輪、動(dòng)滑輪把重力相同的甲、乙兩物體在相同時(shí)間內(nèi)勻速提升相同的高度(不計(jì)機(jī)械自重和摩擦)，則所用拉力 f甲_f乙(選填“”“”“”或“”)。第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能11 【2013安徽】我國(guó)設(shè)計(jì)的“中華月球車”今年將登陸月球，圖 1313 為該車的模型。物體在月球表面附近受到的重力僅為在地球表面附近所受重力的16，月球車的質(zhì)量為 120 kg，它在月球表面受到的重力為_n。若它在月 球表 面 上方 豎 直下 落 4 m ，則 重力 對(duì) 它做 的 功為_j。(g

16、取 10 n/kg)圖 1313200800第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能12030第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能71.4%高高第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)次數(shù)次數(shù)斜面傾斜面傾斜程度斜程度木塊重木塊重g g/n/n斜面高斜面高度度h h/m/m沿斜面沿斜面拉拉力力f f/n/n木塊沿木塊沿斜面移斜面移動(dòng)的距動(dòng)的距離離s s/m/m斜面的機(jī)斜面的機(jī)械效率械效率1 1較緩較緩5 50.20.23.33.30.50.560.6%60.6%2 2較陡較陡5 50.250.253.83.80.50.565.8%65.8%3 3最陡最陡5 50.30.34.24.20.5

17、0.5第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能(1)圖(a)實(shí)驗(yàn)的目的是探究鋼球動(dòng)能的大小與_的關(guān)系。通過(guò)木塊被推動(dòng)距離的大小，說(shuō)明鋼球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷鋼球動(dòng)能的大小，這種常用的實(shí)驗(yàn)方法是_法。(2)圖(b)實(shí)驗(yàn)中讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下的目的是_。 水平面越光滑，小車受到的摩擦力越_(選填“大”或“小”)，根據(jù)小車運(yùn)動(dòng)距離的遠(yuǎn)近，推理得出：運(yùn)動(dòng)的物體如果不受外力作用，將永遠(yuǎn)做_。(3)小明同學(xué)想在圖(a)的基礎(chǔ)上繼續(xù)探究物體動(dòng)能的大小與質(zhì)量的關(guān)系， 請(qǐng)你幫他設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，寫出簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)步驟及論證方法。讓質(zhì)量不同的小球從同一高度滾下，觀察木塊被撞擊的遠(yuǎn)近讓質(zhì)量不同的小球從同一高度滾下，觀察木塊被撞擊的遠(yuǎn)近速度速度轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換使小車到達(dá)水平面時(shí)具有相同的速度使小車到達(dá)水平面時(shí)具有相同的速度小小勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能87.5%2100 j20 w第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能解析 (1)h23 m6 m，w有g(shù)h350 n6 m2100 j。(2)w總fs200 n26 m2400 j，p總w總t2400 j120 s20 w。(3)w有w總2100 j2400 j87.5%。第第1313講講 功和機(jī)械能功和機(jī)械能1人造衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行，如圖 1318 所示為衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地