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课时十五 机械功和机械能一、基础知识1.功（1）定义：作用在物体上的力使物体在力的方向上通过一段距离，就说做了功。（2）做功的两个必要因素是：作用在物体上的力和物体在 通过一段距离。（3）物体不做功的情况： 有力作用在物体上，物体静止不动，即F0, s=0 物体由于惯性而运动，即F=0,s0 力和运动距离垂直，即Fs。（4）计算：数学表达式 。（5）单位： 或 。（6）功的原理：使用任何机械都不能省功。2.功率（1）定义：物体单位时间内做功的多少，它是反映 的物理量。（2）计算：定义式： 推导式： 。（3）单位：功率的单位是J/S或 ，1kW=103W。（4）功率的测量。3.机械效率（1）三种功：有用功、额外功、总功。（2）定义：有用功和总功的比值。（3）计算： 。（4）滑轮组机械效率的测量： 原理： 。 测量工具： 。 影响因素：物重、动滑轮重和摩擦。4.能（1）定义：物体做功的本领。（2）单位： 。5.机械能（1）动能 定义：物体由于运动而具有的能。 影响因素：质量、 。（2）重力势能 定义：物体由于被举高而具有的能。 影响因素： 、高度。（3）弹性势能 定义：物体由于发生弹性形变而具有的能。 影响因素：弹性强弱、 。（4）物体的动能和势能可以相互转化，在不计各种阻力时机械能保持不变。二、考点梳理1.能正确判断是否做功，并能计算功的大小。2.能根据功率公式及变形公式计算功率、功、和时间等。3.能计算三种功和机械效率。4.会测量滑轮组的机械效率。5.会探究影响动能、重力势能、弹性势能的因素。三、考题解析例1.用同一水平力F拉一个物体先后沿光滑水平面和粗糙水平面运动，两次物体运动的距离都为S，运动的时间分别为tl和t2(t1P2 BW1W2，P1=P2CW1P2 DWl=W2，PlP2例2.小明骑自行车上学途中，要经过一段上坡路他思考：物体冲上斜坡的最大距离可能与哪些因素有关呢?(1)他发现车子的初始速度越大，冲上斜坡的最大距离就越长这是因为车子的初始速度越大，它的初始动能也越大，上坡过程中增加的_就越大(2)他进而又提出两个猜想：猜想一：物体冲上斜坡的最大距离可能与物体的质量大小有关；猜想二：物体冲上斜坡的最大距离可能与斜坡的倾角大小有关为了验证猜想一，他将与水平面平滑连接的长木板以一定的倾角固定，如图甲所示实验时为了让不同质量的小木块以相同的初始速度滑上长木板，请你在甲图中小明发现当不同质量的木块以相同初始速度滑上长木板时，向上滑行的最大距离均相同这说明猜想一是_(选填“正确”或“错误”)的在验证猜想二的实验中，小明让一木块以相同的初始速度分别滑上不同倾角的长木板，测得的数据记录如下表：次数12345木板倾角1030537585向上滑行的最大距离s/m0.500.400.360.390.43 根据表中数据，请在图乙中描点作出s图象由图象可知木块向上滑行的最大距离s与倾角的定性关系是_图19G例3.用如图所示的滑轮组提升重物，若每个滑轮重100牛，绳能承受的最大拉力为200牛，摩擦和绳重不计，则（1）该滑轮组最多能提起 牛的重物；（2）该滑轮组的最大机械效率是 。四、课时导练1.如图的几个情形中，所提到的力没有做功的是 （ ）2.气球在匀速上升的过程中( )A动能不变、势能减少、机械能减少 B动能不变、势能增加、机械能增加C动能增加、势能增加、机械能增加 D动能增加、势能减少、机械能减少3.一个质量为50kg的人，在10s内连续向上跳12个台阶，已知每个台阶的高为0.2m，则这个人在这段时间内的功率是（g取10N/kg）（ ）A. 1200W B. 120W C. 12W D. 10W4.甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度。两者相比，说法正确的是（ ）A.甲升降机做的总功较少 B.乙升降机做的总功较少C.甲提升重物做的有用功较少 D.乙提升重物做的有用功较多5.甲、乙两机械做功时间之比是3：4，功率之比是2：3，则它们做功之比是 （ ）A.1：2 B.2：1 C.3：4 D.2：36.俄“联盟”号飞船返回舱着陆时曾出现严重错误，返回舱进入地球大气层后，朝地面飞行的前端不是隔热罩，而是舱门和天线，导致舱门被烧焦，天线遭焚毁，宇航员的生命受到严重威胁在这一过程中，返回舱能量转化的方式是( )A.重力势能动能内能 B.动能重力势能内能C.内能重力势能动能 D.内能动能重力势能7.某机械的效率为75%，则以下说法中正确的是 （ ）A.额外功占有用功的25% B.有用功与额外功之比为3：1C.额外功占总功的75% D.以上都不对8.如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升0.1m，所用时间为s，作用在绳子末端的拉力F为6N（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦），下列计算结果正确的是（）.所做的有用功为10 .动滑轮自重0.2.拉力做功的功率为0.3 .该滑轮组的机械效率为83.3匀速行驶的汽车 A上升的滚摆 B从高处滚下的小球 C向近地点运动的卫星 D A远地点近地点9.如图所示的四幅图中，没有发生动能与势能相互转化的是 （ ）10.两发飞行的炮弹，如果具有相同的机械能，则（ ）A.它们的质量一定相等 B.它们的速度一定相等C.它们的高度一定相等 D.它们具有的动能和势能之和一定相等11.如图所示，一小钢球从光滑固定斜面的A点静止释放，相继经过B、C两点，AB=BC,则下列分析正确的是（忽略空气阻力的影响）A.小钢球下滑过程中做匀速直线运动B.小钢球在AB、BC两段内运动的平均速度相等C.小钢球所受重力在AB、BC两段内做功相等D.就A、B、C三点而言，小钢球在A点具有的机械能最大12.用一动滑轮提升200的重物，此时的机械效率为80，则动，若绳自由端移动了3，则有用，额外=。（不计绳重和摩擦）13跳伞运动员在匀速下落过程中，重力势能 ，动能 ，机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）14.在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，下图是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据。钩码总重G(N)钩码上升高度h(m)测力计拉力F(N)测力计移动距离s(m)20.050.40.15（1）由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为_J，人做的总功为_J。 （2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是_结合测力计放大图，可知小强的错误是_。（3）在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该为_。15.如图所示，某矿产工人用200 N的水平拉力，抓紧绳子的一端，沿水平方向向右运动，在10 s内将矿井里质量为32 kg的物体提升4 m，若不计一切摩擦，求：(1)矿工在10 s内所做的功和他做功的功率;(2)动滑轮的重量;(3)滑轮组的机械效率。(g=10 N/kg)五、反思感悟
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