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功和机械能复习课功和机械能复习课一、功一、功1. 功的两个必要因素：功的两个必要因素：（1）作用在物体上的力。）作用在物体上的力。（2） 物体在物体在力的方向上力的方向上有通过的距离。有通过的距离。2. 功的计算公式：功的计算公式：W = Fs W = Pt3. 功的单位：功的单位：焦耳（焦耳（J）要点总结要点总结（1） 理想情况下（不计机械自重及摩擦）：4. 功的原理：功的原理：（2） 任何情况下：任何情况下： 使用机械时人们所做的功，都等于不使用机械时人们所做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功。用机械而直接用手所做的功。使用任何机械都不省功。使用任何机械都不省功。二、机械效率二、机械效率1. 有用功：有用功： 无论采取哪种方法都必须做的功。即：为达无论采取哪种方法都必须做的功。即：为达到目的所必须做的功。到目的所必须做的功。（1）举高重物：）举高重物：W有用有用 = G物物hW有用有用 = f摩擦摩擦s（2）在粗糙水平面上移动物体：）在粗糙水平面上移动物体：2. 额外功：额外功：（1）克服机械自重做功：）克服机械自重做功：W额外额外 = G动滑轮动滑轮h使用动滑轮或滑轮组：使用动滑轮或滑轮组：（2）克服机械间的摩擦做功：）克服机械间的摩擦做功：使用斜面：使用斜面：W额外额外 = f摩擦摩擦L并非人们需要但又不得不做的功。并非人们需要但又不得不做的功。 3. 总功：总功：W总总 = W有用有用 + W额外额外公式（公式（1） ：公式（公式（2） ：W总总 = F动力动力s动力动力 作用在机械上的动力动力作用点移动的距离有用功和额外功的和，叫总功。有用功和额外功的和，叫总功。4. 机械效率公式：机械效率公式：总有用WW动力动力物SFhG额外有用有用WWW总额外总WWW GhFL= GhFs= GhFh=GF= GhFs= GhF2h= G2F= GhFs= GhFnh= GnF=斜面滑轮组动滑轮定滑轮=Gh/(Gh+fL)=Gh/（Gh+G轮轮h）动滑轮，滑轮组5. 常用机械的效率公式：常用机械的效率公式：三、功率三、功率1. 功率的定义：功率的定义：单位时间里完成的功单位时间里完成的功表示做功的快慢。表示做功的快慢。2. 功率的公式：功率的公式：P=W/t3. 功率的单位：功率的单位：瓦特（瓦特（W）P=Fv由运动物体速度由运动物体速度 v 决定决定由物体高度由物体高度 h 决定决定四、机械能四、机械能动能动能重力势能重力势能弹性势能弹性势能只有动能和势能相互转化，机械能守恒。只有动能和势能相互转化，机械能守恒。由运动物体质量由运动物体质量 m 决定决定势能势能由弹性由弹性形变形变决定决定由物体质量由物体质量 m 决定决定机械能的转化：机械能的转化：物理量符号单位物理意义公式功功率机械效率 1焦耳的大小就焦耳的大小就是用是用1牛的力使物体牛的力使物体在力的方向上移动在力的方向上移动1米所做的功。米所做的功。焦耳（J）WP瓦特（W）没有单位W = FsP= W t = W有用有用W总总 单位时间内所单位时间内所做的功。做的功。有用功占总功有用功占总功的比值。的比值。功、功率、机械效率的比较功、功率、机械效率的比较 功的概念功的概念: 1：作用在：作用在物体物体上的上的力力 做功的两个必要因素：做功的两个必要因素：2物体物体在在这个力这个力的方向上移动的距离的方向上移动的距离 F0,s=0 不做功三种的情况不做功三种的情况 F=0,so 功的计算公式：功的计算公式：W = F S F0,s0,但但Fs 功的单位是：焦耳功的单位是：焦耳 简称简称焦焦 符号是符号是 J 1m 功的原理：使用任何机械都不能省功功的原理：使用任何机械都不能省功 有用功有用功:提升重物时：提升重物时：W有有=Gh 额外功：额外功：对机械本身、对机械本身、对辅助物品对辅助物品、克服摩擦克服摩擦所做的功所做的功 总功总功: W总总=W有有+W额额 。或。或 W总总=FS机械效率：机械效率： 测量： 意义 功率功率 概念：概念：单位时间内物体所做的功单位时间内物体所做的功 公式：公式：P=W/t 或或 P=Fv 单位单位总有WW 公式：国际单位：国际单位：瓦瓦特特 ，符号，符号 W常用单位：千瓦常用单位：千瓦 （k W）功功概念：物体由于概念：物体由于运动运动 而具有的能而具有的能物体由于弹性形变而具有的能量物体由于弹性形变而具有的能量机械能机械能动能动能影响动能大小的因素影响动能大小的因素速度速度质量质量探究动能的大小与什么因素有关控制变量法控制变量法动能的大小动能的大小比较比较重力势能重力势能定义：定义：物体由于被举高而具有的能量物体由于被举高而具有的能量影响重力势能大小的因素影响重力势能大小的因素高度高度弹性弹性势能势能影响弹性势能大小的因素：影响弹性势能大小的因素： 势能势能质量质量弹性形变的程度弹性形变的程度一个物体的机械能一个物体的机械能等于等于它的动能和势能它的动能和势能之和。之和。动能和势能的转化动能和势能的转化动能和动能和重力势能的重力势能的相互转化相互转化动能和动能和弹性势能弹性势能的的相互转相互转化化方式规律：在动能和势能的相互转化在动能和势能的相互转化过程中过程中，必定有，必定有动能和势能各自的变化，而且是此增彼减。动能和势能各自的变化，而且是此增彼减。即即减小的能必定转化为增大那个能。减小的能必定转化为增大那个能。机械能守恒：机械能守恒：如果如果只有只有动能和势能相互转化，机械能的动能和势能相互转化，机械能的总和不变总和不变，或，或者说者说机械能守恒。机械能守恒。机械能机械能W有用有用W总总 =GhFL=GhFS=GhFh=GF=GhFS=GhF2h=G2F=GhFS=GhFnh=GnF=斜面斜面滑轮组滑轮组动滑轮动滑轮定滑轮定滑轮=Gh/(Gh+fL)常见几种简单机械的机械效率的数学表达式：根据一、选择题一、选择题1、一支步枪枪膛长一支步枪枪膛长80 cm80 cm，火药爆炸时产生，火药爆炸时产生的高压气体对子弹的平均推力是的高压气体对子弹的平均推力是2000 N2000 N，子，子弹离开枪口在空中飞行弹离开枪口在空中飞行40 m40 m后落在地上，则后落在地上，则高压气体对子弹做的功是（高压气体对子弹做的功是（ ）A.1.6A.1.610103 3 J JB.1.6B.1.610105 5 J J C.1.6C.1.610104 4 J JD.8D.810104 4 J JA2、下列叙述中能够提高机械效率的是、下列叙述中能够提高机械效率的是（ ）A、增加有用功、增加有用功B、减小机械间的摩擦、减小机械间的摩擦C、减小总功、减小总功D、使用最省力的机械、使用最省力的机械B3、一架匀速上升的直升飞机，它的、一架匀速上升的直升飞机，它的（ ）A、动能增加，重力势能不变、动能增加，重力势能不变B、动能不变，重力势能增加、动能不变，重力势能增加C、动能和重力势能都增加、动能和重力势能都增加D、动能不变，机械能也不变、动能不变，机械能也不变B4、下列自然灾害中，主要由机械能造成、下列自然灾害中，主要由机械能造成的破坏的是：（的破坏的是：（ ）A、大火烧毁房屋、大火烧毁房屋B、干旱使庄稼枯死、干旱使庄稼枯死C、洪水冲垮堤坝、洪水冲垮堤坝D、汽油燃烧爆炸、汽油燃烧爆炸C5.船在水面上匀速行驶，受到重力、浮力、船在水面上匀速行驶，受到重力、浮力、牵引力和阻力的作用，其中（牵引力和阻力的作用，其中（ ）A.重力对船做功重力对船做功B.浮力对船做功浮力对船做功 C.牵引力对船做功牵引力对船做功D.没有力对船做功没有力对船做功C6.水平地面有一重水平地面有一重4 N的足球，一个小的足球，一个小孩用孩用20 N的力踢球，使球向前运动了的力踢球，使球向前运动了30 m，那么小孩对球所做的功为，那么小孩对球所做的功为( ) A.120 J B.720 J C.600 J D.条件不足，无法计算条件不足，无法计算D7.如图所示，将同一物体分别沿如图所示，将同一物体分别沿s1、s2、s3三个等高斜面匀速拉到顶部，且三个等高斜面匀速拉到顶部，且F1F2F3，则拉力所做的有用功，则拉力所做的有用功( ) A.W1=W2=W3 B.W1W2W3 C.W1W2W3 D.无法确定无法确定3 2 1 F s ssA8.关于功率的说法中正确的是关于功率的说法中正确的是( )A.功率越大，表示做功越快功率越大，表示做功越快B.功率越大，表示做功越多功率越大，表示做功越多C.物体做功用的时间越长，功率越大物体做功用的时间越长，功率越大D.物体做功用的时间越短，功率越大物体做功用的时间越短，功率越大A9.机械效率越高，表示机械效率越高，表示( )A.做的功越多做的功越多B.做的有用功越多做的有用功越多C.越省力越省力D.有用功与总功的比值越大有用功与总功的比值越大D10.小红在学习中收集了一些与机械能有关小红在学习中收集了一些与机械能有关的实例，如图的实例，如图1所示，其中机械能增大的是所示，其中机械能增大的是（ ）A11.中国跳水队被人们称为“梦之队”图2是跳水运动员跳水时的情景，运动员在离开跳板到落入水的过程中（ ） A他的动能一直增大，机械能不变 B他的重力势能一直减小，机械能减小 C他的动能先减小后增大，机械能不变 D他的重力势能先减小后增大，机械能增大图图2C12.如图3所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道末端，小球从A处由静止滚下，撞击弹簧后又将沿水平轨道返回，接着滚上斜面。在这整个过程中，机械能转化的情况是（ ） A. 重力势能动能重力势能 B. 动能弹性势能动能 C. 动能势能动能势能动能 D. 重力势能动能弹性势能动能重力势能图3D二、填空题13.正常人的心脏推动血液流动的功率约1.5 W，那么在一天时间内心脏做功_J，这些功可把一个质量为60 kg的人匀速举高_m. (g=10 N/kg)14.某人用20 N的推力把一个重400 N的箱子水平移动了10 m，则此人对箱子做的功_J；若此人又将此箱子匀速提到高1 m的货架上，此人又对箱子做功为_J.12960021620040015.如图所示，物体重为100 N，若不计任何摩擦及绳重，则不考虑动滑轮重时，匀速拉动滑轮向上运动0.5 m时，拉力F的大小为_N，拉力做的功为_J，机械效率为_.若考虑动滑轮重且动滑轮重8 N时，则匀速拉动滑轮向上运动0.5 m时，拉力F大小为_N，拉力做的功为_J，机械效率为_.F 5050100% 545493% 16.在学校跳绳比赛中，小丽同学1 min跳了120次，每次跳起的高度为5 cm，已知她的质量是40 kg，那么小丽跳绳时的平均功率_W，跳一次做的功是_J.(g=10 N/kg) 17.自行车下坡时，不蹬脚踏板速度也会越来越大，在此过程中，自行车的动能逐渐 ，自行车的重力势能逐渐 （选填“增大”“减小”或“不变”）4020增大增大减小减小二、问答题：18、皮球从手中下落后，掉到地上又弹起来，试分析这个过程中的能量转化。下落时下落时,重力势能转化为动能重力势能转化为动能,掉到地上时掉到地上时,动能转化为弹性势能动能转化为弹性势能,反弹时反弹时,弹性势能转化弹性势能转化为动能，上升时，动能转化为重力势能。为动能，上升时，动能转化为重力势能。三、计算题20、用100N的力推着小车在水平面上作匀速直线运动，5s内小车前进了10m，则在这段时间内：物体运动的速度是多大？推力做得功多少？推力的功率是多大？2m/s1000J200W21、一台起重机将重6000N的建筑材料提升到10m高的楼房上，做的额外功是40000J，总功是多少？机械效率是多少？100000J60 % 22.如图所示，某矿厂工人用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)F 1600J，160W80N80 %
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