2019-2020年九年级科学上册《功与机械效率》教学案（无答案） 华师大版.doc

2019-2020年九年级科学上册功与机械效率教学案（无答案） 华师大版【知识梳理】一、功和功率1.功等于力跟物体在力的方向上通过距离的乘积。功的计算有做功的实质就是能量转化的过程。功与能的单位都是焦耳(J）。1焦=1牛米。2.功率是物体单位时间内完成的功，它是反映物体做功快慢的量，但不能反映物体做功的多少。功率的计算公式：，若物体是匀速直线运动的，则。功率的単位有瓦(W)，千瓦(kw)。1瓦=1焦/秒 。二、有用功、额外功、总功和机械效率1.有用功：使用机械时，完成我们的目的所做的功，其实质就是机械对物体所做的功。分析有用功时，一看机械对物体施加的是哪个作用力，确定力的大小；二看使用这个机械主要是要干什么 ，从而确定是克服什么地功。2、额外功：使用机械时，并非我们所需要但又不得不额外去做的功，其产生的原因主要有机械自身的重力、摩擦力、容器的重力等额外阻力。3，总功：实质就是使用机械时动力对机械所做的功，三种功之间的关系式：4、机械效率是有用功跟总功的比值(百分比)。计算公式：注意点：机械效老是反映机械性焚为一个科学量，与功率无关，其大小不是一个恒定值；因为额外功总是存在的，故机械效率总小于1。【典型例题】考点一 功和功率的计算例1 一辆小汽车在平直公路上匀速行驶，发动机的牵引力为xxN，速度为108km/h。求小车匀速行驶时受到的阻力大小。求牵引力在10min内所做的功。若发动机的牵引力用F表示，小车的速度用v表示，请推导出牵引力的功率 考点二 结合简单机械进行功及机械效率的计算例2 1如图所示是工厂里用来吊运货物的行车滑轮组某次作业时，行车在钢丝绳的自由端用xxN的力，将重6000N的货物匀速竖直提升3m，接着又在水平方向移动6m行车在水平移动货物的过程中，货物重力所做的功是多少J？在竖直提升货物的过程中，货物重力所做的功是多少J？行车滑轮组提升货物的机械效率为？考点三 滑轮组的综合计算例3 4（xx自贡）如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m，重物匀速上升了0.5m，已知滑轮组的机械效率为70%（g=10N/kg）（1）按题意画出滑轮组的绕绳（2）人所做功的功率多大？（3）被吊起的重物质量多大？【科学探究】例 （xx宁波）如图甲所示，放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用力F的大小以及物体A的运动速度大小v随时间t的变化情况如图乙所示（1）当t=7s时，物体A受到的摩擦力f的大小为_N，方向为_（2）根据图乙有关信息，请用公式P=Fv，求F=10N时该力的功率（3）如图丙所示，在A的两侧分别挂上柱状重物B，C，且C的一部分浸入水中已知GB=20N，GC=50N，C的横截面积为30cm2，长度足够，水够深则当物体A不受摩擦力作用时，C的下底面受到的水的压强是多少？若物体A移动就会触发报警装置（图中未画出），当物体A不移动时，最高水位与最低水位的差是多少？（g取10N/kg）【牛刀小试】1.以下是对杨阳同学部分生活事例的分析，其中合理的是（）A去游泳馆游泳时，受到水的浮力约为xxNB全家6月份自来水用量26m3，算出其质量为26kgC从一楼走到三楼家中，克服自身重力做功约为30000JD参加800m跑步的成绩是4min10s，则她跑步的平均速度是3.2m/s2.（xx自贡）甲、乙两个完全相同的物体在同一水平面上做匀速直线运动，且v甲v乙，若不计较空气阻力，则它们所受的拉力F甲和F乙及两拉力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系是（）AF甲F乙BF甲F乙CW甲W乙DW甲W乙3.（xx德州）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A甲图省力，机械效率甲图大B甲图省力，机械效率一样大C乙图省力，机械效率一样大D乙图省力，机械效率乙图大 4.（xx佛山）如图，A物体在大小为10N拉力F作用下，以0.3m/s速度向右匀速运动（不计滑轮重、绳重及摩擦），若A物体与桌面的摩擦力为1N，下列说法错误的是（）A拉力F做功的功率为3WBB物体的质量为2.7kgCB物体上升的速度是0.1m/sDB物体运动1s则物体克服重力做3J功（xx株洲）工人用力F水平推重为200N的物体，在4s内水平推力F与物体沿力的方向移动距离s之间的关系如图所示在这过程中，水平推力做的功为_J，推力做功的功率为_W电动自行车以其轻便、实用、环保的优点，深受人们的喜爱已知某辆电动自行车质量为40kg，最大可达36km/h。该车每次充电能储存电能3106J，电能转化为机械能的效率为72%。假设该电动车一直行驶在平直路面上，当它以最大速度匀速行驶时，受到的阻力为30N该车以最大速度匀速行驶时，电动车的牵引力的功率为多少？（2）该车充一次电，以最大速度匀速行驶，最多可连续行驶多长时间？【高手过招】1.（xx内江）已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度大小的二次方成正比，且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的二次方的比值相同现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落，在落到地面之前都已做匀速直线运动，那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中，其重力的功率之比为（）2.（xx淄博）如图所示，拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是（）A拉力F做的功是有用功B提升动滑轮做的功是额外功C拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍D物体越重，滑轮组的机械效率越低3.（xx南通）如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓慢上升，动滑轮的重力不可忽略，现改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率与物体重力G的关系可能符合下列图中的（）ABCD4.（xx聊城）如图，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G，平面对物体的摩擦力为f下列说法正确的是（）A有用功的功率为fsB拉力的功率为3FvC装置的机械效率为G/3FD额外功为（3F-f）s5.（xx重庆）小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点，他将重为3N的物体匀速提高了0.5m，已知绳子自由端的拉力F为2N，则绳端移动的距离s及提起重物时滑轮组的机械效率是（）As=1.5m，=50%Bs=1.5m，=80%Cs=lm，=75%Ds=lm，=37.5%6.（xx遵义）小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：物理量实验次数钩码总重G/N钩码上升的高度h/m测力计示数F/N测力计移动距离s/m机械效率140.11.80.3260.12.40.383%340.11.40.557%440.21.41.057%在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上_拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数（2）第1次实验测得的机械效率为_（结果保留两位有效数字）（3）分析表中数据可知：第2次实验是用_图做的；第4次实验是用_图做的（选填“a”、“b”或“c”）（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，_可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率_（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度_（xx丹东一模）如图甲所示，重为16N的物体A在拉力F的作用下，5s内匀速运动了0.5m拉力做的功随时间变化的图象如图乙所示物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重G的0.5倍求：（1）拉力F的功率（2）拉力F的大小（3）克服绳重及摩擦所做的额外功所占总功的比例8.（xx绵阳）xx年6月，我国自主设计的载人潜水器“蛟龙号”，实验下潜7000m达到一个新的深度试验经历了以下主要过程：母船用新型的吊装设备将潜水器投放到海中；潜水器缓慢竖直下潜和上升；吊装设备将潜水器吊上母船如图是母船的吊装设备的示意图，图中虚线框中是滑轮组（未画出），电动机拉放滑轮组绳子自由端，挂钩挂着潜水器吊装设备缓慢地将潜水器投放到海中，然后，潜水器下潜用时t1=6h，到达7000m出停留t2=0.5h，上升用时t3=3.5h潜水器上升到海面后，挂钩挂着潜水器离开水面后，缓慢匀速竖直上升高度h=6m，在这个过程中电动机拉滑轮组绳子自由端的拉力F1=5.5104N，滑轮组的机械效率=80%已知潜水器总质量（含潜水员）m=2.2104kg，体积V=20m3，水的密度1=1.0103kg/m3，海水的密度2=1.03103kg/m3，g取10N/kg不计绳和挂钩的质量，不考虑空气阻力，不考虑潜水器离开海面后海水对潜水器质量的影响求：（1）吊装设备将潜水器投放至刚被海水浸没时，挂钩的拉力是多大？（2）潜水器从开始下潜到返回海面的整个过程中，平均速度是多少米/秒？（3）滑轮组中，与动滑轮相连的绳子是多少段？【华山论剑】1.（xx菏泽）甲乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（）A若G1=G2，拉力做的额外功相同B若G1=G2，拉力做的总功相同C若G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率D用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变2.如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图，滑轮组固定在钢架上，滑轮组中的两个滑轮质量相等，绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N，连接圆柱体A与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N圆柱体A高为3m，底面积为0.02m2，密度为4.5103kg/m3在绳端拉力F作用下，圆柱体A从其下表面距水面15m处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min，在这个过程中，拉力F的功率为160w，滑轮组的机械效率为，钢架对定滑轮的拉力为T，在圆柱体A被缓慢拉出的过程中，圆柱体A的下表面受到水的压强为p不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，g取10N/kg下列选项中正确的是（）A压强p的最小值为15000PaB拉力T的最大值为2700NC拉力F的大小为640ND滑轮组的机械效率为90%3.（xx宜宾）最近，中央电视台科教频道播出了在我市拍摄的“汽车落水后如何水下逃生”的纪录片纪录片中，实验人员开着小车从高处落入滚滚的岷江，并在门窗紧闭的车中，尝试用不同的方法砸碎车窗玻璃逃生，惊心动魄为了确保实验人员的安全，摄制组精心设计了紧急救援装置，用于当实验人员无法从车中逃生时迅速吊起汽车现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟紧急救援落水汽车实验中用实心圆柱体A代替小车，已知A的体积为0.12m3，质量为210kg（g取10N/kg，设整个过程A均为匀速运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪、水流等因素的影响）（1）求A完全浸没在水中时受到的浮力是多大？（水=1.0103kg/m3）（2）若A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60%那么A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为多大？（3）若A完全打捞出水面后，以0.5m/s的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力F的功率（4）从A上表面刚出水面到A完全离开水面的过程中，滑轮组机械效率如何变化？请简述理由