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1、課時十五 機械功和機械能
一、基礎(chǔ)知識
1.功
（1）定義：作用在物體上的力使物體在力的方向上通過一段距離，就說做了功。
（2）做功的兩個必要因素是：作用在物體上的力和物體在 通過一段距離。
（3）物體不做功的情況：
① 有力作用在物體上，物體靜止不動，即F≠0, s=0
② 物體由于慣性而運動，即F=0,s≠0
③ 力和運動距離垂直，即F⊥s。
（4）計算：數(shù)學(xué)表達式 。
（5）單位： 或 。
（6）功的原理：使用任何機械都不能省功。
2.功率
（1）定義：物體單位時間內(nèi)做功的多少，它是反映
2、 的物理量。
（2）計算：定義式： 推導(dǎo)式： 。
（3）單位：功率的單位是J/S或 ，1kW=103W。
（4）功率的測量。
3.機械效率
（1）三種功：有用功、額外功、總功。
（2）定義：有用功和總功的比值。
（3）計算： 。
（4）滑輪組機械效率的測量：
① 原理： 。
② 測量工具： 。
③ 影響因素：物重、動滑輪重和摩擦。
4.能
（1）定義：物體做功的本領(lǐng)。
3、（2）單位： 。
5.機械能
（1）動能 ① 定義：物體由于運動而具有的能。
② 影響因素：質(zhì)量、 。
（2）重力勢能 ① 定義：物體由于被舉高而具有的能。
② 影響因素： 、高度。
（3）彈性勢能 ① 定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能。
② 影響因素：彈性強弱、 。
（4）物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，在不計各種阻力時機械能保持不變。
二、考點梳理
1.能正確判斷是否做功，并能計算功的大小。
2.能根據(jù)功率公式及變形公式計算功率、功、和時間等。
3.能計算三種功和機械效率
4、。
4.會測量滑輪組的機械效率。
5.會探究影響動能、重力勢能、彈性勢能的因素。
三、考題解析
例1.用同一水平力F拉一個物體先后沿光滑水平面和粗糙水平面運動，兩次物體運動的距離都為S，運動的時間分別為tl和t2(t1P2 B．W1>W2，P1=P2
C．W1P2 D．Wl=W2，Pl
5、：物體沖上斜坡的最大距離可能與哪些因素有關(guān)呢?
(1)他發(fā)現(xiàn)車子的初始速度越大，沖上斜坡的最大距離就越長．這是因為車子的初始
速度越大，它的初始動能也越大，上坡過程中增加的___________就越大．
(2)他進而又提出兩個猜想：
猜想一：物體沖上斜坡的最大距離可能與物體的質(zhì)量大小有關(guān)；
猜想二：物體沖上斜坡的最大距離可能與斜坡的傾角大小有關(guān)．
為了驗證猜想一，他將與水平面平滑連接的長木板以一定的傾角θ固定，如圖甲所示．實驗時為了讓不同質(zhì)量的小木塊以相同的初始速度滑上長木板，請你在甲圖中
小明發(fā)現(xiàn)當(dāng)不同質(zhì)量的木塊以相同初始速度滑上長木板時，向上滑行的最大距離均相同．這說明猜想一
6、是___________(選填“正確”或“錯誤”)的．
在驗證猜想二的實驗中，小明讓一木塊以相同的初始速度分別滑上不同傾角的長木板，測得的數(shù)據(jù)記錄如下表：
次數(shù)
1
2
3
4
5
木板傾角θ
10°
30°
53°
75°
85°
向上滑行的
最大距離s/m
0.50
0.40
0.36
0.39
0.43
根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在圖乙中描點作出s—θ圖象．由圖象可知木塊向上滑行的最大距離s與傾角θ的定性關(guān)系是______________________________
圖19
G
例3.用如圖所示的滑輪組提升重物，若每個滑輪重100牛
7、，
繩能承受的最大拉力為200牛，摩擦和繩重不計，則
（1）該滑輪組最多能提起 牛的重物；
（2）該滑輪組的最大機械效率是 。
四、課時導(dǎo)練
1.如圖的幾個情形中，所提到的力沒有做功的是 （ ）
2.氣球在勻速上升的過程中( )
A．動能不變、勢能減少、機械能減少 B．動能不變、勢能增加、機械能增加
C．動能增加、勢能增加、機械能增加 D．動能增加、勢能減少、機械能減少
3.一個質(zhì)量為50kg的人，在10s內(nèi)連續(xù)向上跳12個臺階，已知每個臺階
8、的高為0.2m，則這個人在這段時間內(nèi)的功率是（g取10N/kg）（ ）
A. 1200W B. 120W C. 12W D. 10W
4.甲升降機比乙升降機的機械效率高，它們分別把相同質(zhì)量的物體勻速提升相同的高度。兩者相比，說法正確的是（ ）
A.甲升降機做的總功較少 B.乙升降機做的總功較少
C.甲提升重物做的有用功較少 D.乙提升重物做的有用功較多
5.甲、乙兩機械做功時間之比是3：4，功率之比是2：3，則它們做功之比是 （ ）
A.1：2 B.2：1
9、 C.3：4 D.2：3
6.俄“聯(lián)盟”號飛船返回艙著陸時曾出現(xiàn)嚴重錯誤，返回艙進入地球大氣層后，朝地面飛行的前端不是隔熱罩，而是艙門和天線，導(dǎo)致艙門被燒焦，天線遭焚毀，宇航員的生命受到嚴重威脅．在這一過程中，返回艙能量轉(zhuǎn)化的方式是( )
A.重力勢能→動能→內(nèi)能 B.動能→重力勢能→內(nèi)能
C.內(nèi)能→重力勢能→動能 D.內(nèi)能→動能→重力勢能
7.某機械的效率為75%，則以下說法中正確的是 （ ）
A.額外功占有用功的25% B.有用功與額外功之比為3：1
10、
C.額外功占總功的75% D.以上都不對
8.如圖所示的滑輪組將重10N的物體勻速提升0.1m，所用時間為２s，
作用在繩子末端的拉力F為6N（不計繩重和繩與滑輪間的摩擦），下列
計算結(jié)果正確的是（ ?。?
Ａ.所做的有用功為10Ｊ Ｂ.動滑輪自重0.2Ｎ
Ｃ.拉力Ｆ做功的功率為0.3Ｗ Ｄ.該滑輪組的機械效率為83.3％
勻速行駛的汽車
A
上升的滾擺
B
從高處滾下的小球
C
向近地點運動的衛(wèi)星
D
A
遠地點
近地點
9.如圖所示
11、的四幅圖中，沒有發(fā)生動能與勢能相互轉(zhuǎn)化的是 （ ）
10.兩發(fā)飛行的炮彈，如果具有相同的機械能，則（ ）
A.它們的質(zhì)量一定相等 B.它們的速度一定相等
C.它們的高度一定相等 D.它們具有的動能和勢能之和一定相等
11.如圖所示，一小鋼球從光滑固定斜面的A點靜止釋放，相繼經(jīng)過B、C兩點，AB=BC,則下列分析正確的是（忽略空氣阻力的影響）
A.小鋼球下滑過程中做勻速直線運動
B.小鋼球在AB、BC兩段內(nèi)運動的平均速度相等
C.小鋼球所受重力在AB、BC兩段內(nèi)做功相等
D.就A、B、C三點而言，小鋼球在A點具有的機械能最大
12.用
12、一動滑輪提升200Ｎ的重物，此時的機械效率為80﹪，則Ｇ動＝ Ｎ，若繩自由端移動了3ｍ，則Ｗ有用＝ ?。?，Ｗ額外= Ｊ。（不計繩重和摩擦）
13．跳傘運動員在勻速下落過程中，重力勢能 ，動能 ，機械能 （選填“增大”、“減小”或“不變”）
14.在“測滑輪組機械效率”的實驗中，小強按正確方法操作，下圖是他實驗中的情景，
下表是他記錄的一組數(shù)據(jù)。
鉤碼總重G(N)
鉤碼上升高度h(m)
測力計拉力F(N)
測力計移動距離s(m)
2
0.05
0.4
0.15
（1）由表中數(shù)據(jù)可計算出，滑輪組對鉤碼做的有用功為_______J，人做
13、
的總功為_______J。
（2）對以上兩個計算結(jié)果進行比較，其不合理之處是_________________
結(jié)合測力計放大圖，可知小強的錯誤是___________________________。
（3）在該次實驗中，所測滑輪組的機械效率應(yīng)該為______________。
15.如圖所示，某礦產(chǎn)工人用200 N的水平拉力，抓緊繩子的一端，沿
水平方向向右運動，在10 s內(nèi)將礦井里質(zhì)量為32 kg的物體提升4 m，若
不計一切摩擦，求：
(1)礦工在10 s內(nèi)所做的功和他做功的功率;
(2)動滑輪的重量;
(3)滑輪組的機械效率。(g=10 N/kg)
五、反思感悟
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