山東省青島市2019年中考物理總復(fù)習(xí) 八下 第12講 功、功率、機(jī)械效率課件.ppt

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第一部分系統(tǒng)復(fù)習(xí)，成績(jī)基石,第十二講功、功率、機(jī)械效率,要點(diǎn)功,類型1：做功的必要因素,物體不做功的三種情況,1．靜止不做功：物體受到力的作用，但沒(méi)有移動(dòng)距離，這時(shí)力對(duì)物體沒(méi)有做功；2．慣性不做功：物體沒(méi)有受力，但由于慣性通過(guò)了一段距離，也沒(méi)有力做功；3．垂直不做功：物體受到力的作用，但運(yùn)動(dòng)的方向與力的方向垂直，這個(gè)力不做功．,例?如圖所示的幾個(gè)情形中，所提到的力沒(méi)有做功的是(),A．物體在繩子拉力作用下升高B．靜止的小車在拉力作用下運(yùn)動(dòng)起來(lái)C．汽車在剎車阻力的作用下速度減慢D．人用力搬石頭，石頭不動(dòng),D,點(diǎn)撥?解答本題的關(guān)鍵是抓住做功的兩個(gè)必要因素：作用在物體上的力和物體在力的方向上移動(dòng)的距離，二者缺一不可．,類型2：功的計(jì)算,斜面的特點(diǎn),斜面能省力但不省距離；任何機(jī)械都不省功．,例?如圖所示，某人分別用300N和200N的力，將同一個(gè)裝有水的容器從地面上直接搬到車上和通過(guò)斜面搬到車上．下列說(shuō)法中不正確的是(),A．用300N的力搬運(yùn)容器時(shí)做了300J的功B．用200N的力搬運(yùn)容器時(shí)做了200J的功C．用200N的力搬運(yùn)容器時(shí)做了300J的功D．通過(guò)斜面搬運(yùn)容器時(shí)不能省功,點(diǎn)撥?用300N的力搬運(yùn)時(shí)所做的功W1＝F1h＝300N1m＝300J；用200N的力搬運(yùn)時(shí)所做的功W2＝F2L＝200N1.5m＝300J；兩種情況下做的有用功一樣多，故通過(guò)斜面搬運(yùn)容器不能省功．,B,要點(diǎn)功率,計(jì)算功和功率綜合題的步驟,在解答做功和功率類綜合性的計(jì)算題時(shí)，首先分析已知條件，然后根據(jù)已知量與未知量之間的關(guān)系，利用相應(yīng)的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，得出未知量．,例?重力為600N的小明在一次跳繩的體能測(cè)試中，1min內(nèi)跳了120次，每次跳離地面的高度約為5cm，則他跳繩時(shí)的功率最接近()A．6WB．60WC．600WD．6000W,點(diǎn)撥?小明所受的重力G＝600N，則小明一次跳繩做的功W0＝Gh＝600N0.05m＝30J，小明1min跳繩做的總功W＝120W0＝12030J＝3600J，所以小明跳繩的功率,B,變式訓(xùn)練?一輛汽車的功率為90kW，行駛速度為54km/h時(shí)，汽車的牽引力多大？,解：汽車的速度v＝54km/h＝15m/s汽車的牽引力,要點(diǎn)機(jī)械效率,影響滑輪組機(jī)械效率的因素,用不同的滑輪組提起相同的重物至同一高度，做的有用功相等，動(dòng)滑輪重的做的額外功多，機(jī)械效率就低；用同一滑輪組提起不同的重物至同一高度，此時(shí)動(dòng)滑輪重、摩擦一定，做的額外功相等，物重大的做的有用功多，機(jī)械效率高．,例1?用如圖所示滑輪組將貨物緩慢提升3m，已知貨物重850N，所用拉力F為300N(不計(jì)摩擦和繩重)．求：,(1)有用功W有；(2)總功W總；(3)額外功W額．,解：(1)有用功W有＝Gh＝850N3m＝2550J(2)繩自由端通過(guò)的距離s＝nh＝33m＝9m，總功W總＝Fs＝300N9m＝2700J(3)額外功W額＝W總－W有＝2700J－2550J＝150J,點(diǎn)撥?(1)已知貨物的重力和貨物升高的高度，根據(jù)W有＝Gh即可求出有用功；(2)根據(jù)貨物升高的高度h和提升貨物所用繩子的段數(shù)n求出繩子自由端通過(guò)的距離s＝nh，然后根據(jù)W總＝Fs即可求出總功；(3)根據(jù)W額＝W總－W有即可求出額外功．,例2?用如圖所示器材測(cè)滑輪組的機(jī)械效率．(1)在圖上畫出滑輪組最省力的繞線方法；(2)安裝好實(shí)驗(yàn)器材后，記下鉤碼和拴住彈簧測(cè)力計(jì)的線端原先的位置；(3)某同學(xué)正確測(cè)得鉤碼上升的高度為0.2m，鉤碼重1.5N，其他被測(cè)和計(jì)算的數(shù)據(jù)如下表：,上表中肯定錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)是______和______；(4)若用上述裝置提起重1.5N的鉤碼，機(jī)械效率為η1；提起重3N的鉤碼，機(jī)械效率為η2，則η1______(填“>”、“<”或“＝”)η2.,點(diǎn)撥?(1)當(dāng)有3段繩子承擔(dān)物重時(shí)最省力，根據(jù)“偶定奇動(dòng)”的方法可知，應(yīng)從動(dòng)滑輪開始繞起；(2)根據(jù)3段繩子承擔(dān)物重，可判斷拉力移動(dòng)距離與鉤碼上升高度的關(guān)系為s＝3h，所以拉彈簧測(cè)力計(jì)的線端通過(guò)的距離s＝3h＝30.2m＝0.6m，拉力做的總功W總＝Fs＝0.6N0.6m＝0.36J，由此可知，表中的數(shù)據(jù)0.4和0.24是錯(cuò)誤的；(3)額外功不變，提升的物體越重，所做的有用功越多，機(jī)械效率越高，所以η1<η2.,0.4,0.24,<,本講實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)：測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率．(要求能夠熟練操作、掌握整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、器材、裝置圖、步驟、數(shù)據(jù)表格、結(jié)論以及易錯(cuò)點(diǎn)等問(wèn)題),實(shí)驗(yàn)探究測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率,在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法，分別做了甲、乙、丙3組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：,(1)實(shí)驗(yàn)的原理是______________________；(2)在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)該__________________拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼緩慢上升；(3)進(jìn)行第2次測(cè)量時(shí)滑輪組的機(jī)械效率約為__________(保留三位有效數(shù)字)；(4)進(jìn)行第3次測(cè)量時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為________N，滑輪組做的有用功是______J；(5)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)小組得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：滑輪組的機(jī)械效率與________________有關(guān),豎直向上勻速,78.4%,2.4,0.3,物重(或鉤碼重),1．[2018青島，12，3分][不定項(xiàng)]在相同的水平地面上，用水平力F勻速推動(dòng)重為G的箱子，移動(dòng)距離s.下列說(shuō)法正確的是()A．箱子受到的推力和摩擦力是一對(duì)平衡力B．在此過(guò)程中重力做功為GsC．若撤去推力，箱子仍向前滑行，則滑行過(guò)程中摩擦力小于FD．若水平推力改為2F，仍使箱子移動(dòng)距離s，則推力做功為2Fs,AD,2．[2016青島，13，3分][不定項(xiàng)]根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，下列說(shuō)法正確的是(),表一,表二,A．將體積相同的鐵塊和銅塊分別放在已調(diào)好的天平左、右托盤中，指針偏向分度盤右側(cè)B．勻速提升體積相同的鐵塊和鋁塊，拉力所做的功W與提升高度h的關(guān)系圖象如右圖，則圖線a表示的是鐵塊C．橫截面積相同的銅線和鋁線，在電阻相等時(shí)鋁線較長(zhǎng)D．在平直高速公路上，夏利和捷達(dá)轎車按照表二中的速度勻速行駛相同的時(shí)間，若牽引力的功率之比為2∶3，則牽引力之比為4∶5,ABD,3．[2014—2015青島改編，3分][不定項(xiàng)]根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，下列說(shuō)法正確的是(),A．用同樣的酒精燈給質(zhì)量相等、初溫相同的水和煤油加熱相同的時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)水中的溫度計(jì)示數(shù)較高B．裝有煤油和水的兩個(gè)容器底部受到的液體壓強(qiáng)與液體深度的關(guān)系可用圖象表示，其中圖線b表示的是煤油C．用力分別勻速提升體積之比為2∶1的實(shí)心銅塊和鋁塊，提升的高度之比為5∶4，則兩次拉力做功之比為55∶6(2015青島)D．用力分別勻速提升體積相同的鐵塊和鋁塊，提升的高度之比為3∶2，所用的時(shí)間之比為5∶9，則兩次拉力的功率之比為79∶10(2014青島),BD,4．[2018青島，專題二17(3)，2分]工人利用如圖所示的滑輪組勻速提升重600N的貨物，繩子自由端被豎直拉上6m，額外功為300J.求滑輪組的機(jī)械效率．,解：由圖知，n＝3，由s＝nh可得，貨物提升的高度=2m則所做的有用功W有＝Gh＝600N2m＝1200J拉力所做的總功W總＝W有＋W額＝1200J＋300J＝1500J則滑輪組的機(jī)械效率η＝,5．[2017青島，專題五11，6分]小雨用滑輪組提升重物．每個(gè)滑輪等重，不計(jì)繩重、摩擦和液體的阻力．請(qǐng)畫出與解題過(guò)程相應(yīng)的受力分析示意圖．,(1)物體A的質(zhì)量為50kg，求物體A的重力是多少？,解：物體A的重力G＝mg＝50kg10N/kg＝500N,(2)如圖甲所示，小雨對(duì)繩子自由端的拉力為150N時(shí)，地面對(duì)物體A的支持力是100N.為了提起物體A，他增加了滑輪個(gè)數(shù)，組裝了如圖乙所示的滑輪組，并利用它將物體A在空氣中勻速提升了2m，求小雨做的功是多少？,解：由題意可知，小雨沒(méi)有把重物A提起來(lái)，對(duì)A進(jìn)行受力分析如圖1，由力的平衡條件可得G＝F拉＋F支．滑輪組對(duì)A的拉力F拉＝G－F支＝500N－100N＝400N根據(jù)力的作用是相互的，A對(duì)滑輪組的拉力等于滑輪組對(duì)A的拉力，由圖甲可知，n＝3，對(duì)甲滑輪組的動(dòng)滑輪進(jìn)行受力分析，如圖2所示，由力的平衡條件可得3F＝F拉＋G動(dòng)，所以動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)＝3F－F拉＝3150N－400N＝50N為了提起物體A，他增加了滑輪個(gè)數(shù)，組裝了如圖乙所示的滑輪組，對(duì)乙圖的動(dòng)滑輪和物體A進(jìn)行受力分析，如圖3所示，,此時(shí)繩端的拉力F′＝(G＋2G動(dòng))＝(500N＋250N)＝150N由圖乙可知，n′＝4，繩子移動(dòng)的距離s＝4h＝42m＝8m小雨做的功W＝F′s＝150N8m＝1200J,(3)小雨用圖乙所示的滑輪組，將另一密度為1.5103kg/m3的物體B從某液體中勻速向上拉至空氣中，拉力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖丙所示．已知F2與F1之差為50N，在空氣中提升B時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為75%.求液體密度是多少？,6．[2016青島，專題五，11，5分]小雨通過(guò)如圖甲所示滑輪組將水中物體勻速提升至空中，他所用拉力F與繩子自由端移動(dòng)的距離s的關(guān)系圖象如圖乙所示．其中物體在空中勻速上升過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率為85%.每個(gè)滑輪等重，不計(jì)繩重、摩擦和水的阻力．求：,(1)物體在空中上升1m，小雨做的功是多少？,解：由圖象乙知，物體在空中上升時(shí)拉力F＝200N則小雨做的功W＝Fs＝200N41m＝800J,(2)每個(gè)滑輪的重力是多少？,解：由，得物體所受的重力G＝nηF＝485%200N＝680N物體在空中時(shí)，拉力等于物體重力與滑輪的重力之和，即G滑總＋G＝nF，則動(dòng)滑輪的總重力G滑總＝nF－G＝4200N－680N＝120N每個(gè)滑輪的重力G滑＝120N2＝60N,(3)物體的密度是多少？,解：由圖象乙知，物體浸沒(méi)在水中時(shí)F′＝100N物體在水中時(shí)，拉力與浮力之和等于物體重力與滑輪的重力之和，即nF′＋F浮＝G＋G滑總，,則物體所受的浮力F浮＝G＋G滑總－nF′＝680N＋120N－4100N＝400N由F?。溅阉甮V排，得物體的體積V＝V排＝=由G＝mg，得物體的質(zhì)量m＝則物體的密度ρ＝,7．[2015青島，專題五12，5分]小雨站在水平地面上，通過(guò)如圖所示的滑輪組從井中提水(不計(jì)繩重及摩擦)．已知小雨的重力為500N、雙腳與地面的接觸面積為0.04m2，圓柱形水桶的底面積為0.2m2、容積為0.1m3(不計(jì)桶的厚度)．,(1)將空桶勻速下放的過(guò)程中(桶底未接觸水面)，小雨對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.15104Pa，則桶和動(dòng)滑輪總重是多少？,解：小雨對(duì)地面的壓力FN＝p人S人＝1.15104Pa0.04m2＝460N小雨對(duì)繩子的拉力F＝G人－FN＝500N－460N＝40N桶和動(dòng)滑輪總重G0＝nF＝340N＝120N,(2)向上提水，當(dāng)桶底受到水向上的壓強(qiáng)為2.5103Pa時(shí)，小雨對(duì)地面的壓強(qiáng)為1104Pa；小雨將水桶拉離水面后，勻速拉動(dòng)過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率是多少？,8．[2014青島，專題五11，5分]小雨受到的重力為640N，他站在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.6104Pa.他用如圖所示滑輪組勻速提升物體A，滑輪組的機(jī)械效率為90%(不計(jì)繩重和摩擦)，此時(shí)他對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為6103Pa.則物體A重力GA＝？,解：小雨與地面的接觸面積勻速提升物體A時(shí)，小雨對(duì)地面的壓力F′＝p′S＝6103Pa0.04m2＝240N小雨對(duì)繩子的拉力F拉＝G－F′＝640N－240N＝400N由，得物體A的重力GA＝3F拉η＝3400N90%＝1080N,9．[2012青島，專題五11(4)，3分]為了營(yíng)救落入井中的葉子姐姐，小雨通過(guò)如圖滑輪組將一只底面積為0.2m2的圓柱形空木桶勻速緩慢地放入井中，葉子姐姐爬進(jìn)木桶中，為了安全起見，小雨用75N的力拉著繩子使木桶保持靜止，此時(shí)木桶浸入水中的深度為0.25m.小雨用力將木桶拉出水面，又經(jīng)過(guò)65s使木桶在空中勻速上升10m到達(dá)井口，將葉子姐姐救上來(lái)．(不計(jì)繩重和摩擦)在這65s中，小雨做功的功率多大？,解：木桶受到的浮力F浮′＝ρ水gV排′＝ρ水gSh′＝1.0103kg/m310N/kg0.2m20.25m＝500NG總＝G桶＋G人＋G動(dòng)＝nF′＋F浮′＝275N＋500N＝650N木桶拉出水面后小雨對(duì)繩的拉力F″＝做功的功率P＝=100W,