
一、功的两个必要因素
1、作用在物体上的力;
2、物体在该力的方向上移动一段距离。
二、功的公式:W=Fs
用该公式计算时,先考虑该公式中的力F和距离s是否满足“功的两个必要因素”。若有一个因素不满足,则表示该力不做功,或做的功为0。当物体水平移动时,物体的重力不做功,物体受到竖直向上的拉力也不做功。
三、功的原理是:使用任何机械都不省功。(不但不省功,而且还费功)
⑴对于斜面,题中说明该斜面是光滑的,这时认为使用斜面所出的动力做的功和不使用斜面直接用手对物体做的功相等,即:W有=W总。
⑵对于滑轮,题中说明不计滑轮重力,不计绳重,不计摩擦的,这时认为使用滑轮所出的动力做的功和不使用滑轮直接用手对物体做的功相等,即:W有=W总。
四、有用功W有 —— 是人们需要的,必须做的功。
五、额外功W额 —— 人们不需要,但又不得不做的功。如果不做额外功,就不存在有用功。也就是说我们得不到需要的了。所以额外功不能消除,只能减小。
六、总功W总 —— W总=W有+W额
七、机械效率: (η<1,η是个百分数)
八、机械效率的计算 (针对使用杠杆或滑轮或斜面等机械的机械效率计算)
1、有用功W有=不能用机械,只能用手直接对目的物体出的力做的功。
2、总功W总=使用机械(如:滑轮组、杠杆和斜面等)所出的动力,对目的物体所做的功。
3、对竖直方向的滑轮组
①使用竖直滑轮:
②不能使用滑轮,只能用手直接提起目的物体到高度为h处。【假设:①人只能站在地面,人有足够的力量,手能无限伸缩。②人站在离地面高度为h 的地方,且力大无穷】
要把目的物体提起,手出的力必须大于或等于目
的物体的重力。在本册课本里所探究物体的运动都是
匀速直线运动,(后面的物体运动都看成是目的物体做匀
速直线运动)。所以当手匀速提起目的物体时,手出的力=目的物体的重力,即:F手=G物。提升的高度同样为h,则目的物体在手出的力F手的作用下,沿该力的方向运动一段距离,则F手对目的物体做了功 『 F手对目的物体做的功=克服重力G做的功 』。这个功就是有用功W有=F手h=G物h。
4、对水平方向的滑轮组
①使用水平滑轮:
②不能使用机械,只能用手水平拉动目的物体。
对目的物体进行受力分析
如右图。当手水平匀速拉动
目的物体时,手出的力=目
的物体受到的摩擦力,即:
F手=f 。拉动的距离同样
为h,则目的物体在手出的
力F手的作用下,沿该力的方向运动一段距离,则 F手对目的物体做了功 『 F手对目的物体做的功=克服摩擦力f做的功 』,这个功就是有用功W有=F手h=f h。
5、斜面是一种省力机械
①使用斜面:
②不能使用斜面,只能用手对目的物体做功。
当手匀速提起目的物体时,手出的力=目的物体
的重力,即:F手=G物。提升的高度同样为h,则目的
物体在手出的力F手的作用下,沿该力的方向运动一段距离,则F手对目的物体做了功 『 F手对目的物体做的功=克服重力G做的功 』。这个功就是有用功W有=F手h=G物h。
6、起重机:
①W总=起重机的电动机所做的功
②不能使用起重机,只能用手对目的物体做功的。
当手匀速提起目的物体时,手出的力=目的物体的重力,即:
F手=G物。提升的高度同样为h,则目的物体在手出的力F手的作用下,沿该力的方向运动一段距离,则F手对目的物体做了功 『即: F手对目的物体做的功=克服重力G做的功 』。这个功就是有用功W有=F手h=G物h。
九、功率P:表示做功的快慢。做功快,表示功率大;做功慢,表示功率小。
十、功率的推导公式:P=Fυ适用于物体做匀速直线运动的情况
十一、动能:物体由于运动具有的能量叫做动能,运动物体的质量越大,速度越大,动能就越大。
十二、势能包括重力势能和弹性势能。
①重力势能:物体由于被举高面具有的能量叫做重力势能,物体被举得越高,质量越大,它具有的重力势能就越大。
②弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能,物体弹性形变越大,它具有的弹性势能越大。
十三、机械能:动能和势能统称为机械能。
十四、重力势能和弹性势能统称为势能。动能和势能之间可以相互转化。
功和功率
1.判断下列说法的正误,对的打“√”,错的打“×”
(1) 只要有力作用在物体上,力就对物体做了功( )
(2) 物体只要移动了距离,就做了功( )
(3) 物体从高处落下重力做了功( )
(4) 有力作用在物体上,物体又移动了距离,这个力就做了功( )
(5) 提着重物在水平地面上行走,人做了功( )
(6) 人用力推车,但车未动,人没有做功( )
⑺ 人用力搬石头,石头不动,人对石头做了功( )
⑻ 人在水平面上用力拉动小车向右运动,人对小车做了功( ),小车的重力对小车也做了功( )
⑼ 人踢足球,球离脚后飞出10m远,足球飞出10m的过程中人对足球做了功( )
2.质量为100kg的物体,在拉力F=200N的作用下沿水平地面前进了10m,则拉力所做的功是多少?物体重力做的功是多少?
3.已知物体受10N的拉力,并沿拉力方向匀速前进了5m,拉力对物体做功_________J。
4.用100N的拉力将重500N的木箱在水平地面上运速移动了5m,拉力做功________J,重力做功为_______J。
5.马拉着质量为2000kg的车在平路上前进,马的水平拉力是500N,做了2×105J的功,则马拉车前进了_______m。
6.某人沿水平方向用力推着重1500N在水平路面上匀速前进10m,已知受到的阻力为100N,求它推车做的功。
7.下面几种情况下,力做了功的是( )
A 用力把杠铃举在空中不动 B 用力提着水桶水平匀速移动
C 用力在斜面上拉车前进 D 物体在光滑的平面上运速移动
8.一个物体的质量是5kg,用10N的水平拉力在地面上前进了10m,则拉力做的功是_____J;若再把物体匀速向上提起8m,则需要的拉力是_______N,此时的拉力所做的功是_________J。
9.起重机将重3×103N的楼板以1m/s的速度举到10m高的三层楼后,又将楼板水平移动了3m,在整个过程中,起重机对楼板做的功是( )
A 6×103J B 9×103J C 3×104J D 3.9×104J
10.某同学用50N的力将重10N的足球踢出去15m远,该同学对足球做的功是( )
A 750J B 150J
C 没有做功 D 做了功,但条件不足,无法确定
11.质量为100kg的物体,在拉力F的作用下沿水平地面匀速前进了5m,物体运动时受到的摩擦力是重力的0.05倍,求拉力F和重力G做的功。(g=10N/kg)
12.两个斜面,它们的高相等,斜面的长度______(填“长”或“短”)的更省力。将重G牛顿的物体沿长l米,高h米的斜面推到它的顶端,所用推力为F。克服重力做的功是______J,利用斜面推力做的功是___________J,如果斜面是光滑的,根据功的原理,则有__________________。
13.光滑斜面长4米,高1.5米。将重200牛顿的物体沿斜面推上去,推力至少是________N,某同学骑自行车上坡时走的是“S”形路线,他这样是为了______________。
14.使用简单机械,下面目的达不到的是 ( )
A省力 B省功 C改变力的方向 D少移动距离
15.一台起重机把质量为0.7t的重物匀速提升了4m,而它的电动机所做的功是3.5×104J,则起重机所做的额外功是多少?起重机的机械效率是多少?
16.一台起重机将重3600N的货物提高4m,如果额外功是9600J,起重机做的有用功是多少?总功是多少?机械效率是多少?
17.建筑工地上,水泥板质量是1t,起重机在20s内匀速把它提升到5m的高度,起重机提升重物的功率是多少瓦?合多少千瓦?
(g=10N/kg)
18.质量为50kg的雪橇上装载了350kg的货物,一匹马拉着它沿水平道路将货物匀速运到了3000m外的货场,共用时40min,如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N,求马运货时做功的功率。
19.下列说法中正确的是( )
A 机械做的功越多,它的功率一定大 B 机械做功时间短,它的功率一定大
C 机械做功越快,它的功率就越大
D 做相同的功,机械用的时间长,它的功率大
20.下列都是功率的单位的是( )
A W、J/s B KW、Pa C W、N/m D N/m2、N·m
21.某机械在2min内把600N的物体匀速提升4m,这个机械的功率为( )
A 2400W B 1200W C 20W D 50W
22.功率是10kw的机器正常工作时,每分钟做的功是( )
A 10J B 2.4×107J C 6×105J D 104J
23.一台机器的功率是750W,它表示的意思是( )
A 这台机器1min做功是750W B 这台机器1min做的功是750J
C 这台机器1s做的功是750J D 这台机器1s做的功是750W
24.甲乙两台机器,功率之比为2:3,工作时间之比为1:3,则它们所做的功之比为( ) A 2:9 B 2:1 C 3:2 D 3:1
25.计算功率的公式是P=_______,由此公式变形可得计算功的另外一个公式W=_______,此公式中只有功率的单位是______,时间的单位是_______,功的单位才是焦耳。
26.甲乙两台机械,它们的功率之比是3:1,在相同的时间里,所做的功之比为______,若做相同的功,则所需时间之比是______。
27.蓝鲸游动时的功率可达350KW,合__________W;某洗衣机的功率是350W,合_______kW。
28.在水平地面上,小明用50N的水平推力推重100N的箱子,在10s内前进了10m,小明推箱子的功率为__________W。
29.起重机以0.1m/s的速度将重400N的重物匀速提高5m,起重机做功________J,它的功率是_______W,合________KW。
30.建筑工地上有300块砖,已知每块砖的质量是1.2kg,把这些砖运送到15m高的楼顶,如果用起重机需要1min,而如果用工人则需要1个小时,分别计算起重机和工人的功率。(g=10N/kg)
31.下列实例中,力做了功的是( )
A. 起重机吊着楼板从一楼运送到三楼 B. 用力搬石头但没有搬起
C. 冰雹在重力作用下向下落 D. 冰块在光滑的水平面上运动
E. 用力提着一桶水在水平路面上前进 F. 人用力把铅球推出去
G. 静止的小车在拉力作用下向前运动 H. 举重运动员举着杠铃不动
32.关于功率,下列说法正确的是( )
A 功率是表示做功多少的物理量 B做相同的功,用的时间越长,功率越小
C机械做功越多,它的功率就越大
D 机械做功所用时间越短,它的功率就越大
33.甲乙两人体重相同,甲用1min走上楼,乙用半分钟跑上同一楼,则( )
A 甲的功率大 B 乙的功率大 C 两者的功率一样大 D 无法确定
34.质量为50kg的雪橇上装载了350kg的货物,一匹马拉着它沿水平道路将货物匀速运到了3000m外的货场,如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N,求马运货时做的功。
35.建筑工地上,水泥板质量为0.7t,起重机在14s内匀速把它提升到4m的高度,起重机提升重物的功率是多少? (g=10N/kg)
36.研究动能跟哪些因素有关的实验过程中需要让同一钢球从不同高度滚下,这是为了探究物体动能与_______之间的关系;还要换用_______不同的钢球,让他们从_______高度滚下,这是为了探究物体动能与_______之间的关系。
37.如图所示,让钢球从斜面上由静止滚下,打到一个小木块上,能将木块撞出一段距离,放在同一水平面上相同位置的木块,被撞地越远,表示钢球的动能越大。现用质量不同的钢球从同一高度滚下,看哪次木块被推得远,回答以下问题:
(1)设计本实验的目的是研究_________________________________________。
(2)让不同的钢球从同一高度滚下是为了________________________________。
(3)此实验得出的结论是______________________________________________。
(4)下表给出了一头牛慢步行走和一名普通中学生百米赛跑时的数据。
| 物体 | 质量m(kg) | 速度v(m/s) | 动能E(J) |
| 牛 | 约600 | 约0.5 | 约75 |
| 中学生 | 约50 | 约6 | 约900 |
判断的依据是____________________________________________________。
38.下列物体中具有重力势能的是___________;具有弹性势能的是__________
A.因挤压而变形的气球 B.在水平路面上飞驰的小轿车 C.正在下坠的桩锤
D.停在空中不动的直升机 E.钟表中卷紧的发条 F.高山上的石头
G.三峡水库中的水 H.被推开的弹簧门的弹簧 I.跑百米的运动员
39.“黄河远上白云间”说明黄河水具有____________能。
40.下列说法中正确的是( )
A 质量大的物体重力势能一定大 B高山的石头没有重力势能
C 所处的高度大的物体重力势能一定大
D 放在同一高度的物体,质量大的物体重力势能大
41.下列物体中重力势能最大的是( )
A 放在一楼窗台上的质量是4kg的石块
B 放在三楼窗台上的质量是4kg的陶罐
C 放在五楼窗台上质量是4kg的一盆花
D 晾晒在五楼窗台上的质量是1.5kg的球鞋
42.下列物体既具有动能又具有重力势能的是( )
A 在轨道上行驶的火车 B 从坡顶向坡下跑的运动员
C 江河中的流水 D 空中静止的飞机
43.以下各物体中不具有重力势能的是( )
A 被拉伸了的橡皮筋 B 正在高空飞行的火箭
C 树上的苹果 D 高山上的流水
44.在下列情况中,物体既具有动能又具有势能的是( )
A 海上航行的轮船 B 空中飞行的子弹
C 吊在天棚上的电灯 D 拉长的橡皮条
45.空中沿水平方向匀速飞行的一架飞机,正在向灾区空投物资,在空投过程中,飞机的动能和重力势能的变化情况是( )
A 动能和重力势能都增大 B 动能和重力势能都减小
C 动能减小,重力势能增大 D 动能增大,重力势能减小
46.洒水车沿街道匀速行驶,将水洒向路面,在此过程中它的动能将_____,这是因为速度虽不变,但___________。
47.一个足球运动员用100N的力踢一个重力为5N的足球,球离脚后在水平草地上向前滚动了30m,在球滚动的过程中,运动员对足球做的功为( )
A、3000J B、500J C、150J D、0J
48.如图2,从运动员腾空跳起向上运动后再向下落入水中,若不计空气阻力,则运动员的重力势能先_________(填“增长” “减小”或“不
变”),后_________(填“增大”或“减小”或“不变”),运
动员的机械能 _________(填“增大”“减小”或“不变”)。
49.跳水运动员从最高点向水面下落的过程中,他的速度逐渐_______,所以动能逐渐_______,重力势能逐渐______(填“增大”、“不变”或“减小”)
50.自行车下坡时速度越来越大,它的动能逐渐_______,重力势能逐渐_______。
51.滚摆下降时,它的重力势能越来越______,动能越来越_____,________能转化为____能。滚摆上升时,它动能越来越______,重力势能越来越______,______能转化为________能。
52.在只有_____能和______能的相互转化时,机械能是守恒的。
53.人造地球卫星在近地点的动能最______,势能最_____;在远地点的动能最______,势能最_____。当它从近地点向远地点运动时,_______能转化为__________能。
54. 一个同学在蹦床上玩,从跳起到上升至最高点的过程中,_______能逐渐增大,_____能逐渐减小。_________能转化为__________能。
55.神州五号飞船飞离地面的过程中,速度越来越大,在此过程中,航天英雄杨利伟所具有的动能变_______,具有的机械能变________。
