第15讲_功和机械能

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【知识结构】

(一) 机械功  功的原理

*1．计算功的公式是          ，功的单位是       。

*2．如图10－5所示，用竖直向下的力F压杠杆，F＝30N，使杆端下降15cm。F所做的功是       。

*3．一个搬运工，扛着重600N的箱子。他的肩对箱子的作用力大小是       N，方向是

向         的。如果他沿水平地面走5m，他对箱子做的功为        ；如果他沿楼梯走到5m高的楼上，他对箱子做的功为         。

*4．有一辆重为500N的小车，某人用100N的水平力推着它走了10m。那么，人对小车做的功是       ，重力对小车做的功是      。

*5．功的原理可以概括为一句话，这就是                        。例如你使用的是省力机械，那就必然要费           。

*6．在下列哪一种情况下力对物体是做了功的（    ）。

A．用力推讲台，讲台没有动．               B．人提水桶沿水平地面行走．

C．沿斜坡方向把物体拉上去．               D．天花板上的电线吊着电灯．

**7．某人用力把一个重10N的冰块水平抛出，冰块在水平的冰面上滑行40m远停下来。则冰块在滑行过程中（    ）

A．人对冰块做了400J的功．          B．重力对冰块做了400J的功．

C．人和重力都没有对冰块做功．       D．以上说法都不对．

**8．马拉着质量是2000kg的马车在水平路面上前进了400m，做了3×105J的功。求：（1）马车的重；（2）马的拉力。

(二)  机械效率    功率

*1．运动有快有慢，我们用“单位时间里通过的路程”来表示运动的快慢，称为速度，计算公式是         。做功也有快有慢，我们用                 来表示做功的快慢，称为       ，计算公式是         ，国际单位是      ，常用单位还有         。

*2．机械效率是指                                 写成公式是            。

*3．利用某机械做功，动力做的总功是500J，其中有用功是400J。那么，克服机械自重和摩擦做的额外功是          J，机械效率是           。

**4．我们要通过实验测出图10-10中甲和乙两个滑轮组的机械效率。

（l）两个滑轮组装置的共同点是什么？                ；不同点有哪些？                                         。

(2)实验中需要测量哪几个物理量？                       ，需要计算哪几个物理量？                               。

（3）实验中，如果你已经按图组成了一个滑轮组，那么，只用刻度尺量出钩码上升的高度h，而不再用刻度尺量弹簧测力计移动的距离s行不行？   ，理由是什么？                  。

（4）请问：甲、乙两个滑轮组哪个更省力些？         。理由是什么？           。两个滑轮组的机械效率会不会一样？         ，理由是什么？                    。

**5．有甲乙两台机器，甲做的功是乙做功的2倍，而乙做功所花的时间是甲的一半，由此可知（    ）。

A．甲做功快．        B．乙做功快．         C．甲、乙做功一样快．

**6．一个举重运动员，在2.5s内把一个质量为200kg的杠铃举高2m。取g＝10N／kg。问：（1）运动员对杠铃做了多少功？      （2）运动员举杠铃时的功率是多大？

**7．用一个动滑轮把重为G＝100N的物体提到h＝9m的高处，人拉绳端的力F＝60N问：（1）人做的总功是多少？（2）人做的有用功是多少？（3）人做的额外功是多少？（4）动滑轮的机械效率是多大？

(三) 机械能

*1．一个物体                ，我们就说它具有能量。一个物体          越多，表示这个物体的能量越大。

*2．物体由于运动而具有的能叫做        ；物体由于被举高而具有的能叫做         ；物体由于发生弹性形变而具有的能叫做                。

*3．运动物体的         越大，        越大，具有的动能就越大。

*4．物体被举得越高，质量越大，它具有的重力势能就              。

*5．动能和势能统称为          能。一个从高处落下的物体，在某一位置时具有的动能是8J，重力势能是6J，则物体具有的机械能是      J。

*6．下列情况中的物体具有什么形式的机械能？

（1）在海面上行驶的船具有              。  （2）被拉伸的橡皮筋具有            。

（3）被拦河坝挡住的上游河水具有         。 （4）站在下行电梯里的乘客具有          。

*7．关于动能的概念，下列说法中正确的是（      ）。

A．速度大的物体具有的动能一定大         B．质量大的物体具有的动能一定大

C．运动物体只具有动能                   D．一切运动的物体都具有动能

*8．关于能的概念，下列说法中正确的是（      ）。

A．高山上静止的石头不具有能               B．物体已做的功越多，说明物体具有的能越多

C．只要物体能够做功，就说明物体具有能     D．只有正在做功的物体才具有能

【能力训练】

一、选择题

1. 如图1所示，为运动员投掷铅球的过程示意图,下列有关说法错误的是（      ）

                图1                                     图2

A. 在a到b的过程中，运动员对铅球做了功     B. 在b到c的过程中，运动员对铅球没有做功

C. 在c到d的过程中，没有力对铅球做功       D. 在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化

2. 斜面是一种简单机械，生活中经常用到它，工人师傅小波和小新分别用如图2所示的甲、乙两种方法，将同样的物体搬上车，下列说法正确的是（      ）

A. 甲方法不可以省力，但能省功           B. 甲方法可以省力，也能省功   

C. 乙方法可以省力，但不能省功           D. 乙方法可以省力，也能省功

3.甲比乙高,如果举起相同质量的杠铃所用时间相等,如图示,则（      ）

A.甲做功较多，功率较大         B. 甲做功较多，功率较小

      C. 甲做功较多，甲、乙功率相等    D. 甲、乙做功相等，乙的功率较大                       

4．中国跳水队被人们称为“梦之队”．如图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

二、填空题

5． 小婷跳绳时所穿鞋的总质量为0.4㎏,她1min跳绳180次，假定每次双脚抬离地面的最大高度均为5㎝，则每上升一次，她对鞋所做的功为________J.跳跃时若上升所用的时间占每次跳跃时间的0.3倍，则每上升一次，她对鞋做功的平均功率为________W（g=10N/㎏）                                     

6. 如图3-(甲)所示，小华同学用水平力F拉着木箱在水平方向上运动了距离L，则小华对木箱所做的功为W1=_______.小昕同学沿如图(乙)所示的斜面用同样大小的力F 拉着同样的木箱在力的方向上也运动了距离L，小昕对木箱所做的功为W2.则W2      W1(填“>”、“<”或“=”).

7. 如图4所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重. 若工人在5s内将绳子匀速向上拉6m，则泥桶上升_____m，手拉绳子的力为____N，拉力的功率为_____W，滑轮组的机械效率为________.

       图3                                             图4                                   

三、实验与探究题

8. 交流与评估是科学探究的一个重要环节.德圣中学的同学，利用如图5所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”的实验以后，进行了小组交流，下表是各小组的实验数据记录：

（1）实验中影响滑轮组效率的主要因素是什么？

       ____________________________________________________

（2）1、2两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，测出的

滑轮机械效率却不同，原因不可能是(     )

A 滑轮和轮与轴间的摩擦力大小不同     B 测拉力时没有使测力计匀速上升

C 测拉力时拉力的方向没有竖直向上     D 钩码被提升的高度不同

（3）请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议(要求写两点):          图5

       ①____________________________________________________

       ②____________________________________________________

9. 如图6所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的、、高处滚下（mA＝mB＜mC, hA＝hC＞hB），推动纸盒运动一段距离后静止．

(1) 在此实验中我们通过观察什么来比较各小球动能的大小？                                                     

(2)从图中可以看出A、B、C三个小球刚到达水平面时，     球的动能最大．

 (3) 要研究动能与质量的关系，我们应选择         两图来进行比较． 

（4）比较图A和C，得出的结论是：                              。

图6                                        图7

10.在学习势能知识时，小明同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下三个因素有关：①物体高度，②物体质量大小，③物体所处地理位置。为了证明自己的猜想，首先决定对因素①进行验证．他把橡皮泥平铺在水平面上，让1个小球从不同高度自由下落，记录结果如表7所示。

（1）该同学依据判断重力势能的大小                      ；

（2）本实验的结论是                        ；

（3）若想对因素②进行验证，你认为实验中应控制相等的变量是                。

四、计算题

11.如图8所示，用滑轮组提起重900N的物体，绳子自由端拉力F为400N，重物在20S内匀速上升了10m。求：(1)物体上升的速度。(2)提起物体所做的有用功。(3)滑轮组的机械效率。

12.[2006广东]一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高为0.5km的山顶时，耗时15min，汽车发动机的牵引力为4000N。求：

（1）汽车行驶的速度。  （2）汽车发动机牵引力做的功。  （3）汽车发动机牵引力的功率。

13. 如图所示,斜面长1m，高0.2m．将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力2.5N，那么：

(1)斜面的机械效率是多少?    (2)重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功?               

3)为了提高该斜面的机械效率，同学们提出了一些建议：

 A、以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端    B、以较慢的速度将重物匀速拉到斜面顶端

 C、改用光滑的、板长和高度均不变的斜面

其中建议____________(填序号)可以达到目的；理由是：_______________                     _______