1、第15講功和機械能KAO 曲如 JIE01 -考點輕讀功率大的做功不©©o功、功率1功兩個必要因素一是作用在物體上的；二是物體在上通過的距離三種不 做功的 情況不勞無功物體沒有受到力的作用， 但由于慣性通過了一段距離 例如踢出去在 空中運動的足球不動無功物體受到力的作用，但保持靜止狀態(tài)，即沒有移動距離例如“推而不動”、“搬而未起”勞而無功物體受到力的作用，也移動了一段距離，但移動距離方向與力的方 向垂直例如手提物體沿水平方向移動功的 計算文子式功等于與的乘積表達式單位，符號為，.1 J-1N m【提示】在利用功的計算公式進行計算時，力與物體移動的距離在方向上必須一致2.功率

2、定義在物理學(xué)中，把與之比叫做功率意義表示物體的物理量公式P-單位基本單位是，符號是；工程技術(shù)上還常用，符號是單位的換算關(guān)系:1 kW-W,1 W-1 J/s【提示】功率表示做功的快慢， 功表示做功的多少一個力做功的多少由功率和時間兩個因素決定,定多，做功多的功率也不一定大在分析功和功率的關(guān)系時，必須考慮時間的因素©G機械效率種功有用功我們需要的，必須要做的功叫做有用功，用W有表示額外功我們在做有用功的冋時，我們還不得不做的功叫做額外功，用W額表示總功有用功與額外功之和是總共做的功叫做總功，用W總表示用公式表示為機械 效 率定義物理學(xué)中，將跟的比值叫做機械效率，用表示表達式 說明機械效

3、率是一個比值，通常用百分數(shù)表示，由于有用功總總功，故機械效率總機械效率的高低與使用機械是省力還是費力測原理量 滑 輪 組 的 機 械 效 率過程碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離 sG、鉤結(jié)論同一滑輪組，提升重物越重，機械效率越 ;提升相同重物，滑輪組越多，機械效率越 ，但越力提咼機 械效率 的方法動滑輪的重；加潤滑油，減小 ； 物重動能、勢能能量位 單是 符系 量 匕匕 厶冃 與 功大 越 量 匕匕 厶冃 個一力 匕匕 耳厶冃匕匕 厶冃 動 做 叫 匕匕 厶冃 的 有 具 而究測關(guān) 探能有匕匕 厶冃 動 體 物1 a, 換 轉(zhuǎn)量斤探其 與 匕匕 厶冃 動 體 究 探 下 璟 是度

4、的 高 目冋 下5 滾楓一系 T 艸M 徨；量動 注系質(zhì)體 驗關(guān)讓物 實的究的量 m質(zhì) 中#, 質(zhì)物 :的 論同 結(jié)相重力勢能匕匕 厶冃 勢 力 重 做 叫 匕匕 厶冃 的 有 具 而就 匕匕 厶冃 勢 力 重 的 有 具 它 高 越 越 的 體高 較 比 時 量 質(zhì) 同 相彈性勢能匕匕 厶冃 勢 性 做 叫 匕匕 厶冃 的 有 具 而匕匕 厶冃 勢 性 彈 的 有 具 它 越 的 體【提示】一般而言，規(guī)定物體在“水平地面”上的重力勢能為零OO機械能及其轉(zhuǎn)化機械能定義、和統(tǒng)稱為機械能單位，符號機械能轉(zhuǎn)化動能與重力勢能之間相互轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化的規(guī)律是減小的能量轉(zhuǎn)化為增大的能量動能與彈性勢能之間相互轉(zhuǎn)化人

5、造地球衛(wèi)星能量轉(zhuǎn)化從近地點T遠地點：能轉(zhuǎn)化為能從遠地點T近地點：能轉(zhuǎn)化為能機械能守恒如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和保持【提示】題中如果有“在光滑斜面上滑動”；“斜面上勻速下滑”表示有能量損失一一機械能不守恒QC0 JIK)°2 a 各擊破I占尊化命題點1功和功率例(2014攀巖是- -項挑戰(zhàn)自然，超越自我的驚險運動一位攀巖者體重為 520 N，背著質(zhì)量為8 kg的背包,用時40 min登上高為9 m的峭壁在此過程中攀巖者對背包做功 J,他做功的平均功率是 W.( g取10N/kg)方法歸納：應(yīng)用功、功率公式進行計算時，一是要注意物理量的同一性，功率、所做功、和做功時間的要

6、對應(yīng)；二 是要單位統(tǒng)一，功的單位必須是焦耳( J),時間的單位必須是秒(s),得到的功率的單位才是瓦特( W)1. (2013 甲乙兩種機械所做的功 W隨時間t變化的圖像如圖所示，則從圖像可以判斷 ()A. 甲比乙做功多B. 甲比乙做功少C. 甲比乙做功快D. 甲比乙做功慢2. (2013 體重60 kg的王健做引體向上，在1 min時間完成了 10個，每次上拉，身體重心上升30 cm，則他每完成一次引體向上做功 J, 1 min的平均功率是 W. (g取10 N/kg)3. (2014 棗莊)俯臥撐是一種常見的體育活動，運動身體可視為杠桿，如圖是小華同學(xué)做俯臥撐時的示意圖.小華重500 N，

7、每做一次將身體撐起，肩部上升 0.4 m.小華身體可視為杠桿，在某次測試中，他1 min鐘完成30個俯臥撐，已知 O點為支點，A '點為重心，OA=0.9 m , AB=0.6 m.求：«III(1)地面對手的支持力;(2) 小華將身體撐起一次所做的功;（3）小華做功的功率命題點2機械效率（2014 工人師傅使用一個動滑輪將400 N的重物勻速提升到 3 m高處，假如所用的拉力方向豎直向上、大小為250 N，則（）A. 拉力所做的功為750 JB. 機械的效率為 80%C. 若用該動滑輪提升更重的貨物，機械效率將保持不變D. 若采用輕質(zhì)滑輪完成原任務(wù)，機械效率將保持不變Gh=

8、W有用/W總=.F s方法歸納：（1）滑輪組豎直放置機械效率的計算公式為n（2）影響滑輪組機械效率的因素是重物所受的重力和滑輪組本身的重力的大小及繩子與滑輪組之間的摩擦力題組訓(xùn)練1. （ 2013 下列關(guān)于機械效率的說確的是（）A. 機械效率不可能達到 100%B. 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械效率可能會大于100%C. 滑輪組的機械效率一定大于動滑輪的機械效率D. 杠桿的機械效率一定大于動滑輪的機械效率2. （2014 棗莊）如圖所示，利用滑輪組勻速拉動水平地面上重為300 N的物體，拉力F的大小為30 N,若物體和地面間的摩擦力大小為45 N，則A處的拉力大小和滑輪組的機械效率分別為（）IA.

9、 45 , 50%B.45 , 75%C.60, 50%D.60 , 75%3. （2014 呼和浩特）已知斜面傾角為30°,斜面高為2 m.小兵同學(xué)用繩子沿斜面將重為400 N的木箱由斜面底端勻速拉到頂端拉力大小為300 N，繩重不計求：實用文檔（2）斜面的機械效率;（3）斜面對物體施加的摩擦力命題點3機械能及其轉(zhuǎn)化（2014 慶陽）如圖是一同學(xué)正在體育課中進行實心球投擲訓(xùn)練，投出的實心球在上升過程中（）A. 動能不變重力勢能增加B. 重力勢能不變動能增加C. 動能轉(zhuǎn)化為重力勢能D. 重力式能轉(zhuǎn)化為動能方法歸納：分析機械能轉(zhuǎn)化的方法：（1）動能轉(zhuǎn)化為勢能的標志是速度減小，被舉高的高

10、度（或形變）增大；（2）勢能轉(zhuǎn)化為動能的標志是被舉高的高度（或形變）減小，速度增大；（3）結(jié)合問題情境展開進行分析，得出答案 1. （2014 荊州）物體受平衡力作用時，對于它所具有的機械能的判斷中，正確的是（）A. 機械能一定不變B.動能一定不變C.勢能一定不變D.動能可能增加2. （多選）（2014 濰坊）在索契冬奧會上，我國選手賈宗洋在自由式滑雪比賽中獲得銅牌他在比賽過程中運動的軌跡（af bf cf dfe）如圖所示，如果不計空氣阻力，則賈宗洋（）A. 從a點下滑到b點過程中，動能增加B. 從b點運動到c點過程中，重力勢能增加C. 在c點的機械能等于d點的機械能D. 在a點的重力勢能等

11、于 c點的重力勢能3. （2013 ）如圖是皮球落地后彈起過程中每隔相等時間曝光一次所拍攝的照片由圖可知，下落過程中，皮球的速度,離開地面上升的過程中，皮球的重力勢能，動能減小皮球運動過程中的機械能 .（填“增大”“減小”或“不變”） jV * SH) VAN TU H)03 » 實驗突破"妬“命題點1探究滑輪組的機械效率大全探究滑輪組的機械效率是中考的熱點，它在中考中占有的一定的地位，考查的容主要從實驗的基本操作過程、 對于實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)的分析、利用控制變量法設(shè)計實驗，得出實驗結(jié)論、分析機械效率的影響因素等方面展開（2013 某小組同學(xué)在探究滑輪組的機械效率與哪些因素

12、有關(guān)時，提出了一些猜想，小組將對猜想進行驗證（1）如果影響機械效率的因素有多個，要研究機械效率與某個因素的關(guān)系，需要先控制其他幾個因素不變，這種方法在科學(xué)探究中被稱作 .（2）下列A、B是同學(xué)提出的兩個猜想：猜想A :兩個相同滑輪組成的滑輪組，其機械效率與滑輪組細線的繞法有關(guān)； 猜想B :兩個相同滑輪組成的滑輪組，其機械效率與滑輪組提升的物重有關(guān)（3） 為了驗證上述猜想是否正確，同學(xué)們準備分別按圖1、圖2、圖3和圖4的滑輪組進行實驗. 按圖滑輪組準備做的兩個實驗是用來驗證猜想A，若實驗測得兩個滑輪組的機械效率大小 （填“相等”或“不相等”），則可初步判斷猜想 A是錯誤的； 按圖 滑輪組準備做的

13、兩個實驗用來驗證猜想B，若實驗測得兩滑輪組的機械效率大小不相等，則可初步判斷猜想B是 （填“正確”或“錯誤”）的（4）接著，小組進行了實驗驗證 .方法歸納：滑輪組的機械效率的高低與提起的物重、動滑輪的重、繩重、摩擦有關(guān)（ 1）利用相同的滑輪組提升不同的貨物，提升的貨物越重，滑輪組的機械效率就越高；（2）利用不同的裝置提升相同的貨物，含有動滑輪個數(shù)越多的，滑輪組的機械效率越高 |柘展訓(xùn)練（5）下面是小明同學(xué)在這次探究實驗中得出的記錄的實驗數(shù)據(jù)，如下表所示:實驗次數(shù)物體重力/N動滑輪重力/N拉力/N承重繩子的段數(shù)n機械效率1211367%2411.7378%3422367%4412.5 第4次實驗

14、承重繩子的段數(shù)為 ，機械效率為 ； 分析上面表格，由第2次和第3次實驗可知，不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，機械效率越 命題點2 探究影響動能和勢能的因素“探究動能的大小與什么因素有關(guān)”這一實驗在中考中往往從以下幾個方面來綜合考查（ 1）控制變量法的應(yīng)用；（2）轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用；（3）經(jīng)常結(jié)合汽車制動滑行、酒醉駕車、超載超速等實例較有實際意義回 （2013 如圖所示是探究“動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗，請補全下面實驗過程：（1） 在探究動能大小與物體質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)使小球的質(zhì)量（填“相同”或“不同”），到達斜面底端時的相同；（2） 如圖1、2所示，質(zhì)量為 m的小球與質(zhì)量為2m的大球，從同一斜

15、面的同一高度由靜止釋放，觀察到大球?qū)⒛緣K推出的距離較遠，由此可得到的結(jié)論是：當速度相同時，質(zhì)量越大，圖1中木塊被推動時所受摩擦力大小 （填“大于” “小于”或“等于”）圖2中木塊被推動時所受摩擦力大??；（3） 在探究動能大小與物體運動速度的關(guān)系時，應(yīng)將 圖與 圖比較，其中 圖中木塊被推動的距離較遠 方法歸納：影響動能的因素有多個，故在探究時注意控制變量法的應(yīng)用 實驗過小球從斜面上滾下的高度來控制小球 到達水平面的速度；通過木塊被推動的距離來判斷小球動能的大小拓展訓(xùn)練（4）根據(jù)實驗探究結(jié)論，我們明白了機場周圍不允許有鳥類飛行，以免撞毀飛機，是由于小鳥相對于飛機的 很大，因而具有很大的 能1. （

16、多選）（2014 株洲）在排球運動中，跳發(fā)球（圖）是最具威力的發(fā)球方式，其動作要領(lǐng)可簡化為“拋球、騰空、 擊球和落地”四個過程，其中運動員對排球做功的過程有（）14 1*4?A. 拋球B.騰空C.擊球D.落地tab2. （2014 ）如圖，用大小相等的拉力F，分別沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和運動方向始終一致，運動時間> ted，運動距離sab=scd,比較兩種情況下拉力所做的功和功率（）A. ab段做功較多B. ab段與ed段的功一樣多C. ab段功率較大D. ab段與ed段的功率一樣大3. （2014 威海）小剛和小明分別用沿斜面向上的力F甲、F乙把同一重物勻速拉到兩個斜面的頂端，

17、若兩個斜面光滑、等高，甲斜面長 4m，乙斜面長5m，所做的功分別為 W甲 W乙則下列說確的是（）A. 使用甲斜面比使用乙斜面要省功B. 甲斜面的機械效率比乙斜面的機械效率C. 拉力F甲與F乙之比為5 : 4D. 兩個拉力做功W甲與W乙之比4 : 54. （2014 ）利用如圖所示的裝置，工人用力 F把重為100 N的物體以0.2 m/s的速度勻速提升 6 m.若不計繩重和摩B. 繩子自由端的速度為0.4 m/sC. 拉力F所做的功為600 JD.拉力F的功率為10 W5. （2014 株洲）在小球從 O點由靜止開始沿 x軸豎直下落的過程中，小球某種形式的能量E隨下落高度x變化的圖像如圖所示.若

18、不計空氣阻力，那么這種能量是（）C.機械能D.彈性勢能6. （2014 荊州）一根細長繩的下端系一個金屬小球，上端固定，就制成一個擺.把小球拉離豎直位置松手，讓它擺動起來，如圖所示，可以觀察到小球在擺動過程中擺動的幅度會逐漸減小，最終會停下來，對于小球在擺動過程中A. 小球從高處向低處擺動過程中，勢能部分轉(zhuǎn)化為動能B. 小球從低處向高處擺動過程中，動能部分轉(zhuǎn)化為勢能C. 小球在擺動過程中，機械能守恒D. 小球依次經(jīng)過最低點時，動能會逐漸減少二、填空題7. （2013 株洲）工人用力 F水平推重為200 N的物體，在4 s水平推力F與物體沿力的方向移動距離s之間的關(guān)系如圖所示.在這過程中，水平推

19、力做的功為 J,推力做功的功率為 W.8. (2014 如圖所示，搬運工人用滑輪組在20 s將重為540 N的重物勻速提升3 m，所用拉力為200 N，則他所做的有用功是 J,額外功是 J,拉力的功率是 W，滑輪組的機械效率是 .9. (2014 如圖所示，在斜面上拉一重50 N的木塊到0.3 m高處，木塊沿斜面向上移動了1 m，共耗時5 s.已知拉力為20 N，則拉力的功率為 W，此斜面的機械效率為 .10. (2013 2012年6月16日“神舟九號”載人飛船成功發(fā)射，完成任務(wù)后宇航員乘返回艙安全返回，返回艙到達離地面一定高度時打開降落傘，受到空氣的阻力而勻速下落，在勻速下落過程中，返回艙

20、的動能，機械能.(填“增大” “不變”或“減小”)11. (2014 -)滾擺從如圖的位置 1靜止釋放，下降經(jīng)過位置2，繼續(xù)下降，再上升到達最高點3,這三個位置：滾擺重力勢能最大的是 、動能為零的是 、機械能最大的是 .(填寫位置序號)三、實驗探究題12. (2014 -)利用如圖裝置進行“探究動能大小的影響因素”實驗.用兩根細繩將小球懸掛起來，拉起小球，當細繩與豎直方向成B角后松手，小球撞擊水平木板上的木塊，記下木塊移動的距離S.改變角度B的大小，重復(fù)實驗(1) 利用如圖兩根細繩懸掛小球，而不用一根細繩，其好處是 .(2) 本實驗探究的問題是物體的動能大小與 的關(guān)系.(3) 禾U用上述實驗，

21、同時還可以探究的問題是 四、計算題13. (2014 涼山)某人用如圖所示的滑輪組用100 N的拉力F將180 N的重物在4 s勻速提高5 m，若不計繩重和實用文檔 摩擦求:（1）拉力做功的功率;（2）該滑輪組的機械效率2能力提升一、選擇題1. （多選）（2013 如圖1所示，建筑工人用滑輪組提升重為285 N的水泥桶，動滑輪重為15 N，不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重工人在將水泥桶勻速向上拉的過程中，水泥桶上升的高度 h隨時間t變化的關(guān)系如圖2所示由此可知（)幣I鬧2A. 水泥桶勻速上升的速度為3 m/sB. 010 s建筑工人對繩的拉力做的功為900 JC. 08 s建筑工人對水泥桶做的功為

22、684 JD. 建筑工人對繩的拉力的功率為30 W2. （2014 如圖所示，某同學(xué)用大小為F的水平推力，推著重力為當木箱運動的距離為 s時，下列關(guān)于做功的判斷正確的是（）G的木箱m在水平地板上向右做勻速直線運動,A. 木箱受到重力做功的大小為GsB. 木箱受到地板的摩擦力做功大小為FsC. 木箱受到合力做功的大小為FsD. 木箱受到地板的支持力做功大小為（F+G ） s3. （2014 如圖所示，小朋友沿著滑梯勻速下滑的過程中，下列說確的是A. 他受到的重力不做功B. 他的重力勢能減少C. 他的動能增加D. 他的機械能不變二、填空題4古時候，有端午節(jié)吃桃子的習(xí)俗.桃子從樹上落下，先后經(jīng)過A、

23、B、C三點，且AB=BC （如圖示）在AB和BC過程中桃子重力所做的功分別為Wi、W2，功率分別為 Pi、P2,則有WiW2;PiP2.（填“大于”“等于”或“小于”）5. （2013 電動自行車已成為大眾化的一種交通工具，小喬對家里的電動自行車進行了測試，他騎車在平直的路面 上由靜止開始運動，獲得如圖所示的速度v和牽引力F隨時間t變化的關(guān)系圖像已知勻速行駛時，電動機輸入電壓48 V，輸入電流5 A，由圖可知，712 s電動自行車受到的摩擦力為 N ;電動自行車勻速行駛時，電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為%.6. （2014 用手將一重為 G的鐵球緩慢放在一彈簧上，放手后，鐵球從A位置開始向下運動，到

24、達 B位置速度達到最大，到達 C位置小球的速度變?yōu)榱?已知AC間的高度差為 h，則從 A位置到 C位置鐵球的重力做功是;在此過程中彈簧的彈性勢能增加量為.B位置到C位置的過程中鐵球所受的重力 （填“大于” “小于”或“等于”）彈簧所施加的彈力.（整個過程中不計能量損耗f At一 ABC三、實驗探究題7. （2014 某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實驗裝置如圖所示甲乙實驗次數(shù)物理量123鉤碼重G/N446鉤碼上升咼度h/m0.10.10.1繩端拉力F/N1.81.62.4繩端移動距離s/m0.30.4機械效率n74.1%62.5%(1) 實驗中應(yīng)沿豎直方向 拉動彈簧測力

25、計，使鉤碼上升.(2) 通過表中數(shù)據(jù)可分析出第2次實驗是用 (填“甲”或“乙”)圖所示裝置做的實驗(3) 通過第1次實驗和第2次實驗的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組提升相同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多(動滑輪的質(zhì)量越大)，滑輪組的機械效率 (填“越高” “不變”或“越低” )(4) 小組同學(xué)再用第 1次實驗中使用的裝置做第 3次試驗，表中第 3次試驗中空缺的數(shù)據(jù)應(yīng)為：繩端移動距離 s=m，機械效率 n =.(5) 比較第1次實驗和第3次實驗可得出結(jié)論：使用同一滑輪組， .四、計算題8. (2014 荊州)建筑工地上常用電動機通過“龍門吊”提升重物，電動機帶動繞有鋼索的輪軸轉(zhuǎn)動，與鋼索相連的

26、重物就被勻速提升， 如圖所示.如果輪軸的周長 L=40 cm，電動機帶動輪軸每秒鐘轉(zhuǎn) 1圈，被提升的重物質(zhì)量 m=600kg,電動機的電功率 P=4 kW , g取10 N/kg，求：(1) 在1 min重物被提升的高度;(2) 在1 min鋼索對重物所做的功;(3) 這套設(shè)備的機械效率為多少?第15講功和機械能考點解讀考點1 1.力 力的方向力 物體在力的方向上移動的距離W=Fs焦耳 J 2功 做功所用時間做功快慢W/t瓦特 W千瓦 kW 103考點2 1. W總=W有+ W額2.有用功 總功 n n =w有/W總小于 小于1 無關(guān) n =W有/W總=Gh/Fs 豎直 勻 速高低省減小摩擦增

27、加考點3做功能量能焦耳J運動木塊被推動的距離速度高度使兩球到達水平面時的速度相同高度質(zhì)量舉得越大舉高的高度物體質(zhì)量發(fā)生彈性形變彈性形變越大考點4動能重力勢能彈性勢能焦耳J動重力勢重力勢動不變各個擊破例 1720 2.25題組訓(xùn)練 1. C 2. 180 303.(1)動力臂 OB=OA+AB =0.9 m+0.6 m=1.5 m, 阻力臂 OA=0.9 m, 由杠杠平衡條件得： F1L1=F 2L2,Fi x 1.5 m=500 N x 0.9 m,F1=300 N, 所以地面對手的支持力是 300 N;(2)小華將身體撐起一次所做的功：W=Fs=300 Nx0.4 m=120 J；(3) 小華做功的功率： P=Wt=120 Jx3060 s=60 W. 例 2 B題組訓(xùn)練 1.A 2.B3. (1) W有=Gh=400 N x 2 m=800 J ;(2) 斜面長 2h, n =W 有/W有/F