第十章机械能及其转化

第十章机械能及其转化（一）动能和势能1．能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。理解：①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。2．知识结构：3．探究决定动能大小的因素：①猜想：动能大小与物体质量和速度有关。②实验研究：研究对象：小钢球方法：控制变量。·如何判断动能大小：看小钢球能推动木块做功的多少。·如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同。·如何改变钢球速度：使钢球从不同高度滚下。③分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大。保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大；④得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。物体质量m/kg速度v/（m．s-1）动能E/J牛约600约0．5约75中学生约50约6约900练习：☆上表中给出了一头牛漫步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据：分析数据，可以看出对物体动能大小影响较大的是速度。你判断的依据：人的质量约为牛的1/12，而速度约为牛的12倍，此时动能为牛的12倍，说明速度对动能影响大。4．探究决定重力势能大小的因素：①猜想：势能大小与物体质量和下落高度有关。②实验研究：研究对象：方法：控制变量。·如何判断重力势能大小：观察比较。·如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同。·如何改变钢球速度：使钢球从不同高度滚下。③分析归纳：保持物体下落高度不变时结论：。保持物体质量不变时结论：；④得出结论：。5、弹性势能大小与______________________________因素有关.6．机械能：动能和势能统称为机械能。理解：①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能。（二）动能和势能的转化1．知识结构：2．动能和重力势能间的转化规律：①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能。②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。3．动能与弹性势能间的转化规律：①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能。②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。4．动能与势能转化问题的分析：⑴首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素──看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大──如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失──机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失──机械能不守恒。（三）水能和风能的利用1．知识结构：2．水电站的工作原理：利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。☆水电站修筑拦河大坝的目的是什么？答：水电站修筑拦河大坝是为了提高水位，增大水的重力势能，水下落时能转化为更多的动能，通过发电机就能转化为更多的电能。机械功和机械能一.选择题1.在下列哪种情况下，人对手提箱做了功（）A.人提着手提箱在地面上站着不动B.人提着手提箱顺着楼梯走上楼C.人提着手提箱站在沿水平路面行驶的汽车里不动D.人将手提箱放在电梯的地板上乘着电梯上楼2.2002年4月，闽粤港澳学界埠际田径比赛在龙岩市体育中心举行．龙岩市选手周兴礼代表福建队在中学男子6kg级铅球项目中打破了13.70m的纪录，创造了13.98m的新纪录．若他破纪录的一掷，用力是600N，则他对铅球所做的功是()．A.0B.838．8JC.8388JD.条件不足，无法求出3.一同学从一楼跑到三楼用了10秒钟，他的功率可能是()A.几瓦特B.几十瓦特C几百瓦特D.几千瓦特4.下列关于功率的说法中，正确的是（）A.物体做功越多，功率越大B.物体做功时间越长，功率越大C.物体做功越快，功率越大D.物体做功时间越短，功率越大5.跳高运动员从越过横竿到刚接触海绵垫的过程中，有关能量转化的说法正确的是（）A.动能减小，势能增加B.动能增加，势能减小C.动能与势能总和增加D.不管阻力是否存在，机械能是守恒的6.如图所示，把同一物体G分别沿着光滑的斜面AD、BD、CD从底端匀速拉到顶端，拉力所做的功（）A.沿AD斜面拉时最多B.沿BD斜面拉时最多C.沿CD斜面拉时最多D.沿AD、BD、CD斜面拉时一样多7.司机开车上坡前，往往加大油门以提高汽车的速度，这样做能够（）A.减小阻力B.增大惯性C.增大动能D.增大势能8.1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星上天，它绕地球以椭圆轨道运行，近地点离地面高度为439千米，远地点离地面高度为2384千米，如图所示，它从近地点向远地点运动时，下列说法正确的是（）A.势能减小，动能增大B.势能增大，动能减小C.势能增大，动能不变D.势能增大，动能增大9.小明和爸爸一起去登山，登到山顶时，小明用了20分钟，爸爸用了25分钟，爸爸的体重是小明的1.5倍，则小明与爸爸的登山功率之比为()A．5：613．6：5C．15：8D．8：1510.甲、乙两个集装箱质量相同，用起重机将甲集装箱以0.5米／秒的速度提升10米，再将乙集装箱以1米／秒的速度提升到相同高度，那么起重机()A.第一次做功多，功率大B．第二次做功多，功率大C.两次做功一样多，功率一样大D．两次做功一样多，第二次功率大二.简答题11.正常人的心脏推动血液流动的功率约1.5瓦，那么在一天时间内心脏做功焦，这些功可把一个质量为60千克的人匀速举高米.（g取10牛／千克）12.甲、乙、丙三位同学分别将铁块匀速竖直向上提升，所得实验数据如下表铁块重力G／牛升高高度h/米时间/秒甲21.52乙414丙50.55(1)根据上表可知，做功最多的是同学，做功最快的是同学。(2)为了表示做功的快慢，他们在表中引入了一个物理量叫。13.如下图所示，用力F提水桶：①由井底提起H高度；②提着水桶不动；③在水平面上移动一段距离s;④爬上长为L、高为h的楼梯。以上四种情况，力F对水桶有做功的是(填序号);若S＞L＞H＞h，则做功最多的是(填序号)14.班级里组织登楼比赛活动，比一比谁登楼的功率最大.为此，在活动中必须测量的物理量有：、、.三.分析计算题15.现有一辆质量为4.0×104千克的坦克，以10米／秒的速度在一水平泥泞地面上匀速行驶，发动机的功率为1200千瓦，求：（1）坦克行驶5000米，需多少时间？（2）在这段时间内，发动机做了多少焦耳的功？（3）坦克的行驶过程中受到的阻力多大？（4）若坦克在同样的水平地面上以6米/秒的速度匀速行驶，发动机功率又为多少？一、选择题（每小题只有一个正确答案，每小题2分，共40分）1、下列说法正确的是………………………………………………（）A、运动速度大的物体，具有的动能一定多B、质量大的物体，具有的重力势能一定多C、被压缩的弹簧一定对其他物体做了功D、相同高度的两个打桩机重锤，质量大的能做的功多2、下列的杠杆中属于省力杠杆的是………………………………（）A、天平B、镊子C、钓鱼杆D、钢丝剪3、一个重力不计，摩擦不计的滑轮（如图所示），被一个大小为20牛顿的竖直向上的力拉动下，以2米/秒的速度匀速上升，则物体A的重力和运动速度分别为…（）A、40牛顿，4米/秒B、10牛顿，4米/秒C、40牛顿，1米/秒D、10牛顿，1米/秒4、在水平路面上，某人用200牛顿的水平拉力，拉着重为1200牛顿的车在20秒内前进了10米，在这一过程中人对车做功的功率是：………（）A、600瓦B、700瓦C、100瓦D、10瓦5、甲、乙两台机械其功率之比是1∶3，甲所做的功是是乙的4倍，则甲、乙做功的时间之比是（）AFA、1∶12B、12∶1C、3∶4D、4∶36、人们骑自行车上坡时，往往在斜坡面上骑“S”形路线，这样做的目的是为了……（）A、提高功率B、提高机械效率C、省功D、省力7、一个人乘电梯时，人和电梯一起匀速直线地上升，则此时人的…（）A、势能增加，机械能不变B、势能增加，机械能增加C、势能、动能和机械能都不变D、势能、动能和机械能都增加8、如图所示，分别都用平行于光滑斜面向上的拉力F，使重力分别是G和3G的A、B两个物体都沿斜面向上移动S的距离，则两次情况下，拉力F分别对A、B所做的功…………………（）A、对A做功一样多B、对B做功多C、两次做功一样多D、无法比较功的大小9、如图所示要使杠杆平衡，所用的最小作用力是（）A、F1B、F2C、F3D、F410、有一平衡的不等臂杠杆，下面的哪种情况不能破坏杠杆的平衡？（）A、使动力、阻力减少或增加相同的数值B、使动力、阻力减少或增加相同的倍数C、使动力臂和阻力臂减少相同的数值D、只使动力臂减小，动力、阻力和阻力臂均不变11、如图所示，一根不计重力的轻质硬棒一端用铰链固定在O点，另一端用细线挂一重物，现在杆的中点处施加一个始终垂直于杆的力F，在缓慢地拉至杆成水平的过程中，拉力F大小的变化情况是……（）A、始终变大B、始终变小C、始终不变D、先变小后变大12、用滑轮组提升重物，当绳的自由端被拉下1米时，物体升高0.2米，已知拉力是20牛顿，每个动滑轮是5牛顿，且不计摩擦和绳子质量，则物体重力是…（）A、105牛顿B、25牛顿C、110牛顿D、90牛顿E、以上都不对13、下列只具有动能的是………………………………………………（）A、上升的气球B、抛出去的铅球C、正在爬坡的汽车D、在水平路面上行驶的汽车14、下列说法正确的是…………………………………………………（）A、机械做功时，有时额外功大于有用功B、机械做功时，有时有用功与额外功之和大于总功FSFOF1F4AAF2F4AF2NAF2F3F4AAF2F2F4AAF2C、机械做功时，任何时候都有总功大于有用功与额外功之和D、机械做功时，有用功越大，则机械效率就越大15、水平地面上有一重4牛的足球，一个小孩用20牛的力踢球，使球向前运动了30米，那么小孩对球所做的功为（）。A、120焦B、720焦C、600焦D、条件不足无法计算16、一个圆柱形实心金属柱，高0.8米，底面直径是0.6米，重为1.5×104牛，要把该圆柱形柱体推翻，最初需用的力至少是…………………（）A、1.5×104牛B、7.5×103牛C、4.5×103牛D、6×103牛E、以上都不对17、一颗质量是20克的子弹从枪膛中水平射出,子弹在枪膛中受火药爆炸后产生气体的平均作用力是600牛,枪膛长60厘米,子弹从枪膛射出后飞行1200米,气体对子弹做的功为………（）A、0.18焦B、120焦C、360焦D、7.2×105焦18、有三个长度不同而高均为3米的光滑斜面甲、乙、丙。已知长度分别是6米、5米、4米，现用等大的平行于斜面的力分别把A、B、C三个物体对应地沿甲、乙、丙匀速地拉上，则可知A、B、C的重力大小关系是（）A、GA＞GB＞GCB、GA＜GB＜GCC、GA=GB=GCD、以上均不对19、下列各图中的杠杆可能处于平衡状态的是：（不计杠杆本身量力）…（）ABCD20、在等臂杠杆的左、右两端分别挂上质量相等的铝块和铜块，平衡后，又把它们分别浸没在水中，已知铜＞铝，这时………（）A、杠杆继续平衡B、杠杆右端下降C、杠杆左端下降D、以上说法都可能发生二、填空题（每空1分，共40分）21、科学中说的功涉及两上必要因素，一是，二是。22、功率是反映的量，即内所完成的功叫功率。23、飞泄的瀑布具有的能是，停在电线上的小鸟具有的能是。24、一撬棒阻力臂与动力臂之比是1∶12，用它撬起600牛的重物，动力至少需牛顿。25、某同学提着重为100牛顿的水桶乘电梯从一楼到了六楼，再沿六楼