《功和机械能》复习教学案

《功和机械能》复习教学案一、功1．力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。2．不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离不同向。3．力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：W=FS。4．功的单位：焦耳，1J=1N·m。把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0．5J。5．应用功的公式注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。③功的单位“焦”（牛·米=焦）。二、功的原理1．内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。2．说明：①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。②功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向。④我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS）=直接用手对重物所做的功（Gh）。3．应用：斜面①理想斜面：斜面光滑；②理想斜面遵从功的原理；③理想斜面公式：FL=Gh，其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；G：物重；h：斜面高度。如果斜面与物体间的摩擦为f，则：FL=fL+Gh；这样F做功就大于直接对物体做功Gh。三、机械效率1．有用功：定义：对人们有用的功。公式：W有用＝Gh（提升重物）2．额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。公式：W额=W总－W有用3．总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：W总=FS=W有用＋W额4．机械效率：①定义：有用功跟总功的比值。②公式：η=W有用/W总③有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。5．机械效率的测量：①原理：η=W有用/W总②应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。③器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。④步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。⑤结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A、动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。B、提升重物越重，做的有用功相对就多。C、摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。四、功率1．定义：单位时间里完成的功。2．物理意义：表示做功快慢的物理量。3．公式：P=W/t4．单位：主单位W；常用单位kW马力。换算：1kW=1000W1马力=735W。某小轿车功率66kW，它表示：小轿车1s内做功66000J。5．机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。五、机械能能量：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。六、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。⑵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。复习题选择题1.一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离。关于拉力所做的功，下列说法中正确的是（）A.在粗糙地面上做功较多B.在光滑的地面上做功较多C.两次做功一样多D.条件不够，无法比较两次做功的多少4．如图，一根轻质木杆，A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上．当在B点；加竖直向下的力为30N作用时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直．巳知OA=15cm，OB=5cm，用重物对水平地面的压力为()A．80N．B60N．C40N．D20N5．如图所示的轻质杠杆，AO小于BO．在A，B两靖悬挂重物G1和G2后杠杆平衡．若将G1和G2同时向支点O移动相同的距离，则()A．杠杆仍保持平衡。B．杠杆的A端向下倾斜。C．杠杆的B端向下倾斜。D．无法判断。6．如图所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法．物重均为500N，滑轮重均为10N，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是()A．甲图中的拉力等于乙图中的拉力．B．甲图中的拉力小于乙田中的拉力．C．甲图中的机械效率小于乙图中的机械效率．D．甲图中的机械效率大于乙图中的机械效率．7．如图所示，在水平拉力F的作用下使物体m，沿水平地面作匀速直线运动，若滑轮与绳子质量及摩擦不计，巳知物体m与地面间的摩擦力为10N，物体m运动的速度为2m/s，那么关于拉力F的大小和拉力的功率P的大小，下列说法中正确的是()A．拉力F的大小为20N。B．拉力F的大小为10N。C．拉力的功率P的大小为20W。D．拉力的功率P的大小为10W。8．如图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.1m，拉力F=6N，在这一过程中，下列说法正确的是()A．所做的有用功为1.2J，B．所做的额外功为0.5JC．所做的总功为1.2J．D．此滑轮组的机械效率为50％．9．工人用如图所示的滑轮组提升重物，在10s内将质量为100kg的物体匀速提升2m．已知工人向上的拉力为480N，则下面说法中错误的是()A．绳子自由端被拉下6m．B．工人所做的有用功是1960J，总功是2880J．C．工人做功的功率是288W．D．滑轮组的机械效率为51％．10．用右图所示的滑轮组匀速提升600N的重物时,人手实际需提供的拉力应该（）A．小于200NB．等于200NC．大于200ND．大于300N11．一小孩从公园中的滑梯上加速滑下，对于其机械能的变化情况，下列说法中()A．重力势能减小，动能不变，机械能减小．B．重力势能减小，动能增加，机械能减小．C．重力势能减小，动能增加，机械能增加D．重力势能减小，动能增加，机械能不变，12．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．运动员的动能一直增大，机械能不变．B．运动员的重力势能一直减小，机械能减小．C．运动员的动能先减小后增大，机械能不变．D．运动员的重力势能先减小后增大，机械能增大．二、选择题1．某空降兵在空中匀速下降的过程中，他的动能______，势能_______，机械能______。（填“增大”或“减小”“不变”）2．如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。下图是某轻轨车站的设计方案示意图，该图表明与站台前后连接的轨道都有一个小坡度．请你说明这种设计可以节能的理由。_______________________________3．我们可以用两种方法来判断物体做功的快慢，如图表示用挖掘机挖土与人力挖土做功的快慢不同，它所用的判断方法是：做功时间相同，比较做功多少，另一种的判断方法是________相同，比较_____________。4．如图所示，物体A重G=940N．动滑轮重G1=160N，用力F将物体A以1m/s的速度匀速竖直提升，若不计绳重和摩擦．拉力F的大小是_______N．此装置的机械效率是_______。拉力F在10s内所做的功是_________J。5．如图所示，是一工人师傅用于粉刷楼房外墙壁的升降装置示意图，上端固定在楼顶．若动滑轮质量为2.5kg，工作台质量为7.5kg，涂料和所有工具质量为20kg，工人师傅的质量为60kg，绳重及摩擦不计．当工作台停在距地面10m高处时，工人师傅对绳子的拉力为＿＿＿N，若工作台从距地面10m高处升到20m高处，工人师傅最少需要做功＿＿＿6．在做“研究杠杆平衡条件”的实验时．挂钩码前。使杠杆在水平位置平衡．实验时只有10个相同的钩码，杠杆每格等距．当在A点挂上4个钩码时(如图所示)，要使杠杆在水平位置平衡，请你设计两种方案并分别在图中标出钩码的个数和位置．7．做研究杠杆平衡条件实验时，他调节杠杆平衡后，在杠杆左边挂两个钩码，每个钩码重为0.5N。用弹簧测力计斜向上拉杠杆，如图丙所示，杠杆处于平衡状态，此时弹簧测力计读数______2N。（填“大于”、“等于”或“小于”）8．在“研究杠杆平衡条件”的实验中。(1)把杠杆挂在支架上，实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端下倾，可将右端螺母向_____边旋转，使杠杆在水平位置平衡．(填“左”或“右”)(2)实验中共有6个钩码，杠杆上每格距离相等，调节好杠杆后，在杠杆左边离支点2格的A处挂了3个钩码，如图所示，为使杠杆在水平位置平衡，请你在杠杆右边挂上钩码(用一种方法)．你的方法是__________________________。(3)实验中改变支点两侧的钩码位置和个数，用同样的方法一般要做三次，得到三组数据并进行分析．这样做的目的是_______________________。9．在做“测滑轮组的机械效率”的实验中，小明和同学们测得图中甲、乙两个骨轮组的机械效率不同。(1)实验后小明想，对于同一个滑轮组，它的机械效率是否不变呢?经过思考后他认为，即使像下图中甲那样已绕好的滑轮组，机械效率也不是固定的，还应该与__________有关，并用实验证明了自己的猜想是正确的。你认为小明的实验方法是：________________________________。(2)小明将自己所做的上述实验告诉他的同学，大家探究的欲望更加强烈，大家认为，用滑轮组提升重物时，提升动滑轮所做的功是没有用的，所以，__________也应该是影响滑轮组机械效率高低的主要因素。小明说，其实大家已测得的甲、乙两个滑轮组的机械效率不同，就证明了这一点。杨老师提醒同学们说：大家应该注意到，在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时，我们没有考虑摩擦的因素。10．如图所示，重力不计的杠杆OA，O为支点，在拉力F和重力为30N重物P的作用下，恰在水平位置平衡．已知OA=80cm．AB=20cm，杠杆与转动轴间的摩擦慧略不计．那么拉力F的力臂L=________cm，拉力的大小F=_______N。11．密度均匀的尺子放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的1／3，当B端挂5N的重物户时，直尺的A端刚刚开始翘起，如图所示，则此直尺受到的重力是＿＿＿＿。12．如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用动滑轮把重40N的物体匀速提高2m，所用的拉力为25N，则拉力做功是____焦，动滑轮的机械效率是____，如果把重100N的物体匀速提升相同高度，周这个动滑轮的机械效率将_____(填‘变大’或’变小”“不变)13．如图所示，重200N的均匀长木板AB在细绳拉力作用下保持静止．请你根据所给出的标度画出木板受到的重力和拉力的图示，以及拉力的力臂。三、计算题1．如图10所示，某人用机械效率为80%的滑轮组匀逮提升重120N的物体，在2s内，绳的自由端移动了6米：(1)物体上升的高度和速度．(2)人的拉力为多大?(3)人所做的额外功是多大?2．站在地面上的人用滑轮组把重960N的货物由地面匀逮提升到4m的高处，所用的时间是8s，人作用在绳子自由端的拉力为600N．(不计摩擦和绳重)(1)依据题意在图中画出绳子的绕法。(2)请根据巳知条件设疑并解答．(至