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第十二讲功功率机械功率★常考点一：功★常考点二：功率★常考点三：机械效率※重点摘要※第十二讲功功率机械功率★常考点一功1．功的定义：物理学中，把力与物体在力的方向上通过的距离叫做功．2．做功的两个必要因素：一是作用在物体上的；二是物体在的方向上移动的．[帮你归纳]力不做功的三种情况：1.有力作用在物体上，但物体没有移动距离.2.有力作用在物体上，物体虽然移动了距离，但移动的距离不是在力的方向上(与力的方向垂直).3.物体由于惯性而移动距离．前两种情况有力无功，即“劳而无功”，第三种情况中，有移动距离但没有力，即“不劳无功”．力力距离3．功的计算：功等于跟物体在力的方向上通过的的乘积．公式：W＝．4．功的单位：，1J＝1N·m.5．感觉功的大小：把一个鸡蛋举高1m所做的功大约是0.5J.6．功的原理：使用机械时，人们所做的功都等于不使用机械直接用手所做的功，即使用任何机械都不省功．[帮你归纳]应用功的公式时：1.分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力.2.公式中的s一定是在力的方向上通过的距离，强调对应关系.3.功的单位“J”(1N·m＝1J)不要与力和力臂的乘积单位(N·m，不能写成J)混淆.4.做功的多少由W＝Fs决定，与物体做匀速运动还是变速运动无关．力距离Fs焦耳(J)★常考点二功率1．功率：与之比叫做功率，它是表示做功的物理量．2．公式P＝，其单位有、．还可以推导出公式，由公式可知，当功率一定时，减小速度，可以增大牵引力，如汽车上坡等．功做功所用时间快慢Wt瓦特(W)千瓦(kW)P＝Wt＝Fst＝F·v·tt＝Fv3．测功率(如爬山、上楼梯等)原理：，需测的物理量有、、．[易错警示]①功率是表示物体做功快慢的物理量，不表示做功的多少．②比较功率的大小时不能只看做功的多少或做功时间的长短．③功率和功是两个不同的概念，做功多，不一定做功快，反之，做功快，不一定做功多．④功率的公式是指在t时间内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率．人的体重上升高度所用时间P＝WtP＝Wt典例1★功、功率的计算例1小生同学用100N的推力推动重500N的木箱，使木箱沿推力方向做匀速直线运动，10s内前进了6m．求：小生同学对木箱所做的功和功率．解析：小生同学对木箱所做的功;功率答：小生同学对木箱所做的功和功率分别是600J和60W.【方法点拨】知道小生同学用的推力和木箱沿推力方向移动的距离，利用W＝Fs可求小生同学对木箱所做的功，再根据即可求出功率．W＝Fs＝100N×6m＝600JP＝Wt＝600J10s＝60W.P＝Wt解析：本题考查了滑轮组机械效率的计算以及影响滑轮组机械效率大小的因素．知道提升重物所做的功是有用功，拉力所做的功是总功是解题的关键．有用功；总功；机械效率；由可知，动滑轮重力不变，只增大物重G，滑轮组的机械效率η会变大．W有用＝Gh＝400N×3m＝1200JW总＝Fs＝300N×2×3m＝1800Jη＝W有用W总×100%＝1200J1800J×100%＝66.7%η＝W有用W总＝Gh（G＋G动）h＝GG＋G动学生随堂巩固1．要测量小明通过楼梯上楼时的功率，不需要测量的是()A．身体质量B．通过的楼梯高度C．通过的路程D．上楼所用的时间解析：测人上楼的功率与人通过的路程无关，只与人的体重、人上楼的时间以及人上楼的高度有关．C2．[教材拓展题]如图所示，以下实例所列举的几个力中，没有对物体做功的是()A．小车在推力作用下向前运动了一段距离B．物体在绳子拉力作用下升高了一段距离C．石头未搬动D．船在水的作用下前进一段距离c3．一个重为2N的皮球从10m高处下落3m的过程中，重力对它所做的功为()A．20JB．6JC．14JD．26J解析：重力对它所做的功W＝Gh＝2N×3m＝6J，故选B.B4．[教材拓展题]如图，小丽和爷爷进行爬楼比赛．他们同时从一楼出发，爬到五楼，结果小丽最先到达．已知小丽的体重比爷爷的体重小．下列说法正确的是()A．爬到五楼时，小丽做的功比爷爷做的功多B．爬到五楼时，爷爷做的功比小丽做的功多C．小丽做功的功率一定比爷爷做功的功率大D．爷爷做功的功率一定比小丽做功的功率大解析：∵小丽的体重比爷爷的体重小，爬到五楼时，高度相同，∴由W＝Gh可知，爷爷做的功比小丽做的功多，故A错误，B正确．∵爷爷做的功比小丽做的功多，但爷爷用的时间比小丽长∴由可知，爷爷做功的功率与小丽做功的功率无法比较，故CD错误第4题图BP＝Wt6．工人站在地面上，用定滑轮将27kg的物品吊运到10m高处，使用定滑轮的优点是．若不计绳重和摩擦，匀速吊运所需的拉力是N；若匀速吊运时的实际拉力是300N，则工人所做的有用功是，定滑轮的机械效率是g取10N/kg)解析：物体重力，定滑轮的实质是个等臂杠杆，使用定滑轮的目的是可以改变施力方向，但不能省力．所以若不计绳重和摩擦，匀速吊运所需的拉力是；若匀速吊运时的实际拉力是300N，，，改变施力方向270270090%G＝mg＝27kg×10N/kg＝270NF′＝G＝270NW总＝Fs＝300N×10m＝3000JW有用＝Gh＝270N×10m＝2700Jη＝W有用W总×100%＝2700J3000J×100%＝90%.第十三讲机械能及其转化★常考点一：动能和势能★常考点二：机械能及其转化※重点摘要※第十三讲机械能及其转化★常考点一动能和势能1．能：一个物体能够做功，就说这个物体具有，它是表示物体做功本领大小的物理量，其单位与功的单位相同，也是．[易错警示]一个物体“能够做功”，并不一定是“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．能量(能)焦(J)2．动能：物体由于运动而具有的能叫，其大小与和有关，一切运动的物体都具有动能．[帮你归纳]1.具有动能的物体的基本特征是“运动”——一切运动的物体都具有动能.2.运动的物体具有动能的同时还可能具有其他形式的能，因此不能说“运动物体具有的能叫动能”．动能质量运动速度3．重力势能：物体由于被举高而具有的能叫，其大小与和有关．[帮你归纳]1.具有重力势能的物体的基本特征是“被举高”——一切举高的物体都具有重力势能.2.被举高的物体具有重力势能的同时还可能具有其他形式的能，因此不能说“被举高物体具有的能叫重力势能”.3.物体被举的高度是相对于参考面而言．参考面可以任意选取，但一般选择地面为参考面.4．弹性势能：物体发生而具有的能叫弹性势能，同一物体发生越大，具有的弹性势能越大．重力势能质量被举的高度弹性形变弹性形变★常考点二机械能及其转化1．机械能：能和能统称为机械能．[易错警示]一个物体具有动能，可以说是具有机械能，但反过来一个物体具有机械能，就不一定具有动能，因为它可能只具有势能．动势2．机械能的转化：动能和势能可以相互转化，若只有动能和势能之间的转化(不计各种阻力)，机械能的总量，或者说机械能是守恒的．机械能守恒(不计能量损失，物体质量不变)：[帮你归纳]判断一个物体的动能、重力势能和弹性势能是否改变，看该物体的质量、速度、被举高的高度、弹性形变是否改变．不变典例1★动能、势能例1如图所示，在歼20飞机加速向上运动的过程中，关于飞行员的能量分析，下列说法正确的是()A．动能增加，重力势能不变B．动能不变，重力势能增加C．机械能总量不变D．机械能总量增加解析：在歼20飞机加速向上运动的过程中，飞行员的质量不变，速度增大，其动能增大；高度升高，重力势能增大，故机械能总量增大，故选D.【方法点拨】解此题关键是掌握影响动能和势能的因素及它们与机械能的关系．影响动能的因素有物体质量和速度；影响重力势能的因素有质量和高度；机械能是动能和势能的总和．D例1图典例2★机械能转化例2如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，长时间后滚摆会停止上下摆动．从能量角度对其分析，下列说法不正确的是()A．滚摆沿着悬线向下运动时，重力势能减小，动能增加B．滚摆到最低点后又上升，动能转化为重力势能C．滚摆整个运动过程中，机械能守恒D．滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆具有的机械能减小解析：滚摆向上运动的过程中，由于高度升高，则重力势能增加，同时速度减小，则动能减小；即动能转化为重力势能；故AB正确；因重力势能和动能统称为机械能；又因为滚摆在运动的过程中，高度逐渐减小，说明机械能转化为内能，故机械能会减小，故C错误，D正确，故选C.c例2图学生随堂巩固1．[教材拓展题]如图是“天宫一号”飞行器运行轨道的示意图，若“天宫一号”飞行器沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则它从远地点向近地点运行的过程中()A．重力势能增加、动能减小B．重力势能减小、动能增加C．重力势能增加、动能增加D．重力势能不变、动能不变B第1题图2．[教材拓展题]如图所示，男孩脚踩滑板车从高处滑下，在下滑过程中()A．动能增加，势能减少B．动能增加，势能增加C．动能减少，势能增加D．动能减少，势能减少A第2题图3．跳远运动的几个阶段如图所示，则关于运动员机械能的说法正确的是()A．助跑阶段机械能不变B．起跳时机械能为零C．经过最高点时重力势能最大D．下降过程中，动能转化为重力势能第3题图C4．[教材拓展题]如图所示，在用滚摆做探究“机械能的相互转化”的活动时，把滚摆悬挂在框架上，用手捻动滚摆使悬线缠在轴上，滚摆升到最高点后，放开手，可以看到滚摆下降，越转越，到最低点时滚摆转而，直到差不多回到的位置．滚摆在位置时重力势能最大，在时动能最大．可见，和可以相互转化第4题图快上升原来最高点最低点重力势能动能5．[教材拓展题]如图所示，是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下碰到同一木块上．(1)球从斜面滚下是重力势能转化为能；(2)本实验的目的是探究钢球动能的大小与的关系；实验时，它是通过观察，从而判断钢球动能的大小．(3)实验保持同一钢球从斜面的不同高度由静止滚下，这种研究方法叫.动速度木块被推动的距离的远近控制变量法第5题图实验强化过关实验探究动能的大小与什么因素有关★命题角度：1.从同一高度滑下的原因.2.采用不同钢球的原因.3.选择粗糙程度不同的水平面的原因.4.控制变量法的应用．例在“探究物体的动能与哪些因素有关”实验时，小明让大小不同的实心钢球从同一斜面上相同的高度处由静止滚下，在水平面上运动并推动木块移动，如图甲所示．例题图①实验中，大小不同的钢球在水平面上推动木块移动的距离选填“相同”或“不同”)．比较实验现象，可以推理得出动能较小的是的钢球．不同质量小②小明选用大小不同的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，是为了探究动能大小与的关系．③实验时，若让同一钢球从斜面相同高度处滚下，推动木块在粗糙程度不同的水平面上移动，小明发现水平面越光滑，木块移动的距离越选填“远”或“近”)；若水平面绝对光滑，木块将．质量远做匀速直线运动④同班的小红同学，发现木块移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重的原因造成．为了验证猜测，小红设计了“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的方案，如图乙所示，当接触面粗糙程度不变，通过实验得到了表格中的相关数据，请帮小红分析，此次试验中，滑动摩擦力的大小与压力之间的表达式为：．f＝0.3F压