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1第十一章《功和机械能》知识总结一、功1、做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上通过的距离。2、不做功的三种情况：（1）有力无距离：“劳而无功”之一，如搬石头未搬动；（2）有力，也有距离，但力的方向和距离垂直：“劳而无功”之二，如手提水桶在水平面上走动。（3）有距离无力：（“不劳无功”），如物体在光滑平面上自由滑动，足球踢一脚后运动；3、功的计算：物体上的力与力的方向上通过距离的乘积。公式W=FS=Pt各物理量单位—W：J（焦耳）F：N（牛顿）S：m（米）P：W（瓦特）t：s（秒）4、国际单位：将N·m称为焦耳简称焦，符号(J)1J=1N·m把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0.5J。5、公式应用注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中的S一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应。③功的单位“焦”（1牛·米=1焦）。6、常见的功：克服重力做功：W=Gh；克服阻力（摩擦力）做功：W=fs二、功的原理：使用任何机械都不省功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。2、说明：①功的原理对于任何机械都适用。②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，给人类工作带来很多方便。④对于理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）：人做的功（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（不计摩擦）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④实际斜面：斜面粗糙（考虑摩擦）若斜面与物体间的摩擦为f，则：FL=fL+Gh；这样F做功FL就大于直接对物体做功Gh。三、功率：功与做功所用时间之比—P(单位：W)1、公式：2、单位：瓦特，简称瓦，符号W，常用单位kW，MW，马力换算：1kW=103W1MW=106W1马力=735W3、物理意义：表示做功快慢的物理量（与机械效率无关）。某小轿车功率66kW，它表示：小轿车１s内做功66000J4、机械中的功率5、功率和机械效率是两个不同的概念。他们之间没有可比性。（1）功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；（2）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。2四、机械能能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能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。1、机械能：动能和势能统称为机械能。（1）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。（2）探究决定动能大小的因素a、猜想：动能大小与物体质量和速度有关；b、实验研究—研究对象：小钢球方法：控制变量法c、如何判断动能大小？看小钢球能推动木快做功的多少；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？使钢球从不同同高度滚下；d、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；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。2、动能和势能的转化（1）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；（2）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。3、动能与势能转化问题的分析①首先分析决定动能大小、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——质量，速度，高度，弹性形变②机械能守恒：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。③人造地球卫星的运动，近地点动能（速度）最大，势能最小；远地点势能最大，动能（速度）最小，近地点向远地点运动时，动能转化为势能，远地点向近地点运动，势能转化为动能，整个过程机械能守恒。④滚摆上升下落过程中，如果不计空气阻力，机械能守恒。上升动能转化为重力势能，下降重力势能转化为动能，最低点速度最大，动能最大，最高点重力势能最大，动能最小，下降过程反之。考虑空气阻力，滚摆每次上升高度减小，机械能转化为内能。⑤题目中如果有“在光滑斜面上滑动”，“光滑”表示不计摩擦，没有能量损失，此时机械能守恒。机械能势能重力势能定义：物体由于被举高而具有的能量决定其大小的因素：物体质量越大、举得越高（高度），重力势能就越大弹性势能定义：发生弹性形变的物体具有的能量决定其大小的因素：物体弹性形变越大、弹性势能就越大动能定义：物体由于运动而具有的能量决定其大小的因素：物体速度越大、质量越大，动能就越大动能转化转化势能弹性势能重力势能34、水能和风能的利用5、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。6、水电站修筑拦河大坝的目的是什么？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。7、大坝为什么要设计成上窄下宽？由水压p＝ρgh在其他条件不变的情况下，液体的压强随深度的增加而增加，因此相比于大坝上部而言，下部就会受到更大的压力，因此下部比上部要宽。第1节功【基础达标训练】1、图11.1-1所示的几种情况中，人对物体做了功的是（）A、静止的小车在拉力的作用下向前运动B、搬而未起C、提着小桶在水平路上前进D、运动员将杠铃举起后停留的3秒2、下列过程，哪个情况小明对桶做了功（）A、小明提着桶站立不动B、小明提着桶水平移动C、小明提着桶站在匀速水平运动的车厢内D、小明提着桶站在匀速向上运动的电梯内3、小强同学沿教学楼的楼梯从一楼匀速上到三楼，该同学上楼做的功最接近（）A．30000JB．3000JC．300JD．30J4、一个足球运动员用100N的力踢一个重为5N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了30m。在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为（）A、3000JB、500JC、150JD、0J5、如图11.1-2，装卸工人用沿斜面向上大小为200N的推力，匀速将G=800N的货物从斜面底端推上1m高的货车，下列分析正确的是（）A、此过程中，斜面对货物支持力做功0JB、此过程中，推力做功800JC、货柜受到的重力和斜面对货物的支持力二力平衡D、货柜受到的重力和货物对斜面的压力二力平衡6、如图11.1-3所示，两个滑梯高度相等，如果小玲分别从①号直梯和②号旋转滑梯上端滑到地面，小玲所受重力做功分别为W1和W2，则下列说法正确的是（）A、W1＞W2B、W1＜W2C、W1=W2D、无法比较7、用水平拉力F拉物体A在光滑水平面上沿力的方向移动距离s，拉力F做功为W1；用同样的力F拉物体A在粗糙水平面上沿力的方向移动相同的距离s，拉力F做功为W2，则（）A、W1=W2B、W1＞W2C、W1＜W2D、条件不足，无法比较机械能的天然资源风能水能拦河筑坝海水潮汐直接做功发电4第2节功率【基础达标训练】1、（不定项选择）关于功率的说法正确的是（）A．做功快的机器，它的功率一定大B．做功多的机器，它的功率一定大C．做功多并且用的时间长的机器，它的功率一定大D．做功相同，所用时间短的机器功率一定大2、速度是用路程和时间的比值来定义的（v=s/t），物理学常用这种方法来定义物理量。下列物理量中所采用的定义方法与速度不同的是（）A．密度B．压强C．功D．功率3、四个同学在石峰公园进行登山比赛。如果规定功率最大者获胜，那么最后胜出者一定是（）A．体重最大的一个B．时间最短的一个C．速度最大的一个D．做功最快的一个4、小明用相同的水平推力，分别使较重的A物体沿较光滑的平面移动，较轻的B物体沿较粗糙的平面移动，若在相同的时间内移动相同的距离。则下列说法正确的是（）A．小明对A物体做的功多B．小明对B物体做的功多C．小明推A物体时的功率小D．小明推A、B两物体时的功率相同5、功率相等的两汽车，在相同的时间内匀速通过的路程之比为2：1，下列说法中错误的是（）A．两车所做的功之比为2：1B．两车所做的功之比为1：1C．两车所受牵引力之比为1：2D．两车的速度之比为2：16、一辆小汽车在平直公路上匀速行驶，发动机的牵引力为2000N，速度为108km/h。（1）求小汽车匀速行驶时受到的阻力大小；（2）求牵引力在10min内所做的功；（3）若发动机的牵引力用F表示，小汽车的速度用v表示，请推导出牵引力的功率P=Fv，并求出该小汽车牵引力的功率。第3节动能和势能【基础达标训练】1、关于能，下列说法中正确的是（）A．静止的物体不具有能B．没有做功的物体不具有能C．具有能的物体一定在做功D．能够做功的物体一定具有能2、下列关于动能的说法，正确的是（）A．运动的物体具有的能，叫动能B．物体由于运动具有的能，叫动能C．物体甲的速度比物体乙的大，甲的动能一定比乙的大D．运动物体质量越大，所具有的动能一定越多3、如图11.3-1所示，为我国某地的等高线图，若把同一个物体分别放在a点和b点，则物体的重力势能（）A．在a点时大B．在b点时大C．在两点一样大D．条件不足，无法判断4、下列物体中不具有弹性势能的是（）A．被压紧的弹簧B．被撑杆跳运动员压弯的撑杆C．从拉弯的弓中射出的箭D．形变的蹦床5、如图11.3-2所示，运动员被弯曲的撑竿弹向高空，这说明弯曲的撑竿具有能，运动员因被弹高而具有能。56、小安站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，小稳站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上。小安和小稳两人质量相等，小安上行中动能（选填“增加”、“不变”或“减少”）。某时刻她们的位置如图所示，此时刻小安的重力势能小稳的重力势能。（选填“大于”、“等于”、“小于”）。7、如图11.3-4所示是小明探究“物体的重力势能大小与物体的质量和被举起的高度是否有关”所做三次实验的情景．（1）实验时通过观察来判断物体重力势能的大小．（2）为探究“重力势能大小与物体被举起的高度是否有关”，应选两组实验，比较这两组实验，得到的结论是．（3）小明为了探究“重力势能大小与物体的质量是否有关”，选择了乙和丙两组实验，你认为他的选择是（选填“正确”或“错误”）的，你的理由是．第4节机械能及其转化【基础达标训练】1、如图11.4-1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．引力势能增加、动能减小B．引力势能减小、动能增加C．引力势能增加、动能增加D．引力势能不变、动能不变2、如图所示，运动员射箭时用力将弓拉开，在放开箭的瞬间，弓的①转化为箭的②，箭在空中向上飞行的过程中，箭的③增大．以下说法正确的是（）A．①弹性势能②动能③重力势能B．①重力势能②动能③弹性势能C．①弹性势能②动能③动能D．①动能②弹性势能③重力势能3、小明去商场购物，自动扶梯把他从一楼匀速送到二楼的过程中，他的（）A．动能减小B．势能不变C．机械能增大D．机械能不变4、下列自然灾害造成的破坏中，主要与机械能有关的是（）A．大水淹死了庄稼B．大火烧毁了楼房C．瘟疫造成的死亡D．海啸带来的灾难5、如图所示的四个过程中，物体的机械能逐渐增大的是（）A．竖直向上抛出的小球B．加速起飞的歼击机C．自由下落的小球D．水平路面上匀速行驶的汽车6全章测试题时间：90分钟满分：100分一、选择题：（3分×14=42分）1、某中学进行大扫