第十一章-功和机械能-讲义

1第十一章功和机械能讲义第一节功【知识要点】1.一个力作用在物体上，使物体在上通过一段，这个力就对物体做了功。力学里所说的功包含两个必要的因素：一是；二是。功的计算公式：，式中F表示作用物体上的力，S表示物体在力的方向上通过的距离，W表示力对物体做的功。功的国际单位是，用符号表示，1J=N·m。2.1J的功相当于用牛的力作用在物体上，使物体沿的距离。3.用5N的水平拉力，拉着重40N的物体沿水平面移动了4m，重力做功J，拉力做功J。4.一个物体沿粗糙的斜面自由滑下，物体受个力作用，对物体做功的力分别是。【例题精讲】【例1】下列对功的理解的说法中，正确的是（）A.作用在物体上的力越大，做的功越多B.物体通过的距离越大，做的功越多C.有力作用在运动物体上，此力对物体一定做功D.有力作用在物体上，物体在这个力的方向上通过距离，这个力对物体做了功【例2】下列关于做功的说法中，正确的是（）A.在草地上滚动的足球，水平草地对足球的支持力对足球做了功B.悬挂着的电灯，电线的拉力对电灯做了功C.举重运动员举起杠铃的过程中，举力对杠铃做了功D.钢笔在纸面上写字的过程中，纸面的摩擦力对钢笔做了功【例3】重200N的物体，在水平面滑行了5m，摩擦力是重力的0.2倍，水平拉力是50N，下列说法中，错误的是（）A.重力做功是1000JB.拉力做功是250JC.合外力做功是50JD.物体克服摩擦力做功是200J【例4】运动员一脚将20N的足球踢出50m远，脚踢球的力是500N，那么踢球所做的功是（）A.1000JB.25000JC.26000JD.条件不足，无法确定【例5】判断下列说法的正误:(1)只要有力作用在物体上,力就对物体做了功()(2)物体只要移动了距离,就做了功()(3)物体从高处落下重力做了功()(4)有力作用在物体上,物体又移动了距离,这个力就做了功()(5)受提着重物在水平地面上行走,人做了功()(6)人用力推车,但车未动,人没有做功()【例6】质量为100kg的物体,在拉力F=200N的作用下沿水平地面前进了10m,则拉力所做的功是多少?【例7】一个重103N的物体，在100N的水平推力作用下前进了100m；当推力撤去后，物体由于惯性又前进了50m，求推力所做的功。2【课堂测试】1.用100N的拉力将重500N的木箱在水平地面上运速移动了5m,拉力做功________J,重力做功为_______J。2.马拉着质量为2000kg的车在平路上前进,马的水平拉力是500N,做了2×105J的功,则马拉车前进了_______m。3.一个物体的质量是5kg,用10N的水平拉力在地面上前进了10m,则拉力做的功是_____J,若把物体匀速向上提起10m,则需要的拉力是_______N,拉力所做的功又是_________J。4.下面几种情况下,力做了功的是()A.用力把杠铃举在空中不动B.用力提着水桶水平匀速移动C.用力在斜面上拉车前进D.物体在光滑的平面上运速移动5.起重机将重3×103N的楼板以1m/s的速度举到10m高的三层楼后,又将楼板水平移动了3m,在整个过程中,起重机对楼板做的功是()A．6×103JB.9×103JC.3×104JD.3.9×104J6.质量为100kg的物体,在拉力F的作用下沿水平地面匀速前进了5m,物体运动时受到的摩擦力是重力的0.05倍,求拉力F做的功。(g=10N/kg)7.某人沿水平方向用力推着重1500N在水平路面上匀速前进10m,已知受到的阻力为100N,求它推车做的功。8.两辆车的重力分别是100N和500N,用200N的力都使它们前进了15m,则()A.拉大车做的功多B.拉小车做的功多C.拉力对两车做的功一样多D.无法比较9.如图所示三种情况下,物体在力F的作用下都沿接触面匀速移动了S的距离。则功的计算公式W=FS()A.只适于甲B.只适于乙C.只适于甲和丙D.甲、乙、丙都适用【知识回顾】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，二是物体在这个力的方向上移动的距离。不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。2.功的公式W=FS第二节功率【知识要点】功率是表示_________________的物理量,_________________________叫做功率。用公式表示为____________,其中W表示_______,单位是_______；t表示_______,单位是_____；P表示_______,单位是_______或________,它们的换算关系是_________________。另外工程技术上还常用_____做功率的单位,1KW=______W.功率是机械的__________之一。【例题精讲】【例1】一台电动机的功率是150W,则它的物理意义是()A.这台机器所做的功是150JB.这台机器在1秒内所做的功是150JC.这台机器1秒内完成的功是150WD.这台机器1秒内的功率是150W3【例2】关于功率,下列说法正确的是()A.功率是表示做功多少的物理量B.机械做功越多,它的功率就越大C.机械做功所用时间越短,它的功率就越大D.做相同的功,用的时间越长,功率越小【例3】甲乙两人体重相同,甲用1min走上楼,乙用半分钟跑上同一楼,则()A.甲的功率大B.乙的功率大C.两者的功率一样大D.无法确定【例4】质量为50kg的雪橇上装载了350kg的货物,一匹马拉着它沿水平道路将货物匀速运到了3000m外的货场,如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N,求马运货时做的功。【例5】建筑工地上,水泥板质量为0.7t,起重机在14s内匀速把它提升到4m的高度,起重机提升重物的功率是多少?(g=10N/kg)【例6】甲、乙、丙三人匀速提升物体，甲在0.2s内将重80N的重物提升2m。乙在8s内将100N的重物提升4m，丙在4s内将40N的重物提升20m，求甲、乙、丙所做的功各是多少?功率各是多少?【课堂测试】1.建筑工地上,水泥板质量是1t,起重机在20s内匀速把它提升到5m的高度,起重机提升重物的功率是多少W?合多少KW?(g=10N/kg)2.质量为50kg的雪橇上装载了350kg的货物,一匹马拉着它沿水平道路将货物匀速运到了3000m外的货场,共用时40min,如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N,求马运货时做功的功率。3.下列说法中正确的是()A.机械做的功越多,它的功率一定大B.机械做功时间短,它的功率一定大C.机械做功越快,它的功率就越大D.做相同的功,机械用的时间长,它的功率大4.下列都是功率的单位的是()A.W、J/sB.KW、PaC.W、N/mD.N/m2、N·m5.某机械在2min内把600N的物体匀速提升4m,这个机械的功率为()A.2400WB.1200WC.20WD.50W6.10kw的机器正常工作时,每分钟做的功是()A.10JB.2.4×107JC.6×105JD.104J7.一台机器的功率是750W,它表示的意思是()A.这台机器1min做功是750WB.这台机器1min做的功是750JC.这台机器1s做的功是750JD.这台机器1s做的功是750W8.计算功率的公式是P=_______,由此公式变形可得计算功的另外一个公式W=_______.此公式中只有功率的单位是______,时间的单位是_______,功的单位才是焦耳。9.甲乙两台机械,它们的功率之比是3:1,在相同的时间里,所做的功之比为______,若做相同的功,则所需时间之比是______。10.蓝鲸游动时的功率可达350KW,合__________W;某洗衣机的功率是350W,合_______kW。411.在水平地面上,小明用50N的水平推力推重100N的箱子,在10s内前进了10m,小明推箱子的功率为__________W。12.建筑工地上有300块砖,已知每块砖的质量是1.2kg,把这些砖运送到15m高的楼顶,如果用起重机需要1min,而如果用工人则需要1个小时,分别计算起重机和工人的功率。(g=10N/kg)13.甲乙两台机器,功率之比为2:3,工作时间之比为1:3,则它们所做的功之比为()A.2:9B.2:1C.3:2D.3:1【知识回顾】1.物理学中，用功率表示做功的快慢。单位时间内所做的功叫做功率。2.公式：P=Wt符号的意义及单位：P——功率——瓦特（W）W——功——焦耳（J）T——时间——秒（s）3.功率的单位是瓦特（简称瓦，符号W）、千瓦（kW）1W=1J/s、1kW=103W。第三节动能和势能【知识要点】1.物体___________________,表示这个物体具有能量。在物理学中,能的单位是______,简称______,符号是______。2.物体由于_______而具有的能,叫做动能。物体动能的大小跟它的_______和______有关。质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越_____;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越_____。3.物体由于被_______而具有的能量,叫做重力势能。物体的重力势能跟它的_______和______有关。对于高度相同的物体,质量越大的势能越______；对于质量相同的物体,高度越高的势能越______。4.物体由于_____________而具有的能量叫做弹性势能。5.___________和___________统称势能。_________和_________统称机械能。6.课本上“探究动能的大小与什么因素有关”和“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”这两个实验用的方法是_______________。7.在“探究动能的大小与什么因素有关”的实验中,要探究动能和质量之间的关系,应该选质量_______的小球,从斜面上________位置滚下去推动水平面上的木块,观察木块被推出的距离。(填“相同”或“不同”)8.在“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中,要探究重力势能与高度之间的关系,应该让同一重锤从_______高度落下,打击小桌,观察小桌陷入沙中的深度。9.一个木箱重100N,某人用20N的水平推力推动它前进了5m,则此人所做的功是多少?若把这个木箱搬到5m高的楼上,在此人做功又是?【例题精讲】【例1】下列物体中具有重力势能的是_______________；具有弹性势能的是____________A.因挤压而变形的气球B.在水平路面上飞驰的小轿车C.正在下坠的桩锤D.停在空中不动的直升机E.钟表中卷紧的发条F.高山上的石头G.三峡水库中的水H.被推开的弹簧门的弹簧I.跑百米的运动员【例2】“黄河远上白云间”说明黄河水具有____________能；“滚滚长江东逝水”说明黄河水具有____________能。5【例3】关于运动的物体具有的动能,下列说法正确的是()A.速度大的物体动能一定大B.质量大的物体动能一定大C.速度和质量都大的物体动能一定大D.动能是运动物体本身的性质,与质量、速度无关【例4】关于能的概念,下列说法中正确的是()A.高山上静止的石头不具有能B.物体已做的功越多,说明物体具有的能量越多C.只要物体能够做功,说明物体具有能D.只有正在做功的物体才具有能【例5】如图所示,让钢球从斜面上由静止滚下,打到一个小木块上,能将木块撞出一段距离,放在同一水平面上相同位置的木块,被撞地越远,表示钢球的动能越大。现用质量不同的钢球从同一高度滚下,看哪次木块被推得远,回答以下问题(1)设计本实验的目的是研究_______________________________________________。(2)让不同的钢球从同一高度滚下是为了_____________________________________。(3)此实验得出的结论是___________________________________________________。(4)下表给出了一头牛慢步行走和一名普通中学生百米赛跑时的数据。物体质量m(kg)速度v(m/s)动能E(J)牛约600约0.5约75中学生约5