功和机械能复习课件(上课用)

功和机械能复习提纲考点聚焦呈现形式知识结构对应训练方法提示考点聚焦1、理解做功的两个必要因素。2、理解机械功的计算公式：W=FS3、理解功率的概念。4、知道功的原理。5、知道有用功和总功，知道机械效率。6、理解动能、势能的初步概念，知道弹性势能，知道动能、势能可以相互转化。呈现形式上述考点常以填空、选择、作图、实验和计算题型出现。知识结构一、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、力和距离垂直。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=FS4、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），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。物体在绳子拉力作用下升高A静止的小车在拉力作用下运动起来B汽车在刹车阻力的作用下速度降低C人用力搬石头，石头不动DD如图所示的四种情景中，对物体没有做功的是（）D•（09重庆）如图所示李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央，她针对此过程提出了如下的猜想。你认为合理的是()•A．文具盒所受重力对它做了功•B．文具盒所受支持力对它做了功•C．文具盒所受的推力F对它做了功•D．在此过程中没有力对文具盒做功C1、小明用100N的力将50N的铅球掷出10m远，则在铅球抛出的过程中，人对铅球所作的功是：（）A、1000JB、500JC、0JD、1500JC2.在平地上，用50N的水平拉力拉重100N的箱子，前进了10m，拉力做了多少功？如果把这个箱子匀速举高1.5m，又做了多少功？解：W=FS=50N×10m=500JJmNGhW1505.1100答：拉力做了500J的功。如果把这个箱子匀速举高1.5m，又做了150J的功知识结构二、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：（请注意理想情况功的原理可以如何表述？）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，给人类工作带来很多方便。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。通过一动滑轮用60N的拉力提起重为100N的重物，使重物提高2m。（1）拉力做多少功？（2）如用手直接提起做功多少？W直接=Gh=100N×2m=200JW用机械=FS=60N×4m=240J为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢？F解：S=2h=2×2m=4m知识结构三、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）=W总－W额=ηW总斜面：W有用=Gh2、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=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）。斜面：W额=fL3、总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：W总=W有用＋W额=FS=W有用／η斜面：W总=fL+Gh=FL4、机械效率：①定义：有用功跟总功的比值。②公式：η=W有/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。η=W有用/W总=Gh/FS5、机械效率的测量：A、原理：η=W有/W总B、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SC、器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。D、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。E、结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。②提升重物越重，做的有用功相对就多。③摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。注意：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功?目的：方法提示提水所做的功有用功：提水桶所做的功额外功：提水如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?目的：提水桶所做的功有用功：提水所做的功额外功：捞桶沙子重100N桶重20N体重400N口袋重5N动滑轮重10N目的：把沙子运到三楼克服沙子重力做的功就是有用功W有用=G沙h=100N×6m=600JW总=(G沙+G人+G桶）h=3120JW有用/W总=19.2%沙子重100N桶重20N体重400N口袋重5N动滑轮重10NW总=(G沙+G动滑轮+G桶）h=780JW有用/W总=76.9%沙子重100N桶重20N体重400N口袋重5N动滑轮重10NW总=(G沙+G动滑轮+G袋）h=690JW有用/W总=87.0%沙子重100N桶重20N体重400N口袋重5N动滑轮重10N三种情况下有用功在总功中占的百分比：1、19.2%2、76.9%3、87.0%某起重机的机械效率是70%，它表示什么意思？使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是70%。1．使用滑轮组提起20N的重物，使它上升0.4m，作用在绳子自由端的拉力为8N，拉力的作用点上升了1.2m，拉力对滑轮所做的功叫____功,为___J。滑轮克服物体重力所做的功叫____功为____J。用来克服滑轮重力和摩擦力所做的功叫____功，是____J,这个滑轮组的机械效率是____。总功9.6J有用功8J额外功1.6J83.3%例4、一台起重机将重6000N的建筑材料提升到10m高的楼房上，做的额外功是40000J，总功是多少？机械效率是多少？解：有用功：W有用=Gh=6000N×10m=60000J总功：W总=W有+W额=60000J+40000J=105J机械效率：η=W有用/W总=60000J/105J=60﹪滑轮组提高重物时:W有用＝G物hW总＝FsS=nh滑轮组水平拉动物体时:W有用＝fs物W总＝FsS=nhnFfFnSfSFSfSWW物物物总有斜面的机械效率W有=GhW总=FSFSGh斜面的额外功：W额外＝fS滑轮组的额外功：W额外＝G动·h动滑轮重的两种求法：nGGF动物W额外＝G动·h例5.如图，把重为10N的物体推上高为0.5m的斜面，斜面的长为1m所用的推力为12N,沿斜面向上,求推力所做的功和斜面的机械效率?解：推力做的功：W总=FL=12N×1m=12J有用功：W有=Gh=10N×0.5m=5J机械效率：η=W有/W总=5J/12J=41.67﹪LhF.G首先在题目中数据上标出对应的字母。其次要注意，用滑轮组提起货物的高度与人把绳子末端拉下的距离之间的关系（S=nh）。最后要弄清事件的目的，分清有用功和额外功。方法提示如图所示在自由端施力60N，利用滑轮组把重200N的货物提升2m,不计摩擦。求：（1）绳端移动距离多少m？（2）滑轮组的机械效率是多少？(3)动滑轮重多少N?（两种做法）解：（1）由图可知承担动滑轮和重物的绳子段数n=4，所以S=nh=4×2m=8m%3.8360420044)2(NNFGhFGhFSGh(3)方法一:G总=4F=4×60N=240N所以G动=G总-G=240N-200N=40N方法一:W外=W总-W有=FS-Gh=60N×8m-200N×2m=80JNmJhWG40280外动利用滑轮组把矿石从深20m的矿井中匀速拉到地面，在绳重和摩擦不计的情况下。（1）如果矿石重640N，所用拉力是400N，滑轮组机械效率是多少？（2）如果矿石重800N，所用拉力是多少？%804002640221NNFGhFGhFSGh）：（解G动=G总-G=2F-G=2×400N-640N=160NNNNnGGF4802160800)2(动用定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升同样重的物体，其中机械效率大的是（不考虑摩擦）（）A.定滑轮B.动滑轮C.滑轮组D.都一样大A用同一滑轮组提升重物，第一次提的物重为G1，机械效率为η1；第二次提的物重为G2，机械效率为η2。已知G1＞G2，两次滑轮组的机械效率：()A.η1＝η2B.η1＜η2C.η1＞η2D.无法判断C1、提升相同的重物，机械越简单，机械效率越高。2、在使用同一滑轮组时，物体越重，机械效率越高。（滑轮组的机械效率是改变的）用如图所示滑轮组绳端施力100N，把货物提升3m。滑轮组的机械效率是75%，问：货物重多少N？动滑轮重多少N?解：S=4h=4×3m=12mW总=FS=100N×12m=1200JJJWW900%751200总有NmJhWG3003900有G动=G总-G=nF-G=4×100N-300N=100N答：货物重300N，动滑轮重100N。如右图，一人用滑轮组提升2000N的货物，所用拉力600N，绳子自由端拉下4m，不考虑绳重和摩擦，求：(1)克服货物重力做的功(2)拉力做的功(3)机械效率；(4)若用此滑轮组提升3200N的货物，所需拉力为多少?解：（1）由图可知承担动滑轮的绳子段数n=4mmnSh144W有=Gh=2000N×1m=2000J(2)W总=FS=600N×4m=2400J%3.8324002000)3(JJWW总有G动=nF-G=4×600N-2000N=400NNNNnGGF90044003200)4(动7、外力对水泵做了7×104J的总功，水泵把250kg的水送到20m高处，水泵完成的有用功为多少J，水泵的机械效率为多少？（g=10N/kg)W有=Gh=mgh=250kg10N/kg20m=5×104J%4.7110710544JJWW总有G1=G2，F1=F2，重物上升高度相同，比较两拉力所做的功W1W2及两滑轮的机械效率η1η2。（2012宿迁）某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图.他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升的髙度h、测力计移动的距离S，并将计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率η数据一并记人下表：(1)表格中数据＝;(2)比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是;__________________________________________________(3)比较实验2、3，影响这两次实验机械效率不同的主要因素是_______,使用滑轮组的优点是_________________________。74.1%动滑轮有重力（或有用功相同时，使用动滑轮做的额外功多等）可以省力或能改变用力方向摩擦（2012遵义）小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：（1）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。（2）第1次实验测得的机械效率为。（结果保留两位有效数字）（3）分析表中数据可知：第2次实验是用图做的；第4次实验是用图做的。（选填“a”、“b”或“c”)（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），