《功、功率和机械效率》专题复习课教案讲解.docx

功、功率和机械效率专题复习课教案一、复习课教学目标：1、 通过知识要点复习和习题练习，理解功(有用功、总功、额外功 、功率和机械效率的概念。2、 理解公式W =FS、P=W /t=Fv 和=总有用W W =nF FS ，并会运用它们；学会用其它知识（如P=UI、W=mgh=gvh 、力的分析等）与本部分知识结合的综合解题实力。3、 熟识这些年这部分知识的升学试题的特点，了解出题方向，驾驭基本的解题思路，提高应试实力。4、 熬炼克服困难的实力和意志，磨练出解题意志和心理承受实力。二、复习知识要点：1、 功：（1） 做功的两个必要条件：物体受到力的作用，物体在力的方向上移动了距离。（2） 做功的实质：使物体的动能、势能或内能发生了变化。（3） 功的公式：W =FS 公式中的单位要求：此略（4） 对功的适应性练习（以下内容在复习时插入讲课中，不须要停下课操作）：A 、 推断是否做功问题：a 、用50N 的拉力拉物体，物体不动。答：b 、正在光滑的水平冰面上自个做匀速滑行的冰块。答：。c 、小明满头大汗地举着杠铃，一动也不动。答：d 、搬起一块石头。答：。e 、用水平方向的力把桌子推动了。答：B 、 推断做功的力问题：a 、 重为50N 的物体在15N 的水平拉力作用下，匀速水平运动。b 、 足球在球场上快速运动，最终停了下来。c 、 重为20N 的物体在15N 的竖直向上的拉力作用下，下降了2米，落回地面。C 、 简单计算题：a 、物体甲重为20N ，在15N 的水平推力作用下，匀速前进了2米。推力做的功为 J ；重力做的功为。b 、物体甲、乙的质量之比为2:3，在分别受到30N 和50N 的拉力作用下，均沿着水平地面匀速运动，所前进的距离之比是5：3，则拉力对它们做的功的是 。（5）功的原理：适用任何机械都不省功（但可以省力）。2、 机械效率（1） 有用功：对我们是有用的，是我们所须要的功。用W 有用表示。（2） 额外功：在对物体做功时，由于摩擦等缘由额外增加的功，是不得不做的功。符号：W 额外。（3） 总功：W 总=W 有用+ W额外（4） 机械效率：=总有用W 机械效率总是小于1的缘由：略（5） 斜面的效率：=G h（6） 提高机械效率的意义：略（7） 适应性（最基础）练习：（基础性练习是老师边讲课边举例进行的即时练习）a 、用水桶打水时，对水桶作的功是功；对桶里的水做的功是功。b 、用滑轮组提升物体时，可给人们带来省力的好处。假如所提升的物体的重为100N ，动滑轮重10N ，所用的拉力为30N 。当物体上升5m 时，绳子自由端移动了20m 。则有用功大小为 J ；总功的大小为 J ；所做的额外功的大小为 J 。c 、用抽水机把水送到10米的高楼须要4s 的时间。现有一居民楼，每天须用水360m 3，则抽水机每天必需做多少的功？事实上，抽水机每天所做的功比你的计算值大啦还是小啦，为什么？（g 取10N/kg）d 、关于机械效率，下列说法中，正确的是（ ）A 、机械所做的有用功越大，其机械效率就越高B 、总功确定时，额外功越大，机械效率就越高C 、有用功确定时，额外功越小，机械效率就越高D 、有用功占总功的重量越多，机械效率就越高e 、利用斜面把重为1200N 的物体匀速推上高为1.5米斜度为30°的斜面，两个人从物体的两旁同时以350N 推力沿斜面把物体推上去。试求此斜面的机械效率。3、 功率：（1） 功率的物理意义：用来表示物体做功的快慢的物理量。（2） 功率的定义：单位时间内完成的功。（3） 公式：P=tW =Fv 公式中的单位要求：略 1kW=103W 。 （4） 基础性练习：a 、物体甲在5s 时间内被做了100J 的功，则做功的功率是是 。b 、一位中学生骑车来学校。关于他在国道上骑车时的功率的说法，正确的是（ ）A 、他的骑车功率可能为1000W B 、他的骑车功率确定是300WC 、他的骑车功率可能是60W D 、他的骑车功率确定是120Wc 、载重汽车在爬坡时，司机为何经常要使汽车减速运动？d 、一台液压起重机在10s 内使重为15000N 的汽车上升了2m ，起重机对汽车做功的功率是 。f 、几位同学刚刚学了功率的知识，为此，小明和小花同学竞赛看谁的做功功率快。在同学们的监督下，他俩同时抱起一样的木块，从一楼冲上三楼，结果小明用了10s ，小花用了16s 。则他俩对木块做功的功率快慢是 （填“小明”或“小花”）快。三、 老师讲解典题及学生练习题第一部分：选择题1. （05盐城）如图所示，用水平力F 拉着重为100N 的物体，在水平地面上向左匀速移动了 C. 拉力大小为120N D.拉力做的功为100J 2（05常州）关于力、距离、功与功率的关系，下列说法正确的是（ ）A力越大，功率越大 B距离越长，功率越大C做功越多，功率越大 D做功越快，功率越大3（05宿迁）如图（不计绳重与摩擦，且动滑轮重G 动小于物重G ），用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为F 甲、F 乙，它们的机械效率分别为甲、第1题图乙。则下列关系正确的是（ ） A F 甲F 乙 B F 甲F 乙 C 甲乙 D 甲 =乙4（05连云港）正值农忙季节，农田须要大量的浇灌用水，若水泵在0.5h 内把360m 3的水抽到5m 高处（g 取10N/kg），则水泵对水做功的功率至少为A1.8×106J B3.6×106WC10kW D3.6×107W5（05宜昌）以下事例中，重力做功的是A. 冰球在水平的冰面上滚动 B. 皮划艇在安静水面快速滑行C. 跳水运动员下落 D. 举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动6. （05广东·非课改区）如图4所示，一个质量为50kg 的人，在10s 内连续向上跳12个台阶，已知每个台阶的高度为0.2m ，则这个人在这段时间内的功率是（g 取10N/kg） （ ）A. 1200WB. 10WC. 12W D. 120W 7（05海门）星期天，小明和爸爸一起去登狼山小明用了20min 登上山顶，爸爸用了25min 登上山顶，爸爸的体重是小明的1.5倍，则小明与爸爸登山时所做功的功率之比是A 56 B65 C158 D238（05上海）当两台机器正常工作时，功率大的机器确定比功率小的机器 （ ） A做功多 B 做功少 C 做功快 D 做功慢9（05莆田）一个滑轮组经改进后提高了机械效率, 用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比( A.有用功削减，总功削减 B有用功增加，总功增加C. 有用功不变，总功不变 D 有用功不变，总功削减10（05临沂）如图所示，是用于熬炼身体的体育器材跑步机。人在跑步机上可以实现快走或跑步动作，达到熬炼身体的目的。下面关于人在跑步过程中的叙述，错误的是（ ） A 人对跑步机做了功B 人对跑步机没有做功 C 人体消耗的能量一部分转化为跑步机的内能D 脚底与跑步机间有摩擦作用11、（06年北京市）下列关于物体是否做功的说法中正确的是（ ）A 、起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，起重机对钢筋做了功B 、被脚踢出去的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球做了功C 、小岗从地上捡起篮球的过程中，小岗队篮球做了功D 、小丽背着书包在路边等车，小丽对书包做了功12（05贵阳·课改区）在2005年中考体能测试中，某同学选择跳绳。他在1min 内跳了120次，每次跳离地面的高度为5cm 。设他每跳一次所用的时间相等，则他跳绳时的功率最接近( 13. （06年韶关市）如图，两个滑轮组由每个质量相同的滑轮组成. 用它们分别将重物G 1、G 2提高相同高度，则（ ）F 乙G 甲 乙 A. 若G 1 = G2，拉力做的额外功相同B. 若G 1 = G2，拉力做的总功相同C. 若G 1 = G2，甲的机械效率大于乙的机械效率D. 用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变第二部分：填空题1、（06上海）物体在大小为10N 的水平拉力的作用下，5s 内沿着水平地面前进2m ，则拉力作的功是 J ，功率为 W ；若物体重为50N ，则重力对物体做的功为J 2（05徐州）一架我国自行研制的歼-8战斗机的质量为1.5×103kg ，发动机用8×104N 的推力使飞机在10s 内前进5000m ，则飞机受到的重力为_N，这段时间内飞机的平均速度为_m/s，推力的功率为_W。（g 取10N/kg）3（05福州·课改区）如图6所示，斜面高为1m ，长为3m ，工人用400N 沿斜面方向的力将重为840N 的箱子推到车上。在这过程中工人做的有用功是_J，机械效率是_。（g 取10N/kg）4（05南京）用一只动滑轮把400N 的重物匀速提高10m ，所用拉力为250N ，则有用功为_J，该动滑轮的机械效率为_ 图75（05南宁·课改区）图7中，物体G 的重为16N ，手拉绳的力为10N 。但物体被匀速拉动提高h时，动滑轮的机械效率为 （不考虑摩擦）。若想增大动滑轮的机械效率，可采纳的方法是 。（答一种即可）6（05辽宁·课改区）某商场扶梯的高度是5m ，扶梯长是7m ，小明体重为600N 。扶梯把小明从三楼送上四楼的过程中对小明做功J 。假如要知道扶梯对小明做功的功率，还应当测量的物理量是。7、（06北京）中国自行建立的某集装箱吊车，在2min 内把66t 的集装箱匀速向上吊起36m ，这台吊车对集装箱做的功的功率为 W 。（g 取10N/kg）8、（05泰州）如图8所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N 的泥桶，动滑轮重为20N ，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重. 若工人在5s 内将绳子匀速向上拉6m ，则泥桶上升_m，手拉绳子的力为_N，拉力的功率为_W，滑轮组的机械效率为_. 第1题9、（06北京大纲卷）如图所示，小民利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A 和B 。当提升物体A 时，滑轮组的机械效率为75%，小民对地面的压力为F 1；当提升物体B 时，小民对地面的压力为F 2。已知小民的质量为65kg ，物体A 的质量为90kg ，物体B 的质量为50kg 。假如在拉绳子的过程中，小民对绳子的拉力与地面的压力始终竖直向下切同始终线上，不计绳子重和摩擦。则F 2:F1 10、（06重庆）如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳子的重与摩擦，且动滑轮的重G 动小于乙物体的物重G ，则所用的拉力F 甲 F 乙，其机械效率为甲 乙。（填<、> 、= 号）第三部分：计算题1如图所示，小华同学骑着一辆自行车在平直马路上匀速运动500m ，所用时间为100s. 假设自行车在行驶过程中受到的阻力为120N. 请你答：(1自行车行驶的速度(2在这段过程中，该同学做功的功率(3若小华和自行车总质量为60kg ，每个车胎与地面的接触面积为20cm 2，则该同学骑车时，自行车对地面的压强为多少？（g 取10N/kg）2、电动自行车具有轻巧、好用、损耗少、无污染等优点，因此深受人们宠爱。电动自行车时靠其蓄电池来供应动力的，蓄电池在对外供电时，一部分能量被车内的摩擦等消耗掉了，另一部分能量则用来做机械功。下表是一种电动自行车的参数：(1 当电动自行车正常工作时，以最大速度满载行驶1h 时，克服摩擦力做的功是多少？(2 求电动自行车的机械效率。3、（05湛江市）电动摩托车好用、环保、污染少，很受人们的宠爱现有某型号的电动摩托车的一些性能参数如表2所示：表2：整车净重 蓄电池的电压 蓄电池类型 一次充电储存的电能 80kg 48V 高能免维护铅酸型 3.5×lO J 6 最高车速 车轮直径 行驶噪声 -2 2 45kmh 5 轮胎能承受的最大压强 2×10 Pa 40cm £ 62dB (1若该电动摩托车在行驶过程中轮胎与地面接触的总面积为 1.5×10 m ，那么其载重量最 大不能超过多少 kg(取 g=10Nkg (2若该车以 10ms 的速度匀速行驶时， 受到的阻力为 50N， 电能转化为机械能的效率为 80， 求该车充一次电后，以所述状况行驶时，最多能行驶多远此过程中摩托车的工作电流是多大 4、 （05 年北京市）如图 4 所示，是居民楼电梯结构的截面示意图。A 为电梯厢，厢底有两个动 滑轮 B，其功能相当于一个动滑轮，运用两个动滑轮的好处是能扶植电梯保持平衡、稳定。C 为 配重，起到平衡的作用。在拉力 F 的作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。电梯厢 最多可同时载乘 10 人 （每人的质量均按 60kg 计算） 。 现在有 10 人同时乘坐电梯， 电梯厢以 0.5m/s 的速度匀速上升，此时拉力为 F1，F1 的功率为 10kw，此时动滑轮 C 的机械效率为 h 1；电梯 厢运行了 12m 后，从电梯上下去了 5 个人，此时电梯仍以 0.5m/s 的速度匀速上升，此时，拉力 F2 的功率为 P2，动滑轮 C 的机械效率为h 2 。 （忽视绳子的重及摩擦，g 取 10N/kg） B 求： （1）h1 : h 2 （2）拉力 F2 的功率 P2 C · F · C 图4 图 10 5、 （05 年陕西非课改区）建筑高楼时，经常要用到如图 10 所示的简单机械。示意图中的滑轮 A 与滑车连接，滑轮 D 固定在地面塔架上。钢丝绳拉力 F 由电动机供应。此滑轮组在 1min 内可将 4 质量为 0.45t 的建筑物资匀速提升 12m，拉力 F 所做的功为 7.2×10 J（钢丝绳的重和摩擦不计，g 取 10N/kg） 。 求： （1）滑轮组的机械效率。 （2）钢丝绳拉动的速度。 (3依据已知条件，再提出一个有关问题并计算（上述已计算出的物理量除外） 。 6.（06 年韶关市）如图小明同学体重为 50kg，背着重为 60N 的书包， 2 书包带与小明的肩部接触的总面积为 300cm 求：(7 分 (1书包带对小明肩部的压强. (2小明背着书包走到了三楼的课室，在这过程中他做的功 (3此过程小明用了 20s他做功的功率是多少 A B 滑车 F A 物 资 D 6 第 6 题图 第四部分：试验和探究题 1、(04 年湛江市在“测定滑轮组的机械效率”的试验中，所用的主要装置如图 19 所示。 （1）安装好试验器材时，登记钩码和弹簧测力计的位置，然后 向上拉动测力计， 读出 的大小，测出钩码和弹簧测力计上移的高度。 （2）某同学正确测出钩码上升的高度为 0.1m，钩码总重为 1N，其他被测和计算的数据如表 1 所 示， 则表 1 中确定错误的数据是 和 。 （3） 若表 1 中只有这两项数据是错误的， 当把错误数据改正之后，由此测得此滑轮组的机械效率h ； （4）若用上述装置改为 提升总重为 2N 的钩码， 而保持其他操作不变， 则此滑轮组的机械效率将 大” 、 “变小”或“不变” ） 表 1： 拉力 F/N 0.4 测力计上移 距离 s/m 0.2 有用功 W 有用/J 0.1 总功 W 总/J 0.08 图 19 . 。 （填 “变 . 2、一个力学试验箱中有如下器材：A、刻度尺 B、量筒 C、天平（配有砝码）D、细线 E、小石块 F、空烧杯 G、弹簧秤 H、 “二定二动”的滑轮组 I、铁架台 J、钩码 K、盛有水的烧杯。 利用上述器材，可以做很多试验。请在下表中作三个力学试验。 试验目的（名称） 例：用天平称石块质 量 选用器材（填代号） C、E 简要的试验现象或做法 当天平平衡时登记天平的 读数 7 一、选择题： 1、D 2、D 3、B 4、C 5、C 6、D 7、A 8、C 9、D 10、B 11、C 12、B 13、C 二、填空题： 1、20 5、80% 4 5 0 2、1.5×10 8、2 5 4 500 96 4×10 约 92% 7 3、840 9、5：1 70% 10、> 4、4000 80% 加大被提物体的重量（削减滑轮的摩擦等等） 80 6、3000 上到四楼所用的时间 7、1.98×10 1、5m/s 三、计算题： 600W 1.5×10 Pa 2、(1G=mg=(85+15kg×10N/kg=1000N f=0.1G=100N s=vt=20km/h×1h=20km=2×10 m 4 w =fs=2×106J (2P=UI=36V×20A=720W=0.72kW W 总 =Pt=0.72kW×1h=0.72kWh=2.592×106J =77% 3、解：(1轮胎对地面的最大压力为 F=pS=2×105Pa×1.5×10-2m2=3000N 车最大载重时总的质量为 m 总=Gg=Fg=3000N10Nkg=300kg 所以车的最大载重量为 m 载 max=m 总-m 车=300kg-80kg=220kg (2依题意，电能转化为机械能为 W 机=80W 电 所以，充一次电最多能行驶的距离为 (1 分 (1 分 (1 分 S= W机 F = 0.8W电 F = 0.8 ´ 3.5 ´ 106 J = 5.6 ´ 104 m 50N s 5.6 ´ 104 m = = 5.6 ´ 103 s v 10m / s W电 Ut = 3.5 ´ 106 J = 13A 48V ´ 5.6 ´ 103 s (1 分 此过程所用时间为 t = (1 分 所以，摩托车的工作电流为 I = (1 分 或 P W 机 = F × v = 50N ´10m / s = 500 所以工作电流为 I = (1 分 P 电 U = P机 / 80% U = 500 W = 13A 0.8 ´ 48V (1 分 答：(1载重量最大不能超过 220kg(2充一次电以本题所述的状况行驶时，最多 4 能走 5.6×10 m此过程中该车的工作电流为 13A 说明：用其他解法正确的同样给分 4、 设电梯箱和人的重为 G，G 人=mg=10×60kg×10N/kg=6000N （1） F1= 2v = 2´0.5m / s =10000N 由于 F1= 则 G=2F1G 人=20000N6000N=14000N P 1 10000W 1 2 (G 人+G） ， 8 1= G人h ( G 人 + G）h / = G人 G人 +G = 6000N 6000N +14000N 3 = 10 （2） G =5mg=5×60kg×10N/kg=3000N 2=3/17 则 1： 2=17：10 （3） F2=1/2×（G 人+G）=1/2×（3000N+14000N）=8500N （4） P2=F2v=8500N×2×0.5m/s=8500W 5、 （1）提升建筑材料时所作的功为 W 有=Gh=mgh=0.45×10 kg×10N/kg=5.4×10 J W 总=7.2×104J (3滑车上升的速度 (4钢丝的拉力为 6、 (1 (2G=mg=50kg×10N/kg=500N W=FS=（G 人+G）h=（500N+60N）×2×3m=3360J (3 答:(1书包带对小明肩部的压强为 2×10 Pa. (2小明在这过程中小明做的功为 3360J. (3小明做功的功率 168W. 评分说明：各答题步骤按上面分步给分，没有作答扣 1 分；没写(写错单位、不用符号表示单位、 运算过程不带单位的扣 1 分；不重复扣分. 四、 3 3 4 =75% 则钢丝绳的移动速度为 4 (2钢丝绳拉动的距离为 s=3h v=s/t=3h/t=0.6m/s v 车=h/t=12m/60s=0.2m/s F=W 总/s=7.2×10 J/36m=2000N 4 (5额外功为 W 额=W 总W 有用=1.8×10 J （2 分） （1 分） （2 分） （2 分） 试验探究题： 1、 （1）匀速 拉力 （2）0.2m 0.08J （3）62.5% （4）变大 2、 （1） 测滑轮组机械效率 A、D、G、H、I、J （2） 测水的密度 B 、C、 F、 K （3） 测石块的体积 B 、D、 E、 K （4） 测力的大小 G （5） 测石块密度 器材为：B、C、D、E、K 前面部分参考答案 二、1（答案：A：不做功；不做功；不做功；做功；做功/ B：15N; /摩擦力；重力和拉力/ C：30；0/ 1：1） 7 2（答案：额外；有用/ 500；600；100/ 3.6×10 J；比此值大，因为有水管阻力、机器摩擦等额外 功的影响/ 选 CD/ 约 86%） 3（答案：20W；在 1s 内对物体做了 20J 的功/ 选 C/ 提示：由公式 P=Fv 来推断，留意一辆汽车 的最大功率是固定的/ 3000W / 小明） 9