13功和机械能.ppt

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1、第第13讲功和机械能讲功和机械能 第第1313讲讲 功和机械能功和机械能考点考点 42功和功率功和功率 考点自主梳理与热身反馈1功(1)做功的两个必要因素：作用在物体上的_；物体在这个力的方向上移动的_。(2)不做功的三种情况：有力无距离(如推而未动、提而未起)；有距离无力(如物体由于惯性通过一段距离)；力与距离垂直。(3)公式：_。(4)单位：_，简称_，符号是_。(5)功的原理：使用任何机械都_。力力距离距离WFs焦耳焦耳焦焦J不省功不省功第第1313讲讲 功和机械能功和机械能2功率(1)物理意义：功率是表示物体做功_的物理量，功率大表示机械做功_。(2)定义：功与做功所用时间之比，用符号

2、_表示。(3)定义式：_，引申公式：PFv。说明：当汽车发动机的功率一定时，由公式 FPv可知，牵引力与速度成反比，所以汽车爬坡时，司机换挡减速，以获得更大的牵引力。P 快慢快慢快快PWt第第1313讲讲 功和机械能功和机械能(4)单位：主单位是_，符号是_。1 kW_W。(5)爬楼功率的测量用体重计测出_，记作 m；用卷尺测出楼层的_，记作 h；用秒表测出爬楼所用的_，记作 t。表达式：_。瓦特瓦特103 W时间时间 质量质量高度高度Pmght第第1313讲讲 功和机械能功和机械能 考点考点 43机械效率及测量机械效率及测量1理解“机械效率”(1)有用功、额外功和总功：为了达到目的而必须做的

3、功叫有用功； 我们不需要但又不得不做的功叫额外功； 有用功和额外功的总和叫总功。(2)机械效率：有用功跟总功的_。(3)公式：_。(4)说明：_不可避免，所以机械效率总是_；机械效率通常用百分数表示，它_单位； 机械效率具有“可变性”： 同一机械的效率随提升物重的增加而增大。(5)提高机械效率的方法：减小机械自重、减小摩擦、增加物重等。比值比值额外功额外功W有W总小于小于1没有没有第第1313讲讲 功和机械能功和机械能名称名称测滑轮组的机械效率测滑轮组的机械效率测斜面的机械效率测斜面的机械效率原理原理_测量测量工具工具_、_所测所测量量绳子移动的距离绳子移动的距离s s、物体上升、物体上升的高

4、度的高度h h、拉力、拉力F F、物体重力、物体重力G G斜面长斜面长L L、斜面高、斜面高h h、拉、拉力力F F、物体重力、物体重力G G注意注意事项事项必须使弹簧测力计沿必须使弹簧测力计沿_匀速提升重物，匀速提升重物，以保证测力计示数大小不变以保证测力计示数大小不变必须使弹簧测力计沿斜必须使弹簧测力计沿斜面面_拉动物体，以拉动物体，以保证测力计示数大小不变保证测力计示数大小不变2 2机械效率的测量机械效率的测量弹簧测力计弹簧测力计刻度尺刻度尺竖直方向竖直方向匀速匀速W有W总第第1313讲讲 功和机械能功和机械能额外额外功的功的产生产生在不考虑绳重和摩擦的情况下，在不考虑绳重和摩擦的情况下

5、，产生额外功的原因是动滑轮的重，产生额外功的原因是动滑轮的重，即即W W额外额外G G动动h h克服摩擦所做的功，即克服摩擦所做的功，即W W额外额外fLfL得出得出结论结论 提升相同重物，滑轮组中提升相同重物，滑轮组中动滑轮个数越多，越省力，机械动滑轮个数越多，越省力，机械效率效率_。同一滑轮组，。同一滑轮组，提升的重物越重，机械效率提升的重物越重，机械效率_提升同一物体时，斜面提升同一物体时，斜面的机械效率与斜面的粗糙的机械效率与斜面的粗糙程度和倾斜角度有关，斜程度和倾斜角度有关，斜面越陡、越光滑，机械效面越陡、越光滑，机械效率率_越低越低越高越高越高越高第第1313讲讲 功和机械能功和机

6、械能3.不同条件下滑轮组机械效率的表达式(1)用滑轮组竖直拉起重物时，W有W总GhFsGhFnhGnF；W有W总Gh（GG动滑轮）hGGG动滑轮(不计摩擦，计动滑轮重)。(2)用滑轮组水平拉动重物时，W有W总fLFsfLFnLfnF。第第1313讲讲 功和机械能功和机械能 考点考点 44机械能及其转化机械能及其转化机机械械能能分类分类定义定义影响因素影响因素动能动能物体由于物体由于_而具有的能而具有的能_； _势势能能重力重力势能势能物体由于物体由于_所决定的能所决定的能 _； _弹性弹性势能势能物体由于发生物体由于发生_而具有的能而具有的能材料及形变程度材料及形变程度1 1认识认识“能能”(

7、1)(1)物体能够物体能够_，表明这个物体具有能量。，表明这个物体具有能量。(2)(2)能量的单位是能量的单位是_。2 2机械能的分类及各自的影响因素机械能的分类及各自的影响因素对外做功对外做功焦耳焦耳运动运动质量质量速度速度高度高度质量质量高度高度弹性形变弹性形变第第1313讲讲 功和机械能功和机械能3.3.机械能守恒定律机械能守恒定律如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和保持如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和保持_。不变不变第第1313讲讲 功和机械能功和机械能1 【2013福州】如图 131 所示的情景中，关于力对杯子做功的描述正确的是()图 131D第第1313讲讲 功和机

8、械能功和机械能2 【2013泰州】下列属于能量单位的是()A瓦特B焦耳C伏特D安培3 【2013重庆】 小明利用如图 132 所示的装置探究滑轮组的特点，他将重为 3 N 的物体匀速提高了 0.5 m，已知绳子自由端的拉力 F 为 2 N，则绳端移动的距离 s 及提起重物时滑轮组的机械效率是()BC第第1313讲讲 功和机械能功和机械能第第1313讲讲 功和机械能功和机械能4如图 133 所示，苹果树上结有甲、乙、丙三个质量相等的苹果，哪一个苹果的重力势能最大()图 133A甲B乙C丙D一样大C第第1313讲讲 功和机械能功和机械能D第第1313讲讲 功和机械能功和机械能C第第1313讲讲 功

9、和机械能功和机械能7 某工人在水平地面上， 用 100 N的水平推力以0.5 m/s的速度匀速推动重 500 N 的物体，使它沿水平方向移动 10m，该过程中工人所做的功是_J，水平推力的功率是_W。100050第第1313讲讲 功和机械能功和机械能考向互动探究与方法归纳C解析 C图甲中重物和动滑轮总重由两段绳子承担，则F甲12(GG动)；图乙中重物和动滑轮总重由三段绳子承担，则F乙13(GG动)，所以图乙省力；每个滑轮重相同， 不计绳重及摩擦，根据W有W总W有W有W额GhGhG动hGGG动知，两个滑轮组机械效率相同，故选 C。第第1313讲讲 功和机械能功和机械能第第1313讲讲 功和机械能

10、功和机械能 用滑轮组提起同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关；用同用滑轮组提起同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关；用同一滑轮组提起不同重物时，被提起的物体越重，机械效率越高。一滑轮组提起不同重物时，被提起的物体越重，机械效率越高。例 2 【2013北京】(多选)下列有关机械能的说法中正确的是()A只要有力对物体做功，物体的机械能就改变B在平衡力作用下，运动的木块的动能保持不变C推出的铅球在下落过程中增加的动能是由重力势能转化来的D如果物体通过的路程与所用时间的比值不变，则物体的机械能不变BC第第1313讲讲 功和机械能功和机械能 解析解析 BC BC如果只有重力或弹力对物体做

11、功，物体的机械能如果只有重力或弹力对物体做功，物体的机械能不变，故不变，故A A错误；在平衡力作用下，运动的物体一定做匀速直线错误；在平衡力作用下，运动的物体一定做匀速直线运动，故物体的动能不变，故运动，故物体的动能不变，故B B正确；推出的铅球在下落过程中正确；推出的铅球在下落过程中动能增加，重力势能减少，增加的动能是由重力势能转化来的，动能增加，重力势能减少，增加的动能是由重力势能转化来的，故故C C正确；当物体在竖直方向上匀速上升或匀速下降时，虽然物正确；当物体在竖直方向上匀速上升或匀速下降时，虽然物体通过的路程与所用时间的比值不变，但是机械能却是变化的，体通过的路程与所用时间的比值不变

12、，但是机械能却是变化的，故故D D错误。错误。 机械能守恒是有条件的：只有重力或弹力做功，没有外力做功。机械能守恒是有条件的：只有重力或弹力做功，没有外力做功。 在判断某个物体的动能和势能的变化时，要抓住在判断某个物体的动能和势能的变化时，要抓住“加速、匀速、减速加速、匀速、减速”来判断物体动能的变化；抓住来判断物体动能的变化；抓住“上升、下降上升、下降”来分析物体重力势能的变化。来分析物体重力势能的变化。第第1313讲讲 功和机械能功和机械能ABD第第1313讲讲 功和机械能功和机械能解析 ABD根据题意知，W有fs，该滑轮组有三段绳子承担力，所以 W总3Fs，则有用功的功率 P有W有tfs

13、tfv；总功的功率 P总W总t3Fst3Fv；装置的机械效率W有W总fs3Fsf3F；W额W总W有3Fsfs(3Ff)s，故 ABD 正确。第第1313讲讲 功和机械能功和机械能第第1313讲讲 功和机械能功和机械能第第1313讲讲 功和机械能功和机械能考题自主训练与名师预测一、选择题1 【2013南京】一个重为 2 N 的皮球从 10 m 高处下落3 m 的过程中，重力对它所做的功为()A20 JB6 JC14 JD26 J2 【2013自贡】将一定滑轮改为动滑轮使用，则它的机械效率在不计绳重和摩擦时()A一定提高B一定降低C一定不变D无法判断BB第第1313讲讲 功和机械能功和机械能3 【

14、2013河南】一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比()A有用功减少，总功减少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，总功减少D第第1313讲讲 功和机械能功和机械能B第第1313讲讲 功和机械能功和机械能D第第1313讲讲 功和机械能功和机械能B第第1313讲讲 功和机械能功和机械能B第第1313讲讲 功和机械能功和机械能8小明到“地王大厦”喜看南宁新变化。当他乘坐直达电梯从一层匀速上升至顶层的过程中，他的()A动能减小，重力势能增大B动能不变，重力势能减小C动能不变，重力势能增大D动能减小，重力势能减小C第第1313讲讲 功

15、和机械能功和机械能6006000第第1313讲讲 功和机械能功和机械能10 【2013沈阳】如图 1312 所示，分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同的高度(不计机械自重和摩擦)，则所用拉力 F甲_F乙(选填“”“”“”或“”)。第第1313讲讲 功和机械能功和机械能11 【2013安徽】我国设计的“中华月球车”今年将登陆月球，图 1313 为该车的模型。物体在月球表面附近受到的重力仅为在地球表面附近所受重力的16，月球车的质量为 120 kg，它在月球表面受到的重力为_N。若它在月 球表 面 上方 竖 直下 落 4 m ，则 重力 对 它做 的 功为_J。(g

16、 取 10 N/kg)图 1313200800第第1313讲讲 功和机械能功和机械能12030第第1313讲讲 功和机械能功和机械能71.4%高高第第1313讲讲 功和机械能功和机械能实验实验次数次数斜面倾斜面倾斜程度斜程度木块重木块重G G/N/N斜面高斜面高度度h h/m/m沿斜面沿斜面拉拉力力F F/N/N木块沿木块沿斜面移斜面移动的距动的距离离s s/m/m斜面的机斜面的机械效率械效率1 1较缓较缓5 50.20.23.33.30.50.560.6%60.6%2 2较陡较陡5 50.250.253.83.80.50.565.8%65.8%3 3最陡最陡5 50.30.34.24.20.

17、50.5第第1313讲讲 功和机械能功和机械能第第1313讲讲 功和机械能功和机械能(1)图(a)实验的目的是探究钢球动能的大小与_的关系。通过木块被推动距离的大小，说明钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小，这种常用的实验方法是_法。(2)图(b)实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下的目的是_。 水平面越光滑，小车受到的摩擦力越_(选填“大”或“小”)，根据小车运动距离的远近，推理得出：运动的物体如果不受外力作用，将永远做_。(3)小明同学想在图(a)的基础上继续探究物体动能的大小与质量的关系， 请你帮他设计实验，写出简要的实验步骤及论证方法。让质量不同的小球从同一高度滚下，观

18、察木块被撞击的远近让质量不同的小球从同一高度滚下，观察木块被撞击的远近速度速度转换转换使小车到达水平面时具有相同的速度使小车到达水平面时具有相同的速度小小匀速直线运动匀速直线运动第第1313讲讲 功和机械能功和机械能87.5%2100 J20 W第第1313讲讲 功和机械能功和机械能解析 (1)h23 m6 m，W有Gh350 N6 m2100 J。(2)W总Fs200 N26 m2400 J，P总W总t2400 J120 s20 W。(3)W有W总2100 J2400 J87.5%。第第1313讲讲 功和机械能功和机械能1人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图 1318 所示为卫星从远地点向近地点运动的过程。针对该过程，以下说法正确的是()图 1318A动能逐渐增大，机械能增大B势能逐渐减小，机械能减小C动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变D动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小C第第1313讲讲 功和机械能功和机械能变大变大杠杆的自重杠杆的自重Gh1Fh2第第1313讲讲 功和机械能功和机械能解析 (1)此时克服钩码的重力做的功为有用功，弹簧测力计处的拉力做的功为总功，所以该杠杆的机械效率为Gh1Fh2。(2)由于钩码与弹簧测力计均在杠杆的同一侧，杠杆的重力影响了机械效率。(3)将钩码的悬挂点由A移至C，则有用功不变，而额外功减少，故机械效率变大。