功與機(jī)械能課件 (人教新課標(biāo)版)

┃物理·新課標(biāo)（RJ）┃回眸教材析知識┃回眸教材析知識┃物理·新課標(biāo)（RJ）1．功的必要因素：某同學(xué)踢足球，球離腳后飛出10m遠(yuǎn)，足球飛出10m的過程中人不做功。力學(xué)里規(guī)定：功等于

。功包括兩個必要因素：一是作用在

；二是物體在

的方向上通過的距離。不做功的三種情況：

，例如提重物卻沒有提起；有距離無力，如踢出去的足球在地面上滾動過程；力和距離垂直，例如物體在水平冰面上滑行，水平方向沒有力做功，此時雖然有重力作用在物體上，但重力沒有做功。力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積力物體上的力有力無距離物理·新課標(biāo)（RJ）┃回眸教材析知識2．功的原理：事實告訴我們，使用扳手?jǐn)Q螺絲要省力必須費

，釣魚時要省距離必須

，既

的機(jī)械是沒有的。使用機(jī)械時，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功，即：

。使用機(jī)械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因為使用機(jī)械或者可以

、或者可以

、也可以改變

，給人類工作帶來很多方便。距離費力省力又省距離使用任何機(jī)械都不省功省力省距離力的方向物理·新課標(biāo)（RJ）我們做題遇到的多是理想機(jī)械(忽略摩擦和機(jī)械本身的重力)：使用機(jī)械時，人們所做的功(Fs)

直接用手對重物所做的功(Gh)3．機(jī)械效率①機(jī)械效率是指有用功跟總功的

。不同機(jī)械的機(jī)械效率表達(dá)式：等于比值物理·新課標(biāo)（RJ）回眸教材析知識物理·新課標(biāo)（RJ）┃回眸教材析知識快慢

單位時間

物理·新課標(biāo)（RJ）

回眸教材析知識5．機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化蕩秋千時，人處于最高點時，由于人被舉高而具有

能，下降過程中，高度

，重力勢能減小，速度逐漸增大，動能

，即人的重力勢能向動能轉(zhuǎn)化，到達(dá)最低點，人的速度最大，動能最大，高度最小，重力勢能最小，繼續(xù)向最高點上升過程中，

能又轉(zhuǎn)化為

能，再次到達(dá)最高點時，動能減小到零，轉(zhuǎn)化為的重力勢能最大。轉(zhuǎn)化過程中，若沒有能量損失，機(jī)械能的總量不變，即兩者之和不變，這就是機(jī)械能守恒。減小增大重力勢

動重力勢

物理·新課標(biāo)（RJ）

┃回眸教材析知識動能不僅與速度有關(guān)，還與物體的質(zhì)量有關(guān)，速度相同時，質(zhì)量越大，動能越

；同速行駛的火車動能大于汽車的動能。重力勢能不僅與高度有關(guān)，還與物體的質(zhì)量有關(guān)，高度相同時，質(zhì)量越大，重力勢能也越

，高度相同的鐵釘和鐵錘，鐵釘重力勢能要

鐵錘的重力勢能。大大小于典例1：做功的兩個必要因素┃典例精析把方向┃物理·新課標(biāo)（RJ）例1下列實例中，力對物體沒有做功的是(

)A．起重機(jī)吊起重物B．馬拉車，車未動C．跳水運動員從跳臺跳下D．舉重運動員，將杠鈴舉起物理·新課標(biāo)（RJ）┃典例精析把方向[解析]B判斷做功一看是否有力作用在物體上，二看物體是否在力的方向上通過距離。A中，起重機(jī)對重物有力的作用，“吊起”是通過了距離。D同理。跳水運動員受到的重力向下且移動了距離，故重力做功，C對。B中車沒有移動距離，故力沒有做功。物理·新課標(biāo)（RJ）精析把方向物理·新課標(biāo)（RJ）

典例精析把方向典例2：功率的測量

例2

如圖Z15－1所示，粗略測量小明同學(xué)引體向上運動的功率時，下列物理量不需要測量的是(

)A．小明的質(zhì)量B．單杠的高度C．每次身體上升的高度D．做引體向上的時間[答案]B物理·新課標(biāo)（RJ）[解析]測定功率的大小需要測量功的大小與時間的大小，而功的大小可以測出人的質(zhì)量大小與引體時身體上升的高度，然后算出功率的大小，因此不需要測單杠的高度。物理·新課標(biāo)（RJ）

┃典例精析把方向物理·新課標(biāo)（RJ）典例3：機(jī)械效率的探究例3用如圖Z15－2所示的實驗裝置測量杠桿的機(jī)械效率。實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升。物理·新課標(biāo)（RJ）(1)實驗中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測力計的示數(shù)F為__________N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測力計移動距離s為0.3m，則杠桿的機(jī)械效率為____________________________________%。請寫出使用該杠桿做額外功的一個原因：_________________________________________。(2)為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，一位同學(xué)用該實驗裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點，測量并計算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù)：物理·新課標(biāo)（RJ）次數(shù)鉤碼懸掛點鉤碼總重G/N鉤碼移動距離h/m拉力F/N測力計移動距離s/m機(jī)械效率η/%1A1.50.100.70.3071.42B2.00.151.20.3083.3根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論？答：__________________；請簡要說明兩條理由：①________________________；②______________________________________。物理·新課標(biāo)（RJ）┃典例精析把方向[答案]

(1)0.5

66.7由于使用杠桿時需要克服杠桿自重(克服摩擦力)等做功(2)不能兩次實驗時鉤碼沒有掛在同一位置僅根據(jù)一次對比實驗所得結(jié)論是不可靠的物理·新課標(biāo)（RJ）物理·新課標(biāo)（RJ）物理·新課標(biāo)（RJ）

典例精析把方向典例4：機(jī)械能的探究例4

在學(xué)習(xí)勢能知識時，小明同學(xué)猜想物體的重力勢能的大小可能與以下三個因素有關(guān)：①物體高度，②物體質(zhì)量大小，③物體所處地理位置。為了證明自己的猜想，首先決定對因素①進(jìn)行驗證。他把橡皮泥平鋪在水平面上，讓1個小球從不同高度自由下落，記錄結(jié)果如表所示：實驗次數(shù)球離橡皮泥高度/米凹痕程度10.5很淺21.0比較淺32.0比較深44.0較深物理·新課標(biāo)（RJ）(1)該同學(xué)依據(jù)________判斷重力勢能的大??；(2)本實驗的結(jié)論是________；(3)若想對因素②進(jìn)行驗證，你認(rèn)為實驗中應(yīng)控制的變量是________。[答案]

(1)橡皮泥凹痕深淺程度(2)同一物體高度越高重力勢能越大(3)高度和實驗地點(地理位置)物理·新課標(biāo)（RJ）第15章多功和機(jī)械能┃典例精析把方向

實戰(zhàn)演習(xí)成高手┃實戰(zhàn)演習(xí)成高手┃物理·新課標(biāo)（RJ）1．將一個省力的機(jī)械和一個省距離的機(jī)械組裝成一個組合機(jī)械，當(dāng)利用這個組合機(jī)械做功時(

)A．一定不能省功B．一定可以省力C．一定可以省距離D．一定能省功

實戰(zhàn)演習(xí)成高手物理·新課標(biāo)（RJ）[解析]A解決此類問題關(guān)鍵是把握住功的原理——“使用任何機(jī)械都不省功”。本題將一個省力的機(jī)械和一個省距離的機(jī)械組裝成一個組合機(jī)械，貌似將兩種機(jī)械的優(yōu)點都利用了，可以省功，給人以誤導(dǎo)，其實省力的機(jī)械必定要費距離，省距離的機(jī)械肯定費力，但是這個組合有可能省力，也有可能省距離，但不是“一定”，總之是不會省功的。

實戰(zhàn)演習(xí)成高手物理·新課標(biāo)（RJ）2．兩名舉重運動員，甲比乙高，如果他們舉起相同質(zhì)量的杠鈴所用的時間相等，如圖Z15－3所示，則(

)A．甲運動員做功較多，功率較小B．甲運動員做功較多，功率較大C．甲運動員做功較多，他們的功率相等D．甲、乙運動員做功相等，功率相等

┃實戰(zhàn)演習(xí)成高手物理·新課標(biāo)（RJ）

┃實戰(zhàn)演習(xí)成高手物理·新課標(biāo)（RJ）[解析]B在杠鈴重力相同的情況下，舉得越高，做的功越多。做功時間相同，做功多的功率大。實戰(zhàn)演習(xí)成高手物理·新課標(biāo)（RJ）3．如圖Z15－4所示，AB＝3AE，AC＝2AE，AD＝1.5AE，若把物體從斜面底部沿AB、AC、AD三個斜面勻速拉到頂端A時，(不計摩擦)則(

)A．沿著AB用的拉力最小，做功最多B．沿著AC用的拉力最小，做功最多C．沿著AD用的拉力最小，做功也最小D．沿著三個斜面用的拉力不相等，做功一樣多第15章多功和機(jī)械能┃實戰(zhàn)演習(xí)成高手物理·新課標(biāo)（RJ）實戰(zhàn)演習(xí)成高手物理·新課標(biāo)（RJ）[解析]D沿著光滑斜面拉動物體時，人們所做的額外功為0，則有用功等于總功，所以拉力所做的功相同，斜面是省力機(jī)械，且當(dāng)斜面光滑且高度相等時，斜面越長越省力。┃實戰(zhàn)演習(xí)成高手物理·新課標(biāo)（RJ）4．小明用兩個相同的滑輪組成不同的滑輪組(如圖Z15－5所示)，分別將同一物體勻速提高到相同高度，滑輪組的機(jī)械效率分別為η1、η2。下列關(guān)系正確的是(忽略繩重及摩擦)(

)A．F1>F2，η1＝η2B．F1>F2，η1>η2C．F1<F2，η1＝η2D．F1<F2，η1>η2[答案]A

實戰(zhàn)演習(xí)成高手物理·新課標(biāo)（RJ）

實戰(zhàn)演習(xí)成高手物理·新課標(biāo)（RJ）5．學(xué)校新近買了30套總質(zhì)量為300kg的物理實驗器材，每套一箱?，F(xiàn)在，某實驗員需要把這批實驗器材搬運到14m高的物理實驗室。(1)該實驗員需要做多少功？(不考慮他克服自身重力所做的功，取g＝10N/kg)(2)假設(shè)他身體可以提供的功率P如圖Z15－6那樣取決于所搬運物體的質(zhì)量m。若要盡可能快地把這批器材搬上去，那么他每次搬運的箱子數(shù)應(yīng)為______個。(3)不考慮搬起箱子、放下箱子和下樓的時間，求他搬運這批實驗器材的最短時間。戰(zhàn)演習(xí)成高手物理·新課標(biāo)（RJ）習(xí)成高手物理·新課標(biāo)（RJ）物理·新課標(biāo)（RJ）[解析]功的計算是初中物理的重要計算之一，但是都不會很難，而是比較簡單，比較基礎(chǔ)，如本題就是要計算出將質(zhì)量為300kg的物體舉高14m所做的功，有力也有距離，且這個距離就是物體在力的方向上通過的距離，符合做功的兩個必要條件。第(2)問中可以看出人的功率與所搬運的物體之間有一定的關(guān)系，并不是正比或者反比，而是當(dāng)質(zhì)量為30kg時，功率最大，而30套器材的總質(zhì)量為300kg則一套的質(zhì)量為10kg，所以每次搬3個功率最大。計算第(3)問時，可以用總功與最大功率之比求得時間。

試卷講評針對練┃試卷講評針對練┃物理·新課標(biāo)（RJ）第十五章過關(guān)測試第3題針對訓(xùn)練1．[2011·江津中考]某建筑工地要將同一個箱子從地面搬上二樓，如果分別采用如圖Z15－7所示的兩種搬運方式，關(guān)于F1和F2做功及相關(guān)情況，以下判斷正確的是(

)A．兩種方式所做的總功一定相等B．兩種方式功率一定相等C．兩種方式機(jī)械效率一定相等D．兩種方式所做的有用功一定相等物理·新課標(biāo)（RJ）[答案]D物理·新課標(biāo)（RJ）第十五章過關(guān)測試第6題針對訓(xùn)練2．學(xué)校新購了一箱物理器材，小云同學(xué)將它從一樓搬到三樓，小彬同學(xué)想測定小云搬運器材過程中對箱子做功的功率。【實驗器材】________、________、________；【實驗步驟】小彬同學(xué)設(shè)計的測量步驟如下，其中多余的是(

)A．測出箱子的質(zhì)量mB．測出樓梯的總長度L第15章多功和機(jī)械能┃試卷講評針對練物理·新課標(biāo)（RJ）C．測出一樓到三樓的豎直高度hD．測出小云上樓所用的時間tE．算出小云搬運箱子的功率P【實驗設(shè)計】請你在虛線框內(nèi)幫小彬設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格。卷講評針對練物理·新課標(biāo)（RJ）[答案]【實驗器材】秒表卷尺磅秤【實驗步驟】

B【實驗設(shè)計】箱子的質(zhì)量m/kg一樓到三樓的豎直高度h/m所用的時間t/s功率P/W

試卷講評針對練物理·新課標(biāo)（RJ）[解析]本題考查對功率的測量，要測量功率，首先明確功率由哪些因素決定，從而確定實驗中要測量的物理量。講評針對練物理·新課標(biāo)（RJ）3．小明用兩個相同的滑輪組成不同的滑輪組(如圖Z15－8所示)，分別將同一物體勻速提升到相同高度，滑輪組的機(jī)械效率分別為η1、η2。下列關(guān)系正確的是(忽略繩重及摩擦)(

)A．F1>F2，η1＝η2B．F1>F2，η1>η2C．F1<F2，η1＝η2D．F1<F2，η1>η2[答案]A

試卷講評針對練物理·新課標(biāo)（RJ）4．如圖Z15－9所示，物體A以0.5m/s的速度在水平面上做勻速直線運動，此時彈簧測力計的讀數(shù)為2N，物體A受到的摩擦力為______N,2s內(nèi)拉力F所做的功為______J，拉力F做功的功率為______W。[答案]4

4

2┃試卷講評針對練物理·新課標(biāo)（RJ）5．[2011·煙臺中考]小明利用裝有細(xì)沙的盒子、小桌、砝碼、木塊等器材，探究“重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)”，其過程如圖Z15－10所示。(1)小明通過觀察什么來判斷重力勢能的大??？(2)分析比較甲、乙兩圖中的實驗現(xiàn)象，得出的結(jié)論是什么？(3)圖乙和圖丙探究的問題是什么？物理·新課標(biāo)（RJ）物理·新課標(biāo)（RJ）[答案](1)觀察小桌陷入沙中的深度。(2)質(zhì)量相同，物體高度越高，重力勢能越大。(3)重力勢能的大小與物體的質(zhì)量的關(guān)系。物理·新課標(biāo)（RJ）6．在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”實驗中，某同學(xué)用如圖Z15－11所示的同一滑輪組分別做了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄如表所示：卷講評針對練物理·新課標(biāo)（RJ）試卷講評針對練物理·新課標(biāo)（RJ）實驗次數(shù)鉤碼重/N鉤碼上升的距離/cm彈簧測力計的讀數(shù)/N彈簧測力計上升的距離/cm機(jī)械效率1280.82483.3%2451.515361090.9%

試卷講評針對練物理·新課標(biāo)（RJ）(1)在表中的空格處填上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)。(機(jī)械效率用百分?jǐn)?shù)表示，保留一位小數(shù))(2)在實驗操作中應(yīng)豎直向上________拉動彈簧測力計。(3)從實驗數(shù)據(jù)分析得出：使用同一滑輪組，________可以提高滑輪組的機(jī)械效率。(4)滑輪組的機(jī)械效率可能還與其他因素有關(guān)，請你作出恰當(dāng)?shù)牟孪耄夯喗M的機(jī)械效率與________因素有關(guān)(寫出一種影響因素即可)。卷講評針對練物理·新課標(biāo)（RJ）[答案](1)88.9%

2.2

30

(2)勻速(3)增加物重 (4)動滑輪重、繩與滑輪的摩擦等試卷講評針對練物理·新課標(biāo)（RJ）7．電動自行車輕便、實用、無污染，很受人們喜愛。若某人騎電動自行車在一段平直的公路上勻速行駛了150m，用時30s，電動自行車的牽引力為20N。在此過程中，求：(1)電動自行車速度的大小。(2)牽引力所做的功。(3)牽引力做功的功率。[答案](1)5m/s

(2)3000J

(3)100W試卷講評針對練物理·新課標(biāo)（RJ）試卷講評針對練物理·新課標(biāo)（RJ）8．如圖Z15－12所示，斜面長s＝10m，高h(yuǎn)＝4m。用沿斜面方向的推力F，將一個重為100N的物體由斜面底端A勻速推到頂端B，運動過程中物體克服摩擦做了100J的功。求：(1)運動過程中克服物體的重力做的功。(2)斜面的機(jī)械效率。(3)推力F的大小。[答案](1)400J

(2)80%

(3)50N物理·新課標(biāo)（RJ）物理·新課標(biāo)（RJ）物理·新課標(biāo)（RJ）1．如圖Z15－13所示，將木塊放在粗糙程度相同的水平桌面上，小華沿直線水平勻速拉動木塊，在木塊運動過程中(

)A．木塊對桌面的壓力大于木塊受到的重力B．