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9第九讲功和机械能
第九讲功和机械能
【考点自测】
1.做功的两个必要条件是:
,。
一个物体能够做功,这个物体就具有。
2.动能:
物体由于而具有的能叫动能。
运动物体的越大,越大,动能就越大。
3.势能分为和。
4.重力势能:
物体由于而具有的能。
物体越大,被举得越,重力势能就越大。
5.弹性势能:
物体由于发生而具的能。
物体的越大,它的弹性势能就越大。
6.机械能:
和的统称。
(机械能=动能+势能)能量的单位是:
7.什么叫功率:
,单位是。
8.人造卫星饶地球转动时,从近地点转到远地点的过程中人造卫星的重力势能将,动能,速度。
(填“变大”、“变小”、“不变”)。
9.机械效率是与的比值。
总功等于与之和。
10.机械能的转化和守恒:
动能和势能的相互转化过程中,如果没有摩擦等阻力,那么机械能的总量。
【典型例题】
一、竖直滑轮组的η
例1:
用滑轮组匀速提升物体1m,不计绳重和摩擦。
若所提重物重力G=400N,不计
动滑轮重,则拉力F=?
若实际的拉力F=250N,求W有、W额、W总、η、G动
同步练习1、如右图,若η=80%,h=1m,G动=30N,不计绳重和摩擦,求:
W有、W额、W总、G、F
二、水平滑轮组的η
例2:
如图GA=300N,f=30N,SA=1m.求
1F理=?
2若F=15N,求W有、W额、W总、η
同步练习2、如图,GA=100N,F=60N,η=60%,求:
f=?
三、杠杆的η
例3:
用一动力臂是阻力臂3倍的杠杆提升30N的重物1m高,求
1F理=?
2若F=15N,求W有、W额、W总、η、
四、斜面的η
例4:
G=200N,L=8m,h=4m,求:
1F理=?
2若F=120N,求W有、W额、W总、η、f
同步练习4如图所示,斜面长S=10m,高h=4m。
用沿斜面方向的推力F,将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B.运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功。
求:
(1)运动过程中克服物体的重力做的功;
(2)斜面的机械效率;
(3)推力F的大小。
【检测反馈】
1.甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上,乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上。
甲、乙
两人质量相等,甲上行中动能 (选填“增加”“不变”、“减少”)。
某时刻他们的位置如图所示,该时刻甲的重力势能 乙的重力势能,甲的机械能 乙的机械能。
(选填“大于”、“等于”、“小于”)。
若此时上行的扶梯突然停止运动,甲会向前倾,原因是
。
2.现在地震时有发生,于是人们开始重视加固维修房屋,常常可以看到图示的场景。
假如该工人通过滑轮把50㎏的水泥缓缓提升4m到房顶,所用拉力约300N。
该机械的效率约为__________。
3.撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动,完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段:
持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。
到达最高点的过程中是动能和 转化为 ;下落过程中 能逐渐增加。
4.如图所示健身运动的过程中,物体A的质量为4kg,滑轮摩擦不计。
当向下摆动脚腕使细绳拉着物体A缓慢(匀速)提升时,脚腕对细绳拉力的方向在改变、大小 (选填“也改变”或“不变”)。
若2.4s内脚腕将A物体匀速提起0.3m,则对物体A所做的功为 J,功率为 W。
5.如图,滑轮重小于物重(绳重、摩擦不计)。
使用甲图滑轮最大的好处是 ;若匀速提升相同的重物,则F甲 F乙、机械效率?
甲_________?
乙(“<”/“=”/“>”)。
6.如图所示,小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中,忽略空气阻力和摩擦力,仅有动能和势能互相转化,则( )
A.小球在A处的动能等于在D处的动能
B.小球在A处的动能大于在D处的动能
C.小球在B处的机械能小于在C处的机械能
D.小球在B处的机械能等于在C处的机械能
7.如图所示,小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中,下列说法中正确的是(忽略空气阻力)( )
A.他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用
B.他受重力、支持力和摩擦力的共同作用
C.他的重力势能转化成了动能和内能
D.他的重力势能减小,动能增大,机械能不变
8.2010年3月5日12时55分,在酒泉卫星发射中心,“长征四号丙”运载火箭成功地将“遥感卫星九号”送入太空预定轨道。
如图是火箭发射升空时的情景,以下说法正确的是( )
A.火箭上升过程中动能不变,重力势能增大,机械能增大
B.火箭升空利用了力的作用是相互的
C.火箭升空时受到平衡力的作用
D.火箭升空时受到惯性力的作用
9.两个相同的物体G,分别沿光滑斜面AC、BC在相同时间
内由底端拉到顶端所用拉力分别 为F1、F2做的功是
W1、W2功率为P1、P2,则它们的大小关系是( )
A、F1 B、F1 C、F1>F2 W1=W2P1 D、F1=F2W1=W2P1=P2 10.在研究物体的“重力势能和高度因素”有关时,三个相同的木桩被从空中静止的三个的铁块从不同的高度落下撞击,陷入沙坑的情况如图所示,在此实验中: (1)我们是通过观察_____________________________________________来比较各铁块重力势能的大小的? (2)在准备实验器材的时候,需要的三个质量______(相同/不同)的铁球,这样作的目的是: _______________________________________________ (3)从实验的结果来看: 可以得出的结论是: 11.某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图所示,实验数据如下表。 若不计摩擦,比较1和2两次的实验数据,可以看出滑轮组的机械效率与 有关;比较1和3两次的实验数据,可以看出滑轮组的机械效率与 有关。 12.如图,物体重力为30N,在F作用下以0.1m/s速度匀速运动.弹簧测力计示数为5N, 1若不计摩擦,求F做功的功率 2若此滑轮的机械效率为50%,则6S内拉力所做的功为多少? 13.某型号汽车发动机的额定功率为6×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N。 在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求: (1)发动机所提供的牵引力大小; (2)行驶速度的大小; (3)行驶5min牵引力所做的功。 14.如图所示(滑轮组的绕绳未画出),人以600N的力向下拉动绕在 滑轮组的绳子一端10秒,使绳端向下移动了1.5m、重物匀速上升了0.5m,已知滑轮组的机械效率为70%(g=10N/kg)。 (1)人的拉力的功率 多大? (2)被吊起的重物质量多大? (3)按题意画出滑轮组的绕绳。 15.在探究“斜面的机械效率高低与斜面的倾斜程度有什么关系”的实验中,用沿斜面向上的力F拉动小车,使小车从斜面底端匀速运动到斜面顶端,如图所示。 多次改变斜面倾斜程度,部分实验数据记录在下面的表格中,根据表格中数据回答下列问题: 斜面倾斜度 小车重量G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长S/m 有用功W有/J 总功 W总/J 斜面的机械效率 较缓 10 0.1 3 1 1 3 33.3% 较陡 10 0.2 4 1 2 4 50% 最陡 10 0.4 1 6 (1)当斜面“最陡”时,沿斜面拉力为 N;做的有用功为 J;斜面的机械效率为 %。 (2)通过对上述实验数据的分析,你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是: 斜面越陡,需要的拉力越 。 (3)根据上面实验数据,你可以获得该实验探究的初步结论是: 。 【作业与反思】 1.一建筑工人用50N的水平推力推小车,使小车在水平地面上匀速前进了15m,小车受到的阻力为 N。 撤去推力,小车仍然能继续向前运动0.5m,这是由于小车具有 。 在上述小车前进15.5m的过程中,建筑工人对小车做的功为 J。 2.)2010年潍坊市学业水平体育测试立定跳远项目中,体重为500N的某同学从最高点到落地点的过程中,重心下降的最大距离为0.3m,用时0.5s,轨迹如图。 则此过程重力做的功为________J,重力的功率为_________W。 3.如图所示是工厂里用来吊运货物的行车滑轮组。 某次作业时,行车在钢丝绳的自由端用2000N的力,将重6000N的货物匀速竖直提升3m,接着又在水平方向移动6m。 则行车在水平移动货物的过程中,货物重力所做的功是 J;在竖直提升货物的过程中,货物重力所做的功是 J,行车滑轮组提升货物的机械效率为 。 4.过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动。 过山车时而从轨道的最低端上升到最高端,时而从最高端飞驰而下(如图)。 不计能量损失,下列说法正确的是 A.a点机械能小于b点机械能 B.d点动能最大,b点势能最大,c点机械能最大 C.由a到b的过程中,动能减少,势能增大,机械能不变 D.由b到c的过程中,动能增大,势能减少,机械能变大 5.如图是甲、乙两物体所做功和所需时间的关系图象,根据图示意义,下列结论中正确的是 ( ) A、甲做功一定比乙做功快 B、甲做功一定比乙做功慢 t/s C、甲做功一定比乙做功多 D、甲做功一定比乙做功少 6.、关于功、功率、机械效率,下列说法正确的是 ( ) A、机械效率越高,做功越快 B、机械效率越高,做功越多 C、机械的功率越大,做功越多 D、机械的功率越大,做功越快 7.牵引功率相同的两辆汽车,在相等的时间内沿水平的公路通过的距离之比为4∶5,则下列结论正确的是 ( ) A、两车发动机牵引力之比为4∶5, B、两车发动机牵引力之比为5∶4 C、两车发动机做功之比为4∶5 D、两车发动机做功之比为5∶4 8.用图6所示的滑轮组提升重物,已知物体重为200N,人用125N的拉力向下拉动绳子,5s内可使物体匀速上升2m,求: (1)拉力所做的功和拉力的功率; (2)滑轮组的机械效率。 9.如图所示,下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度的关系”实验时,得到如下实验数据。 (1)此探究实验是采用了_____________的物理研究方法。 (2)请将上表中空格补充完整. (3)请你根据表中的实验数据,得出要探究的实验结论: 结论一: ___________________________________________________________。 结论二: ____________________________________________________________。 10.加勒比岛国海地当地时间2010年1月12日下午发生里氏7.3级强烈地震,首都太子港及全国大部分地区受灾情况严重。 地震发生后,国际社会纷纷伸出援手,表示将向海地提供人道主义援助。 中国救援队在搜救过程中发现一名生还者被一块约1.8吨的建筑材料堵在一个狭小的空间里,材料与地面接触面积约为1.5m2。 (1)建筑材料对地面的压强为多大? (g取10N/kg) (2)由于条件限制,救援队只能用如图17所示的滑轮将建筑材料吊离,若在起吊过程中滑轮组的机械效率为80%,求此过程中绳子自由端所施加的拉力。 (3)若拉动材料的时,材料向上的速度为0.01m/s,则拉力做功的功率是多少? 反思: 本次出错的题目有: 错误原因是: 第九讲答案 【考点自测】 1.作用在物体上的力物体在力的方向上移动一段距离能 2.运动质量速度 3.重力势能弹性势能 4.被举高质量高 5.弹性形变弹性形变量 6.动能势能焦耳 7.物体单位时间所做的功焦耳 8.变大变小变小 9.有用功总功有用功额外功 10.守恒 【典型例题】 例1W有=400JW额=100JW总=500Jη=80%G动=100N 同步训练1W有=120JW额=30J、W总=150JG=20NF=50N 例2.F=10NW有=30JW额=15JW总=45Jη=66.7% 同步训练2.72N 例3.F=10NW有=30JW额=15JW总=45Jη=66.7% 3例4.F=100NW有=800JW额=160JW总=960Jη=83.3%f=20N 同步训练4. (1)400J (2)80% (3)50N 【检测反馈】 1.不变 等于 小于甲脚受到摩擦力立即停止,而上身由于惯性继续向前运动 2.83.3% 3.弹性势能 重力势能 动 4.不变 12 5 5. 可以改变动力的方向 > > 6.答案: D 7.答案: B 8.答案: B 9.答案: A 10.陷入深度相同 相同质量不同高度的物体重力势能不同 11.答案: 动滑轮的个数(或动滑轮的总重)提升的物重 12.0.5W6J 13. 答案: (1)由于汽车匀速行驶时,受平衡力的作用,所以牵引力F=f=1800N (2分) (2)由P=Fυ得: 汽车匀速行驶速度υ=P/F=6×104W/1800N=33.3m/s (3分) (3)w=Pt=6×104W×5×60s=1.8×107J 14.答案: 解: 根据S=nh得n=3 (1)根据W=FS=600N×1.5m=900J 根据P=W/t=900J/10s=90W(或者根据P=Fv来求,同学们自己试一试) 15.6N4J66.7%大斜面越陡峭机械效率越高 【作业与反思】 1.答案: 50 惯性 750 2.答案: 150 300 3.答案: 0,1.8×104,75%。 4.答案: C 5.A 6.D 7.B 8.答案: (1)W=500J P=100W (2)80% 9.答案: (1)控制变量 (2)0.756 0.9 84 (3)斜面的光滑程度相同时,斜面的倾斜角度越大(小),机械效率越高(低); 斜面的倾斜程度相同时,斜面的表面越粗糙(光滑),机械效率越低(高) 10.答案: (1)物体所受的重力: 材料对地面的压强: (2)在竖直提升的过程中,s=5h, 由 得 拉力的功率为:
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- 9第九讲 功和机械能 第九 机械能