机械 功与能2.doc

金世教育 九年级物理机械、功与能P 必会知识点：一、滑轮1:定滑轮特点：（轴固定不动）不省力，但能改变动力的方向。（实质是个等臂杠杆）动滑轮特点：省一半力（忽略摩擦和动滑轮重），但不能改变动力方向，要费距离 (实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)。.滑轮组：(1)规律:使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。即F=G/n（G为总重，n为承担重物绳子断数）S=nh（n同上，h 为重物被提升的高度）。(2)绕法:n为奇数时从动（滑轮）开始绕、n为偶数时从定（滑轮）开始绕。2:轮轴：由一个轴和一个大轮组成，能绕共同轴线旋转的简单机械；动力作用在轮上省力，作用在轴上费力。3:斜面：（为了省力）斜面粗糙程度一定，坡度越小，越省力。应用：盘山公路、螺旋千斤顶等。二、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： ，1 J = 1 。 把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。5、应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。 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。三、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？）功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。功的原理告诉我们：使用机械要省力必须 ，要省距离必须 ，既省力又省距离的机械是没有的。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 ，给人类工作带来很多方便。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 理想斜面：斜面光滑 理想斜面遵从功的原理；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 直接对物体做功Gh 。四、机械效率：、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=W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=f L3、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/ 斜面：W总= fL+Gh=FLGhFL=W有 用W总 =4、机械效率： GhFS=GhF2h=G2F=GhFS=GhFnh=GnF= 定义：有用功跟总功的比值。 公式： 斜 面： 动滑轮： 滑轮组 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% 。 提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。5、机械效率的测量：W有用W总 =GhFS=原 理：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S器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。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。结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。B提升重物越重，做的有用功相对就多。C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。 绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。五、功率：PWt=1、定义：单位时间里完成的功 2、物理意义：表示做功 的物理量。3、公式： = F v4、单位：主单位 常用单位 换算：1kW= W 1马力=735W某小轿车功率66kW，它表示：小轿车s 内做功66000J 5、机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。六、动能和势能1、能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能理解：能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。 一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。2、机械能： 和 统称为机械能。理解：有动能的物体具有机械能；有势能的物体具有机械能；同时具有动能和势能的物体具有机械能。七动能转化转化势能弹性势能重力势能、动能和势能的转化1、知识结构：动能和势能之间可以互相转化的。方式有：动能和重力势能之间可相互转化；动能和弹性势能之间可相互转化。2、动能和重力势能间的转化规律：质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；3、动能与弹性势能间的转化规律：如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。4、动能与势能转化问题的分析：首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失机械能不守恒。机械能守恒：只有动能和势能的相互住转化，机械能的总和保持不变。 人造地球卫星绕地球转动，机械能守恒；近地点动能最大，重力势能最小；远地点重力势能最大，动能最小。近地点向远地点运动，动能转化为重力势能。P 难点精讲：例1. 如图所示，重为100N的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4ms的速度作匀速直线运动，弹簧秤的示数为5N。不计滑轮、绳子、弹簧秤的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦。则（ ）A物体A受到水平面的摩擦力为5NB拉力F的功率为4WC若物体A匀速运动2s，拉力F做功为4JD物体A受到的支持力和物体A对水平面的压力是一对平衡力例2.如图所示的装置中，重600N的人用力拉绳，使装置处于静止。装置中的滑轮A重500N，滑轮B重200N，底板C重100N。不计轴摩擦及绳重，人对底板C的压力为_N。例3. 如图所示是使用汽车打捞水下重物的示意图。在将重物从水底拉到井口的过程中，汽车以恒定速度向右运动。忽略水的阻力和滑轮的摩擦，四位同学画出了汽车功率P随时间t变化的图象，其中正确的是（ ）P 巩固提高：一、选择题1、如图所示，三种情况中物体所受的拉力都是F，甲图中物体上升sm，乙图中物体沿斜面向上移动sm，丙图中物体水平移动sm。比较拉力F做功的多少，结论是（ ）A甲图做功最多 B乙图做功最多C丙图做功最多 D做功一样多2、甲、乙两台机械，甲的机械效率是80%，乙的机械效率是60%，若提起相同的重物到同一高度，则（ ）A.使用甲机械做功省力B.使用甲机械做功多C.使用甲机械做的额外功少D.以上说法都不对 3、有甲、乙两辆功率相等的汽车，如果在相同时间内匀速通过距离之比S甲：S乙=2：1，那么( ) A两辆汽车牵引力之比F甲:F乙1:2 B两辆汽车牵引力之比F甲:F乙2:1C两辆汽车做功之比W甲:W乙1:2 D两辆汽车做功之比W甲:W乙2:1 4、甲和乙两位体重相等的同学进行登楼比赛，甲用2分钟登上10楼，乙用1.5分钟登上8楼，则 ( )A 甲和乙两位同学做功之比为10：8。 B甲和乙两位同学做功之比为9：7。C甲和乙两位同学的功率之比为7：12。 D甲和乙两位同学的功率之比为28：27。 5、(10德州)一位父亲与他5岁的儿子磊磊一起上楼回家，对此，下列说法中错误的是（ ） A爬相同的楼梯，儿子体重小做的功少B爬相同的楼梯，父亲体重大做的功多C爬相同的楼梯，儿子比父亲先到达，儿子的功率一定大D爬相同的楼梯, 父亲比儿子先到达，父亲的功率一定大 6、在相同的高度，以相等的速度将三个同样的小球分别沿竖直向上、竖直向下、水平方向抛出，若不计空气阻力。比较它们落地时动能大小，则（ ） A竖直向上抛向上抛出的大 B竖直向下抛出的大C水平方向抛出的大 D一样大7、在相同路面的情况下,汽车在水平的公路上运行时,速度越大,紧急刹车后,前进的距离就越长, 这是因为（ ）A汽车速度越大，受到的地球引力越小 B汽车速度越大，摩擦力越小C汽车速度越大，动能越大 D汽车速度越大，惯性越大 8、如图所示，一小钢球从光滑固定斜面的A点静止释放，相继经过B、C两点，AB=BC,则下列分析正确的是（忽略空气阻力的影响）（ ）A小钢球下滑过程中机械能的总量一直增大B小钢球在AB、BC两段内运动的平均速度相等C小钢球所受重力在AB、BC两段内做功相等D在A、B、C三点中，小钢球在A点具有的动能最大9、在空中沿水平方向匀速飞行的飞机，在向灾区空投放物质的过程中，飞机的: （ ）A动能、重力势能都增大; B动能、重力势能都不变;C动能、重力势能都减小; D动能减小、重力势能不变.10、玻璃杯从一定高处掉到水泥地上会破碎，而掉到沙坑里却不容易破碎老师要求同学针对这一现象，提出一个问题下面是四位同学的发言，其中较有价值且可探究的问题是（ ）A“玻璃杯掉到水泥地上会破碎，是因为地面比较硬” B“玻璃杯从一定高处掉到水泥地上会破碎吗？”C“为什么玻璃杯掉到水泥地上会破碎，而掉到沙坑里却不容易破碎呢？”D“玻璃杯掉到地上是否破碎与下落高度、地面的软硬程度有什么关系？” 11、如图所示，盛有水的小车在光滑的水平面上作匀速直线运动，现打开小车底部的排水孔，排出车内的水。则在排水过程中，对小车的运动速度、小车和车内剩下水的动能的变化，其中正确的是（ ）A 速度增加、动能不变 B速度不变、动能减少 C速度增加、动能减少 D速度减少、动能减少12、小球分别从光滑斜面AB、AC、AD下滑，则小球滑到斜面底端时的动能：（ ）A.从AB滑下时的动能最大; B.从AC滑下时的动能最大;C.从AD滑下时的动能最大; D.从三个斜面滑下时一样大.13、如图所示，一根不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系一小球，O点的正下方固定有一根钉子P。位置1在O点的正下方，位置3与A点等高，位置5是A与l之间的某点，位置2是l与3之间的某点，位置4是高于3的某点。不考虑空气阻力，小球从A点静止释放（ ）A第一次过位置l后最高能到达位置2B第一次过位置l后最高能到达位置4C第二次过位置1后最高能到达位置5D第二次过位置l后最高能到达位置A14、跳水运动是我国在国际领先的优势项目，比赛中，跳水运动员先腾空向上运动后再向下落入水中，若不计空气阻力，运动员从跳起到入水之前的运动过程中，运动员的（ ）A. 动能先减小后增大，重力势能一直减小 B动能先增大后减小，重力势能一直增大C动能先增大后减小，重力势能先增大后减小D动能先减小后增大，重力势能先增大后减小 二、作图题15、如图8-9所示，作出力F的力臂。如图8-10是斜拉旅行箱的简化模型。画出它的动力臂L和阻力臂L，现将一石磙推上台阶，请你在图8-11上画出最小力的示意图。用图8-12所示的滑轮组成滑轮组提升重物，在图中画出最省力的滑轮组的绕线。 三、计算题16、（10达州）如图所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中，工人用400 N的拉力