2012年中考物理复习课件：第十五章-功和机械能解析

2012年中考物理复习(fùxí)课件：第十五章-功和机械能解析第一页，共37页。1、功的两个必要(bìyào)因素：①作用(zuòyòng)在物体上的力F②物体在力的方向上通过(tōngguò)的距离S.一、功不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。2．功的计算力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：W=FS。

3．功的单位：焦耳〔J〕，1J=1N·m。把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0．5J。

第二页，共37页。一、功4．应用功的公式注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S一定是在力的方向(fāngxiàng)上通过的距离，强调对应。③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。第三页，共37页。1、如图5所示的四种情景中，人对物体做功的是〔〕2、以下关于力做功的说法，正确的选项是〔〕A．人提着箱子(xiāngzi)站在地面不动，手的拉力对箱子(xiāngzi)没有做功B．人把箱子(xiāngzi)从二楼提到三楼，手的拉力对箱子(xiāngzi)没有做功C．汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功D．过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功CＡ第四页，共37页。一、是否(shìfǒu)做功的判断例3．〔2019柳州(liǔzhōu)〕以下实例，力对物体做功的是〔〕A．举重运发动举着杠铃不动B．小明将水桶从地面上提起C．吊车吊着货物在空中水平匀速移动D．用力搬桌子而未搬起B第五页，共37页。二、功的原理(yuánlǐ)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(shuōmíng)：〔请注意理想情况功的原理可以如何表述？〕

①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。

②功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。

③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、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。

④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〕。第六页，共37页。二、功的原理(yuánlǐ)3．应用：斜面

①理想斜面：

指斜面光滑；②理想斜面遵从功的原理；

③理想斜面公式：FL=Gh，其中：F：沿斜面方向(fāngxiàng)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，那么：FL=fL+Gh；这样F做功就大于直接对物体做功Gh。第七页，共37页。A第八页，共37页。三、机械效率(jīxièxiàolǜ)1.有用功：无论采取哪种方法(fāngfǎ)都必须做的功。即：为到达目的所必须做的功。〔1〕举高重物(zhònɡwù)：W有用=G物·hW有用=f摩擦·s〔2〕在粗糙水平面上移动物体：第九页，共37页。2.额外(éwài)功：〔1〕克服(kèfú)机械自重做功：W额外(éwài)=G动滑轮·h使用动滑轮或滑轮组：〔2〕克服机械间的摩擦做功：使用斜面：W额外=f摩擦·L并非人们需要但又不得不做的功。第十页，共37页。3.总功：W总=W有用(yǒuyònɡ)+W额外公式(gōngshì)〔1〕：公式(gōngshì)〔2〕：W总=F动力·s动力作用在机械上的动力动力作用点移动的距离有用功和额外功的和，叫总功。第十一页，共37页。4.机械效率(jīxièxiàolǜ)公式：第十二页，共37页。ηGhFL=ηGhFs=GhFh=GF=ηGhFs=GhF·2h=G2F=ηGhFs=GhF·nh=GnF=斜面(xiémiàn)滑轮组动滑轮定滑轮η=Gh/(Gh+fL)η=Gh/〔Gh+G轮h〕动滑轮，滑轮组5.常用(chánɡyònɡ)机械的效率公式：第十三页，共37页。一、有用功、额外(éwài)功和总功的判断例1、如图，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了lm。拉绳子的力F为500N，那么提升重物的过程中()A．绳子自由端被拉下3mB．做的有用功是800JC．拉力F的功率(gōnglǜ)是80WD．滑轮组的机械效率是60％B第十四页，共37页。二、机械效率的判断(pànduàn)及计算例2.如图22所示装置，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F1为500N，货物在1min内匀速上升(shàngshēng)了5m。〔1〕请在图上画出绳子的绕法；〔2〕求滑轮组的机械效率；〔3〕如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功。G图22第十五页，共37页。四、功率(gōnglǜ)1．定义：单位时间里完成的功。2．物理意义：表示(biǎoshì)做功快慢的物理量。3．公式：

4．单位：主单位W；常用单位kWMW马力。

换算：1kW=103W

1MW=106W

1马力=735W。

某小轿车功率66kW，它表示(biǎoshì)：小轿车1s内做功66000J。

第十六页，共37页。四、功率(gōnglǜ)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(biǎoshì)做功的快慢，即单位时间内完成的功；

机械效率表示(biǎoshì)机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。第十七页，共37页。1、图16是工厂车间(chējiān)里用来吊运物体的天车及其滑轮组示意图，钢丝绳用2000N的力将重为6000N的物体匀速吊起．假设在1min内，货物从地面被提升到6m高处，求：〔1〕钢丝绳提升货物时所做的有用功和有用功率；〔2〕滑轮组的机械效率；〔3〕要提高滑轮组的机械效率，可采用哪些方法？〔答出2种方法即可〕解：〔1〕W有＝Gh＝6000N×6m＝3.6×104JP有＝W／t＝3.6×104J／60s＝600w〔2〕W总＝FS＝F4h＝2000N×4×6m＝4.8×104Jη＝W有／W总＝3.6×104J／4.8×104J＝75%〔3〕减小动滑轮、绳重、减小摩擦(mócā)等第十八页，共37页。2、如图6所示，将体积为2.０×l０-3m3的松木(sōnɡmù)块，沿斜面匀速上拉时弹簧测力计的示数为4N．松木块沿斜面移动lm，上升的高度为30cm．求：(1)松木(sōnɡmù)块的重力．(2)斜面的机械效率．(g=10N／kgρ木=0.5×lO3kg／m3。)解：〔1〕G＝mg＝ρVg＝0.5×lO3kg／m3×2.０×l０-3m3×10N／Kg＝10N〔2〕W有＝Gh＝10N×30×10－2m＝3JW总＝FS＝4N×1m＝4Jη＝W有／W总＝3J／4J＝75%第十九页，共37页。顶时，耗时15min，汽车发动机的牵引力为4000N。求：〔1〕汽车行驶(xíngshǐ)的速度。〔2〕汽车发动机牵引力做的功。〔3〕汽车发动机牵引力的功率。解：〔1〕v＝S／t＝5.4×103m／15×60s＝6m/s〔2〕W＝FS＝4000N×5.4×103m＝2.16×107J〔3〕P＝Fv＝4000N×6m/s＝2.4×104w第二十页，共37页。例7：某实验小组在“测滑轮组机械效率〞的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。(1)比较第1次实验和第2次实验可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越。(2)第3次实验中所做的有用功是J，机械效率是____。(3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功(选填“增大〞或“减小〞)，因而，由第2、3次实验可知(kězhī)：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。(4)综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，额外功(选填“增大〞或“减小〞)。大

72.7％

增大(zēnɡdà)减小

第二十一页，共37页。作业(zuòyè)一：．8、在“测定动滑轮机械效率〞的实验中，用同一(tóngyī)滑轮进行了两次实验，实验数据如下：⑴实验中应拉弹簧测力计．⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为_______；第二次实验时滑轮组的机械效率(选填“大于〞、“小于〞或“等于〞〕第一次实验时的机械效率．⑶假设不计摩擦，该动滑轮的重为__________。

实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/cm测力计示数F/N测力计移动距离s/cm12101.5202553.010匀速竖直(shùzhí)66.7%大于1N

第二十二页，共37页。9、如图，用10N的力F拉着物体在

水平面上使物体匀速运动，物体运动速度为20cm/s,〔1〕假设(jiǎshè)不计绳重及摩擦，求物体受到地面的摩擦力为多大？拉力的功率为多大？(2)假设(jiǎshè)考虑绳重及摩擦，实际拉力为12N，那么滑轮组的机械效率为多大？

F第二十三页，共37页。解；(1)不计绳重及摩擦，f=3F=3X10N=30NF=FX3V物(2)η=W有用/W总物F=f/3F=30N/3X12N=83.3%答：物体受到地面(dìmiàn)的摩擦力为30N,拉力的功率为6W.滑轮组的机械效率为83.3%第二十四页，共37页。五、机械能〔一〕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(lǐjiě)：①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。

②一个物体“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。第二十五页，共37页。五、机械能2．知识结构：

第二十六页，共37页。五、机械能3．探究决定动能大小的因素：

①猜测：动能大小与物体质量(zhìliàng)和速度有关。

②实验研究：研究对象：小钢球

方法：控制变量。

·如何判断动能大小：看小钢球能推动木块做功的多少。

·如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，那么到达斜面底端时速度大小相同。

·如何改变钢球速度：使钢球从不同高度滚下

第二十七页，共37页。五、机械能3．探究决定(juédìng)动能大小的因素：

③分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大。

保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大；

④得出结论：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。第二十八页，共37页。五、机械能4．机械能：动能和势能(shìnéng)统称为机械能。

理解：①有动能的物体具有机械能；②有势能(shìnéng)的物体具有机械能；③同时具有动能和势能(shìnéng)的物体具有机械能。第二十九页，共37页。五、机械能〔二〕动能和势能的转化

1．知识结构：

2．动能和重力势能间的转化规律：①质量一定的物体，如果加速下降(xiàjiàng)，那么动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能。

②质量一定的物体，如果减速上升，那么动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。

第三十页，共37页。五、机械能〔二〕动能和势能的转化3．动能与弹性势能间的转化规律：

①如果一个(yīɡè)物体的动能减小，而另一个(yīɡè)物体的弹性势能增大，那么动能转化为弹性势能。

②如果一个(yīɡè)物体的动能增大，而另一个(yīɡè)物体的弹性势能减小，那么弹性势能转化为动能。

第三十一页，共37页。五、机械能〔二〕动能和势能的转化4．动能与势能转化问题的分析：

⑴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。

⑵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(méiyǒu)其他外力做功〔即：没有(méiyǒu)其他形式能量补充或没有(méiyǒu)能量损失〕，那么动能势能转化过程中机械能不变。

⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动〞那么“光滑〞表示没有(méiyǒu)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。第三十二页，共37页。1、超市的自动扶梯把小明从一楼匀速送到二楼的过程中，小明的〔〕A．动能减小，势能增大，机械能不变B．动能增大，势能增大，机械能增大C．动能不变，势能增大，机械能增大D．动能不变，势能不变，机械能不变2、用绳子把一个铁锁悬挂起来．把铁锁拉到刚好贴着