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第十五章单元知识小结功和机械能(1)、做功的两个必要因素一是:作用在物体上的力;二是:物体在力的方向上通过的距离。⑵、不做功的三种情况:
有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。即物体受力没有移动;是物体沿力方向通过的距离;物体凭惯性运动。(3)、功的公式W=FS(4)、单位焦耳(J)(5)、功的原理:使用任何机械都不省功功1、物理学中所说的“功”含有
的意思,具体地讲,力学里所说的功包括两个必要因素:一是
,二是
。
2、功的计算公式为
,其中,F表示
,s表示
。3、在国际单位制中,力的单位是
,距离的单位是
,功的单位是
,它的专门名称叫
,简称
,符号是
,1J=
.4、功的原理
。功效作用在物体上的力物体在这个力的方向上移动的距离W=Fs作用在物体上的力在力的方向上移动的距离牛米牛·米焦耳焦J1N·m使用任何机械都不省功基础知识回顾例题、某同学踢足球,球离脚后飞出10m远,足球飞出10m的过程中人不做功。(原因是足球靠惯性飞出)。(1)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=FS(2)功的单位:焦耳,1J=1N·m
。把一个鸡蛋举高1m,做的功大约是0.5J
。(3)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一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。③功的单位“焦”(牛·米=焦)例题:质量为50Kg雪橇上装载了350Kg的货物,一匹马拉着它匀速运到3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N,求马运货时做的功。例题:某同学一次将5块砖从地面举高到0.8m高的汽车上,如果每块砖重20N,他一次做的功是多少?
注意:物体提升(或举起)重物的过程,称做为克服重力做功的过程例题:一个人沿水平方向匀速推一辆受阻力50N的车前进2m,求这个人对车做功多少?注意:水平匀速推小车的过程,称做为克服阻力做功的过程1.在下列几种情况中,力对物体做功的是()A、冰球在光滑的冰面上匀速滑动B、小孩用力推箱子,箱子未被推动C、学生背着书包站在水平公路上匀速行驶的汽车上D、清洁工把一桶水从地上提起2、起重机把8000N的重物竖直向上匀速提升5m后又沿水平方向匀速移动了2m,在这一过过程中钢丝绳向上的拉力对物体做功多少焦?3、重50牛的物体,在20牛顿的水平拉力作用下,沿水平地面前进了0.5m,试问拉力、重力各做了多少功?
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。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)功的原理:(3)应用:斜面①理想斜面:斜面光滑理想斜面遵从功的原理;②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做功就大于直接对物体做功Gh。
1、如图5所示的四种情景中,人对物体做功的是()C专题训练2、下列关于力做功的说法,正确的是()
A.人提着箱子站在地面不动,手的拉力对箱子没有做功
B.人把箱子从二楼提到三楼,手的拉力对箱子有做功
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AB(1)定义:单位时间里完成的功(2)物理意义:表示做功快慢的物理量。(3)公式:P=W/t=Fv根据功率的导出式:P=Fv可知功率一定时,要增大F,必须减小v,即汽车上坡时要换低速档。(4)单位:主单位W
常用单位kW
换算:1kW=103W某小轿车功率66kW,它表示:小轿车1s内做功66000J(5)比较功率大小方法
a、做功时间相同,比较做功的多少,即:在时间相同时,做功越多功率越大。
b、做功相同时,比较做功时间长短,即:在做相同多的功,用时越短,功率越大功率:3、一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路匀速行驶,当它从山脚行驶到高为0.5km的山顶时,耗时15min,汽车发动机的牵引力为4000N。求:(1)汽车行驶的速度。(2)汽车发动机牵引力做的功。(3)汽车发动机牵引力的功率。专题训练机械效率1有用功额外功总功2机械效率:有用功与总功的比值3公式:=4滑轮组的效率①
、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%。②、提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。通常是减少额外功,如搞好润滑,减轻机械自重;在无法减小额外功的情况下,采用增大有用功来提高机械效率。例如,在用滑轮组提高重物(不计摩擦)时机械效率的测量:原理:η=W有/W总=Gh/Fs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。1、图16是工厂车间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.若在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)
2、如图6所示,将体积为2.0×l0-3m3的松木块,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.(g=10N/kg,ρ木=0.5×lO3kg/m3。)
求:(1)松木块的重力.
(2)斜面的机械效率.
3、如图是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置。实验准备的器材有:三个质量不同的木块A;三条粗糙程度不同的长木板B;三个高度不同的长方体铁块C;刻度尺。(1)实验还需补充的器材有____________;(2)下面是小红探究斜面机械效率与物重的关系时记录的有关数据。
测量次数斜面粗糙程度物重G(N)斜面高h(m)沿斜面的拉力F(N)斜面长L(m)有用功W有(J)总功W总(J)机械效率η1较粗糙1.50.10.60.40.150.2462.5%2较粗糙30.11.20.40.30.4862.5%3较粗糙60.12.40.40.60.9662.5%通过分析数据,你可以得出结论:__________________________;(3)上述实验中,保持斜面长度不变,将斜面升高到0.2m,把一个重6N的物体沿斜面向上拉时,所需拉力为3.8N,则此时斜面的机械效率是__________________;(4)斜面的机械效率可能与斜面的_______________________有关。(只填一个因素)4、在不计绳重和摩擦的情况下,利用图4所示的甲、乙两装置,分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度.若用η甲、η
乙表示甲、乙两装置的机械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功。()A.η甲=η乙,W甲=W乙B.η甲>η乙,W甲>W乙C.η甲<η乙,W甲<W乙D.η甲>η乙,W甲<w乙AηW有用W总=ηGhFL=ηGhFS=GhFh=GF=ηGhFS=GhF2h=G2F=ηGhFS=GhFnh=GnF=斜面η=Gh/(Gh+fL)定滑轮动滑轮滑轮组机械效率(1)能量:一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能理解: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。机械能探究决定动能大小的因素:①猜想:动能大小与物体质量和速度有关;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:看小钢球能推动木快做功的多少如何控制速度不变:使钢球从同一高度滚下,则到达斜面底端时速度大小相同;如何改变钢球速度:使钢球从不同同高度滚下;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。(4)机械能:动能和势能统称为机械能。理解:①有动能的物体具有机械能;②有势能的物体具有机械能;③同时具有动能和势能的物体具有机械能。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,则动能增大,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,则动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能;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自己的鼻子,稳定后松手,头不动(如图16),铁锁由开始位置a沿弧线ac向另一侧的最高点c运动,然后再从c往回运动.(l)从a点到最低点b点的过程中,铁锁的动能、重力势能如何变化?(2)从能的转化和守恒角度分析铁锁摆回时能否碰到鼻子。C不能动能增大、重力势能减小3、下图表示撑杆跳高运动的儿个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆。在这几个阶段中能量的转化情况是:⑴.助跑阶段,运动员消耗体内的化学能______(选填“大于”、“小于”或“等于”)运动员和撑杆获得的动能。⑵.撑杆起跳阶段,运动员的______________能增加。⑶.运动员越过横杆后,运动员将__________能转化_______能。助跑撑杆起跳越横杆等于重力势重力势动例题11下列现象中,力对物体没有做功的是()A用力将千球掷出B将书包背上楼C骑自行车匀速前进D人提水桶在水平路面上行走2某同学一口气从一楼跑到三楼,用的时间是10秒。那么他上楼过程中,克服重力做功的功率最接近()A3WB30WC300WD3000WDC例题2一辆汽车在水平路面上匀速行驶(1)若汽车的牵引力用F表示,速度用V表示,发动机的功率用P表示,请你推导P=FV的关系(2)若汽车的发动机功率是90KW,汽车的速度是30m/s,求牵引力F的大小和所受阻力f的大小1、如图是人用滑轮拉物体的示意图,已知物体的质量为600kg,所受摩擦力为其重力的0.1倍,滑轮组的效率为75%。若人以0.5m/s的速度匀速前进,经100s将物体拉出求(1)人做的有用功(2)人的拉力(3)人拉力的功率专题训练2、一支步枪枪膛长80cm,火药爆炸时产生的高压气体对子弹的平均推力是2000N,子弹离开枪口在空中飞行40m后落在地上,则高压气体对子弹做的功是()A.1.6×103JB.1.6×105JC.1.6×104JD.8×104JA3、荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动,也是我国民族运动会的一个比赛项目。小娟同学荡秋千时,在从一侧的最高点荡到另一侧的最高点这一过程中,小娟的
A.重力势能一直减小
B.动能一直增大C.动能先减小后增大
D.重力势能先减小后增大D4、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C5、下列叙述中能够提高机械效率的是()A、增加有用功B、减小机械间的摩擦C、减小总功D、使用最省力的机械B6、李玲玲同学用水桶从水井中提水做清洁,她在把水从井底提上来的过程中,下列关于做功的说法中正确的是A.对桶所做的功是有用功 B.对水所做的功是额外功C.对水所做的功是有用功 D.对水所做的功是总功C7、甲升降机比乙升降机的机械效率高,它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度。则A.乙升降机提升重物做的有用功较多B.甲升降机的电动机做的额外功较多C.甲升降机的电动机做的总功较少D.乙升降机的电动机做的总功较少C8、一架匀速上升的直升飞机,它的()A、动能增加,重力势能不变B、动能不变,重力势能增加C、动能和重力势能都增加D、动能不变,机械能也不变B9、下列自然灾害中,主要由机械能造成的破坏的是:()A、大火烧毁房屋B、干旱使庄稼枯死C、洪水冲垮堤坝D、汽油燃烧爆炸C10.船在水面上匀速行驶,受到重力、浮力、牵引力和阻力的作用,其中()A.重力对船做功B.浮力对船做功C.牵引力对船做功D.没有力对船做功C11.水平地面有一重4N的足球,一个小孩用20N的力踢球,使球向前运动了30m,那么小孩对球所做的功为()A.120JB.720JC.600JD.条件不足,无法计算D12.如图所示,将同一物体分别沿s1、s2、s3三个等高斜面匀速拉到顶部,且F1>F2>F3,则拉力所做的有用功()A.W1=W2=W3B.W1>W2>W3C.W1<W2<W3D.无法确定A13.关于功率的说法中正确的是()A.功率越大,表示做功越快B.功率越大,表示做功越多C.物体做功用的时间越长,功率越大D.物体做功用的时间越短,功率越大A16.中国跳水队被人们称为“梦之队”.图2是跳水运动员跳水时的情景,运动员在离开跳板到落入水的过程中()
A.他的动能一直增大,机械能不变
B.他的重力势能一直减小,机械能减小
C.他的动能先减小后增大,机械能不变
D.他的重力势能先减小后增大,机械能增大C17.如图3所示,轨道ABC光滑,弹簧固定在水平轨道末端,小球从A处由静止滚下,撞击弹簧后又将沿水平轨道返回,接着滚上斜面。在这整个过程中,机械能转化的情况是()
A.重力势能→动能→重力势能
B.动能→弹性势能→动能
C.动能→势能→动能→势能→动能
D.重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能图3D二、填空题18.正常人的心脏推动血液流动的功率约1.5W,那么在一天时间内心脏做功________J,这些功可把一个质量为60kg的人匀速举高___m.(g=10N/kg)19.某人用20N的推力把一个重400N的箱子水平移动了10m,则此人对箱子做的功_____J;若此人又将此箱子匀速提到高1m的货架上,此人又对箱子做功为________J.12960021620040020.小勇用右上图所示滑轮组拉着物体匀速前进0.2m,则绳子自由端移动的距离为
m。若物体与地面的摩擦力为9N,则他所做的功是
J。如果小勇对绳的拉力F=4N,该滑轮组的机械效率为
%0.61.87521.如图所示,物体重为100N,若不计任何摩擦及绳重,则不考虑动滑轮重时,匀速拉动滑轮向上运动0.5m时,拉力F的大小为________N,拉力做的功为________J,机械效率为_______.若考虑动滑轮重且动滑轮重8N时,则匀速拉动滑轮向上运动0.5m时,拉力F大小为______N,拉力做的功为________J,机械效率为_______.5050100%
545493%
22.在学校跳绳比赛中,小丽同学1min跳了120次,每次跳起的高度为5cm,已知她的质量是40kg,那么小丽跳绳时的平均功率____W,跳一次做的功是________J.(g=10N/kg)23.自行车下坡时,不蹬脚踏板速度也会越来越大,在此过程中,自行车的动能逐渐
,自行车的重力势能逐渐
.(选填“增大”“减小”或“不变”)4020增大减小24、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6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。持杆助跑撑杆起跳上升越杆下落弹性势能重力势能动25、如图所示,拉力F=125N,在10s内将重物匀速提升2m,滑轮组的机械效率是80%。则下列说法正确的是A.绳子自由端移动距离为
B.物体重是C.拉力F做的功是D.拉力F的功率为6m300N750J75W26、用100N的力推着小车在水平面上作匀速直线运动,5s内小车前进了10m,则在这段时间内:⑴物体运动的速度是多大?⑵推力做得功多少?⑶推力的功率是多大?31.如图所示,某矿厂工人用200N的水平拉力,抓紧绳子的一端,沿水平方向向右运动,在10s内将矿井里质量为32kg的物体提升4m,若不计一切摩擦.求:(1)矿工在10s内所做的功和他做功的功率;(2)动滑轮的重量;(3)滑轮组的机械效率.(g=10N/kg)【例1】下列关于功和能的说法中,正确的是()A.具有能的物体一定做功B.物体具有的能越大,它做的功越多C.物体做的功越多,它具有的能就越大D.物体能做的功越多,它具有的能就越大【例2】一辆汽车在上坡过程中,下列说法正确的是()A.它的动能不断减小B.它的重力势能不断增大C.它的机械能不断增大D.它的重力势能的增加等于动能的减少DB
【例3】物体沿粗糙的斜面匀速下滑,关于此过程说法正确的是()A.重力势能转化为动能,机械能不变B.动能转化为重力势能,机械能不变C.重力势能减小,动能不变,机械能减小D.重力势能、动能和机械能都不变【例4】乒乓球从高处自由下落,经地板反弹后再跳起.针对这一现象分析下列问题:①在这一过程中动能和势能的相互转化情况.②为什么跳起的高度总比原来下落的高底低?③怎样抛出乒乓球才能使它弹跳到高于抛出时的位置C
物体具有做功的本领叫做能(或能量).判断一个物体是不是具有能,不是看它在不在做功,而是看它是不是具有做功的本领.动能是由于物体运动而具有的能,它的大小与质量和运动速度有关.重力势能是由于物体被举高而具有的能,它的大小与质量和被举的高度有关.弹性势能是由于物体发生形变时而具有的能,它的大小与形变程度有关.动能和势能的总和统称为机械能.动能和势能在一定条件下可以相互转化,具体分析步骤为:明确研究对象和所要研究的过程;物体在起始位置所具有的动能和势能;在运动过程中,根据物体的位置、形状、速度是否发生变化来确定重力势能、弹性势能和动能的变化;如果考虑摩擦,动能和势能的总和减小,即机械能减小,如果不考虑摩擦,机械能不变.机械能的知识与功、运动和力的知识联系较密切,在解决问题时,要求学生将这些知识灵活地运用.1.物体具有做功的本领叫做能,动能和势能统称为_______.2.说明下列物体具有哪种形式的机械能.①爬山的中学生_______②拦河坝中的水________③空中飞行的小鸟______④转动的车轮______⑤被风吹弯的小草________3.一辆城市绿化洒水车,在一条平直的公路上匀速行驶,当它一边洒水一边匀速行驶,它的动能将会____,机械能将会____.(填“变大”、“变小”或“不变”)4.物体能量的大小可以用对物体做功的多少来衡量,因此能量的单位和__的单位相同,都是__.5.在水平公路上并排行驶的小汽车和大客车中,小汽车具有的__能比大客车的__能小,这是_________________,_____________________________.6.一个小钢球沿光滑斜面向下滚动,则钢球的动能将会____,势能将会____,机械能将会____.(填“变大”“变小”或“不变”)7.被弹弓射出去的弹丸具有()A.动能B.弹性势能C.重力势能D.机械能8.机械手表里卷紧的发条带动指针转动,这是()A.动能转化为势能B.弹性势能转化为动能C.电能转化为动能D.重力势能转化为动能9.骑自行车的人上坡时,若不再用力蹬车,速度越来越小,这是因为人和自行车()A.惯性减小B.惯性增大C.机械能减小D.动能在转化为势能10.跳伞运动员从空中的飞机上跳下后,在降落伞尚未打开之前的下落过程中,运动员的()A.动能增大,重力势能减小B.动能减小,重力势能增大C.动能减小,重力势能减小D.动能增大,重力势能增大11.当物体受到一对平衡力的作用,它的()A.动能不变B.动能可能增大,也可能减小C.重力势能一定减小D.重力势能一定增大12.如图6-3-1所示,小球先后从倾角分别为30°和60°的光滑斜面由静止开始从顶端滑到底端,它滑到底端时的速度大小分别为v1和v2,则下列关系式中正确的是()A.v1>v2B.v1=v2C.v1<v2D.无法确定13.在巴塞罗那的奥运会上,西班牙的运动员用带火的弓箭点燃奥运圣火,在这过程中()A.动能转化为势能B.重力势能减小,动能不变C.弹性势能转化为动能D.没有能量转化14.对一个站在正在匀速上升的电梯中静止不动的人来说,下列说法中正确的是()A.只具有重力势能B.只具有动能C.即具有动能又具有重力势能D.没有机械能15.加速自由下落的苹果,它的()A.动能增加,势能减小B.动能减小,势能增加C.机械能不变D.机械能增加16.甲、乙两物体处在同一水平面上,甲的动能比乙的动能大,下列说法中正确的是()A.甲的质量一定比乙的质量大B.甲的速度一定比乙的速度大C.甲做功的本领一定比乙做功的本领大D.以上说法都不对.17.下列说法中正确的是()A.速度大的物体动能一定大B.质量大的物体势能一定大C.举得高的物体重力势能大D.质量相同的物体,速度大的动能大18.下列物体中,既具有动能又具有势能的是()A.在水平路面上行驶的汽车B.空中正在下落的冰雹C.拉长的弹簧D.被拦河坝挡住的水19.弹簧被压得越短,则它具的弹性势能将会()A.变大B.变小C.不变20.在下列情况中,机械能发生变化的是()A.物体从光滑的斜面自由下滑B.物体在真空中自由下落C.跳伞运动员匀速降落D.物体在光滑的水平面上匀速运动1.修拦河大坝是为了提高上游水位,增加水的
能,使水下落时可以获得更多的
能,从而带动发电机发电。水坝下部总要比上部建造得宽一些.这是因为
。连接中考重力势动水坝下部受到水的压强比上部大2.图l9所示为小艳家新买的一辆小汽车。周末,爸爸开车带着小艳出去游玩,途中,这辆汽车在lh的时间内,在水平路面上匀速行驶了72km,消耗汽油6kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23kW,汽车(包括车上的人和物品)质量为1.5t,汽油的热值为4.6×107J/kg,g=10N/kg。则关于上述lh的行驶过程,下列分析正确的是A.该汽车对路面的压力大于l.5×104NB.该汽车克服阻力做的功是2.3×104JC.该汽车的牵引力是1.15×103ND.该汽车发动机的效率是30%CD3.如图4所示,将木块放在压缩了的弹簧旁,释放弹簧,木块沿水平地面向右运动,离开弹簧后,木块运动一段距离后停下来.下列说法中正确的是()A.木块运动时,木块所受的重力对木块做了功B.弹簧对木块的弹力使木块由静止开始运动C.木块所受摩擦力不会改变木块的运动状态D.木块最终停止运动是由于失去弹簧的弹力作用B4.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
。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5.高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”.据报道:一个30g的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨,从25楼抛下可使人当场死亡.由此可知,鸡蛋的重力势能与_________有关,下落过程是将重力势能转化为_____________。高度动能6.市中考工人用定滑轮将重240N的物体匀速向上提升,所用拉力为250N,5s内重物上升4m.此过程中,有用功为
J,拉力做功的功率为
W,写出一条拉力不等于物重的原因:
.960200绳子有重力(或系统有摩擦)7.如图5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。不变1258.如图所示,用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,不计绳重与摩擦,且动滑轮重G动小于乙物体的物重G,则所用的拉力F甲
F乙(选填“>”、“<”或“=”,下同),其机械效率η甲
η乙.>>0.61.87510.右图是某商场的自动扶梯。扶梯的部分几何尺寸如图所示,质量为50kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼.已知扶梯以1m/s的速皮匀速上行。则扶梯对他做的功是________J,对他做功的功率是________W.如果站在扶梯上的人数增多,扶梯的效率将________(填“变大”、“变小”或“不变”).若小华为较快上楼,在扶梯以上述速度上行的同时,他又相对扶梯以1m/s的速度在扶梯上向上步行,则他从一楼到达二楼所需的时间为________s。1500300
变大2.511.下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验的部分数据如下:实验次数斜面的倾斜程度物块重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m机械效率1较缓100.15.012较陡100.36.7145%3最陡100.58.4160%⑴小明探究的是斜面的机械效率跟
的关系。在第1次实验中,斜面的机械效率为
,物块和斜面的内能增加了约
J。⑵分析表格中数据可以得出结论:在斜面粗糙程度相同时,斜面越陡,机械效率越
。若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系,应保持
不变。斜面的倾斜程度20%4
高斜面的倾斜程度12.如图23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.13.如图23所示,物重G为2000N,斜面长5m,高3m,斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%,若将重物沿斜面以0.2m/s的速度拉上来,求:(1)所需拉力F是多少?(2)机械的总功率是多少?14.某记者报道:他在植物园内,看到一位老人伸手抱起一根长约3m,半径约0.2m的木头轻轻地举在头顶尽情玩耍,如图甲,该木头就是地球上最轻的木料——轻木,其密度为0.2g/cm3.(g=10N/kg)⑴请你通过文中给出的数据计算并回答上述报道是否真实.⑵若将该木头按图乙方式竖直放置于水平地面,求其对地面的压强;⑶若用图丙所示滑轮组匀速提升该木头至车上,所用拉力F为314N.求该滑轮组的机械效率.15.在今年的抗旱工作中,某单位帮助一个对口扶贫村打了一口地下水井,并在地面上修了一个深2m,能储存30t水的水池。已知水井中的水面距离水池进水口的竖直距离是30m。求:(1)将30t水从井里刚好抽到水池里,抽水机对水做的功。(2)水池装满水后,水对池底的压强。(3)若抽水机的效率是80%,将30t水从井中抽到水池中需要1h,这台抽水机的总功率不得低于多少瓦?(g取10N/kg)【提分妙招】1.应用功的计算公式W=Fs进行计算某个力所做的功时,应清楚力(F)是物体在运动时受到的力,距离(s)是受力物体沿力的方向通过的距离,将相互对应的两个量相乘,才是这个力所做的功。有些题目中给出的力和距离较多,必须分清它们之间存在的对应关系,才能得出正确的数值。2.比较功率大小的三种方法:(1)在相同时间内,比较做功的多少,做功越多的物体,功率越大;(2)在完成相|同功的条件下,比较所用时间的长短,所用时间越短的物体,功率越大;(3)做功的多少和所用时间都不同的情况下,通过公式P=W/t进行计算,再进行比较。3.在解答机械效率时,首先要清楚总功、有用功和额外功的概念以及它们的区别与联系;在用滑轮组提升重物时,总功就是作用在绳子自由端的拉力所做的功,有用功就是滑轮组直接提重物的力所做的功,额外功则主要用来提升动滑轮和克服摩擦;滑轮组用几段绳子吊着物体,则绳子自由端移动的长度就是生物上升距离的几倍。4.分析动能和势能的相互转化时:先找出物体运动过程中的几个特殊位置,通过比较确定物体在各个位置时的动能、势能大小的关系:再分析物体在运动过程中,动能和势能大小的变化,分析时与物理知识结合起来。【迁移训练】1.青少年在安静思考问题时,心脏推动血液流动的功率约为1.5W,则你在考试的2小时内,心脏做功约为
J,用这些功可以让一个质量为50kg的物体匀速升高
m.(g取10N/kg)2.甲乙两同学进行爬杆比赛,爬到杆顶(杆长相同)时,甲用10S,乙用9S,若甲乙两人的体重之比为5:6,则甲乙两人爬到杆顶做功之比是
,甲乙两人平均功率之比是
.1080021.65:63:43.“祥云”火炬设计很精美,高度为72cm,质量为985g,燃烧时间可达15min,无风条件下火焰高度25cm至30cm,能在强光和日光下识别和拍摄.若火炬手们在传递过程中以3m/s的速度沿直线匀速慢跑,则在一支火炬的燃烧时间内运动员至多能跑
m;若某火炬手将火炬举在同一高度跑了100m,则他对火炬做的功是
J.4.如图所示,用动滑轮将重为900N的物体匀速提升2m,不计摩擦和滑轮重,所施加的拉力F=_______N,这一过程中拉力F做功______J.2.7×103
030018005.滑轮组即能省力又能改变力的方向,建筑工人用自制的滑轮组把600N的重物缓慢提升2m,如右图所示,绳自由端的拉力F=250N.拉力做的功是
J,该滑轮组的机械效率等于
,若不计一切摩擦和绳重,该滑轮组的动滑轮重
N150080%1506.如图所示,已知斜面长5m,高2m,拉力为50N.利用这个装置将重为100N的物体在5s内匀速从斜面的底端拉到顶端.则拉力做功的功率为______W,该装置的机械效率为______.
7.在某建筑工地上,工人用如图所示的滑轮组将重为1200N的建筑材料从地面运到高20m的楼上,手竖直向上的拉力是500N,在这个过程中,工人做了
J的额外功,滑轮组的机械效率是
.600080%10040%8.某工人用如图所示的装置把重240N的物体提高1m,所用的拉力为150N,则该工人克服重力所做的有用功为
J,总功为
J,该滑轮组的机械效率是
.9.小强推着小车,30s内在水平地面上匀速前进了15m,则小车的速度为
m/s.如果水平推力为10N,在此过程中小强对小车做的功为
J,功率为
W.80%2403000.
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