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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第十一章 机械功与机械能,本章知识梳理,1/62,思维导图,2/62,1.生活、生产中机械功含义（了解）；,2.功；做功过程就是能量转化或转移过程（认识）,3.功率在实际中应用（认识）；,4.机械功和功率：能用机械功公式、功率公式进行简单计算（认识）；,5.机械效率：了解有用功、额外功和总功（了解）；,6.机械使用历史发展过程；机械使用对社会发展作用（认识）；,7.动能和势能及其转化；机械能和其它形式能转化（了解）.,考纲要求,3/62,一、功:作用在物体上_，使物体在_方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功.,1.做功两个必要原因：,（1）作用在物体上_.,（2）物体在力方向上经过了_.,知识梳理,力,力,力,距离,4/62,2.不做功三种情况：,（1）有力无距离：如搬石头未搬动.,（2）有力，也有距离，但力方向和距离垂直：如手提水桶在水平面上走动.,（3）有距离无力：如踢足球后球离开脚之后运动过程中，脚对球不做功.,知识梳理,5/62,3.功计算：物体上力与力方向上经过距离_.,公式：W=Fs=Pt.,各量单位：WJ（焦耳），FN（牛顿），sm（米），PW（瓦特），ts（秒）.,4.国际单位：将Nm称为_,简称_，符号(_).1 J=1 Nm.,知识梳理,乘积,焦耳,焦,J,6/62,公式应用注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；,公式中s一定是在力方向上经过距离，且与力对应；,功单位“焦”（1牛米=1焦）.,二、功原理：使用任何机械都不能_.,1.说明：,(1)功原理对于任何机械都适用.,知识梳理,省功,7/62,(2)使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费劲，既省力又省距离机械是没有.,(3)使用机械即使不能省功，但人类依然使用，是因为使用机械或者能够省力，或者能够省距离、也能够改变力方向，给人类工作带来很多方便.,(4)对于理想机械（忽略摩擦和机械,本身重力）：人做功（Fs）=,直接对重物所做功（Gh）.,知识梳理,8/62,2.举例：,(1)斜面光滑（不计摩擦）：沿斜面拉力做功等于直接把重物提升h做功，即：FL=Gh.,(2)实际斜面：斜面粗糙（考虑摩擦）若斜面与物体间摩擦力为f，则：,FL=fL+Gh；这么F做功FL就大于直接对物体做功Gh.,知识梳理,9/62,三、功率：_和_比值.,1.公式：P=Fv.,2.单位：瓦特，简称瓦，符号W，惯用单位kW，MW；,换算：1 kW=10,3,W，1 MW=10,6,W.,3.物理意义：表示做功_物理量（与机械效率无关）.某小轿车功率为72 kW，它表示小轿车1 s做功_J.,知识梳理,功,所用时间,快慢,72 000,10/62,四、机械效率：_跟_比值.,1.有用功：对人们有价值功.,2.额外功：对人们没有价值但又不得不做功.,3.总功：动力对机械所做功（有用功加额外功）.,4.公式：=100%=100%.,注意：用滑轮组竖直提升重物时,=100%=,100%=100%；,知识梳理,有用功,总功,11/62,不计绳重和摩擦时,=100%=100%=,100%；,提升机械效率方法：_.,5.功率和机械效率是两个不一样概念，他们之间没有直接关系.,（1）功率表示做功_，即单位时间内完成功.,知识梳理,改进机械结构使其更合理、更轻巧；定时保养、使机械处于良好运转状态等,快慢,12/62,（2）机械效率表示所做总功中有多大百分比是有用功.,五、机械能,1.能量：一个物体能够_，我们就说这个物体含有能.,了解：能量表示物体做功本事大小；物体能做功多，表示它能量就_；,知识梳理,做功,大,13/62,一个物体“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：山上静止石头没有做功，但它含有能量.,2.机械能:_和_统称，即机械能等于二者_.,知识梳理,动能,势能,和,14/62,知识梳理,运动,大,被举高,弹性形变,大,3.动能和势能能够相互转化：,(1)首先分析决定动能、重力势能（或弹性势能）大小原因，看动能和重力势能（或弹性势能）怎样改变.,大,15/62,比如火箭加速升空，判断火箭携带卫星动能和势能改变.先依据题意可知卫星质量_，高度_，能够判断重力势能_；然后依据质量_，速度_，能够判断动能_.,(2)假如除重力和弹力外没有其它外力做功，则动能和势能相互转化过程中，机械能守恒，即动能和势能总和不变.比如投出铅球在空中运动过程中，忽略空气阻力就只有重力做功了，它动能和势能总和保持不变.,知识梳理,不变,增加,增加,不变,增加,增加,16/62,六、重点试验总结,1.测量滑轮组机械效率：,（1）原理：=100%=100%.,（2）应测物理量：_、_、_和_.,（3）器材：_、_、_、_、_和_.,知识梳理,钩码重力G,钩码提升高度h,拉力F,绳自由端移动距离s,钩码,铁架台,滑轮,细线,刻度尺,弹簧测力计,17/62,（4）步骤：必须_拉动弹簧测力计使钩码升高，目标：确保测力计示数大小不变.,（5）结论：同一个滑轮组，提升重物越重，机械效率越_；,不一样滑轮组，提升重力相同物体，动滑轮越重，机械效率越_.,(6)提升滑轮组机械效率方法：,增加物重；,知识梳理,匀速,高,低,18/62,减小绳子和动滑轮重力；,减小摩擦.,注意以下两种情况不影响滑轮组机械效率：,不计摩擦时，改变绕线方法；,改变重物提升高度和速度.,2.探究决定动能大小原因：,(1)猜测：动能大小与物体_和_相关；,(2)器材：小钢球，斜面轨道、木块（纸盒）；,知识梳理,质量,速度,19/62,(3)试验研究：研究对象：小钢球；,试验方法：_法和_法；,判断动能大小方法：_；,控制速度大小方法：_；,(4)分析归纳：运动物体质量相同时，速度越大动能越_；,运动物体速度相同时，质量越大动能越_；,(5)试验结论：物体动能与_和_相关；速度越大，质量越大，动能也越_.,知识梳理,控制变量,转换,木块（,纸盒）被推进距离大小,控制小球释放高度,大,大,质量,速度,大,20/62,一、功和功率计算,1.工人在水平地面上用80 N水平推力以0.2 m/s速度推进400 N重物使它沿水平方向移动50 m，在这个过程：重力对物体所做功是_，支持力对物体所做功是_，工人推力所做功是_，功率是_.,本章重点考点（一）功、功率和机械效率计算,0,0,4 000 J,16 W,21/62,2.举重是我国优势体育项目.一位身高170 cm运动员和一位身高160 cm运动员，在挺举项目中用相同时间，把一样重杠铃举起，如图Z11-2-1所表示.假如他们对杠铃所做功分别为W,1,和W,2,，功率分别为P,1,和P,2,，则以下关系式中正确是(),A.W,1,W,2,，P,1,P,2,B.W,1,W,2,，P,1,P,2,C.W,1,W,2,，P,1,P,2,D.W,1,W,2,，P,1,P,2,C,本章重点考点（一）功、功率和机械效率计算,22/62,3.惯用机器人潜入水下打捞沉船上物体.若机器人在水下30 m处将某物体匀速竖直向上运至水面需时间150 s，物体竖直上升所需要动力F与物体运动速度v关系如图Z11-2-2所表示，试求出这个过程动力F对物体做功和功率.,解：v=0.2 m/s，,由图可知，此时F=500 N，,W=Fs=500 N30 m=15 000 J.,P=100 W.,本章重点考点（一）功、功率和机械效率计算,23/62,二、滑轮组功、功率和机械效率计算,4.如图Z11-2-3所表示，用滑轮组提升重物时，重800 N物体在10 s内匀速上升1 m.已知拉绳子力F为500 N，则提升重物过程中(),A.绳子自由端被拉下3 m,B.做有用功是800 J,C.拉力F功率是80 W,D.滑轮组机械效率是60%,B,本章重点考点（一）功、功率和机械效率计算,24/62,5.图Z11-2-4甲中力F,1,水平拉动重为G物体A在水平路面匀速移动了s.改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s，拉力为F,2,(如图Z11-2-4乙).此过程中滑轮组,(),A.总功为F,2,s,B.额外功为F,1,s,C.额外功为3F,2,s-F,1,s,D.机械效率为,C,本章重点考点（一）功、功率和机械效率计算,25/62,6.建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上滑轮组吊起建筑材料（如图Z11-2-5）.绕在滑轮组上钢,丝绳最大拉力为210,3,N，不计滑轮、吊钩、,绳自重及摩擦，一次最多能起吊_N,建筑材料，实际使用该滑轮组最多只能吊起5.410,3,N建筑材料，且将建筑材料1 s内匀速吊起了1 m,起重机功率是_，机械效率为_.若吊起建筑材料重力减小，机械效率将_（填“增大”“减小”或“不变”).,610,3,610,3,W,90%,减小,本章重点考点（一）功、功率和机械效率计算,26/62,7.工人用如图Z11-2-6所表示滑轮组提升重物，若不计绳重和摩擦.工人用200 N力恰好能将重500 N物体竖直向上匀速提升，求：,（1）动滑轮重力和该滑轮组此时机械效率.,（2）若将物体重力变成800 N，,求出此时机械效率.,本章重点考点（一）功、功率和机械效率计算,27/62,解：（1）3F=G,物,+G,动,，,G,动,=3F-G,物,=3200 N-500 N=100 N.,=100%=100%=83.3%.,（2）=100%=100%=100%=88.9%.,本章重点考点（一）功、功率和机械效率计算,28/62,8.如图Z11-2-7是在水平面上移动重物装置，若物重为600 N，在地面摩擦阻力为重力0.2倍时，用50 水平拉力F匀速移动物体，使其以2 m/s速度前进，经过5 s，试求：,（1）拉力F所做功.,（2）滑轮组机械效率.,本章重点考点（一）功、功率和机械效率计算,29/62,解：（1）s,物,=vt=2 m/s5 s=10 m，,s=3s,物,=310 m=30 m，,W=Fs=50 N30 m=1 500 J.,（2）f=0.2G=0.2600 N=120 N，,=100%=100%=100%=80%.,本章重点考点（一）功、功率和机械效率计算,30/62,三、斜面功、功率和机械效率计算,9.如图Z11-2-8，斜面长3 m，高1 m，工人用300 N沿斜面方向力将重为540 N箱子匀速推到车上，在此过程中有用功为_，总功为_，额外功为_，斜面机械效率为_,540 J,900 J,360 J,60%,本章重点考点（一）功、功率和机械效率计算,31/62,10.现有重800 N木箱A，小李同学想把它搬到高为6 m、长为10 m斜面上，如图Z11-2-9所表示，他站在斜面上，沿斜面向上用600 N拉力使木箱A以0.2 m/s速度匀速从斜面底端抵达斜面顶端求：,（1）小李同学拉力功率是多大？,（2）该斜面机械效率是多少？,（3）木箱A在斜面上匀速运动时,受到摩擦力是多大？,本章重点考点（一）功、功率和机械效率计算,32/62,解：,（1）P=Fv=600 N0.2 m/s=120 W.,（2）W,有用,=Gh=800 N6 m=4 800 J，,W,总,=Fs=600 N10 m=6 000 J，,=100%=100%=80%.,（3）W,额,=W,总,-W,有用,=6 000 J-4 800 J=1 200 J，,f=120 N.,本章重点考点（一）功、功率和机械效率计算,33/62,1.在“测量滑轮组机械效率”试验中，某同学用同一滑轮组进行了三次试验（如图Z11-3-1所表示），试验数据统计以下表,本章重点考点（二）机械效率测量,34/62,（1）第2次试验中滑轮组机械效率为_（结果保留一位小数）.,（2）第3次试验中，弹簧测力计示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为_N,88.9%,2.4,试验序号,钩码重G/N,钩码上升距离s/cm,弹簧测力计示数F/N弹,簧测力计上升距离h/cm,机械效率,1,2,10,0.8,30,83.3%,2,4,10,1.5,30,3,6,10,30,90.9%,本章重点考点（二）机械效率测量,35/62,（3）分析数据可得出结论：同一滑轮组，提升物体越重，滑轮组机械效率越_（填“高”或“低”）,（4）依据试验结论推测，使用该滑轮组再次将重8 N物体匀速提升10 cm，此时滑轮组机械效率可能为_（填序号）.,A.71.6%B.82.4%,C.92.1%D.101%,高,C,本章重点考点（二）机械效率测量,36/62,2.某试验小组在“测滑轮组机械效率”试验中得到数据以下表所表示，第1、2、3次试验装置如图Z11-3-2中甲、乙、丙所表示,本章重点考点（二）机械效率测量,37/62,次数,钩码重G/N,钩码上升高度h/m,测力计示数F/N,测力计移动距离s/m,机械效率/,1,2,0.1,0.9,0.3,74.1,2,4,0.1,1.6,0.3,_,3,4,0.1,1.1,0.5,_,83.3,72.7,本章重点考点（二）机械效率测量,38/62,（1）请计算出后两次机械效率，并填入表格中.,（2）比较1、2两次试验，可得结论：_.,（3）比较2、3两次试验，可得结论：_.,同一滑轮组，提起物重越重，滑轮组机械效率越高,不一样滑轮组机械效率不一样，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低,本章重点考点（二）机械效率测量,39/62,3.在“测滑轮组机械效率”试验中，,（1）小明用如图z11-3-3甲所表示滑轮组进行了三次试验，数据以下表：,本章重点考点（二）机械效率测量,40/62,表中有一个数据统计是错误，错误数据是_;,经过计算比较三次试验机械效率能够得出结论是：,_,18 cm或5 cm,滑轮组机械效率与物体提升高度无关,试验次数,物重G/N,物体上升高度h/cm,测力计示数F/N,测力计移动距离s/cm,1,6,3,2.5,9,2,6,5,2.5,18,3,6,8,2.5,24,本章重点考点（二）机械效率测量,41/62,（2）小红在小明试验基础上利用图Z11-3-3乙也做了试验:,小红做法是为了探究_;,当这两位同学使用各自滑轮组提升相同重物时，若忽略绳重及摩擦，它们机械效率_（填“相同”或“不相同”），理由是：_,_;由此可得到结论是：_.,滑轮组机械效率与滑轮组绕线方式是否相关,相同,做有用功相,同，做额外功也相同,滑轮组机械效率与绕线方式无关,本章重点考点（二）机械效率测量,42/62,（3）小军也用如图Z11-3-3丙所表示滑轮组进行了三次试验，试验数据以下表：,在小军试验中，你得到结论是：_,滑轮组机械效率与物体被提升速度无关,绳子自由端提升速度,物重G/N,绳端拉力F/N,机械效率/,较小提升速度,10,4.2,79.4,中等提升速度,10,4.2,79.4,较大提升速度,10,4.2,79.4,本章重点考点（二）机械效率测量,43/62,4.在“测滑轮组机械效率”试验中，小强按正确方法操作，如图Z11-3-4是他试验中情景，下表是他统计一组数据,钩码总重G/N,钩码上升高度h/m,测力计拉力F/N,测力计移动距离s/m,5,0.05,1.4,0.15,本章重点考点（二）机械效率测量,44/62,（1）由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做有用功为_J,人做总功为_J,（2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处,是_；结合测力计放大图，可知小强错误是_,（3）在该次试验中，所测滑轮组机械效率应该是_,0.25,0.21,有用功大于总功,测力计示数读错,92.6%,本章重点考点（二）机械效率测量,45/62,5.在“测滑轮组机械效率”试验中，某同学用图Z11-3-5所表示滑轮组进行了两次试验，试验数据以下表所表示,试验次数,钩码重G/N,钩码上升高度h/cm,弹簧测力计示数F/N,弹簧测力计移动距离s/cm,1,2,5,0.6,25,2,4,8,1.1,_,40,本章重点考点（二）机械效率测量,46/62,（1）在表格空格处，填上适当数据,（2）在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组,（3）第1次试验测得滑轮组机械效率为_,（4）假如将重为3 N钩码挂在同一滑轮组下，依据题中已经有信息能够判断出这时滑轮组机械效率应在_和_之间,答图略,66.7%,66.7,72.7,本章重点考点（二）机械效率测量,47/62,6.小明对“斜面机械效率与什么原因相关？”这一课题，提出了以下一些值得探究猜测：,猜测：斜面机械效率与斜面倾斜程度相关；,猜测：斜面机械效率与斜面粗糙程度相关,猜测：斜面机械效率与斜面长度相关；,猜测：斜面机械效率与物体重力相关,给你如图Z11-3-6所表示装置，请你选择上述猜测中一项，并解答以下问题：,本章重点考点（二）机械效率测量,48/62,（1）你选择猜测是_（填写序号）.,（2）要用图中器材完成你选择探究，还要补充器材是：（最少写出两种）_.,（3）在试验探究过程中，需要控制不变原因有：,_；,_；,_,本章重点考点（二）机械效率测量,49/62,选择猜测,补充器材,需要控制不变原因,弹簧测力计，刻度尺,斜面长、斜面粗糙程度、物体重,弹簧测力计，刻度尺，毛巾,斜面长、斜面高、物体重,弹簧测力计，刻度尺,斜面高、斜面粗糙程度、物体重,弹簧测力计，刻度尺，不一样重物,斜面长、斜面高、斜面粗糙程度,本章重点考点（二）机械效率测量,（1）（2）（3）答案见下表：,50/62,1.（北京改编）一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图Z11-4-1所表示.若A、B两点间距离等于B、C两点间距离，,则以下说法不正确是(),A.小球在下落过程中动能不变,B.小球在C点重力势能小于在B点重力势能,C.小球所受重力在AB段做功等于在BC段做功,D.小球所受重力在AB段做功功率小于在BC段做功功率,A,本章重点考点（三）机械能及机械能转化,51/62,2.（株洲改编）如图Z11-4-2是某选手在射箭比赛中一次正中远处靶心O照片，以下分析正确是,(),A.她是略朝靶心下方射击,B.她是朝靶心射击,C.射箭时弹性势能主要转化为动能,D.射箭时弹性势能主要转化为重力势能,C,本章重点考点（三）机械能及机械能转化,52/62,3.（黄冈）自由式滑雪世界杯男子U形池总决赛于3月11日在法国蒂涅举行，参赛选手手持雪杖、脚蹬滑雪板在U形池内往返滑动、翻飞（如图Z11-4-3），以下相关分析正确是(),A,本章重点考点（三）机械能及机械能转化,53/62,A.选手借助雪仗加速利用了力能够改变物体运动状态,B.选手脚蹬滑雪板是为了减小其对池面压力,C.选手飞离U形池后能向上运动是因为受到了向上力,D.选手飞离U形池后向上运动时势能转化为动能,本章重点考点（三）机械能及机械能转化,54/62,4.(潍坊改编)如图Z11-4-4所表示，光滑斜面与水平面在M点经过小圆弧相连，弹簧左端固定，原长时右端在N点.小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点.则以下说法错误是(),B,本章重点考点（三）机械能及机械能转化,55/62,A.小物块从P向M运动过程中，重力势能降低,B.小物块从P向M运动过程中，机械能降低,C.小物块从P向M运动过程中，机械能不变,D.弹簧被压缩到最短时，弹簧弹性势能最大,本章重点考点（三）机械能及机械能转化,56/62,5.（镇江）在探究动能大小与质量关系两次试验中，小球从同一高度由静止开始释放时场景如图Z11-4-5所表示，木板固定在水平面,上，该试验是经过比较木块在,木板上滑行_来比,较小球动能大小，图中错误,操作是_.更正后进行试验，发觉木块会从木板右侧滑出，则能够经过,距离,两次试验中未保持木块初始位置相同,本章重点考点（三）机械能及机械能转化,57/62,_（填“增大”或“减小”）木块质量来加以改进.,6.小华同学为了探究重力势能与哪些原因相关，他用三个相同木桩插入同一水平沙面上，且插入深度相同将质量为m和2m两个重物由相同高度h处罚别落在两个木柱上，再将质量为m重物从高度2h处落下，落到第三个木桩上，用刻度尺量取三个桩下陷深度，将试验所得相关数据分别列表以下：,增大,本章重点考点（三）机械能及机械能转化,58/62,（1）分析比较试验序号1和2及观察到现象，可得出结论是：_.,高度相同时，物体质量越大，重力势能越大,试验序号,质量/kg,高度/m,木柱下陷深度/m,1,0.2,1,0.05,2,0.4,1,0.1,3,0.2,2,0.1,本章重点考点（三）机械能及机械能转化,59/62,（2）分析比较试验序号1和3及观察到现象，可得出结论是：_,（3）深入综合分析比较表中数据，可归纳得出结论是：_,同一物体，被举得越高，重力势能越大,重力势能与物体质量和所处高度相关，物体越重、被举得越高，重力势能越大,本章重点考点（三）机械能及机械能转化,60/62,7.如图Z11-4-6所表示，将两根细线上端固定在横杆上，细线末端固定在圆柱形金属筒上，慢慢卷起金属筒，使得细线绕在金属筒上，从高处释放金属筒，金属筒下降速度越来越快,本章重点考点（三）机械能及机械能转化,61/62,（1）这是因为金属筒受_作用，将_能转化为动能,（2）金属筒转动到底部后，此时因为_，要保持原来转动状态，将会重新上升,（3）因为摩擦阻力，机械能总量_，从而使每次上升高度都比原来小,重力,重力势,金属筒含有惯性,减小,本章重点考点（三）机械能及机械能转化,62/62,
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