3功和机械能专题复习.doc

一、功
1.功：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的_________移动了一段_________，力学里就说这个力做了功。
功的两个必要因素：______________________;__________________________.
例：1.下列哪种情况做了功 ( )
A．依靠惯性在光滑水平面上运动的小车 B．举重运动员举着杠铃静止不动
C．某人提着水桶在水平路面上行走 D．登山运动员登山
2.下图所示的过程中，人对物体做功的是( )

2.功的计算：
公式：W=_________=________
单位：1J =1W·s 1J=N·m 意义：____________________________________________.
例：1. 在汶川地震的抗震救灾中，党和政府把救人放在重中之重的位置。在倒塌房屋的废墟中搜救被困人员，重型吊机起到了重要的作用。假如起重机的钢丝绳吊着6×105N的重物匀速上升，如图所示的图像中，能正确反映钢丝绳的拉力所做的功与时间关系的是（ ）

W/J
t/s
O
W/J
t/s
O
W/J
t/s
O
W/J
t/s
O

A B C D

2．有一起重机，它将5000 N重的物体匀速提高6 m，后又水平地移动4 m，则钢丝绳对物体所做的功是 ( )
A．30000 J B．20000 J C．50000 J D．10000 J
3.一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了25m，拉力撤销后，物体由于惯性又前进了10m.若拉力做的功为500J,则拉力的大小为______N。
4.某抽水机的功率为10kW，1h内它最多能将__________kg的水抽到离水面10米高的水塘。（g=10N/kg）
5..林雨将掉在地上的物理课本捡回桌面，所做的功最接近于（ ）
A．0．02J B．O．2J C．2J D．20J
6.一位中学生沿教学大楼的楼梯匀速登高了3 m，该学生登楼做的功最接近于（ ）
A.1500 J B.150 J C.15 J D.1.5 J

7.如图所示，绳子的一端固定，另一端绕过一个重为G的油桶，在绳子的自由端用大小不变的水平力F，使油桶沿水平地面匀速滚动了一段距离S，在此过程中，拉力F做的功为( )
A.FS B.GS C.2FS D.(F+G)S

8.如图所示的装置，在水平方向力F作用下，使重40 N的物体A水平方向匀速移动5 m，已知A受地面的摩擦力为8 N，则拉力F的大小为________N，拉力F做的功为________J。（滑轮、绳重及绳之间的摩擦不计）

9. 如图所示，重为100 N的物体在水平方向上以1 m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计示数为5N(不计绳与滑轮的摩擦)．则作用在滑轮上的水平拉力F为______， 拉力F在5min内做的功为__________.

3.功的原理：_________________________________________
例：1.图中是一个两面光滑的斜面，∠β大于∠α，同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点，所需拉力分别为FA、FB，所做功分别为WA、WB，则( )
A.FA＝FB，WA＝WB　　　B.FA＜FB，WA＝WB　　　
C.FA＜FB，WA＜WB　　　D.FA＞FB，WA＞WB　　　
2．跟用手直接做功相比，使用滑轮组做功可以（ ）
A.省力和改变力的方向   B.省力和省功
C.省力和提高机械效率  D.既省力又省距离
二、机械效率
1.有用功、额外功、总功
2.机械效率定义：_____________________________ 公式：___________
例：1. 关于机械效率下面说法正确的是( )
A.功率越大的机械，其机械效率就越高
B.由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1
C.机械效率越低的机械，做的功就越少
D.机械效率高的机械，在总功相同时，其中有用功就越多
2．甲、乙两机械装置，甲的机械效率是70％，乙的机械效率是50％，则下列说法中正确的是( )
A.使用甲机械做功省力 B.甲机械做功越多
C.相同时间内，甲机械完成的功多 D.乙机械的额外功在总功中占的比例大

3.简单计算：
例：1. 小华通过定滑轮将一重物拉上去，她所用的拉力为25N，所拉物体的质量为2kg，物体向上升了8m，则下列说法错误的是（ ）（g取10N／kg）
A．妮妮作用在绳子上的拉力做功为400J B．绳与滑轮间的摩擦没有被忽略
C．克服被拉物体的重力做的功为有用功，其大小为160J
D．此次使用定滑轮的过程中，其机械效率为80%
甲
乙

2.用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计。则（ ）
A．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙
B．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙
C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙
D．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙

4.斜面的机械效率：
相关公式：
实验：
θ

例：1. 在“探究斜面”的实验活动中，为了探究：“斜面省力与斜面倾角的关系”和“影响斜面的机械效率的因素”。某小组做了在斜面上匀速拉动同一材料物块滑动的探究实验（如图所示），并记录实验数据如下：（θ1＜θ2＜θ3）
实验次数
斜面材料
斜面的
倾角θ
物体重
G/N
物体上升高度h/m
沿斜面拉力F/N
物体移动距离s/m
机械效率
η/%
1
毛巾
θ1
5.0
0.10
2.0
0.50
50
2
木板
θ1
5.0
0.10
1.6
0.50
63
3
木板
θ1
10.0
0.10
3.2
0.50
63
4
木板
θ2
5.0
0.10
2.1
0.35
68
5
木板
θ3
5.0
0.10
3.0
0.20

（1）根据表中数据，计算第5次实验中，总功为_______J，机械效率________。
（2）分析第1、2次实验的数据，总结出的结论为______________________________________。
（3）分析第2、4、5次实验的数据，总结出的结论为______________________________________。
（4）分析第_________次实验的数据，可知斜面机械效率与物体的重力无关。
2.在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关．
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关．
小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如下表：
实验
次数
斜面倾角θ
物块重量
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
①
300
5.0
0.6
4.2
1.2
3.0
5.0

②
300
3.0
0.6
2.5
1.2
1.8

60%
③
450
3.0
0.8
2.8
1.2
2.4
3.4
71%
（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上________拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变小，应该把木板下面的木块向_________移动（填“左”或“右”）．
（2）根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为_______%，第②次实验中总功为______J．
（3）通过对比实验①、②数据，可验证小华的猜想_________（填写字母）_________(填写“正确”或“不正确”)
（4）此实验主要用到的研究方法是__________．
（5）除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与____________（写出一个）有关．
3.图中是一个两面粗糙程度相同的斜面，∠β大于∠α，同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点，所需拉力分别为FA、FB，所做功分别为WA、WB，机械效率分别为ηA、ηB则： （ ）
A.WA＝WB, ηA=ηB　　　 B.WA＞WB ,ηA<ηB　　　
C.WA＜WB ,ηA<ηB　　 　D.WA＞WB ,ηA>ηB　　

斜面的机械效率的计算：
例：1.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；
(4)物体所受摩擦力的大小.

5.滑轮组机械效率：
相关公式：

实验：
例：1.如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N。实验时要竖直向上且_________拉动弹簧测力计。若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图中所示，是__________N，在实验过程中对物体所做的有用功是_____ ，额外功是 ，则滑轮组的机械效率是___________。

甲 乙
2．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如所示：
物理量
1
2
3
钩码重G（N）
4
4
6
钩码上升高度h（m）
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F（N）
1.8
1.4
2.4
绳端移动距离S（m）
0.3
0.5
0.3
机械效率η
74%

（1）通过表中数据可分析出实验1是用____（填“甲”或“乙”）图做的实验，实验2是用____（填“甲”或“乙”）图做的实验。
（2）请将表中空白处填上恰当的数据。（百分号前保留整数）
（3）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率___________。
（4）比较实验1和实验3可得正确结论：使用同一滑轮组，________________________，可以提高滑轮组的机械效率。

滑轮组机械效率的计算:
例：1．一个工人用如图所示滑轮组，提起1000N的货物，所用的拉力是400N，绳子自由端被拉下4m，下面说法正确的是( )
A．有用功是4000J，机械效率是40％ B．总功是1600J，机械效率是40％
C．有用功是1600J，机械效率是62.5％ D．总功是1600J，机械效率是62.5％
2.滑轮组的机械效率为80％，它可以用100N的拉力提起400N的重物，则承担滑轮和重物的绳子段数为( )

A.3． B.4． C.5． D.6
3．如图所示的两个滑轮组，每个轮的质量都相等。用它们提升等重的物体时，作用在两个滑轮组上的动力分别为F1和F2，两个滑轮组的机械效率分别为η1和η2。若不计摩擦，则下列判断中正确的是（ ） 
A.一定是F1>F2   B.一定是F1<F2  C.一定是η1>η2    D.一定是η1<η2
4.用一根绳子和两个定滑轮、两个动滑轮组成最省力的滑轮组，若每个滑轮重50N，绳子能承受的最大拉力是100N．
(1) 若不计绳重和摩擦，用此滑轮组最多能提起多重的物体?
(2) 若5s内将某150N物体竖直提起1 m，拉力做功多大?
(3) 若用此滑轮组匀速提升200N重物，此时滑轮组的机械效率多大?

5. 如图，用滑轮组匀速提升重为2000N的物体，拉力的功率为1250W，滑轮组的机械效率为80％．不计摩擦和绳重，
求：(1)作用在绳自由端的拉力. (2)重物上升的速度．(3)若用来匀速提升3200N重物，每段绳受力多大?

三、功率
1.物理意义___________________________ 定义：______________________________
2.公式:___________________________ 单位:_____________________________

例：1. 星期天一大早，爸爸驾车载着李红一家去石家庄玩。在到达某处路段时，李红从车窗向外看，恰好看到交通标志牌上的标志，如图所示。若汽车以72km/h的速度在匀速行驶，此时发动机的功率为60kW，则下面说法中正确的是　（　　）
A．汽车行驶时，受到的阻力为833N B．此时汽车的牵引力为3000N
C．汽车到达石家庄，全程克服阻力所做的功是1.2×105J
D．汽车在行驶过程，只受到一对平衡力的作用　
2．挖掘机挖土的速度往往很慢，这是为了（ ）
A．保证挖掘质量 B．获得较大挖掘动力 C．可以节约燃料 D．保证挖掘施工安全
h/m
t/s
O
图3
甲
乙
5
10
15
20
25
3
6
9
12
3. 某实验小组在探究两名同学上楼时的功率与做功关系时，将记录的实验数据通过整理，作出了如图3所示的高度—时间图像。其中m甲＝40kg，m乙＝80kg，g取10N／kg。根据图像，可知或可求得：（1）甲同学10s内做功是_________J；（2）P甲 _____P乙（填“>”“<”或“＝”）（3）若乙同学以图示的功率，走着上楼1min，此时他所处的高度是_____m，则他做的功是 __________J。
4.正值农忙季节，农田需要大量的灌溉用水，若水泵在0.5h内把360m3的水抽到5m高处（g取10N/kg），则水泵对水做功的功率至少为（ ）
A．1.8×106J B．3.6×106W C．10kW D．3.6×107W
5．在平直公路上以一般速度行驶的自行车所受阻力为车与人总重的0．02倍，则骑车人的功率最接近于 （ ）
A．100 W B．1 W C．1 kW D．10 kW
6.体能测试中，某同学选择跳绳。他在1min内跳了120次，每次跳离地面的高度为5cm。设他每跳一次所用的时间相等，则他跳绳时的功率最接近( )
A.5W 　B.50W 　　 C.500W 　　 　D.5000W
7. 用一个动滑轮将400N的货物以0.5m/s的速度匀速提高2m．绳端的作用力是250N，那么该力做的有用功是______J，有用功率是____W．滑轮的机械效率是______,若用此动滑轮提升重1000N的重物，作用于绳端的拉力是______N(不计摩擦和绳重)
8．甲乙两台机器功率相等,在相同的时间内通过的路程之比为3∶1,则甲乙两台机器的( )
A. 做功之比为1∶1,受到的牵引力之比为3∶1 B. 做功之比为1∶1,受到的牵引力之比为1∶1
C. 做功之比为1∶1,受到的牵引力之比为1∶3 D. 做功之比为1∶3,受到的牵引力之比为3∶1

四、动能和势能
动能：___________________________ 有关因素:__________________________
势能：重力势能: ___________________________ 有关因素:__________________________
弹性势能: ___________________________ 有关因素:____________________________
例：1.下列物体具有何种形式的机械能: 升空的火箭: ;
正在下落的雨滴: ;被拉长的橡皮筋: .
s
h
2．物理兴趣小组的同学在探究“物体动能的大小与物体质量的关系时”，做了如下实验：如图所示，让钢球从斜面上滚下，打到一个木块上，推动木块做功。在此实验中，应控制________相同，改变____________，比较_______________________，可得出的结论是_____________________________________。
3.在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中,让三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击,陷入沙坑中,如图所示，,我们是通过观察 ______________来比较各铁块重力势能的大小? 在探究“物体重力势能的大小与物体质量的关系时”，应控制________相同，改变____________，比较_______________________，可得出的结论是_____________________________________。

五、机械能及其转化
1.能量的转化：
2.机械能守恒：_____________________________________
例：1.说明以下过程中的能量转化情况
滚摆从最高点运动到最低点：_____________________________________
单摆从最低点运动到最高点：_____________________________________
2.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B处的动能
B．小球在A处的动能大于在C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
3．如图所示为探究能量转化，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐、两端分别固定在罐盖和罐底上。实验装置做好后让它从不太陡的斜面上滚下，发现橡皮筋被铁块卷紧了，接着铁罐居然能从斜面底部自动滚上去，以下有关能量转化的判断，正确的是( )

A．铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是重力势能转化为动能
B．铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是弹性势能转化为动能
C．铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是动能转化为重力势能
D．铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能
4.卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则关于该卫星从近地点向远地点运行过程中势能___________,动能___________,速度__________.(填“增大”、“减小”或“不变”)

5. 如图所示，弹簧一端与小车相连，另一端固定在木板上，将弹簧由自由长的位置A压缩到B，松手后，小车由位置B开始运动至位置C时，速度为零。自B至C的运动过程中，弹性势能的变化情况是 _______________ （选填“减小”“先减小后增大”或“先增大后减小”），小车运动速度最大的位置在 ________ （选填“A点”“AB间的一点”或“BC间的一点”）。
6．如图是小朋友玩蹦蹦床的情景，对他们在上升和下落过程中机械能的变化，下列分析不正确的是（ ）
A．小孩上升到最高点时的重力势能最大
B．小孩在空中下落的过程中重力势能转化为动能
C．小孩刚下落到蹦蹦床时是动能转化成弹性势能
D．小孩下落到蹦蹦床并使蹦蹦床下降到最低点的过程是动能转化成弹性势能
7.下列对滴在空中匀速下落过程的分析(不考虑雨滴质量的变化和雨滴受到的浮力)，正确的是( )
A．雨滴受到平衡力的作用 B．雨滴下落过程中机械能保持不变
C．雨滴受到的重力大于它受到的阻力 D．雨滴的重力势能转化为动能
8.在温哥华冬奥会上，来自黑龙江省的选手李妮娜在自由式滑雪比赛中获得银牌。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是 （ ）
A．从a点向b点运动过程中，重力势能全部转化为动能
B．在a点和c点速度都为零，因此重力势能相等
C．从c点下落到d点过程中，重力势能转化为动能
D．在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等
9.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．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．a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