初中物理总复习课件--功和机械能[1]

重点和难点重点：功和功率的概念；机械功和机械能的概念；机械效率的计算和怎样提高机械效率；动能和势能的相互转化。难点：做功的两个因素；结合实际理解功率的概念。动能机械能重力势能势能弹性势能动能势能功：（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。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。练习、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）。（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=FS（4）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。（5）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）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。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）（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。功率：（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，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，在做相同多的功，用时越短，功率越大1、如图5所示的四种情景中，人对物体做功的是（）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CＡB3、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。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＝2.4×104w③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%。④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（5）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）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、减小摩擦等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．求：(1)松木块的重力．(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%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。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）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％弹簧测力计同一斜面，机械效率相同３９.５%摩擦、倾斜程度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A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：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。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动能增大、重力势能减小不能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能动能