初中物理第十一章功和機(jī)械能知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)

1、功和機(jī)械能一、功1、做功的兩個(gè)必要因素：（1）作用在物體上的力；（2）物體在 力的方向上通過的距離 。2、不做功的三種情況：（1）有力無(wú)距離：“勞而無(wú)功”之一，如搬石頭未搬動(dòng)；（2）有力，也有距離，但力的方向和距離垂直：“勞而無(wú)功”之二，如手提水桶在水平面上走動(dòng)。（3）有距離無(wú)力：（“不勞無(wú)功”），如物體在光滑平面上自由滑動(dòng)，足球踢一腳后運(yùn)動(dòng)；3、功的計(jì)算：物體上的力月力的方向J通過距離的乘積。公式 W=FS=Pt各量單位一W J （焦耳）F： N （牛頓）S: m （米）P: W（瓦特）t : s （秒）4、國(guó)際單位：將 N- m稱為焦耳簡(jiǎn)稱焦，符號(hào)（J） 1J=1 N - m把一個(gè)雞蛋舉高

2、1m ,做的功大約是0.5 J 。5、公式應(yīng)用注意：分清哪個(gè)力對(duì)物體做功，計(jì)算日J(rèn)F就是這個(gè)力；公式中的S 一定是在力的方向上通過的距離，且與力對(duì)應(yīng)。功的單位“焦”（1牛米=1焦）。6、常見的功：克服重力做功： W=Gh 克服阻力（摩擦力）做功： W=fs二、功的原理：帔用任何機(jī)械都不省功1、內(nèi)容：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會(huì)少于直接用手所做的功。2、說明：功的原理對(duì)于任何機(jī)械都適用。使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離，要省距離必須費(fèi)力,既省力又省距離的機(jī)械是沒有的。使用機(jī)械雖然示前省功，但人類仍然使用，是因旋而機(jī)械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。(Gh)對(duì)

3、于理想機(jī)械（忽略摩擦和機(jī)械本身的重力 ）:人做的功（FS）=直接用手對(duì)重物所做的功3、應(yīng)用：斜面理想斜面：斜面光滑（不計(jì)摩擦）理想斜面遵從功的原理理想斜面公式：FL=Gh其中一F:沿斜面方向的推力；L:斜面長(zhǎng)；G:物重；h:斜面高度 定吐通尢越平蝮,越省力.1廣定眈漸小越隨機(jī)檄?率越高.實(shí)際斜面：斜面粗糙（考慮摩擦）若斜面與物體間的摩擦為 f ,則：FL=fL+Gh;這樣F做功FL就大于直接對(duì)物體做功 Gh 。三、功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)做的功 一P（單位：W）1、公式：- J - A12、單位：瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào) W,常用單位kW , MW/馬力換算：1kW=10W 1MW=10 W 1 馬力=73

4、5W3、物理意義：表示做功快慢的物理量（與機(jī)械效率無(wú)關(guān)）。某小轎車功率 66kW 它表示：小轎車1 s內(nèi)做功66000J4、機(jī)械中的功率:隼吊=仔囹（水平放置滑輪:%用=戶用）P邕-尸叩尸（水平放置滑輪：生=尸沖=F呼叱）5、功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的概念。他們之間沒有可比性。（1）功率表示做功的快慢，即單位時(shí)間內(nèi)完成的功；（2）機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功四、機(jī)械能能量：一個(gè)物體能夠做功，我們就說這個(gè)物體具有能能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量。一個(gè)物體“能夠做功”，并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功” 如：山上

5、靜止的石頭具有能量，但它沒有做功，也不一定要做功。定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量定其大小的因素:廣裕能物體速度越大、質(zhì)量越大,動(dòng)能就越大-5 /重力勢(shì)能豈能彈性:勢(shì)能定義：物體由于被舉高而具有的能量決定其大小的因素:物體質(zhì)堇一越大、舉得越高 （高度），重力勢(shì)能就越大r定義：發(fā)生彈性形變的物體具有的能量1訃甘上的中美物體彈性形變?cè)酱蟆椥訪決定其大小的因素：執(zhí). 心工勢(shì)能就越大1、機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。（1）理解有動(dòng)能的物體具有機(jī)械能；有勢(shì)能的物體具有機(jī)械能；同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能的物體具有機(jī)械能。（2）探究決定動(dòng)能大小的因素a、猜想：動(dòng)能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)；b、實(shí)驗(yàn)研究一研究對(duì)象：

6、小提迷 方法：控制變量法c、如何判斷動(dòng)能大小?看小鋼球能推動(dòng)木快做功的多少；如何控制速度不變 ?使鋼球從同一高度滾下，則到達(dá)斜面底端時(shí)速度大小相同； 如何改變鋼球速度 ?使鋼球從不同同高度滾下；d、分析歸納：保持鋼球 質(zhì)量不變 時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量相同時(shí)；速度越大動(dòng)能越大；保持鋼球 速度不變 時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體速度相同時(shí)；質(zhì)量越大動(dòng)能越大；得出結(jié)論：物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動(dòng)能越大，質(zhì)量越大動(dòng)能也越大。2、動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化.彈性勢(shì)能動(dòng)能 上勢(shì)能轉(zhuǎn)化L重力勢(shì)能（1）動(dòng)能和重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：質(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；質(zhì)量一定的物體，

7、如果減速上升，則動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；（2）動(dòng)能與彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：如果一個(gè)物體的動(dòng)能減小，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能增大，則動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能；如果一個(gè)物體的動(dòng)能增大，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能減小，則彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。3、動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化問題的分析首先分析決定動(dòng)能大小、重力勢(shì)能（或彈性勢(shì)能）大小的因素一一看動(dòng)能和重力勢(shì)能（或彈性勢(shì)能）如何變化一一質(zhì)量，速度，高度，彈性形變機(jī)械能守恒：如果 除重力和彈力外沒有其他外力做功（即：沒有其他形式能量補(bǔ)充或沒有能量損失），則動(dòng)能勢(shì)能轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能不變 。人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，近地點(diǎn)動(dòng)能（速度）最大，勢(shì)能最??；遠(yuǎn)地點(diǎn)勢(shì)能最大，動(dòng)能（速

8、度）最小，近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，整個(gè)過程機(jī)械能守恒。滾擺上升下落過程中，如果不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能守恒。上升動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，下降重力勢(shì) 能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，最低點(diǎn)速度最大，動(dòng)能最大，最高點(diǎn)重力勢(shì)能最大，動(dòng)能最小，下降過程反之?？紤]空氣阻力，滾擺每次上升高度減小，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。題目中如果有“在光滑斜面上滑動(dòng)”，“光滑”表示不計(jì)摩擦，沒有能量損失，此時(shí)機(jī)械能守恒。4、水能和風(fēng)能的利用攔河筑壩廣J 1發(fā)電水能海水潮汐J機(jī)械能的 <直接做功5、水電站的示猿廢理：利用高處的水落同犍重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，水的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)移到水輪機(jī)，利用水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電

9、機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。6、水電站修筑攔河大壩的目的是什么？水電站修筑攔河大壩是為了 提高水位，增大水的重力勢(shì)能 ，水下落時(shí)能轉(zhuǎn)化為更多的動(dòng)能 ，通過 發(fā)電機(jī)就 能轉(zhuǎn)化為更多的電能。例題：如圖1所示的生活用具，在使用中屬于費(fèi)力杠桿的是（）A.鋼絲鉗B.扳手C.核桃鉗D.食品夾如圖6所示，向漏斗吹氣乒乓球被吸起。這個(gè)現(xiàn)象說明圖7如圖所示，用下列裝置提升同一重物，若每個(gè)滑輪重相同，不計(jì)摩擦，則機(jī)械效率最高的裝 置是（）A.空氣的的流速減小，壓強(qiáng)增大B.空氣的的流速減小，壓強(qiáng)減小C.空氣的的流速增大，壓強(qiáng)增大D.空氣的的流速增大，壓強(qiáng)減小如圖7所示，裝有水的容器靜止在斜面上，其底部 分別為戶、pb、p

10、c,則以下判斷正確的是（）A . pa=pb=pcB . pa<pb<pcC . pa>pb>pcD . pa>pb=pc如圖8所示，容器裝有水，其底部 a、b、c三處受到水的壓強(qiáng)分別為 pa、pb、pc,則以 下判斷正確的是（c）一A . pa> pb> pcB. paV pbV pcC. pa= pb= pcD. pa>pb= pc1 圖5所示的試管內(nèi)裝一定量的水，當(dāng)試管豎直放置時(shí)，水對(duì)管底的壓.*強(qiáng)為P1;當(dāng)管傾斜放置時(shí)，水對(duì)管底的壓強(qiáng)為 P2,比較P1、P2的大小，a b匚戶則：巨A. P1<P2B. P1=P2 C. P1>

11、P2D.條件不足，無(wú)法判別如圖6所示的情景中，關(guān)于力對(duì)杯子做功的描述正確的是用力推杯，杯沒動(dòng). 推力時(shí)杯孑做功了A挑著杯于長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng), 托力對(duì)標(biāo)子做功了B托著杯子水千畫古移動(dòng), 托力時(shí)桿子做動(dòng)了托弄杯于整支向上秒動(dòng), 品力時(shí)杯子救動(dòng)了 D下列關(guān)于大氣壓的說法中正確的是（）A.大氣壓的數(shù)值總是不變的B.在其他條件相同時(shí)，海拔高度越高，大氣壓的值越小C.做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí)，換用粗細(xì)不同的玻璃管做實(shí)驗(yàn)，測(cè)量結(jié)果不同D.大氣壓的數(shù)值與天氣無(wú)關(guān)卜列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的敘述中，正確的是（）A.電動(dòng)機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能C.汽油機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B.發(fā)電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.干電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能如圖所示，保持

12、杠桿在水平位置平衡，在其他條件不變的情況下，下列操作能使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大的是（）A.減少鉤碼的個(gè)數(shù)B.將鉤碼懸掛點(diǎn)的位置向右移C.保持拉力方向不變，將彈簧測(cè)力計(jì)向右移D.保持彈簧測(cè)力計(jì)懸掛點(diǎn)的位置不變，使其向右傾斜Ti第7題圖在水平地面上有一長(zhǎng)方體木箱。小林用水平推力F把木箱向前推動(dòng)，如圖 12甲所示。此過程中，推力F隨時(shí)間t的變化情況如圖12乙所示，木塊前進(jìn)的速度 v的大小隨時(shí)間t的變化情況如圖12丙所示，則從3s至5s內(nèi)，推力對(duì)木塊所做的功 J,第2秒木塊受到的合力為 No小宇用如圖所示的裝置探究“動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)？ ”的實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)將質(zhì)量為m的小球從光滑斜面上的 A處?kù)o

13、止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動(dòng)一段r距離后靜止，如圖甲所示。(2)將質(zhì)量為m的小球從光滑斜面上的 B處?kù)o止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動(dòng)一段距離后靜止，如 .圖乙所示。(3)將質(zhì)量為2m的小球從光滑斜面上的 B處?kù)o止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水 平面上移動(dòng)一段距離后靜止，如圖丙所示。根據(jù)上述三次實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：實(shí)驗(yàn)中小球動(dòng)能的大小是通過觀察比較 反映出來的，這里用到了物理學(xué)研究問題的一種 方法(選填“直接測(cè)量”、“放大”或“轉(zhuǎn)化”);為了探究動(dòng)能的大小與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系，應(yīng)選用 兩個(gè)圖來分析，并由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是;

14、分析乙、丙兩圖，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是 ;其中小球在光滑斜面上從B處滾到底端的過程中，小球的能轉(zhuǎn)化為育工分)木煥在水平面上g動(dòng)胸距兩。分)轉(zhuǎn)比U外甲乙分)康氏相同的物體.運(yùn)動(dòng)的速度越大、它的功能越大(I分)堀動(dòng)速度相同的物體.康垃超大,它的就能越大U分)C2分）甲力鑄能(I分)動(dòng)能。分)32.如圖25所示的泉州灣大橋于 2015年5月12日正式通車，其跨海大橋長(zhǎng) 12.45km,最高限速100km/h,若某小汽車以最高限速在此橋上勻速行駛時(shí)， 受到的阻力為2000N,乘員的平均質(zhì)量為 60kg,小汽車的部分參數(shù)如右表， 求：(1)小汽車以最高限速勻速通過此橋的時(shí)間。(2)小汽車滿載時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)

15、。(3)小汽車勻速通過此橋的過程中，牽引力所做的功。S 一迄45 km八匚L ? IOOkmA"a 1245 hZ375X1伊 Pafz分(3)W 匚 FS = /S =2000 NX 12450 m = 2. 4gx iOT J(2 分)售工小汽車以高限速勻速通過此橋的時(shí)間是飆1245 h.小汽車清蒙時(shí)對(duì)水平地面的壓為之375X10*小汽車勾速通過此橋的過程中,牽引力儆的功是249X1/J.如圖26所示為我國(guó)首輛 玉兔號(hào)”月球車。登月前，在水平地面上進(jìn)行了測(cè)試，月球車勻速直線行駛180 m用時(shí)60min,若車的質(zhì)量為140kg,受到地面的摩擦阻力為500N,網(wǎng)狀輪子圖26與地面接觸

16、的總面積為0.02m2。求：(1)月球車受到的重力；(2)月球車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；(3)月球車在測(cè)試過程中的功率。(1) G = mg = 140 kg 10 N/ kg = 1400 N(2分)“、 F G 1400N a - p= S= S = 0.02m2 = 7X0 Pa(2分)(3) W = Fs = fs = 500NX180m = 9M04 JP=9X104 J3600s=25 W答：月球車受到的重力是1400N;月球車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為(1分)(1分)7 x104Pa；月球車在測(cè)試過程中的功率為25 Wo質(zhì)量為50kg的何勇同學(xué)，在一次爬桿比賽中，用12s爬到了 5m高的桿頂:

17、(1)何勇受到的重力是多少？(2)何勇爬桿過程中做了多少功？功率多大？(1) G mg 60kg 10N/kg 600N(2) W Fs Gh 600N 5m 3 103J3 103J12s250W小宇幫助鄰居李奶奶將一袋重100N的米背上12m高的五樓，共用時(shí)間120s.求：(1)小宇對(duì)這袋米做的功；(2)小宇對(duì)這袋米做功的功率.美國(guó)研制出“會(huì)飛的汽車”，其車身和一般汽車相似，但車門多了兩個(gè)可折疊的翅膀，在陸地行駛時(shí)，翅膀折疊，在空中飛行時(shí)，翅膀張開。汽車的質(zhì)量為600 kg,地面最大行駛速度可達(dá)150 km/h,輪胎與地面接觸的總面積約為 0.12 m2,空中最大飛行速度可達(dá) 200 km

18、/h,發(fā)動(dòng)機(jī)功率為 75 kW。問：(1)該汽車在地面以最大行駛速度勻速行駛0.2 h,通過的距離是多少？(2)該汽車靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？(3)若汽車在空中以最大飛行速度勻速飛行200 km,汽車受到的牽引力是多少 ？(1) -v=st，汽車通過的距離 s=vt= 150km/hX0.2h= 30km(3 分)(2)二.汽車靜止在水平地面. F 壓= G = mg =600kgX10N/kg=6X103N3 M汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)是 p= 區(qū) =6 10 N = 5X104Pa(4分)S0.12m2(3)解法 1: t= s = 200km =什=3600sv 200km /

19、h1 P= WW= Pt'= 7.5 104W< 3600s=2.7 108JW 2.7 108J2 八- W= F 牽 s . - F 牽=5 = 1.35 M02N (3 分)s 2 10 m解法2: 1- P =牛S = f牽v t tl P 7.5 104W3八 " F 牽=1.35 X03N（3 分）1 v 200 m/s 3.6答：略（7分）如圖所示是中國(guó)漁政 310海監(jiān)船赴釣魚島進(jìn)行維權(quán).海監(jiān)船滿載排水量 2580t,長(zhǎng)108m,寬14m, 船底深6m,續(xù)航力6000海里，最大航速可達(dá)每小時(shí) 22海里（約40km/h）.（海水密度取1.0M03kg/m3,

20、 g 取 10N/kg）（1）滿載時(shí)，海監(jiān)船受到的浮力有多大？（2）海監(jiān)船以18km/h的速度勻速航行10小時(shí)，巡航的路程為多少 km?若巡航時(shí)海水阻力為1.0M06n,則這一過程中船的推進(jìn)力所做的功為多少？（i分）（1分）（i分）（i分）仁分）轎車勻速行駛時(shí)速度的大??；轎車勻速行駛5min 牽引力做的功。解：（1） . m 排=2580t=2.58 M06kg,排開水的重力為：G 排5 排 g=2.58M06kgM0N/kg=2.58 X107N,則船受到的浮力 F彳?=G排=2.58 M07N.wE t，海監(jiān)船巡航的路程為：s=vt=18km/h M0h=180km,.船勻速行駛，F(xiàn)=f=

21、1.0 X106N,船的推進(jìn)力所做的功：W=FS=1.0 M06NM.8M05m=1.8X1011.答：（1）滿載時(shí)，海監(jiān)船受到的浮力為2.58M07N.（2）海監(jiān)船以18km/h的速度勻速航行10小時(shí)，巡航的路程為 180km;若巡航時(shí)海水阻力為 1.0M06N,則這一過程中船的推進(jìn)力所做的功為1.8M011J.質(zhì)量為1.2t的某型號(hào)轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為6X104W汽車在額定功率下沿水平路面勻速行駛時(shí),受到的阻力是車重的 0.2倍。（g取10N/kg）求: 發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的牽引力大??；解;（1）因?yàn)槠试谒铰访嫔献龉此龠\(yùn)動(dòng).所以-0, 2x1.2. （F F.上O 也 A' = 一= = F. v 得P 6 xlQ-U, ” .由產(chǎn)=；指,U - Pt =6 » 10. 口 x5 x&th = L S jc ；0*J在一個(gè)闖關(guān)游戲中，需要把相同的正方體疊放起來，正方體邊長(zhǎng)為a,由密度為p的材料制成，質(zhì)量分布均勻，如圖15所示。(g為已知，推導(dǎo)過程及結(jié)果無(wú)需帶單位。)(1)某選手用水平力推正方體，但未推動(dòng)，這時(shí)的推力 (填“大于”、“小于”或“等于”)地面對(duì) 正方體的摩擦力，理由是。(2)請(qǐng)推導(dǎo)出該正方體水平放置時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)。圖16(3)某選手在時(shí)間t內(nèi)把地面上另外兩個(gè)相同的正方體疊放在第一個(gè)正方體上面，如圖