九年級科學(xué)上冊《功與機械效率》教學(xué)案（無答案） 華東師大版

1、功與機械效率【知識梳理】一、功和功率1.功等于力跟物體在力的方向上通過距離的乘積。功的計算有做功的實質(zhì)就是能量轉(zhuǎn)化的過程。功與能的單位都是焦耳(J）。1焦=1牛·米。2.功率是物體單位時間內(nèi)完成的功，它是反映物體做功快慢的量，但不能反映物體做功的多少。功率的計算公式：，若物體是勻速直線運動的，則。功率的単位有瓦(W)，千瓦(kw)。1瓦=1焦/秒 。二、有用功、額外功、總功和機械效率1.有用功：使用機械時，完成我們的目的所做的功，其實質(zhì)就是機械對物體所做的功。分析有用功時，一看機械對物體施加的是哪個作用力，確定力的大??；二看使用這個機械主要是要干什么 ，從而確定是克服什么地功。2、額

2、外功：使用機械時，并非我們所需要但又不得不額外去做的功，其產(chǎn)生的原因主要有機械自身的重力、摩擦力、容器的重力等額外阻力。3，總功：實質(zhì)就是使用機械時動力對機械所做的功，三種功之間的關(guān)系式：4、機械效率是有用功跟總功的比值(百分比)。計算公式：注意點：機械效老是反映機械性焚為一個科學(xué)量，與功率無關(guān)，其大小不是一個恒定值；因為額外功總是存在的，故機械效率總小于1?！镜湫屠}】考點一 功和功率的計算例1 一輛小汽車在平直公路上勻速行駛，發(fā)動機的牽引力為2000N，速度為108km/h。求小車勻速行駛時受到的阻力大小。求牽引力在10min內(nèi)所做的功。若發(fā)動機的牽引力用F表示，小車的速度用v表示，請推導(dǎo)

3、出牽引力的功率 考點二 結(jié)合簡單機械進行功及機械效率的計算例2 1如圖所示是工廠里用來吊運貨物的行車滑輪組某次作業(yè)時，行車在鋼絲繩的自由端用2000N的力，將重6000N的貨物勻速豎直提升3m，接著又在水平方向移動6m行車在水平移動貨物的過程中，貨物重力所做的功是多少J？在豎直提升貨物的過程中，貨物重力所做的功是多少J？行車滑輪組提升貨物的機械效率為？考點三 滑輪組的綜合計算例3 4（2013自貢）如圖所示（滑輪組的繞繩未畫出），人以600N的力向下拉動繞在滑輪組的繩子一端10秒，使繩端向下移動了1.5m，重物勻速上升了0.5m，已知滑輪組的機械效率為70%（g=10N/kg）（1）按題意畫出

4、滑輪組的繞繩（2）人所做功的功率多大？（3）被吊起的重物質(zhì)量多大？【科學(xué)探究】例 （2013寧波）如圖甲所示，放在水平地面上的物體A受到水平向右的力F的作用力F的大小以及物體A的運動速度大小v隨時間t的變化情況如圖乙所示（1）當(dāng)t=7s時，物體A受到的摩擦力f的大小為_N，方向為_（2）根據(jù)圖乙有關(guān)信息，請用公式P=Fv，求F=10N時該力的功率（3）如圖丙所示，在A的兩側(cè)分別掛上柱狀重物B，C，且C的一部分浸入水中已知GB=20N，GC=50N，C的橫截面積為30cm2，長度足夠，水夠深則當(dāng)物體A不受摩擦力作用時，C的下底面受到的水的壓強是多少？若物體A移動就會觸發(fā)報警裝置（圖中未畫出），當(dāng)

5、物體A不移動時，最高水位與最低水位的差是多少？（g取10N/kg）【牛刀小試】1.以下是對楊陽同學(xué)部分生活事例的分析，其中合理的是（）A去游泳館游泳時，受到水的浮力約為2000NB全家6月份自來水用量26m3，算出其質(zhì)量為26kgC從一樓走到三樓家中，克服自身重力做功約為30000JD參加800m跑步的成績是4min10s，則她跑步的平均速度是3.2m/s2.（2013自貢）甲、乙兩個完全相同的物體在同一水平面上做勻速直線運動，且v甲v乙，若不計較空氣阻力，則它們所受的拉力F甲和F乙及兩拉力在相同時間內(nèi)所做的功W甲和W乙之間的關(guān)系是（）AF甲F乙BF甲F乙CW甲W乙DW甲W乙3.（2013德州

6、）某實驗小組分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組（每個滑輪重相同）勻速提起相同的重物不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（）A甲圖省力，機械效率甲圖大B甲圖省力，機械效率一樣大C乙圖省力，機械效率一樣大D乙圖省力，機械效率乙圖大 4.（2013佛山）如圖，A物體在大小為10N拉力F作用下，以0.3m/s速度向右勻速運動（不計滑輪重、繩重及摩擦），若A物體與桌面的摩擦力為1N，下列說法錯誤的是（）A拉力F做功的功率為3WBB物體的質(zhì)量為2.7kgCB物體上升的速度是0.1m/sDB物體運動1s則物體克服重力做3J功（2013株洲）工人用力F水平推重為200N的物體，在4s內(nèi)水平推力F與物體沿力的方向移動

7、距離s之間的關(guān)系如圖所示在這過程中，水平推力做的功為_J，推力做功的功率為_W電動自行車以其輕便、實用、環(huán)保的優(yōu)點，深受人們的喜愛已知某輛電動自行車質(zhì)量為40kg，最大可達36km/h。該車每次充電能儲存電能3×106J，電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為72%。假設(shè)該電動車一直行駛在平直路面上，當(dāng)它以最大速度勻速行駛時，受到的阻力為30N該車以最大速度勻速行駛時，電動車的牽引力的功率為多少？（2）該車充一次電，以最大速度勻速行駛，最多可連續(xù)行駛多長時間？【高手過招】1.（2013內(nèi)江）已知雨滴在空中豎直下落時所受空氣阻力與速度大小的二次方成正比，且不同質(zhì)量的雨滴所受空氣阻力與速度大小的二次方

8、的比值相同現(xiàn)有兩滴質(zhì)量分別為m1和m2的雨滴從空中豎直下落，在落到地面之前都已做勻速直線運動，那么在兩滴雨滴落地之前做勻速直線運動的過程中，其重力的功率之比為（）2.（2012淄博）如圖所示，拉力F使物體豎直勻速上升，下列說法正確的是（）A拉力F做的功是有用功B提升動滑輪做的功是額外功C拉力F移動的距離是物體移動距離的2倍D物體越重，滑輪組的機械效率越低3.（2013南通）如圖所示，用手沿豎直方向勻速拉一個動滑輪，使掛在下面重為G的物體緩慢上升，動滑輪的重力不可忽略，現(xiàn)改變物體的重力G，則動滑輪的機械效率與物體重力G的關(guān)系可能符合下列圖中的（）ABCD4.（2013聊城）如圖，在水平拉力F的作

9、用下，使物體A沿水平面以速度v向右勻速運動了距離s，若物重為G，平面對物體的摩擦力為f下列說法正確的是（）A有用功的功率為fsB拉力的功率為3FvC裝置的機械效率為G/3FD額外功為（3F-f）s5.（2013重慶）小明利用如圖所示的裝置探究滑輪組的特點，他將重為3N的物體勻速提高了0.5m，已知繩子自由端的拉力F為2N，則繩端移動的距離s及提起重物時滑輪組的機械效率是（）As=1.5m，=50%Bs=1.5m，=80%Cs=lm，=75%Ds=lm，=37.5%6.（2012遵義）小明在測量滑輪組機械效率的實驗中，所用裝置如圖所示，實驗中每個鉤碼重2N，測得的數(shù)據(jù)如下表：物理量實驗次數(shù)鉤碼總

10、重G/N鉤碼上升的高度h/m測力計示數(shù)F/N測力計移動距離s/m機械效率140.11.80.3260.12.40.383%340.11.40.557%440.21.41.057%在實驗中，測繩端拉力F時，應(yīng)盡量豎直向上_拉動彈簧測力計且在拉動過程中讀數(shù)（2）第1次實驗測得的機械效率為_（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）分析表中數(shù)據(jù)可知：第2次實驗是用_圖做的；第4次實驗是用_圖做的（選填“a”、“b”或“c”）（4）分析第1、2次實驗數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組，_可以提高滑輪組的機械效率；分析第1、3次實驗數(shù)據(jù)可知：使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動滑輪個數(shù)越多（即動滑輪總重越重），滑輪組的機械效

11、率_（5）分析第3、4次實驗數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機械效率與物體被提升的高度_（2013丹東一模）如圖甲所示，重為16N的物體A在拉力F的作用下，5s內(nèi)勻速運動了0.5m拉力做的功隨時間變化的圖象如圖乙所示物體A在水平桌面上運動時受到的摩擦阻力為物重G的0.5倍求：（1）拉力F的功率（2）拉力F的大?。?）克服繩重及摩擦所做的額外功所占總功的比例8.（2013綿陽）2012年6月，我國自主設(shè)計的載人潛水器“蛟龍?zhí)枴?，實驗下?000m達到一個新的深度試驗經(jīng)歷了以下主要過程：母船用新型的吊裝設(shè)備將潛水器投放到海中；潛水器緩慢豎直下潛和上升；吊裝設(shè)備將潛水器吊上母船如圖是母船的吊裝設(shè)備的示意圖，圖中虛

12、線框中是滑輪組（未畫出），電動機拉放滑輪組繩子自由端，掛鉤掛著潛水器吊裝設(shè)備緩慢地將潛水器投放到海中，然后，潛水器下潛用時t1=6h，到達7000m出停留t2=0.5h，上升用時t3=3.5h潛水器上升到海面后，掛鉤掛著潛水器離開水面后，緩慢勻速豎直上升高度h=6m，在這個過程中電動機拉滑輪組繩子自由端的拉力F1=5.5×104N，滑輪組的機械效率=80%已知潛水器總質(zhì)量（含潛水員）m=2.2×104kg，體積V=20m3，水的密度1=1.0×103kg/m3，海水的密度2=1.03×103kg/m3，g取10N/kg不計繩和掛鉤的質(zhì)量，不考慮空氣阻力，

13、不考慮潛水器離開海面后海水對潛水器質(zhì)量的影響求：（1）吊裝設(shè)備將潛水器投放至剛被海水浸沒時，掛鉤的拉力是多大？（2）潛水器從開始下潛到返回海面的整個過程中，平均速度是多少米/秒？（3）滑輪組中，與動滑輪相連的繩子是多少段？【華山論劍】1.（2013菏澤）甲乙兩個滑輪組如圖所示，其中的每一個滑輪都相同，用它們分別將重物G1、G2提高相同的高度，不計滑輪組的摩擦，下列說法中正確的是（）A若G1=G2，拉力做的額外功相同B若G1=G2，拉力做的總功相同C若G1=G2，甲的機械效率大于乙的機械效率D用甲乙其中的任何一個滑輪組提起不同的重物，機械效率不變2.如圖是利用滑輪組勻速提升水中圓柱體M的示意圖，

14、滑輪組固定在鋼架上，滑輪組中的兩個滑輪質(zhì)量相等，繞在滑輪組上的繩子能承受的最大拉力為900N，連接圓柱體A與動滑輪掛鉤的繩子能承受的最大拉力為3000N圓柱體A高為3m，底面積為0.02m2，密度為4.5×103kg/m3在繩端拉力F作用下，圓柱體A從其下表面距水面15m處勻速上升到其上表面與水面相平的過程中用了3min，在這個過程中，拉力F的功率為160w，滑輪組的機械效率為，鋼架對定滑輪的拉力為T，在圓柱體A被緩慢拉出的過程中，圓柱體A的下表面受到水的壓強為p不計繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力，g取10N/kg下列選項中正確的是（）A壓強p的最小值為15000PaB拉力T的最大值為2700NC拉力F的大小為640ND滑輪組的機械效率為90%3.（2013宜賓）最近，中央電視臺科教頻道播出了在我市拍攝的“汽車落水后如何水下逃生”的紀錄片紀錄片中，實驗人員開著小車從高處落入滾滾的岷江，并在門窗緊閉的車中，嘗試用不同的方法砸碎車窗玻璃逃生，驚心動魄為了確保實驗人員的安全，攝制組精心設(shè)計了緊急救援裝置，用于當(dāng)實驗人員無法從車中逃生時迅速吊起汽車現(xiàn)某課外活動小組，照此設(shè)計了如圖所示的簡單機械，模擬緊急救援落水汽車實驗中用實心圓柱體A代替小車，已知A的體積為0.12m3，質(zhì)量