功和機(jī)械行業(yè)管理化

第十五章功和機(jī)械能

一、功1.做功的兩個(gè)必要因素(1)作用在物體上的___.(2)物體在_________上通過了距離.2.計(jì)算公式:W=___.3.單位:焦,符號(hào)是J，1J=1_____.4.功的原理內(nèi)容：使用任何機(jī)械都_______.力的方向N·m不省功Fs力【活學(xué)巧用】踢足球足球運(yùn)動(dòng)員用300N的力，將足球踢到10m遠(yuǎn)的地方，已知球重20N，根據(jù)以上條件______(選填“能”或“不能”)計(jì)算出運(yùn)動(dòng)員對(duì)球做的功，原因是______________________________.提示：力對(duì)物體做的功等于作用在物體上的力與物體在此力的作用下通過距離的乘積，根據(jù)公式W=Fs可判斷出做功的多少.運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球的力為300N，但不知道足球在此力作用下移動(dòng)的距離，不能求出功.而足球運(yùn)動(dòng)的10m是足球由于慣性向前運(yùn)動(dòng)的結(jié)果.答案：不能運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球的力為300N，但不知道足球在此力作用下移動(dòng)的距離，不能求出功.而足球運(yùn)動(dòng)的10m是足球由于慣性向前運(yùn)動(dòng)的結(jié)果.二、機(jī)械效率1.有用功：為了_________必須做的功.2.額外功：對(duì)達(dá)到某一目的沒有用又_________的功.3.總功：_______________的總和.4.機(jī)械效率(1)定義：_____________的比值.(2)公式：.(3)規(guī)律：因?yàn)橛杏霉π∮诳偣Γ詸C(jī)械效率總______.達(dá)到目的不得不做有用功和額外功有用功跟總功小于1(4)提高機(jī)械效率的方法：①改進(jìn)結(jié)構(gòu)，減小_____自重.②同一機(jī)械，增大載重.③定時(shí)潤(rùn)滑，減小_____.機(jī)械摩擦【活學(xué)巧用】巧提沙石如圖所示，工人利用動(dòng)滑輪將沙石勻速向上提升2m，已知沙石重184N，動(dòng)滑輪重6N，袋重10N，繩重和摩擦均不計(jì).(1)工人做的有用功是______.(2)工人做的額外功是______.(3)此時(shí)該裝置的機(jī)械效率是_______.提示：機(jī)械效率是有用功和總功的比值，所以找到有用功、總功就可以求出滑輪的機(jī)械效率.W有用=Gh=184N×2m=368JW額外=(G動(dòng)滑輪+G袋)h=(10N+6N)×2m=32JW總=W有用+W額外=368J+32J=400J該裝置的機(jī)械效率為：答案：(1)368J(2)32J(3)92%三、功率1.比較做功快慢的方法(1)做相同的功，所用時(shí)間_____，做功越快.(2)在相同時(shí)間內(nèi)，比較做功的多少，做功_____，做功越快.(3)時(shí)間越短，做功越多，做功_____.2.功率(1)意義：表示物體_________的物理量.(2)概念：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)做的功.(3)公式：.(4)單位及其換算：1kW=______W.越短越多越快做功快慢1000【活學(xué)巧用】功率大小的比較如圖所示，挖土機(jī)和人同時(shí)挖土，挖土機(jī)和人相比，______做功快，______的功率大，這是采用在_______內(nèi)比較_______的方法比較物體做功快慢的.另一種判斷方法是______相同，比較___________多少.把2噸泥土從1.5m的深處挖到地面，需要10s,挖土機(jī)做功的功率是_____kW.提示：功率能反映物物體做功的快快慢.比較做做功的快慢，，一種方法是取時(shí)間相相同，比較物物體做功的多多少，做的功功越多，說明明做功越快，功率率越大；另一一種方法是取取相同的功，，比較所用的的時(shí)間，時(shí)間越短短，做功越快快，功率越大大；知道功與與時(shí)間，利用用公式求求出功率率，挖土機(jī)機(jī)做功W=Gh=mgh=2×103kg×10N/kg×1.5m=3××104J，功率：.答案：挖土機(jī)挖挖土機(jī)相相同的時(shí)時(shí)間做做功的多少做功所所用的時(shí)間3四、機(jī)械能及及其轉(zhuǎn)化1.能量:物物體_____________,表示這個(gè)物物體具有能量量.2.機(jī)械能的的分類及各自自的影響因素素能夠?qū)ν庾龉\(yùn)動(dòng)速度彈性形變大小小3.機(jī)械能守守恒：在只有有動(dòng)能和勢(shì)能能相互轉(zhuǎn)化的的過程中，機(jī)機(jī)械能的總量量保持不變.【活學(xué)巧用】】撐桿跳高如圖所示，撐撐桿跳高運(yùn)動(dòng)動(dòng)的幾個(gè)階段段：助跑、撐撐桿起跳、越越橫桿.助跑跑時(shí)運(yùn)動(dòng)員跑跑得越快，______越大，從運(yùn)運(yùn)動(dòng)員撐桿起起跳到越橫桿桿的過程中，，有關(guān)能變化化的情況是：：運(yùn)動(dòng)員的重重力勢(shì)能______，，桿的彈性勢(shì)勢(shì)能______.提示：解答這類問題題，根據(jù)影響響動(dòng)能、重力力勢(shì)能和彈性性勢(shì)能大小的的因素來考慮慮.重點(diǎn)是分分析物體運(yùn)動(dòng)動(dòng)過程中，物物體的質(zhì)量、、速度、高度度和形狀怎樣樣改變，再進(jìn)進(jìn)一步判斷動(dòng)動(dòng)能、重力勢(shì)勢(shì)能和彈性勢(shì)勢(shì)能的變化.動(dòng)能與物體體的質(zhì)量、速速度有關(guān).助助跑時(shí)，運(yùn)動(dòng)動(dòng)員的質(zhì)量沒沒變，速度越越大，動(dòng)能就就越大.重力力勢(shì)能與物體體的質(zhì)量和被被舉高的高度度有關(guān)，質(zhì)量量相同的物體體，被舉得越越高重力勢(shì)能能越大.運(yùn)動(dòng)動(dòng)員撐桿起跳跳到越橫桿的的過程中，質(zhì)質(zhì)量沒有變，，高度增加重重力勢(shì)能變大大.彈性勢(shì)能能由物體的彈彈性形變決定定，同一物體體的彈性形變變?cè)酱?，彈性性?shì)能越大.運(yùn)動(dòng)員撐桿桿起跳到越橫橫桿的過程中中，桿的形變變?cè)絹碓叫?，，彈性?shì)能變變小.答案：動(dòng)能變大大變小一、做功的兩兩個(gè)必要條件件1.做功必須須滿足兩個(gè)必必要條件(1)必須有有力作用在物物體上.(2)這個(gè)受受力物體必須須在這個(gè)力的的方向上通過過了一段距離離.2.幾種常見見的沒有做功功的情況(如如圖)(1)缺力無無功：物體靠靠慣性通過了了一段距離，，此情況有距距離無力.(2)缺距離離無功：有力力作用在物體體上，但物體體沒有移動(dòng)距距離.(3)垂直無無功：有力【方法法技巧巧】考慮做做功問問題時(shí)時(shí)，可可按以以下三三個(gè)步步驟(1)物體體是否否受到到力的的作用用，不不受力力的物物體不不存在在做功功問題題.(2)物體體是否否運(yùn)動(dòng)動(dòng)，不不運(yùn)動(dòng)動(dòng)的物物體也也不存存在做做功問問題.(3)判斷斷物體體受力力的方方向和和運(yùn)動(dòng)動(dòng)方向向的關(guān)關(guān)系，，若二二者方方向垂垂直，，則不不做功功；若若二者者方向向不垂垂直，，則做做功.【中考考警示示】利用W＝Fs進(jìn)進(jìn)行計(jì)計(jì)算時(shí)時(shí)，要要注意意:(1)F與與s的的一一對(duì)應(yīng)應(yīng)的關(guān)關(guān)系，，即s是在在力F的作作用下下沿F的方方向移移動(dòng)的的距離離.(2)在計(jì)計(jì)算時(shí)時(shí)每個(gè)個(gè)物理理量的的單位位必須須選取取國(guó)際際單位位：F是牛牛(N)、、s是是米(m)、W是焦焦耳(J).【延伸伸拓展展】功的原原理：：使用用任何何機(jī)械械都不不省功功.省省力的的機(jī)械械必定定費(fèi)距距離，，省距距離的的機(jī)械械必定定費(fèi)力力，省省力又又省距距離的的機(jī)械械是不不存在在的，，但是是使用用機(jī)械械可以以省力力、改改變動(dòng)動(dòng)力的的方向向或者者省距距離，，給人人們帶帶來方方便.這是是人們們使用用機(jī)械械的目目的.功的的原理理適用用于任任何機(jī)機(jī)械.【典例例1】】(2012··內(nèi)江江中考考)如如圖所所示，，以下下所列列舉的的幾個(gè)個(gè)力中中，沒沒有對(duì)對(duì)物體體做功功的是是()【思維維導(dǎo)圖圖】【精講精析析】選D.物理理學(xué)中的功功包含兩個(gè)個(gè)必要因素素，一是作作用在物體體上的力；；二是物體體在力的方方向上運(yùn)動(dòng)動(dòng)一段距離離.由題圖圖可知，杠杠鈴靜止時(shí)時(shí)受到了運(yùn)運(yùn)動(dòng)員的支支持力，但但在支持力力的方向上上沒有通過過距離，故故D選項(xiàng)支支持力沒有有對(duì)杠鈴做做功.二、理解機(jī)機(jī)械效率1.機(jī)械效效率是有用用功在總功功中所占比比例的多少少，是一個(gè)個(gè)比值，是是一個(gè)無單單位的物理理量，描述述機(jī)械的工工作性能.2.使用機(jī)機(jī)械時(shí)，不不得不做一一些額外功功，所以機(jī)機(jī)械效率ηη總小于1.功率可可以是任何何數(shù).3.機(jī)械效效率具有可可變性由公式可可知，，當(dāng)額外功功一定時(shí)，，機(jī)械做的有用功越越多，機(jī)機(jī)械效率越越高.當(dāng)機(jī)機(jī)械所做的的有用功一一定時(shí)，機(jī)械做的額額外功越少少，機(jī)械效效率越高.4.提高機(jī)機(jī)械效率的的方法(1)當(dāng)有有用功(W有用)一定時(shí),額外功(W額外)越小,則則機(jī)械效率率(η)越越大.因此此設(shè)法減小小額外功可可以提高機(jī)機(jī)械效率.如減輕動(dòng)動(dòng)滑輪(做做額外功的的機(jī)械)本本身的重量量,加潤(rùn)滑滑油以減小小摩擦,用用輕質(zhì)材料料制作機(jī)械(2)當(dāng)額外功(W額外)一定時(shí)，有用功(W有用)越大，機(jī)械效率(η)越大，因此增大有用功可以提高機(jī)械效率.如增加物重可以提高機(jī)械效率.【方法技巧巧】“兩要點(diǎn)””求機(jī)械效效率要點(diǎn)一：確確定有用功功和總功：：一般情況下下克服機(jī)械械本身的摩摩擦力或重重力做的功功是額外功功；提升重重物時(shí)克服服物體重力力做的功是是有用功；；動(dòng)力對(duì)機(jī)機(jī)械做的功功是總功.要點(diǎn)二：選選擇合適的的公式，根根據(jù)題目中中所給條件件選擇公式式①；；②【中考警示示】機(jī)械效率的的三個(gè)誤區(qū)區(qū)(1)概念念理解不完完整：機(jī)械械效率表示示的是有用用功跟總功功的比值，，與是否受受力、做功功多少及功功率無關(guān)，，與機(jī)械自自身(如機(jī)機(jī)械的自重重、摩擦)和做功現(xiàn)現(xiàn)象(如被被提起的重重物)有關(guān)關(guān).(2)滑輪輪認(rèn)識(shí)不全全面：對(duì)滑滑輪組認(rèn)識(shí)識(shí)不清，不不能準(zhǔn)確判判斷滑輪組組承擔(dān)物重重段數(shù)n.(3)試題題分類不清清晰：滑輪輪組既可以以將重物豎豎直提起，，也可以拉拉著物體水水平前進(jìn)，，還可以使使物體沿斜斜面前行.豎直提提起時(shí)是克克服重力做做功，水平平(斜著)拉物體時(shí)時(shí)是克服阻阻力做功.分析哪個(gè)個(gè)力做的是是有用功是是解決這類類問題的關(guān)關(guān)鍵.【典例2】】(2011·無A.繩子子受的拉拉力F1和F2大小相等等，滑輪輪組的機(jī)機(jī)械效率率相同B.繩子子受的拉拉力F1和F2大小不相相等，滑滑輪組的的機(jī)械效效率不同同C.繩子子自由端端移動(dòng)的的距離不不相等，，拉力對(duì)對(duì)滑輪組組所做的的功相等等D.繩子子自由端端移動(dòng)的的距離不不相等，，拉力對(duì)對(duì)滑輪組組所做的的功不相相等【思維導(dǎo)導(dǎo)圖】【精講精精析】選C.雖雖然兩個(gè)個(gè)滑輪組組相同，，但是繞繞線方法法不同，，甲圖相相當(dāng)于兩兩根繩子子承擔(dān)著著重物，，乙圖相相當(dāng)于三三根繩子子承擔(dān)著著重物，，所以它它們的拉拉力和繩繩子的自自由端移移動(dòng)的距距離不等等，當(dāng)升升高相同同的高度度時(shí)，所所做的有有用功和和額外功功相同，，即拉力力對(duì)滑輪輪組所做做的功相相等，故故選C.【備選例例題】小明用一一個(gè)動(dòng)滑滑輪勻速速提升重重為200N的物體體，所用用豎直向向上的拉拉力為125N.物物體上升升2m的過程程中，拉拉力所做做的有用用功為_____J，總功功為_____J，，動(dòng)滑輪輪的機(jī)械械效率為為______.小明明又用這這個(gè)動(dòng)滑滑輪用同同樣的方方法提升升400N的的物體升升高相同同的高度度，動(dòng)滑滑輪的機(jī)機(jī)械效率率為______.【精講精精析】本題考查查了動(dòng)滑滑輪的機(jī)機(jī)械效率率及其可可變性.有用功指克服服物體重重力所做做的功W有用=Gh＝＝200N××2m=400J；使用動(dòng)滑輪輪提升物物體時(shí)，，拉力作作用點(diǎn)移移動(dòng)的距距離為物物體上升升高度的2倍，，即s=2h=2×2m=4m，拉力力所做的的功就是是總功W總=Fs=125N×4m的重物變了，機(jī)械效率發(fā)生了變化，但是動(dòng)滑輪沒有變，提升相同的高度，額外功不變，W額外=W總-W有用=500J-400J＝100J，W′有用=G′h＝400N×2m=800J,W′總=W額外+W′有用=100J+800J＝900J,答案：40050080%89%三、功、、功率、、機(jī)械效效率的綜綜合計(jì)算1.三者之間的關(guān)系2.三者者的公式式關(guān)系3.功率率與速度度、牽引引力的關(guān)關(guān)系【方法技技巧】對(duì)于功、、功率和和機(jī)械效效率的綜綜合計(jì)算算，解題題思路是是(1)認(rèn)認(rèn)真審題題，剖析析題意確確定各量量間的關(guān)關(guān)系.(2)根根據(jù)已知知量和待待求量的的關(guān)系，，結(jié)合相相應(yīng)的公公式或物物理規(guī)律律建立關(guān)關(guān)系式.(3)逐逐步分析析、計(jì)算算中間的的物理量量，直至至導(dǎo)出所所求量.【中考警警示】?jī)牲c(diǎn)注意意(1)理理清關(guān)系系：計(jì)算算時(shí)涉及及的公式式與物理理量較多多，要找找出各物物理量的的對(duì)應(yīng)關(guān)關(guān)系，會(huì)會(huì)舉一反反三.(2)統(tǒng)統(tǒng)一單位位：計(jì)算算時(shí)要注注意公式式中各物物理量都都要使用用國(guó)際單單位，若若題中給給的物理理量不是是國(guó)際單單位要先先轉(zhuǎn)化為為國(guó)際單單位.【典例3】(2012·蘇(1)工工人做的的有用功功；(2)工工人做的的總功；；(3)此此過程中中該裝置置的機(jī)械械效率；；(4)工工人做功功的功率率.【思維導(dǎo)導(dǎo)圖】解答此類類問題需需要明確確以下幾幾點(diǎn)：【精講精精析】(1)工工人在運(yùn)運(yùn)送建材材的過程程中，使使重物升升高克服服建材重力力所做的的功為有有用功，，W有=Gh.(2)其其中中拉拉力力所所做做的的功功包包含提提升升建建材材的的有功，這部分功為總功，W總=Fs，其中s表示拉力移動(dòng)的距離，由于有兩段繩子連著動(dòng)滑輪，所以拉力移動(dòng)的距離為建材升高距離的2倍.(3)根據(jù)可以算出機(jī)械效率；(4)工人所做的功即為總功，功率計(jì)算可以用功率計(jì)算公式算得.答案案：：(1)W有=Gh=230N××6m=1380J(2)s=2h=2××6m=12m，，W總=Fs=125N××12(3)(4)四、、機(jī)機(jī)械械能能的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化及及守守恒恒1.只只有有重重力力做做功功的的時(shí)時(shí)候候，，機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒，，重重力力勢(shì)勢(shì)能能、、彈總機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒速度度增增大大高度度減減小小彈性性形形變變?cè)鲈龃蟠笏俣榷葴p減小小重力力勢(shì)能能動(dòng)能彈性性勢(shì)能能速度度增增大大速度度減減小小速度度增增大大彈性性形形變變減減小小2.機(jī)機(jī)械械能能與與其其他他形形式式的的能能之之間間也也可可以以相相互互轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化，，機(jī)機(jī)械械能能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為內(nèi)內(nèi)能能，，內(nèi)內(nèi)能能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為機(jī)機(jī)械械能能等等；；比比如如劃劃過過夜夜空空的的流流星星克克服服與與空空氣氣的的摩摩擦擦力力做做功功，，機(jī)機(jī)械械能能減減小小，，減減小小的的機(jī)機(jī)械械能能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化成成內(nèi)內(nèi)能能，，使使流流星星溫溫度度升升高高，，這這樣樣機(jī)機(jī)械械能能不不再再守守恒恒.【方方法法技技巧巧】】分析析動(dòng)動(dòng)能能與與勢(shì)勢(shì)能能相相互互轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化的的一一般般步步驟驟(1)明明確確要要研研究究對(duì)對(duì)象象和和所所要要研研究究的的過過程程.(2)根根據(jù)據(jù)物物體體在在初初始始狀狀態(tài)態(tài)的的位位置置、、速速度度、、形形變變情情況況，，確確定定物物體體具具有有的的動(dòng)動(dòng)能能、、勢(shì)勢(shì)能能.(3)根根據(jù)據(jù)物物體體在在最最終終狀狀態(tài)態(tài)的的位位置置、、速速度度、、形形變變情情況況，，確確定定物物體體具具有有的的動(dòng)動(dòng)能能、、勢(shì)勢(shì)能能.(4)分分析析運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)過過程程中中是是否否受受摩摩擦擦力力，，如如果果不不考考慮慮摩摩擦擦力力，，動(dòng)動(dòng)能能與與勢(shì)勢(shì)能能總總和和不不變變，，一一種種能能量量減減小小，，另另一一種種能能量量增增加加，，能能量量發(fā)發(fā)生生了了轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化【中中考考警警示示】】(1)能能量量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化可可以以發(fā)發(fā)生生在在同同一一物物體體上上，，也也可可以以發(fā)(2)在現(xiàn)實(shí)生活中有摩擦阻力，所以機(jī)械能不守恒，能量在轉(zhuǎn)化過程中逐漸減小，注意題干中有沒有注明“不考慮阻力”.【延延伸伸拓拓展能量是物體能夠做功的本領(lǐng)，但是物體不一定做功；功是一個(gè)過程量，如果物體對(duì)外做了功，它的能量會(huì)減少，如果外界對(duì)物體做了功，物體的能量會(huì)增加，增加的多少等于做功的多少；物體也只能通過做功才能實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，功是能量轉(zhuǎn)化的量度.【典典例例4】】(2011··綿綿陽陽中中考考)2011年年4月月10日日，，我我國(guó)國(guó)在在西西昌昌衛(wèi)衛(wèi)星星發(fā)發(fā)射射中中心心用用““長(zhǎng)長(zhǎng)是()A.勢(shì)勢(shì)能能增增加加、、動(dòng)B.勢(shì)能減小、動(dòng)能增加、速度增加C.勢(shì)能減小、動(dòng)能增加、速度不變D.勢(shì)能不變、動(dòng)能不變、速度不變【思思維維導(dǎo)導(dǎo)圖圖】】【精精講講精精析析】】選B.衛(wèi)衛(wèi)星星沿沿橢橢圓圓軌軌道道繞繞地地球球運(yùn)運(yùn)行行的的過過程程中中機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒，，動(dòng)動(dòng)能能和和勢(shì)勢(shì)能能相相互互轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化.從從遠(yuǎn)遠(yuǎn)地地點(diǎn)點(diǎn)一、、實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)探探究究：：探探究究斜斜面面的的機(jī)機(jī)械械效效率率1.實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)器器材材：：長(zhǎng)長(zhǎng)木木板板、、木木塊塊、、___________、、_______、、細(xì)細(xì)線線、、毛毛巾巾、、棉棉布布.2.實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)方方法法：：___________、、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換法法.3.實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)結(jié)論斜面的的機(jī)械械效率率與斜斜面的的傾斜斜程度度、斜斜面的的粗糙糙程度度有關(guān)關(guān).(1)斜面面粗糙糙程度度相同同時(shí)，，斜面面的傾傾斜程程度越越大機(jī)機(jī)械效效率_____.(2彈簧測(cè)測(cè)力刻度尺尺控制變變量法法越大越低4.問問題探探究(1)在本本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中，，除傾傾斜程程度不不同外外，其其他哪哪些因因素相相同?提示：：①斜面面的光光滑程程度(材料料).②斜斜面的的長(zhǎng)度度.③③物體體的重重力.(2)在本本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中，，應(yīng)該該怎樣樣拉動(dòng)動(dòng)彈簧簧測(cè)力力計(jì)?為什什么要提示：沿斜面勻速拉動(dòng)使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，便于讀出拉力的大小.(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，如何計(jì)算有用功、額外功、總功?提示：①W有用=Gh.②W額外=W總-W有用.③W總=Fs(F是沿斜面勻速拉動(dòng)物體的拉力，s是斜面的長(zhǎng)度).【方法法技巧巧】(1)為了了使實(shí)實(shí)驗(yàn)效效果更更明顯顯，選選用的的物體體要重重一些些，斜斜面的的粗糙糙程度度要大大些.(2)拉動(dòng)動(dòng)物體體時(shí)要要保證證其做做勻速速直線線運(yùn)動(dòng)動(dòng)且拉拉力的的方向向與斜斜面平平行.(3)在毛毛巾、、棉布布上拉拉物體體時(shí)把把毛巾巾、棉棉布的的底端端固定定，防防止起起皺【中考警示】在探究斜面的機(jī)械效率時(shí)，物體受到的摩擦力f不能直接測(cè)出來，要計(jì)算摩擦力需要先計(jì)算額外功W額=W總-W有用，然后再利用W額=fs計(jì)算出摩擦力(f表示摩擦力).【典例例1】】(2011··十堰堰中考考)如如圖是是小楓楓探究究影響響斜面面機(jī)械械效率率因素素的實(shí)實(shí)驗(yàn)裝裝置.他在在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)時(shí)用用彈簧簧測(cè)力力計(jì)拉拉著同同一木木塊沿沿著不不同的的斜面面勻速速向上上運(yùn)動(dòng)動(dòng)，實(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)測(cè)量的的數(shù)據(jù)據(jù)如下下表.請(qǐng)你你解答答下列列問題題：(1)在第第4次次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中，，木塊塊受到到的摩摩擦力力是_____N.(結(jié)果果保留留一位位小數(shù)數(shù))(2)分析析第1、2、4次實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)，，得出出：在在斜面面光滑滑程度度一定定時(shí)，，_________________________________________________.(3)分析析第3、4、5次實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)，，可得得出：：_________________.(4)該實(shí)實(shí)驗(yàn)用用到的的研究究方法法是_______.請(qǐng)請(qǐng)你再再舉出出一例例用此此方法法的實(shí)實(shí)驗(yàn)_____________________________________________.【精講講精析析】本題考考查測(cè)測(cè)量斜斜面機(jī)機(jī)械效效率的的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，(1)第4次實(shí)實(shí)驗(yàn)中，，若不不考慮慮摩擦擦力，，沿斜斜面勻勻速向向上拉拉動(dòng)木木塊的的拉力力為，所以以木塊塊受到到的摩摩擦力力為f=5.0N-3.2N=1.8N.(2)第1、2、4次實(shí)實(shí)驗(yàn)中中，斜斜面材材料、、物重重、斜斜面長(zhǎng)長(zhǎng)度都都不變變，只只是斜斜面傾傾角不不同，，結(jié)果果機(jī)械械效率率不同同，因因此可可以得得出：：在斜斜面光光滑程程度一一定時(shí)時(shí)，斜斜面傾傾角越越大，，機(jī)械械效率越越高.(3)第第3、、4、、5次次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中，，斜面面傾角角相同同，斜斜面材材料不不同，結(jié)結(jié)果機(jī)機(jī)械效效率不不同，，因此此可以以得出出：在在斜面面傾角角一定定時(shí)，，斜面越越光滑滑，機(jī)機(jī)械效效率越越高.(4)該該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)用到到的研研究方方法是是控制制變量法法，在在探究究電阻阻上的的電流流跟兩兩端電電壓的的關(guān)系系時(shí)，，也是是用的的控制變變量法法.答案：：(1)1.8(2)斜斜面的的傾角角越大大，其其機(jī)械械效率率越高高(3)在斜斜面的的傾角角一定定時(shí)，，斜面面越光光滑，，其機(jī)機(jī)械效效率越越高(4)控制制變量量法探探究究通過過電阻阻的電電流與與其兩兩端電電壓的的關(guān)系系【延伸伸探究究】結(jié)合典典例思思考以以下問問題：：(1)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中，，有用用功與與總功功不相相等的的原因因是_________________________________.(2)請(qǐng)舉舉一個(gè)個(gè)生產(chǎn)產(chǎn)、生生活中中利用用斜面面的實(shí)實(shí)例：：_______________________________.【解析析】(1)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中，，接觸觸面的的摩擦擦是不不可避避免的的，這這也是是使用用機(jī)械械時(shí)有有用功功永遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于于總功功的主主要原原因.(2)斜面面的作作用主主要是是利用用它能能夠省省力，，從而而方便便地將將物體體從低低處運(yùn)運(yùn)到高高處，，從這這一角角度考考慮，，這樣樣的例例子在在生活活中非非常常常見，，如盤盤山公公路、、引橋橋等.答案：：(1)木塊塊與木木板間間存在在摩擦擦(2)盤山山公路路二、實(shí)實(shí)驗(yàn)探探究：：探究究動(dòng)能能的大大小與與什么么因素素有關(guān)關(guān)1.實(shí)實(shí)驗(yàn)器器材：：木球球、鐵鐵球(與木木球體體積相相同)、_____、木木板、、_____.2.實(shí)實(shí)驗(yàn)方方法：：___________、、轉(zhuǎn)換換法.3.實(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)現(xiàn)象(1)同一一鐵球球從不不同高高度滾滾下，，高度度越高高到達(dá)達(dá)水平平面的的速度度_____，撞撞得木木塊運(yùn)運(yùn)動(dòng)的的距離離越遠(yuǎn)遠(yuǎn).(2)木球球與鐵鐵球從從同一一高度度滾下下，到到達(dá)水水平面面的速速度相相同，，鐵球球撞得得木塊塊運(yùn)動(dòng)動(dòng)的距距離遠(yuǎn)遠(yuǎn).斜面木塊控制變變量法法越大4.實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)結(jié)論：：物體體的動(dòng)動(dòng)能與與物體體的質(zhì)質(zhì)量和和速度度有關(guān)關(guān)，質(zhì)質(zhì)量_____，速速度_____，物物體具具有的的動(dòng)能能就越越大.5.問問題探探究(1)在實(shí)實(shí)驗(yàn)中中，鐵鐵球動(dòng)動(dòng)能的的大小小是如如何顯顯示的的?提示：：在同一一平面面上，，木塊塊被撞撞得越越遠(yuǎn)，，鐵球球動(dòng)能能越大大，這這是轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換法法.(2)在實(shí)實(shí)驗(yàn)中中，為為什么么讓不不同的的球在在同一一位置置釋放放?提示：：目的是是控制制不同同的球球在撞撞擊木木塊時(shí)時(shí)速度度相同同.(3)在實(shí)實(shí)驗(yàn)中中，為為什么么讓同同一個(gè)個(gè)鐵球球在不不同的的位置置釋放放?提示：：目的是是控制制同一一個(gè)鐵鐵球在在撞擊擊木塊塊時(shí)速速度不不同.越大越大(4)在本本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中，，應(yīng)注注意什什么問問題?提示：：①在實(shí)實(shí)驗(yàn)中中使用用同一一個(gè)斜斜面(粗糙糙程度度，傾傾斜程程度都都不變變).②被撞撞擊的的是同同一個(gè)個(gè)木塊塊.③木塊塊放置置的平平面粗粗糙程程度不不變.④使球球運(yùn)動(dòng)動(dòng)的路路線與與木塊塊的中中心在在同一一條直直線上上.【中考考警示示】物體的的動(dòng)能能與物物體的的質(zhì)量量和速速度有有關(guān)，，主要要用控控制變變量法法進(jìn)行行研究究，在在表述述結(jié)論論時(shí)要要注意意指明明是哪哪個(gè)物物理量量相同同，動(dòng)動(dòng)能與與另一一個(gè)物物理量量的關(guān)關(guān)系怎怎么樣樣.【典例例2】】(2012··濱州州中考考)小小紅猜猜想動(dòng)動(dòng)能的的大小小可能能與物物體的的質(zhì)量量m和和運(yùn)動(dòng)動(dòng)速度度v有有關(guān)，，于是是設(shè)計(jì)計(jì)了如如圖甲甲、乙乙所示示的實(shí)實(shí)驗(yàn)，，探究究動(dòng)能能的大大小與與物體體的質(zhì)質(zhì)量m和運(yùn)運(yùn)動(dòng)速速度v的關(guān)關(guān)系.甲、乙乙兩組組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中：：(1)甲圖圖中讓讓不同同質(zhì)量量的兩兩個(gè)小小球從從斜面面的同同一高高度自自由滾滾下，，目的的是使使兩球球到達(dá)達(dá)水平平面時(shí)時(shí)具有有相同同的_____.(2)選用用圖甲甲探究究的是是動(dòng)能能與______的的關(guān)系系，比比較分分析實(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)現(xiàn)象，，得出出的結(jié)結(jié)論是是____________________________________.(3)選選用圖乙乙探究的的是動(dòng)能能與______的關(guān)關(guān)系，比比較分析析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)現(xiàn)象，得得出的結(jié)結(jié)論是____________________________________.【精講精精析】本題考查查探究影影響動(dòng)能能大小的的因素.(1)為了研研究動(dòng)能能大小與與質(zhì)量的的關(guān)系，，需要控控制不同同質(zhì)量的的小球撞撞擊木塊塊的速度度相同，，具體措措施：讓讓不同質(zhì)質(zhì)量的小小球從同同一高度度自由滾滾下，則則到達(dá)斜斜面底端端時(shí)的速速度相同同；(2)動(dòng)能能的大小小可以通通過做功功的多少少來體現(xiàn)現(xiàn)，做功功的多少少又可以以通過小小球推動(dòng)動(dòng)木塊通通過的距距離的遠(yuǎn)遠(yuǎn)近來體體現(xiàn)，由由題圖甲甲可知，，探究的的是動(dòng)能能與質(zhì)量量的關(guān)系系，運(yùn)動(dòng)動(dòng)速度相相同時(shí)，，質(zhì)量越越大的小小球具有有的動(dòng)能能越大；；(3)為為了研究究動(dòng)能大大小與速速度的關(guān)關(guān)系，需需要控制制小球的的質(zhì)量相相同、速速度不同同，具體體措施：：使兩個(gè)個(gè)小球在在斜面上上的高度度不同，，滑到斜斜面底端端時(shí)的速速度不同同.由題題圖乙可可知，物物體質(zhì)量量一定時(shí)時(shí)，運(yùn)動(dòng)動(dòng)速度越越大，動(dòng)動(dòng)能越大大.答案：(1)速速度(2)質(zhì)量量運(yùn)運(yùn)動(dòng)速度度一定時(shí)時(shí)，物體體質(zhì)量越越大，動(dòng)動(dòng)能越大大(3)運(yùn)運(yùn)動(dòng)速度度物物體質(zhì)量量一定時(shí)時(shí)，運(yùn)動(dòng)動(dòng)速度越越大，動(dòng)動(dòng)能越大大【延伸探探究】結(jié)合典例例探究以以下問題題：(1)實(shí)實(shí)驗(yàn)中，，如果木木塊運(yùn)動(dòng)動(dòng)到了長(zhǎng)長(zhǎng)木板的的末端仍仍未停止止，在不不更換實(shí)實(shí)驗(yàn)器材材的前提提下，解解決的方方法是______.(2)該該實(shí)驗(yàn)主主要運(yùn)用用了哪種種物理方方法來判判斷物體體動(dòng)能的的大小()A.控制制變量法法B.轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換法C.理想想推理法法D.模模型法【解析】】(1)木木塊運(yùn)動(dòng)動(dòng)到了長(zhǎng)長(zhǎng)木板的的末端，，說明小小球的動(dòng)動(dòng)能過大大，要減減小小球球的動(dòng)能能，所以以應(yīng)該適適當(dāng)降低低小球開開始滾下下的高度度.(2)本實(shí)實(shí)驗(yàn)通過過比較木木塊被推推開的距距離來判判斷小球球動(dòng)能的的大小.木塊被被推開的的距離越越遠(yuǎn)，說說明小球球?qū)δ緣K塊做功越越多，小小球的動(dòng)動(dòng)能就越越大.這這種方法法叫做轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換法.答案：(1)降降低小球球開始滾滾下的高高度(2)B一、功1.(2011·臨沂沂中考)如圖所所示的過過程中，，人對(duì)物物體做功功的是()【解析】】選B.要要正確理理解功的的兩個(gè)必必要因素素，即一一要看是是否有力力作用在在物體上上，二要要看物體體是否在在力的方方向上通通過了距距離，二二者缺一一不可.選項(xiàng)B中運(yùn)動(dòng)動(dòng)員對(duì)杠杠鈴施加加向上的的力，并并且是在在力的方方向上移移動(dòng)了距距離，故故人對(duì)杠杠鈴做了了功.2.(2011·威海海中考)圖中是是一個(gè)兩兩面光滑滑的斜面面，∠ββ大于∠∠α，同同一個(gè)物物體分別別在AC和BC斜面受受拉力勻勻速運(yùn)動(dòng)動(dòng)到C點(diǎn)點(diǎn)，所需需拉力分分別為FA、FB，所做功功分別為為WA、WB，則()A.FA＝FB，WA＝WBB.FA＜FB，WA＝WBC.FA＜FB，WA＜WBD.FA＞FB，WA＞W(wǎng)B【解析】選B.由于兩兩斜面光滑，，并且兩個(gè)斜斜面的高度相相等，因此物物體沿著斜面面兩側(cè)勻速地地運(yùn)動(dòng)到頂端端時(shí)，由功的的原理可得拉拉力所做的功功均為WA=WB=Gh，由于于∠β大于∠∠α，則AC>BC,所所以FA<FB.3.(2011·重慶中中考)2011年5月22日，世界界內(nèi)河上最豪豪華的郵輪———“長(zhǎng)江黃黃金1號(hào)”在在重慶朝天門門下水首航.一架重力為為9×104N的直升飛機(jī)機(jī)在20s內(nèi)豎直下降降10m，，最后停在郵郵輪的停機(jī)坪坪上.求求：(1)飛機(jī)豎豎直下降20s內(nèi)的平平均速度.(2)飛機(jī)豎豎直下降20s內(nèi)重力力做的功.【解析】(1)飛機(jī)豎豎直下降20s內(nèi)的平平均速度.(2)飛機(jī)豎豎直下降20s內(nèi)重力力做的功W=Gh=9×104N×10m=9×105J.答案：(1)0.5m/s(2)9×105J二、功和功率率的計(jì)算4.(2011·沈陽中中考)舉重是是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)勢(shì)體育項(xiàng)目.一位身高180cm的運(yùn)動(dòng)員和和一位身高160cm的運(yùn)動(dòng)員，，在挺舉項(xiàng)目目中用相同時(shí)時(shí)間把同樣重重的杠鈴舉起起，如果他們們對(duì)杠鈴所做做的功分別為為W1和W2，功率分別為為P1和P2，則下列關(guān)系系式正確的是是()A.W1=W2P1=P2B.W1>W2P1>P2C.W1>W2P1=P2D.W1<W2P1<P2【解析】選B.做功有有兩個(gè)必要因因素：作用在在物體上的力力和物體在力的方向上上通過的距離離.兩位運(yùn)動(dòng)動(dòng)員對(duì)杠鈴做做的功W=Gh，杠鈴重力相等，，運(yùn)動(dòng)員的身身高不相等，，可知h1>h2，所以W1>W2；功率，，兩次次做功時(shí)間相相同，W1>W2，所以P1>P2.5.(2012·無錫中中考)學(xué)習(xí)了了功率的知識(shí)識(shí)后，小明和和幾位同學(xué)準(zhǔn)準(zhǔn)備開展“比比一比誰的功功率大”的活活動(dòng)，他們?cè)O(shè)設(shè)計(jì)了三套方方案：①測(cè)量量出各自的體體重、爬樓用用的時(shí)間和爬爬樓的高度，，算出爬樓的的功率并進(jìn)行行比較；②控控制爬樓的時(shí)時(shí)間相同，測(cè)測(cè)量出各自的的體重、爬樓樓的高度，算算出爬樓做的的功并進(jìn)行比比較；③控制制爬樓的高度度相同，測(cè)量量出各自的體體重、爬樓的的時(shí)間，算出出體重和時(shí)間間的比值并進(jìn)進(jìn)行比較，可可行的是()A.只有①B.只只有①②C.只有②③③ D.①②③都可可以【解析】選D.根據(jù),測(cè)出m、、t、h即可可算出爬樓的功率進(jìn)行行比較，①可可行;控制制爬樓的時(shí)間間相同，測(cè)量量出各自的體重、爬爬樓的高度，，根據(jù)W=Gh=mgh算出爬樓做做的功，再根根據(jù)即即可比較較，②可行;控制爬樓樓的高度相同同，測(cè)量出各各自的體重、爬爬樓的時(shí)間，，根據(jù)知知，，算出體重和時(shí)間的比值值即可比較出出爬樓的功率率，③可行.故本題選D.6.(2012·江西中中考)如圖所所示，螞蟻用用10-3N的力拉著樹樹葉，10s內(nèi)沿拉力力方向前進(jìn)了了10cm，則螞蟻對(duì)對(duì)樹葉做功為為____J，此時(shí)的功功率為______W.【解析】本題考查功與與功率的計(jì)算算.螞蟻對(duì)樹樹葉施加了拉拉力，拉力在力的方方向上通過了了距離，故螞螞蟻?zhàn)龅墓=Fs=10-3N×0.1m=10-4J；所用時(shí)間間為10s，則這段時(shí)時(shí)間做功的功功率為.答案：10-410-57.(2011·嘉嘉興中考)5月19日上午，，裝載著兩兩臺(tái)大型橋橋吊的“振振華23號(hào)號(hào)”輪在舟舟山大浦口口碼頭靠岸岸.這兩臺(tái)臺(tái)橋吊是舟舟山港起吊吊速度最快快、起重量量最大、外外伸距最長(zhǎng)長(zhǎng)的集裝箱箱橋吊，將將大大提高高舟山港的的集裝箱吞吞吐能力.(g=10N/kg)(1)橋吊吊一次最多多能起吊65噸的貨貨物，65噸貨物的的重力為多多大？(2)若將將65噸的的貨物豎直直吊起20米，用時(shí)時(shí)200秒秒，則橋吊吊對(duì)貨物做做了多少功功？功率有有多大？【解析】(1)貨物物的重力G=mg=65×103kg×10N/kg=6.5×105N(2)橋吊吊對(duì)貨物做做的功W=Gh=6.5××105N×20m=1.3×107J橋吊的功率率答案：(1)6.5×105N(2)1.3×107J6.5×104W三、機(jī)械效效率8.(2011·河河池中考)李玲同學(xué)學(xué)值日時(shí)用用水桶提水水從一樓上上到三樓，，她做的有有用功是()A.對(duì)桶所所做的功B.對(duì)水水所做的功功C.對(duì)水和和桶所做的的功D.對(duì)水、桶桶和人所做做的功【解析】選B.本題題考查有用用功、總功功和額外功功的辨別.李玲同學(xué)學(xué)將水桶從從一樓提到到三樓的目目的是將水水提上去，，而水桶是是為了裝水水，雖然沒沒有用但是是必須要做做的，故對(duì)對(duì)水所做的的功為有用用功，對(duì)水水桶和人所所做的功為為額外功，，對(duì)水、桶桶和人做的的功為總功功.9.(2012·泰泰安中考)如圖所示示，工人師師傅用250N的力將重400N的物體勻勻速提升1m，在在此過程中中滑輪組的機(jī)械械效率是()A.80%B.62.5%C.125%D.20%【解析】選A.拉力力F所做的的有用功W有用=Gh=400N×1m=400J拉力F移動(dòng)動(dòng)的距離s=2h=2×1m=2m拉力F所做做的總功W總=Fs=250N×2m=500J滑輪組的機(jī)機(jī)械效率10.(2011··天津中考考)(多選選)粗糙斜斜面高度為為h，長(zhǎng)為為l，用沿斜面面向上的力力把重為G的物體由由斜面底端端勻速拉到到斜面頂端端的過程中中，拉力做做的功為W，則()A.拉力大大小為B.拉力大大小為C.物體所所受摩擦力力大小為D.物體所所受摩擦力力大小為【解析】選B、C.拉力做的的功是總功功，功等于于力與距離離的乘積即W=Fl，變形后可可以求出，，有用用功為W有用=Gh，額額外功W額外=W-W有用=W-Gh，額外功功是克服斜斜面摩擦力力做的功，，在摩擦力的方向上上經(jīng)過的距距離為l，所以摩擦擦力為.11.(2011··阜新中考考)現(xiàn)有一一重為3000N的包裝裝箱，工人人師傅想把把它搬到1.2m高的車廂廂上，他們們用木板在在車廂與地地面之間搭搭成一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)度約為4m的簡(jiǎn)簡(jiǎn)易斜面，，如圖所示示，工人師師傅站在地地上用1200N的推力力沿斜面把把包裝箱勻勻速推上車車.求：(1)該斜斜面的機(jī)械械效率是多多少?(2)包裝裝箱在斜面面上運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)所受摩擦擦力多大?【解析】(1)有用用功W有用＝Gh＝3000N×1.2m＝3.6×103J總功W總＝Fs＝1200N×4m＝4.8×103J機(jī)械效率：：(2)額外外功W額外＝W總－W有用＝4.8××103J－3.6×103J＝1.2×103J摩擦力答案：(1)75%(2)300N12.(2012··武漢中考考)如圖是是探究斜面面的機(jī)械效效率跟什么么因素有關(guān)關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝裝置.(1)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)器材有木木塊、鐵塊塊、墊塊、、各處粗糙糙程度相同同的長(zhǎng)木板板、彈簧測(cè)測(cè)力計(jì)各一一個(gè)，砝碼碼若干.為為了完成實(shí)實(shí)驗(yàn)，還需需要的測(cè)量量工具是________.(2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)時(shí)某同學(xué)學(xué)在木塊或或鐵塊上放放置不同的的砝碼，改改變物塊的的重力，用用彈簧測(cè)力力計(jì)拉著物物塊沿斜面面做勻速直直線運(yùn)動(dòng).實(shí)驗(yàn)的部部分?jǐn)?shù)據(jù)如如表所示：：①該同學(xué)運(yùn)運(yùn)用控制變變量法探究究的是斜面面的機(jī)械效效率與______、_______、________的關(guān)系系.②在第4次次實(shí)驗(yàn)中，，斜面的機(jī)機(jī)械效率為為______(結(jié)結(jié)果精確到到1%).【解析】(1)探究究斜面的機(jī)機(jī)械效率還還需要測(cè)量量物塊移動(dòng)動(dòng)的距離L和物體上上升的高度度h,所以以還需要的的測(cè)量工具具是刻度尺尺.(2)由題題中表格可可知，該同同學(xué)運(yùn)用控控制變量法法探究的是是斜面的機(jī)機(jī)械效率與與接觸面的的粗糙程度度、物塊重重、斜面傾傾斜程度的的關(guān)系，提提升物體做做的有用功功是W有用=Gh=5N×0.35m=1.75J.拉力做的總總功是W總=Fs=3.1N×0.8m=2.48J.滑輪組的機(jī)機(jī)械效率是是答案：(1)刻度度尺(2)①①接觸面的的粗糙程度度物塊重斜斜面傾傾斜程度②②71%四、機(jī)械能能及其轉(zhuǎn)化化13.(2011··廣安中考考)來廣安安參加紅色色旅游的丁丁先生從渠渠江公園乘乘電梯到思思源廣場(chǎng)，，在電梯勻勻速上升的的過程中，，丁先生的的()A.重力勢(shì)勢(shì)能不斷增增大B.動(dòng)能不不斷增大C.機(jī)械能能保持不變變 D.動(dòng)能轉(zhuǎn)化化為重力勢(shì)勢(shì)能【解析】選A.在電電梯勻速上上升的過程程中，丁先先生的動(dòng)能能不變、重重力勢(shì)能不不斷增大，，所以機(jī)械械能不斷增增大，所以以A項(xiàng)正確確，B、C項(xiàng)均錯(cuò)誤誤.這個(gè)過過程是電梯梯對(duì)人提供供了機(jī)械能能，并不是是丁先生的的動(dòng)能和重重力勢(shì)能之之間的轉(zhuǎn)化化，所以D項(xiàng)也錯(cuò)誤誤.14.(2012··南充中考考)如圖所所示，小球球從左端由由靜止釋放放，在左右右擺動(dòng)過程程中