初中物理第十一章-功和機械能、知識點復習題解答

...wd......wd......wd...第十一章功和機械能一、功1、做功的兩個必要因素：〔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〕有力無距離：“勞而無功〞之一，如搬石頭未搬動；〔2〕有力，也有距離，但力的方向和距離垂直：“勞而無功〞之二，如手提水桶在水平面上走動?！?〕有距離無力：〔“不勞無功〞〕，如物體在光滑平面上自由滑動，足球踢一腳后運動；3、功的計算：物體上的力與力的方向上通過距離的乘積。公式W=FS=Pt各量單位—W：J〔焦耳〕F：N〔牛頓〕S：m〔米〕P：W〔瓦特〕t：s〔秒〕4、國際單位：將N·m稱為焦耳簡稱焦，符號(J)1J=1N·m把一個雞蛋舉高1m，做的功大約是0.5J。5、公式應用注意：①分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力；②公式中的S一定是在力的方向上通過的距離，且與力對應。③功的單位“焦〞〔1?！っ?1焦〕。6、常見的功：抑制重力做功：W=Gh抑制阻力〔摩擦力〕做功：W=fs二、功的原理：使用任何機械都不省功1、內(nèi)容：使用機械時，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功。2、說明：①功的原理對于任何機械都適用。②使用機械要省力必須費距離，要省距離必須費力，既省力又省距離的機械是沒有的。③使用機械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因為使用機械或者可以省力、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。④對于理想機械〔忽略摩擦和機械本身的重力〕：人做的功〔FS〕=直接用手對重物所做的功〔Gh〕3、應用：斜面①理想斜面：斜面光滑〔不計摩擦〕②理想斜面遵從功的原理③理想斜面公式：FL=Gh其中—F：沿斜面方向的推力；L：斜面長；G：物重；h：斜面高度④實際斜面：斜面粗糙〔考慮摩擦〕假設斜面與物體間的摩擦為f，那么：FL=fL+Gh；這樣F做功FL就大于直接對物體做功Gh。三、功率：單位時間內(nèi)做的功—P(單位：W)1、公式：2、單位：瓦特，簡稱瓦，符號W，常用單位kW，MW，馬力換算：1kW=103W1MW=106W1馬力=735W3、物理意義：表示做功快慢的物理量〔與機械效率無關〕。某小轎車功率66kW，它表示：小轎車１s內(nèi)做功66000J4、機械中的功率5、功率和機械效率是兩個不同的概念。他們之間沒有可比性?！?〕功率表示做功的快慢，即單位時間內(nèi)完成的功；〔2〕機械效率表示機械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。四、機械能能量：一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能①能量表示物體做功本領大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量。②一個物體“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：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功，也不一定要做功。機機械能勢能重力勢能定義：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)量越大、舉得越高〔高度〕，重力勢能就越大彈性勢能定義：發(fā)生彈性形變的物體具有的能量決定其大小的因素：物體彈性形變越大、彈性勢能就越大動能定義：物體由于運動而具有的能量決定其大小的因素：物體速度越大、質(zhì)量越大，動能就越大1、機械能：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能?！?〕理解①有動能的物體具有機械能；②有勢能的物體具有機械能；③同時具有動能和勢能的物體具有機械能?！?〕探究決定動能大小的因素a、猜想：動能大小與物體質(zhì)量和速度有關；b、實驗研究—研究對象：小鋼球方法：控制變量法c、如何判斷動能大小看小鋼球能推動木快做功的多少；如何控制速度不變使鋼球從同一高度滾下，那么到達斜面底端時速度大小一樣；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)量不變時結論：運動物體質(zhì)量一樣時；速度越大動能越大；保持鋼球速度不變時結論：運動物體速度一樣時；質(zhì)量越大動能越大；得出結論：物體動能與質(zhì)量和速度有關；速度越大動能越大，質(zhì)量越大動能也越大。動能轉化動能轉化轉化勢能彈性勢能重力勢能〔1〕動能和重力勢能間的轉化規(guī)律：①質(zhì)量一定的物體，如果加速下降，那么動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉化為動能；②質(zhì)量一定的物體，如果減速上升，那么動能減小，重力勢能增大，動能轉化為重力勢能；〔2〕動能與彈性勢能間的轉化規(guī)律：①如果一個物體的動能減小，而另一個物體的彈性勢能增大，那么動能轉化為彈性勢能；②如果一個物體的動能增大，而另一個物體的彈性勢能減小，那么彈性勢能轉化為動能。3、動能與勢能轉化問題的分析①首先分析決定動能大小、重力勢能〔或彈性勢能〕大小的因素——看動能和重力勢能〔或彈性勢能〕如何變化——質(zhì)量，速度，高度，彈性形變②機械能守恒：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充或沒有能量損失〕，那么動能勢能轉化過程中機械能不變。③人造地球衛(wèi)星的運動，近地點動能〔速度〕最大，勢能最??；遠地點勢能最大，動能〔速度〕最小，近地點向遠地點運動時，動能轉化為勢能，遠地點向近地點運動，勢能轉化為動能，整個過程機械能守恒。④滾擺上升下落過程中，如果不計空氣阻力，機械能守恒。上升動能轉化為重力勢能，下降重力勢能轉化為動能，最低點速度最大，動能最大，最高點重力勢能最大，動能最小，下降過程反之?？紤]空氣阻力，滾擺每次上升高度減小，機械能轉化為內(nèi)能。⑤題目中如果有“在光滑斜面上滑動〞，“光滑〞表示不計摩擦，沒有能量損失，此時機械能守恒。4、水能和風能的利用機械能的天然資源機械能的天然資源風能水能攔河筑壩海水潮汐直接做功發(fā)電5、水電站的工作原理：利用高處的水落下時把重力勢能轉化為動能，水的一局部動能轉移到水輪機，利用水輪機帶動發(fā)電機把機械能轉化為電能。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，增大水的重力勢能，水下落時能轉化為更多的動能，通過發(fā)電機就能轉化為更多的電能。例題：如圖1所示的生活用具，在使用中屬于費力杠桿的是〔〕DD.食品夾A.鋼絲鉗B.扳手 C.核桃鉗圖1如以下列圖，用以下裝置提升同一重物，假設每個滑輪重一樣，不計摩擦，那么機械效率最高的裝置是〔〕FF4DF3CF2BF1A圖6如圖6所示,向漏斗吹氣乒乓球被吸起。這個現(xiàn)象說明A.空氣的的流速減小，壓強增大B.空氣的的流速減小，壓強減小C.空氣的的流速增大，壓強增大圖6D.空氣的的流速增大，壓強減小圖6圖7abc如圖7所示，裝有水的容器靜止在斜面上，其底部a、b、c三處受到水的壓強分別為pa、pb、p圖7abcA．pa＝pb＝pcB．pa＜pb＜pccabC．pa＞pb＞pcD．pa＞pb＝cab如圖8所示，容器裝有水，其底部a、b、c三處受到水的壓強分別為pa、pb、pc，那么以下判斷正確的選項是〔c〕A.pa＞pb＞pcB.pa＜pb＜pcC.pa＝pb＝pcD.pa＞pb＝pc圖5圖5所示的試管內(nèi)裝一定量的水，當試管豎直放置時，水對管底的壓圖5強為P1；當管傾斜放置時，水對管底的壓強為P2，比較P1、P2的大小，那么：A.P1<P2B.P1=P2C.P1>P2D.條件缺乏，無法判別如圖6所示的情景中，關于力對杯子做功的描述正確的選項是以下關于大氣壓的說法中正確的選項是〔〕A．大氣壓的數(shù)值總是不變的B．在其他條件一樣時，海拔高度越高，大氣壓的值越小C．做托里拆利實驗時，換用粗細不同的玻璃管做實驗，測量結果不同D．大氣壓的數(shù)值與天氣無關以下關于能量轉化的表達中，正確的選項是〔〕A.電動機將機械能轉化為電能B.發(fā)電機將電能轉化為機械能C.汽油機將機械能轉化為內(nèi)能D.干電池將化學能轉化為電能第7題圖如以下列圖，保持杠桿在水平位置平衡，在其他條件不變的情況下，以下操作能使彈簧測力計示數(shù)變大的是〔〕第7題圖A.減少鉤碼的個數(shù)B.將鉤碼懸掛點的位置向右移C.保持拉力方向不變，將彈簧測力計向右移D.保持彈簧測力計懸掛點的位置不變，使其向右傾斜在水平地面上有一長方體木箱。小林用水平推力F把木箱向前推動，如圖12甲所示。此過程中，推力F隨時間t的變化情況如圖12乙所示，木塊前進的速度v的大小隨時間t的變化情況如圖12丙所示，那么從3s至5s內(nèi)，推力對木塊所做的功J，第2秒木塊受到的合力為N。小宇用如以下列圖的裝置探究“動能的大小與什么因素有關〞的實驗步驟如下：〔1〕將質(zhì)量為m的小球從光滑斜面上的A處靜止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動一段距離后靜止，如圖甲所示?！?〕將質(zhì)量為m的小球從光滑斜面上的B處靜止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動一段距離后靜止，如圖乙所示?！?〕將質(zhì)量為2m的小球從光滑斜面上的B處靜止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動一段距離后靜止，如圖丙所示。根據(jù)上述三次實驗，答復以下問題：①實驗中小球動能的大小是通過觀察比較反映出來的，這里用到了物理學研究問題的一種方法〔選填“直接測量〞、“放大〞或“轉化〞〕；②為了探究動能的大小與物體運動速度的關系，應選用兩個圖來分析，并由此得出的實驗結論是；③分析乙、丙兩圖，得到的實驗結論是；其中小球在光滑斜面上從B處滾到底端的過程中，小球的能轉化為能。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12.45km，最高限速100km/h，假設某小汽車以最高限速在此橋上勻速行駛時，受到的阻力為2000N，乘員的平均質(zhì)量為60kg，小汽車的局部參數(shù)如右表，求：〔1〕小汽車以最高限速勻速通過此橋的時間?！?〕小汽車滿載時對水平地面的壓強?！?〕小汽車勻速通過此橋的過程中，牽引力所做的功。圖26.如圖26所示為我國首輛“玉兔號〞月球車。登月前，在水平地面上進展了測試，月球車勻速直線行駛180m用時60min，假設車的質(zhì)量為140kg，受到地面的摩擦阻力為500N，網(wǎng)狀輪子與地面接觸的總面積為0.02m圖26〔1〕月球車受到的重力；〔2〕月球車對水平地面的壓強；〔3〕月球車在測試過程中的功率。〔1〕G=mg=140kg×10N／kg=1400N〔2分〕〔2〕p=EQ\F(F,S)=EQ\F(G,S)=EQ\F(1400N,0.02m2)=7×104Pa〔2分〕〔3〕W=Fs=fs=500N×180m=9×104J〔1分〕P=EQ\F(W,t)=EQ\F(9×104J,3600s)=25W〔1分〕答：月球車受到的重力是1400N；月球車對水平地面的壓強為7×104Pa；月球車在測試過程中的功率為25W。質(zhì)量為50kg的何勇同學，在一次爬桿比賽中，用12s爬到了5m〔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〕〔2〕小宇幫助鄰居李奶奶將一袋重100N的米背上12m高的五樓，共用時間120s．求：

〔1〕小宇對這袋米做的功；

〔2〕小宇對這袋米做功的功率．美國研制出“會飛的汽車〞，其車身和一般汽車相似，但車門多了兩個可折疊的翅膀，在陸地行駛時，翅膀折疊，在空中飛行時，翅膀張開。汽車的質(zhì)量為600kg，地面最大行駛速度可達150km／h，輪胎與地面接觸的總面積約為0.12m2，空中最大飛行速度可達200km／h，發(fā)動機功率為75kW。問：〔1〕該汽車在地面以最大行駛速度勻速行駛0.2h，通過的距離是多少?〔2〕該汽車靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多少?〔3〕假設汽車在空中以最大飛行速度勻速飛行200km，汽車受到的牽引力是多少?〔1〕∵v＝∴汽車通過的距離s＝vt＝150km／h×0.2h＝30km〔3分〕〔2〕∵汽車靜止在水平地面∴F壓＝G＝mg＝600kg×10N／kg＝6×103N汽車對地面的壓強是p＝＝＝5×104Pa〔4分〕〔3〕解法1：t′＝＝＝1h＝3600s∵P＝∴W＝Pt′＝7.5×104W×3600s＝2.7×108J∵W＝F牽s′∴F牽＝＝＝1.35×102N〔3分〕解法2：∵P＝＝＝F牽v′∴F牽＝＝＝1.35×103N〔3分〕答：略〔7分〕如以下列圖是中國漁政310海監(jiān)船赴釣魚島進展維權．海監(jiān)船滿載排水量2580t，長108m，寬14m，船底深6m，續(xù)航力6000海里，最大航速可達每小時22海里〔約40km/h〕．〔海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg〕〔1〕滿載時，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，巡航的路程為多少km假設巡航時海水阻力為1.0×106N，那么這一過程中船的推進力所做的功為多少解：〔1〕∵m排=2580t=2.58×106kg，∴排開水的重力為：G排=m排g=2.58×106kg×10N/kg=2.58×107N，那么船受到的浮力F浮=G排=2.58×107N．〔2〕∵v=，∴海監(jiān)船巡航的路程為：s=vt=18km/h×10h=180km，∵船勻速行駛，∴F=f=1.0×106N，船的推進力所做的功：W=FS=1.0×106N×1.8×105m=1.8×1011J．答：〔1〕滿載時，海監(jiān)船受到的浮力為2.58×107N．〔2〕海監(jiān)船以18km/h的速度勻速航行10小時，巡航的路程為180km；假設巡航時海水阻力為1.0×106N，那么這一過程中船的推進力所做的功為1.8×1011J．質(zhì)量為1.2t的某型號轎車發(fā)動機的額定功率為6×104W，汽車在額定功率下沿水平路面勻速行駛時，受到的阻力是車重的0.2倍?！瞘取10N/kg〕求：⑴發(fā)動機所提供的牽引力大??；⑵轎車勻速行駛時速度的大??；⑶轎車勻速行駛5min牽引力做的功。在一個闖關游戲中，需要把一樣的正方體疊放起來，正方體邊長為a，由