初中物理第十一章-功和機(jī)械能、知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)題解答

...wd......wd......wd...第十一章功和機(jī)械能一、功1、做功的兩個(gè)必要因素：〔1〕作用在物體上的力；〔2〕物體在力的方向上通過(guò)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：物體上的力與力的方向上通過(guò)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(guó)際單位：將N·m稱為焦耳簡(jiǎn)稱焦，符號(hào)(J)1J=1N·m把一個(gè)雞蛋舉高1m，做的功大約是0.5J。5、公式應(yīng)用注意：①分清哪個(gè)力對(duì)物體做功，計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力；②公式中的S一定是在力的方向上通過(guò)的距離，且與力對(duì)應(yīng)。③功的單位“焦〞〔1?！っ?1焦〕。6、常見(jiàn)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(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(shuō)明：①功的原理對(duì)于任何機(jī)械都適用。②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(méi)有的。③使用機(jī)械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因?yàn)槭褂脵C(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(lái)很多方便。④對(duì)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〔Gh〕3、應(yīng)用：斜面①理想斜面：斜面光滑〔不計(jì)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(zhǎng)；G：物重；h：斜面高度④實(shí)際斜面：斜面粗糙〔考慮摩擦〕假設(shè)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(duì)物體做功Gh。三、功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)做的功—P(單位：W)1、公式：2、單位：瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào)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(jī)械效率無(wú)關(guān)〕。某小轎車(chē)功率66kW，它表示：小轎車(chē)１s內(nèi)做功66000J4、機(jī)械中的功率5、功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的概念。他們之間沒(méi)有可比性?！?〕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(shuō)這個(gè)物體具有能①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(lái)衡量。②一個(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：山上靜止的石頭具有能量，但它沒(méi)有做功，也不一定要做功。機(jī)機(jī)械能勢(shì)能重力勢(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)量越大、舉得越高〔高度〕，重力勢(shì)能就越大彈性勢(shì)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?cè)酱?、彈性?shì)能就越大動(dòng)能定義：物體由于運(yùn)動(dòng)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(dòng)能就越大1、機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能?！?〕理解①有動(dòng)能的物體具有機(jī)械能；②有勢(shì)能的物體具有機(jī)械能；③同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能的物體具有機(jī)械能?！?〕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—研究對(duì)象：小鋼球方法：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，那么到達(dá)斜面底端時(shí)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(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量一樣時(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)物體速度一樣時(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。動(dòng)能轉(zhuǎn)化動(dòng)能轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化勢(shì)能彈性勢(shì)能重力勢(shì)能〔1〕動(dòng)能和重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：①質(zhì)量一定的物體，如果加速下降，那么動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；②質(zhì)量一定的物體，如果減速上升，那么動(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：①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，那么動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能；②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，那么彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。3、動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化問(wèn)題的分析①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——看動(dòng)能和重力勢(shì)能〔或彈性勢(shì)能〕如何變化——質(zhì)量，速度，高度，彈性形變②機(jī)械能守恒：如果除重力和彈力外沒(méi)有其他外力做功〔即：沒(méi)有其他形式能量補(bǔ)充或沒(méi)有能量損失〕，那么動(dòng)能勢(shì)能轉(zhuǎn)化過(guò)程中機(jī)械能不變。③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)能最小；遠(yuǎn)地點(diǎn)勢(shì)能最大，動(dòng)能〔速度〕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(guò)程機(jī)械能守恒。④滾擺上升下落過(guò)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(guò)程反之。考慮空氣阻力，滾擺每次上升高度減小，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。⑤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(méi)有能量損失，此時(shí)機(jī)械能守恒。4、水能和風(fēng)能的利用機(jī)械能的天然資源機(jī)械能的天然資源風(fēng)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(shí)把重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，水的一局部動(dòng)能轉(zhuǎn)移到水輪機(jī)，利用水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(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(guò)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〔〕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(shè)每個(gè)滑輪重一樣，不計(jì)摩擦，那么機(jī)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(gè)現(xiàn)象說(shuō)明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)增大圖6D.空氣的的流速增大，壓強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)分別為pa、pb、pc，那么以下判斷正確的選項(xiàng)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(dāng)試管豎直放置時(shí)，水對(duì)管底的壓圖5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，那么：A.P1<P2B.P1=P2C.P1>P2D.條件缺乏，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選項(xiàng)是以下關(guān)于大氣壓的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔〕A．大氣壓的數(shù)值總是不變的B．在其他條件一樣時(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)以下關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的表達(dá)中，正確的選項(xiàng)是〔〕A.電動(dòng)機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能B.發(fā)電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C.汽油機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.干電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)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(cè)力計(jì)示數(shù)變大的是〔〕第7題圖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(guò)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，那么從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N。小宇用如以下列圖的裝置探究“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，如圖甲所示?！?〕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?！?〕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)，答復(fù)以下問(wèn)題：①實(shí)驗(yàn)中小球動(dòng)能的大小是通過(guò)觀察比較反映出來(lái)的，這里用到了物理學(xué)研究問(wèn)題的一種方法〔選填“直接測(cè)量〞、“放大〞或“轉(zhuǎn)化〞〕；②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(lái)分析，并由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是；③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(guò)程中，小球的能轉(zhuǎn)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(chē)，其跨海大橋長(zhǎng)12.45km，最高限速100km/h，假設(shè)某小汽車(chē)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(chē)的局部參數(shù)如右表，求：〔1〕小汽車(chē)以最高限速勻速通過(guò)此橋的時(shí)間?！?〕小汽車(chē)滿載時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)?！?〕小汽車(chē)勻速通過(guò)此橋的過(guò)程中，牽引力所做的功。圖26.如圖26所示為我國(guó)首輛“玉兔號(hào)〞月球車(chē)。登月前，在水平地面上進(jìn)展了測(cè)試，月球車(chē)勻速直線行駛180m用時(shí)60min，假設(shè)車(chē)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(chē)受到的重力；〔2〕月球車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；〔3〕月球車(chē)在測(cè)試過(guò)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(chē)受到的重力是1400N；月球車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為7×104Pa；月球車(chē)在測(cè)試過(guò)程中的功率為25W。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〔1〕何勇受到的重力是多少〔2〕何勇爬桿過(guò)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(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(chē)〞，其車(chē)身和一般汽車(chē)相似，但車(chē)門(mén)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(kāi)。汽車(chē)的質(zhì)量為600kg，地面最大行駛速度可達(dá)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(dá)200km／h，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為75kW。問(wèn)：〔1〕該汽車(chē)在地面以最大行駛速度勻速行駛0.2h，通過(guò)的距離是多少?〔2〕該汽車(chē)靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少?〔3〕假設(shè)汽車(chē)在空中以最大飛行速度勻速飛行200km，汽車(chē)受到的牽引力是多少?〔1〕∵v＝∴汽車(chē)通過(guò)的距離s＝vt＝150km／h×0.2h＝30km〔3分〕〔2〕∵汽車(chē)靜止在水平地面∴F壓＝G＝mg＝600kg×10N／kg＝6×103N汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)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(guó)漁政310海監(jiān)船赴釣魚(yú)島進(jìn)展維權(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1.0×103kg/m3，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假設(shè)巡航時(shí)海水阻力為1.0×106N，那么這一過(guò)程中船的推進(jìn)力所做的功為多少解：〔1〕∵m排=2580t=2.58×106kg，∴排開(kāi)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(jìn)力所做的功：W=FS=1.0×106N×1.8×105m=1.8×1011J．答：〔1〕滿載時(shí)，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(shí)，巡航的路程為180km；假設(shè)巡航時(shí)海水阻力為1.0×106N，那么這一過(guò)程中船的推進(jìn)力所做的功為1.8×1011J．質(zhì)量為1.2t的某型號(hào)轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為6×104W，汽車(chē)在額定功率下沿水平路面勻速行駛時(shí)，受到的阻力是車(chē)重的0.2倍?！瞘取10N/kg〕求：⑴發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的牽引力大??；⑵轎車(chē)勻速行駛時(shí)速度的大?。虎寝I車(chē)勻速行駛5min牽引力做的功。在一個(gè)闖關(guān)游戲中，需要把一樣的正方體疊放起來(lái)，正方體邊長(zhǎng)為a，由