功和机械篇.docx

1、功和机械篇功和机械一、功1、做功的两个必要因素： （1）作用在物体上的力； （2）物体在力的方向上通过的距离。2、不做功的三种情况：（1）有力无距离：“劳而无功”之一，如搬石头未搬动；（2）有力，也有距离，但力的方向和距离垂直：“劳而无功”之二，如手提水桶在水平面上走动。（3）有距离无力：（“不劳无功”），如物体在光滑平面上自由滑动，足球踢一脚后运动；3、功的计算：物体上的力与力的方向上通过距离的乘积。 公式 W=Fs=Pt 各物理量单位W：J（焦耳）F：N（牛顿） s：m（米） P：W（瓦特） t：s（秒） 4、国际单位：将Nm称为焦耳简称焦，符号(J) 1J=1 Nm 把一个鸡蛋举高1m

2、，做的功大约是0.5 J 。5、公式应用注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；公式中的s 一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应。功的单位“焦”（1牛米 = 1焦）。6、常见的功： 克服重力做功：W=Gh ； 克服阻力（摩擦力）做功：W=fs二、功的原理：使用任何机械都不省功1、内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功。2、说明：功的原理对于任何机械都适用。使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、 也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。对于理想

3、机械（忽略摩擦和机械本身的重力）：人做的功（Fs）= 直接用手对重物所做的功（Gh）3、应用：斜面 理想斜面：斜面光滑（不计摩擦） 理想斜面遵从功的原理理想斜面公式：Fs=Gh 其中F：沿斜面方向的推力；s：斜面长；G：物重；h：斜面高度实际斜面：斜面粗糙（考虑摩擦）若斜面与物体间的摩擦为f ，则：Fs=fs+Gh；这样F做功Fs就大于直接对物体做功Gh 。考点一：功的两个必要因素1.如图15-1所示的四种情景中，人对物体的作用力均用F表示，人对所作用的物体做功的是( )2. 在下列哪一种情况下力对物体是做了功的（ ）A. 用力推讲台，讲台没有动 B. 沿斜坡方向把物体拉上去 C. 人提水桶沿

4、水平地面行走 D. 天花板上的电线吊着电灯3如图15-2所示，李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央，她针对此过程提出了如下的猜想.你认为合理的是（ ）A. 文具盒所受重力对它做了功B. 文具盒所受支持力对它做了功C. 文具盒所受的推力F对它做了功D. 在此过程中没有力对文具盒做功4. 四种情景中，其中力对物体没有做功的是 ( )A火箭腾空而起的推力 B叉车举起重物的举力C人推石头未动时的推力 D马拉木头前进的拉力5在举重比赛时，一运动员在第一阶段把150kg的杠铃很快举过头顶，第二阶段使杠铃在空中停留3s。下列关于运动员对杠铃做功的说法，正确的是 ( )A他在第一阶段内没做功 B他在第

5、二阶段内没做功C他在两个阶段内都没做功 D他在两个阶段内都做了功考点二：功的简单计算1. 在平直公路上用50 N的水平力拉着重为500 N的车前进10 m，则拉力做的功为 ，重力做的功为 2.小明用20N的水平推力，使重60N的木箱在水平面上匀速移动了5m，此过程木箱受到的阻力为 N，木箱重力做的功为 J。3. 甲、乙两人受到的重力之比G甲:G乙=4:3,甲从一楼到二楼，乙从一楼到三楼，则甲、乙两人克服重力所做的功之比为W甲:W乙=_.若他们两人做功之比为W甲:W乙=1:3,则乙上楼的高度是甲上楼高度的_倍.4如图15-10甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与

6、时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图15-10乙所示. 则第2 s末时，物体处于_状态，第6 s末到第9 s末，推力F做功是_J.5. 重力为200N的物体，受到30N的水平拉力，在冰平面上匀速前进20m，则重力做功为_ J，拉力做功_J.6. 小明在水平面上用50 N的水平推力，加速推着一辆重120 N的小车，前进了10 m，小明的推力做功是_J水平面对小车的支持力做功是_J7. 一个足球运动员用100N的力踢一个重为5N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了30m在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为（ ）A3000J B500J C150J D0J考点三：功的估测1.把一本物理书从

7、地上捡起放到课桌上，做的功大约是（ ）A. 0.2J B 2J C 20J D 200J考点四：功的原理1.斜面是一种简单机械，生活中经常用到它，工人师傅小王和小李分别用如图15-5所示的甲、乙两种方法，将同样的物体搬上车，下列说法正确的是（ ） A甲方法不可以省力，但能省功 B甲方法可以省力，也能省功 C乙方法可以省力，但不能省功 D乙方法可以省力，也能省功2. 用一块长5 m的木块，搭在离地面1 m高的卡车车厢上，用它把重1000 N的货物匀速拉到车上，若不计摩擦，人需要用 _N的拉力，需做_J的功.二、功率1、公式：2、单位：J/s，即瓦特，简称瓦，符号W ，常用单位 kW . 马力 换

8、算：1kW=103W 1MW=106 W 1马力=735W3、物理意义：表示做功快慢的物理量（与机械效率无关）。某小轿车功率66kW，它表示：小轿车s 内做功66000J4、机械中的功率5、功率和机械效率是两个不同的概念。他们之间没有可比性。（1）功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；（2）机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。考点一：功率的估测1登楼梯比赛时，某同学从一楼匀速登上五楼，共用了12 s，该同学登楼时克服重力做功的功率最接近于（ ）A. 5 W B. 50 W C. 500 W D. 5000 W考点二：功率的理解1.关于功率以下说法正确的是（ ）A

9、做的功越多，功率越大 B 做的功越快，功率越大C 功率是单位时间内完成的功 D 做功时间越短，功率越大考点三：功率的判断1.两名举重运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，则（ ）A. 甲运动员做功较多，功率较小 B. 甲运动员做功较多，功率较大C. 甲运动员做功较多，他们的功率相等D. 甲、乙运动员做功相等，功率相等2.举重是我国的优势体育项目。一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间把同样重的杠钤举起，如果他们对杠钤所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式正确的是（ ）AW1=W2 P1=P2 BW1 W2 P1

10、P2CW1 W2 P1=P2 DW1 W2 P1mB）碰撞静止在同一水平面上的纸盒.实验中控制小球的高度相同，是为了控制两球到达底端时_相同；实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小,可以比较A、B两个小球的_ 的大小。（2）将（甲）与（乙）两实验比较可知，小球动能的大小与小球的_有关.将（甲）与（丙）两实验比较可知，小球动能的大小与小球的_有关.（3）该实验中斜面的作用是为了控制钢球_的大小，木块的作用是为了比较钢球_的大小。（4）本次实验采用物理最常用的一种实验方法是_。2.粗糙水平面上有一个重为50N的物体，用10N的水平推力使其在10s内匀速前进了20m，则在此过程中（ ）A、推力做了10

11、00J的功 B、推力的功率为20W C、重力做了100好的功 D、摩擦力为50N3.（1）_叫动能，影响动能的因素有_、_；（2）_叫弹性势能，影响弹性势能的因素有_；（3）_叫重力势能，影响重力势能的因素有_、_。4.在下列情况中，物体既具有动能又具有重力势能的是（ ）A海上航行的轮船 B空中飞行的子弹 C吊在天花板上的电灯 D拉开的弓5、直升机在匀速下降过程中，能量变化情况是（ ）A势能减少，动能增加，机械能不变 B势能减少，动能不变，机械能减少C势能不变，动能不变，机械能不变 D势能减少，动能不变，机械能不变6、运动员射箭时用力将弓拉开，在放开箭的瞬间，弓的能转化为箭的能，箭在空中向上飞

12、行的过程中，箭的能增大。自行车下坡时，不蹬脚踏板，其速度也会越来越大，在此过程中，自行车的动能逐渐 ，自行车的重力势能逐渐 。7、人造地球卫星在运行过程中可以认为其机械能守恒.它在轨道上运行的过程中，有时离地面较远，有时离地面较近.离地球中心最远的一点叫远地点，这里卫星的势能 ，动能 ；离地球中心最近的一点叫近地点，这里卫星的势能 ，动能 .8、一位建筑工人老张用50N的水平推力推小车，使小车在水平地面上匀速前进了15m，小车受到的阻力为 N撤去推力，小车仍然能继续向前运动05m，这是由于小车具有 在上述小车前进的过程中，建筑工人对小车做的功为 J9、某学业水平体育测试立定跳远项目中，体重为5

13、00N的某同学从最高点到落地点的过程中，重心下降的最大距离为0.3m，用时0.5s，轨迹如图则此过程重力做的功为_J，重力的功率为_W10、修拦河大坝是为了提高上游水位，增加水的 能，使水下落时可以获得更多的 能，从而带动发电机发电。水坝下部总要比上部建造得宽一些.这是因为。11、经测量重3N的物体沿如图所示的斜面运动时，受到的摩擦力约为0.6N，斜面的长与高分别是2m和1m。若物体从斜面顶部自由滑到底端，重力对物体所做的功是_J，物体克服摩擦力所做的功大约是 J12、在水平地面上，工人用100N的水平推力推动重150N的箱子，4s内前进了6m，在这个过程中，木箱所受重力对木箱做功为 J；工人

14、对木箱做功为 J；箱子运动的平均速度为 m/s。13、弹簧门在推开后能自动关闭，这是由于门被推开后，弹簧被卷紧变形，具有_能；放手后，这个能转化为门的_能，使门被关上14、一小孩从滑梯上加速滑下，对于其机械能的变化情况，下列说法中正确的是( )A重力势能减小，动能不变，机械能减小B重力势能减小，动能增加，机械能减小C重力势能减小，动能增加，机械能增加D重力势能减小，动能增加，机械能不变，15、中国跳水队被人们称为“梦之队，如图是跳水运动员跳水时的情景，运动员在离开跳板到落入水的过程中 ( )A运动员的动能一直增大，机械能不变B运动员的重力势能一直减小，机械能减小C运动员的动能先减小后增大，机械

15、能不变D运动员的重力势能先减小后增大，机械能增大16、一个人用同样大小的水平方向的力拉木箱，分别在光滑和粗糙的两种水平地面上前进相同的距离，关于拉力所做的功，下列说法中正确的是( ) A在粗糙的地面上做功较多 B在光滑的地面上做功较多 C两次做功一样多 D条件不足，无法比较两次做功的多少功的计算17、如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。下图是某轻轨车站的设计方案示意图，该图表明与站台前后连接的轨道都有一个小坡度请你说明这种设计可以节能的理由。_18、一只小鸟在空中飞行时具有40J的机械能，若它具有10J的势能，则它具有_J的动能 19、从物理学角度看，“水往低处流”是水的_能转

16、化成了_能20、跳高运动员从地面向上跳起的过程中， 转化为 ；苹果从树上落下过程中， 增大（均选填：“动能”或“重力势能”）运动员用拉满的弓将一支箭向箭靶射去，在这个过程中弓的 能转化为箭的 能箭在空中飞行时受到重力的作用，箭所受重力的施力物体是 ；跳水运动员在离开跳板上升的过程中，动能转化为 能若运动员的体重为400N，受到的空气阻力为20N，则下落过程中他受到的合力为 N21、一块水田面积为1800m2 要灌平均0.1m深的水.不计水渗透的损失，求：（1）所灌水的质量为多少kg？（水1.0103kg/m3）（2）若这些水是用水泵(抽水机)从距水田2m深的水渠中抽上来的(提示：抽水实际上就是

17、利用水泵将水提升一定高度)，水泵对水做了多少J的功？（3）若水泵的功率为 2kW，抽这些水要用多长时间？ 22、一辆重为1.8105N的汽车在水平路面上以10m/s的速度做匀速直线运动，已知汽车所受阻力为汽车重力的0.01倍，求（1）汽车所受阻力是多少？（2）汽车的牵引力是多少？（3）汽车的功率是多少？（3分）五、杠杆1、 定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。说明：、杠杆可直可曲，形状任意。有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。2、 五要素组成杠杆示意图。支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。动力：使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。阻力：阻碍杠杆转动的力

18、。用字母 F2 表示。说明： 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。 动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。3、画力臂方法：一找支点、二找杆、三找与杆接触点或重心、四画力线、五连距离、六标签 、找支点O，找杠杆（硬质），找出杠杆上的受力点； 延长力的作用线（虚线）； 画力臂（实线双箭头，过支点垂直于力的作用线作垂线）； 标力臂（2）、研究杠杆的平衡条件：杠杆平衡是指：杠杆水平静止或匀速转动。实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从

19、杠杆上量出力臂。结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力动力臂阻力阻力臂。写成公式F1l1=F2l2 也可写成：F1 / F2=l2 / l1解题指导：分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。）解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。4、应用：名称结 构特 征特 点应用举例省力杠杆动力

20、臂大于阻力臂省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀费力杠杆动力臂小于阻力臂费力、省距离缝纫机踏板、起重臂人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等臂杠杆动力臂等于阻力臂不省力不费力天平，定滑轮说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。二、滑轮1、定滑轮：定义：中间的轴固定不动的滑轮。实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）F=G绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动的距离SG(或速度vG)2、 动滑轮：定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。a) 理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：b) F=G/ 2只忽略轮轴间的摩擦则 拉力F= (G物+G动)/2;c) 绳子自由端移动距离是2倍重物移动的距离S(或vF)=