第十一章机械功和机械能11.1怎样才叫做功1.机械功的定义:作用在物体上的力，使物体在_____________移动了一段距离，我们就说这个力对物体做了功；2.做功的两个必要因素：一是有____作用在物体上，二是物体在移动了一段距离；【★常考：不做功的三种情况】：①有___无_______。如推而不动，拉而不动，举着杠铃不动；②有_____无_____。如投出去的篮球，踢出去的足球，由于惯性在空中向前飞，因为球已经离开人体，所以人对它已经没有了力，所以球离开人体后的过程，人对他_____（做/不做）功；③有力有距离，但是力和距离的方向______。如提着水桶/提着包/背着书包在水平路面走动，人施的力方向_______，但是移动的距离方向_______，两者垂直！不做功！3.做功多少的计算公式：W=Fs变形式：F=________S=_________【（F:___单位:___；S:_______单位:___；W:_________单位:___）】注意：1J=1N·m.1J的意义：用____的力，使物体在力的方向上移动____的距离，即做功为1J；4.机械功原理：使用任何机械都不能！【注意：使用机械可以省力或者可以省距离，但是省力必____距离，省距离必_____力，既省力又省距离的机械是不存在的！——即任何机械都不能省_____！】【典型例题】例题1：一位同学用水平力F=100N,将一个重为G=500N的木箱向前推了2m，求这位同学做了多少功？重力做了多少功？(要求先画图再作答！)例题2：一位同学用沿斜面向上的力F=300N,将一个重为G=400N的木箱沿斜面推到2m高处，斜面长为4m，求这位同学做了多少功？克服重力做了多少功？(要求先画图再作答！)6\n11.2怎样比较做功的快慢1.机械功率:叫做功率。（做功的多少与所用______的比值叫做功率）2.功率的物理意义：表示物体___的物理量。3.机械功率计算公式：P=W/t变形式：W=________t=_________【W:_____单位:___；t:_______单位:____；P:_______单位:______；】注意：1W=1J/s。5W的意义：表示_____的时间内做功______,即为功率为5W；瓦(W)、千瓦(KW)1KW=1000W。【比较记忆】：功(W)，表示做功______的物理量，单位____公式W=；或：________功率(P)，表示做功______的物理量，单位____公式P=；4.功率的测量（如测量人爬楼梯的功率）①原理公式：P=_______________匀速直线运动时计算功率的另一个推导式：P=②要测量的物理量(及仪器)：_______________________________________________________【典型例题】：1、判断正误，并说明理由：①做功越多，功率越大；□________________________________________②做功时间越短，功率越大；□③做功越快，功率越大；□④功率越大，做功越快；□⑤功率越大，做功越多；□⑥功率越大，做功时间越少；□_____________________________________⑦时间越长，做功越多；□⑧功率越小，做功越慢；□2、计算功率的大小：①起重机把一个质量为0.5t的工件在15s内提升了6m，取g=10N/kg。求：⑴起重机对工件所做的功；⑵起重机提升工件的功率。②一辆农用汽车的发动机功率是45kW，若以15m/s的速度行驶1min，问：⑴发动机在这段时间内做的功是多少？⑵汽车在这段时间内行驶的路程是多少？⑶汽车发动机的牵引力是多少？6\n11.3如何提高机械效率（1）1.有用功(W有）：完成任务时，人们为了达到工作目的而需要做的功。2.额外功(W额）：完成任务时，人们不需要但又不得不做的功。【额外功主要来自于克服__________________和克服_____________而做的功。】3.总功(W总）：总动力所做的功，即有用功和额外功的总和。即W总=W有+W额。4.机械效率(η)：的比值。任何机械的机械效率都1.5.机械效率(η)公式:η=×100％。公式变形式：W有=__________W总=___________6.提高机械效率的途径：合理减轻________________；尽量减少有害________。【典型例题】：1、判断正误，并说明理由：①采取有效的方式方法，机械效率可以达到100%；□②在完成一次任务的过程中，有用功一定比额外功多；□③有用功和额外功是绝对的；□④有用功越多，机械效率就越大；□⑤额外功越少，机械效率就越大；□⑥当总功一定时，有用功越多，额外功就越少，机械效率就越大；□⑦有用功一定时，额外功越少，机械效率越大；□⑧机械功率越大，机械效率也越大；□2、如图所示，用两个完全相同的滑轮，匀速提升质量相等的物体。且物体质量大于滑轮质量，不计绳重和摩擦。比较甲乙两种方式可知：___更省力，___机械效率更高（两空选填“甲”或“乙”）.3、计算功率和机械效率的大小：已知一个斜面的机械效率是80%，工人利用这个斜面将一个重为2000N的货箱沿斜面匀速拉上一辆2m高的卡车车厢，用时25s，推力的大小为1250N,求：(1)工人有用功是多少焦？(2)工人总功是多少焦？(3)工人做功功率是多少？(4)斜面的长度是多少？(5)额外功是多少？斜面的摩擦力多大？11.3如何提高机械效率（2）6\n7、探究滑轮组的机械效率：(如下图)①实验原理：____________________【需要测量的物理量】：被提升的物重_____、物体被提升的高度_____、绳子自由端的拉力_____、绳子自由端拉伸的距离______；②实验操作注意事项：___________________拉动滑轮组提升物体。③实验结论：a：____________________________________b：_____________________________________8、计算滑轮组的机械效率：（如图）【步骤-绝招】（1）先找准五个量；如右图中，“G=_____h=_____F=_____S=_____n=_____”（2）然后代入公式即可：（以下只写公式）①W有=_________②W总=________③η=_______④P拉=_________【★(利用关系S=nh)对于滑轮组的机械效率还有一个推导式】：η==_________________【典型例题】：例1：如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重100N，滑轮重25N，绳重和摩擦不计．图中F甲=_______N，图乙装置的机械效率η乙=________，若在图乙中再加挂一物体，它的机械效率将________（变大/变小）.例2：某人用如图的滑轮组匀速提升2000N的重物，使用的拉力是800N，绳子自由端被拉下4m。求：(1)总功是多少焦？(2)有用功是多少焦？(3)额外功是多少焦？(4)这个滑轮组的机械效率是是多少？例3：人用100N的推力把重150N的木箱从斜面底端沿斜面推到2m高处.斜面长4m，如图：这个人做了多少功？机械效率是多少？11.4认识动能和势能（第1课时“机械能”）6\n1、能量：一个物体具有对外做功的本领，就说物体具有_______，能量简称能。【注意】：能量是物体具有做功的本领，而不需要物体正在对外做功！2、动能：物体由于_______而具有的能叫做动能，一切运动的物体都具有____能。【重要】：动能的大小跟______和______有关：速度相同时，物体的质量越大，动能_______；质量相同时，物体的速度越大，动能_______。3、重力势能：物体由于被而具有的能叫做重力势能。【重要】：重力势能的大小与______和被举高的______有关：高度相同时，物体的质量越大，重力势能_______；质量相同时，物体被举得越高，重力势能_______。4、弹性势能：物体由于发生____________而具有的能叫做弹性势能。【弹性形变程度越大，物体的弹性势能_______。】5、机械能：势能包括______势能和______势能；____能和_____能之和统称为_______能。【常考点与方法】①动能是否改变看质量和速度是否改变；重力势能是否改变看质量和高度是否改变；机械能是否改变看动能和势能之和是否改变(或看是否有“摩擦生热”消耗机械能)！②探究动能影响因素的实验中：小球的速度是通过控制小球下落时的_______来控制的；通过“________________________来反映小球动能的大小”，这是_________法；如果平面光滑，本实验________成功，因为“小球和纸盒会_____________运动下去，无法比较纸盒被推动的距离”；③如果某次实验中，纸盒运动到了长木板的末端之外，则可以通过__________________来加以改进。（增加纸盒质量/降低小球下落的高度/等）【典型练习】1.滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，他的（）A.重力势能增加，动能增加B.重力势能减小，动能减小C.重力势能增加，动能减小D.重力势能减小，动能增加2.某同学家住在高层住宅楼，当他乘坐电梯从一层匀速上升至第十五层的过程中，他的（　　）A.动能不变，重力势能增大B.动能和重力势能都增大C.动能减小，重力势能增大D.动能和重力势能都减小3.重力较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，它们动能相等，那么（）A.燕子比鸽子飞得快B.鸽子比燕子飞得快C.燕子与鸽子飞得一样D.两者速度大小无法比较4.跳伞运动员在跳下飞机一段时间后降落伞打开，降落至地面时速度为零，运动员从开伞到降至地面的过程中动能，重力势能，机械能________.（选填“增大”、“减小”或“不变”）。5.为了让城市变得更加清洁亮丽，在干燥天气的每一天清晨都有洒水车对城市主要干道进行洒水。若一辆高大的洒水车在平直的公路上匀速行驶洒水，在这个过程中洒水车的动能，重力势能，机械能________.（选填“增大”、“减小”或“不变”）。11.4认识动能和势能（第2课时“机械能的转化”）5.机械能：____能和_____能之和统称为机械能。6\n6.规律：物体的动能和势能之间可以相互转化；如果存在阻力，转化过程中机械能不断_____，如果不存在阻力，机械能总量______，即机械能守恒。【理解】：存在阻力时，会“摩擦生热”，即_______能要转化为“热”，若没有外界其它能量补充，机械能总量就要减少，运动会慢慢停下来。【例如】：荡秋千的时候，秋千从高处往下的过程是________能转化为____能，从低处向上冲的过程是______能转化为_________能，最终停下来是因为________.【方法论】：①动能和势能之间的相互转化，一般是减少的那种能转化为增加的那种能；②判断动能是否变化的关键词有：_______________________判断势能是否变化的关键词有：________________________【典型例题】1.下列属于弹性势能转化为动能的情景是（）A.火箭升空B.小朋友玩滑梯C.弹弓弹射子弹D.上升的滚摆2.下面的四幅图中属于动能转化为重力势能的是（）D．子弹水平穿过苹果的瞬间C．上海“明珠线”上的轻轨车无动力滑上站台A．小刚用弹弓上形变的橡皮条将“子弹”弹射出去B．小明脚踩滑板从高处滑下3.如图所示，是探究物体动能的大小与那些因素有关的装置，让一铁球从斜面不同的高度由静止开始运动，碰到同一位置的相同木块上，目的是探究铁球动能的大小与的关系；若水平面绝对光滑，本实验将（选填“能”或“不能”）达到探究目的，因为____________________________。4.如图所示从运动员腾空跳起向上运动后再向下落入水中，若不计空气阻力，则运动员的重力势能先，后。运动员的机械能（选填“增大”、“减小”或“不变”）。5.如图所示，质量为40g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下。在从a经过b到c的过程中，重力势能先______后_______，动能先_____后_______；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗机械能转化为“热”，转化的“热”可以看成是由小球减少的哪一部分机械能转化来的？__________________6.如右图所示，人造地球卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，卫星在____点动能最大，在_____点重力势能最大，在从远地点向近地点运动过程中，是_______能转化为______能，它在_____地点速度最大，总机械能________。6