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1、第十一章 功和机械能 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，做的
2、功大约是 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。对于理想机械（忽略
3、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：FL=Gh 其中F：沿斜面方向的推力；L：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：FL=fL+Gh；这样 F 做功 FL 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.人提水桶沿水平地面
4、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图 15-2 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
5、功 B他在第二阶段内没做功 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.（10天津）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
6、的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间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_J 7.一个足球运动员用 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
7、球做的功为（）A3000J B500J C150J D0J 考点三：功的估测 1.把一本物理书从地上捡起放到课桌上，做的功大约是（）A.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
8、_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 换算：1kW=103W 1MW=106 W 1 马力=735W 3、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 66000J 4、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 图 15-5 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
9、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 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，
10、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 P 1=P2 BW1 W2 P1P2 CW1 W2 P 1=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
11、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 1000J 的功 B、推力的功率为 20W C、重力做了 100 好的功 D、摩擦力为 50N 3.（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
12、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、一建筑工人用 50N 的水平推力推小车，使小车在水平地面上匀速前进了
13、 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 J 9、2010 年潍坊市学业水平体育测试立定跳远项目中，体重为 500N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，轨迹如图则此过程重力做的功为_J，重力的功率为_W 10、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 （甲）（乙）（丙）机 械 能 的风能 水能 拦河筑坝 海水潮汐 直接做功 发电 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
14、斜面运动时，受到的摩擦力约为，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 J 12、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
15、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
16、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 N