第十五章功和机械能（一）
一、单元复习目的
1、知识与技能目标：
（1）使学生深刻理解功的概念，明确功的公式，掌握功的计算。
（2）知道什么是机械功以及怎样量度机械功的大小。会理解和计算机械功功率.
（3）知道什么是机械效率,它的大小与那哪些因素有关。
（4）知道动能和势能的初步概念以及决定它们大小的因素。了解动能和势能如何转化的。
2、过程与方法目标：
（1）通过师生互动，让学生理解做功的两个必要因素，理解功的计算公式，知道功的原理和功率的概念。
（2）培养学生的观察能力。
3、情感、态度与价值观目标：
（1）培养学生严谨的科学态度。
（2）培养学生的科学世界观。
二、复习的重点和难点
重点：功和功率的概念；机械功和机械能的概念；机械效率的计算和怎样提高机械效率；动能和势能的相互转化。
难点：做功的两个因素；结合实际理解功率的概念。
三、知识梳理
做功的两个必要因素
功(N)
公式 W＝FS 单位：1焦耳＝1牛米
?
表示做功快慢的量
概念
定义：单位时间完成的功叫功率
功和功率功率(P)
公式P
W
t
P Fv
===
单位：瓦焦秒
11/
有用功：机械对物体做的功。
机械工作时额外功：机械克服自重和摩擦做的功机械效率(η) 总功：动力对机械做的功。
机械效率η=W W
有
总
m
机动能
V
重力势能 m
械势能 h
弹性势能——形变程度
能势能
四、教学课时：三课时
第一课时
一、基础练习
1、力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。
2、功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。公式：W=FS
3、功率：单位时间内所做的功，它是表示物体做功快慢的物理量。公式P=W/t
二、复习内容
1、功：
（1）力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。
（2）不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。
即物体受力没有移动；是物体沿力方向通过的距离；物体凭惯性运动。
巩固：☆某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。（原因是足球靠惯性飞出）。
（3）力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：W=FS
（4）功的单位：焦耳，1J= 1N·m 。
把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。
（5）应用功的公式注意：
①分清哪个力对物体做功，计算时F 就是这个力。 ②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。
③ 功的单位“焦”（牛·米 = 焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。 2、功的原理：
（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；即：使用任何机械都不省功。
（2）说明： （请注意理想情况功的原理可以如何表述？） ①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们：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。
③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。
④我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS ）= 直接用手对重物所做的功（Gh ） （3）应用：斜面
①理想斜面：斜面光滑 理想斜面遵从功的原理；
②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。 如果斜面与物体间的摩擦为f ，则：FL=fL+Gh ；这样F 做功就大于直接对物体做功Gh 。 3、功率：
（1）定义：单位时间里完成的功 （2）物理意义：表示做功快慢的物理量。
（3）公式： = Fv
根据功率的导出式：P ＝Fv 可知功率一定时，要增大F ，必须减小v ，即汽车上坡时要换低速档。 （4）单位：主单位 W 常用单位 kW 、mW 、马力 换算：1kW=103
W 1mW=106
W 1马力=735W
某小轿车功率66kW ，它表示：小轿车１s 内做功66000J
P W t =
（5）比较功率大小方法
、做功时间相同，比较做功的多少，在时间相同时，做功越多功率越
b 、做功相同时，比较做功时间长短，在做相同多的功，用时越短，功率
越大
三、复习过程
例1：(06北京)如图5所示的四种情景中，人对物体做功的是
例2：. (06广州)下列关于力做功的说法，正确的是 A ．人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功
B ．人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有做功
C ．汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功
D ．过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功
例3：（06黄岗）如图是一种开瓶器。使用时将螺旋钻头旋进软木塞， 再用双手按压把即可将瓶塞拔出。钻头做得尖细是为了
，压把相当于
。王哲在5s 内将瓶塞拔出，若瓶塞长5
㎝，瓶塞受到的平均阻力为200N ，则王哲克服瓶塞阻力做了
J 功，其做功的功率为
W 。
例4 (06泰州)你思考过“人在水平路面上前进时是否要克服重力做功”这个问题吗？小文同学对此
进行了研究．她通过查阅资料得知，人体的重心大约位于肚脐上方2寸、脊椎前1寸处，人只要走路，其重心就必然会发生上下位置的变化，重心升高就需要克服重力做功．小文假设人在正常走路时，重心在人体中的位置近似不变，她行走了100m ，有关测量数据如下表（表中的步距是指跨出每一步两脚之间的距离） （1）小文同学注意到，当自己的前脚跨出时重心会下降，而后脚收起时重心会升高，则她每走一步，自己的重心会下降或升高多少米？
（2）小文行走100m 需要克服重力做多少功？克服重力做功的功率多大？
（3）通过分析，你认为人在水平路面上通过走路来进行锻炼时，哪些因素会影响人的锻炼效果？
压把
螺旋钻头 压把
例5 （06昆明）请你设计一个测量两位同学从一楼上到三楼做功快慢的实验。（1）已提供的器材是秒表和皮尺，还需要的器材是_______________；（2）实验需要测量的物理量是__________、__________和__________。（3）请写出比较两位同学做功快慢的方法。
四、堂上练习
1、（06无锡）下列过程中，人对物体做功的是 ( )
2、06荷泽）下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（）
A．功率大的机械，做功一定多
B．做功快的机械，功率一定大
B．效率高的机械，功率一定大
D．做功多的机械，效率一定高
3、（06攀枝花）以下几种情况中，力对物体做功的有( B )
A．人用力提杠铃，没有提起来
B．沿着斜面把汽油桶推上车厢
C．用力提着水桶水平移动2米，水桶离地面高度不变
D．物体在光滑水平面上匀速前进二米
4、图4是中国科学家在建造的世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”。在组装时，需要用需要用
如图4所示的滑轮把重为1000牛的物体匀速提升12米，
则作用在滑轮上的拉力F为______牛，绳子对重物所做的
功为________焦，若提升重物所用的时间为1分钟，则绳
子对重物做功的功率为________瓦。
5、（06广东）一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高
为0.5km的山顶时，耗时15min，汽车发动机的牵引力为4000N。求：
（1）汽车行驶的速度。
（2）汽车发动机牵引力做的功。
（3）汽车发动机牵引力的功率。
6、(06韶关)如图小明同学体重为50kg ，背着重为60N 的书包，书包带与小明 的肩部接触的总面积为300cm 2
．求：
(1)书包带对小明肩部的压强.
(2)小明背着书包走到了三楼的课室，在这过程中他做的功． (3)此过程小明用了20s ．他做功的功率是多少． 五、作业布置： 六、教学反思
第二课时
一、基础练习
1、有用功：定义：对人们有用的功。公式：W 有用＝Gh （提升重物）
2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功；公式：W 额= W 总－W 有用
3、总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功；公式：W 总=W 有用＋W 额=FS
4、机械效率：定义：有用功跟总功的比值。公式： 二、复习内容 1、机械效率：
（1）有用功：
定义：对人们有用的功。
公式：W 有用＝Gh （提升重物）=W 总－W 额
=ηW 总
斜面：W 有用= Gh
（2）额外功： 定义：并非我们需要但又不得不做的功
公式：W 额= W 总－W 有用=G 动h （忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 斜面：W 额=f L
（3）总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功
公式：W 总=W 有用＋W 额=FS= W 有用／η 斜面：W 总= fL+Gh=FL
（4）机械效率：① 定义：有用功跟总功的比值。
η W 有用
W 总
=
② 公式：
斜 面： 定滑轮： 动滑轮： 滑轮组
③ 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。通常用 百分数 表示。某滑轮机械效率为60%
表 示有用功占总功的60% 。
④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。
通常是减少额外功，如搞好润滑，减轻机械自重；在无法减小额外功的情况下，采用增大有用功来提高机械效率。例如，在用滑轮组提高重物（不计摩擦）时：
η=
=
+=
+
=+
=+
W W Gh
Gh W W Gh
G h Gh
G G
有总
额
额轮轮1
11
11
1 为提高机械效率，在机械结构一定的情况下，可以采取增加提升物重的办法来实现。 （5）机械效率的测量：
原 理： 应测物理量：钩码重力G 、钩码提升的高度h 、拉力F 、绳的自由端移动的距离S 器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。
步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。 结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：
①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。 ②提升重物越重，做的有用功相对就多。 ③ 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。
④绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。 2、机械效率和功率的区别：
功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；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。 三、复习过程
η W 有用
W 总
= η Gh = η Gh = Gh Fh =
G F
= η Gh FS = Gh F2h = G
2F
= η Gh FS = Gh Fnh = G
nF
= η W 有用 W 总 = Gh FS
=
例1：（（06南宁）图16是工厂车间里用来吊运物体的天车及其滑轮组示意图，钢丝绳用2000N的力将重为6000N的物体匀速吊起．若在1min内，货物从地面被提升到6m高处，求：
（1）钢丝绳提升货物时所做的有用功和有用功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）要提高滑轮组的机械效率，可采用哪些方法？（答出2种方法即可）
例2：（06吉林）如图6所示，将体积为2.０×l０-3m3的松木块，沿斜面匀速上拉时弹簧测力计的示数为4N．松木块沿斜面移动lm，上升的高度为30cm．求：(1)松木块的重力．(2)斜面的机械效
率．(g=10N／kg ρ木= 0.5×lO3kg／m3。)
例3：（06南昌）瑞瑞同学家住楼上，最近正在装修房子，需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道过窄不方便搬运，于是瑞瑞建议采用如图19所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼．若某次搬运的材料重765N，被提升的高度为10m，人所用的拉力为450N．求：
(1)请你帮助瑞瑞画出滑轮组的绕线示意图．
(2)用滑轮组提升材料时做的有用功是多少?
(3)该滑轮组的机械效率是多少?
(4)随后，瑞瑞同学查阅了有关机械效率知识的资料，看到右表中的一组数据，请你找出这些
机械设备效率的共同特点．
例4 （06湖州）在某次升国旗的仪式上，小强同学通过滑轮
组将—质量为0．8千克的国旗缓缓匀速升高15米，如图所示。问：(1)小强匀速拉绳的力为多
少?(2)此过程巾，小强对旗做了多少功?(3)如果升旗用了50秒的时间，
则小强做功的功率为多大?(不计滑轮与绳的摩擦，滑轮、绳的质量忽略
不计，取g=10牛／千克)
例5 （06长沙）如图是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置。
实验准备的器材有：三个质量不同的木块A ；三条粗糙程度不同的长木板B ； 三个高度不同的长方体铁块C ；刻度尺。 （1）实验还需补充的器材有____________； （2）下面是小红探究斜面机械效率与物重的关系时 记录的有关数据。
通过分析数据，你可以得出结论：__________________________________________； （3）上述实验中，保持斜面长度不变，将斜面升高到0.2m ，把一个重6N 的物体沿斜面向上拉时，所需拉力为3.8N ，则此时斜面的机械效率是__________________；
（4）斜面的机械效率可能与斜面的_______________________有关。（只填一个因素） 例6 （06山东）小军和小民在用图12所示的实验装置完成了“测定滑轮组的机械效率”的实验后，
想：在所用滑轮组一定的情况下，它的机械效率与哪些因素有关呢？两人根据各自的生活经验和所学知识提出了多种猜想，经过激烈讨论并虚心听取了其他同学的意见，最后形成了以下两个猜想：
猜想1 可能与提升的速度大小有关； 猜想2 可能与被提升的物体重有关。
小军和小民用图12所示的实验装置对上面两个猜想进行了探究，得到的实验数据记录如下表。
（1）请帮助小民完成表中的一项计算；
（2）分析小军和小民的实验数据，得到的实验结论是：在滑轮组
一定的情况下，它的机械效率与＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿有关；它
们的关系是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
四、堂上练习
1、（06攀枝花）如图14所示，建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货
物，货物重 103N，电动机的额定电流为 4A，电阻为20Ω；电动机正常
工作时，作用在绳子上的拉力为500N， l分钟内将货物匀速提升了6m。求：（1）滑轮
组的机械效率是多少？（2）电动机的额定功率是多少？
2、(06广州)用如图7的滑轮组把货物拉上货仓，货物重500N，用350N的力F拉绳端使货物匀速上升1m，此过程有用功为J，总功为J，滑轮组的机械效率为．
3、(06兰州)利用如图3所示装置将重为l00N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F=50N，则该装置的机械效率为 ( )
A．40％ B．50％ C．80％ D．100％
4、（06烟台）在不计绳重和摩擦的情况下，利用图4所示的甲、
乙两装置，分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度．若
用η甲、η乙表示甲、乙两装置的机械效率，W甲、W乙表示拉力所
做的功。
A．η甲＝η乙，W甲＝W乙
B．η甲＞η乙，W甲＞W乙
C．η
甲＜η乙，W甲＜W乙
D．η甲＞η乙，W甲＜w乙
五、作业布置：
六、教学反思
第三课时
一、基础练习
1、动能是物体运动而具有的能，动能的大小决定物体的质量和速度。
2、势能是由于物体被举高或发生弹性形变而具有的能。重力势能的大小由物重和高度决定。弹性势能的大小与物体发生弹性形变的大小等因素有关。
3、机械能是动能和势能的总称。
4、动能和势能可以相互转化，一个物体如果只有动能和势能的相互转化，在转化过程中动能和势能的大小都会改变，但总机械能不变。实际上动能和势能在转化过程中会有一部分能量转化成其它形式的能，虽然总的能量仍然守恒，但机械能减少了。 二、复习内容 1、动能和势能
（1）能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能
理解：①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。
②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。 （2）知识结构：
（1） 探究决定动能大小的因素：
① 猜想：动能大小与物体质量和速度有关；
② 实验研究：研究对象：小钢球 方法：控制变量；
？如何判断动能大小：看小钢球能推动木快做功的多少
？如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同； ？如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下；
③分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大； 保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大；
机 械 能
势能
重力 势能
定义：物体由于被举高而具有的能量。 决定其大小的因素： 物体质量越大、举得越
高，势能就越大 弹性 势能
定义：发生形变的物体具有的能量。 决定其大小的因素： 物体弹性形变越大、弹
性势能就越大
动能
定义：物体由于运动而具有的能量 决定其大小的因素： 物体速度越大、质量越
大，动能就越大
④得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。 （4）机械能：动能和势能统称为机械能。
理解：①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能。
2、动能和势能的转化 （1）知识结构：
（2）动能和重力势能间的转化规律：
①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能； ②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能； （3）动能与弹性势能间的转化规律：
①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能； ②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。 （4）动能与势能转化问题的分析：
⑴首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。
⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。
⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒。 三、复习过程
例1：下表中给出了一头牛漫步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据：
分析数据，可以看出对物体动能大小影响较大的是 速度
你判断的依据：人的质量约为牛的1/12，而速度约为牛的12倍此时动能为牛的12倍说明速度对动能影响大
例2：江苏省宿迁市2006 超市的自动扶梯把小明从一楼匀速送到二楼的过程中，小明的
动能
转化
转化
势能
弹性势能
重力势能
A．动能减小，势能增大，机械能不变
B．动能增大，势能增大，机械能增大
C．动能不变，势能增大，机械能增大
D．动能不变，势能不变，机械能不变
例3：广州市2006用绳子把一个铁锁悬挂起来．把铁锁拉到刚好
贴着自己的鼻子，稳定后松手，头不动（如图16），铁
锁由开始位置a沿弧线ac向另一侧的最高点c运动，然
后再从c往回运动．
（l）从a点到最低点b点的过程中，铁锁的动能、重力势能如何变
化？
（2）从能的转化和守恒角度分析铁锁摆回时能否碰到鼻子。
例4 宁波市2006每次铅球项目测试，小明同学的成绩总是不理想。他想影响铅球掷得远近的因素到底有哪些呢？为此．他以一支玩具手枪为实验器材进行了以下探究：
（1）熟悉手枪结构：玩具手枪的内部结构中有一根弹簧，弹簧压缩的长度可调节。压缩的弹簧伸长时，将子弹射出，弹簧的能转化成子弹的动能。
（2）探究过程：
①提出假设：在相同条件下，子弹的射程可能和枪管与水平面的夹角有关。
②设计实验，记录数据：他把手枪固定在某一高度后，保持子弹从枪口射出时的速度相同．改变
枪管与水平面夹角，用同一颗子弹做了五次试验，记录数据如下：
③分析数据，得出结论：在相同条件下，子弹的射程跟枪管与水平面的夹角有关，夹角在
度左右时，子弹射程最远。小明由此推想：相同条件下，铅球以这一角度掷出，掷得最远。
④交流和评价：第二天，小明与同桌交流探究成果，同桌认为小明对子弹射程与水平夹角B的探
究还可进一步完善。同桌的话启发小明对实验方案进行改进，获得了更准确的结论。小明所作的改进是
（3）完成上述探究后，小明想到影响子弹射程的因素可能还有许多，又提出一个合理的假设。你认为他的假设是：。小明开始了新的探究……
四、堂上练习
1、（海淀区2006）跳伞运动员在“中华第一高楼”----上海金茂大厦进行跳伞。运动员从345m 的高度跳下，在下落过程中运动员的重力势能 (选填“增大”“不变” 或“减小”) ，若以________为参照物，运动员是静止的
2、江西省2006 初三（1）班《八荣八耻》宣传栏中记述着：“某高楼大厦发生高空抛物不文明行为，
一位老太太被抛下的西瓜皮砸伤……”，被抛下的西瓜皮在下落过程中逐渐增大的物理量是 A ．重力势能 B ．动能 C ．重力 D ．密度 3、2006年杭州市 下图表示撑杆跳高运动的儿个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。在这几个阶段中能量的转化情况是：
⑴.助跑阶段，运动员消耗体内的化学能______ (选填“大于”、“小于”或“等于”)运动员和撑杆获得的动能。
⑵.撑杆起跳阶段，运动员的______________能增加。 ⑶.运动员越过横杆后，运动员将_______________能转化_________________能。
4、浙江省绍兴市2006 在学习势能知识时，小明同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下三个因素有关：①物体
高度，②物体质量大小，③物体所处地理位置。为了证明自己的猜想，首先决定对因素①进行验证．他把橡皮泥平铺在水平面上，让1个小球从不同高度自由下落，记录结果如表所示。
（1）该同学依据判断重力势能的大小 ； （2）本实验的结论是 ；
（3）若想对因素②进行验证，你认为实验中应控制相等的变量是 。
5、如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项主要任务，图3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。请说明这种设计可以节能的理由。 五、作业布置： 六、教学反思
助跑
撑杆起跳 越横杆
第十五章轴 一、选择题 15-1 工作时承受弯矩并传递转矩的轴,称为___. (1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴 15-2 工作时只承受弯矩,不传递转矩的轴,称为___. (1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴 15-3 工作时以传递转矩为主,不承受弯矩或弯矩很小的轴,称为___. (1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴 15-4 自行车的前轴是___. (1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴 15-5自行车的中轴是___. (1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴 15-6 题15-6图表示起重绞车从动大齿轮1和卷筒2与轴3相联接的三种形式,图中a为齿轮与卷筒分别用键固定在轴上,轴的两端支架在机座轴承中;图中b为齿轮与卷筒用螺栓连接成一体,空套在轴上,轴的两端用键与机座联接;图中c为齿轮与卷筒用螺栓连接成一体,用键固定在轴上,轴的两端支架在机座轴承中,以上三种形式中的轴,依次为___. (1)固定心轴,旋转心轴,转轴 (2)固定心轴,转轴,旋转心轴（3）旋转心轴,心轴,固定心轴 (4)旋转心轴,固定心轴,转轴 (5)转轴,固定心轴,旋转心轴 (6)转轴,旋转心轴,固定心轴 15-7 如图所示,主动齿轮1通过中间齿轮2带动从动轮3传递功率,则中间齿轮2的轴O2是___. (1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴 题 15-6图题15-7图 1-大齿轮 2-卷筒 3-轴 1-主动齿轮 2中间齿轮 3-从动齿轮15-8 轴环的用途是___. (1)作为轴加工时的定位面 (2)提高轴的强度 (3)提高轴的刚度 (4)使轴上零件获得轴向定位 15-9 当轴上安装的零件要承受轴向力时,采用___来进行轴向固定,所能承受的轴向力较大. (1)螺母 (2)紧定螺钉 (3)弹性挡圈
第十五章《功和机械能》复习导学案 学习目标： 1、能说出功及功率的概念，能用生产、生活中的实例解释机械功及功率的含义。 2、能正确理解机械效率的含义。 3、理解功的原理，知道任何机械都不能省功。 4、会用W＝FS、P＝W/t、η＝W 有/W 有 这些公式及变形公式进行简单的计算。 学习重点： 机械效率和机械能的转化。 学习难点： 功、功率、机械效率的综合计算。 课前预习 1、在力学中，做功包含两个必要因素：一是；二是。功的物理量符号是，单位是， 2、和的比值叫做机械效率，其计算公式是，除了理想机械外，任何机械的效率总是 1，这是因为使用任何机械除了做外，都不可避免的要做功。 3、功率是表示的物理量，功率的单位是。一台机器的功率是400w，其物理意义是。 4、物体由于而具有的能量叫做动能，运动物体的动能大小与物体的和 有关。 5、物体由于而具有的能量叫做重力势能，物体重力势能的大小与物体的和 有关。 6、物体由于而具有的能量叫做弹性势能，物体越大，它具有的弹性势能就越大。弓拉的越弯，放手后箭射得就越远，可见，弓拉的越弯，它的能就越大。 7、雨滴在空中匀速下落的过程中，雨滴的动能，重力势能，机械能。（填“变大”或“变小”“不变”） 学完本章你有哪些疑问？ 1
1、。 2、。 课内探究 自主学习： 1、在什么情况下力不做功？要说做了功必须满足的条件有哪些？ 2、你能正确理解什么是机械效率吗？ 3、仿照前面学过的比较物体运动快慢的方法，想一想比较物体做功快慢的方法有哪些？ 合作探究： 1、小组讨论：机械效率总小于1往往是由于那些因素造成的？说一说提高机械效率的方法有哪些？ 2、列举生活中见过的能量转化现象，并说出它的能量转化方式。 3、为什么说使用机械并不能省功，举例说明。使用斜面省力，但需要多做功，这是什么原因造成的？ 精讲点拨： 1、在修建奥运会场馆时要用起重机，起重机把8000N的重物竖直向上匀速提升5m后又沿水平方向匀速移动了2m，在这一过过程中钢丝绳向上的拉力对物体做功多少焦？ 点拨：本题重点考察对物体“做功”这一概念的正确理解，知道物体做功必须满足的两个条件——力和在力的方向上前进的距离。不要看到力和距离两个物理量就简单相乘。 2、用一个动滑轮把重为G＝100N的物体提到h＝9m的高处，人拉绳端的力F＝60N问：（1）人做的总功是多少？（2）人做的有用功是多少？（3）人做的额外功是多少？（4）动滑轮的机械效率是多大？（5）若人提物体所用时间为20s，则人做功的功率多大? 点拨：本题主要考察对总功、有用功、额外功、机械效率、功率这几个基础概念的理解，另外在解题过程中要注意正确区分机械效率和功率，千万不要混淆。 2
功和机械能 一、功 1、功 (1)力学中的功：如果一个力作用在物体上，物体移动了一段距离，这 个力的作用就显示出成效，力学里就说这个力做了功。文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途 (2)功的两个因素：一个是，另一个是。文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途 (3)不做功的三种情况：①物体受到了力，但。②物体由于惯性运动通过 了距离，但。③物体受力的方向与运动的方向相互，这个力也不做功。文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途 2、功的计算 (1)计算公式：物理学中，功等于力与力的方向上移动的距离的。即：W= 。 (2)符号的意义及单位：表示功，单位是 (J)，1J=1N·m；表示力，单位是 (N)；s表示距离，单位是米(m)。文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途 (3)计算时应注意的事项：①分清是哪个力对物体做功，即明确公式中的F。②公式中的“s”是在力F的方向上通过的距离，必须与“F”对应。③F、s的单位分别是N、m，得出的功的单位才是J。文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途 3、功的原理——使用任何机械。 如何判断物体的做功情况 1.理解判断的依据 依据:见课本P207——做功的两个必要因素. 重点:抓住力作用在物体上是否有“成效”. 2.明白不做功的三种情况 A.物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离(如见课本中的图14—2).此情况叫“劳而无功”. B.物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动).此情况叫“不劳无功”.文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途 C.物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平 方向移动).此情况叫“垂直无功”.文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途 3.在分析做功情况时还应注意以下几点 A.当物体的受力方向与运动方向不垂直时,这个力就要做功. B.一个物体同时受几个力的作用时,有一些力做了功,有些力没有做功.因此,讲做功必须指 出是哪一个力对哪一个物体做功.文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途 C.什么叫物体克服阻力做功:若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用,我 们通常说物体克服阻力F做了功.文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途 比如:在竖直向上,物体克服重力做功,功的大小为W＝Gh; 在水平方向上,物体克服摩擦力做功,功的大小为W＝fs. (二)对公式W＝Fs的理解 1.公式一般式 W＝Fs 常用式 W＝Gh(克服重力做功)或W＝f阻s(克服摩擦阻力做功) 2.单位焦耳(J) 3.注意事项 A.有力才有可能做功,没有力根本不做功.
第十五章功和机械能 第四节动能和势能 时间：年月日午第节 【预习作业】 （一）、立足基础 1.物体能够，我们就说它具有能量，简称能。物体能做的功越多，它的就越大。 2．物体由于而具有的能叫动能。动能的大小与和有关。质量相同的物体，越大，做的功越多，动能越大；速度相同的物体，越大，做的功越多，动能越大 3.物体由于而具有的能叫重力势能。重力势能大小与和有关。质量相同的物体，越高，重力势能越大；高度相同的物体，越大，重力势能越大。 4.物体由于发生而具有的能叫弹性势能。弹性势能大小与有关。 5.重力势能和弹性势能统称为。 6. 常用的能量单位是____，用字母____来表示。 （二）．提升能力 1.由我国科学家自行设计的“神舟七号”成功地发射并按时返回到指定地点.“神舟七号”载人舱在下落到地面附近时，由于空气阻力作用做匀速运动，则载人舱在匀速下降的过程中：它的动能____，势能____。 2. 下列物体各具有什么形式的能量： （1）高速升空的火箭____。 （2）被拉弯的钢板尺____。 （3）被水电站拦河坝拦住的上游水____。 3.如图所示，在书柜上放有四个体积相同、形状完全一样的金属盒甲乙丙丁，其中甲和乙为铅制的，丙和丁为铝制的.则甲和乙相比，____的势能大；丙和乙相比，____的势能大.四个金属盒中，势能最小的是____。 4.骑自行车上坡前，一般要加紧蹬几下，这是为了（） A.增大惯性 B.增大动能 C.增大势能 D.增大冲力 5.（09常德）小华总结两年来所做的物理探究实验发现 （1）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来。
甲探究摩擦力与什么因素有关乙探究动能的大小与什么因素有关如：甲实验是让木块在水平面上做运动，通过读取弹簧测力计上的示数间接知道摩擦力的大小；乙实验中小球动能的大小是通过观察比较物块B 反映出来的。 （2）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用法。如：甲实验研究摩擦力的大小与压力大小关系，就要多次改变，同时保持接触面的粗糙程度不变；乙实验研究小球动能的大小与速度的关系就要多次改变的大小，同时控制小球的不变。 【课上练习】 （三）．冲击难点 1.（09朝阳）．人们常常利用物体具有各种形式的机械能来做功，如：机械手表里拧紧的发条具有___________能，可以带动小齿轮和指针转动；风具有___________能，可以推动帆船航行；打桩机举高的重锤具有__________能，可以完成打桩工作。 2.（09河南省）如图l6所示，是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置. （1)实验中通过观察________的大小，来判断小球动能的大小。 (2)实验中为了研究动能大小与质量的关系．需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是________________。 (3)质量和速度谁对动能的影响较大呢?小文所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示。 表一(钢球撞击时的速度为v=8cm／s) 表二(钢球质量为m：100g) 分析这两组数据可以得出：______对物 体的动能影响较大．依据是____________。 3.（河池市）.图17所示，甲是探究“动能的大小与什么因素有关” 的实验装置,
功和机械能专题训练 一.选择题 1. (2014重庆B卷)在第十七届“渝洽会”上，重庆造恩斯特龙408型直升机（如图4所示）签下了20架大订单。该型直升机在加速上升的过程中（忽略燃油变化），下列关于直升机的动能和势能变化情况的描述，正确的是（ A ） A.动能增大，势能减小 B. 动能减小，势能增大 C. 动能增大，势能增大 D. 动能减小，势能减小 2.（2014?邵阳）如图，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，下列说法正确的是（ B ） A、人和伞的总重力大于空气的阻力 B、人和伞的总重力等于空气的阻力 C、人和伞的重力势能在增大 D、人和伞的动能在减小 3.（2014?菏泽）如图所示，光滑斜面AB＞AC，沿斜面AB和AC分别将同一重物 从它们的底部拉到顶部，所需拉力分别为F 1和F 2 ，所做的功分别为W A 和W B ．则， （ A ） A．F 1＜F 2 ，W 1 =W 2 B．F 1 ＜F 2 ，W 1 ＜W 2 C．F 1＞F 2 ，W 1 ＞W 2 D．F 1 ＞F 2 ，W 1 =W 2 4.（2014?株洲）在小球从O点由静止开始沿x轴竖直下落的过程中，小球某种形式的能量E随下落高度x变化的图象如图所示．若不计空气阻力，那么这种能量是（ B ） A．重力势能B．动能C．机械能D．内能 第4题图第5题图第6题图 5.（2014?株洲多选）在排球运动中，跳发球（图）是最具威力的发球方式，其动作要领可简化为“抛球、腾空、击球和落地”四个过程，其中运动员对排球做功的过程有（ＡＣ） A．抛球B．腾空C．击球D．落地
6．（2014?威海）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验时，将一根橡皮筋一端系一质量为m的小球，另一端固定在a点，b点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，c点是小球从a点自由下落所能到达的最低点，在小球从a 点到c点运动的过程中，不考虑空气阻力，以下说法正确的是（ D ）A．小球到达b点时，受的合力为零 B．小球到达c点时，受的合力为零 C．小球的动能一直在增加，重力势能一直在减小 D．在c点小球的动能为零，橡皮筋的弹性势能最大 7．（2014?南京）“青奥会”将于今年8月在南京举行，如图四项运动包含了一些物理知识，下列描述正确的是（ D ） A．跳水运动员在空中下落的过程中，动能变小，重力势能变大 B．足球运动员对球的作用力和球受到的重力是一对相互作用力 C．举重运动员将杠铃举在空中静止时，他受到的重力和地面对他的支持力相互平衡 D．篮球运动员抛出的篮球在空中先上升后下落，是因为力改变了篮球的运动状态 8.（2014?泰安）如图，用F=20N的水平推力推着重为40N的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了40J的功，则在这一过程中（Ｃ） A．重力做的功一定为40J B．物体一定受到20N的摩擦力C．物体一定运动了2m D．物体一定运动了4m ９．（2014?广州）如图，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉 力方向和运动方向始终一致，运动时间t ab ＞t cd ，运动距离s ab =s cd ，比较两种情况 下拉力所做的功和功率（Ｂ） A．ab段做功较多B．a b段与cd段的功一样多C．ab段功率较大D．a b段与cd段的功率一样大 １０．（2014?广州）人直接用F 1的力匀速提升重物，所做的功是W 1 ，若人使用 某机械匀速提升该重物到同一高度则人的拉力为F 2，所做的功是W 2 （Ｃ） A．F 1一定大于F 2 B．F 1 一定小于F 2 C．W 2一定大于W 1 D．只有F 2 大于F 1 ，W 2 才大于W 1
第十四章功和机械能 第一节功 【新课导学】 1、力学里所说的功包含两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上移动的距离。 2、在物理学里，把力和力的方向上移动的距离的乘积叫做功。 3、使用机械能省功吗？ [例] 下列情况中，力对物体做了功的是（） A、起重机吊着工件静止在空中 B、小刚用300N的力提一桶水在平直路上行走100m C、木块在水平光滑的冰面上匀速直线运动 D、小明用力推行李车使车在水平路面上前进 解答：D [剖析]起重机对工件有竖直向上的拉力，但没有移动距离，所以没有做功，故A不选。 小刚对水桶有竖直向上的拉力，但移动方向是水平的，没有在拉力的方向上移动距离，水桶移动的距离与拉力方向垂直，所以拉力对水桶没有做功故B不选。 冰块在光滑的冰面上匀速滑动，因为冰面光滑，所以没有摩擦力，又因为冰块匀速运动，所受合力为零，所以在水平方向上不受推、拉力。只是在竖直方向上受重力和支持力。因此，水平方向上没有力对冰块做功，而竖直方向上，重力、支持力的方向都与冰块运动方向垂直，所以重力、支持力也没有对冰块做功。故C不选。 用力推车，对车有水平推力，且车沿水平方向通过了距离，所以推力做了功，故选D 【基础精练】 1、小强用1000N的水平推力将重3000N的小车沿水平路面移动了500m，小强的推力做功____J，重力做了____J的功。 2、一名装卸工人将质量为100kg的油桶,沿长5m、高1m的斜面推上货车,不计桶与斜面间的摩擦,这名工人所用的推力为N,推力做功J。 3、用动力臂是阻力臂2倍的轻质杠杆将重400N的货物抬高20cm，手向下压杠杆的力为200N，手下降的高度为cm，人对杠杆做了的功，若不使用杠杆，直接用手做功为J，比较可得出结论：。 4、马拉着质量为2000kg的车在平直的公路上前进了200m，做了2×105J的功，则马对车的拉力为。 5、船在水面上匀速前进，受到重力、浮力、牵引力和阻力的作用，其中对船做功的是。 A、重力 B、浮力
第15章 轴承 15.1 滚动轴承的主要类型有哪些？各有什么特点？ 答：（1）深沟球轴承。主要承受径向载荷，也能承受一定的双向轴向载荷、可用于较高转速。 （2）圆锥子轴承。内、外圆可分离，除能承受径向载荷外，还能承受较大的单向轴向载荷。 （3）推力球轴承。套圈可分离，承受单向轴向载荷。极限转速低。 （4）角接触球轴承。可用于承受径向和较大轴向载荷，α大则可承受轴向力越大。 （5）圆柱滚子轴承。有一个套圈（内、外圈）可以分离，所以不能承受轴向载荷。由于是线接触，所以能承受较大径向载荷。 （6）调心球轴承。双排球，外圈内球面、球心在轴线上，偏位角大，可自动调位。主要承受径向载荷，能承受较小的轴向载荷。 15.2 绘制下列滚动轴承的结构简图，并在图上表示出轴承的受力主向：6306、N306、7306ACJ ，30306、51306。 答：按表15.2中表示的简图及受力方向绘制。 15.3滚动轴承的基本额定动载荷C 与基本额定静载荷C ο在概念上有何不同，分别针对何种失效形式？ 答：（1）基本额定动载荷C 与基本额定静载荷C ο在概念上区别在于“动”与“静”二字的区别。C 是指轴承在L 10（单位为106r ）时轴承能承受的最大载荷值；C ο是指在静载荷下极低速运转的轴承。 （2）C 下的失效形式为点蚀破坏；C ο下为永久塑性变形。 15.4 何谓滚动轴承的基本额定寿命？何谓当量动载荷？如何计算？ 答：基本额定寿命是指一批同型号的轴承在相同条件下运转时，90%的轴承未发生疲劳点蚀前运转的总转教，或在恒定转速下运转的总工作小时数，分别用L 10、L 10h 表示。 当量动载荷是轴承在当量动载荷P 作用下的寿命与在实际工作载荷（径向和轴向载荷）条件下的寿命相等。其计算方式为 ()P r a P f XF YF =+ 15.5滚动轴承失效的主要形式有哪些？计算准则是什么？ 答：对于一般转速的轴承（10Y /min 功和机械能》复习提纲 一、功 1．力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。 2．不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。 巩固：☆某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。（原因是足球靠惯性飞出）。 3．力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：W=FS。 4．功的单位：焦耳，1J=1N·m。把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0．5J。 5．应用功的公式注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。③功的单位“焦”（牛·米=焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。 二、功的原理 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；即：使用任何机械都不省功。 2．说明：（请注意理想情况功的原理可以如何表述？） ①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。 ②功的原理告诉我们：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。 ③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。 ④我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS）=直接用手对重物所做的功（Gh）。 3．应用：斜面 ①理想斜面：斜面光滑； ②理想斜面遵从功的原理； ③理想斜面公式：FL=Gh ，其中：F ：沿斜面方向的推力；L ：斜面长；G ：物重；h ：斜面高度。 如果斜面与物体间的摩擦为f ，则：FL=fL+Gh ；这样F 做功就大于直接对物体做功Gh 。 三、机械效率 1．有用功：定义：对人们有用的功。 公式：W 有用＝Gh （提升重物）=W 总－W 额=ηW 总 斜面：W 有用=Gh 2．额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。 公式：W 额=W 总－W 有用=G 动h （忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 斜面：W 额=fL 3．总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功 公式：W 总=W 有用＋W 额=FS= W 有用／η 斜面：W 总= fL+Gh=FL 4．机械效率：①定义：有用功跟总功的比值。 ②公式： 斜 面： 定滑轮： 动滑轮： 功和机械能单元测试附参考答案 一.填空题（共16分，每空1分） 1、如图滑轮重小于物重（绳重、摩擦不计）,使用甲图滑轮最大的好处是________________________；若匀速提升相同的重物，则F甲__________F乙,机械效率η甲___________η乙（后两空选填“<”、“=”或“>”）。 2、工人用定滑轮将重240N的物体匀速向上提升，所用拉力为250N，5s内重物上升4m．此过程中，有用功为J，拉力做功的功率为W，写出一条拉力不等于物重的原因： 3、工人用如图所示的滑轮组将一重400N的物体匀速提起，若滑轮组的机械效率为80%，忽略一切摩擦及绳的伸长，则拉力的大小是N，动滑轮重N；若使用该滑轮组提升600N的重物，其机械效率将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 4、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0.5s，轨迹如图．则此过程重力做的功为________J，重力的功率为_________W． 5、高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”．据报道：一个30g的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨，从25楼抛下可使人当场死亡．由此可知，鸡蛋的重力势能与_________有关，下落过程是将重力势能转化为_____________。 6、如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），其中是动能—高度关系图线，小石块上升的最大高度为m，小石块在最高点时的机械能为J。 二、选择题（共20分，第7～10小题，每小题只有一个正确答案，每小题3分；第11、12小题为不定项选择，每小题有一个或几个正确答案，每小题4分，全部选择正确得4分.不定项选择正确但不全得2分，不选、多选或错选得0分） 7、如图示，已知物体A和B质量相等，A在粗糙的水平地面，B在光滑的斜面。现它们分别在同样大小的力F作用下沿F的方向分别移动了距离S，则F对物体做的功（）A．对A做的功多B．对A和B做功一样多 C．对B做的功多D．条件不足，无法确定 8、学习了功率的知识后，小科和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动。以下是他们设计的三套方案，其中可行的是（） ①控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬上楼的高度，算出功率进行比较。 ②控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼用的时间，算出功率进行比较。 ③测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，算出功率进行比较。 A．只有①B．只有①②C．只有②③D．①②③ 9、2010年3月5日12时55分，在酒泉卫星发射中心，“长征四号丙”运载火箭成功地将“遥感卫星九号”送入太空预定轨道. 图中是火箭发射升空时的情景，以下说法正确的是（） A．火箭上升过程中动能不变，重力势能增大，机械能增大 B．火箭升空时受到平衡力的作用C．火箭升空利用了力的作用是相互的 D．火箭升空时受到惯性力的作用 10、在铁架台上固定一个由定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，在绳子末端用竖直方向0.8N 的拉力使2N重的物体匀速上升，下面说法正确的是（） A.滑轮组的机械效率是83.3％ B.滑轮组的机械效率是66.7％ C.绳端移动速度与物体上升速度相同 D.绳端移动速度是物体上升速度的两倍 11、在我国古代书籍《墨经》中，对杠杆原理有精辟论述，并有许多巧妙的应用。如图所示 第十五章功和机械能（一） 一、单元复习目的 1、知识与技能目标： （1）使学生深刻理解功的概念，明确功的公式，掌握功的计算。 （2）知道什么是机械功以及怎样量度机械功的大小。会理解和计算机械功功率. （3）知道什么是机械效率,它的大小与那哪些因素有关。 （4）知道动能和势能的初步概念以及决定它们大小的因素。了解动能和势能如何转化的。 2、过程与方法目标： （1）通过师生互动，让学生理解做功的两个必要因素，理解功的计算公式，知道功的原理和功率的概念。 （2）培养学生的观察能力。 3、情感、态度与价值观目标： （1）培养学生严谨的科学态度。 （2）培养学生的科学世界观。 二、复习的重点和难点 重点：功和功率的概念；机械功和机械能的概念；机械效率的计算和怎样提高机械效率；动能和势能的相互转化。 难点：做功的两个因素；结合实际理解功率的概念。 三、知识梳理 做功的两个必要因素 功(N) 公式 W＝FS 单位：1焦耳＝1牛米 ? 表示做功快慢的量 概念 定义：单位时间完成的功叫功率 功和功率功率(P) 公式P W t P Fv === 单位：瓦焦秒 11/ 有用功：机械对物体做的功。 机械工作时额外功：机械克服自重和摩擦做的功机械效率(η) 总功：动力对机械做的功。 机械效率η=W W 有 总 m 机动能 V 重力势能 m 械势能 h 弹性势能——形变程度 能势能 四、教学课时：三课时 第一课时 一、基础练习 1、力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。 2、功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。公式：W=FS 3、功率：单位时间内所做的功，它是表示物体做功快慢的物理量。公式P=W/t 二、复习内容 1、功： （1）力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。 （2）不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。 即物体受力没有移动；是物体沿力方向通过的距离；物体凭惯性运动。 巩固：☆某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。（原因是足球靠惯性飞出）。 （3）力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：W=FS （4）功的单位：焦耳，1J= 1N·m 。 把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。 （5）应用功的公式注意： 第十一章功和机械能单元测试题 一、选择题（每小题4分，共48分） 1．小王用推车将重100N的垃圾运到垃圾箱的过程中，刚好在水平大理石地面和水泥地面上各匀速运动了20m，比较在两段路面上做功的情况，下列说法正确的是（） A．推力和摩擦力是一对平衡力，所以没做功 B．推力和摩擦力是一对相互作用力，所以没做功 C．在水泥地面上的摩擦力大，所以做功多 D．两段路面做的功一样多 2. 在汶川地震的抗震救灾中，党和政府把救人放在重中之重的位置。在倒塌房屋的废墟中搜救被困人员，重型吊机起到了重要的作用。假如起重机的钢丝绳吊着6×105N的重物匀速上升，图1所示的图像中，能正确反映钢丝绳的拉力所做的功与时间关系的是（） 3. 星期天一大早，爸爸驾车载着李红一家去石家庄玩。在到达某处路 段时，李红从车窗向外看，恰好看到交通标志牌上的标志，如图2所示。若汽车以72km/h的速度在匀速行驶，此时发动机的功率为60kW，则下面说法中正确的是（） A．汽车行驶时，受到的阻力为833N B．此时汽车的牵引力为3000N C．汽车到达石家庄，全程克服阻力所做的功是×105J D．汽车在行驶过程，只受到一对平衡力的作用 4. 骑自行车时，在上坡前往往要加紧蹬几下脚踏板，这是为了（） A．增大惯性 B．增大上坡的推力C．增大动能 D．增大势能 5.关于能量的大小，下列说法中错误的是 A.运动速度越大的物体，动能也越大 B.质量大的物体，动能不一定大 C.质量大的物体，其重力势能不一定大 D.质量越大的物体，被举得越高，其重力势能就越大 6. 三峡水库修建大坝，为了提高水位，增加水的（） A．内能B．重力势能C．弹性势能D．动能 第十五章功和机械能测试题 知识与技能 （1～12题每题2分，13～24题每空1分，共46分） 1 在下列情形中，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 2 在水从高处流向低处的过程中（） A．势能减少，动能增加B．动能减少，势能增加 C．势能不变，动能增加D．动能不变，势能增加 3 下列各种情形中，属于动能转化为势能的是（） A．“无边落叶萧萧下，不尽长江滚滚来”B．空中匀速下降的跳伞运动员 C．拧紧的钟表发条带动指针走动 D．正在上升的滚摆 4 直升机在匀速下降过程中，能量变化情形是（） 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 5 关于机械能的论述，下列说法正确的是（） A．在空中飞行的飞机只具有动能 B．炮弹具有的机械能一定比子弹具有的机械能大 C．质量和速度都相同的物体具有的动能一样大 D．质量大的物体的具有的重力势能一定大 6 关于机械效率的说法正确的是（） A．越省力的机械，其机械效率越高B．做的总功越多，机械效率越高 C．做的有用功越多，机械效率越高D．有用功一定时，额外功越少，机械效率越高7 在图14-6所示的实例中，其中没有做功的是 （） A．叉车举起物资B．直升机吊起架电线的铁塔 C．马拉动原木D．李刚用力但没有推动大石块 8 奥运举重冠军陈小敏在竞赛时，第一时期她把100 kg的杠铃专门快地举过头顶，第二时期使杠铃在空中稳稳地停留了3 s，三名裁判都亮出了白灯，举重成功．关于她举重时对杠铃做功的情形，下列说法正确的是（） A．她在第一时期内没有做功B．她在第二时期内没有做功 C．她在两个时期内都做了功D．她在两个时期内都没有做功 9 下列说法中正确的是 机械功与机械能巩固练习题 一．选择题 1．用水平拉力F拉物体A在光滑水平面上沿力的方向移动距离s，拉力F做功为W1；用同 2 6．如图3所示，小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体，物体上升的速度为0.1m/s， 8．如图5所示，把物体自2m高的A点释放，使其自由下落（注：不计空气的阻力）．则下 二．填空题 9．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_0____J；工人对木箱做功为_600_____J；箱子运动的平均速度为_1.5____m/s． 10．一建筑工人用50N的水平推力推小车，使小车在水平地面上匀速前进了15m，小车受到的阻力为_50____N．撤去推力，小车仍然能继续向前运动0.5m，这是由于小车具有__ 惯性____．在上述小车前进15.5m的过程中，建筑工人对小车做的功为__750____J．11．地震过后往往会伴有泥石流等灾害，泥石流之所以会造成巨大的危害，是因为由石、泥土被雨水从高处冲下来时将重力势能转化为巨大的动能．灾害发生后，救灾飞机迅速到达灾区上空，当它在一定高度匀速飞行并投下救灾物资后，飞机的机械能将变小（选填“变大”“变小”或“不变”）． 12．如图6所示，工人用240N的拉力，在15s的时间内，将重600N的建筑材料提升到6m 高的楼顶上，绳子自由端移动了18 m，拉力做的功是4320J，拉力的功率是288 W．13．用如图7所示的滑轮组在5s时间内，将重为G=400N的物体匀速竖直提升了1m，已知该滑轮组的机械效率为80%，在此过程中做的有用功为400___J，拉力F的功率为100__ W，拉力F的大小为250 N． 14．如图8所示，在50N的水平拉力F作用下，重800N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间滑动摩擦力为120N．则滑轮组的机械效率为80%__，若绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s，则物体在1min内移动的距离为_12___m． 15．在“测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图9所示的动滑轮提升钩码，改变钩码 ）实验时，用手竖直匀速拉动弹簧测力计，使持在动滑轮下的钩码缓缓上升． （2）第①次实验时测得动滑轮的机械效率为_71.4%___ ． （3）第③次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为_0.17_ W． （4）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将增大____ （选填“增大”、“减小”或“不变”）． 16．如图10是探究“物体动能的大小与什么因素有关？”的实验示意图． ①该实验要探究的是物体动能的大小与物体速度和质量的关系． ②该实验物体的动能是指物体___A____ （选填“A”或“B”）． ③该实验物体动能的大小是通过B被撞远近来反映的． ④该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时_碰前A（选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度，它是通过__高度___ （选填“高度”或“质量”）来改变的． ⑤实验中多次让物体从斜面同一高度上静止滚下时，应改变_物体A_ （选填“物体A” 授课人：*** 授课内容：功 授课班级：九（3）班 授课时间：2011年11月25日 教学反思：“ 功”是本章重点教学内容之一，在本章起承前启后的作用。而功的概念比较复杂、抽象，故也是初中物理学习过程中的一个难点。功是物理学中的重要概念，功是能量转化的量度，与现代生活、生产等有着密切的联系。因此，在教学中应注重培养学生的推理能力和科学严谨的态度、注重获取知识的过程和方法，让学生了解物理思想，体会物理学在生活和生产中的应用以及对社会发展的影响，让学生得到成功的体验，让学生的潜能在心情愉快、精神放松的状态下能够得到有效的释放和开发，所以我选择了运用多媒体来进行教学，主要体现在以下三方面： 1在课题引入上，利用多媒体从实例入手，引出功的概念。 2利用“想想议议”思考“是否做功”的图片，理解功的概念。 3联系生活中的实例，总结不做功的三种情况。 4关于公式W=F·S的理解。要正确计算功的大小，首先应明确力是否做功。公式中F、S即为功的两个必要条件。初学功的知识时，教师通过多举例让学生分析、对比和讨论，使学生明确物理学中的“做功”是指符合一定条件的物理过程，不是一般意义上的劳动和日常实践活动，充分利用课本上的实例或补充事例，如：叉车举起货物、直升机救助遇险人员、推而不动、搬而不起等让学生分析是否有力在做功？更可让学生自举事例自主辨析，从而加深对功的概念的理解。值得注意的是：公式中S表示受力物体沿该力方向移动的距离，有时跟物体实际移动距离不一致，可举例加以说明。 在本节课的教学过程中，我很重视知识的获取也重视知识的形成过程，让学生分组讨论探究，激发学生思考和参与的积极性，发挥学生的自主性，培养学生分析问题和解决问题的能力，让学生的认知结构在交流碰撞中得到完善和重组。另外在问题的设置上注意知 功能关系 1．物体只在重力和一个不为零的向上的拉力作用下，分别做了匀速上升、加速上升和减速上升三种运动．在这三种情况下物体机械能的变化情况是( ) A ．匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小 B ．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小 C ．由于该拉力与重力大小的关系不明确，所以不能确定物体机械能的变化情况 D ．三种情况中，物体的机械能均增加 2.(多选)如图5－4－1所示，一质量为m 的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O 点处，将小球拉至A 处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O 点正下方B 点的速度为v ，与A 点的竖直高度差为h ，则( ) A ．由A 至 B 重力做功为mgh B ．由A 至B 重力势能减少12 mv 2 C ．由A 至B 小球克服弹力做功为mgh D ．小球到达位置B 时弹簧的弹性势能为(mgh －12 mv 2) 3．下列说法正确的是( ) A ．随着科技的发展，第一类永动机是可以制成的 B ．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了 C ．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的 D ．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生 4．(多选)(2012·海南高考)下列关于功和机械能的说法，正确的是( ) A ．在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功 B ．合力对物体所做的功等于物体动能的改变量 C ．物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关 D ．运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量 5．(多选)(2013·新课标全国卷Ⅱ)目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小．若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是( ) A ．卫星的动能逐渐减小 B ．由于地球引力做正功，引力势能一定减小 C ．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变 D ．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 (多选)(2013·山东高考)如图5－4－2所示，楔形木块abc 固定在水平面上， 粗糙斜面ab 和光滑斜面bc 与水平面的夹角相同，顶角b 处安装一定滑轮．质量分别为M 、m (M >m )的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动．若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中( ) A ．两滑块组成系统的机械能守恒 B ．重力对M 做的功等于M 动能的增加 C ．轻绳对m 做的功等于m 机械能的增加 D ．两滑块组成系统的机械能损失等于M 克服摩擦力做的功 如图5－4－3所示，AB 为半径R ＝0.8 m 的1/4光滑圆弧轨道，下端B 恰与小 车右端平滑对接．小车质量M ＝3 kg ，车长L ＝2.06 m ，车上表面距地 面的高度h ＝0.2 m ，现有一质量m ＝1 kg 的滑块，由轨道顶端无初速 度释放，滑到B 端后冲上小车．已知地面光滑，滑块与小车上表面间 的动摩擦因数μ＝0.3，当车运动了t 0＝1.5 s 时，车被地面装置锁 定(g ＝10 m/s 2)．试求： 功和机械能 一、选择填空 1. 如图3所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（忽略空气阻力）（） A．他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用 B．他受重力、支持力和摩擦力的共同作用 C．他的重力势能转化成了动能和内能 D．他的重力势能减小，动能增大，机械能不变 2. 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 3. 关于机械能的论述，下列说法正确的是（） A．在空中飞行的飞机只具有动能B．炮弹具有的机械能一定比子弹具有的机械能大 C．质量和速度都相同的物体具有的动能一样大D．质量大的物体的具有的重力势能一定大 4. 关于机械效率的说法正确的是（） A．越省力的机械，其机械效率越高B．做的总功越多，机械效率越高 C．做的有用功越多，机械效率越高D．有用功一定时，额外功越少，机械效率越高 5. 甲、乙两辆汽车，功率之比为2∶1，在相同时间内沿水平路面通过的距离之比为1∶2．则它们所做的功之比为（） A．2∶1 B．1∶1 C．1∶4 D．4∶1 6. 下列单位中不是功的单位的是（） A．W·s B．J C．J/s D．N·m 7. 某人用手将一物体竖直举高2m和用机械效率为80％的斜面将它升高2 m．比较两种情况（） A．用手举高时做功多B．用斜面升高时做功多 C．两种情况做功一样多D．两种情况都不做功 8. 跳水运动员从最高点向水面下落的过程中，他的________能逐渐减少，________能逐渐增加． 9. 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． 10. 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． 11. 甲、乙两辆汽车在公路上匀速行驶．如果它们的功率相同，行驶速度之比v 甲∶v 乙 ＝2∶1．在相 同的时间内，甲、乙两车牵引力做功之比为________． 12. 用一只铁桶从深井中取水，第一次取半桶，第二次取满桶，两次相比：W 1额_____W 2额 ，η 1 ___η 2 （填“＞”“＜”或“＝”） 二、计算题（每小题5分，共10分） 13.一人用如图所示．的滑轮组匀速提升物重为200牛的物体，此时人对绳的 拉力为120牛，不计绳重和摩擦．求： 1）滑轮组的机械效率． 2）如果人的体重为600牛，那么他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过 多少牛？ 1）滑轮组的机械效率等于有用功除以总功，有用功等于物体的重力乘以物体 上升的高度，总功等于拉力乘以绳子自由端移动的距离． 2）当绳子的拉力和人的体重相等时，滑轮组所提升物体的物重最大，先计算出动滑轮的重力，最大拉力就等于最大物重与动滑轮重和的一半．从而求出最大物重． 初中物理学习材料 唐玲出品 第十五章功和机械能单元测试及参考答案 一.填空题（共16分，每空1分） 1、如图滑轮重小于物重（绳重、摩擦不计）,使用甲图滑轮最大的好处是________________________；若匀速提升相同的重物，则F甲__________F乙,机械效率η甲___________η乙（后两空选填“<”、“=”或“>”）。 2、工人用定滑轮将重240N的物体匀速向上提升，所用拉力为250N，5s内重物上升4m．此过程中，有用功为 J，拉力做功的功率为 W，写出一条拉力不等于物重的原因： 3、工人用如图所示的滑轮组将一重400N的物体匀速提起，若滑轮组的机械效率为80%，忽略一切摩擦及绳的伸长，则拉力的大小是 N，动滑轮重 N；若使用该滑轮组提升600N的重物，其机械效率将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 4、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0.5s，轨迹如图．则此过程重力做的功为________J，重力的功率为_________W． 5、高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”．据报道：一个30g的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨，从25楼抛下可使人当场死亡．由此可知，鸡蛋的重力势能与 _________有关，下落过程是将重力势能转化为_____________。 6、如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的 两条图线（不计空气阻力），其中是动能—高度关系图线，小石块上升的最大高度为m，小石块在最高点时的机械能为 J。 二、选择题（共20分，第7～10小题，每小题只有一个正确答案，每小题3分；第11、12小题为不定项选择，每小题有一个或几个正确答案，每小题4分，全部选择正确得4分.不定项选择正确但不全得2分，不选、多选或错选得0分） 7、如图示，已知物体A和B质量相等，A在粗糙的水平地面，B在光滑的斜面。现它们分别在同样大小的力F作用下沿F的方向分别移动了距离S，则F对物体做的功（） A．对A做的功多 B．对A和B做功一样多 C．对B做的功多 D．条件不足，无法确定 8、学习了功率的知识后，小科和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动。 以下是他们设计的三套方案，其中可行的是（）功和机械能知识点总结
人教版物理八年级下册：功和机械能 单元测试及参考答案
第十五章_功和机械能
新人教版十一章《功和机械能》单元测试题及答案
第十五章功和机械能测试题
机械功与机械能练习题(含答案)
第十五章功和机械能 第一节 功 的课后反思
功和机械能-功能关系
初三物理功和机械能练习题及答案
人教版八年级物理下册第十五章功和机械能单元测试及参考答案.docx
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