专题13 功和机械能
基础知识检测
1．作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了__________________，就说这个力对物体做了机械功，简称________。做功的两个必要因素是：作用在物体上的______和物体在_______的方向上通过的_________。如果有一个条件不满足，则力对物体________做功。
2．力对物体做的功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的________。功的计算公式是W=_______；功的国际单位是________；1J=_____N·m。机械功原理是使用任何机械都不能省_____。
3．比较物体做功快慢的方式有：（1）在相同的时间内，物体做的功越多，做功越_____；（2）物体做相同的功，用的时间越_____，做功就越快。
4．单位时间内所做的功叫________。其计算公式P=________。在国际单位制中，其单位是______，符号为_______；在工程技术上常用单位是______，符号为_______。它们之间换算关系是___________。
5．对人们有利用价值的功叫______。动力对机械做的功叫做______。克服机械本身的重力和摩擦等阻力而做的功叫______。总功为有用功和额外功之____。有用功与总功的比值叫做______，即η=______?100％。由于W有用＜W总，所以η____1。
6．使用同一滑轮组所提的物体越重，其机械效率越________。使用不同的滑轮组提起相同重的物体，所使用动滑轮的质量越小，其机械效率越________。提高滑轮组的机械效率的方法：（1）一次尽可能提较____的物体；（2）______动滑轮重、绳重和摩擦。
7．物体能够对外做功，我们就说这个物体______能量或能。能的单位是______。物体由于运动而具有的能叫做______。运动物体的质量越大，速度越大，它具有的______就越________。
8．物体由于被举高而具有的能叫做______。物体由于发生弹性形变而具有的能叫做______。重力势能和弹性势能是常见的两种势能。物体的质量越____，被举得越高，它具有的______就越大。弹性物体的弹性越强，______越大，它具有的弹性势能就越____。
9．物体的动能和势能可以互相______；有摩擦阻力时，在势能和动能的相互转化中，机械能会不断______。在不考虑摩擦阻力的情况下，只有势能和动能的相互转化时，机械能是______的。机械能跟其他形式的能之间也可以相互转化。例如电动机工作时将_______能转化为_______能。
一、力是否做功的判断
力做功必须同时满足两个条件：一是力始终作用在物体上，二是物体在力的方向上移动了距离。如果有一个条件不满足，则力没有对物体做功。力不做功的三种情况如下：a．物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离（如人推重物没有推动），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”；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”。
例1教学大楼每层楼高为3m，小明提着一重为50N的箱子，沿楼梯从一楼登上三楼，再沿三楼水平走廊走了4m进入教室，从一楼到教室过程中小明对箱子做的总功为（）A．0 J B．300 J C．450 J D．500 J
解析：小明在登上3楼的过程中，提力做功：F=G＝50N，s=2h=6m，W=Fs=300J。在水平走廊行走时，因为提力与运动的方向垂直，所以提力不做功。因此从一楼到教室，小明做的总功为300J。
答案：B。
二、功、功率、机械效率三个物理量的区别
功是表示做功的多少，而功率表示做功的快慢。一个力做功的多少由功率和时间两个因素共同决定。做功多的功率不一定大，功率大的机械做功也不一定高；只有做功的时间相同时，功率大的做功才多。
功率与机械效率是两个不同的概念，对于某个机械来说，功率表示做功的快慢，即机械在单位时
间内做的功；而机械效率表示机械做功的效率，即机械所做的功中，有多大比例的功是有用功。机械效率越高的机械，有用功在总功中所占的比例越大。功率与机械效率这两个概念毫不相干。
在利用定义式P=
t
w 进行计算时，要注意三个量的对应关系，“w ” 是在“t ”内完成的，不能张冠李戴。P=t w 反映的是某一段时间内物体的平均功率，用处较大。由W=FS ，可推得：P=t w =t FS =Fv ，由于物体运动时“v ”可能时刻在变化，因此P=Fv 反应的是物体的一个瞬时功率。在功率Ｐ一定时，力Ｆ与速度Ｖ成反比。当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。 同一机械在不同情况下使用，其机械效率不一定相同。提高机械效率的途径：①减小额外功在总功中占的比例，可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法，如在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等；②增加有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增加有用功的大小，如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例。
例2 下列说法中正确的是（ ）
A ．机械效率越高，机械做功一定越快
B ．做功越多的机械，机械效率一定越高
C ．功率越大的机械做功一定越多
D ．做功越快的机械，功率一定越大
解析：功率是反映做功快慢的物理量，大小等于做功的多少与时间的比值。机械效率则是反映在使用机械时，有用功在总功中占的百分比。A 选项中，机械效率高，只能说明有用功在总功中所占的比例大，不能说明机械做功快。B 选项中，机械做功多，只能说明能量转化或转移数量较大，不能说明机械效率高。C 选项中，功率越大，只能说明机械做功快，而不能说明机械做功多。
答案：D 。
三、有用功、额外功和总功的判断
使用机械时，人或动力对机械做的功是总功W 总=Fs ，机械对物体或工作对象所做的功是有用功，克服机械摩擦和机械本身重力所消耗的功是额外功。
在用滑轮组（或斜面等）提升重物时，有用功是克服物体重力所做的功：W 有用=Gh ；用滑轮组在水平面上拉动物体时，有用功是克服物体所受摩擦阻力所做的功：W 有用=f 物s 物。虽然都是有用功，可由于目的不一样，有用功也不同。
在计算使用滑轮组时的总功时，W 总=Fs ，一定要注意，这里的s 一定要是力F 所对应的s 。所以要注意滑轮组拉物体的绳子段数n ，并注意拉力移动的距离跟物体移动的距离的关系。
四、判断机械能的变化
判断一个物体是否具有动能，关键看此物体是否运动，判断物体动能是否变化，既要考虑速度的变化，也要考虑质量的变化。而重力势能和物体质量及物体所在的高度有关，且成正比，离地面有一定高度的物体都有重力势能。判断一个物体是否具有弹性势能，关键看此物体是否发生了弹性形变。判断机械能变化的方法：①由“机械能＝动能+势能”判断，在考虑时要注意：质量、速度、高度、弹性形变程度等是否变化；②通过是否有阻力来判断，在动能和势能相互转化的过程中，如不计阻力，机械能不变，如计阻力，机械能要变小。
五、各类机械的效率
（1）探究杠杆的机械效率
例1 （2009年江苏）用如图1所示的实验装置测量杠杆的机
械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆
下面的钩码缓缓上升。
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F 为
N ，钩码总重G 为1.0N ，钩码上升高度h 为0.1m ，测力计移动距离
s 为0.3m ，则杠杆的机械效率为 %．请写出使用该杠杆做额
外功的一个原因：．
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B
次数
钩码
悬挂点
钩码总重
G/N
钩码移动距
离
h/m
拉力
F/N
测力计移动距
离
s/m
机械效
率
η/%
1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4
2 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3
的结论？答：；请简要说明两条理由：①；②。
解析（1）从测力计示数的放大图可以读出F为0.5N，根据有用功、总功及机械效率的定义可计算出其大小为1N×0.1m=0.1J，总功为0.5N×0.3m=0.15J，机械效率为0.1J/0.15J×100%=66.7%，由于使用杠杆时需要克服杠杆自重或克服摩擦力等做功，这些都是产生额外功的原因。
（2）不能只凭表中数据得出结论，因为第1和2次两次实验时钩码没有挂在同一位置，另外仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的。
（2）探究斜面的机械效率
例2（2009年太原市）如图2是小月同学探究影响斜面机械效率因素的装置图。他在实验时用弹簧测力计拉着同一个木块沿着粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动.实验测量的部分数据如下
次
数物重
G/N
物体上升高
度h/m
拉力
F/N
测力计移动距
离s/m
1 3.0 0.10 0.5
2 3.0 0.25 2.4 0.5
3 3.0 0.35 2.8 0.5
（1）图2中显示的第一次实验时的拉力F= N，根据表中数据，可以求得斜面机械效率η= ；
（2）根据实验数据可知，他研究的的是斜面机械效率与的关系。
（3）如果斜面是光滑的，有用功总功（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
解析第一问比较简单，根据题图和题目提供的数据容易求得结果F=1.6 和斜面机械效率为37.5%；第二问中三次实验中小月同学保持了物重一定和测力计移动距离，改变的是物体上升高度，本质上讲是改变了斜面的倾斜程度（或者斜面的倾角）；第三问中物体在粗糙斜面上运动，要克服斜面的摩擦做额外功，如果斜面是是光滑的，就不需要消耗额外功了，有用功应该等于总功.
（3）探究滑轮组的机械效率
例3 （2009年重庆）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：
（1）在表中的空格处填上适当的数据；（机械效率用百分数表示，保留一位小数）
（2）在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计； （3）从实验数据分析得出：使用同一滑轮组， 可以提高滑轮组的机械效率；
（4）滑轮组的机械效率可能还与其他因素有关，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与 有关（写出一种影响因素即可）。
解析 这是一道典型的数据处理、分析型的实验题。数据并不等于探究的结论，它是对实验事实的客观记录，探究的结论是在数据基础上通过分析论证得出具有普遍意义的规律。探究结论的得出需要对收集的数据进行比较，进行简单的因果推理，寻找到数据间内在的关系特征。
（1）利用功的计算公式，计算表格中第二次实验所做的有用功为4N ×0.05m=0.2J ，总功为1.5N ×0.15m=0.225J ，机械效率为 0.2J/0.225J ×100%=88.9%。由图可知第三问实验时弹簧测力计示数为
2.2N ，动滑轮由3段细绳承担，所以弹簧测力计上升的距离是钩码上升距离的3倍，即30cm 。
（2）只有匀速拉动弹簧测力计时，物体才匀速上升，处于平衡状态。
（3）由表中记录的数据可以看出，三次实验中滑轮组相同，只是钩码重不同，说明使用相同的滑轮组，提起的物体越重，滑轮组的机构效率越高。
（4）在有用功一样的情况下，减小额外功可以提高机械效率.所以在使用滑轮组时，减小动滑轮的重力或是减小绳与滑轮的摩擦等均可以提高机械效率。
六、滑轮组的机械效率
机械效率的大小与机械的本身有关，不同的机械结构，机械效率一般不同。这一点同学们都知道。那么，对于同一结构的机械效率是否不变呢？为了弄清这一问题，我们以一个滑轮组为例进行探究。
在如图所示的装置中，首先地在动滑轮的挂钩上挂一个质量为M 的钩码，然后再挂上两个质量相同的钩码，两次实验测得的机械效率分别为η1、η2。设动滑轮的质量为m ，钩码两次上升的高度为h ，拉力通过的距离为2h ，设克服摩擦阻力做的额外功W 摩，且W 摩保持不变。
第一次实验：W 有=Mgh ，W 额外1=mgh+W 摩
机械效率：η1=1
1总有W W =摩W mgh Mgh Mgh ++ ① 第二次实验：W 有2=2Mgh ，W 额外2=mgh+W 摩，
机械效率：η2=
2
2总有W W =摩W mgh Mgh Mgh ++22 ② ①÷Mgh 得 η1=Mgh
W M m 摩
++11 ③ ②÷2Mgh 得 η2=Mgh
W M m 2211摩++ ④ 比较③、④式分母可知1+M m +Mgh W 摩>1+M m 2+Mgh W 2摩， 所以 η2>η1，由此可以看出，滑轮组的机械效率并不是不变的，它随物重的增加而增大。
例如：用滑轮组提升重为2000N 的物体，作用在绳子自由端的拉力为625N ，拉力做功为12500J ，滑轮组的机械效率为80%，不计算摩擦和绳重。求：
（1）物体上升的高度？
（2）如果使用这个滑轮组提升重3500N 的物体，那么，作用在绳子自由端的拉力是多少N ？
错解：（1）η= 总
有W W ×100% = Fs Gh ×100% =Fnh Gh ×100%=nF G ×100%得：η= n 6252000×100%=80%
故 n=4
又因为W 总=Fs 所以有 12500J=625N ×s
则 s =20m
故物体上升的高度为：h =
n
s = 5m （2）由η= 总有W W ×100%= Fs Gh ×100% =Fnh Gh ×100%=nF G ×100%得：F= 8.042000?N ×100%≈622N
分析：错解中（1）的解法是正确的，（2）的解法是错误的。造成错解的原因是误认为滑轮组提升重3500N 的物体时与提升重为2000N 的物体时的机械效率不变，其实，滑轮组的机械效率并不是不变的，它随物重的增加而增大。
正确解答：（1）η= 总
有W W ×100% = Fs Gh ×100% =Fnh Gh ×100%=nF G ×100%得：η= n
6252000×100%=80% 故 n=4
又因为W 总=Fs 所以有 12500J=625N ×s
则 s =20m
故物体上升的高度为：h =
n
s = 5m （2）由η= 总
有W W ×100% = h G Gh Gh 动+×100% ， η= 动G +20002000×100%=80% 解之得：G 动=500（N ）
当提升3500N 的物体时，其机械效率为：
η，= 总有W W ×100% = h G h G h G 动，，+×100% = 动，，G G G +×100%= 50035003500+×100%= 8
7×100% 又由η，=,,nF G ×100%= 8
7×100% ,43500F ×100%= 87×100% 得： F ，=1000（N ）
中考考场
考点一、功
说明：以日常生活、生产中常见的实例为载体，判断各实例中是否做功是该考点的主要命题方式。
1．（2009湛江市）如图1所示的几个情形中，所提到的力没有做功的是( )
2.（2009年重庆市）如图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
考点二、功率
说明：理解功率的物理意义；会比较功率的大小，会
计算功率。
3．（2009年广安市，有改动）一位父亲与他8岁的儿子比赛爬楼梯，都是从一楼爬到6楼，对此，下列说法中错误的是（）
A．儿子体重小，做的功少
B．父亲体重大，做的功多
C．如果父亲先到达，父亲的功率一定大
D．如果儿子先到达，儿子的功率一定大
考点三、机械效率
机械效率高低的判断，滑轮组和斜面的机械效率的探究实验，滑轮组的机械效率的计算是考查的重点。
4.（2009年烟台市）用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图3所示
的甲、乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦（）
A．甲较省力且机械效率较高
B．乙较省力且机械效率较高
C．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同
D．两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同
5．（2009杭州市）杭州市政府投巨资于民生工程，对背街小巷实施景观改造。
施工中，一建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计摩擦
及绳重（如图4所示）。若工人在5s内将泥桶匀速提高2m。求：
(1)工人使用滑轮组时做的有用功为焦。
(2）拉力的功率为瓦。
(3)滑轮组的机械效率为（百分号前保留一位小数）。
6.（2009赤峰市）在测定斜面的机械效率的实验中，小明采用了如图5所示
小车的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m
5 0.4 4 1.0
由上表的数据计算可知：（1）做的有用功为 J；（2）机械效率为。
考点三、机械能
以生活中常见的现象为载体，来判断动能和势能的变化及机械能之间的相互转化，是此考点的主要命题形式。解答此考点的关键是牢记影响动能、势能的因素，了解机械能、动能和
势能之间的转化关系。
7．（2009年广州市）如图6所示，忽略空气阻力，由空中A处释放的小球经过B、
C两位置时具有相同的（）
A．速度B．动能C．机械能D．重力势能
8.（2009年安徽）一物体沿固定的粗糙斜面匀速下滑，物体在下滑的过程中（）
A．动能不变，势能减小，机械能不变 B．动能不变，势能减小，机械能减小
C．动能增大，势能减小，机械能不变 D．动能增大，势能减小，机械能减小9．（2009年安溪市）如图7所示，是北京奥运会射箭项目的图标。运动员射箭
时，要用力将弓拉开，然后弓将箭射出，在此过程中是弓的
能转化为箭的能。
10．（2009年绵阳市）如图8所示，一根不可伸长的细绳一端固定在O点，另
一端系一小球，O点的正下方固定有一根钉子P。位置1在O点的
正下方，位置3与A点等高，位置5是A与l之间的某点，位置2
是l与3之间的某点，位置4是高于3的某点。不考虑空气阻力，
小球从A点静止释放（）
A．第一次过位置l后最高能到达位置2
B．第一次过位置l后最高能到达位置4
C．第二次过位置1后最高能到达位置5
图8 D．第二次过位置1后最高能到达位置A
参考答案：
1.D
2.C
3.D
4.C
5.（1）440 （2）96 （3）91.7%
6.(1)2
(2)50% 7. C 8. B 9．弹性势动10．D
模拟测试
一、选择题（每小题4分，共36分）
1．在图1所示的几种情况中，人对手中的物体没有做功的是（）
图1
2．如图2所示，三种情况中物体所受的拉力都是F ，甲图中物体上升s 米，乙图中物体沿斜面向上移动s 米，丙图中物体水平移动s 米。比较拉力F 做功的多少，
结论是（ ）
A ．甲图做功最多
B ．乙图做功最多
C ．丙图做功最多
D ．做功一样多
3.学校组织爬山比赛，同学们在山脚的某一地点同时出发，结
果小乐和小强同时到达山顶。若想判断两人谁的爬山功率大，还需要测定的物理量是（ ）
A. 爬山的时间
B. 爬山的路程
C. 两人的体重
D. 山的高度
4.斜面是一种简单机械，生活中经常用到它，工人师傅小
波和小新分别用如图3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
5．已知甲、乙两种机械在做功过程中，甲的机械效率比乙的机械效率大，这表明 （ ）
A ．甲做功比乙做功快
B ．甲做的有用功比乙做的有用功多
C ．甲做的额外功比乙做的额外功少
D ．甲做的有用功与总功的比值比乙大
6.如图4所示，用同一滑轮组提升重物。第一次提升一个物体（如图甲），
第二次提升两个与图甲等重的重物（如图乙），比较甲、乙两种情况，下列说
法不正确的是（ ）
A ．第一次拉力F 甲小于第二次拉力F 乙
B ．甲、乙两种情况滑轮组机械效率相同
C ．图甲滑轮组机械效率比图乙小
D ．若将物体提升相同高度，图乙做的有用功多些
7．在一次体育课上，甲、乙两人进行爬竿比赛，甲从某一位置匀速爬到顶用了9s ，乙从同一位置爬到顶用了10s ，如果甲乙两人体重之比是5：6，则他们爬竿时功率之比是( )
A.4：3
B. 25：27
C.27：25
D. 3：4
8. 如图5所示，建筑工人用一个滑轮组将重为600N 的物体匀速提升2m 所用的时间
为40s ，人所用的拉力是400N ，则( )
A ．此滑轮组的机械效率为75％
B ．物体上升的过程中机械能总量不变
C. 拉力所做的总功为2800J D ．此人的功率为30W
9．今年入春以来, 某地区部分松林发生虫灾。为了灭虫，市政府
多次调动直升飞机在重灾区上空喷洒生物农药。当飞机在某一高度水平 匀速飞行，喷洒农药的过程中，飞机的( )
A.动能减小，重力势能减小
B.动能不变，重力势能不变
C.动能减小，重力势能增大
D.动能增大，重力势能减小
二、填空题（每空2分，共28分）
图 2 图 3
图4
图5
10．木块在大小为5牛的水平拉力作用下，10秒内在水平面上沿拉力方向前进2米，拉力做功为 焦，功率为 瓦；若木块重15牛，在此过程中重力对木块做功为 焦。
11.用相同的滑轮和绳子分别组成如图6所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，甲所用的拉力 乙所用的拉力；甲滑轮组的效率 乙滑轮组的效率（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
12.如图7所示，已知斜面长5m ，高2m ，拉力为50N 。利用这个装置将重为100N 的物体在5s 内匀速从斜面的底端拉到顶端。则拉力做功的功率为________W ，该装置的机械
效率为_________。
13. 如图8，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
________（均选填“增大”或“减小”或“不变”）。
14. 建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料（如图9）。绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6 x 103N ，不计滑轮、吊钩、绳的
自重及摩擦，一次最多能起吊 N 的建筑材料。实际使用该滑轮组最多只能吊
起5.4 x 103N 的建筑材料，且将建筑材料1s 内匀速吊起了lm , 起重机的功率是
W ，机械效率为 。若吊起的建筑材料重力减小，机械效率将 （选填
“增大”、“减小”或“不变”) 。
三、实验探究题（共24分）
15.（14分）小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了
如图10甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。
（1）让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A 处和B 处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图10甲所示。
（2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B 处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图10乙所示。
图10
图6
图7 图9
图8
上述甲、乙两组实验中：
①乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的。
②选用图甲探究的是动能与的关系，理由是：两球相等；得出的结论
是：
。
③选用图乙探究的是动能与的关系，得出的结论是：。
④物理研究方法有许多，如转换法、类比法、对比法、控制变量法；本实验中运用了两种研究方
法，一是控制变量法；二是法，就是用纸盒移动的距离长短来表示小球动能的大小。
16.（10分）小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图11所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：
斜面倾斜角θ小车重
G/N
斜面高
h/m
斜面长
S/m
拉力
F/N
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效
率η
12° 5 0.2 1 2.1 2.1 48%
30° 5 0.5 1 3.6 2.5 69%
45° 5 0.7 1 4.3 3.5 4.3
⑴请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。
⑵分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ
越，斜面越省力，斜面的机械效率越。
⑶实验过程中拉力的方向应与斜面。
⑷若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持
不变，斜面的光滑程度不变，只改变 ,这种研
究问题的方法我们称之为法。
四、综合应用题(12分)
17．如图12所示,是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神。已知他和轮椅总质量为80kg，攀爬高度39m，历时约3min20s。
（1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？
（2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到物理课上学过利用滑轮组可以省力。小明同学如果站在地面上,用如图13所示的哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适,理由是什么？如果该滑轮组机械效率为80％，求小明同学的拉力至少要多大？（g取10N/kg）
参考答案
一、选择题
图11
1.D
2.D（提示：三物体均受到相同的拉力F，且都沿力的方向移动了相同的距离s,所以做功一样多）
3.C
4.C
5.D
6.B
7. B
8.A
9. A
二、填空题
10. 10 1 0 11. 大于等于 12. 100 40% 13. 增大减小不变
14. 1.8×104 1.8×104 30％减小
三、实验探究题
15.①速度②运动速度质量质量一定时，物体运动速度越大，动能越大
③质量物体速度一定时，物体质量越大，动能越大④转换
16. （1）从上到下依次是1 3.6 81% （2）小低
（3）平行（保持一致）（4）斜面倾斜角θ小车重控制变量
四、综合应用题
17.（1）P＝W/t＝Gh/t＝mgh/t＝80kg×10N/kg×39m/200s＝156W
（2）B滑轮组，原因是拉力方向向下
∵η＝W有用/W总＝Gh/Fs＝Gh/4Fh＝G/4F
∴F＝G/4η＝（80kg×10N/kg）/（4×0.8）＝250N
第十一章 机械功与机械能 一、 功 1、 做功的两个必要因素：作用在物体上的力、物体在力的方向通过一段距离。 2、 功的计算公式：W=FS 3、 三种不做功的情况：有力无距离、有距离无力（惯性）、力和距离垂直。 二、 功率 1定义：物体在单位时间内做功的多少叫功率 2物理意义：表示做功快慢的物理量。 3公式： 三、 机械效率 1、 定义：有用功跟总功的比值 2、滑轮组的机械效率： （1）计算滑轮组的机械效率：η =W 有用/W 总×100%=Gh/Fs ×100% （2） 计算斜面的机械效率：η =W 有用/W 总×100%=Gh/FS ×100% 3、提高机械效率的方法: 增加有用功、减小额外功 四、 机械能及其转化： 1、 能量：一个物体如果具有做功的本领，我们就说这个物体具有能量。 2、 动能：物体由于运动而具有的能。其大小与速度、质量有关 3、 重力势能：物体由于被举高而具有的能叫重力势能，其大小与高度、质量有关 4、 弹性势能：发生弹性形变的物体而具有的能叫弹性势能，其大小与弹性形变形 变程度有关。 5、 机械能：功能+势能 6、 能量转化：物体的动能和势能市可以相互转化的。如自由下落的物体重力势能 转化动能。 【练习题】 1（功）下列有关功的说法正确的是： A: 足球在水平地面上滚动时，重力对足球没有做功 W P =t W Fs P ==t t =FV （计算匀速直线运动物体的功率 ）
B: 吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中，吊车对重物做了功 C: 运动员举着杠铃在空中停留的时间内对杠铃要做很大的功 D: 用相同的力将质量不同的两个物体沿力的方向移动相同的距离所做的功不同 2（功）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30 M。在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为（）。 A:0J B:150J C:500J D: 3000J 3（功率）已知小汽车的总质量为1500kg，该车以30m/s的速度作水平匀速直线运动，行驶了180s，汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.16倍（g=10N/kg）求： ⑴小车行驶的距离。 ⑵在此过程中汽车的牵引力和功率。 4（功率）在水平地面上，工人师傅用100N的力沿水平方向推着重为300N的箱子匀速前进，5s内移动了6m。在这个过程中，地面对箱子的摩擦力为N，推力做功的功率为W。 5（机械效率）小勇体重600N，利用如图所示的滑轮组在10S内使物体A匀速上升5M。已知物体重为800N，小勇作用在绳端的拉力大小为500，在此过程中，下列说法正确的（）。 6(机械效率)如图所示，用平行于斜面、大小为1.25N的拉力F，将重为1.8N的物体从斜面底端匀速拉至顶端，则有用功是_______J，额外功是______J机械效率是_____． 7（机械能）跳伞运动员在空中加速下降的过程中,下列说法错误的是( ) A.人和伞的动能在增大 B.人和伞的重力势能在减小 C.人和伞的机械能保持不变 D.人和伞的机械能在减小 A: 水平地面对小勇的支持力做功为6000J B: 小勇做的有用功为3000J C: 小勇拉力的功率为250W D: 此滑轮组的机械效率为80％
一、初中物理功和机械能问题 1．如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿人罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是（ ） A ．罐子从斜面滚下，重力势能只转化为动能 B ．罐子从斜面滚下的过程中，只有动能和弹性势能的相互转化 C ．因为能量之间可以相互转化，所以罐子滚下后可能再次滚上斜面 D ．如果水平面是光滑的，则罐子会一直滚动下去 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A ．罐子从斜面滚下，要克服摩擦力做功而使重力势能转化为内能，故A 错误； B ．罐子从斜面滚下的过程中，重力势能转化为动能和内能，故B 错误； C ．罐子从不太陡的斜面上滚下，罐子的高度减小，速度先增大后减小，橡皮筋的弹性形变逐渐增大，则罐子的重力势能减小，动能先增大后减小，橡皮筋的弹性势能增大，即该过程中罐子的重力势能会转化为动能和橡皮筋的弹性势能；发生形变的橡皮筋由于要恢复原状，故罐子可能再次滚上斜面，故C 正确； D ．罐子在滚动的过程中，由于和斜面之间存在摩擦，机械能会转化为内能，所以整个罐子的机械能不守恒，机械能会逐渐变小，最终罐子会停止运动，故D 错误。 故选C 。 2．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由A 点以速度v 沿轨道滚下，经过另一侧高点B 后到达最高点C ．下列分析不正确的是（ ） A ．小球在A 、 B 、 C 三点的速度大小关系是C B A v v v << B ．小球在A 、B 两点的动能之差等于小球从A 点到B 点克服摩擦力做的功 C ．小球在A 、B 两点具有的重力势能相同 D ．整个过程只有重力对小球做功 【答案】D
教学内容 简单机械 【基础知识】 1、定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。 说明：①杠杆可直可曲，形状任意。 ②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。 ①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。 ②动力：使杠杆转动的力。用字母F1表示。 ③阻力：阻碍杠杆转动的力。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 ④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。 ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。 画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签 ⑴找支点O；⑵画力的作用线（虚线）；⑶画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；⑷标力臂（大括号）。 3、研究杠杆的平衡条件： ①杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。 ②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
方便的从杠杆上量出力臂。 ③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①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。 4、应用： 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。 五、滑轮 1、定滑轮：
机械功与机械能练习题 含答案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
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W 1 用同样的力F拉物体A在粗糙水平面上沿力的方向移动相同的距离s，拉力F做功为，则（A） W 2 A．W1=W2B．W1＞W2 C．W1＜W2D．条件不足，无法比较 2．在水平地面上，用50N的水平拉力拉重为100N的小车，使小车沿水平方向前进了5m，这时拉力所做的功是（B） A．50J B．250J C．750J D．0J 3．中学生小华在一次跳绳的体能测试中，1min内跳了120次，每次跳离地面的高度约为5cm，则他跳绳时的功率最接近（B） A．5W B．50W C．500W D．5000W 4．如图1所示，一个质量为45kg的人，在10s内连续5次跳上每级高度为的台阶，则此人在这段时间内的功率是（g取10N/kg）（B） A．450W B．45W C．5W D．4500W 5．如图2所示的滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为45kg的重物在2s 内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是：（g=10N/kg）（BC）A．作用在绳自由端的拉力F为125N B．在2s内做的有用功为900J C．该套装置的机械效率为90% D．若所挂物体越重，该滑轮组机械效率越小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 s，人拉绳的力F为250N，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（D） A．人拉绳做功的功率为75W B．滑轮组的机械效率为80% C．绳子自由端移动的速度为 m/s D．动滑轮重为100N 7．跳远运动的几个阶段如图4所示，则运动员（B） A．助跑过程中机械能不变B．起跳后升空的过程中，动能转化为重力势能C．经过最高点时动能为零D．经过最高点时重力势能最小
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
功与机械能专题 一、选择题 1.（2019潍坊，6）无人机已被应用于诸多领域，如图所示是一款四翼无人机。在无人机匀速上升过程中，对其分析正确的是（） A．质量增加 B．动能增加 C．重力势能增加D．机械能不变 2.（2019东营，7）如图所示，我国自主研发的彩虹﹣4无人机正在进行航空物探试验飞行，下列说法正确的是（） A．无人机在空中飞行时，始终受到平衡力的作用 B．无人机匀速下降时，重力势能转化为动能 C．地面操作人员通过超声波向无人机传递信息 D．试验飞行中的无人机相对于地面是运动的 3.（2019淄博，8）如图所示，小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中（小球和轨道间存在摩擦），下列说法错误的是 A. 小球在A点的重力势能最大 B. 小球在B点的速度最大 C. 小球在C点和B点的机械能相等 D. 小球不能到达D点 4.（2019兰州，9）关于机械能及其转化，下列说法中不正确的是 A.冰壶从离开手到停下来的过程中，机械能转化为内能 B.降落伞匀速下降的过程中，重力势能变小，动能不变
C.只要物体的位置发生变化，物体的重力势能就一定会发生变化 D.电梯匀速上升时，动能不变，重力势能增大，机械能增大 5.（2019成都，10）图所示的情景中,关于能量的说法正确的是（） A.水力发电，将电能转化为机械能 B.在空中飞行的C919，只具有重力势能 C.张弓待发,弓静止,所以没有能量 D.过山车冲上高处的过程中.重力势能增加 6.（2019海南，10）用大小相同的力F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），F所做的功分别为W1和W2，则 A.W1=1 2 W2 B. W1= W2 C. W1=2W2 D. W1=4 W2 二、填空题 1.（（2019威海，19）如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为30°，重500N的物块与固定在斜面底端的弹簧相连，小明通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中（此过程弹簧始终处于被拉伸状态），小明对绳的拉力所做的功为1000J，克服弹簧拉力做功300J，则克服物块重力做的功为J，物块与斜面之间摩擦力的大小为N．（忽略绳重、滑轮与轴的摩擦） 2.（2019东营，14）某汽车在平直公路上由于行驶速度过快，能大，危害性就大，为防止意外，汽车不能超速行驶。乘客必须使用安全带，一旦发生碰撞，车身就停止运动，而乘客身体由于会继续向前运动造成伤害。 3.（2019东营，16）汽车在平直公路上匀速行驶9.2km，消耗燃油1kg，已知汽车的牵引力是2000N，则汽车发动机的效率是。（燃油热值取 4.6×107J/kg）
29．汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利,促进了社会经济的发展．汽车应用了许多物理知识．请你运用所学的物理知识解答下列问题： （1）汽油机是汽车的“心脏”．汽油机工作时 冲程将内能转化为机械能． （2）据报道因车辆超载损坏公路，每年给我国造成的经济损失高达300亿元．国家规定，载重车辆的轮胎， 对地面的压强应控制在7×105Pa 以内．有一辆重2×104N 的6轮汽车，如果每个车轮与路面的接触面积为200cm 2 ，请你计算该汽车允许装载的货物的最大质量是多少？(g 取10N ／kg) （3）一天，李明乘坐爸爸的汽车到曲阜游玩,从公路交通牌上看到，汽车在一段平直的路段上行驶了5km ，汽车速度计的指针一直停在如图所示的位置，爸爸告诉他：汽车在这段时间的功率大约是50kW ．请计算汽车在这段时间内做的功和汽车的牵引力． 解：（1）做功冲程（1分） （2）G 总=F=PS=7×105Pa ×200×10-4m 2 ×6=8.4×104 N (2分) G 物= G 总－G 车=8.4×104N －2×104N=6.4×104 N (1分) m 物=6.4×103 kg (1分) （3）t=s/v=5 Km ÷90Km/h= h 18 1 W=Pt=50000W× 18 1×3600s=1×107 J （2分） F=W/s=1×107 J ÷5000m=2000N （2分） 四、计算题:（共35分） 23．（5分）某同学将落在地上的重为1 N 的物理书捡起放到0.8m 高的桌面上，在此过程中他至少对书做了多少功？ 解：W=Fs=Gh=1N x 0.8m=0.8J 24．（10分）小明用如图3-9所示的滑轮组，在10s 钟内将质量为60kg 的物体A 匀速提升了2m 。已知绳子自由端所用的拉力为200N 。 ⑴画出物体A 的重力示意图； ⑵请计算出与此题相关的任意四个物理量（g 取10N/kg ）。 解：⑴正确画出物体A 重力的示意图得2分 说明：重力的三要素每缺一个要素扣1分，扣完为止。 ⑵①物体A 的重力 G = mg = 60×10 = 600N ②绳子自由端移动的距离 s = 4h = 4×2 = 8m ③物体A 上升的速度 v A =t h =102 = 0.2m/s ④绳子自由端移动的速度 v F =t s =10 8= 0.8m/s ⑤有用功 W 有用 = Gh = 600×2 = 1200J ⑥总功 W 总 = Fs = 200×8 =1600J ⑦额外功 W 额外 = W 总－W 有用 =1600－1200 = 400J ⑧机械效率 η =总 有用W W ×100% =16001200 ×100% =75% ⑨有用功的功率 P 有用 =t W 有用=101200=120W ⑩总功的功率 P 总 =t W 总=10 1600 = 160W A 图3-9
一、初中物理功和机械能问题 1．有一个小球从滑梯上A点以一定的速度沿滑梯向上运动，到最高点B后小球又沿滑梯向下运动到C点，不计摩擦。则（） A．小球由A→B运动过程中，动能逐渐减小 B．小球在B点的机械能大于A点的机械能 C．小球由B→C运动过程中，机械能逐渐增大 D．小球在C点时重力势能最大 【答案】A 【解析】 【分析】 本题考查机械能的变化及守恒。 【详解】 A．小球由A向B运动的过程中，速度越来越慢，而小球的质量保持不变，所以动能逐渐减小，故A说法正确； BC．小球在滑梯上运动的过程中，不计摩擦，所以整个过程机械能守恒，所以B点和A点的机械能大小一样，B 到C的过程中机械能不变，故BC说法都不正确； D．小球在整个过程中质量保持不变，C点相对其它点而言，高度最低，所以重力势能最小，故D不正确。 故选A。 2．关于能的概念，以下说法正确的是（） A．在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以子弹具有能 B．悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，因为小球不能做功，所以小球不具有能C．甲物体比乙物体的速度大，则甲物体的动能一定比乙物体的动能大 D．甲物体的位置比乙物体的位置高，则甲物体的势能一定比乙物体的势能大 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 A．在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以具有能，A正确； B．悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，尽管小球不能做功，但是它具有一定高度，具有重力势能，B错误； C．甲物体比乙物体的速度大，但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小很多，那么甲物体的动能将会比乙物体的动能小，C错误；
D．甲物体的位置比乙物体的位置高，但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小，那么甲物体的势能可能比乙物体的势能小，D错误。 故选A。 3．如图所示，木块以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出下落至D点，A和B、C和D 之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是( ) A．D点与A点相比，动能增大，势能减小，机械能不变 B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能 C．B点的动能可能等于A点的动能，但可能大于C点的动能 D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能 【答案】C 【解析】 【详解】 A．D点与A点相比，动能增大，势能减少，因为存在摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故A错误； B．A和C、C和D之间的垂直距离均为h，则A点到C点减少的重力势能等于C点到D 点减少的重力势能，故B错误； C．斜面粗糙，则AB段有可能匀速，但因摩擦力的存在B的速度一定大于C的速度，所以，B点的动能可能等于A点的动能，一定大于C点的动能，故C正确； D．木块从B到C，因为有摩擦，则C处的动能小于B处的动能，从C到D，由于忽略空气阻力，木块的重力势能减小，动能增加，故D点动能大于C点动能，B点的动能可能等于D点的动能，但与A点的动能大小不确定，故D错误。 故选C。 4．跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小明的质量为 50 kg，每次跳起高度约为 6 cm（人整体上升，如图所示），一分钟跳 100 次，下列说法正确的是（） A．向上起跳过程中小明的动能持续增大B．下落过程中小明的重力势能保持不变C．小明跳一次克服重力做功约 3J D．小明在这一分钟内跳绳的功率约为 50W 【答案】D 【解析】
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：
中考物理功和机械能专题训练答案及解析 一、功和机械能选择题 1．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度．则（） A．乙升降机提升重物做的有用功较多B．甲升降机的电动机做的额外功较多 C．甲升降机的电动机做的总功较少D．乙升降机的电动机做的总功较少 【答案】C 【解析】 【详解】 A．提升物体质量和高度相同说明甲、乙升降机做的有用功相等，故A错误； BCD．既然甲机械效率高，则说明甲做的额外功少，总功也就少，故BD错误，C正确．2．如图，小虎用水平向右的力推放在水平地面上的箱子，但没有推动，则此时（） A．小虎的推力小于箱子受到的阻力 B．小虎的推力大于箱子受到的阻力 C．小虎对箱子做了功 D．小虎对箱子没有做功 【答案】D 【解析】 试题分析：（1）因为用水平力推静止在水平地面上的箱子，没有推动，所以箱子处于静止状态；在水平方向上所受的推力与摩擦阻力是一对平衡力，所以摩擦阻力等于推力，故AB 错误； （2）根据做功的两个必要条件可知，箱子在力的方向上没有移动距离，所以小虎对箱子没有做功．故C错误，D正确； 故选D． 3．如图所示，甲、乙两物体沿竖直向上方向做匀速直线运动，不计空气阻力，则（）
A ．甲的速度一定大于乙的速度 B ．甲的重力一定大于乙的重力 C ．拉力F 甲做的功一定大于拉力F 乙做的功 D ．拉力F 甲的功率一定大于拉力F 乙的功率 【答案】B 【解析】 试题分析：甲、乙受力情况相同，都受重力和拉力作用，二者都做匀速直线运动，受的力为平衡力，所以 ，=8G F N =乙乙，G G >甲乙，B 对；速度大小与拉力无关，A 错；根据 W Fs =，不知道二者通过的距离，无法比较拉力所做的功，根据W P P Fv t = =或，不知道物体的运动时间或速度，也无法比较功率，C 、D 错． 考点：力和运动 功 4．在生产和生活中经常使用各种机械，在使用机械时，下列说法中正确的是 A ．可以省力或省距离，但不能省功 B ．可以省力，同时也可以省功 C ．可以省距离，同时也可以省功 D ．只有在费力情况时才能省功 【答案】A 【解析】 【详解】 使用机械可以省力、省距离或改变力的方向，但都不能省功，故A 选项正确； 使用任何机械都不能省功，故B 、C 、D 选项错误； 5．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 ．做功多的机械，效率一定高 C ．做功快的机械，功率一定大 D ．效率高的机械，功率一定大 【答案】C 【解析】 试题分析：根据功、功率、机械效率的关系分析．功率是单位时间内做的功的多少，机械效率是有用功与总功的比值． 解：A 、说法错误，功率大，只能说明做功快；
专题十功和机械能 2016~2018详解详析第17页 A组基础巩固 1.如图所示的情景中,关于力对物体做功的叙述,正确的是( ) A.甲中,举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃做了功 B.乙中,人推汽车但没有推动,人的推力对汽车做了功 C.丙中,起重机吊着重物上升,钢绳竖直向上的拉力对重物做了功 D.丁中,足球在水平地面上滚动,足球受到的重力对足球做了功 2.(2018中考预测)如甲图所示,小明用弹簧测力计水平拉木块,使它先后两次沿水平木板滑动相同的距离,乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。下列说法错误的是( ) A.两次木块都做匀速直线运动 B.两次木块受到的摩擦力一样大 C.两次拉力对木块做的功一样多 D.两次拉力对木块做功的功率一样大 3.下面说法正确的是( ) A.从P=W 可知,功率跟功成正比,所以只要做功多,功率就大 t B.功率跟时间成反比,所以只要时间短,功率就大 C.功率大的机器比功率小的机器做功多 D.甲每小时做的功比乙每小时做的功多,甲的功率比乙的功率大
4.一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业,关于该洒水车,下列说法正确的是( ) A.机械能不变,重力势能不变 B.机械能变小,动能变小 C.机械能不变,动能变小 D.机械能变小,动能不变 5.在水平地面上,用50 N的水平拉力拉重力为100 N的小车,使小车沿水平方向前进5 m,则在此过程中,拉力所做的功等于J,重力所做的功等于J。 6.“绿色环保,低碳出行”我市纯电动公交车开始投入试运行。假定一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶,其电动机的输出功率为120 kW,速度为36 km/h,共行驶10 min,其电动机做功为J,公交车的牵引力为N。 7.小明在参观科技馆时,发现一个有趣的器材,当把锥体放在斜面底部时,发现锥体开始自己往上“爬”,该装置可简化成图示装置,则锥体“爬坡”过程中,重力势能(选填“一直增加”“一直减小”或“一直不变”)。 8.(2018中考预测)某型号汽车发动机的额定功率为4×104 W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1 600 N。在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求: (1)发动机所提供的牵引力; (2)汽车行驶10 min牵引力所做的功; (3)汽车行驶速度的大小。
第十一章机械功与机械能 11.1怎样才叫“做功” 一、怎样才叫“做功” 1.物理学中规定,作用在物体上的力,使物体在上通过,那么这个力就对 物体做了机械功,简称做了 二、力对物体做了功吗 分析总结一下力学中做功有哪些共同特点? 做功的两个必要因素是和. 3.在如图所示的四种情景中,人对物体做了功的是() 三、怎样测算功 4.在力学中,把叫做功. 5.力学中的“功”的公式是. 6.“功”的单位是;1焦耳的物理意义是. 7.一质量为2000 kg的小车在拉力作用下沿水平路面前进了400 m,做了3×105 J的功,求拉力的大小和重力所做的功. 四、机械功原理 8.研究表明:人们使用机械工作时,省力必然;省距离则一定;即省力又省距离的 机械是.也就是说,使用任何机械能都.这个结论叫做,在历史上 被誉为“机械的黄金定律”. 1.讨论交流下列几个例子是否有做功的情况存在. (1)你把书包举高的过程中是否对书包做功? (2)把书包举在高处停留不动是否做功? (3)张明同学提着书包在水平方向上匀速移动一段距离,张明对书包做功了吗? (4)李强同学在练习篮球投篮,篮球在空中飞行的那段距离,手对篮球做功了吗? (5)小球在光滑水平地面做匀速直线运动,小球在竖直方向上受什么力的作用?该力是否做功?在水平方向上是否受力?是否做功? 通过以上几个实例可知有三种情况不做功: a.有力无距离不做功(s=0),即劳而无功; b.没有力不做功(冰球在光滑的冰面上滑动)(F=0),即不劳无功; c.力和物体运动方向垂直时力不做功(s=0),即劳而无功. 2.分小组讨论以下两个题目. (1)一个重1000 N的车,在100 N的水平推力作用下前进50 m.当推力撤掉后,车由于惯性又继续前进了5 m.求:推力做的功.
中考物理功和机械能专题训练答案 一、功和机械能选择题 1．如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦 力，仅有动能和势能互相转化．则 A．小球在A处的动能等于在D处的动能 B．小球在A处的动能大于在D处的动能 C．小球在B处的机械能小于在C处的机械能 D．小球在B处的机械能等于在C处的机械能 【答案】D 【解析】 【详解】 AB．根据题意，小球在运动的过程中仅有动能和势能互相转化，所以小球在重力势能较大的地方其动能肯定较小．观察图象，发现小球在A处比在D处所处的高度较高，具有的重力势能较大，所以小球在A处具有的动能较小，故A、B选项都不正确． CD．根据题意“小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化”，所以在整个过程中没有能量的损耗，动能和势能的总和即机械能是不会减少的，小球在各处的机械能都是相等的，故D正确，C不正确． 2．跳远运动的几个阶段（不计空气阻力）如图所示，关于运动员的下列说法正确的是（） A．在助跑阶段动能不变 B．在起跳时动能最大 C．在最高点时势能最小 D．落地时势能最大 【答案】B 【解析】A. 助跑阶段，运动员的质量不变，速度逐渐增大，因此动能增大；运动员的高度不变，因此重力势能不变。机械能等于动能和势能的和，动能增大，重力势能不变，因此机械能增大，故A错误。B. 起跳时，运动员的速度达到最大值，动能达到最大值，故B正确。C. 最高点时，高度达到最大值，因此重力势能也达到最大值，故C错误。D. 落地时势能最小，故D错误。 点睛：动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能也就越大；重力
沪粤版《第十二章机械功与机械能》新课标单元测试卷及答案 一、选择题（本大题共12小题，共36分） 1.下列说法中，正确的是：（） A.用手从地面提起水桶，手的拉力对水桶做功 B.提起水桶在水平路面上保持水桶的高度不变，向前移动了一段路程，手的拉力对水桶做了功 C.出手后的铅球在空中向前运动，推力在对它做功 D.很费力的推一重物，重物不动，推力在这个过程中对重物做了功 2.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 3.关于力、距离、功与功率的关系，下列说法正确的是（）A．力越大，功率越大 B．距离越长，功率越大 C．做功越多，功率越大 D．做功越快，功率越大 4.林雨将掉在地上的物理课本捡回桌面，所做的功最接近于（）A．0.02J B．O.2J C．2J D．20J 5.起重机匀速提升重为2×104牛顿的工件，提升了100米，又沿水平方向移动了5米，起重机在这个过程中钢丝绳的拉力所做的功是：（） A.3×105焦耳 B.105焦耳 C.2×106焦耳 D.0焦耳
6.某人骑着一辆普通自行车，在平直公路上以某一速度匀速行驶。若人和 车所受的阻力为20N，则通常情况下，骑车人消耗的功率最接近（） A.5W B.10W C.60W D.1000W 7.一台机器的功率是150瓦，它表示的含义是：（） A.这台机器所做的功只能是150焦耳 B.这台机器每分钟内做功150焦耳 C.这台机器每秒钟所做的功是150焦耳 D.这台机器在每秒钟内所做的功是150瓦特 8.如图12-1所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物 体在10s内匀速上升了lm。已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（） A.绳子自由端被拉下3 m B.做的有用功是800 J C.拉力F的功率是80 W D.滑轮组的机械效率是60％ 9.关于机械效率，下列说法正确的是：（） A.机械效率越高，所做的有用功越多 B.总功少的机械，效率越高 C.额外功少的机械，机械效率高 D.总功一定时，有用功多的机械的效率高 10.（北京市2006） 跳伞运动员在空中匀速下 图 图
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”
中考物理复习功和机械能专题 1．蹦床运动是一种深受青年人喜爱的运动。如图所示，当运动员从蹦床弹起后向上运动的过程中，其动能和重力势能的变化是 ( ) A.重力势能增大，动能减小 B．重力势能增大，动能增大 C．重力势能减小，动能减小 D．重力势能减小，动能增大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×l05 N的重物匀速上升，下图所示的图象中，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，李红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，如右图所示。若汽车以72 km/h的速度在匀速行驶，此时发动机的功率为60 kW，则下面说法中正确的是 ( ) A.汽车行驶时，受到的阻力为833 N B．此时汽车的牵引力为3000 N C．汽车到达石家庄，全程克服阻力所做的功是1.2×l05 J
D．汽车在行驶过程，只受到一对平衡力的作用 4．下列对雨滴在空中匀速下落过程的分析（不考虑雨滴质量的变化和雨滴受到的浮力），正确的是 ( ) A.雨滴受到平衡力的作用 B．雨滴下落过程中机械能保持不变 C．雨滴受到的重力大于它受到的阻力 D．雨滴的重力势能转化为动能 5．如图所示，福娃妮妮正在通过定滑轮将一重物拉上去，她所用的拉力为25N，所拉物体的质量为2 kg，物体向上升高了8m，(g取 10 N/kg)，则下列说法中错误的是 ( ) A.妮妮作用在绳子上的拉力做功为400 J B．绳与滑轮间的摩擦没有被忽略 C．克服被拉物体的重力做的功为有用功，其大小为160 J D．此次使用定滑轮的过程中，其机械效率为80% 6．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 7．下列过程，哪个情况小明对桶做了功 ( )
《功和机械能》知识要点与总结 、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__________ 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：____________ 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Gho
第十五章《功和机械能》复习提纲 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 P ：W （瓦特） t ：s （秒） 4、国际单位：将N ·m 称为焦耳简称焦，符号(J) 1J=1 N ·m 把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。 5、公式应用注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F 就是这个力； ②公式中的S 一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应。 ③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：①功的原理对于任何机械都适用。 ②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对于理想机械（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 ①理想斜面：斜面光滑（不计摩擦） 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 ④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 。 三、机械效率 １、有用功：对人们有用的功。 公式：W 有用＝Gh （提升重物）=W 总－W 额=ηW 总 2、 动h （忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 3、 4、 机械效率：有用功跟总功的比值。（1）公式： （2）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。 例如：某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。 （3）提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。 5、机械效率的测 ① 原 理： η W 有用 W 总 = η W 有用 W 总 = Gh FS =