第十五章 功和机械能 第四节 动能和势能 效能作业

第4章动能和势能习题解答4.2.2 本题图表示测定运动体能的装置。

绳拴在腰间沿水平展开跨过理想滑轮，下悬重物50kg ，人用力向后蹬传送带而人的质心相对于地面不动，设传送带上侧以2m/s 的速率向后运动，问运动员对传送带做功否？功率如何？解：人作用在传送带上的力有向下的压力和水平向后的静摩擦力，压力方向与传送带位移方向垂直，所以压力不做功，但静摩擦力方向与传送带位移方向相同，所以静摩擦力对传送带做正功。

分析人受力情况，由质心定理可知，人与传送带之间的静摩擦力的大小f=mg ，所以，人对传送带做功的功率为：N = fv = mgv = 50×9.8×2 = 9.8×102（瓦）4.2.3 一非线性拉伸弹簧的弹性力的大小为l l k l k f ,321+=表示弹簧的伸长量，k 1为正，⑴研究当k 2＞0、k 2<0和k 2=0时弹簧的劲度df/dl 有何不同；⑵求出将弹簧由l 1拉长至l 2时弹簧对外界所做的功。

解：弹簧的劲度df/dl=k 1+3k 2l 2. k 2=0时，df/dl =k 1，与弹簧的伸长量 无关；当k 2>0时，弹簧的劲度随弹簧 伸长量的增加而增大；k 2<0时，弹簧 的劲度随弹簧伸长量的增加而减小。

在以上三种情况中，劲度df/dl 与弹簧伸长量l 的关系如图所示。

))](([)()()(2122212222112141422412122121321321212121l l l l k k l l k l l k dll k ldl k dl l k l k A l l l l l l -++-=----=--=+-=⎰⎰⎰4.2.4一细线系一小球，小球在光滑水平桌面上沿螺旋线运动，线穿过桌中心光滑圆孔，用力F 向下拉绳，证明力F 对线做的功等与线作用于小球的拉力所做的功，线不可伸长。

证明：以圆孔为顶点建立极坐标，设小球的位置由r 1,θ1变为r 2,θ2，由于忽略绳的质量、伸长，不计摩擦，所以绳对球的拉力T=FFT F r r r r r r rT A A r r T r r F A r r T drTTdrdr FA =∴-=-=-==-==⎰⎰⎰),()()(2121211221214.2.5 一辆卡车能够沿着斜坡以15km/h 的速率向上行驶，斜坡与水平面夹角的正切tg α=0.02，所受阻力等于卡车重量的0.04，如果卡车以同样的功率匀速下坡，卡车的速率是多少？解：设卡车匀速上坡时，速率为v, 牵引力为F, 功率为N,由质点平衡方程有，F = (0.04+sin α)mg ，∴N = Fv = (0.04+sin α)mgv设卡车匀速下坡时，速率为v ’,牵引力为F',功率为N', 由质点平衡方程有 F'+ mg sin α= 0.04mg, F'=(0.04-sin α)mg, ∴N'= (0.04-sin α)mgv'.令N'= N, 即（0.04+sin α）mgv = (0.04-sin α)mgv'，可求得：v'= v(0.04+sin α)/(0.04-sin α). 利用三角函数关系式，可求得： sin α≈tg α=0.02 ,∴v'=3v =3×15×103/602 m/s = 12.5m/s.4.3.1质量为m=0.5kg 的木块可在水平光滑直杆上滑动，木块与一不可伸长的轻绳相连，绳跨过一固定的光滑小环，绳端作用着大小不变的力T=50N ，木块在A 点时具有向右的速率v 0=6m/s ，求力T 将木块从A 拉至B 点时的速度。

word资料可编辑试题试卷参考学习动能和势能教案（一）教学目的1．了解能量的初步概念。

2．知道什么是动能及影响动能大小的因素。

3．知道什么是势能及影响势能大小的因素。

4．知道什么是机械能及机械能的单位。

（二）教具斜槽，钢球，木块，橡皮筋，压缩弹簧等。

（三）教学过程1．复习鉴于能量和功的概念有密切的联系，所以通过“怎样才算做了功”的提问，引导学生进一步理解力的作用成效、功的两要素。

当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下，沿力的方向上通过了一段距离，这个力的作用有了成效，就说这个力做了功。

word资料可编辑试题试卷参考学习出示一木块，并将其置于水平桌面上。

说明木块受重力的作用，但木块没有在重力方向上运动，所以重力对木块没有做功。

继而用手推动木块，使木块运动一段距离。

在此过程中，重力仍然没有做功，手的推力做了功。

进而强调力和在力的方向上通过的距离是功的两要素，且功的大小就等于两者的乘积。

2．引入新课出示斜槽，并演示钢球从斜槽上滚下，在水平桌面上撞击木块，使木块移动了一段距离。

让学生分析碰撞过程中，做没做功？利用学生分析的结果“钢球对木块做了功”引入能量的概念：一个物体能够做功，我们就说它具有能量。

可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。

不同的物体做功的本领也不同。

一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。

3．进行新课物体具有能量的形式是多种多样的，以后我们将逐步认识各种形式的能量。

刚才的实验中钢球撞击木块能够做功，word资料可编辑试题试卷参考学习但若将钢球停靠在木块一侧（边讲边演示），这时的钢球并不能推动木块做功。

只有运动的钢球才能推动木块做功。

(1)动能：物体由于运动而能够做功，它们具有的能量叫做动能。

引导学生广泛地列举事例，说明运动的空气、水和各种物体都能够做功，而具有动能。

概括出“一切运动的物体都具有动能。

”列举事例说明：运动的物体具有的动能多少不尽相同。

如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。

第十五章功和机械能第四节：动能和势能教学过程：一、边学过程——学习目标、学法指导和导学问题学习目标1．了解能量的初步概念。

2．知道什么是动能及影响动能大小的因素。

3．知道什么是势能及影响势能大小的因素。

4．知道什么是机械能及机械能的单位。

学法指导：以学生自学、生为生师为主，教师点疑为辅，边学边教边测边练。

导学问题：1、物体由于而具有的能量叫做动能。

物体动能的大小跟物体的有关,还跟它的有关。

一切的物体都具有动能。

2、具有的能叫弹性势能。

物体的越大, 它具有的弹性势能越大；具有的能叫重力势能。

物体的和越大 ,它具有的重力势能越大。

3、为机械能。

4.机械能守恒的条件是：。

5、说明以下物体具有什么形式的机械能。

(1)、空中飞行的子弹具有能。

(2)、在斜坡上行驶的自行车具有能 (3)、被拉长的橡皮筋具有能。

(4)、被葛州坝挡住的江水具有能 (5)、正在下落的雨滴；〔6〕、在空中飞行的足球6、平直的水平公路上匀速行驶的洒水车，具有能，行进过程中，这种能量〔“变大〞“变小〞“不变〞〕二、边练过程：自学效果检查、稳固练习题1.动能是指物体由于而具有的能，其大小与物体的和有关.2.势能包含势能和势能两种.物体由于被举高而具有的能叫做势能，它与物体的和有关；物体由于发生而具有的能叫做势能，它的大小与有关.3.判断以下物体是否具有动能或势能，如果有，说出能量的名称，如果没有，说明原因．①在水平地面上滚动的铅球：____________；②悬挂在室内的电灯：____________；③玩具汽车中被卷紧的发条：_____________；④弹簧：_____________；⑤在空中飞行的波音747客机：_____________；⑥静止在水平轨道上的列车：___________．⑦高速升空的火箭 . ⑧被拉弯的钢板尺 .⑨被水电站拦河坝拦住的上游水 . ⑩空中下落的皮球 .4.质量较大的喜鹊与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么飞得快．5.如果卡车空载和满载时都以同样的速度行驶，那么空载时具有的动能满载时具有的动能．停放在山顶上的卡车具有的重力势能该卡车下山时具有的重力势能．〔选填“大于〞、“小于〞或“等于〞〕6..关于能的概念，以下说法正确的选项是〔〕A．用线悬挂着的物体，它没有做功，它不具有机械能B．在空中飞行的子弹，因为它能做功，所以它具有机械能C．甲物体的运动速度比乙物体的大，那么甲物体的动能一定比乙物体的大D．甲物体的高度比乙物体的高度大，那么甲物体的势能一定比乙物体的大7.跳伞运发动在空中匀速下落的过程中，他的〔〕A．动能增大，势能不变B．动能不变，势能减小C．动能、势能都不变D．动能减小，势能增大8.司机开车上坡前，往往加大油门，以提高汽车的速度，这是为了〔〕A．增大动能 B．增大势能 C．增大惯性 D．减小阻力三、边教过程——归纳提高、重点难点和易混易错知识解析1.一只乒乓球由高处静止下落撞击地板后又上升，在整个过程中，乒乓球机械能转化的情况是( ) A．势能→动能→势能。

九年级物理知识点第十五章机械能第一节、功1、功定义：在物理学中，把和的乘积。

2、公式：3、单位：，1J= N·m，1J的物理含义是：4、做功的两个必要因素：一，二。

5、功的原理：使用任何机械。

第二节、机械效率1、有用功（）：额外功（）总功（）：总功、有用功、额外功的关系：2、机械效率的定义：和的比值。

公式:注意：（1）W有用 W总，η1（填“<”、“>”或“=”）（2）机械效率用百分数表示3、（1）竖直滑轮组机械效率的计算：有用功：总功：机械效率：备用公式：（力的关系式），（距离的关系式）其中：F: G物: G动: n：S： h：（2）斜面机械效率的计算有用功：总功：机械效率：其中：F: G物:S： h：4.实验：探究竖直滑轮组机械效率的影响因素（1）需要哪些实验器材：（2）如何拉动弹簧测力计？（3）表格设计（4）机械效率：η= （5）影响因素：、、（6）增大机械效率的方法：、5.实验：探究斜面机械效率的影响因素（1）需要哪些实验器材：（2）如何拉动弹簧测力计？（3）表格设计（4）机械效率：η=（5）影响因素：、、（6）增大机械效率的方法：、第三节、功率1、功率的物理意义表示。

2、功率定义：。

3、公式：主单位：常用单位： 1 kw= w4、测量功率方法：（器材、步骤、表达式）第四节、动能和势能1、动能：物体由于而具有的能。

影响动能大小的因素：和2、势能：（1）重力势能：物体由于而具有的能。

影响动能大小的因素：和。

（2）弹性势能：物体由于发生而具有的能。

影响弹性势能大小的因素：（3）和统称为机械能。

第五节、机械能及其转化。

人教版九年级物理《第十五章功和机械能》基础知识归纳及练习题一、功做功的两个必要因素：作用在物体上的，物体在力的方向上移动的功的计算：力与力的方向上移动的距离的。

W=FS。

单位：焦耳(J) 1J=1Nm功的原理：使用机械时人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功。

即：使用任何机械都不省功。

二、机械效率有用功：为实现人们的目的，对人们有用，无论采用什么办法都必须做的功。

额外功：对人们没用，不得不做的功（通常克服机械的重力和机件之间的摩擦做的功）。

总功：有用功和额外功的。

计算公式：η=W有用/W总机械效率小于1；因为有用功总小于总功。

三、功率功率(P)：，叫功率。

计算公式：。

单位：P→瓦特（w）推导公式：P=Fv。

（速度的单位要用m）四、动能和势能能量：一个物体能够做功，这个物体就具有能（能量）。

能做的功越多，能量就越大。

动能：物体由于而具有的能叫动能。

质量相同的物体，运动速度越大，它的动能就越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能就越大；其中，速度对物体的动能影响较大。

注：对车速限制，防止动能太大。

势能：重力势能和弹性势能统称为势能。

重力势能：物体由于被而具有的能。

质量相同的物体，高度越高，重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。

弹性势能：物体由于发生弹性形变而具的能。

物体的弹性形变越大，它的弹性势能就越大。

五、机械能及其转化机械能：动能和势能的统称。

（机械能=动能+势能）单位是：J动能和势能之间可以互相转化的。

方式有：动能和重力势能之间可相互转化；动能和弹性势能之间可相互转化。

机械能守恒：只有动能和势能的相互住转化，机械能的总和保持不变。

人造地球卫星绕地球转动，机械能守恒；近地点动能最大，重力势能最小；远地点重力势能最大，动能最小。

近地点向远地点运动，动能转化为重力势能。

一、选择题1．下图中属于费力杠杆的是（）A．起子B．道钉撬C ．筷子D．钢丝钳2．如图所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同的水平移动速度同时匀速向支点移动一点距离，则杠杆（）A．仍能平衡B．不能平衡，大球那端下沉C．不能平衡，小球那端下沉D．无法判断3、如图所示，B端悬挂一重为G的重物，不计杠杆自重，在A点施加动力F使杠杆保持水平平衡，则下列说法正确的是（）A .因为OA大于OB，所以F小于G；B .F的大小可能大于G；C .因为B点受到的拉力是向下的，所以F的方向一定向上；D .当杠杆平衡时，一定满足G×OB=F×OA。