十五章 功和机械能(第一节~第五节)
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物理九年级十五章知识点九年级物理第十五章知识点第一节:力的本质与力的测量力是物体相对于其他物体之间产生的相互作用,是物体的状态发生变化所需的原因。
力的单位是牛顿(N),力的测量可以使用弹簧测力计或称重器具进行。
第二节:重力与物体重量地球对物体的吸引力称为重力。
重力的大小与物体的质量成正比,与物体到地球中心的距离的平方成反比。
物体的重量是指物体受到的重力的大小,单位是牛顿。
第三节:力的合成与分解多个力作用在物体上时,可以根据力的大小和方向进行合成与分解。
力的合成是将多个力合并为一个力,力的分解是将一个力拆分为多个力的合力。
第四节:斜面上的物体当物体放置在斜面上时,存在斜面与物体之间的接触力和重力的分解。
根据斜面的角度和物体的质量,可以计算物体在斜面上的加速度和运动状态。
第五节:简单机械简单机械包括杠杆、轮轴和斜面等,它们可以改变力的作用方向、大小和形式。
杠杆原理、滑轮组合和斜面运动是简单机械的重要应用。
第六节:压力压力是力对单位面积的作用,可以通过力的大小和面积计算得到。
压力的单位是帕斯卡(Pa),p = F / A,其中F为作用力,A 为作用面积。
第七节:浮力物体浸入液体中时会受到上浮的浮力作用。
浮力的大小等于所浸入液体的重量的大小,方向向上,满足阿基米德定律。
第八节:空气阻力物体在空气中运动时会受到空气阻力的作用,阻力的大小与物体的形状、速度和介质密度有关。
阻力会影响物体的运动状态和速度。
第九节:能量与功能量是物体进行工作和运动的能力。
功是力对物体所做的工作,可以通过力的大小、物体移动的距离和力的方向计算得到。
能量守恒定律是能量在转化和传递过程中总能量保持不变。
第十节:机械能与能量转化机械能是由物体的位置和运动状态决定的能量,包括动能和势能。
能量可以在机械能与其他形式(如热能、化学能)之间进行转化。
第十一节:简单机械做功与机械效率简单机械可以改变力的作用方向和大小,产生机械效果。
机械做功是指力对物体所做的实际功,机械效率是做工与消耗的能量之比。
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。
第十五章功和机械能复习主备人;宁朝辉审阅人;王秀萍目标展示:1、复习做功的两个必要的因素,知道功的单位及公式,理解功、功率、机械效率的概念。
2、进一步了解有用功、额外功和总功,知道使用任何机械都不省功,会计算机械效率。
3、通过探究滑轮组和斜面的机械效率,学习并掌握简单的科学探究计划和实验方案。
4、复习动能和重力势能的概念,知道弹性势能,知道动能和重力势能的大小各与什么因素有关,并能解释简单的现象。
5、理解动能和势能的相互转化。
复习的重点和难点难点:做功的两个因素;结重点:功和功率的概念;机械功和机械能的概念;机械效率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。
考点梳理:考点一、功1、如果一个力作用在物体上,且物体沿________移动了一段距离,就说力对物体做了_______。
2、做功的两个必要的因素:一是_________,二是__________。
力对物体不做功的三种情况:a_______ b_______ c_________3、做功的计算公式_________,功的单位_____,符号______4、功的原理:使用任何机械都不________。
考点二、机械效率1、定义;_______和_______的比值叫做机械效率符号为____。
公式:其中W有表示有用功;W总表示总功。
2、对人们有用的功叫_______,为完成有用功而不得不做的额外的功叫_______,有用功和额外功的和叫_________。
3、由于有用功总小于总功,所以机械效率总----------;机械效率的高低与使用机械是否省力_______关。
4、 用滑轮组提升重物时,若不计摩擦和绳重如何提高它的机械效率a,物体越_____,机械效率越高;b 动滑轮重越_____,机械效率越高。
考点三:功率1、 定义,物体在 _________-内所做的功叫功率,符号为_____-。
2、 功率的意义;表示物体做功________的物理量。
第十五章 功和机械能(第一节~第五节)[一] 功基础精练:1如图所示四种情景中,人对物体做了功的是( )2.如图所示,用水平力F 拉着重为100N 的物体,在水平地面上向左匀速移动了5m ,物体所受地面的摩擦力大小为20N ,则( ) A.重力做的功是500J B.拉力大小为100NC.拉力大小为120ND.拉力做的功为100J3.以下几种情况中,力对物体做功的有( )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2m ,水桶离地面高度不变D .物体在光滑水平面上匀速前进2m4.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 进入课室,从一楼到课室过程中小明对箱做的总功为( )A .0 JB .300 JC .450 JD .500 J5.一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 .在粗糙地面上做功较多B .在光滑地面上做功较多C .两次做功一样多D .条件不够,无法比较两次做功的多少6.奥运会举重冠军杨霞在比赛时,第一阶段把100多千克的杠铃很快地举过头顶,第二阶段使杠铃在空中稳稳地停留了3s ,三名裁判都亮出了白灯,这次举重成功.她举重时第 _____ 阶段对杠铃做了功。
7.足球运动员用500N 的力踢球。
足球离开运动员的脚后又向前运动了50m ,在此运动过程中,运动员对足球做的功是 J 。
8.在水平桌面上,将重20N 的木块沿直线匀速向前推了5m ,所用的推力是4N ,撤去推力后,木块由于惯性又前进1m 后停止,则推力做 J ,重力做功 J.9.某搬运工用肩扛着一重为500 N 的货物,从楼底沿着楼梯匀速登上三楼仓库.若每层楼梯有15级台阶,每级台阶高20 cm ,问搬运工对货物做的功是多少?能力拓展;10.如图所示,在粗糙程度相同的表面上,用大小相等的拉力F ,沿不同的方向拉物体运动相同的路程s)甲 乙 丙A.甲图中的拉力做功最少 B.乙图中的拉力做功最少C.丙图中的拉力做功最多 D.甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多12.如图所示,物体A重G=940 N,动滑轮重G=160 N.用力F将物体A以1 m/s的速度匀速竖直提升.若不计绳重和摩擦,拉力F的大小是 N,拉力F在10 s内所做的功是 J13.如图所示是一工人师傅用于粉刷楼房外墙壁的升降装置示意图,上端固定在楼顶,若动滑轮质量为2.5 kg,工作台质量为7.5kg,材料及其他工具总质量为20 kg,工人师傅的质量为60kg,绳重及摩擦不计(g取10 N/kg).当工作台停在距地面10 m高处时,工人师傅对绳子的拉力为 N;若工作台从距地面10 m高处上升到距地面30 m高处,工人师傅最少要做 J的功.14.在水平地面上有3块密度均匀的正方体木块(图甲),边长为20cm,密度为0.75×103kg/m3。
某小孩把这3块木块逐一竖直堆叠起来,如图乙所示。
(1)一块木块的质量是多少?(2)小孩叠起这堆木块共至少做了多少功?15.深圳湾公路大桥主体工程已于今年1月正式贯通,将于年内投入使用(假定桥面平直)。
(1)如大桥通车后,一辆速度为80km/h的汽车,在桥面上做匀速运动,15分钟即可通过,求大桥大约多长?(2)若该汽车重为3.6×104N,汽车受到的阻力为车重的0.2倍,求汽车的牵引力做了多少功?16.如图所示是一种起重机的简图,用它把质量为4×103kg,底面积为1m2的货物G匀速提起。
(取g=10N/kg)问:(1)若把货物匀速吊起16m,用了40s,则货物上升的速度是多少?(2)起重机对货物做了多少功?(3)吊起货物时,为使起重机不翻倒,其右边至少要配一个质量为多大的物体?已知:OA=10m,OB=5m。
(起重机本身重力不计)1 2 3甲乙17.小明家住二楼,正在装修房子.小明想采用如图所示的滑轮组,站在地面上用较省力的方法将装修材料运送到二楼窗口处.(1)请你帮助小明把滑轮组的绕线方法画出.(2)若装修材料重600N,把它运送到4m高的二楼窗口处,小明需要做多少功?(滑轮重、绳重及摩擦均不计)探究创新:18.如图所示,物体G所受到的重力大小为40N.(1)在拉力F1的作用下使物体沿竖直方向匀速提高0.5m,求拉力F1在这一过程中对物体所做的功.(2)若将该物体放在倾角为30°的光滑斜面上,用平行于斜面的拉力F2使物体沿斜面匀速向上移动1m,此时拉力F2的大小恰为20N,求拉力F2在这一过程中对物体所做的功.(3)比较上述两种情况,你能得出什么结论?[二]机械效率基础精练:1.用一只动滑轮把400N的重物匀速提高10m,所用拉力为250N,则有用功为 J,该动滑轮的机械效率为。
2.如图为测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重6N。
(1)实验时要竖直向上拉动弹簧测力计,由图可知拉力大小为 N,若钩码上升的高度为8cm,则弹簧测力计向上移动 cm,该滑轮组的机械效率为。
(2)若仅增加钩码的个数,该滑轮组有机械效率将。
(选填:“增大”、“减小”或“不变”)3.小刚用力将一桶水从井里提上来,他对做的功是有用功,他对做的功是额外功。
如果要提高做功效率,应该。
4.一座高达40米的大桥,总长为8350米,其中正桥只有850米,而两侧引桥却长达7500米,一座大桥为什么要有这么长的引桥呢?小明很奇怪,请教老师后.他明白了引桥相当于一个斜面。
(1)小明用如图乙所示的斜面进行模拟实脸.在保持斜面高度不变的情况下,改变斜面的长度.发现斜面越长,拉动小车匀速上升的力F越小。
由此他明白了很长的引桥在汽车上桥是能起到(“省力”或“省功”)的作用。
(2)一辆总质量为2000kg的汽车以10 m/s的速度匀速通过一侧引桥(长3750m),需要的时间为______s,所做的有用功为______J。
(g 取10 N/kg)5.如图所示,用1.2N的拉力沿竖直方向匀速拉起重为2N的物体,物体上升0.1m所用时间为4s。
(1)此过程中拉力的功率为 W,动滑轮的机械效率为。
(2)将物重由2N不断逐次增大,假设动滑轮始终能正常工作,此过程中,它的机械效率范围是。
6.如图所示,小明用滑轮组匀速提起一个重为600N的物体A,物体上升的速度为0.1m /s ,人拉绳的力为250N ,不计绳重和摩擦,人拉绳做功的功率为__________W ,滑轮组的机械效率为_____,动滑轮重_____N .7.小明利用如图所示的装置沿水平方向匀速拉动一个重2000N,底面积为0.5m 2的物体A时,A 受到地面的摩擦力为600N,作用在绳端的拉力为250N ,则A 对地面的压强是 Pa ;该装置的机械效率是 .8.一台起重机将重3600N 的货物提高4m ,如果额外功是9600J ,则该起重机做的有用功是__________J ,机械效率是___________。
9.如图所示,斜面高为1m ,长为3m ,工人用400N 沿斜面方向的力将重为840N 的箱子推到车上。
在这过程中工人做的有用功是 J ,机械效率是 。
10. 如图所示(不计绳重与摩擦,且动滑轮重G 动小于物重G ),用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,所用的拉力分别为F 甲、F 乙,它们的机械效率分别为η甲、η乙。
则下列关系正确的是( )A .F 甲<F 乙B .F 甲>F 乙C .η甲<η乙D .η甲 =η乙11.一个滑轮组通过减小轮与轴之间的摩擦,更省力了,用它把同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比( )A.有用功减少,总功减少 B .有用功增加,总功增加C.有用功不变,总功不变 D .有用功不变,总功减少12.关于机械效率的说法,正确的是( )A.机械效率越高的机械做的有用功多B.机械效率越高的机械越省力;C.机械效率越高的机械功率越大;D.有用功占总功的比例越大的机械,机械效率越高.能力拓展:13斜坡长10m ,顶端与底端的竖直高度为6m ,当小莉沿着斜坡用F=100N 的力把一质量为10kg 的货箱从斜坡底端缓慢地推到斜坡顶端的过程中,她对货厢做的功为_____J ,货厢克服斜坡的摩擦力做的功是______J 。
(g 取10N/kg)14.如图所示,工人用动滑轮把重物匀速提升到一定高度,重物的重力为G 物,动滑轮的重力为G 动,此装置的机械效率为η,不计绳重和摩擦。
则工人所用的拉力为( )15.在建筑工地上,经常可以看到用来吊运货物的吊车。
若吊车的机械效率为80%,将重为7000N 的货物匀速提升4m,所用的时间是10s ,则吊车的功率是多少?16.程跃要提起重800N 的物体,但是他的最大拉力只有300N .于是,他找来了一些滑轮,想利用滑轮组提起这个重物。
已知每个滑轮重20N ,程跃想站在地上向下拉绳,他最好选择图中_______滑轮组来提起重物(选填“a ”、“b ” 或“c ”)。
请在所选的图中画出正确的绕绳方法。
如果程跃的实际拉力是280N ,求出所选滑轮组的机械效率。
F 乙G 甲 乙17.如图所示,在建筑工地上有一台塔式起重机,其部分技术参数如下表所示。
(1)该起重机一次最多能吊起的建筑材料重力为多少N ?吊起的建筑材料达到最大起重量时,建筑材料到塔的距离是最近还是最远?(g 取10N/kg )(2)该起重机将重为1×104N 的建筑材料以最大提升速度吊起7m ,起重机对建筑材料做了多少有用功?如果起重机的实际总功率为14kW ,起重机的机械效率是多大?探索创新:(1)通过表中数据可分析出实验1是用_____图做的实验,实验2是用______图做的实验,请将表中空白处填上恰当的数据。
(2)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率___________(3)比较实验1和实验3可得正确结论:使用同一滑轮组,_________________,可以提高滑轮组的机械效率.19.如图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 的物体从地面提升到6m 高处,求:(1)钢丝绳提升货物时所做的有用功;(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)20.在做“测滑轮组的机械效率”的实验中.(1)小萍认为对于同一个滑轮组,机械效率也不是固定的,还应该与________有关,并用实验证明了自己的猜想是正确的.请写出小萍实验方案:(2)小华用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组提升重物时,发现滑轮组机械效率高低与滑轮组装配方式有关。