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1、第十章 机械与人( (二) ) 目录： 狙击知识点 狙击考点 狙击知识点 知识点一 功 1物理学中把_力_跟物体在力的方向上通过的_距离的乘积叫作机械功。 2功的计算公式：_ WFs _，式中 F表示作用在物体上的力， s表示物体在力的方向上 通过的距离，W表示力对物体做的功。功的国际单位是_焦耳_，用符号_J_表示，1 J _1_Nm。 注意： (1)将一袋 10 kg的大米从地面扛到肩上，做功约 150 J；将两个鸡蛋举高 1 m 做功约 1J；体 重为 600 N 的某学生从一楼走上二楼，做功约 1 800 J；将一瓶约 500 mL 的矿泉水从地上拿起 并举高，做功约 10 J。 (2
2、)功的计算公式的其他表达式：重力对物体做功，或克服重力做功时，功的公式常写作 W Gh；若是克服摩擦力做功，功的计算公式可写作 Wfs。 知识点二 功率 1在物理学中，把一段时间内做的_功_与做功所用的这段_时间_的比叫作功率。通过比 较功率就可知道物体做功的_快慢_了。 W P 2计算功率的公式： ，功率的国际单位是_瓦特_，用符号_ W _表示，1 W1 J/s。 t 知识点三 机械效率 1我们把_有用功_和_总功_的比值叫作机械效率。机械效率通常用百分率表示，它的计算 公式为_（W有_W总）100% _。 2对于机械效率，由于额外功的存在，总有 W有_小于_ W总，因此机械效率总_小于_
3、1。 知识点四 能量 能的概念：如果一个物体能够对别的物体_做功_，我们就说这个物体具有能量。在国际单位制 中，能量的单位是 _焦耳_。 知识点五 机械能 1物体由于_运动_具有的能叫作动能。物体的动能与物体的_质量_和_速度_有关。_ 质量_越大，_速度_越大，物体具有的动能就越大。 2重力势能：物体由于_高度位置_所具有的能叫作重力势能，物体被举得越_高_，_质量 _越大，重力势能越大。 3弹性势能：物体由于_弹性形变_而具有的能叫作弹性势能。物体的_弹性形变量_越 大，具有的弹性势能就越大。 4机械能：_动能_和_势能_统称为机械能。动能和势能转化过程中，若不考虑其他能量 损耗，则总机械
4、能不变。 1 狙击考点 考点一 功 【常考角度】 (1)做功必要条件； (2)功的计算 例 1 下列生活实例中，力对物体做功的有 ( ) A甲和乙 B甲和丙 C乙和丙 D丙和丁 【思路点拨】 做功的两个必要条件：一是物体受到力的作用；二是物体在这个力的方向上通过一定的距 离。本题根据两个必要条件判断即可。 【自主解答】 B 【解题技巧】 本题注意三种不做功的情况：一是有力没距离；二是有距离没力；三是有力有距离，但力 的方向 与通过的距离相互垂直。 变式训练： 1在台球比赛中，选手推动球杆撞击白球，白球发生运动后碰撞其他球，以下说法正确的是 ( B ) A在水平桌面滚动的球受到了重力，重力对它做
5、了功 B手推动球杆前进时，手对球杆做了功 C桌面对球的支持力做了功 D白球撞击黑球后没有静止，是因为人的手还在对白球做功 2如图所示，物体 A 在水平拉力 F 的作用下，沿水平面 0.4 m/s的速度运动了 2 s，弹簧测力计的示数为 5 N。拉力 F 做功为_8_J。 2 考点二 功率 【常考角度】 (1)比较功率的大小； (2)功率的计算 例 2 甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的 st 图像如图所示。请根据图 像判断两辆汽车的牵引力 F 甲 (“选填 大于”“小于”或 “等于”)F 乙，两辆汽车的功率 之比为 P 甲P 乙 (空气阻力忽略不计)。 【思路点拨】 由题可知
6、，相同汽车，在匀速直线行驶过程中，受到的摩擦力相同，根据二力 平衡，摩擦力等于牵引力；由 PFv 可知，功率之比等于速度之比，即可得出答案。 【自主解答】 等于 21 变式训练： 3如图所示在水平拉力 F 的作用下，使重 300N 的物体在水平桌面上以 0.1 m/s的速度匀速运 动时，物体与桌面的摩擦力为 60 N(不计绳重，动滑轮重及摩擦)，F 及其功率的大小分别为 ( B ) A20 N 2 W B20 N 6 W C60 N 2 W D30 N 6 W 4如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次 拉动木块得到的 st 关系图像如图乙所示。两次对应的
7、弹簧测力计示数分别为 F1、F2，两次 拉力的功率分别为 P1、P2，下列判断正确的是( B ) 3 AF1F2，P1P2 BF1F2，P1P2 CF1F2，P1P2 DF1F2，P1P2 考点三 机械效率 【常考角度】 (1)比较机械效率的大小； (2)机械效率的计算 命题角度 比较机械效率的大小 例 3 用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的 高度。若用甲、乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W 甲、W 乙表示拉力所做的功(不计绳重 与摩擦)，则( ) A甲乙，W 甲 W 乙 B甲乙，W 甲 W 乙 C甲乙，W 甲 W 乙 D甲乙，W 甲 W 乙 【思路
8、点拨】 对于滑轮组，克服钩码重力做的功是有用功，即 W 有Gh；此题中克服滑轮重做的功是额 外功；W 总 W 有 W 额；根据有用功与总功之比，判断机械效率。 【自主解答】 A 命题角度 机械效率的计算 例 4 如图是工人利用滑轮组提升重为 810 N 物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为 0.1 m/s，工人拉力 F 的功率为 90 W，物体上升 10 s 拉力 F 克服滑轮组的摩擦做的功是 60 J， 不计绳重。求： (1)工人拉绳子的速度； (2)滑轮组的机械效率； 4 (3)滑轮组中的动滑轮的重力。 【思路点拨】 (1)由图可知，滑轮组绳子的有效股数， 根据 v绳nv物求出绳端
9、移动的速度。(2)根据 W P 求出拉力做的总功；根据 W有Gh求出拉力做的有用功；根据 t W 100% 求出滑轮组的机械效率。 有 W 总 (3)总功减去有用功、减去克服滑轮组的摩擦做的功，就是克服动滑轮重力所做的额外功，利 用 W动额G动 h可求动滑轮的重力。 【自主解答】 解：(1)由图可知，承担物重的绳子的段数为 n3， 工人拉绳子的速度：v绳nv物30.1 m/s0.3 m/s。 (2)物体上升 10 s 移动的距离： hv物 t0.1 m/s10 s1 m， 拉力做的有用功：W有Gh810 N1 m810 J， 拉力做的总功： W总Pt90 W10 s900 J， 【解题技巧】
10、本题要注意摩擦力不能忽略时拉力的大小不能用 F(GG动)计算，本题的额外 功等于克服摩擦力做的和克服动滑轮重力做的功之和。 注意： 计算机械效率的四种方法 5 变式训练： 5分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到 同一高度处，其机械效率分别为定、动、组(不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等)， 则下列选项中正确的是( A) A组动定 B动定组 C定动组 D定组动 6如图所示的滑轮组中，动滑轮重 1N，小强用 6 N 的拉力 F 通过该滑轮组匀速拉起重 10N 的 物体，物体沿竖直方向上升 0.4 m。此过程中，额外功和机械效率分别是( C ) 6 A0.4
11、 J 83.3% B0.8 J 91.7% C0.8 J 83.3% D0.4 J 91.7% 考点四 机械能 【常考角度】 (1)机械能的转化； (2)探究影响机械能的因素 命题角度 机械能的转化 例 5 我国用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星(“简称 量子卫星”)“墨子 ”号 发射升空。如图所示，火箭在加速上升的过程中( ) A动能不变，重力势能增加，机械能增加 B动能增加，重力势能不变，机械能增加 C动能增加，重力势能增加，机械能增加 D动能不变，重力势能不变，机械能不变 【思路点拨】 火箭在加速上升的过程中，速度变快，动能增加；高度增加，重力势能增加； 动能和势能统称为
12、机械能，所以机械能增加。 【自主解答】 C 【解题技巧】 本题考查动能、重力势能大小的影响因素以及它们的大小变化情况；机械能 动能势能，物体没有发生弹性形变时，势能只考虑重力势能。 命题角度 探究影响机械能的因素 例 6 “为探究 动能大小的影响因素”，科学小组开展了如图所示的探究活动。 (1)由甲图可知，_(“选填 A”“或 B”)小球从斜面上滚下后到达水平面上的速度大；由 乙图可知，_ (“选填 C”“或 D”)小球对纸盒做功多。 (2)由乙图得出结论：当质量相同时，物体_越大，它具有的动能就越大。 【思路点拨】 实验运用了转换法，把小球动能的大小转化为纸盒被推动距离的远近。动能与 运动物
13、体的质量有关，与速度有关，实验运用了控制变量法。 【自主解答】 (1)A C (2)速度 变式训练： 7如图所示，旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，它具有的( D ) 7 A动能增加，重力势能增加 B动能不变，机械能减少 C动能减少，重力势能增加 D动能不变，机械能增加 8“”小明想利用 研究动能的大小与哪些因素有关 的实 验装置和器材(斜面、木块、不同质 量的小钢球)“来探究 影响重力势能大小的因素”。请你帮助完成如下实验方案。 (1)实验中小球重力势能的大小可通过观察_ 木块被推出的距离 _的大小来判断。 (2)实验中小明进行了如图中步操作，由_ 或 _(填序号)图可探究重力势能的大 小与物体的高度有关。 (3)通过比较分析可以得出的结论是重力势能的大小与物体的质量和高度有关。 (4)实验时若木块与水平面间无摩擦则不能得出结论，原因是小球和木块将做匀速直线运动， 不能达到探究的目的 _ 。 8