初中物理第十一章功和机械能知识点复习Word格式文档下载.doc
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使用任何机械都不省功
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、功率：
单位时间内做的功—P（单位：
W）
1、公式：
2、单位：
瓦特，简称瓦，符号W，常用单位kW，MW，马力
换算：
1kW=103W1MW=106W1马力=735W
3、物理意义：
表示做功快慢的物理量（与机械效率无关）。
某小轿车功率66kW，它表示：
小轿车１s内做功66000J
4、机械中的功率
5、功率和机械效率是两个不同的概念。
他们之间没有可比性。
（1）功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；
（2）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。
四、机械能
能量：
一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能
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。
机
械
能
势能
重力
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（高度），重力势能就越大
弹性
发生弹性形变的物体具有的能量
物体弹性形变越大、弹性势能就越大
动能
物体由于运动而具有的能量
物体速度越大、质量越大，动能就越大
1、机械能：
动能和势能统称为机械能。
（1）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）探究决定动能大小的因素
a、猜想：
动能大小与物体质量和速度有关；
b、实验研究—研究对象：
小钢球方法：
控制变量法
c、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；
d、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；
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。
转化
弹性势能
重力势能
2、动能和势能的转化
（1）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；
（2）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。
3、动能与势能转化问题的分析
①首先分析决定动能大小、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——质量，速度，高度，弹性形变
②机械能守恒：
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。
③人造地球卫星的运动，近地点动能（速度）最大，势能最小；
远地点势能最大，动能（速度）最小，近地点向远地点运动时，动能转化为势能，远地点向近地点运动，势能转化为动能，整个过程机械能守恒。
④滚摆上升下落过程中，如果不计空气阻力，机械能守恒。
上升动能转化为重力势能，下降重力势能转化为动能，最低点速度最大，动能最大，最高点重力势能最大，动能最小，下降过程反之。
考虑空气阻力，滚摆每次上升高度减小，机械能转化为内能。
⑤题目中如果有“在光滑斜面上滑动”，“光滑”表示不计摩擦，没有能量损失，此时机械能守恒。
4、水能和风能的利用
机械能的天然资源
风能
水能
拦河筑坝
海水潮汐
直接做功
发电
5、水电站的工作原理：
利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。
6、水电站修筑拦河大坝的目的是什么？
水电站修筑拦河大坝是为了提高水位，增大水的重力势能，水下落时能转化为更多的动能，通过发电机就能转化为更多的电能。
例题：
如图1所示的生活用具，在使用中属于费力杠杆的是（）
D.食品夹
A.钢丝钳
B.扳手
C.核桃钳
图1
如图所示，用下列装置提升同一重物，若每个滑轮重相同，不计摩擦，则机械效率最高的装置是（）
F4
D
F3
C
F2
B
F1
A
图6
如图6所示,向漏斗吹气乒乓球被吸起。
这个现象说明
A.空气的的流速减小，压强增大
B.空气的的流速减小，压强减小
C.空气的的流速增大，压强增大
D.空气的的流速增大，压强减小
图7
a
b
c
如图7所示，装有水的容器静止在斜面上，其底部a、b、c三处受到水的压强分别为pa、pb、pc，则以下判断正确的是（）
A．pa＝pb＝pcB．pa＜pb＜pc
C．pa＞pb＞pcD．pa＞pb＝pc
如图8所示，容器装有水，其底部a、b、c三处受到水的压强分别为pa、pb、pc，则以
下判断正确的是（c）
A.pa＞pb＞pcB.pa＜pb＜pcC.pa＝pb＝pcD.pa＞pb＝pc
图5
图5所示的试管内装一定量的水，当试管竖直放置时，水对管底的压
强为P1；
当管倾斜放置时，水对管底的压强为P2，比较P1、P2的大小，
则：
A.P1<
P2B.P1=P2C.P1>
P2D.条件不足，无法判别
如图6所示的情景中，关于力对杯子做功的描述正确的是
下列关于大气压的说法中正确的是（）
A．大气压的数值总是不变的
B．在其他条件相同时，海拔高度越高，大气压的值越小
C．做托里拆利实验时，换用粗细不同的玻璃管做实验，测量结果不同
D．大气压的数值与天气无关
下列关于能量转化的叙述中，正确的是（）
A.电动机将机械能转化为电能B.发电机将电能转化为机械能
C.汽油机将机械能转化为内能D.干电池将化学能转化为电能
第7题图
如图所示，保持杠杆在水平位置平衡，在其他条件不变的情况下，下列操作能使弹簧测力计示数变大的是（）
A.减少钩码的个数
B.将钩码悬挂点的位置向右移
C.保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移
D.保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向右倾斜
在水平地面上有一长方体木箱。
小林用水平推力F把木箱向前推动，如图12甲所示。
此过程中，推力F随时间t的变化情况如图12乙所示，木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图12丙所示，则从3s至5s内，推力对木块所做的功J，第2秒木块受到的合力为N。
小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与什么因素有关？
”的实验步骤如下：
（1）将质量为m的小球从光滑斜面上的A处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。
（2）将质量为m的小球从光滑斜面上的B处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。
（3）将质量为2m的小球从光滑斜面上的B处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图丙所示。
根据上述三次实验，回答下列问题：
①实验中小球动能的大小是通过观察比较 反映出来的，这里用到了物理学研究问题的一种 方法（选填“直接测量”、“放大”或“转化”）；
②为了探究动能的大小与物体运动速度的关系，应选用两个图来分析，并由此得出的实验结论是；
③分析乙、丙两图，得到的实验结论是 ；
其中小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中，小球的能转化为能。
32．如图25所示的泉州湾大桥于2015年5月12日正式通车，其跨海大桥长12.45km，最高限速100km/h，若某小汽车以最高限速在此桥上匀速行驶时，受到的阻力为2000N，乘员的平均质量为60kg，小汽车的部分参数如右表，求：
（1）小汽车以最高限速匀速通过此桥的时间。
（2）小汽车满载时对水平地面的压强。
（3）小汽车匀速通过此桥的过程中，牵引力所做的功。
图26
.如图26所示为我国首辆“玉兔号”月球车。
登月前，在水平地面上进行了测试，月球车匀速直线行驶180m用时60min，若车的质量为140kg，受到地面的摩擦阻力为500N，网状轮子与地面接触的总面积为0.02m2。
求：
（1）月球车受到的重力；
（2）月球车对水平地面的压强；
（3）月球车在测试过程中的功率。
（1）G=mg=140kg×
10N／kg=1400N（2分）
（2）p====7×
104Pa（2分）
（3）W=Fs=fs=500N×
180m=9×
104J（1分）
P===25W（1分）
答：
月球车受到的重力是1400N；
月球车对水平地面的压强为7×
104Pa；
月球车在测试过程中的功率为25W。
质量为50kg的何勇同学，在一次爬杆比赛中，用12s爬到了5m高的杆顶：
（1）何勇受到的重力是多少？
（2）何勇爬杆过程中做了多少功？
功率多大？
（1）
（2）
小宇帮助邻居李奶奶将一袋重100N的米背上12m高的五楼，共用时间120s．求：
（1）小宇对这袋米做的功；
（2）小宇对这袋米做功的功率．
美国研制出“会飞的汽车”，其车身和一般汽车相似，但车门多了两个可折叠的翅膀，在陆地行驶时，翅膀折叠，在空中飞行时，翅膀张开。
汽车的质量为600kg，地面最大行驶速度可达150km／h，轮胎与地面接触的总面积约为0.12m2，空中最大飞行速度可达200km／h，发动机功率为75kW。
问：
（1）该汽车在地面以最大行驶速度匀速行驶0.2h，通过的距离是多少?
（2）该汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少?
（3）若汽车在空中以最大飞行速度匀速飞行200km，汽车受到的牵引力是多少?
（1）∵v＝
∴汽车通过的距离s＝vt＝150km／h×
0.2h＝30km（3分）
（2）∵汽车静止在水平地面
∴F压＝G＝mg＝600kg×
10N／kg＝6×
103N
汽车对地面的压强是p＝＝＝5×
104Pa（4分）
（3）解法1：
t′＝＝＝1h＝3600s
∵P＝∴W＝Pt′＝7.5×
104W×
3600s＝2.7×
108J
∵W＝F牵s′∴F牵＝＝＝1.35×
102N（3分）
解法2：
∵P＝＝＝F牵v′
∴F牵＝＝＝1.35×
103N（3分）
略
（7分）如图所示是中国渔政310海监船赴钓鱼岛进行维权．海监船满载排水量2580t，长108m，宽14m，船底深6m，续航力6000海里，最大航速可达每小时22海里（约40km/h）．（海水密度取1.0×
103kg/m3，g取10N/kg）
（1）满载时，海监船受到的浮力有多大？
（2）海监船以18km/h的速度匀速航行10小时，巡航的路程为多少km？
若巡航时海水阻力为1.0×
106N，则这一过程中船的推进力所做的功为多少？
解：
（1）∵m排=2580t=2.58×
106kg，
∴排开水的重力为：
G排=m排g=2.58×
106kg×
10N/kg=2.58×
107N，
则船受到的浮力F浮=G排=2.58×
107N．
（2）∵v=，
∴海监船巡航的路程为：
s=vt=18km/h×
10h=180km，
∵船匀速行驶，
∴F=f=1.0×
106N，
船的推进力所做的功：
W=FS=1.0×
106N×
1.8×
105m=1.8×
1011J．
（1）满载时，海监船受到的浮力为2.58×
（2）海监船以18km/h的速度匀速航行10小时，巡航的路程为180km；
106N，则这一过程中船的推进力所做的功为1.8×
质量为1.2t的某型号轿车发动机的额定功率为6×
104W，汽车在额定功率下沿水平路面匀速行驶时，受到的阻力是车重的0.2倍。
（g取10N/kg）求：
⑴发动机所提供的牵引力大小；
⑵轿车匀速行驶时速度的大小；
⑶轿车匀速行驶5min牵引力做的功。
在一个闯关游戏中，需要把相同的正方体叠放起来，正方体边长为a，由密度为ρ的材料制成，质量分布均匀，如图15所示。
（g为已知，推导过程及结果无需带单位。
）
（1）某选手用水平力推正方体，但未推动，这时的推力_______（填“大于”、“小于”或“等于”）地面对正方体的摩擦力，理由是___________________________________。
（2）请推导出该正方体水平放置时对地面的压强。
（3）某选手在时间t内把地面上另外两个相同的正方体叠放在第一个正方体上面，如图16所示。
请推导出该选手在叠放这两个正方体过程中，克服正方体重力做功的功率。
质量为3t的小型载重汽车，额定功率为100kW，车上装有6t的砂石。
汽车先以10m/s的速度在乎直公路上以20kW的功率匀速行驶了l0min，消耗汽油1.2kg，然后又以额定功率用了2min的时间，将砂石从山坡底运送到50m高的坡顶施工现场。
g取10N/kg。
试问：
（1）1.2kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少？
（已知汽油的热值为4.5×
l07J/kg）
（2）汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力为多少？
（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？
（1）（2分）汽油放出的热量Q＝mq＝1.2kg×
4.5×
l07J/kg＝5.4×
l07J
（2）（3分）汽车匀速行驶时牵引力做的功W＝Pt＝20×
l03W×
600s＝1.2×
107J
由功的计算公式，可得牵引力F＝＝2000N
由于汽车做匀速运动，则受到的阻力f＝F＝2000N
（3）（3分）有用功W有＝mgh＝6×
103kg×
10N/kg×
50m＝3×
106J
总功W总＝P额t＝l×
l05W×
2×
60s＝1.2×
则机械效率
9
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