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第十一章 机械功与机械能 章末复习
机械功与机械能
功
1.做功的定义:作用在物体上的力,使物体在力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功.
2.做功的两个必要因素:作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离.
3.计算公式:W=Fs.变形公式:F= 鑫;s=鑫.
4.单位:焦耳(J)、千瓦时( kW·bh);1 kW·bh=3.6×106J.
5.不做功的三种情况
①有力无距离.
②有距离无力.
③有力有距离,但力和距离的方向垂直.
6.机械功原理:使用任何机械都不能省功.
功率
1.物理意义:表示物体做功的快慢.
2.定义:做功的多少与所用时间的比.
3.计算公式:P=鑫.变形公式:W=Pt;t=鑫.
4.单位:瓦(W)、千瓦(kW);1 kW=1 000W.
5.拓展公式:P=Fv.变形公式:F=鑫;v=鑫.
F机械效率
1.定义:有用功(W有用)与总功(W总)的比值.
2.计算公式:η=×100%.
3.特征:机械效率总小于1;机械效率的大小与功、功率的大小无关.
4.提高滑轮组机械效率的方法
减少额外功:减少摩擦,减轻机械自重.
增加有用功:增加物重.
机械能F
1.能量:物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量.
2.动能
定义:物体由于运动具有的能.
影响因素:物体的质量和速度.
3.势能
速度
定义:被举高的物体具有的能.
影响因素:物体的质量和物体所处的高度.
弹性势能
定义:物体由于发生弹性形变而具有的能.
影响因素:物体的弹性形变程度.
4.转化与守恒
只有动能和势能相互转化时,机械能守恒.
机械能与其他能量之间相互转化,机械能不守恒.
易混易错
★功和功率
1.关于功和功率,下列说法正确的是(C)
A.机器做功少,功率一定小
B.功率小的机器做功不一定慢
C.功率大的机器做功一定快
D.功率大的机器一定比功率小的机器做功多
2.小杰背着书包回家,在水平路面上行走100 m用时100 s,乘坐电梯从1楼到21楼用时30 s.以下符合实际的是(C)
A.电梯对小杰做的功约3.6×103 J
B.小杰乘坐电梯上升时,对书包不做功
C.电梯对小杰做功的功率约1 200 W
D.小杰在水平路面行走时,重力做功的功率约600 W
3.如图所示,物块在水平拉力F(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动,其中AB=CD=10 m.已知物块在AB段和CD段分别以2 m/s和4 m/s的速度匀速运动,且在AB、CD段所受摩擦力分别为1 N和2 N.则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶1,拉力F在AB段做功的功率为2W.
4.如图甲所示,放在水平地面上的物体在水平推力F的作用下做直线运动.当水平推力为F1时,物体运动的路程与时间关系如图乙所示;当水平推力为F2时,物体运动的速度与时间关系如图丙所示,则F1=F2.若两次推力的功率分别为P1、P2,则P1<P2.(均选填“>”“=”或“<”)
★机械效率
5.如图所示的滑轮组,用180 N的力在10 s内将300 N的重物匀速提升3 m,动滑轮重60 N,不计摩擦和绳子重,则(A)
A.绳子自由端移动的速度是0.6 m/s
B.利用滑轮组所做的有用功是450 J
C.拉力的功率是99 W
D.滑轮组的机械效率是80%
6.如图所示,在100 N的水平拉力F作用下,重1 000 N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240 N,物体通过了2 m的距离,用时10 s.则拉力做功600J,功率为60W,滑轮组的机械效率为80%.
7.如图所示,用F1的力直接将物体A匀速提升h,做功300 J;若借助长5 m的斜面用力F2把物体A匀速提升相同高度,斜面的机械效率是60%,借助斜面做的有用功为300J,拉力F2是100N,物体A受到斜面的摩擦力是40N.
★机械能及其转化
8.小明背着书包从教学楼的一楼匀速爬到三楼.此过程中,以书包为研究对象,其(C)
A.动能增加,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.动能不变,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
9.2022年4月16日上午9时56分中国载人航天飞船神舟十三号返回舱在东风着陆场完美着陆.如图所示,返回舱在空中加速下落时的能量转化情况是(C)
A.动能转化为重力势能,动能减小
B.动能转化为重力势能,重力势能增加
C.重力势能转化为动能,动能增加
D.无能量的转化,重力势能和动能不变
10.如图所示,弧形轨道ab段光滑,bc段粗糙,小球从a点经最低点b运动至c点.下列分析正确的是(B)
A.从a点到b点的过程中,小球的动能转化为重力势能
B.经过b点时,小球的动能最大
C.从b点到c点的过程中,小球的动能增大
D.从a点到c点