功和机械能复习课件(上课用)PPT

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W有用/W总 = 19.2%
沙子 体重 动滑
重 100 N 桶重 20 N 400 N 口袋重 5 N 轮重 10 N
W总= (G 沙+ G 动滑轮+ G 桶)h = 780 J
W有用/W总 = 76.9%
沙子 体重 动滑
重 100 N 桶重 20 N 400 N 口袋重 5 N 轮重 10 N
功和机械能
复习提纲
考点聚焦 呈现形式 知识结构 方法提示 对应训练
考点聚焦
1 、理解做功的两个必要因素。 2、理解机械功的计算公式:W=FS 3、理解功率的概念。 4、知道功的原理。 5、知道有用功和总功,知道机械效率。 6、理解动能、势能的初步概念,知道弹性势 能,知道动能、势能可以相互转化。
重 100 N 桶重 20 N 400 N 口袋重 5 N 轮重 10 N
目的:把沙子运到三楼 克服沙子重力做的功就是有用功
W有用=G 沙h=100N×6m=600J
沙子 体重 动滑
重 100 N 桶重 20 N 400 N 口袋重 5 N 轮重 10 N
W总=(G 沙+ G 人+ G 桶)h =3120 J
A. 定滑轮
B. 动滑轮
C. 滑轮组
D. 都一样大
用同一滑轮组提升重物,第一次提的物
重为G1,机械效率为η1;第二次提的物
重为G2,机械效率为η2。已知
G1 > G2,两次滑轮组的机械效率:( C )
A. η1 =η2
B. η1 <η2
C. η1 >η2
D . 无法判断
1、提升相同的重物,机械越简单, 机械效率越高。
=5J
机械效率: η= W有/ W总 = 5J/ 12J
=41.67﹪
F L
.
G
方法提示
首先在题目中数据上标出对应的字母。
其次要注意,用滑轮组提起货物的高度 与人把绳子末端拉下的距离之间的关系 ( S= n h)。
最后要弄清事件 的目的,分清有用功和 额外功。
如图所示在自由端施力60N,利用滑轮组把重200N的货物提升 2m,不计摩擦。求:
4、机械效率:① 定义:有用功跟总功的比值。② 公式: η=W有/W总 ③ 有用功总小于总功,所以机械效率总小于1 。通常用 百分数 表示。某滑轮机
械效率为60%表示有用功占总功的60% 。④提高机械效率的方法:减小机械自 重、减小机件间的摩擦。η=W有用/W总=Gh/FS 5、机械效率的测量: A、原 理:η=W有/W总 B、应测物理量:钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的 距离S C、器 材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。 D、步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大 小不变。 E、结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:①动滑轮越重,个数越 多则额外功相对就多。②提升重物越重,做的有用功相对就多。 ③ 摩擦, 若各种摩擦越大做的额外功就多。 注意: 绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
知识结构
三、机械效率:
1、有用功:定义:对人们有用的功。公式:W有用=Gh(提升重物)= W总-W额=ηW总 斜面:W有用= Gh
2、额外功:定义:并非我们需要但又不得不做的功。公式:W额= W总-W有用=G动h (忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)。斜面:W额=f L
3、总功: 定义:有用功加额外功或动力所做的功 公式:W总=W有用+W额=FS= W有用/η 斜面:W总= fL+Gh=FL
方法一: W外=W总-W有=FS-Gh=60N×8m-200N×2m
来自百度文库
=80J
G动
W外 h
80J 2m
40N
利用滑轮组把矿石从深20m的矿井中匀 速拉到地面,在绳重和摩擦不计的情况 下。
(1)如果矿石重640N,所用拉力是 400N,滑轮组机械效率是多少?
(2)如果矿石重800N,所用拉力是多 少?
(1)绳端移动距离多少m?
(2)滑轮组的机械效率是多少?
(3)动滑轮重多少N?(两种做法)
解:(1)由图可知承担动滑轮和重物的绳子段数n=4, 所以 S=nh=4×2m=8m
(2) Gh Gh G 200N 83.3%
FS F 4h 4F 460N
(3) 方法一 : G总=4F=4×60N=240N 所以 G动=G总-G=240N-200N=40N
n
4
7、外力对水泵做了7×104J的总功,水泵把 250kg的水送到20m高处,水泵完成的有用功 为多少J,水泵的机械效率为多少? (g=10N/kg)
W有=Gh=mgh
=250kg10N/kg20m
=5×104J
W有 W总
5104 J 7104 J
71.4%
G1=G2,F1=F2,重物上升高度相同, 比较两拉力所做的功W1 < W2及两
把一个鸡蛋举高1m ,做的功大约是0.5 J 。 5、应用功的公式注意: ①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力; ②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。 ③ 功的单位“焦”(牛·米 = 焦),不要和力和力臂的乘积
(牛·米,不能写成“焦”)单位搞混。
如图所示的D 四种情景中,对物体没有做 功的是( D)
例4、一台起重机将重6000N的建筑材料 提升到10m高的楼房上,做的额外功是 40000J,总功是多少?机械效率是多少?
解: 有用功:W有用=Gh =6000N×10m=60000J
总功: W总=W有+W额 =60000J+40000J =105J
机械效率: η= W有用/ W总 =60000J/105J =60﹪
••CD..文 在具 此C盒 过所 程受中的没推有力力F对对文它具做盒了做功功
1、小明用100N的力将50N的铅球掷出 10m远,则在铅球抛出的过程中,人对铅
球所作的功是:( C )
A、1000J
B、500J
C、0J
D、1500J
2.在平地上,用50N的水平拉力拉重100N的箱子, 前进了10m,拉力做了多少功?如果把这个箱子 匀速举高1.5m,又做了多少功?
解:W=FS=50N×10m=500J W Gh 100N 1.5m 150J
答:拉力做了500J的功。如果把这个箱子 匀速举高1.5m,又做了150J的功
知识结构
二、功的原理:
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; 即:使用任何机械都不省功。
2、说明: (请注意理想情况功的原理可以如何表述?) ①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。 ②功的原理告诉我们:使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又
方法提示
用水桶从井中提水的时候,所做的 功哪部分是有用功,哪部分是额外 功? 目的: 提水
有用功:提水所做的功 额外功:提水桶所做的功
如果桶掉到井里,从井里捞桶的 时候,捞上的桶里带了一些水,这 种情况下哪部分是有用功,哪部 分是额外功?
目的: 捞桶
有用功:提水桶所做的功 额外功:提水所做的功
沙子 体重 动滑
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我们做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)理想机械:使用机
械时,人们所做的功(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 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:
W额外=G动· h
动滑轮重的两种求法: W额外=G动·h
F G物 G动 n
例5.如图,把重为10N的物体推上
高为0.5m的斜面,斜面的长为1m所
用的推力为12N,沿斜面向上,求推
力所做的功和斜面的机械效率?
解:推力做的功:W总=FL =12N×1m
=12J
h
有用功: W有=Gh =10N×0.5m
G W有 900J 300N h 3m
G动=G总-G=nF-G=4×100N-300N=100N 答:货物重300N,动滑轮重100N。
如右图,一人用滑轮组提升2000N的货物,所用拉力600N, 绳子自由 端拉下4m,不考虑绳重和摩擦,求: (1)克服货物重力做的功 (2)拉力做的功 (3)机械效率; (4)若用此滑轮组提升3200N的货物,所需拉力为多少?
物体在绳 子拉力作 用下升高
A
静止的小车 在拉力作用 下运动起来
B
汽车在刹车 人用力搬石
阻力的作用 头,石头不
下速度降低 动
C
D
•(09重庆)如图所示 李晶同学将放在课 桌边的文具盒水平推 至课桌中央,她针对 此过程提出了如下的猜想。你认为合理 的是 ( ) •A.文具盒所受重力对它做了功 •B.文具盒所受支持力对它做了功
滑轮的机械效率η1 > η2 。
(2012宿迁)某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的 测定,如图.他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升的髙度h、测力 计移动的距离S,并将计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率η 数据一并记人下表:
(1)表格中数据= 74.1%;
(2)比较实验1、2,第2次的机械效率较低,主要原因是 ;
呈现形式
上述考点常以填空、选择、作图、 实验和计算题型出现。
知识结构
一、功: 1、力学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;
二是物体在力的方向上通过的距离。 2、不做功的三种情况:有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。 3、力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
公式:W=FS 4、功的单位:焦耳,1J= 1N·m 。
2、在使用同一滑轮组时,物体越 重,机械效率越高。
(滑轮组的机械效率是改变的)
用如图所示滑轮组绳端施力100N,把货物 提升3m。滑轮组的机械效率是75%,问: 货物重多少N?动滑轮重多少N?
解:S=4h=4×3m=12m
W总=FS=100N×12m=1200J
W有 W总 1200 J 75% 900 J
斜面高度。 如果斜面与物体间的摩擦为f ,则:FL=fL+Gh;这样F做功就大于直接对物体做功
Gh 。
通过一动滑轮用60 N的拉力提起
重为100N的重物,使重物提高2m。
F
(1)拉力做多少功?
(2)如用手直接提起做功多少?
W用机械=FS=60N×4m=240J 解:S=2h=2×2m=4m W直接=Gh=100N×2m=200J 为什么利用实际机械做的功大于不用机 械直接用手做的功呢 ?
解:(1)由图可知承担动滑轮的绳子段数n=4
h S 4m 1m n4
W有=Gh=2000N×1m=2000J
(2) W总=FS=600N×4m=2400J
(3) W有 2000J 83.3%
W总 2400J
G动=nF-G=4×600N-2000N=400N
(4)F G G动 3200N 400N 900N
解:( 1) Gh Gh G 640N 80%
FS F 2h 2F 2 400N
G动=G总-G=2F-G=2×400N-640N=160N
(2)F G G动 800N 160N 480N
n
2
用定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提 升同样重的物体,其中机械效率大 的是(不考虑摩擦) ( A )
滑轮组提高重物时: W有用= G物 h
W总 = F s S= n h
滑轮组水平拉动物体时:
W有用= f s物 W总 = F s
S= n h
W有 f S物 f S物 f
W总 FS FnS物 nF
斜面的机械效率
W有=Gh
W总=FS
Gh
FS
斜面的额外功:W额外=f S
滑轮组的额外功:
_动__滑__轮___有__重___力__(__或___有__用___功__相__同___时__,___使__用__动___滑__轮___做_ 的额外功多等)
W总= (G 沙+ G 动滑轮+ G 袋)h = 690 J
W有用/W总 = 87.0%
三种情况下有用功在总功中占 的百分比:
1、
19.2%
2、
76.9%
3、
87.0%
某起重机的机械效率是 70%,它表示什么意思?
使用起重机提升重物时所做 的有用功跟总功的比值是70%。
1.使用滑轮组提起20N的重物,使它 上升0.4m,作用在绳子自由端的拉力 为8N,拉力的作用点上升了1.2m,拉 力对滑轮所做的功叫_总_功__功,为_9._6J_J。 滑轮克服物体重力所做的功叫_有_用_功_功 为__8J__J。用来克服滑轮重力和摩擦 力所做的功额叫外_功___功,是1.6_J___J,这个 滑轮组的机械效率是83._3%___。
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