《功和机械能》复习导学案

第十五章《功和机械能》单元复习导学案【复习目标】1.知道机械功和功的概念，了解功率在实际中的应用；能用生活中的实例解释机械功的含义。

2.理解机械效率；了解机械使用的历史发展过程；认识机械的使用对社会发展的作用。

3.能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化；能用实例说明机械能和其它形式的能的相互转化。

【复习重点、难点】1.做功的两个必要因素；2.功率的概念及运用功率的公式解决有关问题；3.机械效率的概念及运用机械效率的公式解决有关问题；4.动能、重力势能、弹性势能的概念及其相互转化。

【复习模块】（一）功（二）功率（三）机械效率（四）动能和和势能（五）机械能及其相互转化（一）功【自主复习】1．功的定义：________作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了________，力的作用显示出成效，力学中就说这个力做了功。

2．功的两个必要因素：(1)作用在物体上的________；(2)物体在力的方向上通过的________。

[点拨]常见不做功的三种情况：①有___无___：如搬而未起，推而未动；②有___无___：如物体在光滑的水平面上做匀速直线运动；③______垂直：水平方向运动的物体，由于运动方向与重力方向垂直，故重力不做功。

3．功的计算[注意]1.力与物体移动的距离在_____上必须一致，力与物体移动的距离必须对应于同一物体且同一段时间。

2.克服重力做功：W=______【课堂导练】1.在2000年9月22日悉尼奥运会上，我国运动员丁美媛获得75kg以上级举重金牌，她的挺举成绩是165kg．她在挺举过程中对杠杆做的功大约为（）A．3×102J B．1×103J C．3×103J D．5×103J2.中考体育跳绳项目测试中，小明同学在1分钟内跳了120次，则他跳绳时的功率大约是（）A.0.5WB.5WC.50WD.500W3.如图所示，在半径为R的油桶外绕了几圈绳子，在绳子的引出端作用一水平拉力F，使油桶沿水平地面滚动了一周，在这一周中，拉力F所做的功为（）A．0 B．πRF C．2πRF D．4πRF4.（2011广安）在图6的四种情境中，人对物体做功的是（）A．提着水桶在水平地面上匀速前进 B．扛着米袋慢慢爬上楼梯C．用力推汽车，汽车没动 D．举着杠铃原地不动（二）功率【自主复习】[点拨]功率表示做功快慢，不表示做功多少；做功多少由_____和_____共同决定。

【课堂导练】1.汽车上坡时，驾驶员通常要进行调换档位操作，以减小汽车的行驶速度。

这样的目的是（）A.省油B.安全C.增大摩擦D.增大爬坡的牵引力2．（2011沈阳）举重是我国的优势体育项目。

一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间把同样重的杠钤举起，如果他们对杠钤所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式正确的是 ( )A．W1=W2 P 1=P2 B．W1> W2 P 1>P2 C．W1> W2 P 1=P2 D．W1< W2 P 1<P2（三）机械效率【自主复习】1.功的原理:使用机械时，人们所做的功都不会少于不用机械时所做的功；即：使用任何机械都________。

这也是一个普遍的结论，对于______机械都适用。

[说明] (1)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___，或者可以省_____，或者可以改变力的______，给人类工作带来很多方便。

(2)使用机械要省力必须费________，要省距离必须_____，既省力又省距离的机械是_____的。

(3)一般做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)，理想情况下使用机械时，人们所做的功(Fs)_____于不用机械而直接用手对重物所做的功(Gh)。

2.机械效率3.机械效率的测量【课堂导练】1.(2011威海)图中是一个两面光滑的斜面，∠β大于∠α，同一个物体分别在AC 和BC 斜面受拉力匀速运动到C 点，所需拉力分别为F A 、F B ，所做功分别为W A 、W B ，则：( )A 、F A ＝FB ，W A ＝W B B 、F A ＜F B ，W A ＝W BC 、F A ＜F B ，W A ＜W BD 、F A ＞F B ，W A ＞W B2．物体A 在拉力作用下沿同一水平面匀速运动了一段距离为s ，如图所示。

试比较拉力F 1 ,F 2 及拉力所做的功W 1 、W 2的大小（滑轮重、绳重及绳与滑轮间摩擦不计）（ ）A ．2121F F =21W W = B ．2121F F = 2141W W = C ．2141F F = 21W W = D ．2141F F = 2141W W = 3.用一根杠杆在2 s 内把一个重100N 的物体匀速举高0.2 m ，而杠杆的动力作用点下降1 m.r 若不计杠杆重力和摩擦阻力，则动力做的功是_________ J ，动力的功率是_______ W ，动力是_______ N ，动力臂与阻力臂之比是_______；若实际动力为25N ，做的有用功是_______，总功是_______，额外功是________,机械效率是_______.4．把同一个重物由斜面的底端匀速拉到斜面的顶端，若不计摩擦，斜面的高度保持不变，那么当斜坡变长时，所用的拉力_____，拉力所做的功_____。

（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

利用一个斜面把一个重500N 的物体匀速拉上汽车，斜面长5m ，高1m ，若不计摩擦，则拉力所做的功是_____;若实际拉力是120 N ，则斜面的机械效率是_____，汽车在运动过程中受到的摩擦力是______. 5.如图所示的滑轮组把重800 N 的物体G 匀速拉起0.5 m ，忽略滑轮重和绳重及摩擦， 拉力做的功是_______，需要的拉力是_______。

若实际匀速拉起重物的力是250 N ，则 做的有用功是_______，总功是_______，机械效率是_______；如果忽略绳重及摩擦， 则动滑轮重是______；如果克服绳重及摩擦所做的额外功是20J ，则动滑轮重是____。

6.（2011苏州）用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N 的物体匀速提升1m ，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60％.则下列选项错误的是 ( ) A.拉力大小一定是125N B.有用功一定是150J C.总功一定是250J D.动滑轮重一定是100N 7．（2011安徽）某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：①用轻绳悬挂杠杆一端的D 点作为支点，在A 点用轻绳悬挂总重为G 的钩码，在占点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变)，在此过程中弹簧测力计的读数为F ，利用刻度尺分别测出A 、B 两点上升的高度为h 1、h 2。

回答下列问题：(1)杠杆机械效率的表达式为η=_____。

(用已知或测量的物理量符号表示)(2)本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是:__________________。

(3)若只将钩码的悬挂点由A 移至C ，O 、B 位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

（四）动能和和势能【自主复习】1．能的定义:物体能够________，表示这个物体具有能量，简称能。

[点拨] (1)能量是表示物体做功_____大小的物理量，即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。

2．动能和势能3.探究动能的大小与什么因素有关【课堂导练】1.下列情况中，机械能一定变大的是 （ ）A.雨点在空中下落得越来越快B.小鸟在一定高度匀速飞行C.汽车沿斜面向上匀速行驶D.人在水平地面上匀速行走（五）机械能及其相互转化【自主复习】1．机械能：动能和势能统称为机械能。

单位是___，简称____，符号是______。

[点拨] 重为1 N 的物体被提升1 m 所获得的能量就是1 J 。

[易错点] 一个物体具有动能，可以说是具有机械能，但反过来一个物体具有机械能，却不一定具有动能，因为它可能只具有势能。

2．机械能及其转化(1) 机械能守恒定律：如果只有______________的相互转化，机械能的总和______。

(2) 能量转化举例[点拨] (1)物体动能和重力势能间的转化规律(2)动能与弹性势能间的转化规律①动能转化为弹性势能：速度减小，形变增大；②弹性势能转化为动能：速度增大，形变减小。

(3)题目中如果有“在光滑斜面上滑动”，则表示没有能量损失——机械能守恒；如果有“在斜面上匀速下滑”，则表示有能量损失——机械能不守恒。

【课堂导练】1．为了使快速降落的“神州五号”返回舱安全着陆，以免撞坏，返回舱在距离地面几十米处，向下迅速喷出高压气体，从开始碰气到安全着陆，返回舱的（）A、动能增加，重力势能减少，机械能不变B、动能减少，重力势能减少，机械能减少C、动能减少，重力势能增加，机械能不变D、动能不变，重力势能减少，机械能减少2.如图所示，原长为l的软弹簧上端固定，下端挂一小重球，从图示位置A处释放时，弹簧的长为l，小球从A处运动到最低位置B处的过程中，小球的能减少，弹簧的能和小球的能增加．3.某城市铁路车站的设计方案如图所示，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。

从能量利用的角度看，这种设计的优点是什么？4.俯卧撑是一项常见的体育健身活动。

如图所示是小明同学做俯卧撑时的示意图。

小明重600N，1min钟内做俯卧撑30个，每做一次肩膀升高50cm。

小明身体可视为杠杆，O为支点，A 为重心，OA=1m，B到O点的距离OB=1.5m。

求：(1)地面对手的支持力；(2)若每个手掌的面积为0.016m2，求双手对地面的压强；(3) 1min钟内小明所做的功；(4)小明做功的功率。

5.(2011自贡）如图所示，现将一重G1=8100N的实心铝块在水中匀速上提h=2m（未露出水面），已知每个滑轮重G2=900N，不计绳重和各种摩擦，不计水的阻力。

已知铝的密度ρ铝=2.7×103kg/m3，水的密度ρ铝=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。

求：（1）滑轮组的机械效率多大？（2）若绳端拉力的功率为P=540W，则铝块上升的速度为多大？6．（2011安徽）斜面是一种常见的简单机械，在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力。