十一章机械功与机械能复习(共25张PPT)

(共25张PPT)
第十一章机械功与机械能复习
一：物理量的物理意义
1，功的物理意义:
能量转化的多少。
例如：我把书桌搬到楼上做功W=100J：物理意义就是我把100焦耳的生物能转化为书桌的重力势能。
2，功率的物理意义：
是用来描述物体做功快慢的物理量。
例如我搬书桌时P=200W：物理意义就是我每一秒做功为200焦耳
3，机械效率的物理意义：
有用功占总功的百分比。
例如：我使用一个滑轮组提起重物时η=80%：物理意义就是我每做100焦耳的功，其中有用的只有80焦耳。
二,功大小计算的关键
认清哪个力做功，沿这个力的方向受力物体移动的距离是多大（要同时进行！），
例如：（1）小明把500N重的车子用200N的力沿10m长的斜面推动了5m，问小明对车子做了多少功？
100N重的铅球被小明用300N的力向前推出，成绩是8m，铅球落地后又滚动2m，在此过程小明对铅球做了多少功？
W=FS=200N×5m=1000J
三，功率与机械效率的区别：
定义都不同，两者没有必然的联系。
功率是做功的快慢;
而效率是使用机械时有用功占总功的百分比。
当改变物重时，用同一滑轮组提不同重物时
的机械效率是不同的，且重物越重其机械效率越
高。原因是克服动滑轮重力及摩擦力基本不变，而有用功占总功的比例越高。
提高滑轮组机械效率的措施：
（1）提高所提重物的重力；
（2）尽量减轻动滑轮和绳子的重力；
（3）减小各种摩擦。
分析利用机械做功时的有用功、额外功、总功。
机械
功
F
钩码
沙
F
木箱
F
木块
目的
W有用
W总
W额外
提钩码
提沙
提木箱
拉木块
G码h码
G沙h
G箱h
f S木
FhF
FS
FS
FS
的原因
克服杠杆
重和摩擦
克服动滑轮重、桶重和摩擦
克服摩擦
fS
克服绳子和轴间摩擦
从表中你发现W有用和W总的计算有什么规律？
四，能量可以转化，做功就是转化的一种方法
例如：滚摆有高处下落时重力势能转化为动能，原因就是重力对滚摆做功。
对物体做功，物体的能量增加；物体对外做功，物体的能量减少。
例题和练习：
1，小明自己的体重是500N，他要把一张重150N的书桌搬上6m高的三楼时需要做的有用功是多大？总功是多大？
解：上楼时自己也要走上去，但是目的只是搬书桌！
所以W有用=F1S=150N×6m=900J
W总=F2S=650N×6m=3900J
2.如图所示，规格完全相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提升重为G1和G2的两个物体，不考虑绳重及摩擦，比较它们的省力情况和机械效率。
A.若G1=G2，则 F1B.若G1=G2，则 F1>F2，甲的机械效率高
C.若G1F2，甲、乙的机械效率相同
D .若G12，在测量滑轮组的机械效率的实验中：
（1）为什么要在缓慢的匀速拉动测力计时读数？
（2）滑轮组的机械效率的大小钩码提升的高度并没有关系？为什么还要用刻度尺测量高度h和绳子自由段移动的距离S呢？
答：（1）静止没有摩察力，匀速时才二力平衡，才能准确测出拉力的大小。
（2）为了计算有用功和总功的大小。
3，如图，使用动滑轮把重200N的物体沿水平面匀速向左拉动1m，测力计的读数是10N，（滑轮，绳子，测力计重力不计，滑轮转动时轴心摩擦忽略）问：拉力多大？拉力做了多少功？物体受到的地面摩擦力多大？这个滑轮的机械效率多大？
解：拉力：F=10N，S2=2S1=2×1m=2m
地面摩擦力：f=20N,
没有做额外功，η=100%!
或者：
W有=fS1=20N×1m=20J
W总=FS2=10N×2m=20J
η=W有/W总=20J/20J=100%
4，小明使用一个动滑轮把100N的物体以0.2m/s速度匀速提起一米，所用的拉力是60N,问小明做了多少功？小明对物体做功的功率多大？
解：小明做的功：
W总=Fs=Fnh=60N×2×1m=120J
小明对物体做的功：
W有=Fs=Gh=100N×1m=100J
所用时间：
t=S/V=1m/0.2m/s=5s
P=W/t=100J/5s=20w
或者：P=W/t=Fv=100N×0.2m/s=20w
答：
学生练习：1，我的小汽车有四个轮子，每个轮子接地面积是100cm2，车子质量是1.2t.当汽车以72km/h的速度在平直的公路上匀速行驶时发动机每公里做功1.8×106J，问这时汽车发动机的牵引力多大？功率多大？地面受到的压强又是多大？(g=10N/kg)
解：牵引力:
F=W/S=1.8×106J/1000m=1800N
v=72km/h=20m/s
则功率:
P1=Fv=1800N×20m/s
=36000W
压强: P2=F/S=G/S=mg/4s1
=（1200kg×10N/kg）/（4×100×10-4m2）
=3.0×105pa
2，小明用三种方法把200N的沙子运上6米高的三楼，第一种是直接用塑料桶提上去，第二种方法是用一个动滑轮把沙子装在塑料桶拉上去，第三种是把沙子装在一个轻的布袋用一个动滑轮拉上去。小明重500N,塑料桶重40N,滑轮重10N,布袋重5N,那你认为方法好？为什么？
解：三种方法需要做的有用功一样大：
W有=Gh=200N×6m=1200J
额外功不同：
W外1=G1h=(500N+40N)×6m=3240J
W外2=G2h=(40N+10N)×6m=300J
W外3=G3h=(5N+10N)×6m=90J
因此第三种效率最高，最好。你们认为呢？
三种方法的机械效率各是多少？你们算一算！
3.在下图中，物体A在地面匀速运动，对面对A的摩擦力是8N，A物体的重力是9N，弹簧测力计示数是F=5N，求滑轮组的机械效率？
4.如图所示，A物体在水平地面上做匀速直线运动，已知绕过动滑轮的弹簧测力计上的示数为12N，滑轮的机械效率为75％求A物体所到地面摩擦力大小？
5.某瀑布每分钟有450吨的水从50米高处落下, 如果它落下的能量全部用来使水轮机做功,1小时做多少功 功率是多少？
6.如图11.1-5所示，A物体重100N，在力F的作用下沿水平面匀速向右运动了2m，此时弹簧测力计的示数为10N，则物体A受到的摩擦力是 N；拉力F为 N；拉力所做的功为 J。（不计滑轮和绳及绳与滑轮间的摩擦力）