沪粤版物理九年级上册 第十三章 机械功与机械能 复习课件(共41张PPT)

(共41张PPT)
第十三章 机械功与机械能
复习课件
一、功
1．做功：
（1）概念：物体在作用_______的方向上移动了_______，就
说这个力对物体做了功．
（2）两个必要因素：有____________在物体上；物体在这个_________________________．
（3）不做功的三种情况：
①物体受力的作用，但没有移动．如：用力搬石头没搬动．
力
距离
力作用
力的方向上移动了距离
功和功率
②物体不受力的作用，但由于惯性移动了一段距离．如：足球飞出后，人对足球无作用力，对足球不做功．
③物体受力作用，也移动了，但移动的距离与力的方向垂直．如：提水时水平前进，人对水桶不做功．
2．功的计算：
（1）定义：_____与在力的方向上移动的________的乘积叫
做功，用W表示．
（2）定义式：W＝Fs，s表示在力F的方向上通过的距离．
（3）单位：焦耳，符号为J，1J＝1N·m.
力
距离
使用W＝Fs计算功时，一定要考虑清楚哪一段距离s才是
在这个力F的方向上移动的距离．
3．功的原理：使用机械时，_____必然_______，_______必然______，也就是说使用任何机械都_______．
二、功率
1．定义：物体在单位时间内做的功，用P表示．
省力
费距离
省距离
费力
不省功
（3）做功多少和用时都不同时，用P＝ 计算比较．
3．基本单位：瓦特，简称瓦，符号为W.
其他单位：千瓦，符号为kW.
单位换算：1kW＝103W，1W＝1J/s.
4．功率大小的比较：
（1）相同时间内，做功多的功率大；
（2）做功相同时，用时多的功率小；
②物体在恒力F作用下做匀速直线运动时，P＝
①功、功率和机械效率之间没有必然联系，做功多，功率不一定大；功率大，机械效率不一定高．
Fv.
考点1 功
【例1】（2011年广安）在下列的四种情境中，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
思维点拨：判断物体是否做功，关键是看物体在力的方向上有没有移动距离．
B
（2012年连云港）一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离（如图13－1－1所示），该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系，下
列说法正确的是（
）
图13－1－1
A．W1＜W2＜W3 B．W1＜W2＝W3
C．W1＝W2＝W3 D．W1＝W2＜W3
解析：由功的定义式W＝Fs知选项C正确．
答案：C
考点2 功率
【例2】（2012年泉州）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．（取g＝10N/kg）
（1）何勇受到的重力是多少？
（2）何勇在爬杆过程中做了多少功？功率多大？
思维点拨：要看清楚是求功还是求功率，两者不能混淆．
解：（1）何勇受到的重力为
G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N.
（2）何勇做的功为W＝Gh＝500N×5m＝2500J
（2011年沈阳）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铃举起，如果他们对杠铃所做的功分别为
W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式正确的是（
）
B．W1>W2，P1>P2
D．W1A．W1＝W2，P1＝P2
C．W1>W2，P1＝P2
B
一、有用功、额外功、总功
1．有用功：
（1）定义：对人们有用的功，一般指__________ 做的功．
（2）计算式：W有用＝Gh＝_____.
2．额外功：
（1）定义：一般指对动滑轮、绳子及克服摩擦力做的功．
（2）计算式：W额外＝W总－W有用．
克服物体重力
mgh
机械效率
3．总功：
（1）定义：有用功和额外功_______，一般等于拉力做的功．
（2）计算式：W总＝Fs＝Fnh.
二、机械效率
1．定义：有用功与总功的比值．
2．公式：η＝
3．任何机械的机械效率都小于1.
之和
2．影响因素：动滑轮的质量、物体的质量、滑轮和绳子间的摩擦．
①提升同一重物，动滑轮越多的滑轮组机械效率越低．
②同一滑轮组，提升的重物越重机械效率越大．（在绳子能承受的限度内）
1．计算式：η＝
三、滑轮组的机械效率
2．影响因素：斜面的__________、斜面的__________．
3．提升同一重物时，斜面坡度越大，越不省力，机械效率越高．
1．计算式：η＝
四、斜面的机械效率
倾斜程度
粗糙程度
考点1 滑轮组的机械效率
图 13－2－1
【例1】（2011年广东）用如图13－2－1所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m，所用拉力是250N．在这个过程中，求：
＝
＝200W.
（1）有用功是多少？
（2）拉力的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多少？
思维点拨：对重物做的功为有用功，拉力做的功为总功，拉力的功率即为总功的功率，不能把功率和机械效率混淆．
解：（1）W有＝Gh＝600N×4m＝2400J.
（2）W总＝Fs＝250N×4m×4＝4000J.
拉力功率P＝
（3）η＝
×100%＝
×100%＝60%.
考点2 斜面的机械效率
【例2】（2012年鸡西）如图13－2－2所示，某实验小组的同学们在“探究斜面的机械效率”的实验中，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了下表中的实验数据．
实验 次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力 F/N 斜面长度s/m 机械效率η
1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7%
2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1%
3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4%
图13－2－2
（1）分析表中的数据可得出：斜面越缓越__________（填
“省”或“费”）力．
（2）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为________．
（3）把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与__________和__________有关．
（4）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力__________（填“大于”、“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力．
思维点拨：弹簧测力计沿斜面匀速拉动物块时，拉力的作用是克服物块的重力和物块所受的摩擦力，所以拉力不等于摩擦力．
答案：（1）省（2）55.6%
（3）斜面的倾斜程度斜面的粗糙程度
（4）大于
一、动能和势能
1．动能：
（1）定义：物体由于_______而具有的能．
（2）影响因素：速度和质量．
速度：________时，物体运动的________，动能越____．
质量：_________时，物体的_________，动能越____．
运动
质量相同
速度越大
大
速度相同
质量越大
大
动能和势能
2．重力势能：
（1）定义：物体由于________而具有的能量．
（2）影响因素：质量和高度．
质量：被举的高度相同时，物体质量____，重力势能____．
高度：质量相同时，物体被举得____，重力势能____．
3．弹性势能：
（1）定义：物体由于发生____________而具有的能量．
（2）影响因素：弹性形变程度．物体的弹性形变越大，具有的弹性势能越大．
被举高
越大
越大
越高
越大
弹性形变
二、机械能及其转化
1．机械能：
动能和势能统称为机械能．
机械能＝动能＋势能．
2．机械能守恒：
___________时，只有动能和势能的相互转化，机械能的总
和___________．
不计摩擦
保持不变
3．动能和势能的转化：
（1）动能和重力势能相互转化：如滚摆下降时，滚摆的重力
势能转化为动能，上升时动能转化为重力势能．
（2）动能和弹性势能相互转化：如木球撞击弹簧，动能转化为弹性势能；弹簧将木球弹开，弹性势能转化为动能．
考点1 动能和势能
【例1】（2012年娄底）图13－3－1所示的是“探究动能的
大小与哪些因素有关”的实验：
（1）用质量不同的A、B两个小球（mA＞mB）碰撞静止在同一水平面上的纸盒．实验中控制小球的高度相同，是为了控制两球到达底端时________相同；实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小，可以比较A、B两个小球________的大小．
（2）将甲、乙实验比较可知，小球动能的大小与小球的________有关；将甲与丙两实验比较可知，小球动能的大小与小球的________有关．
（3）本次实验采用了物理学中最常用的一种实验方法，叫
________________．
图13－3－1
思维点拨：动能的决定因素有两个：质量和速度．对于这类多因素问题应结合控制变量法进行分析．通过比较纸盒被推动的距离的长短来判断小球动能的大小，这是一种转换的方法．
答案：（1）速度 动能 （2）速度 质量
（3）控制变量法
（2011年鞍山）为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图13－3－2所示实验．
图13－3－2
（1）实验中通过观察___________________来判断物体
重力势能的大小．
（2）要探究重力势能大小与高度的关系应选择_____和
______进行分析比较．
（3）乙和丙探究的问题是____________________________________.
方桌陷入沙中的深浅
甲
乙
高度相同时，重力势能与质量的关系
考点2 机械能及其转化
【例2】（2011年昆明）一中学生骑自行车下坡时，不蹬脚踏板恰好匀速向下运动．在此过程中，他的动能、势能和机械能
的变化情况是（
）
A．动能不变，势能减小，机械能减小
B．动能增大，势能减小，机械能不变
C．动能减小，势能减小，机械能减小
D．动能不变，势能减小，机械能不变
思维点拨：动能的大小跟物体的质量和速度有关，重力势能的大小跟物体的质量和高度有关．由他恰好匀速向下运动，可知速度不变、高度减小，从而判断出动能和势能的大小变化．再结合机械能＝动能＋势能，可以判断出机械能的大小变化．
答案：A
“嫦娥一号”返回舱在距离地面一定高度时，
）
需要打开降落伞减速，以便安全着陆，在返回舱减速下降的过程中（
A．动能不变，势能减小，机械能不变
B．动能不变，势能减小，机械能减小
C．动能减小，势能减小，机械能减小
D．动能增大，势能减小，机械能不变
C
1．（2012年广州）图13－3－3所示的剪刀剪纸的机械效率
为80%，这表示（
）
D
A．若动力是1N，则阻力是0.8N
B．若阻力是1N，则动力是0.8N
C．若动力做功1J，则有0.2J的功用于剪纸
D．若动力做功1J，则有0.8J的功用于剪纸
图13－3－3
2．（2012年广州）把篮球抛向空中，忽略空气阻力，下列哪个图象能正确反映球离手后至落回地面前机械能E与篮球离地
高度h的关系（
）
A
B
C
D
解析：由于忽略空气阻力，所以篮球的机械能守恒，不论在哪个高度，机械能是不变的．
A
3．（2012年广东）图13－3－4所示的是固定在水平桌面上的圆弧轨道，将一小球由轨道的P点自由释放，滚动到Q点.在此过程中，动能先变______后变______，重力势能________________．
图13－3－4
大
小
先变小后变大
4．（2012年茂名）如图13－3－5所示，工人通过滑轮组使重600N的箱子以0.4m/s的速度从地面升到12m高的五楼上．求：
（1）若箱子平放时与楼板的接触面积为0.15m2，箱子对楼板
的压强为多大？
（2）工人吊起箱子的过程中做的有用功是多少？
（3）若滑轮组的机械效率为80%，则工人做功的功率为多
少？
图13－3－5
（3）箱子上升所用的时间为
解：（1）箱子对楼板的压力为F＝G＝600N
（2）工人对箱子做的有用功为
W有用＝Gh＝600N×12m＝7.2×103J.
根据η＝
得
拉力做的总功W总＝
＝9×103J.
拉力的功率为P＝
＝300W.
5．（2011年广州）用图13－3－6甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计．则
（
）
A．手的拉力：F甲＝F乙；机械效率：η甲＝η乙
B．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙
C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙
D．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙
D
图13－3－6
6．（2011年河源）下列过程中，物体的重力势能转化为动能
的是（
）
A．跳伞运动员在空中匀速下落的过程
B．热气球上升的过程
C．汽车在水平路面上匀速行驶的过程
D．铅球自由下落的过程
D
谢 谢