(共32张PPT)
第十一章 机械功与机械能
11.2 怎样比较做功的快慢
1.知道功率的概念；
2.理解功率的公式、单位以及功率的物理意义；
3.能利用功率公式进行简单计算；
4.通过比较做功的快慢学习用比值法研究物理问题；
5.通过实例说明功率的含义，认识到功率在实际生活中的价值。
1.理解功率的公式、单位以及功率的物理意义；
2.能利用功率公式进行简单计算。
(1)在物理学中，把______________与____________的比
叫做功率，公式为___________，其中P表示_________，
W表示_______，t表示_________。引入“功率”这个物理量是用来反映物体______________。
物体做的功
知识点一 认识功率
所用时间
功率
功
时间
做功的快慢
(2)在国际单位制中，功的单位是________，时间的单位是________，功率的单位是__________。功率的单位有一个专门的名称叫做________，简称________，符号为________，也就是1 W＝1 J/s。在工程技术上，常用_________作为功率的单位，它们之间的换算关系是1 kW＝_________W。
焦耳
秒
焦/秒
瓦特
瓦
W
千瓦
1 000
如图所示，一位老人和一位小孩攀爬同一楼梯，从一楼上到三楼。若要比较攀爬楼梯过程中老人和小孩克服重力做功的平均功率大小，下列测量组合中可行的是 ( )
①各自的质量
②一楼到三楼的竖直高度
③一楼到三楼的楼梯长度
④各自爬楼梯所需的时间
A.①② B.①④ C.②④ D.①③
B
[方法指导]根据公式 可知，要测老人和小孩克服重力做功的平均功率，需要测出老人和小孩的重力、上升的高度、上楼所用时间，由于都是从一楼爬到三楼，所以高度相同，可以不用测量，重力可以通过测质量来求，根据公式G＝mg计算出重力。
小明两次分别用时90 s、40 s从一楼爬到五楼，小明的体重与前后两次上升的高度均不变，比较两次爬楼过程 ( )
A.用时少的做功多
B.用时少的做功功率大
C.用时多的做功多
D.用时多的做功功率大
B
(1)功率的计算公式： ，P、W、t分别表示________、________、________，单位分别是瓦(_______)、焦(_______)、秒(_______)。
(2)如果物体在做匀速直线运动时，将 代入后 ,
＝________。
功率
知识点二 功率的计算
功
时间
W
J
s
Fv
自行车骑行是生活中一种环保的出行方式。小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长200 m的平直路面，用时30 s。若小明的质量为50 kg，自行车重200 N，骑行时受到的阻力为总重力的0.03倍。该过程中动力做功的功率是________W。(g取10 N/kg)
140
[方法指导]根据f＝0.03G算出骑行时受到的阻力；自行车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据W＝Fs求出此过程中动力做的功；再根据功率公式 求出功率。
新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12 km，用时10 min。已知该车的总质量为1.6×103 kg，行驶中阻力为车重的0.05倍，此过程中该车牵引力做功____________J，功率为________kW。(g取10 N/kg)
9.6×106
16
(2022·阳江期末)如图甲所示是公共场所为方便残疾人上下台阶而设计的专用通道(相当于斜面，简化图如图乙所示)，小明将重960 N的人和轮椅沿10 m长的通道从底部推上1.5 m高的平台，沿斜面所用的推力为200 N，所用时间为10 s。求：
(1)推力所做的总功；
(2)推力所做功的功率。
解：(1)已知推力F＝200 N，人和轮椅在推力方向上移动的距离s＝10 m，
则推力所做的总功W＝Fs＝200 N×10 m＝2 000 J
答：略
(2)推力做功的功率P＝ ＝200 W
[方法指导](1)已知推力大小以及人和轮椅移动的距离，利用W＝Fs可求推力所做的功；
(2)知道所用的时间，利用 可求做功的功率。解题关键是要看准是哪个力做功，以及在力的方向上通过的距离。
如图所示，斜面高h＝2 m，用沿斜面向上、大小为250 N的拉力F，将重为600 N的木箱由斜面底端以0.6 m/s的速度匀速拉动，经过10 s到达顶端，则斜面的长度为_____m，拉力做的功是_______J，拉力的功率是_____W，克服木箱的重力做功的功率是_____W。
6
1 500
150
120
1.小明百米跑的功率是200 W，表示他 ( )
A.能做200 J的功
B.每秒能做200 J的功
C.每秒做功200 W
D.每秒的功率是200 J
B
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( )
A.电梯对小杰做功约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
C
3.(2022·东莞期中)关于功率的说法正确的是 ( )
A.功率越大，做功越多
B.功率越大，做功时间越短
C.做功所用时间越少，功率越大
D.在一定时间内做功越多，功率越大
D
4.如图所示是甲、乙两个物体做功与所需时间的关系图象。由图可知，甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比较，正确的是 ( )
A.P甲＜P乙
B.P甲＞P乙
C.P甲＝P乙
D.无法比较确定
B
5.甲、乙两台机械，它们的功率之比是3 ∶1，在相同的时间里，所做的功之比为________；若做相同的功，则所需时间之比是________。
3 ∶1
1 ∶3
6.(2022·惠州期中)如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，则施加的力F1_______F2，拉力做的功W1_______W2，拉力做功的功率P1_______P2。(均选填“＞”“＜”或“＝”)
＜
＝
＜
7.如图所示，在水平地面上放置一个重为600 N的物体，将物体匀速拉动时，动力F的大小是90 N，若拉力F作用点在5 s内移动的距离是3 m，则物体的移动速度是________m/s，拉力功率大小是________W。
0.3
54
8.如图所示是武警战士进行爬杆比赛的情景，小华观看后，想要测定武警战士爬杆的功率，他设计的实验方案如下，请你帮他补充完整。
(1)实验原理：__________；
(2)实验器材：竹竿、电子秤、刻度
尺、_______等；
秒表
(3)实验步骤：
①用电子秤测出武警战士的质量m，则战士以一定的速度快速爬杆所用的力F＝________(用测定的物理量符号表示)；
②用刻度尺测出爬杆的高度h；
③用________________________________________；
④得出武警战士爬杆的功率P＝_________。(用测定
的物理量符号表示)
mg
秒表测出武警战士爬杆所用的时间t
9.(2022·茂名模拟)我市中考体育测试有跳绳
的项目，在训练的时候，同学们结合所学
的物理知识进行了如下研究：质量为50 kg
的某同学在1 min内跳了180次，每次跳的
高度大约为5 cm，如图所示。整个过程中，
求：(g取10 N/kg)
(1)她每跳一次克服重力做的功约为多少J；
解：同学的重力
G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N
她每跳一次克服重力做功
W＝Gh＝500 N×5×10－2 m＝25 J
(2)克服重力做功的功率约为多少W。
解：由题意可知，1 min内同学做的总功
W总＝W×180＝25 J×180＝4 500 J
则克服重力做功的功率
答：略
P＝ ＝75 W
10.(2022·中山三模)2021年5月15日，
我国首个火星探测器“天问一号”在
火星成功着陆，其中搭载的“祝融
号”火星探测车，如图所示，其质
量为240 kg，在火星上受到的重力
约为地球上重力的0.4倍，若“祝融号”在火星表面水平匀速直线行驶，速度为200 m/h，所受阻力为车重的0.1倍(g火＝0.4g地，g地取10 N/kg)。求：
(1)“祝融号”匀速行驶过程中受到的牵引力；
解：“祝融号”在地球上的重力
G地＝mg地＝240 kg×10 N/kg＝2 400 N
由题意可知，“祝融号”在火星上受到的重力
G火＝0.4G地＝0.4×2 400 N＝960 N
“祝融号”在火星上受到的阻力
f＝0.1G火＝0.1×960 N＝96 N
“祝融号”做匀速直线运动时，处于平衡状态，由二力平衡条件可知，“祝融号”匀速行驶过程中受到的牵引力F＝f＝96 N
(2)“祝融号”匀速行驶30 min做的功；
则“祝融号”匀速行驶30 min做的功
W＝Fs＝96 N×100 m＝9 600 J
解：由v＝ 可知，“祝融号”匀速行驶30 min通过的距离
s＝vt＝200 m/h×30× h＝100 m
(3)“祝融号”匀速行驶时做功的功率。(结果保留一位小数)
解：“祝融号”匀速行驶时做功的功率
答：略
P＝ ≈5.3 W(共15张PPT)
第十一章 机械功与机械能
11.1 怎样才叫做功
第1课时 做功的因素
1.知道功的概念；
2.理解做功的两个必要条件；
3.能够判断生活中的一些现象中物体是否做功。
1.理解做功的两个必要条件；
2.判断物体是否做功。
(1) 功的定义：物理学中规定，作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动一段________，就说这个力对物体做了__________，简称做了_______。
(2) 观察课文图11－2两幅图，分析总结一下力学中做功有哪些共同特点？
做功的两个必要因素是______________________和_________________________________________。
距离
知识点 力对物体做功
机械功
功
作用在物体上的力
物体在力的方向上移动了一段距离
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
C.文具盒所受的推力F对它做了功
D.在此过程中没有力对文具盒做功
C
[方法指导]做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在这个力的方向上移动的距离。
子弹离开枪口后已经失去了向前的推力，仍然能够继续飞行，是因为子弹具有________；子弹在空中下落过程中，重力对它__________(选填“做了功”或“没有做功”)。
惯性
做了功
(1)当同学大扫除，提着水桶从楼道走进教室时，同学对水桶没有做功。水桶____________，但是在________________________________。(劳而无功)
(2)踢足球时，足球在草地上滚动，此时人对足球没有做功。足球在草地上________________，但是人此时__________________________。(不劳无功)
受到拉力
拉力的方向上通过的距离为零
有移动距离
没有对足球产生力
(3)当同学们暑假乘坐小汽车返校时，小汽车在马路上行驶，小汽车受到的重力和支持力没有做功。小汽车受到重力和支持力，也有距离，但是重力和支持力与距离方向是相互________的。(垂直无功)
垂直
[方法指导]力对物体不做功的三种情况：
①“劳而无功”——物体受力，但物体没有在力的方向上通过一定的距离(物体静止)。
②“不劳无功”——物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用。(如：物体因惯性而运动)
③“垂直无功”——物体既受力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直。
下列属于“有距离没力”不做功情况的是( )
A.物体沿光滑斜面下滑
B.氢气球匀速直线上升
C.火箭点火后加速上升
D.推出去的物体沿光滑水平面做匀速直线运动
D
1.奥运举重冠军陈晓敏在比赛时，第一阶段她把100 kg的杠铃很快地举过头顶，第二阶段使杠铃在空中稳稳地停留了3 s，三名裁判都亮出了白灯，举重成功。关于她举重时对杠铃做功的情况，下列说法正确的是 ( )
A. 她在第一阶段内没有做功
B. 她在第二阶段内没有做功
C. 她在两个阶段内都有做功
D. 她在两个阶段内都没有做功
B
2.如图所示的情景中，关于力对杯子做功的描述正确的是
( )
D
3.如图所示为2022年冬奥会的一些运动项目，下列说法正确的是 ( )
D
4.下列关于功的说法正确的是 ( )
A.足球在水平地面上滚动一段距离时，重力对足球做了功
B.举重运动员从地面将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃做了功
C.小明用力推发生故障的汽车而未推动时，推力对汽车做了功
D.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功
B
5.2022年女足亚洲杯决赛中，中国女足
3∶2绝杀韩国女足，捧起第九座女足
亚洲杯冠军奖杯！如图所示，当足球
离开球员的脚后因________而继续向前运动，落回地面的足球在草地上滚动的过程中脚对足球___________ (选填“做功”或“不做功”)。
惯性
不做功(共23张PPT)
第十一章 机械功与机械能
11.3 如何提高机械效率
第1课时 机械效率的概念
1.知道有用功、额外功和总功的含义及三者之间的关系；
2.会计算机械效率。
知道有用功、额外功和总功的含义及三者之间的关系。
机械功的原理告诉我们，使用任何机械都不能省_______。为了达到目的必须做的功叫做有用功，用_______表示；克服机械自身重量和摩擦力所做的功，并不需要但又不得不做的功，叫做_______，用_______表示；总功等于_______和_______的总和，用_______表示。
知识点一 有用功与额外功
功
W有用
W额外
W总
额外功
额外功
有用功
[拓宽延伸]从有用功、额外功的定义可以得出，有用功和额外功是相对的。判断时，最重要的是找准工作时的做功目的，即为达到目的所做的功是有用功，而伴随其中不得不做的功均是额外功。
如图所示，用水桶从井里打水，下列关于有用功、额外功、总功的说法正确的是 ( )
A.人对桶中的水做的功是额外功
B.人对桶做的功是总功
C.手拉绳所做的功是有用功
D.人对桶中的水做的功是有用功
D
[方法指导]
(1)有用功：对我们有用的、我们需要的、有价值的功；
(2)额外功：对我们没有价值但是必须做的功；
(3)总功：动力对机械做的所有功。
一只水桶掉在了井里，在打捞水桶时里面带了一些水，在打捞水桶的过程中，对桶做的功是_______功，对桶中水做的功是_______功，手拉打捞绳所做的功是______功。
有用
额外
总
有用功与总功的比值叫做机械效率，用_______表示，
公式__________________。
[拓宽延伸]使用机械时，由于不可避免地存在摩擦和机械的自重，即额外功一定存在，那么总功一定大于有用功，机械效率就一定小于100%。
η
知识点二 机械效率
挖掘机是一种高效的工程机械。图甲是某型号挖掘机在建筑工地工作时的情形，
它能在6 s内将装满铲斗的质
量为0.75 t的泥石送到岸边，
挖掘深度h＝2 m(如图乙所
示)。求：
(1)挖掘机每挖一次泥土并水平移送到岸边，对泥土做的功；(g取10 N/kg)
解：m＝0.75 t＝750 kg
G＝mg＝750 kg×10 N/kg＝7.5×103 N
W有用＝Gh＝7.5×103 N×2 m＝1.5×104 J
(2)若发动机的总功率是20 kW，求挖泥过程中挖掘机的机械效率。
解：W总＝Pt＝20×103 W×6 s＝1.2×105 J
答：略
η＝ ×100%＝ ×100%＝12.5%
[方法指导](1)已知挖掘机挖起泥土的质量，可以得到重力；已知泥土的重力和挖起的高度，利用W有用＝Gh计算对泥土做的功；(2)已知发动机的总功率和工作时间，可以得到挖掘机做的总功；求出了对泥土做的有用功，利用公式η＝ ×100%计算挖掘机的机械效率。
一台机器的机械效率为80%，当它完成1 000 J的总功时，求它所做的有用功和额外功。
W有用＝W总·η＝1 000 J×80%＝800 J
W额外 ＝W总－W有用＝1 000 J－800 J＝200 J
答：略
解：由η＝ ×100% 得
1.甲、乙两机械的效率分别是η甲＝70%、η乙＝50%，则下列说法正确的是 ( )
A.使用甲机械省力
B.乙机械的额外功在总功中占的比例大
C.使用甲机械做功快
D.在相同时间内，使用甲机械完成的功多
B
2.下列关于功、功率和机械效率的说法中，正确的是( )
A.功率大的机械，做功一定多
B.效率高的机械，功率一定大
C.做功多的机械，效率一定高
D.做功快的机械，功率一定大
D
3.工人用滑轮组把一箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人将同样重的货物从一楼提升到五楼时，做的 ( )
A.有用功不变，总功减少
B.有用功增加，总功增加
C.有用功不变，总功增加
D.有用功减小，总功减小
A
4.甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，与乙吊车相比，甲吊车做的有用功________，总功________。(均选填“较多”“较少”或“相同”)
相同
较少
5.把同样重100 N的物体匀速向上提升，甲机械用时100 s使物体升高h1，乙机械用时300 s使物体升高h2，两机械做功情况的部分数据如图所示。
(1)甲的机械效率________(选填“大于”“等于”或“小于”)乙的机械效率；
(2)h2＝________m，乙机械做的总功W2＝_________J；
(3)甲机械做的有用功________(选填“大于”“等于”或“小于”)乙机械做的有用功。
小于
0.9
300
大于
6.某村响应政府号召积极打井抗旱救灾。他们准备用抽水机在一口打好的井中，将井下10 m深的水抽到地面。若抽水机每小时抽水7.2×105 kg，机械效率为50%。(g取10 N/kg)
(1)在1小时内，抽水机所做的有用功是多少？
解：每小时抽水所受重力为
G水＝m水g＝7.2×105 kg×10 N/kg＝7.2×106 N
在1小时内，抽水机所做的有用功为
W有用＝G水h＝7.2×106 N×10 m＝7.2×107 J
(2)在1小时内，抽水机所做的总功是多少？
在1小时内，抽水机所做的总功为
答：略
解：由η＝ ×100%得
W总 ＝ ＝1.44×108 J
7.有一个吊车，它的总功率是4 000 W，效率是80%，则它在1分钟内可以把2 000 kg的货物提多高？
W总＝Pt＝4 000 W×60 s＝2.4×105 J
W有用＝W总×η＝2.4×105 J×80%＝1.92×105 J
解：由P＝ 可知，1分钟吊车做的总功
由η＝ ×100%可得有用功
克服货物重所做的功是有用功，即有W有用＝Gh＝mgh，
所以货物升高的高度
答：略
h＝ ＝9.6 m(共26张PPT)
第十一章 机械功与机械能
11.4 认识动能和势能
第1课时 动能和势能
1.了解什么叫能量；
2.知道什么叫动能、重力势能和弹性势能；
3.理解动能、重力势能和弹性势能的影响因素。
1.知道什么叫动能、重力势能和弹性势能；
2.理解动能、重力势能和弹性势能的影响因素。
物体能够对别的物体做功，就说它具有________或________。物体能够做的功越多，它具有的能量就越________。
能量
知识点一 什么是能
能
多
关于功和能的关系，下列说法正确的是 ( )
A.物体具有的能越多，它做的功越多
B.物体有了能就一定正在做功
C.能量的转化是通过做功实现的
D.做功的物体不一定具有能
C
[方法指导]一个物体能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量，能量反映了物体做功的本领，不同的物体做功的本领也不同，一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
关于能的概念，下列说法中正确的是 ( )
A.高山上静止的石头不具有能
B.物体已做的功越多，说明物体具有的能越多
C.只要物体能够做功，就说明物体具有能
D.只有正在做功的物体才具有能
C
(1)动能：物体由于________而具有的能量，一切运动着的物体都具有________。
(2)动能的决定因素：________和________。
①质量相同的物体，运动的速度越大，它具有的动能就________；
②运动速度相同的物体，质量越大，它具有的动能就________。
运动
知识点二 动能
动能
质量
速度
越大
越大
利用如图所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球 A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块就会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB(mA＜mB)。
(1)如图甲、乙所示，同时释放小球A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的_______无关；
(2)如图甲、乙所示，观察到小球B能将木块C撞得更远，由此可得出结论：_______相同时，物体的_______ 越大，动能越大；
质量
速度
质量
(3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度________(选填“大于”“小于”或“等于”)图丙中小球B到达竖直位置时的速度；
(4)本实验通过观察__________________来判断小球动能的大小；
(5)若不计空气阻力，水平面绝对光滑，本实验_______ (选填“能”或“不能”)达到实验目的。
小于
木块移动的距离
不能
[方法指导](1)比较甲、乙两图的速度和质量的关系便可得出结论；同一小球以更大的角度静止释放后，小球到达竖直位置时的速度更大，可以探究动能大小与物体速度的关系；
(2)木块被撞出得远，说明小球的动能大，根据动能大小和质量大小比较，得出动能和质量的关系；
(3)比较乙、丙两图中角度的大小分析速度的大小；
(4)由牛顿第一定律内容分析回答。
判断能的变化
(1)一辆汽车加速运动，它的动能_______。
(2)火车进站时做减速运动，它的动能_______。停止后，它的动能变为_______。
(3)某同学慢跑和快跑时：_______动能大。
(4)汽车空载和满载时以相同速度前进：_______动能大。
(5)一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水，它的动能_______。
增大
减小
零
快跑
满载
减小
(1)重力势能。
①定义：物体由于被_______而具有的能量。
②决定因素：_______和_______。
(2)弹性势能。
①定义：物体由于_________________而具有的能量。
②决定因素：___________________。
举高
知识点三 势能
质量
高度
发生弹性形变
弹性形变的程度
“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点时速度最大，最高能到达C点。
对此过程，下列描述正确的是 ( )
A.人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少
B.人从B到C的过程中，重力势能增加，动能减少
C.人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少
D.弹性绳的弹性势能在B点时最大
B
[方法指导](1)影响动能的因素有：质量和速度，质量一定时，速度越大，动能越大；(2)影响重力势能的因素有：质量和高度，质量一定时，高度越高，重力势能越大；(3)影响弹性势能的因素是弹性形变的程度，物体弹性形变的程度越大，弹性势能越大。
如图是小明在体育考试中测试“引体向上”时的示意图，关于“引体向上”，下列说法中正确的是 ( )
A.身体悬挂不动时，机械能为零
B.身体上升时，重力做功，势能减少
C.身体下降时，重力做功，势能增加
D.身体上升时，克服重力做功，势能增加
D
1.下列关于动能和势能的说法正确的是 ( )
A.同一物体的弹性形变越大时，它具有的弹性势能越小
B.动能相等的物体一定具有相等的速度
C.质量相同的物体，重力势能一定相同
D.利用水能发电时，从上游奔腾而下的水既具有动能又具有重力势能
D
2.体育课上，同学们进行投掷铅球的练习。铅球在空中下落时，铅球的 ( )
A. 重力势能变大，速度变小
B. 重力势能变小，速度变小
C. 重力势能变大，速度变大
D. 重力势能变小，速度变大
D
3.2020年7月3日长征四号乙运载火箭，成功将高分辨率多模综合成像卫星送入预定轨道，如图所示，火箭加速上升的过程中，它所运载的卫星 ( )
A.动能增大、重力势能减小
B.动能减小、重力势能增大
C.机械能增大、动能增大
D.机械能减小、重力势能增大
C
4.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m)，分别从不同的高度h和H(H> h)静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。
(1)小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是_________(选填“控制变量法”或“转换法”)。若水平面绝对光滑，本实验将_______(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
转换法
不能
(2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与_______有关。
(3)小丽根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？_______(选填“正确”或“错误”)，理由是：_____________________。
错误
没有控制速度一定
速度
(4)另一同学用图丁所示
的方法探究动能的大
小与速度的关系，他
将相同质量的小球从
不同高度(h2>h1)由静
止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是________。(选填“正确的”或“错误的”)
错误的
5.用“模拟打桩”来探究物体重
力势能的大小与哪些因素有
关，物体的质量m1＝m2实验时，让物体从木桩正上
方的某一高度处自由下落，
将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图
所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越______，比较a、b可知：物体重力势能的大小与物体的_________有关；比较__________可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。
多
高度
a、c(共24张PPT)
第十一章 机械功与机械能
11.1 怎样才叫做功
第2课时 怎样测算功
1. 理解功的计算公式和单位，能利用公式进行简单计算；
2.了解机械功原理。
1. 理解功的计算公式和单位，能利用公式进行简单计算；
2.了解机械功原理。
(1)力对物体做的功等于________与物体在力的方向上________________的乘积，即W ＝________。其中用W表示________，F表示________，s表示物体在_______________移动的________。
(2)功的单位：________，简称______，符号为______。1 N·m＝________。1 J的物理意义是______________ ____________________________________。
力
知识点一 怎样计算功
移动的距离
Fs
功
力
力的方向上
距离
焦耳
焦
J
1 J
物体在1 N的力
的作用下沿这个力的方向移动了1 m
小明用15 N的水平推力，将重为200 N的购物车沿水平地面向前推动了8 m，在此过程中，推力对购物车做功_______J，重力对购物车做功______J。
120
0
[方法指导]推力对购物车做功由公式W＝Fs可以求出，购物车在水平地面上移动8 m，重力的方向竖直向下，购物车没有在重力的方向上移动距离，所以重力不做功。
如图所示，某人用2 N的水平推力推车沿水平方向前进了3 m，求人对车做的功。
解：W＝Fs＝2 N×3 m＝6 J
答：略
2022年冬奥会单板滑雪大跳台比赛在北京赛区进行，我国少年运动健将苏翊鸣在比赛中一举夺冠，为国争光。如图所示是苏翊鸣完成某次动作的部分路径示意图，从A点运动到B点的过程中，苏翊鸣的重力所做的功最接近 ( )
A.8.2×103 J B.4.2×103 J
C.2.4×103 J D.1.2×103 J
B
[方法指导]苏翊鸣的高度大约为1.7 m，从A到B点的距离大约为苏翊鸣身高的4倍，约为6.8 m，苏翊鸣的重量大约为600 N，故苏翊鸣的重力所做的功可以由公式W＝Gh求出。
如图所示，小明用弹簧测力计将重为10 N、底面积为0.01 m2的物块在水平地面上水平匀速拉动了5 m，弹簧测力计的示数始终保持4 N不变。物块所受地面摩擦力的大小为________N，拉力对木块做的功为________J。
4
20
如图所示，某人用F＝100 N的力，把木箱沿斜面推到2 m高处，斜面长4 m，这个人对木箱做了多少功？
解：人做的功
W＝Fs＝100 N×4 m＝400 J
答：略
[方法指导]木块由斜面底端推到顶端的过程中，力为F，在力的方向上通过的距离为斜面长，由公式W＝Fs可以求出。
如图所示，小刚提着重30 N的包，走上楼梯。针对整个过程，解答如下问题。
(1)包在竖直向上的力F的作用下，竖直方向通过的距离；
(2)求小刚走上楼梯对包做的功。
解：(1)包在竖直方向通过的距离h＝3 m
(2)对包做的功
W＝Fs＝Gh＝30 N×3 m＝90 J
答：略
研究表明：人们使用机械工作时，省力必然________；省距离则一定_________；即省力又省距离的机械是___________。也就是说，使用任何机械都___________。这个结论叫做______________，在历史上被誉为“机械的黄金定律”。
费距离
知识点二 机械功原理
费力
不存在的
不能省功
机械功原理
生产和生活中经常使用各种机械，在使用机械时，下列说法中正确的是 ( )
A.可以省力，同时也可以省功
B.可以省距离，同时也可以省功
C.只有在费力情况时才能省功
D.可以省力或省距离，但不能省功
D
[方法指导]使用机械的主要目的是省力、省距离或改变力的方向，但任何机械都不能省功。
下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是
( )
A.省力杠杆一定满足动力作用点到支点的距离大于阻力作用点到支点的距离的条件
B.定滑轮能省力，也能改变力的方向
C.滑轮组能省力，还能省功
D.斜面可以省力，但不能省功
D
1.做1 J的功就相当于 ( )
A.把质量是1 kg的物体提高1 m所做的功
B.把重为1 N的物体在水平方向移动1 m所做的功
C.在1 N的作用下物体移动1 m所做的功
D.把两个鸡蛋托起1 m高所做的功
D
2.珠海市食材配送为了使学生的午餐营养结构合理，在午餐中搭配了苹果。学生午餐时不小心使一个苹果从餐桌上掉到地上，此过程中苹果重力做功大约是( )
A.0.12 J
B.1.2 J
C.12 J
D.120 J
B
3.如图所示，甲、乙、丙、
丁为四个相同的小球，开
始时它们的高度相同，甲
先上抛后落地，乙、丙分
别从长度不同的斜面滑到地面，丁直接下落到地面，在这过程中，甲、乙、丙、丁小球重力做功分别为W1、W2、W3、W4，则关于这四个功的大小，下列说法正确的是 ( )
A.一样大 B.W1最大 C.W2最大 D.W4最大
A
4.2021年12月10日，粤赣高铁正式开通，当天一列长为200 m、质量约为400 t的高铁以300 km/h的速度匀速通过主跨约为1 000 m的大桥时，其所受到的阻力约为高铁总重力的0.01倍，则高铁完全通过主跨桥的过程中，牵引力所做的功约为 ( )
A.4×107 J B.4.8×107 J
C.4×108 J D.4.8×109 J
B
5.如图所示，物体在相同力F的作用下，分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s，力F做的功分别为W1、W2、W3，比较下图甲、乙、丙三次所做的功的大小 ( )
A.W1＝W2＝W3
B.W1＞W2＞W3
C.W1＜W2＜W3
D.无法判定
A
6. 如图所示，在整修寺庙过程中，
甲和尚将一块重400 N的石头提
到2 m高的庙墙上，乙和尚把重
110 N的瓦片提到 6 m 高的房檐
上。请帮助老和尚比较甲、乙两
个和尚的贡献大小。______(选填“甲”或“乙”)和尚的贡献大，判断的依据是____________________。
甲
甲和尚做的功多
7.如图所示，小强将重为25 N的滑板从地面上
提起0.4 m，然后小强又提着滑板在水平路
面上行走了5 m。小强提起滑板对滑板做了
________J的功，提着滑板行走又对滑板做
了________J的功，整个过程小强对滑板做
功________J。
10
0
10
8.如图甲所示，
放在水平地
面上的物体，
受到方向不
变的水平推
力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和丙所示。由图象可知，0～2 s内，物体是________(选填“运动”或“静止”)的；当t＝1 s时，物体受到的摩擦力为_______N；4～6 s拉力对物体做了_______J的功。
静止
2
32
9.为了防止噪声污染，载重汽车不让进入市区行驶。一辆载重汽车装满货物后，质量为1.8×104 kg，匀速前行600 m，受到的阻力为1.5×106 N(g取10 N/kg)。求：
(1)汽车的重力；
解：由题意知m车＝1.8×104 kg
车的重力
G车＝m车g＝1.8×104 kg×10 N/kg＝1.8×105 N
(2)汽车牵引力所做的功。
解：由于车在牵引力作用下匀速前行s＝600 m，受到的阻力为1.5×106 N，
根据二力平衡F牵＝f阻＝1.5×106 N
牵引力所做的功
W＝Fs＝F牵s＝1.5×106 N×600 m＝9×108 J
答：略(共36张PPT)
第十一章 机械功与机械能
第十一章 单元复习
本章知识总结
机
械
功
和
机
械
能
功的计算公式：W＝Fs
功的单位：焦耳，简称焦，用字母J表示，1 J＝1 N·m
判断做功的两个要素
作用在物体上的力
物体在这个力的方向上移动了距离
机
械
功
和
机
械
能
功率
定义：功与做功时间之比叫功率，功率是表示做功快慢的物理量
功率计算公式：
功率单位：
①主单位：瓦(W)；
②常用单位：千瓦(kW)，1 kW＝1 000 W
机械效率
机
械
功
和
机
械
能
有用功：使用机械时，所需要做的功
额外功：不需要但不得不做的功
总功：有用功与额外功之和
机械效率：有用功与总功的比值
计算公式：η＝ ×100%
机
械
功
和
机
械
能
动
能
和
势
能
能量的定义：物体能够做功，我们就说物体
具有能量
动能
定义：物体由于运动而具有的能
决定动能大小的因素：质量和速度。质量相同的物体，速度越大，动能越大；速度相同的物体，质量越大，动能越大
机
械
功
和
机
械
能
重
力
势
能
定义：物体由于被举高而具有的能
决定重力势能大小的因素：质量和高度。质量相同的物体，位置越高，重力势能越大；位置相同的物体，质量越大，重力势能越大
弹
性
势
能
定义：物体由于发生弹性形变而具有的能
决定弹性势能大小的因素：弹性形变大小。在弹性范围内，弹性形变越大，弹性势能越大
动
能
和
势
能
机
械
能
及
其
转
化
机
械
功
和
机
械
能
机械能：动能和势能统称为机械能，机械能的单位是J
机械能守恒：动能和势能可以相互转化，在相互转化的过程中，若没有阻力，则机械能的总量保持不变，机械能守恒
动
能
和
势
能
回归教材
1.(HY九上P10“自我评价与作业”第3题改编)如图所示，某初三同学以0.5 Hz的频率做标准的引体向上，则他的功率约为 ( )
A.50 W
B.75 W
C.150 W
D.250 W
C
2.(HY九上P18“活动3”改编)如图所示是游乐园过山车的轨道示意图，过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车的支持力能否做功和过山车的重力势能是否变化的下列说法中正确的是 ( )
A.做功，减小
B.做功，增大
C.不做功，减小
D.不做功，不变
C
3.(HY九上P2“活动1”改编)如图所示，
爸爸和儿子在玩推箱子的游戏，他
们在相同水平地面上水平向右匀速
推动相同的箱子，让箱子运动相同
的路程，儿子先到达终点。下列说法正确的是 ( )
A.爸爸对箱子的推力等于儿子对箱子的推力
B.爸爸推箱子的速度大于儿子推箱子的速度
C.爸爸对箱子做的功小于儿子对箱子做的功
D.爸爸对箱子做功的功率等于儿子做功的功率
A
4.(HY九上P18“活动3”改编)如图所示，将铁锁用绳子悬挂起来，拉到自己的鼻子附近，松手后铁锁来回摆动。在摆动过程中，下列说法正确的是 ( )
A.绳子对铁锁的拉力一直做功，且做
功的功率发生变化
B.铁锁在来回摆动过程中，其运动状
态一直在发生变化
C.铁锁从最高处向下摆动时，重力势
能增大，动能减小
D.随着铁锁上升最大高度逐渐降低，其机械能逐渐消失
B
5.(HY九上P10“自我评价与作业”第4题改编)功率为2 000 W的拖拉机在平直公路上匀速前进，受到的阻力是
2 000 N，在300 s内拖拉机做了________J的功，前进了________m，重力做功________J。
6×105
300
0
6.(HY九上P13“自我评价与作业”第3题改
编)小明同学利用圆珠笔杆、钢丝、细
绳制成了如图所示的滑轮组，用1 N的
力F匀速提升5 N的重物G，当钩码被匀
速提起0.5 m时，绳子自由端移动的距离是______m，
3
“动滑轮”(下方的圆珠笔杆及钢丝结构)的质量为
______ g。增大下面所提钩码重力时，
该滑轮组的机械效率将________
(选填“升高”“降低”或“不变”)。
(不计摩擦和绳重，g取10 N/kg)
100
升高
易错易混归纳
易错点一：判断力是否对物体做功
1.下列四幅图中所描述的力，对物体做了功的是 ( )
A.如图甲，搬石头但没有搬动，手对石头的力
B.如图乙，使小车向前运动了一段距离的推力
C.如图丙，提着滑板在水平路面上前行，手提滑板的力
D.如图丁，托着货物停在水平地面上，叉车对货物的力
B
2.为缓解同学们的紧张情绪，
中考前夕，老师在走廊上安
装了一根横杆，挂上几串粽
子，让同学们跳一跳、顶一
顶，寓意“奋起高粽(高中)”。
如图所示，虚线ABC表示被顶中的粽子在空中的运动轨迹。下列说法正确的是 ( )
A.粽子在AB段运动过程中，人对粽子做功，挂绳对粽子做功
B.粽子在AB段运动过程中，人对粽子做功，挂绳对粽子不做功
C.粽子在BC段运动过程中，重力对粽子做功，挂绳对粽子做功
D.粽子在BC段运动过程中，重力对粽子不做功，挂绳对粽子不做功
答案：B
易错点二：功与功率概念、单位易混
3.小明百米跑的功率是200 W，表示他 ( )
A.能做200 J的功
B.每秒能做200 J的功
C.每秒做功200 W
D.每秒的功率是200 J
B
易错点三：功与能的关系
4.下列物体中，不具有势能的是 ( )
A.停在空中的直升机
B.拧紧的钟表发条
C.在水平地面上滚动的小球
D.抛在空中的铅球
C
5.2022年北京冬奥会赛场上，如图所示是滑雪大跳台的运动员离开跳台后，从低处向高处跃起后下落的情景，在此过程中 ( )
A.动能一直减小
B.重力势能一直减小
C.动能先减小后增大
D.重力势能先减小后增大
C
6.如图所示，在斜面上将一个重
5 N的物体匀速拉到高处，沿
斜面向上的拉力为2 N，斜面
长s＝1.2 m、高h＝0.3 m，把
重物直接提升h所做的功作为有用功，则 ( )
A.有用功为1.5 J，机械效率为38.5%
B.有用功为2.4 J，机械效率为61.5%
C.有用功为1.5 J，机械效率为62.5%
D.有用功为1.5 J，机械效率为100%
C
7.2022年9月30日，女篮世界杯半决
赛在澳大利亚悉尼举行。篮球落
地后又弹起的过程如图所示，A、
B两点高度相同，篮球在A点的重
力势能________(选填“大于”“小
于”或“等于”)B点的重力势能，篮球在A点的动能________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的动能；篮球在弹跳过程中机械能的总量________(选填“增大” “减小”或“不变”)。
等于
大于
减小
8.如图，物体A重100 N，物体B的质量
为3 kg，物体A在物体B的作用下向
右做匀速直线运动。如果在物体A上
加一个水平向左的力F＝20 N拉动物
体A，使物体B以0.1 m/s的速度匀速
上升，则物体A与水平面的摩擦力为________N；5 s内拉力F所做的功是________J。(滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计，g取10 N/kg)
10
30
重点实验
一、探究动能的大小与哪些因素有关
1.如图所示，某实验小组在做“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，让小球从同一斜面的某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。
【实验目的】探究动能的大小与哪些因素有关。
【实验器材】斜面、质量不同的钢球、木块、弹簧。
【实验步骤】
(1)如图甲、乙所示，在研究物体的动能与速度的关系时，将质量相同的小球从斜面的不同高度由静止释放，其目的是____________________。通过_____________________来反映小球的动能大小。
改变小球的速度
木块滑行的距离
(2)在进行如图丙所示的实验时，选用了质量为2m的小球，与______(选填“甲”或“乙”)实验对比，可以探究动能大小与质量的关系。
甲
【实验表格】
(3)下表是小明设计的记录表格，表头中需要补充的内容是________________。
小球的质量/kg
【实验结论】
(4)分析比较甲、乙两次实验现象，可得出的结论是_____________________________________。
【交流与评估】
(5)另一小组的同学在进行实验时发现，几次实验中木块滑行的距离差别很小，请你写出可能的一条原因：________________________。
在质量相同时，速度越大，动能越大
水平面的摩擦力过大
【实验拓展】
(6)完成实验后，同学们另外设
计了如图丁所示的装置，他
们想用质量不同的小球将同
一弹簧压缩相同程度后由静
止释放，使之撞击同一木块，来探究小球的动能大小与质量的关系。如果按此方案操作，可以观察到的现象是____________________。
木块滑行的距离相等
二、探究重力势能的大小与哪些因素有关
2.某物理实验小组在探究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关；
猜想二：重力势能的大小可能与物体所在高度有关；
猜想三：重力势能的大小可能与物体运动路径有关。
【实验目的】探究重力势能的大小与哪些因素有关。
【实验器材】细沙、刻度尺、一些体积相同但质量不同的小球。
【实验步骤】用上述甲、乙器材做如图所示的四次实验(小球在光滑管道中运动时无能量损失)。实验时让小球从某高度自由下落，小球陷入沙子中静止后，用刻度尺测出小球陷入沙子的深度。
(1)本实验是通过观察________________________来判断重力势能大小的。
(2)为了验证猜想一，需通过__________(填字母)两次实验进行分析。
小球陷入细沙的深度
A、B
【实验结论】
(3)通过对A、C两次实验进行分析，可得出结论：当物体________相同时，高度越高，物体具有的重力势能越大。
(4)通过对四次实验的分析，可得出的结论是：物体的重力势能与物体的高度和________有关，与物体____________无关。
质量
质量
运动路径
【交流与评估】
(5)由B、C两图不能探究重力势能的大小与高度的关系，理由是____________________。
未控制质量相同
【实验拓展】
(6)下列现象或应用与本实验结论有关的是________。
A.禁止高空抛物
B.三峡大坝建造很高提高上游水位
C.大货车限载限速
D.机翼总是上部凸起、下部平滑
AB(共24张PPT)
第十一章 机械功与机械能
11.4 认识动能和势能
第2课时 机械能的转化
1.理解动能与势能的相互转化；
2.能用机械能之间相互转化的知识来解释生活中的一些现象。
运用机械能之间相互转化的知识解释生活中的一些现象。
在许多情况下，物体既具有________又具有________，两者可以相互________。
动能
知识点一 动能与势能的相互转化
势能
转化
如图所示，在一个金属罐的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来，使小铁块悬于罐体内，做好后将罐子从不太陡的斜面滚下，过一会儿
后你将看到罐子会_______________(选填“向下越滚越快”或“往高处滚回”)；向下滚的过程中，罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的____________，此时罐子的重力势能会________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
往高处滚回
弹性势能
减小
[方法指导]利用控制变量法判断影响动能、重力势能、弹性势能的各因素的变化；本题对于同一个金属罐，其质量一定，只通过比较金属罐的速度、所处的高度和橡皮筋的形变程度来判断铁罐的动能、重力势能和弹性势能的变化。
十三届全国人大三次会议表决通过了《中华人民共和国民法典》，其中把“高空坠物”纳入了违法行为，使受害者能依法追责。高空坠物过程中，下坠的物体 ( )
A.动能增大
B.动能减小
C.势能增大
D.势能不变
A
如图是过山车向下“俯冲”的情景，对过山车加速下降过程中的机械能，下列分析正确的是 ( )
A.动能增大，重力势能增大
B.动能减小，重力势能增大
C.动能减小，重力势能减小
D.动能增大，重力势能减小
D
(1)机械能之间的相互转化：物体的动能与势能是_______ (选填“可以”或“不可以”)相互转化的；有摩擦等阻力时，在动能和势能的相互转化中，机械能_______。如果没有了_____________，机械能保持不变。
可以
知识点二 机械能是否守恒
减小
摩擦(阻力)
(2)机械能和其他形式能的转化：机械能和其他形式的能之间是_______(选填“可以”或“不可以”)相互转化的。例如：水力发电时，是_______能转化为_______能；电动机工作时，是电能转化为_______能。
可以
机械
电
机械
下列关于机械能守恒定律表述正确的是 ( )
B
[方法指导]只有动能和势能的转化，不存在空气阻力和摩擦时，机械能才会守恒。当存在其他形式的能与机械能的转化时，机械能不守恒。
2018年2月12日13时03分，我国在
西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火
箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十
八、二十九颗北斗导航卫星。如图所示
的卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球
最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列说法正确的是( )
A.卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒
B.卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒
C.卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒
D.卫星从近地点运行到远地点、重力势能减小，动能减小，机械能不守恒
答案：A
1.2022年4月16日，我国神舟十三号载人飞船成功返回，如图是其打开降落伞减速降落过程的画面，返回舱在此过程中 ( )
A.动能减小，重力势能减小
B.动能增大，重力势能增大
C.动能不变，重力势能减小
D.动能减小，重力势能不变
A
2.(2022·东莞3校联考改编)在排球比赛中，小明把排球斜向上抛出，排球在空中运动过程中动能Ek随时间t变化的图象可能是 ( )
A B C D
A
3.如图所示，小球分别从光滑斜面AB、AC、AD的顶端下滑到斜面底端时的动能是 ( )
A.从AB滑下时最大
B.从AC滑下时最大
C.从AD滑下时最大
D.从三个斜面滑下时一样大
D
4.掉在水平地面上的弹性小球会跳
起，而且弹跳的高度会越来越低。
如图所示是小球弹跳的频闪照片，
小球在1、2位置的高度一样。下
面说法正确的是 ( )
A.小球在1、2位置的势能相同，机械能也相同
B.小球在1、2位置的动能相同，2位置的机械能较小
C.小球在1、2位置的机械能相同，2位置的动能较小
D.小球在2位置的动能较小，机械能也较小
D
5.(1)冰雹在空中自由下落的过程中，它的动能_______，重力势能_______，在此过程中是_________能转化为_______能。
(2)竖直向上抛出的石块，在上升过程中，它的动能_______，重力势能_______，在此过程中是_______能转化为_________能。
增大
减小
重力势
动
减小
增大
动
重力势
(3)如图所示，在射箭比赛中，运动员用力将弓拉开，在放开箭的瞬间，弓的_________能转化为箭的______能，箭在空中向上飞行的过程中，箭的_________能增大。
弹性势
动
重力势
6.如图所示，滚摆下降过程中，滚摆的_________能转化为_______能。滚摆上下往复运动过程中，其每次上升所能达到的高度越来越低，滚摆在运动过程中的机械能_________(选填“增加”“减少”或“不变”)。
重力势
动
减少
7. 蹦极是一种运动游戏。如图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中(忽略空气阻力)，其重力势能逐渐转化为_______能；游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的_________能逐渐增加；到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，所以游戏者在B点时_______(选填“是”或“不是”)处于平衡状态。
动
弹性势
不是
8.将一支内有弹簧的笔向下按压(如图)，放手后
笔会向上弹起一定高度。向下按笔的过程中，
笔的重力势能________，弹簧的弹性势能
________。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
减小
增大
9.如图，甲站在0.5 m/s匀
速上行的自动扶梯上，
乙站在0.7 m/s匀速下行
的自动扶梯上。甲、乙
两人质量相等，甲上行中动能_______(选填“增加”“不变”或“减少”)。某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能_______(后两空选填“大于”“等于”或“小于”)乙的重力势能，甲的机械能_______乙的机械能。
不变
等于
小于(共37张PPT)
第十一章 机械功与机械能
11.3 如何提高机械效率
第2课时 简单机械的效率
1.理解机械效率的公式、变形公式，并能计算简单的机械效率；
2.培养对任何事情都要注意“效率”的科学态度。
理解机械效率的公式、变形公式，并能计算简单的机械效率。
刻度尺
知识点一 测量滑轮组的机械效率
弹簧测力计
匀速
(2022·东莞三模)如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，物体重6 N，实验时，应沿________方向匀速拉动弹簧测力计，物体上升高度为10 cm，此时弹簧测力计的示数为________N，滑轮组的机械效率是_________(结果精确到0.1%)。
竖直
2.4
83.3%
[方法指导](1)实验过程中要匀速直线拉动弹簧测力计，使弹簧测力计示数不变，便于读数；(2)根据题图可知弹簧测力计分度值，读出拉力的大小以及滑轮组绳子的有
效股数，根据η＝ ×100%＝ ×100%＝ × 100%＝ ×100%求出滑轮组的机械效率。
(2022·清远期末)用如图所示的装置按顺序依次做“探究滑轮组机械效率和哪些因素有关”的实验：(已知ρ塑料＜ρ铝＜ρ铁)
(1)实验时在三个装置上分别挂上相同的钩码，并且用力拉绳使钩码____________上升；
(2)实验时不考虑绳重及摩擦，塑料滑轮、铝制滑轮及铁制滑轮外形相同、材质不同，则拉力F1、F2、F3的大小关系是_____________；机械效率η1、η2、η3的大小关系是_____________；
(3)若每个钩码重5 N，铝制滑轮的重力为2 N，将钩码匀速提升20 cm，不计绳重和摩擦，该铝制滑轮组的机械效率为__________(精确到0.1%)。
匀速直线
F1＜F2＜F3
η1＞η2＞η3
83.3%
滑轮、滑轮组、斜面等简易机械，可以省______或省________，但不能省______。由于摩擦力等因素存在，机械效率________100%。
[拓宽延伸]因为在滑轮或滑轮组中，s＝nh，则机械效率 × 100%。
力
知识点二 滑轮、滑轮组斜面等机械效率计算
距离
功
小于
小明利用如图所示的装置用最小的力把200 N的重物匀速提升到20 m高的平台上，所用时间为10 s，动滑轮的重力为40 N，不计绳重和摩擦。
(1)小明所施加拉力的功率。
解：由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离
s＝nh＝3×20 m＝60 m
因为不计绳重和摩擦，
所以绳子自由端的拉力
拉力做的总功
W总＝Fs＝80 N×60 m＝4 800 J
拉力做功的功率
P＝ ＝480 W
F＝ (G＋G动)＝ ×(200 N＋40 N)＝80 N
(2)滑轮组的机械效率。(结果精确到0.1%)
解：拉力做的有用功
W有用＝Gh＝200 N×20 m＝4 000 J
滑轮组的机械效率
答：略
η＝ ×100%＝ ×100%≈83.3%
[方法指导](1)由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用不计绳重和摩擦时F＝ (G＋G动)求绳子自由端的拉力，利用W总＝Fs求拉力做的总功，利用P＝ 求拉力做功的功率；(2)利用W有用＝Gh求有用功，利用η＝
×100%求滑轮组的机械效率。
解：(1)s＝nh＝3×5 m＝15 m
如图所示，用滑轮组拉起重20 N的重物升高5 m，所用的拉力为10 N，求：
(1)绳子自由端移动的距离；
(2)有用功与总功；
(3)机械效率。(结果精确到0.1%)
(2)W有用 ＝Gh＝20 N×5 m＝100 J
W总＝Fs＝10 N×15 m＝150 J
答：略
(3)η＝ ×100%＝ ×100%≈66.7%
如图，小明将一个重10 N的小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉力为6 N，小车沿斜面移动的距离s＝2 m，上升的高度h＝0.9 m，小明对小车做的有用功是_____J，斜面的机械效率是_______。
9
75%
[方法指导](1)知道斜面高、小车重，利用W＝Gh求小明对小车做的有用功；(2)知道拉力大小、斜面长，利用W＝Fs求小明做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比。
如图所示，斜面高为0.5 m，长为1 m。把重为100 N的物体由斜面底部匀速推到顶部，所用的推力F为80 N。求：
(1)推力所做的功；
(2)克服重力做的功；
解：(1)推力所做的功
W总＝Fs＝80 N×1 m＝80 J
(2)克服重力做的功
W有用＝Gh＝100 N×0.5 m＝50 J
(3)物体受到的摩擦力；
解：所做的额外功
W额外＝W总－W有用＝80 J－50 J＝30 J
物体受到的摩擦力
f＝ ＝30 N
(4)斜面的机械效率。
解：斜面的机械效率
答：略
η＝ ×100%＝ ×100%＝62.5%
1.(2022·惠州期中)下列各措施中能提高滑轮组机械效率的是 ( )
A.增加提升重物的重力
B.改用质量较小的定滑轮
C.减少提升高度，减少做功
D.增加动滑轮个数，减小拉力
A
2.如图所示，斜面长s＝4 m，高h＝1 m，用平行于斜面的F＝300 N的拉力，将重物由斜面的底端匀速拉到顶端，用时10 s，斜面机械效率为75%，则下列计算正确的是 ( )
A.有用功是1 200 J
B.使用斜面可以省功
C.拉力做功功率是120 W
D.物体受到的摩擦力是300 N
C
3.两个完全相同的滑轮，其重力均为
10 N。分别用如图所示的两种方式，
将重均为40 N的甲、乙两物体匀速
提升相同的高度，所用的拉力为F甲、
F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙，
下列判断正确的是(不计绳重与摩擦) ( )
A.F甲＜F乙 B.两绳子自由端移动的距离相等
C.η甲＞η乙 D.通过两机械所做的总功相等
C
4.某次施工中，工人师傅用运料桶、滑轮和绳子等器材组装了一个如图所示的起吊装置，用来运送沙石。下列做法能提高该装置机械效率的是 ( )
A.增大动滑轮受到的重力
B.增大运料桶受到的重力
C.增大沙石受到的重力
D.增大绳子受到的重力
C
5.用四只完全相同的滑轮组成如图所示的
甲、乙两滑轮组，把相同物体匀速提升
相同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙
两滑轮组的机械效率，用W甲、W乙表示
拉力所做的功(不计绳重与摩擦)，则
( )
A.η甲＝η乙，W甲＝W乙 B.η甲>η乙，W甲>W乙
C. η甲<η乙，W甲η乙，W甲A
6.某小区正在进行改造施工，工人用如图所示
的滑轮组将750 N的沙子匀速提升了10 m，
用时100 s，若工人所用的拉力为400 N，则
拉力的功率为_______W，滑轮组的机械效
率为________。使用该滑轮组既能_______
又能改变力的方向，使用滑轮组________
(选填“能”或“不能”)省功。
120
62.5%
省力
不能
7.杠杆的摩擦非常小，是一种机械效率非常高的简单机械。如图所示，若用一根机械效率为90%的杠杆将一个720 N的物体提升5 cm，此过程所做的有用功是______J，总功是______J，额外功是______J。
36
40
4
8.用如图甲所示的滑轮组缓慢
提升不同物体，每次物体被
提升的高度均为0.5 m，滑轮
组的机械效率与物体受到重
力的关系如图乙所示，不计
绳重和摩擦，由图乙可知，滑轮组提升的重物越重，
其机械效率________(选填“越大”“越小”或“不变”)；若滑轮组以更快的速度提升同一重物时，拉力的功率________(选填“变大”“变小”或“不变”)；此滑轮组的动滑轮的重力为______N。
越大
变大
10
9.工人师傅用如图甲所示的滑轮组搬运G＝1.8×104 N的货物，货物在水平拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其s－t图象如图乙所示。货物在水平方向受到
的阻力为1.8×103 N，滑轮组的机械效率为75%，滑轮组和绳子的自重不计。以__________为参照物，货物是静止的；拉力F＝_______N。若货物与地面间的阻力减小，该滑轮组的机械效率将________(选填“增大” “减小”或“不变”)。
动滑轮
800
减小
10.提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用。测量机械效率的实验装置如图所示(每个动滑轮重量相同，忽略摩擦及绳重)。
(1)实验中应_________________拉动弹簧测力计。
(2)实验过程中收集到a、b、c三组实验数据，如下表所示。
计算：a组实验的有用功为_______J，机械效率为_________。
竖直向上匀速
0.2
66.7%
(3)比较a、b两组的机械效率，它们的关系是：η1_____ η2。若提升相同物重到相同高度，与a装置相比，b装置的优势是_______；比较b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：η2_____η3，影响它们机械效率高低的因素是___________________________。
＝
省力
＜
提升物体的重力不同
11.在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某
建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所
示的滑轮组来提升装修材料，若他用250 N
的拉力在20 s内将450 N的材料提升了10 m
(不计绳重和摩擦，g＝10 N/kg)。问：
(1)拉力的功率是多少？
解：由图知，n＝3，则绳子自由端移动的距离
s＝nh＝3×10 m＝30 m
拉力做的功W总＝Fs＝250 N×30 m＝7 500 J
则施加拉力的功率
P＝ ＝375 W
(2)提升450 N材料时，此滑轮组的机械效率是多少？
解：有用功W有用＝Gh＝450 N×10 m＝4 500 J
机械效率η＝ ×100%＝ ×100%＝60%
(3)若绳子能承受的最大拉力为400 N，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少？
动滑轮的重力
G动＝nF－G＝3×250 N－450 N＝300 N
解：由F＝ (G+G动)可得，
由F＝ (G+G动)可得，
最大物重G′＝nF′－G动＝3×400 N－300 N＝900 N
此滑轮组的最大机械效率
答：略
η′＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%
＝ ×100%＝75%
