考点解析—功和简单机械（课件 24PPT 无答案）
文档属性
| 名称 | 考点解析—功和简单机械（课件 24PPT 无答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 905.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 华东师大版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2020-04-20 08:24:13 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
考点解析——
功和简单机械
null
考点一
01
02
考点二
功率的大小比较
03
考点三
动能和势能的相互转化
04
考点四
简单机械和机械效率
目录
null
功和功率的理解和计算 3
null
知识点一：功
1、概念：物体在力的方向上通过一段距离，我们说物体在这个力的作用下做了功，所以功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
2、 公式：W=FS=Pt
3、单位：焦耳，N.M
4、 做功的两个必要因素：①作用在物体上的力
②物体在力的方向上通过一段距离
5、做功的实质：能量转化的过程
null
知识点二：功率
1、概念： 功率是物体在单位时间内所做的功，它反映了做功的快慢程度，但不能反映做功的多少。
2、计算公式：P=W/t
3、单位：瓦特（W） 1W=1J/S
4、若物体是匀速直线运动的，P=FV
null
知识点三：机械能
1、动能
物体由于运动而具有的能，叫动能。动能的大小和物体的质量和运动速度有关系E=1/2mv`2
2、势能
势能有重力势能和弹性势能两类
E=Gh=mgh（重力势能）
3、机械能及其转化
动能和势能统称为机械能，动能和势能之间可以相互转化，在没有阻力时，动能和势能在相互转化过程中，机械能总量保持不变。
null
知识点四：简单机械
一、杠杆
1、定义：杠杆指能绕某一固定点转动的硬棒，一切可以绕某固定点转动的刚性物体，都可以看成杠杆。
五要素：支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂
注意点：画力臂时：先找支点，再画力的作用线，然后画从支点到力的作用线垂线。
2、杠杆的平衡：杠杆的平衡状态指杠杆处于静止状态或匀速转动状态。
平衡条件：动力x动力臂=阻力x阻力臂
3、杠杆的分类和应用
种类 力臂关系 力的关系 特点 应用举例
省力杠杆 l1>l2 F1等臂杠杆 l1=l2 F1=F2 不省力也不费力 天平，定滑轮
费力杠杆 l1F2 费力，省举例 缝纫机踏板、铲车的连杆
null
二、定滑轮、动滑轮和滑轮组
种类 定滑轮 动滑轮 滑轮组
滑轮装置
特点 能改变力的方向，不能改变力的大小 能改变力的大小，不能改变力的方向 可以改变力的方向和大小
用力情况 理想情况 F=G(不计摩擦、绳子的重力） F=1/2G(不计摩擦、绳子、动滑轮的重） F=1/nG（不计摩擦、绳子、动滑轮的重）
实际情况 F>G F=1/2（G+G动）
（不计摩擦，如果考虑摩擦的话，实际用力还会更大些） F=1/n（G+G动）(不计摩擦，考虑摩擦的话，实际用力会更大些）
绳子自由端通过的距离S与物体上升的高度 S=h S=2h S=nh
null
例题1、一辆小汽车爱平直的公路上匀速行驶，发动机的牵引力为2000N，速度为108Km/h，
①求小汽车匀速行驶时受到的阻力为多少？
②求牵引力在10min内做的功
③若发动机的牵引力用F表示，小汽车的速度用V表示，请推导出功率的公式P=FV.
解析：本题目综合考察了二力平衡条件的应用、功和功率的计算，这三者的联系比较紧密，对于P=Fv的公式经常会用到，要能够灵活运用
解题思路：
（1）因为汽车在平直公路上匀速行驶，所以汽车受到一对平衡力的作用，即牵引力和地面对它的阻力就是一对平衡力，所以得到阻力的大小 f=F=2000N
（2）根据s=vt 求出汽车的行驶距离，然后根据功的计算公式W=Fs 可得到功的大小
s=vt=30m/s*600s=18000m W=Fs=2000N*18000m=3.6×10`7J
（3）根据做功的公式、功率的公式和速度的公式就可以推导出功率的表达式。
功和功率的计算
null
同类变形：（基础）
我们在超市购物，经常要用到购物车，已知购物车的质量为10kg,小明用10N的水平推力推着购物车沿水平地面运动了4m，用时4s，求
（1）购物车的重力
（2）推力所做的功
（3）推力的功率
null
功率大小的比较
例题：完全相同的甲、乙两辆玩具车同时从同一地点同方向出发，沿相同水平地面做匀速直线运动，它们运动的s?t图象如图所示，甲、乙两车受到的牵引力分别为
F甲、F乙,甲、乙两车牵引力的功率分别为P甲、P乙,下列判断正确的是( D )
A. F甲>F乙；P甲>P乙
B. F甲C. F甲=F乙；P甲D. F甲=F乙；P甲>P乙
分析：
（1）由s-t图象判断两车的运动性质，找出甲、乙两车的路程与所对应的时间，然后由速度公式比较两车速度大小关系；
（2）已知两车的材料质量均相同，两车都做匀速直线运动，根据二力平衡条件分析两车牵引力关系；
（3）已知两车牵引力与速度大小关系，利用公式P=Fv比较功率大小。
解答：
(1)由s?t图象知：当时间相同时，甲通过的路程大于乙通过的路程，
由v=st知，甲车的速度大于乙车的速度；
(2)已知两车完全相同(对地面的压力也相同)，沿相同水平地面运动，则两车受到的摩擦力相同；
两车都做匀速直线运动,即受力平衡,牵引力与摩擦力相等,所以两车受到的牵引力也相等,即F甲=F乙；
(3)由上知,甲车的速度大于乙车速度,F甲=F乙，
由P=Wt=Fst=Fv知,甲的功率大于乙的功率,即P甲>P乙。
故选：D。
null
动能和势能的相互转化
例题：如图甲所示,小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。小球从刚接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系如图乙所示,其中b为曲线最高点。不计空气阻力,弹簧在整个过程中始终发生弹性形变,则小球?（ ）?
A. 受到的弹力始终不变
B. 运动过程中动能一直增大
C. 运动过程中机械能不变
D. 在b点时重力等于弹力
考点：弹力，动能和势能的大小变化，机械能的概念
分析：由图象可知，小球速度先变大，后变小。弹簧发生形变从而产生弹力，弹力的大小与弹簧的弹性形变程度有关。
机械能是动能和势能的统称，动能与物体的质量和速度有关；
在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力，当两力大小相等时，小球速度最大，此时弹力与重力是一对平衡力。
解答：【答案】D
【解析】
A. 小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，弹簧形变程度逐渐变大，所以小球受到弹力也逐渐变大，故A错误；
B. 由图象可知，小球速度先变大，后变小。小球质量不变，所以小球动能先变大，后变小，故B错误；
C. 机械能分为动能和势能，势能分为重力势能和弹性势能，小球下落压缩弹簧，小球机械能大部分转化为弹簧的弹性势能，小部分机械能由于克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以机械能减小，故C错误；
D. 在小球向下运动过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力。开始时，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大。到达b点时，随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当弹力与重力相等时，两力是一对平衡力，合力为零。小球再向下运动，弹力大于重力，合力向上，小球速度减小。由此可见，到达b点时，重力G与弹力F是一对平衡力，小球速度最大，故D正确。
故选：D。
null
1、 如图,粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接,弹簧左端固定。小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中(空气阻力忽略不计),下列说法正确的是( C )
A. 在弹簧恢复原状的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能
B. 小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒
C. 小木块P在斜面上向上运动时，动能减小，重力势能增加
D. 小木块P运动到最高点时处于平衡状态
考点：
平衡状态的判断，动能和势能的大小变化，动能和势能的转化与守恒
分析：
（1）判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的。
（2）不计空气和摩擦阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒。
（3）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度。在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析。
（4）对木块在最高点时进行受力分析，然后根据二力平衡条件判断是否受到平衡力的作用，进而判断木块是否处于平衡状态。
null
2、 如图所示,在“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验中,下列说法正确的是( )
A. 实验所用斜面和水平面都必须是光滑的
B. 木块向前滑行的过程中机械能保持不变
C. 小球质量越大，到达斜面底端的速度越大
D. 木块被撞击后滑行的越远，说明小球的动能越大
考点：探究影响物体动能大小的因素
分析：（1）影响动能大小的因素：速度和质量；
（2）根据机械能影响因素即可判断；
（3）小球到达斜面底端的速度取决于小球在斜面上的高度；为了保证小球到达斜面底端具有相同的速度，可以让小球从同一高度落下。
（4）通过小球对木块做功，来探究小球的动能大小，利用了转换法。
解答：
A. 由于影响动能大小的因素是速度和质量；所以所用斜面和水平面是相同的即可，不一定必须是光滑，故A错误；
B. 木块向前滑行的过程中，速度减小，由于木块在水平面上，质量不变，则机械能减小，故B错误；
C. 小球到达斜面底端的速度取决于小球在斜面上的高度，滚下的高度越高小球到达斜面底端的速度越大，故C错误；
D. 根据转换法，将木块推得越远，说明小球撞击木块前的动能很大，故D正确。
故选：D。
null
滑轮和滑轮组
湖北省第二届园林博览会将于2019年9月28日在荆州开幕。在某场馆建设中,采用了如图所示的装置提升重物,当工人师傅们用1000N的拉力F向下拉绳,使重1600N的重物匀速上升了5m,此过程中克服绳重和摩擦做功500J,下列说法中正确的是( C )
A. 拉力F做功为5×103 J
B. 缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为800N
C. 动滑轮重为300N
D. 滑轮组的机械效率为75%
考点：
滑轮组绳子拉力的计算，功的计算，滑轮（组）的机械效率
分析：
（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h，利用W=Fs求拉力F做功；
（2）缠绕在动滑轮上每股绳的拉力都等于绳子末端的拉力；
（3）利用W=Gh求拉力做的有用功，拉力做的额外功等于总功减去有用功，知道此过程中克服绳重和摩擦做功，可求提升动滑轮做的额外功，再利用W=Gh求动滑轮重力；
（4）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
null
1、 两个滑轮按如图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N。下列选项正确的是（ D ）
A.A是定滑轮，B是动滑轮
B.拉力F做的功为5J
C.拉力F的功率为1.8W
D.滑轮组的机械效率为90%
2、如图所示,物体A. B的重分别为20N、10N,滑轮和绳子的重忽略不计,此时物体A在水平面上向右作匀速直线运动,若用力F向左拉物体A,使物体A向左作匀速直线运动,则（B）
A. F=20N
B. F=10N
C. F=5N
D. F=30N
null
如图,杠杆在水平位置平衡,物体M1重为500N,OA:OB=2:3,每个滑轮重为20N,滑轮组的机械效率为80%,在拉力F的作用下,物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。(杠杆与绳的自重、摩擦均不计)
求：(1)物体M2的重力；
(2)拉力F的功率；
(3)物体M1对水平面的压力。
杠杆与滑轮组组合
考点：
杠杆的平衡条件，滑轮（组）的机械效率，功率的计算
解答：
(1)因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功，则滑轮组的机械效率：η=W有W总=GhGh+G动h=GG+G动，
即：80%=GG+20N，解得物体M2的重力：G=80N；
(2)由图知，绳子的有效段数为2，绳的自重、摩擦均不计，则作用在绳子自由端的拉力：F=G+G动2=80N+20N2=50N；
物体M2以0.5m/s速度匀速上升了h，绳子自由端移动的距离为：s=2h，由v=st可得绳子自由端的速度为：v绳=2v=2×0.5m/s=1m/s；
拉力F的功率：P=Wt=Fst=Fv绳=50N×1m/s=50W；
(3)由力的平衡条件可得，B端对定滑轮向上的拉力：F′B=3F+G定=3×50N+20N=170N，
根据力的作用是相互的,则定滑轮对杠杆B端的拉力为：FB=F′B=170N，根据杠杆的平衡条件可得：FA×OA=FB×OB，
故绳子对杠杆A端的拉力为：FA=OBOA×FB=32×170N=255N，力的作用是相互的,则绳子对M1向上的拉力为F′A=FA=255N，
根据力的平衡,地面对M1的支持力：F支=G1?F′A=500N?255N=245N；由力的相互性可知,物体M1对水平面的压力：F压=F支=245N。
答：(1)物体M2的重力为80N；
(2)拉力F的功率为50W；
(3)物体M1对水平面的压力为245N。
null
2、如图是使用汽车打捞水下重物示意图,在重物从水底拉到井口的过程中,汽车以恒定速度如图向右运动,忽略水的阻力和滑轮的摩擦,四位同学画出了汽车功率(P)随时间(t)变化的图象,其中正确的是( D )
A B C D
考点：
[功率计算公式的应用]
分析：
此过程分三个阶段：
第一个阶段，物体完全浸没在水中，此时浮力不变，F=G-F浮，所以拉力不变，根据P=Fv可知：汽车在此阶段的功率不变；
第二个阶段，物体只有一部分浸入水中，而且排开水的体积越来越小，所受浮力也越来越小，F=G-F浮，所以拉力增大，根据P=Fv可知：汽车在此阶段的功率增大；
第三个阶段，物体离开水面了，此时物体只在拉力和重力的作用下匀速运动，所以F=G，拉力不变，根据P=Fv可知：汽车在此阶段的功率不变．
null
3、建筑工地上,需要利用拖拉机和滑轮组(如图所示)将一个质量为1.2×103 kg 的物体,拉到长 100m,高 60m 的斜面顶端,测得拉动一个物体沿斜面匀速上升时拖拉机对绳的水平拉力为 4.8×103N.(不计绳重及绳与滑轮间的摩擦)
(1)对物体做的有用功；
(2)求装置(滑轮组与斜面组合)的机械效率；
(3)已知动滑轮重 500N，求物体与斜面的摩擦力多大；
(4)若拖拉机质量为 12t，最大输出功率为 48kw，受到水平地面的阻力为车重的 0.01 倍，则 其在匀速运动时的最大速度为多少?
考点：
机械效率的计算，有用功和额外功
分析：
（1）根据W有=Gh计算有用功；
（2）由图可知，滑轮组中有两段绳子通过动滑轮，即n=2，根据η=
W有/W总
可计算组合机械的机械效率；
（3）根据W总=W有+W额和W额=fL+G滑h计算物体所受摩擦力的大小；
（4）根据P=Fv计算拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度．
null
解答：
(1)已知物体质量和斜面高，对物体做的有用功：
W有=Gh=mgh=1.2×103kg×10N/kg×60m=7.2×105J；
(2)由图可知，滑轮组中有两段绳子通过动滑轮，即n=2，
将物体拉上斜面时，拖拉机通过距离s=2L=2×100m=200m，
拉力总功：W总=F拉s=4.8×103N×200m=9.6×105J，
所以拉动物体时的机械效率：
η=W有W总×100%=7.2×105J/9.6×105J×100%=75%；
(3)根据W总=W有+W额可得额外功：W额=W总?W有=9.6×105J?7.2×105J=2.4×105J，
不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，克服动滑轮重和斜面摩擦所做的功是额外功，
所以：W额=fL+G滑h，
所以物体所受摩擦力：f=W额?G滑hL=2.4×105J?500N×60m100m=2.1×103N，
(4)由P=Wt=F拉st=F拉v，
拖拉机的最大输出功率为48kW，
拖拉机做匀速直线运动,所以F拉=f=0.01G拖拉机=0.01m拖拉机g=0.01×12×103kg×10N/kg=1200N，
拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度：
v=PF拉=48×103W1200N=40m/s.
答：(1)对物体做的有用功为7.2×105J；
(2)装置(滑轮组与斜面组合)的机械效率为75%；
(3)物体与斜面的摩擦力为2.1×103N；
(4)拖拉机在匀速运动时的最大速度为40m/s.
null
课后练习
null
null
3、（2018?潍坊一模）如图所示装置中O为轻质杠杆AB的支点，AO：OB=3：2，A端用细绳连接物体甲，B端用细绳连接物体乙，物体乙浸没在水中，此时杠杆恰好在水平位置平衡。已知物体甲、乙的质量分别为1kg和2kg，容器的底面积是500cm2，g取10N/kg，绳子的重力与容器的厚度忽略不计。求：
（1）物体乙的体积；（2）容器底部受到水的压力。模）如图所示装置中O为轻质杠杆AB的支点，AO：OB=3：2，A端用细绳连接物体甲，B端用细绳连接物体乙，物体乙浸没在水中，此时杠杆恰好在水平位置平衡。已知物体甲、乙的质量分别为1kg和2kg，容器的底面积是500cm2，g取10N/kg，绳子的重力与容器的厚度忽略不计。求：
（1）物体乙的体积；（2）容器底部受到水的压力。
null
4、（2016?盐城校级模拟）如图所示，木块的下面拴一铁球悬浮在水中，当把细线剪断后，木块的机械能______，铁球的重力势能_______，水的重力势能______。（填“增大”“减小”或“不变”）
5、如图所示,杠杆MON在水平位置保持静止,A、B是实心柱形物体,他们受到的重力分别是GA=13.8N,GB=10N,B的底面积SB=40cm2,柱形容器中装有水,此时水的深度h1=12cm,容器的底面积S容=200cm2,B物体底面离容器底的距离h0=5cm,已知MO:ON=2:3,ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg.求：
(1)水对容器底的压强和水对B物体的浮力。
(2)A物体对水平地面的压力。
(3)若打开开关K缓慢放水，当A物体对水平地面压力刚好为零时，容器中所放出水的质量有多大?
null
考点解析——
功和简单机械
null
考点一
01
02
考点二
功率的大小比较
03
考点三
动能和势能的相互转化
04
考点四
简单机械和机械效率
目录
null
功和功率的理解和计算 3
null
知识点一：功
1、概念：物体在力的方向上通过一段距离，我们说物体在这个力的作用下做了功，所以功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
2、 公式：W=FS=Pt
3、单位：焦耳，N.M
4、 做功的两个必要因素：①作用在物体上的力
②物体在力的方向上通过一段距离
5、做功的实质：能量转化的过程
null
知识点二：功率
1、概念： 功率是物体在单位时间内所做的功，它反映了做功的快慢程度，但不能反映做功的多少。
2、计算公式：P=W/t
3、单位：瓦特（W） 1W=1J/S
4、若物体是匀速直线运动的，P=FV
null
知识点三：机械能
1、动能
物体由于运动而具有的能，叫动能。动能的大小和物体的质量和运动速度有关系E=1/2mv`2
2、势能
势能有重力势能和弹性势能两类
E=Gh=mgh（重力势能）
3、机械能及其转化
动能和势能统称为机械能，动能和势能之间可以相互转化，在没有阻力时，动能和势能在相互转化过程中，机械能总量保持不变。
null
知识点四：简单机械
一、杠杆
1、定义：杠杆指能绕某一固定点转动的硬棒，一切可以绕某固定点转动的刚性物体，都可以看成杠杆。
五要素：支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂
注意点：画力臂时：先找支点，再画力的作用线，然后画从支点到力的作用线垂线。
2、杠杆的平衡：杠杆的平衡状态指杠杆处于静止状态或匀速转动状态。
平衡条件：动力x动力臂=阻力x阻力臂
3、杠杆的分类和应用
种类 力臂关系 力的关系 特点 应用举例
省力杠杆 l1>l2 F1
费力杠杆 l1
null
二、定滑轮、动滑轮和滑轮组
种类 定滑轮 动滑轮 滑轮组
滑轮装置
特点 能改变力的方向，不能改变力的大小 能改变力的大小，不能改变力的方向 可以改变力的方向和大小
用力情况 理想情况 F=G(不计摩擦、绳子的重力） F=1/2G(不计摩擦、绳子、动滑轮的重） F=1/nG（不计摩擦、绳子、动滑轮的重）
实际情况 F>G F=1/2（G+G动）
（不计摩擦，如果考虑摩擦的话，实际用力还会更大些） F=1/n（G+G动）(不计摩擦，考虑摩擦的话，实际用力会更大些）
绳子自由端通过的距离S与物体上升的高度 S=h S=2h S=nh
null
例题1、一辆小汽车爱平直的公路上匀速行驶，发动机的牵引力为2000N，速度为108Km/h，
①求小汽车匀速行驶时受到的阻力为多少？
②求牵引力在10min内做的功
③若发动机的牵引力用F表示，小汽车的速度用V表示，请推导出功率的公式P=FV.
解析：本题目综合考察了二力平衡条件的应用、功和功率的计算，这三者的联系比较紧密，对于P=Fv的公式经常会用到，要能够灵活运用
解题思路：
（1）因为汽车在平直公路上匀速行驶，所以汽车受到一对平衡力的作用，即牵引力和地面对它的阻力就是一对平衡力，所以得到阻力的大小 f=F=2000N
（2）根据s=vt 求出汽车的行驶距离，然后根据功的计算公式W=Fs 可得到功的大小
s=vt=30m/s*600s=18000m W=Fs=2000N*18000m=3.6×10`7J
（3）根据做功的公式、功率的公式和速度的公式就可以推导出功率的表达式。
功和功率的计算
null
同类变形：（基础）
我们在超市购物，经常要用到购物车，已知购物车的质量为10kg,小明用10N的水平推力推着购物车沿水平地面运动了4m，用时4s，求
（1）购物车的重力
（2）推力所做的功
（3）推力的功率
null
功率大小的比较
例题：完全相同的甲、乙两辆玩具车同时从同一地点同方向出发，沿相同水平地面做匀速直线运动，它们运动的s?t图象如图所示，甲、乙两车受到的牵引力分别为
F甲、F乙,甲、乙两车牵引力的功率分别为P甲、P乙,下列判断正确的是( D )
A. F甲>F乙；P甲>P乙
B. F甲
分析：
（1）由s-t图象判断两车的运动性质，找出甲、乙两车的路程与所对应的时间，然后由速度公式比较两车速度大小关系；
（2）已知两车的材料质量均相同，两车都做匀速直线运动，根据二力平衡条件分析两车牵引力关系；
（3）已知两车牵引力与速度大小关系，利用公式P=Fv比较功率大小。
解答：
(1)由s?t图象知：当时间相同时，甲通过的路程大于乙通过的路程，
由v=st知，甲车的速度大于乙车的速度；
(2)已知两车完全相同(对地面的压力也相同)，沿相同水平地面运动，则两车受到的摩擦力相同；
两车都做匀速直线运动,即受力平衡,牵引力与摩擦力相等,所以两车受到的牵引力也相等,即F甲=F乙；
(3)由上知,甲车的速度大于乙车速度,F甲=F乙，
由P=Wt=Fst=Fv知,甲的功率大于乙的功率,即P甲>P乙。
故选：D。
null
动能和势能的相互转化
例题：如图甲所示,小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。小球从刚接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系如图乙所示,其中b为曲线最高点。不计空气阻力,弹簧在整个过程中始终发生弹性形变,则小球?（ ）?
A. 受到的弹力始终不变
B. 运动过程中动能一直增大
C. 运动过程中机械能不变
D. 在b点时重力等于弹力
考点：弹力，动能和势能的大小变化，机械能的概念
分析：由图象可知，小球速度先变大，后变小。弹簧发生形变从而产生弹力，弹力的大小与弹簧的弹性形变程度有关。
机械能是动能和势能的统称，动能与物体的质量和速度有关；
在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力，当两力大小相等时，小球速度最大，此时弹力与重力是一对平衡力。
解答：【答案】D
【解析】
A. 小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，弹簧形变程度逐渐变大，所以小球受到弹力也逐渐变大，故A错误；
B. 由图象可知，小球速度先变大，后变小。小球质量不变，所以小球动能先变大，后变小，故B错误；
C. 机械能分为动能和势能，势能分为重力势能和弹性势能，小球下落压缩弹簧，小球机械能大部分转化为弹簧的弹性势能，小部分机械能由于克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以机械能减小，故C错误；
D. 在小球向下运动过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力。开始时，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大。到达b点时，随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当弹力与重力相等时，两力是一对平衡力，合力为零。小球再向下运动，弹力大于重力，合力向上，小球速度减小。由此可见，到达b点时，重力G与弹力F是一对平衡力，小球速度最大，故D正确。
故选：D。
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1、 如图,粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接,弹簧左端固定。小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中(空气阻力忽略不计),下列说法正确的是( C )
A. 在弹簧恢复原状的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能
B. 小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒
C. 小木块P在斜面上向上运动时，动能减小，重力势能增加
D. 小木块P运动到最高点时处于平衡状态
考点：
平衡状态的判断，动能和势能的大小变化，动能和势能的转化与守恒
分析：
（1）判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的。
（2）不计空气和摩擦阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒。
（3）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度。在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析。
（4）对木块在最高点时进行受力分析，然后根据二力平衡条件判断是否受到平衡力的作用，进而判断木块是否处于平衡状态。
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2、 如图所示,在“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验中,下列说法正确的是( )
A. 实验所用斜面和水平面都必须是光滑的
B. 木块向前滑行的过程中机械能保持不变
C. 小球质量越大，到达斜面底端的速度越大
D. 木块被撞击后滑行的越远，说明小球的动能越大
考点：探究影响物体动能大小的因素
分析：（1）影响动能大小的因素：速度和质量；
（2）根据机械能影响因素即可判断；
（3）小球到达斜面底端的速度取决于小球在斜面上的高度；为了保证小球到达斜面底端具有相同的速度，可以让小球从同一高度落下。
（4）通过小球对木块做功，来探究小球的动能大小，利用了转换法。
解答：
A. 由于影响动能大小的因素是速度和质量；所以所用斜面和水平面是相同的即可，不一定必须是光滑，故A错误；
B. 木块向前滑行的过程中，速度减小，由于木块在水平面上，质量不变，则机械能减小，故B错误；
C. 小球到达斜面底端的速度取决于小球在斜面上的高度，滚下的高度越高小球到达斜面底端的速度越大，故C错误；
D. 根据转换法，将木块推得越远，说明小球撞击木块前的动能很大，故D正确。
故选：D。
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滑轮和滑轮组
湖北省第二届园林博览会将于2019年9月28日在荆州开幕。在某场馆建设中,采用了如图所示的装置提升重物,当工人师傅们用1000N的拉力F向下拉绳,使重1600N的重物匀速上升了5m,此过程中克服绳重和摩擦做功500J,下列说法中正确的是( C )
A. 拉力F做功为5×103 J
B. 缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为800N
C. 动滑轮重为300N
D. 滑轮组的机械效率为75%
考点：
滑轮组绳子拉力的计算，功的计算，滑轮（组）的机械效率
分析：
（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h，利用W=Fs求拉力F做功；
（2）缠绕在动滑轮上每股绳的拉力都等于绳子末端的拉力；
（3）利用W=Gh求拉力做的有用功，拉力做的额外功等于总功减去有用功，知道此过程中克服绳重和摩擦做功，可求提升动滑轮做的额外功，再利用W=Gh求动滑轮重力；
（4）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
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1、 两个滑轮按如图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N。下列选项正确的是（ D ）
A.A是定滑轮，B是动滑轮
B.拉力F做的功为5J
C.拉力F的功率为1.8W
D.滑轮组的机械效率为90%
2、如图所示,物体A. B的重分别为20N、10N,滑轮和绳子的重忽略不计,此时物体A在水平面上向右作匀速直线运动,若用力F向左拉物体A,使物体A向左作匀速直线运动,则（B）
A. F=20N
B. F=10N
C. F=5N
D. F=30N
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如图,杠杆在水平位置平衡,物体M1重为500N,OA:OB=2:3,每个滑轮重为20N,滑轮组的机械效率为80%,在拉力F的作用下,物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。(杠杆与绳的自重、摩擦均不计)
求：(1)物体M2的重力；
(2)拉力F的功率；
(3)物体M1对水平面的压力。
杠杆与滑轮组组合
考点：
杠杆的平衡条件，滑轮（组）的机械效率，功率的计算
解答：
(1)因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功，则滑轮组的机械效率：η=W有W总=GhGh+G动h=GG+G动，
即：80%=GG+20N，解得物体M2的重力：G=80N；
(2)由图知，绳子的有效段数为2，绳的自重、摩擦均不计，则作用在绳子自由端的拉力：F=G+G动2=80N+20N2=50N；
物体M2以0.5m/s速度匀速上升了h，绳子自由端移动的距离为：s=2h，由v=st可得绳子自由端的速度为：v绳=2v=2×0.5m/s=1m/s；
拉力F的功率：P=Wt=Fst=Fv绳=50N×1m/s=50W；
(3)由力的平衡条件可得，B端对定滑轮向上的拉力：F′B=3F+G定=3×50N+20N=170N，
根据力的作用是相互的,则定滑轮对杠杆B端的拉力为：FB=F′B=170N，根据杠杆的平衡条件可得：FA×OA=FB×OB，
故绳子对杠杆A端的拉力为：FA=OBOA×FB=32×170N=255N，力的作用是相互的,则绳子对M1向上的拉力为F′A=FA=255N，
根据力的平衡,地面对M1的支持力：F支=G1?F′A=500N?255N=245N；由力的相互性可知,物体M1对水平面的压力：F压=F支=245N。
答：(1)物体M2的重力为80N；
(2)拉力F的功率为50W；
(3)物体M1对水平面的压力为245N。
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2、如图是使用汽车打捞水下重物示意图,在重物从水底拉到井口的过程中,汽车以恒定速度如图向右运动,忽略水的阻力和滑轮的摩擦,四位同学画出了汽车功率(P)随时间(t)变化的图象,其中正确的是( D )
A B C D
考点：
[功率计算公式的应用]
分析：
此过程分三个阶段：
第一个阶段，物体完全浸没在水中，此时浮力不变，F=G-F浮，所以拉力不变，根据P=Fv可知：汽车在此阶段的功率不变；
第二个阶段，物体只有一部分浸入水中，而且排开水的体积越来越小，所受浮力也越来越小，F=G-F浮，所以拉力增大，根据P=Fv可知：汽车在此阶段的功率增大；
第三个阶段，物体离开水面了，此时物体只在拉力和重力的作用下匀速运动，所以F=G，拉力不变，根据P=Fv可知：汽车在此阶段的功率不变．
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3、建筑工地上,需要利用拖拉机和滑轮组(如图所示)将一个质量为1.2×103 kg 的物体,拉到长 100m,高 60m 的斜面顶端,测得拉动一个物体沿斜面匀速上升时拖拉机对绳的水平拉力为 4.8×103N.(不计绳重及绳与滑轮间的摩擦)
(1)对物体做的有用功；
(2)求装置(滑轮组与斜面组合)的机械效率；
(3)已知动滑轮重 500N，求物体与斜面的摩擦力多大；
(4)若拖拉机质量为 12t，最大输出功率为 48kw，受到水平地面的阻力为车重的 0.01 倍，则 其在匀速运动时的最大速度为多少?
考点：
机械效率的计算，有用功和额外功
分析：
（1）根据W有=Gh计算有用功；
（2）由图可知，滑轮组中有两段绳子通过动滑轮，即n=2，根据η=
W有/W总
可计算组合机械的机械效率；
（3）根据W总=W有+W额和W额=fL+G滑h计算物体所受摩擦力的大小；
（4）根据P=Fv计算拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度．
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解答：
(1)已知物体质量和斜面高，对物体做的有用功：
W有=Gh=mgh=1.2×103kg×10N/kg×60m=7.2×105J；
(2)由图可知，滑轮组中有两段绳子通过动滑轮，即n=2，
将物体拉上斜面时，拖拉机通过距离s=2L=2×100m=200m，
拉力总功：W总=F拉s=4.8×103N×200m=9.6×105J，
所以拉动物体时的机械效率：
η=W有W总×100%=7.2×105J/9.6×105J×100%=75%；
(3)根据W总=W有+W额可得额外功：W额=W总?W有=9.6×105J?7.2×105J=2.4×105J，
不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，克服动滑轮重和斜面摩擦所做的功是额外功，
所以：W额=fL+G滑h，
所以物体所受摩擦力：f=W额?G滑hL=2.4×105J?500N×60m100m=2.1×103N，
(4)由P=Wt=F拉st=F拉v，
拖拉机的最大输出功率为48kW，
拖拉机做匀速直线运动,所以F拉=f=0.01G拖拉机=0.01m拖拉机g=0.01×12×103kg×10N/kg=1200N，
拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度：
v=PF拉=48×103W1200N=40m/s.
答：(1)对物体做的有用功为7.2×105J；
(2)装置(滑轮组与斜面组合)的机械效率为75%；
(3)物体与斜面的摩擦力为2.1×103N；
(4)拖拉机在匀速运动时的最大速度为40m/s.
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课后练习
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3、（2018?潍坊一模）如图所示装置中O为轻质杠杆AB的支点，AO：OB=3：2，A端用细绳连接物体甲，B端用细绳连接物体乙，物体乙浸没在水中，此时杠杆恰好在水平位置平衡。已知物体甲、乙的质量分别为1kg和2kg，容器的底面积是500cm2，g取10N/kg，绳子的重力与容器的厚度忽略不计。求：
（1）物体乙的体积；（2）容器底部受到水的压力。模）如图所示装置中O为轻质杠杆AB的支点，AO：OB=3：2，A端用细绳连接物体甲，B端用细绳连接物体乙，物体乙浸没在水中，此时杠杆恰好在水平位置平衡。已知物体甲、乙的质量分别为1kg和2kg，容器的底面积是500cm2，g取10N/kg，绳子的重力与容器的厚度忽略不计。求：
（1）物体乙的体积；（2）容器底部受到水的压力。
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4、（2016?盐城校级模拟）如图所示，木块的下面拴一铁球悬浮在水中，当把细线剪断后，木块的机械能______，铁球的重力势能_______，水的重力势能______。（填“增大”“减小”或“不变”）
5、如图所示,杠杆MON在水平位置保持静止,A、B是实心柱形物体,他们受到的重力分别是GA=13.8N,GB=10N,B的底面积SB=40cm2,柱形容器中装有水,此时水的深度h1=12cm,容器的底面积S容=200cm2,B物体底面离容器底的距离h0=5cm,已知MO:ON=2:3,ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg.求：
(1)水对容器底的压强和水对B物体的浮力。
(2)A物体对水平地面的压力。
(3)若打开开关K缓慢放水，当A物体对水平地面压力刚好为零时，容器中所放出水的质量有多大?
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