[初中物理]第12单元机械功与机械能(2)

第十二单元 机械功与机械能（二）

【考点扫描】

1、会测滑轮组的机械效率，并通过实验过程，知道影响滑轮组机械效率高低的因素。 2、能设计实验，测定某种简单机械的机械效率。

3、有提高和评价机械效率的意识，知道提高机械效率的方法。

4、了解动能和重力势能的概念及影响因素，初步了解弹性势能及其影响因素。 5、能用实例说明物体具有动能和势能以及它们的转化。 【教学重点】机械效率、机械能 【教学难点】机械效率、机械能 【教学过程】 一、基本概念整理

1．一个物体能够做功，这个物体就具有_______。 2．物体由于运动而具有的能叫_______。

3．运动物体的_______越大，_______越大，动能就越大。 4．势能分为_______势能和_______势能。 5．物体由于被举高而具有的能 叫_______。

6．物体_______越大，被举得越_______，重力势能就越大。 7．物体由于发生弹性形变而具的能叫_______。

8．物体的______________越大，它的弹性势能就越大。 9．机械能：动能和势能的统称。（机械能=_______能+_______能）单位是：_______ 10.

动能和势能之间可以互相

_______

的。 方式有：___________ ______________； _______ 。

11．自然界中可供人类大量利用的机械能有_______能和_______能。 二、讲练平台 例题1：（2012•安徽省）如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端。已知物体受到斜面的摩擦力为f则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是（ ）

例题2：（2012•湖北武汉）如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，关于该洒水车，下列说法正确的是（ ） Ａ、机械能不变，重力势能不变 B、机械能变小，重力势能、动能变小

Ｃ、机械能不变，动能变小 D、机械能变小，动能不变 例题3：（2012•湖北宜昌）小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远．小明猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关。

（1）为验证其猜想是否正确，他设计了如下实验（弹簧被压缩后未超过其弹性限度）；如图10所示，将同一个弹簧压缩＿＿＿（选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较木块＿＿＿，从而比较弹性势能的大小。（2）若水平面绝对光滑，本实验将＿＿＿（选填“能”或“不能”）达到探究目的．

图10

（3）小明根据实验现象认为：小球推动木块移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消灭了．你认为小明的观点是＿＿＿的（选填“正确”或“错误”），理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

例题4：（2012•江西南昌）“测算简单机械的效率”实验

（2）请您尝试做“测算滑轮组的机械效率”实验：①在图中用笔画线按最省力的方法组装好滑轮组，

②设计一个记录此实验数据的表格。

三、举一反三

1、（2012包头）图2所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A点由静止释放，若小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做的功用W

表示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）

A.小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量与动能的增加量之差等于W

B.小球能够从A点运动到D点

C.小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量

D.小球从A点运动到C点的过程中，机械能的减少量等于动能的增加量 2、（2012•江苏连云港）用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体以0.1m/s的速度匀速提升，拉力F=6N，拉力的功率为 ▲ W，滑轮组的机械效率 ▲ ，若不计绳重及摩擦，动滑轮的重力为 ▲ N。

3、(2012南宁)22．利用如图所示的斜面提升物体可以 _________ （选填“省力”或“费力”）．用平行于斜面的拉力，将重为5N的物体从斜面底端匀速拉上斜面，物体移动的距离为1m，上升的高度为0.2m．已知斜面的机械效率为50%，则拉力大小为___________ N．若该斜面越陡，其机械效率越___________（选填“高”或“低”）．

4、（2012•广东梅州）如图所示，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它在顶端的重力势能为65J，则滑到底端的动能是（ ） A．35J B．50J

C．55J D．65J

5、（2012•江苏常州）把上紧发条的玩具车放置在水平桌面上，玩具

车由静止开始加速跑动，此过程中玩具车能量的变化情况是 ( ) A．弹性势能减小，动能增大 B．弹性势能减小，动能减小

C．弹性势能增大，动能增大 D．弹性势能增大，动能减小

6、（2012•黑龙江鸡西）某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，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。

（1）分析表中的数据可得出：斜面越缓越 力（选填“省”或“费”）。

（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 物块所受的摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”） 。 7、（2012•广东省）图20，小王站在高3m、长6m的斜面上，将重200N木箱

'沿斜面匀速从底端拉上顶端，拉力大小恒为120N，所花时间是求：

（

1

）木箱A沿斜面方向的运动速度。 的功率。（3）斜面的机械效率。

四、课堂巩固

1、(2012年桂林)如图5所示，小华把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子，稳定后 松手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆回。下列说法正确的是：

A．锁不断地来回摆动，是因为动能不断增加 B．锁向下摆的过程中，重力势能转化为动能 C．锁摆到最低点后会继续上升，是因为受重力作用

D．锁摆动的过程中，机械能总量不变，所以摆回来时会碰到鼻子

2、(2012湖南娄底)玩“过山车”是一项非常惊险刺激的

动.如图所示,过山车时而从轨道的最低点D上升到最时而从最高点A飞驰而下。过山车在运动过程中，若不损失，只有动能和势能的相互转化。下列说法正确的是

A．A点机械能小于B点机械能 B．D点动能最大，A点势能最大 C．D点动能最大，A点机械能最大

娱乐活高点A，计能量

图5

的10s。功

（2）小王对木箱⒕做

D．A点势能最大，机械能最大 3、（2012•江苏南通）如图所示，用动滑轮将重为10 N的物块竖直向上匀速cm，拉力为6 N此过程中拉力做的功为 ▲ J，动滑轮的机械效率为 物块在上升过程中，机械能 ▲ (选填“增大”、”减小”或“不变”)。

4、（2012昆明）用图6所示的滑轮组提起重力为1200N的物体肘，若不考虑摩 擦、绳和动滑轮的重力，则拉力F是_________N；若实际作用在绳端的拉力是 500N，此时滑轮组的机械效率是_________。

5、（2012•湖北武汉）下图是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置

提升20

▲ ，

（1）实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长 木板、弹簧测力计各一个，砝码若干，为了完成实验，还需要的测量工具是 。

（2）实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码，改变物块的重力，用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运

①该同学运用控制变量法探究的是斜面的机械效率与 、 、

的关系。②

在第四次实验中，斜面的机械效率为

。

6、（2012•上海市）为了研究小球在对接斜面上运动时所能到达的最大高度，小王使小球从AB斜面上高位h处由静止滚下，小球滚上BC斜面后，能到达的最大高度为h1，如图7（a）所示；逐步减小BC斜面的倾角（α1

① 分析比

较图7（a）和（b）和（c）中小球在BC斜面上能到达的最大高度及相关条件可得：小球从同一高度由静止滚下时， 。

② 分析比较图7（c）和（d）中小球在BC斜面上能到达的最大高度及相关条件可得：小球从同一高度由静止滚下时， 。

7、（2012东营）以前，我国北方经常用辘轳将水从井里提上来，如下图所示。辘轳的本质是可以连续转动的杠杆。已知吊桶的质量是2kg，容积是8×10-3 m3；井中水面到地面的高度为5 m，水的密度是1.0×103 kg / m3。不计摩擦及绳和摇柄质量。取g＝10N/ kg。

（1）当人通过辘轳用20s的时间，将装满水的吊桶从水面匀速提升到地面时，人所做的有用功是多少？人所做有用功的功率

是多大？该机械的机械效率是多少？

（2）当人通过辘轳将装半桶水（体积为4×10-3 m3）的吊桶匀速提升到地面时，该机械的机械效率是多少？

（3）根据上面的计算结果，提出改进吊桶的办法，以提高该机械的机械效率。 （4）请列举使用该机械比人直接提升吊桶的好处。（答出两条即可）

五、课后作业 1、（2012揭阳）13．刘明乘电梯上楼，在电梯匀速上升的过程中，刘明的（ ） A．动能不断增大 B.重力势能不断增大 C.动能转化为重力势能 D.重力势能转化为动能 2、（2012•江苏苏州）下列现象中，由动能转化为重力势能的是（ ）

（

3、（2012潍坊）如图所示，用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，每个滑轮重为30N．用这个滑轮组把重300N的物体匀速提升2m，不计绳重及摩擦，则拉力F大小是 N，滑轮组的机械效率为 ．

4、（2012•天津市）人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它由近地点向远地点运行时，卫星的动能 （选填“增大”、“减小”、“不变”），卫星的势能 （选填“增大”、“减小”、“不变”）

5、（2012沈阳）在影响机械效率的许多因素中，摩擦是一个重要因素。小丽将“探究摩擦力大小与什么因素有关”的实验与“探究斜面的机械效率”的实验相结合，进一步探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系。实验装置如图14所示。

(1)请将下列实验步骤中的空白补充完整。 实验步骤：

①用弹簧测力计测出木块的________。

②用弹簧测力计匀速拉动木块沿斜面向上运动，读出弹簧测力计示数。 ③用刻度尺分别测出木块沿斜面移动的距离s及上升的高度h。 ④记录实验数据并填入表3中。

⑤保持斜面的________定，将棉布铺在木板上，重复上述步骤。

(2)该实验中采用了________的研究方法。

(3)计算斜面表面为棉布时的机械效率：________％。

(4)分析实验数据可以得出实验结论：_________________________________________。 6、(2012湖南娄底)如图所示，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________ 的大小。

（2）将（甲）与（乙）两实验比较可知，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）本次实验采用物理最常用的一种实验方法是____________。

（甲） （丙） （乙） 7、（2012揭阳）物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在 没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力相对物体的重力比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动。为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关，同学小王有如下猜想：

猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关； 猜想二：物体下落的时间与物体下落的高度有关； 猜想三：物体下落的时间与物体的质量有关。

为验证猜想的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列实验，实验数据记录如下： （1） 为了验证猜想一，应比较实验序号____和____，结论是：

；

（2）小敏同学也对这个问题进行了研究，她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，

她发现两者下落时间__ __(填“相等”或“不相等”)，原因是：_______________ ______。

（3）根据表中的数据，宇航员在月球上将小铁片和羽毛在同一地点、同一高度同时释放，它们将（ ）

A、同时落地 B、铁片先落地，羽毛后落地 C、羽毛先落地，铁片后落地 8、（2012•广东揭阳）某型号挖掘机的质量3000kg，两履带与地面接触的总面积1.5m2。挖掘机在6s内将装满铲斗质量为0.75t的泥石送到岸边，挖掘深度H=2m。（如图乙所示）（取g=10N/kg）求：（1）挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强多大？（2）挖掘机每挖一次泥土并水平移送到岸边，对泥土做功多少？（3）若发动机的总功率是20kw，挖泥过程中挖掘机的机械效率多大？