八年级物理下册第十一章功和功率、机械能讲义（新版）新人教版

功和功率、机械能做功的判断 1. 功如果一个力作用在物体上, 物体在这个力的方向上移动了一段距离, 力学里就说这个力做了功. 计算式 WFs 计算是采用国际单位, 距离单位必须是m 注意功一定是某个力对物体做的, 所以计算功的时候首先应该明确是哪个力, 然后再确定该力的方向上物体移动的距离, 功与力有种“一一对应”的关系. 2. 某力对物体是否做功的判断某力对物体做功条件 1 有作用在物体上的力; 2 物体在该力的方向上移动了距离; 注意三种不做功的情况 a. 物体没有受到力的作用, 但由于惯性移动了一段距离, 则对物体不做功. b. 物体受到力的作用, 但没有移动距离, 该力对物体不做功. c. 物体受到力的作用, 也通过了一段距离, 但物体移动的方向跟物体到的力的方向垂直. 功和功率的一般计算 1. 物体在单位时间内完成的功, 叫功率. 功率的物理意义表示物体做功快慢的物理量 2. 功率的计算定义式法常用计算式 PFv 机械中的功与功率常规滑轮拉力做功 WFs 对物体做功 WGh 注意绳自由端移动距离s和物体上升高度h之间的关系. 拉力做功功率 Fv绳对物体做功的功率PGv物注意 v绳和v物的之间的关系【例1】下列情景中, 人对物体没有做功的是 A. 小峰背书包走上楼梯 B. 小华用力搬石块, 石块没动 C. 装卸工人沿斜面将物体推到车上 D. 小丽把花盆从地面搬到窗台上【答案】 B 【例2】如图所示, 用大小相等的拉力、、使同一个物体分别沿着水平面、斜面和竖直方向移动相同的距离s, 拉力、、所做的功分别是、、. 下列正确的是 A. B. C. D. 【答案】 A 【例3】有一起重机, 它将5000N重的物体匀速提高6m, 后又水平地移动4m, 则钢丝绳对物体所做的功是 A. 30000 J B. 20000 J C. 50000 J D. 10000 J 【答案】 A 【例4】重200N的木箱, 在40N水平拉力的作用下, 恰能沿水平地面做匀速直线运动. 当木箱在50N的水平拉力的作用下, 沿同一水平地面前进10m的过程中, 下列说法中错误的是 A. 拉力做功500J B. 重力做功2000J C. 木箱受到的摩擦力为40N D. 木箱受到的重力和支持力的合力为零【答案】 B 【例5】现有n块质量为m, 边长为h的方砖放在水平地面上如图甲, 有一个同学想把它们叠放起来如图乙至少要做多少功【答案】整体重心方法. 【例6】下列关于功率的说法中, 正确的是 A. 功率大的机械比功率小的做功多 B. 功率大的机械比功率小的做功快 C. 做功时间越长, 功率越大 D. 做功时间越短, 功率越大【答案】 B 【例7】多选体重600N的小刚, 用200N的水平拉力拉着重800N的车, 沿水平公路前进50m, 用时5min, 则下列说法正确的是 A. 小刚对车做的功为1104J B. 小刚对车做的功为4104J C. 小刚对车做功的功率为2103W D. 小刚对车做功的功率为33.3W 【答案】 AD 【例8】中考体育跳绳测试的项目中, 某同学在1min内跳了180次, 每次跳的高度大约为5cm. 他跳绳时的功率大约为 A.1000W B.100W C.10W D.1W 【答案】 B 【例9】一个物体由A点自由下落时, 相继经过B、C两点, 如图所示, 已知ABBC, 物体在AB段重力做功W1, 功率P1; 在BC段重力做功W2, 功率P2, 则下列关系正确的是 A. W1W2, P1＞P2 B. W1W2, P1P2 C. W1W2, P1＜P2 D. W1≠W2, P1≠P2 【答案】 C 【例10】建筑工地上常用如图所示的装置搬运建筑材料, 使用的滑轮组由a、b、c、d、e五个滑轮组成, 如果滑车和建材共重1500 N, 每个滑轮重50 N, 不计绳重及摩擦, 以0.5m/s匀速提起滑车所用的拉力F的功率P＝ W. 【答案】 800 【例11】如图所示, A是一个重为G的活塞, B是一个粗细均匀、竖直固定放置的圆筒. 用竖直向下的力F1推活塞A, 使其恰能以速度为匀速向下运动如图甲 , 活塞从金属筒上端移动到下端的过程中, 所用的时间为, F1做的功为W1 , 功率P1; 若对活塞A施以竖直向上的力F2, 使其恰能以速度为匀速向上运动如图乙活塞从金属筒下端移动到上端的过程中, 所用的时间为, F2做的功为W2 , 功率P2. 已知F1G, P1 P2. 则下列判断正确的是 A. B. C. D. 【答案】 D 【例12】如图所示, 重的物体A在水平拉力的作用下, 在水平桌面上做匀速直线运动, 物体A所受的滑动摩擦阻力是物重的倍, 物体A在内前进了. 若不计滑轮重、绳重及轴摩擦, 拉力F做功为 J. 【答案】 1.6 【例13】如图所示, 平静的湖面上有两艘小船, 绳的一端拴在甲船上, 绕过乙船上的滑轮, 站在岸上的人用100N的力拉绳子的自由端. 如果在20s内甲船向右匀速移动了10m, 同时乙船向左匀速移动了4m, 则人拉绳子的功率为 W. 【答案】 90 【例14】如图所示, 平静的湖面上有两艘小船, 绳的一端拴在甲船上, 绕过乙船上的滑轮, 站在甲船上的人用100N的力拉绳子的自由端. 如果在20s内甲船向右匀速移动了10m. 同时乙船向左匀速移动了4m, 则人拉绳子的功率是 W. 【答案】 140 【例15】多选如图所示, 聪明爱玩的小亮将一个滑轮固定在竖直墙壁上, 另一个固定在自己的滑板车上, 用绳子将两个滑轮组装成滑轮组. 小亮站在滑板车上拉动手中的绳子, 他用10N的拉力在3s内, 使自己和滑板车一起沿水平地面匀速向墙运动了1.2m. 滑轮重、轴摩擦和绳重均忽略不计. 下列说法中正确的是 A. 竖直墙壁受到的拉力为20 N B. 滑板车受到地面的阻力为30 N C. 在3s内小亮的拉力做功为36 J D. 动滑轮对滑板车拉力的功率为12W 【答案】 BC 【例16】工人利用滑轮组按照如图所示的方式提升货箱. 工人的体重为. 提升第一个货箱时, 工人用的竖直向下的力拉绳时, 没有提起货箱. 工人用的竖直向下的力拉绳时, 货箱恰能以的速度匀速上升. 第二个货箱比第一个货箱重, 工人仍能提起第二个货箱, 并使第二个货箱以的速度匀速上升不计绳重及绳与轮、轮与轴之间的摩擦. 求 1 第一个货箱未被拉动时, 水平地面对货箱的支持力; 2 工人提升第一个货箱和第二个货箱做功功率变化量的大小. 【答案】 1 400N 2 190W 【例17】小刚在研究功率与时间的关系时, 记录了表中所示的试验数据. 时间/s 2 4 6 8 10 12 做功/J 100 100 100 100 100 100 功率/W 50 25 10 根据表中的实验数据, 可以得出的结论是 ___________________ _______. 【答案】在做功相同时, 功率与所用的时间成反比, 且关系式为【例18】攀岩运动是从登山运动中派生得来的新项目, 它集健身、娱乐、竞技于一体, 以其独有的登临高处的征服感吸引了众多爱好者. 要测量某运动员在一次攀岩比赛中克服重力做功的功率, 需要测量的物理量有该运动员的重力、和 . 【答案】攀岩高度攀岩时间【例19】实验台上有组装好的实验装置, 如图所示, 其中弹簧测力计的量程为0～5N. 另外还有质量均为100g的钩码六个, 秒表一块图中未画出 . 要求利用上述实验装置和钩码、秒表设计一个实验证明用动滑轮提升重物时, 如果拉力不变, 则拉力的功率与速度成正比. 1 写出主要实验步骤. 2 设计实验表格【答案】 1 实验步骤 ① 在动滑轮下挂两个钩码 1分 ② 用调好的弹簧测力计以不同的速度匀速竖直向上提升6次, 用弹簧测力计测出拉力F, 用刻度尺测出绳端移动的距离s, 用秒表测出时间t , 并把每次的F、s、t的数据记录在表格中. 2分 ③ 利用、分别计算出每次的速度和功率, 并把v、P的数据记录在表格中. 1分 2 实验记录表格1分 s/m t /s v/ms-1 F/N P/W 【例20】如图所示为探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验. 实验步骤如下 Ⅰ. 让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下, 观察木块被撞击后移动的距离. Ⅱ. 让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下, 观察木块被撞击后移动的距离. 回答下列问题 1 步骤Ⅰ是为了研究动能大小与_______的关系. 2 步骤Ⅱ是为了研究动能大小与_______的关系. 3 该实验中斜面的作用是为了控制钢球_______的大小, 木块的作用是为了比较钢球_______的大小 . 【答案】 1 速度 2 质量 3 速度; 动能【例21】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. 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