1、初中物理课件 教案 习题 解析 中考第十二单元 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
2、。 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
3、正在洒水作业,关于该洒水车,下列说法正确的是( )、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、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。图10(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(3
4、)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(1)下表是小明做“测算斜面的机械效率”的实验记录数据:斜面倾斜程度小车重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较缓100.1311333%较陡100.2412450%最陡100.3513560%(2)请您尝试做“测算滑轮组的机械效率”实验:在图中用笔画线按最省力的方法组装好滑轮组,设计一个记录此实验数据的表格。三、举一反三1、(20
5、12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WB.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
6、示的斜面提升物体可以 _省力(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_ 2N若该斜面越陡,其机械效率越_高(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( )A35J B50JC55J D65J5、(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
7、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。 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1较缓50.22.4141.7%2较陡50.53.2178.1%3最陡50.74.3181.4%(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
8、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的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10s。求:(1)木箱A沿斜面方向的运动速度。(2)小王对木箱做功的功率。(3)斜面的机械效率。四、课堂巩固1、(2012年桂林)图5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
9、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娱乐活动.如图所示,过山车时而从轨道的最低点D上升到最高点A,时而从最高点A飞驰而下。过山车在运动过程中,若不计能量损失,只有动能和势能的相互转化。下列说法正确的是AA点机械能小于B点机械能 BD点动能最大,A点势能最大 CD点动能最大,A点机械能最大 DA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
10、 N的物块竖直向上匀速提升20 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 (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,
11、用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动。实验的部分数据如下表实验次数接触面粗糙程度物块重G/N物块上升的高度h/m沿斜面的拉力F/N物块移动的距离L/m机械效率1较粗糙(木块-木板)2.00.251.20.8052%2同上2.00. 351.40.8063%3同上5.00.353.50.8063%4较光滑(铁块-木板)5.00.353.10. 80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。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
12、为h1,如图7(a)所示;逐步减小BC斜面的倾角(),小球能到达的最大高度分别为h2、h3,如图7(b)、(c)所示。然后,他换用材料相同、质量不同的小球再次实验,如图7(d)所示。请仔细观察实验现象,归纳得出初步结论。 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, 。 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810-3 m3
13、;井中水面到地面的高度为5 m,水的密度是1.0103 kg / m3。不计摩擦及绳和摇柄质量。取g10N/ 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410-3 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
14、.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”
15、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:用弹簧测力计测出木块的_。 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。 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。 记录实验数据并填入表3中。保持斜面的_定,将棉布铺在木板上,重复上述步骤。斜面表面状况木块重力GN斜面高度hm沿斜面的拉力FN斜面长sm有用功W有J总功W总J机械效率()木板2.10.41.60.80.841.2865.6棉布2.10.420.80.841.6(2)该实验中采用了_的研究方法。
16、(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(mAmB)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.(甲)(乙)(丙)(3)本次实验采用物理最常用的一种实验方法是_。7、(2012揭阳)物体只在重力作用下
17、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?8
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