題目列表(包括答案和解析)
人教版第十五章 功和機(jī)械能 復(fù)習(xí)提綱
一、功
1．力學(xué)里的功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的距離。
2．不做功的三種情況：有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。
鞏固：☆某同學(xué)踢足球，球離腳后飛出10m遠(yuǎn)，足球飛出10m的過程中人不做功。（原因是足球靠慣性飛出）。
3．力學(xué)里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式：W=FS。
4．功的單位：焦耳，1J=1N·m。把一個雞蛋舉高1m，做的功大約是0．5J。
5．應(yīng)用功的公式注意：①分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力；②公式中S一定是在力的方向上通過的距離，強(qiáng)調(diào)對應(yīng)。③功的單位“焦”（牛·米=焦），不要和力和力臂的乘積（牛·米，不能寫成“焦”）單位搞混。
二、功的原理
1．內(nèi)容：使用機(jī)械時，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功；即：使用任何機(jī)械都不省功。
2．說明：（請注意理想情況功的原理可以如何表述？）
①功的原理是一個普遍的結(jié)論，對于任何機(jī)械都適用。
②功的原理告訴我們：使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離，要省距離必須費(fèi)力，既省力又省距離的機(jī)械是沒有的。
③使用機(jī)械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因?yàn)槭褂脵C(jī)械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。
④我們做題遇到的多是理想機(jī)械（忽略摩擦和機(jī)械本身的重力）理想機(jī)械：使用機(jī)械時，人們所做的功（FS）=直接用手對重物所做的功（Gh）。
3．應(yīng)用：斜面
①理想斜面：斜面光滑；
②理想斜面遵從功的原理；
③理想斜面公式：FL=Gh，其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面長；G：物重；h：斜面高度。
如果斜面與物體間的摩擦為f，則：FL=fL+Gh；這樣F做功就大于直接對物體做功Gh。
三、機(jī)械效率
1．有用功：定義：對人們有用的功。
公式：W有用＝Gh（提升重物）=W總－W額=ηW總 斜面：W有用=Gh
2．額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功。
公式：W額=W總－W有用=G動h（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組） 斜面：W額=fL
3．總功：定義：有用功加額外功或動力所做的功
公式：W總=W有用＋W額=FS= W有用／η 斜面：W總= fL+Gh=FL
4．機(jī)械效率：①定義：有用功跟總功的比值。
②公式：
斜 面：
定滑輪：
動滑輪：
滑輪組：
③有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1。通常用百分?jǐn)?shù)表示。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60%。
④提高機(jī)械效率的方法：減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。
5．機(jī)械效率的測量：
①原理：
②應(yīng)測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S。
③器材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測力計。
④步驟：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的：保證測力計示數(shù)大小不變。
⑤結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有：
A、動滑輪越重，個數(shù)越多則額外功相對就多。
B、提升重物越重，做的有用功相對就多。
C、摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。
繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。
四、功率
1．定義：單位時間里完成的功。
2．物理意義：表示做功快慢的物理量。
3．公式：
4．單位：主單位W；常用單位kW mW 馬力。
換算：1kW=103W?1mW=106 W?1馬力=735W。
某小轎車功率66kW，它表示：小轎車1s內(nèi)做功66000J。
5．機(jī)械效率和功率的區(qū)別：
功率和機(jī)械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢，即單位時間內(nèi)完成的功；機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。
五、機(jī)械能
（一）動能和勢能
1．能量：一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能。
理解：①能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量。
②一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”。如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功。也不一定要做功。
2．知識結(jié)構(gòu)：
3．探究決定動能大小的因素：
①猜想：動能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)。
實(shí)驗(yàn)研究：研究對象：小鋼球 方法：控制變量。
·如何判斷動能大小：看小鋼球能推動木塊做功的多少。
·如何控制速度不變：使鋼球從同一高度滾下，則到達(dá)斜面底端時速度大小相同。
·如何改變鋼球速度：使鋼球從不同高度滾下。
③分析歸納：保持鋼球質(zhì)量不變時結(jié)論：運(yùn)動物體質(zhì)量相同時；速度越大動能越大。
保持鋼球速度不變時結(jié)論：運(yùn)動物體速度相同時；質(zhì)量越大動能越大；
④得出結(jié)論：物體動能與質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動能越大，質(zhì)量越大動能也越大。
物體 | 質(zhì)量m/kg | 速度v/（m．s-1） | 動能E/J |
牛 | 約600 | 約0．5 | 約75 |
中學(xué)生 | 約50 | 約6 | 約900 |
練習(xí)：☆上表中給出了一頭牛漫步行走和一名中學(xué)生百米賽跑時的一些數(shù)據(jù)：分析數(shù)據(jù)，可以看出對物體動能大小影響較大的是速度。你判斷的依據(jù)：人的質(zhì)量約為牛的1/12，而速度約為牛的12倍，此時動能為牛的12倍，說明速度對動能影響大。
4．機(jī)械能：動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。
理解：①有動能的物體具有機(jī)械能；②有勢能的物體具有機(jī)械能；③同時具有動能和勢能的物體具有機(jī)械能。
（二）動能和勢能的轉(zhuǎn)化
1．知識結(jié)構(gòu)：
2．動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：
①質(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
②質(zhì)量一定的物體，如果減速上升，則動能減小，重力勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
3．動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：
①如果一個物體的動能減小，而另一個物體的彈性勢能增大，則動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。
②如果一個物體的動能增大，而另一個物體的彈性勢能減小，則彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。
4．動能與勢能轉(zhuǎn)化問題的分析：
⑴首先分析決定動能大小的因素，決定重力勢能（或彈性勢能）大小的因素──看動能和重力勢能（或彈性勢能）如何變化。
⑵還要注意動能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量損失和增大──如果除重力和彈力外沒有其他外力做功（即：沒有其他形式能量補(bǔ)充或沒有能量損失），則動能勢能轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能不變。
⑶題中如果有“在光滑斜面上滑動”則“光滑”表示沒有能量損失──機(jī)械能守恒；“斜面上勻速下滑”表示有能量損失──機(jī)械能不守恒。
（三）水能和風(fēng)能的利用
1．知識結(jié)構(gòu)：
2．水電站的工作原理：利用高處的水落下時把重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，水的一部分動能轉(zhuǎn)移到水輪機(jī)，利用水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
練習(xí)：☆水電站修筑攔河大壩的目的是什么？大壩為什么要設(shè)計成上窄下寬？
答：水電站修筑攔河大壩是為了提高水位，增大水的重力勢能，水下落時能轉(zhuǎn)化為更多的動能，通過發(fā)電機(jī)就能轉(zhuǎn)化為更多的電能。
人教版第十五章 功和機(jī)械能 復(fù)習(xí)提綱
一、功
1．力學(xué)里的功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的距離。
2．不做功的三種情況：有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。
鞏固：☆某同學(xué)踢足球，球離腳后飛出10m遠(yuǎn)，足球飛出10m的過程中人不做功。（原因是足球靠慣性飛出）。
3．力學(xué)里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式：W=FS。
4．功的單位：焦耳，1J=1N·m。把一個雞蛋舉高1m，做的功大約是0．5J。
5．應(yīng)用功的公式注意：①分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力；②公式中S一定是在力的方向上通過的距離，強(qiáng)調(diào)對應(yīng)。③功的單位“焦”（牛·米=焦），不要和力和力臂的乘積（牛·米，不能寫成“焦”）單位搞混。
二、功的原理
1．內(nèi)容：使用機(jī)械時，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功；即：使用任何機(jī)械都不省功。
2．說明：（請注意理想情況功的原理可以如何表述？）
①功的原理是一個普遍的結(jié)論，對于任何機(jī)械都適用。
②功的原理告訴我們：使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離，要省距離必須費(fèi)力，既省力又省距離的機(jī)械是沒有的。
③使用機(jī)械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因?yàn)槭褂脵C(jī)械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。
④我們做題遇到的多是理想機(jī)械（忽略摩擦和機(jī)械本身的重力）理想機(jī)械：使用機(jī)械時，人們所做的功（FS）=直接用手對重物所做的功（Gh）。
3．應(yīng)用：斜面
①理想斜面：斜面光滑；
②理想斜面遵從功的原理；
③理想斜面公式：FL=Gh，其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面長；G：物重；h：斜面高度。
如果斜面與物體間的摩擦為f，則：FL=fL+Gh；這樣F做功就大于直接對物體做功Gh。
三、機(jī)械效率
1．有用功：定義：對人們有用的功。
公式：W有用＝Gh（提升重物）=W總－W額=ηW總 斜面：W有用=Gh
2．額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功。
公式：W額=W總－W有用=G動h（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組） 斜面：W額=fL
3．總功：定義：有用功加額外功或動力所做的功
公式：W總=W有用＋W額=FS= W有用／η 斜面：W總= fL+Gh=FL
4．機(jī)械效率：①定義：有用功跟總功的比值。
②公式：
斜 面：
定滑輪：
動滑輪：
滑輪組：
③有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1。通常用百分?jǐn)?shù)表示。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60%。
④提高機(jī)械效率的方法：減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。
5．機(jī)械效率的測量：
①原理：
②應(yīng)測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S。
③器材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測力計。
④步驟：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的：保證測力計示數(shù)大小不變。
⑤結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有：
A、動滑輪越重，個數(shù)越多則額外功相對就多。
B、提升重物越重，做的有用功相對就多。
C、摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。
繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。
四、功率
1．定義：單位時間里完成的功。
2．物理意義：表示做功快慢的物理量。
3．公式：
4．單位：主單位W；常用單位kW mW 馬力。
換算：1kW=103W?1mW=106 W?1馬力=735W。
某小轎車功率66kW，它表示：小轎車1s內(nèi)做功66000J。
5．機(jī)械效率和功率的區(qū)別：
功率和機(jī)械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢，即單位時間內(nèi)完成的功；機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。
五、機(jī)械能
（一）動能和勢能
1．能量：一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能。
理解：①能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量。
②一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”。如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功。也不一定要做功。
2．知識結(jié)構(gòu)：
3．探究決定動能大小的因素：
①猜想：動能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)。
實(shí)驗(yàn)研究：研究對象：小鋼球 方法：控制變量。
·如何判斷動能大小：看小鋼球能推動木塊做功的多少。
·如何控制速度不變：使鋼球從同一高度滾下，則到達(dá)斜面底端時速度大小相同。
·如何改變鋼球速度：使鋼球從不同高度滾下。
③分析歸納：保持鋼球質(zhì)量不變時結(jié)論：運(yùn)動物體質(zhì)量相同時；速度越大動能越大。
保持鋼球速度不變時結(jié)論：運(yùn)動物體速度相同時；質(zhì)量越大動能越大；
④得出結(jié)論：物體動能與質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動能越大，質(zhì)量越大動能也越大。
物體 | 質(zhì)量m/kg | 速度v/（m．s-1） | 動能E/J |
牛 | 約600 | 約0．5 | 約75 |
中學(xué)生 | 約50 | 約6 | 約900 |
練習(xí)：☆上表中給出了一頭牛漫步行走和一名中學(xué)生百米賽跑時的一些數(shù)據(jù)：分析數(shù)據(jù)，可以看出對物體動能大小影響較大的是速度。你判斷的依據(jù)：人的質(zhì)量約為牛的1/12，而速度約為牛的12倍，此時動能為牛的12倍，說明速度對動能影響大。
4．機(jī)械能：動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。
理解：①有動能的物體具有機(jī)械能；②有勢能的物體具有機(jī)械能；③同時具有動能和勢能的物體具有機(jī)械能。
（二）動能和勢能的轉(zhuǎn)化
1．知識結(jié)構(gòu)：
2．動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：
①質(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
②質(zhì)量一定的物體，如果減速上升，則動能減小，重力勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
3．動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：
①如果一個物體的動能減小，而另一個物體的彈性勢能增大，則動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。
②如果一個物體的動能增大，而另一個物體的彈性勢能減小，則彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。
4．動能與勢能轉(zhuǎn)化問題的分析：
⑴首先分析決定動能大小的因素，決定重力勢能（或彈性勢能）大小的因素──看動能和重力勢能（或彈性勢能）如何變化。
⑵還要注意動能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量損失和增大──如果除重力和彈力外沒有其他外力做功（即：沒有其他形式能量補(bǔ)充或沒有能量損失），則動能勢能轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能不變。
⑶題中如果有“在光滑斜面上滑動”則“光滑”表示沒有能量損失──機(jī)械能守恒；“斜面上勻速下滑”表示有能量損失──機(jī)械能不守恒。
（三）水能和風(fēng)能的利用
1．知識結(jié)構(gòu)：
2．水電站的工作原理：利用高處的水落下時把重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，水的一部分動能轉(zhuǎn)移到水輪機(jī)，利用水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
練習(xí)：☆水電站修筑攔河大壩的目的是什么？大壩為什么要設(shè)計成上窄下寬？
答：水電站修筑攔河大壩是為了提高水位，增大水的重力勢能，水下落時能轉(zhuǎn)化為更多的動能，通過發(fā)電機(jī)就能轉(zhuǎn)化為更多的電能。
如圖所示，木塊沿豎直墻面下落，木塊的受力情況是（ ）
（2011?懷柔區(qū)二模）如圖所示裝置中，杠桿和滑輪的重力及滑輪的摩擦均可忽略不計，杠桿AB可以繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，A端通過豎直方向的輕繩與滑輪組相連，在B端用一輕繩沿豎直方向?qū)⒏軛U拉住，使其始終保持水平平衡．在滑輪組的下方，懸掛一圓柱形的物體，此物體被浸在圓柱形容器內(nèi)的液體中．已知杠桿O點(diǎn)兩側(cè)的長度關(guān)系為AO=2OB，圓柱形物體的底面積為10cm2、高為12cm，圓柱形容器的底面積為50cm2．若容器中的液體為水，在水深為20cm時物體的上表面恰與水面相平，此時杠桿B端繩上的拉力為F1；打開圓柱形容器下方的閥門K，將水向外釋放，直到物體露出水面的體積為其總體積的2/3時，將閥門K關(guān)閉，此時杠桿B端繩上的拉力為F2，且F1：F2=3：5．若容器中液體為某種未知液體，其質(zhì)量與最初容器中的水的質(zhì)量相等，此時未知液體的深度為18cm，杠桿B端繩上的拉力為F3．（取g=10N/kg）（1）2.75（說明：答案在2.71～2.79之間即可）；
（2）溫度計的玻璃泡碰到容器底部 （容易題）
2．請你試一試：
（1）如圖9―10所示的水筆芯，當(dāng)上端開口堵住后書寫了一會兒，筆尖就無法寫出字了。發(fā)生這種現(xiàn)象的主要原因是 。
（2）當(dāng)水筆的筆尖朝上書寫了一會兒，筆尖也無法寫出水了。發(fā)生這種現(xiàn)象的主要原因是
。
（3）圖中的水筆在太空中是無法使用的，請發(fā)揮你的想象力為這種筆提出一種改進(jìn)措施：
。
【參考答案】
（1）大氣壓的作用；
（2）重力的作用；
（3）略（說明：只要能針對水筆在太空中由于失重而造成無法朝著筆尖的方向流出墨水的現(xiàn)象，提出改進(jìn)措施，使得墨水受到一個持續(xù)向筆尖方向的力即可 ）
（中檔題）
3． 小小文具盒里蘊(yùn)含著豐富的物理知識，可以用來做很多物理實(shí)驗(yàn)。請你利用文具盒中的文具設(shè)計兩個物理小實(shí)驗(yàn)，只要求寫出實(shí)驗(yàn)的做法和要說明的物理問題。
[ 示例 ]把鉛筆立在桌面上，可以看到鉛筆形成一個影子。說明光是沿直線傳播。
答：（1）
（2）
【參考答案】
（1）用力彎塑料尺，塑料尺變彎。說明力可以改變物體的形狀。
（2）用兩手指按住圓珠筆的筆尖和筆尾，按住筆尖的手指更痛。（說明：用其他方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能說明問題的同樣給分）
（中檔題）
4.小明彎曲手中的鋼鋸片，感覺到彈力大小與彎曲程度有關(guān)，同時他猜想，彈力大小可能還跟鋼鋸片的長度有關(guān)。于是他和同學(xué)合作進(jìn)行了圖9―11所示的實(shí)驗(yàn)，將鋼鋸片夾在厚書內(nèi)，伸出的長度(簡稱長度)用L表示；鋼鋸片形變量(彎曲程度)用末端側(cè)移量x表示，鋼鋸片的彈力用F表示，其大小等于測力計的讀數(shù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。
（1）由第 次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，鋼鋸片在形變量x一定時，彈力F 隨長度L的
而
（選填“增大”或“減小”）；
（2）由第3～7次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，鋼鋸片在長度L一定時，彈力F跟形變量x成
；
（3）請用表中鋼鋸片長度L為
（4）分析圖象，進(jìn)一步歸納得出：
。
【參考答案】
（1）1、2、4 ， 增大（或減小），減小（或增大）；
（2）正比 ；
（3）圖象略；
（4）彈力F與x成正比只在x小于
（稍難題）
（四）計算題
1．餐飲業(yè)的浪費(fèi)現(xiàn)象比較嚴(yán)重。小偉同學(xué)利用暑假到某餐館進(jìn)行社會調(diào)查，以事實(shí)來提醒人們注意節(jié)約。他每天從餐館收集到顧客剩余、丟棄的啤酒約
（1）一瓶未開封啤酒的質(zhì)量；
（2）該餐館相當(dāng)于每天浪費(fèi)幾瓶未開封的啤酒；
（3）啤酒的密度。
【參考答案】
（１）一瓶未開封啤酒的質(zhì)量：m1=m-m0=
（２）每天浪費(fèi)的啤酒瓶數(shù)： 
（取33瓶）
（3）啤酒的密度：
（容易題）
2．發(fā)光二極管是一種發(fā)展前景十分看好的節(jié)能照明燈具，我國計劃在2008年北京奧運(yùn)會上大量使用它。電子制作興趣小組的同學(xué)用“2.5V 10mA”的高亮發(fā)光二極管制作手電筒，電路如圖9―12所示。
（1）若電源電壓為3V，為使發(fā)光二極管正常發(fā)光，R應(yīng)取何值？
（2）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，4只高亮發(fā)光二極管與1只“2.5V
【參考答案】
（1）電阻R與發(fā)光二極管串聯(lián)
UR ＝ U－ U管 ＝ 3V－ 2.5V ＝ 0.5 V
I
R= I管 = 10 mA =
由歐姆定律 
得 
（2）P管總= 4P管 = 4 U管I管 = 4 × 2.5V × 0.01A = 0.1W
P燈 = U燈I燈 = 2.5V × 0.3A = 0.75 W
ΔP = P燈－P管總 = 0.75 W－0.1W = 0.65 W
W = ΔPt = 0.65 W×10×3600s = 2.34×104J
（中檔題）
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