初中物理 知识竞赛辅导讲座 十一功和机械能.doc

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1、初中应用物理知识竞赛辅导讲座十一功和机械能【重点知识解读】1.物体由于运动而具有的能量叫做动能；物体由于举高而具有的能量叫做重力势能；物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。2.如果只有动能和势能的相互转化，那么总的机械能保持不变。都是由物质组成，物体所含物质的多少叫做质量。质量是物体的一种属性，它不随物体的温度、形状、状态和位置的变化而变化。用天平测量物体的质量。3.功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。做功的实质是一种能量转化或转移的过程。功W=Fs。4.单位时间内做的功叫做功率，P=W

2、/t。5.当物体在力F作用下以速度v运动时，其功率P=Fv。6.机械效率η=×100%。机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，机械的性能越好。7.功的原理：使用任何机械都不省功。【竞赛知识拓展】1.人造地球卫星由远地点向近地点运动，重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，重力势能转化为动能。2.物体克服摩擦力运动产生热。3.机器以恒定功率P做功，t时间内做功W=Pt。4.电器的额定功率P=UI。电动机输入功率等于输出的机械功率与电阻发热功率之和，即UI=P机+I2r。【经典竞赛题分析】例1(2010全国初中应用物理知识竞赛

3、题)“手拉葫芦”(如图15所示)是一种携带方便、使用简易的手动起重机械，广泛用于工厂、工地、矿山、农业生产等环境，用来完成起吊货物等任务。其中HCB30型“手拉葫芦”的技术数据如下表：9用心爱心专心型号HCB30承载链条股数（股）2最大承载质量(t)3链条直径(mm)8一次起升高度(mm)3手拉轮直径(mm)150测试载荷(kN)37.5承载轮直径(mm)50最小净空高度（mm）470净重（kg）21.7最大载荷所需拉力(N)360毛重（kg）22.3注：“一次起升高度”是指，成年人在站立状态，用左、右两手交替拉动手拉链条进行正常

4、起重操作的过程中，左手或右手下拉一次（按30cm计），所吊重物上升的高度。承载轮上所缠的承载链条较粗且两端固定，而手拉轮上所缠的手拉链条较细且构成一个完整的环。工作过程中，手拉链条、承载链条在轮上都不打滑。其缠绕情况如图16示。(取g=10N/kg)1．根据题目中提供的相关信息，通过计算，析判断HCB30型“手拉葫芦”的手拉轮与承载轮是否是一个共轴的轮轴？2.计算该型“手拉葫芦”在满载的情况下正常工作时的机械效率。图1甲图1乙解析：1.设手拉轮与承载轮是一个共轴的轮轴，则用手拉动手拉链条一次，链条移动的距离H与承载轮收回链条的长度

5、h应满足=此过程中重物上升的高度s=h2==5cm因重物实际一次起升高度为s0=3mm，即s¹s0，所以此“手拉葫芦”的手拉轮与承载轮不是一个共轴的轮轴。2.该型号“手拉葫芦”在满载的情况下正常工作时，用手下拉一次手拉链条的过程中，人对“手拉葫芦”做功：W人=FH=360×30×10-2J=108J,“手拉葫芦”对重物做功：W机=Gs0=3×103×10×3×10-3J=90J，“手拉葫芦”的机械效率：h=×100%=×100%=83.3%。9用心爱心专心【竞赛实战训练】1.(2007上海初中物理知识竞赛题)如图所示，在河中间固定

6、一个细长圆管，管内有一轻质活塞，活塞下端位于水面，面积为1厘米2，质量不计，大气压强为1．0×105帕。现将活塞缓慢提高15米，则在该过程中外力对活塞做功为(A)50焦(B)100焦(C)150焦(D)200焦1.答案：B解析：在提高前10米过程中克服大气压做功等于提起的10米水柱的重力势能W1=10×1×10-4××103×10×5J=50J，提高后5米的过程中需克服大气压做功，外力对活塞做功W2=p0s×5=1.0×105×1×10-4×5J=50J，外力对活塞做功W=W1+W2=100J，选项B正确。2．（2007青岛竞赛题

7、）飞机、轮船运动时，受到的阻力并不固定，当速度很大时，阻力和速度的平方成正比，如果要把飞机、轮船的速度增大到2倍，发动机的输出功率要增大到原来的（）A．2倍B．4倍C．6倍D．8倍2..答案：D解析：由f=kv2，P=Fv，F=f可得P=kv3.。当速度增大到2倍，发动机的输出功率P要增大到原来的23=8倍，选项D正确。3．（2007青岛竞赛题）一辆娱乐电瓶车，工作电压为24V，工作电流为10A，效率为80%。电瓶车及人总重为2000N，行驶时阻力是总重的0.1倍，则此电瓶车水平匀速行驶100m所用的时间约为（）A．83sB．83

8、3sC．104sD．以上都不对3..答案：C解析：由UIη=fv得匀速行驶的速度v=UIη/f=24V×10A×80%/(0.1×2000N)=0.96m/s，水平匀速行驶100m所用的时间约为t=s/v=104s，选项C正确。二．综合应用题9用心