功和机械能
一、知识结构
定义力和物体在力的方向上移动距离的乘积作用在物体上的力功做功的两个必要条件物体在力的方向上通过的距离公式单位功和功率定义物理意义功率公式单位功和机械能动能大小与运动速度v有关定义重力势能机械能势能定义弹性势能大小关系机械能=动能+势能与物体的弹性形变大小有关大小与被举的高度h有关物体由于发生弹性形变而具有的能量由于高度位置所具有的能与物体质量m有关定义P=W/t瓦特，简称瓦，符号W物体由于运动而具有的能与物体质量m有关功与做功所用时间的比值表示物体做功的快慢W=Fs焦耳（J），1J=1N·m
二、典型例题
【例1】在下列情况中，外力做功的是( ) A.用力把重物向上举起来
B.用力提一桶水在水平方向运动1 m C.用力推一辆小车，小车静止不动
D.用120 N的力将足球踢到25 m的远处. 【答案】A
【例2】如图6-2-4所示，轻质木板OB绕O点转动，OB长1 m，细 线AB能承受的最大拉力为60 N，在C点放一重为50 N的物体M，OC长10 cm ，此时木板在水平位置静止平衡状态.现在物体M上加一水平向右的拉力F，F= 10 N，恰好使物体M在木板上匀速运动，经过5 s后，细线裂断，求：①物体M受到 的滑动摩擦力②细线断裂时，拉力F做的功和功率.
【答案】①10 N②5 J，1 W 【例3】如图6-2-5所示，用该滑轮组提起重为320 N的物体时，绳子自由端 的拉力F=200 N.(不计绳重和一切摩擦)
①该滑轮组的机械效率为多少?
②若被提的重物改为G′=420 N，5 s内将重物提升2 m，则绳端拉力做了多少功?功率为 多大?机械效率是否变化?如变化，则机械效率为多大?
【答案】①80%②1000 J；200 W；变大；84%
【例4】如图6-2-6所示，木块重200 N，前进过程中所受的摩擦力为40 N， 求： ①不考虑滑轮的自重和摩擦，木块匀速前进2 m时拉力F做了多少功? ②如果这个装置的机械效率是80%，拉力F的大小等于多少?
【答案】①80 J②25 N
【例5】用“一定二动”的滑轮组来提升重物G，如图6-2-7所示，不计 拉线质量及滑轮转动摩擦的影响，每个滑轮的质量相等，所提升的重物G是边长为2 dm 的正方体大理石块；当拉力F为60 N时，石块恰能被匀速提升，求：①匀速提升大理石 块时，滑轮组的机械
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效率多大?②当绳子自由端拉力为40 N时，大理石块对地面的压强是多 大?(ρ石=2.5×10
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kg/m，g=10 N/kg)
【答案】 83.3 %, 2×10Pa
【例6】下列关于功和能的说法中，正确的是( ) A.具有能的物体一定做功
B.物体具有的能越大，它做的功越多 C.物体做的功越多，它具有的能就越大 D.物体能做的功越多，它具有的能就越大 【答案】D
【例7】一辆汽车在上坡过程中，下列说法正确的是( ) A.它的动能不断减小 B.它的重力势能不断增大 C.它的机械能不断增大
D.它的重力势能的增加等于动能的减少 【答案】B
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三、真题练习
1. （2019·烟台）如图5所示，小球沿轨道由静止A处经B、C运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，则
A.小球在A处的动能等于在D处的动能 B.小球在A处的动能大于在D处的动能 C.小球在B处的机械能小于在处的机械能 D.小球在B处的机械能等于在C处的机械能
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