第12章机械功和机械能例题与习题。
例1】在平地上，用50n的水平推力推动重100n的箱子，前进了10m（图1），推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高1.5m，他做了多少功？
分析】水平推箱子做的功w１，等于水平推力f和水平前进的距离s的乘积fs。匀速举箱子时用的力f′与箱子重g大小相等、方向相反。举箱子是f′克服重力（阻力）g使箱子在f′方向上升高h，所做的功w2＝f′h＝gh，这种情况下，常常为了简便而说：
克服阻力g做的功w2＝gh。
解答】f＝50n，s＝10m，g＝100n，h＝1.5m。
w１＝fs＝50n×10m＝500j。
w2＝gh＝100n×1.5m＝150j。
答：他推箱子做功500j，举箱子做功150j。
说明】题中给了两个力：50n、100n，也给了两个距离：10m、1.
5m。千万不要死记乱套公式，算出两个功：w１＝100n×10m＝1000j，w2＝50n×1.
5m＝75j。
对于公式，务必要在理解的基础上记忆、运用。w＝fs中的f是使物体在它的方向上通过距离s的力，s是物体在f方向上通过的距离。
例2】 重为100n的物体在光滑水平面上匀速移动80m，则重力对物体做的功是多少？
分析】重力的方向竖直向下，在竖直方向上物体没有发生移动；物体在光滑水平面上移动，是由于物体有惯性，可以保持运动状态不变。水平方向上没有受到作用力。
解答】w＝gh＝100×0＝0
说明】力对物体做功，必须有力作用在物体上，且物体在力的方向上通过距离。如果有作用力，但在力的方向上没发生移动，或者不受作用力，物体静止或匀速直线运动，都没有力对物体做功。
例3】 某人用100n顿的水平拉力，将500n顿的物体在水平地面上匀速移动8m，拉力做了多少功？若他用100n顿的力竖直向上提此重物，他对物体做多少功？
分析】当他用100n的水平拉力作用于物体，物体且在这个力的方向上移动8m，他对物体做的功应等于fs。而他用100n顿的力竖直向上提重物时，物体仍静止不动，物体没有在这个力的方向上移动距离，所以他对物体没做功。
解答】w１＝f１f１＝100n×8m＝8×10２j
∵s2＝0∴w2＝0
说明】做功有两个必要的因素，即作用在物体上的力和物体在该力方向上移动的距离，两者缺一不可。
例4】 高出水面30m处有一个容积是50m3的水箱，要用一台离心式水泵抽水给水箱，1h能把水箱充满即可。这台水泵的功率至少是多少千w？（取g＝10n/千克）
分析】这道题要求的功率。功率p=w/t，其中t是1h,而w可以根据w＝gh求出，其中g是50m3水重，h是30m。g的值，从水的体积v和密度ρ求出质量m以后就知道了。
思路p=w/t→w=gh→g=mg→m=ρv
解答】 m=ρv=1×103kg/m3×50m3=5×10４kg
g=mg=5×10４kg×10n/kg=5×103n
w=gh=5×103n×30m=1.5×107j
p=w/t=1.5×107j/3600s=4200w=4.2kw
答：水泵的功率应不小于4.2kw。
例5】 重2540n的货物。如图2所示，滑轮组把它提升1.7m。若不考虑摩擦，也不考虑滑轮和绳子的物重，则：
（1）绳端拉力f是多少n？
（2）绳端移动的距离是多少m？
（3）若考虑摩擦、滑轮和绳子的物重，须在绳端施力800n，滑轮组的机械效率是多少？
分析】使用滑轮组时，重物g由n段绳子承担，提起重物g所用的力f就是重物g的n分之一；由于重物g是由n段绳子承担，当重物升高hm时，绳末端移动的距离s＝nhm；若考虑摩擦、滑轮和绳子的物重，滑轮组的机械效率等于有用功和总功的比值。
解答】（1）绳端拉力为f=g/n=2540n/4=635n
（2）绳端移动的距离为s＝nh＝4×1.7m＝6.8m
（3）滑轮组的机械效率为
η=w有/w总=gh/fs=gh/fnh=g/fn=2540n/(4×800n)≈79%
说明】如何判断有用功、额外功、总功，是解机械效率有关问题的关键，解题时可以用机械做功的目的来分析。凡是用机械来升高物体的，使物体升高所做的功为有用功；且有w有＝gh，即有用功等于被升高的物体的重力与其提升高度的乘积。凡是动力做的功就是总功；且有w总＝fs，它等于力与机械在动力作用下移动的距离的乘积。
而用来克服摩擦和机械自身重力所做的功为额外功。w额＝w总－w有。
图2例6】下面的物体中，只具有动能的是___只有势能的是___既具有动能、又具有势能的是 [
a．停在地面上的汽车。
b．在空中飞行的飞机。
c．被起重机吊在空中静止的货物。
d．弹簧。e．在水平铁轨上正行驶的火车。
分析】停在地面上的汽车没有运动，它不具有动能；因在地面上，它也没有势能。
正在空中飞行的飞机，它在运动着，具有动能；它离地面有一定的高度，又具有重力势能。
在空中静止的货物，它没有动能，只有重力势能。
弹簧在没有发生弹性形变时，它不具有弹性势能。
水平铁轨上行驶的火车，只有动能没有势能。
解答】只有势能的是c；只有动能的是e；既有动能又有势能的是b。
说明】在确定物体具有何种能量时，应按照动能、重力势能、弹性势能的定义，分析物体是否在运动，是否被举高，是否发生了弹性形变，符合哪一种能量的定义，就确定物体具有哪一种能量。
例7】下列物体各具有什么形式的机械能？
(1)高速升空的火箭；
(2)被拉长的弹弓橡皮条；
(3)被水电站拦河坝拦住的上游水；
(4)竖直到达最高点的上抛小球。
分析】对照动能、重力势能、弹性势能的定义，即能判断出上述物体各具有什么形式的能。
解答】(1)高速升空的火箭，速度不为零，且高度在增加，因此具有动能和势能。
(2)被拉长的弹弓橡皮条发生弹性形变，具有弹性势能。
(3)被拦河坝拦住的上游水是流动的，具有功能；同时水位又被拦河坝提得较高，因此又具有重力势能。
(4)小球被竖直抛到最高点时，不再运动，速度为零，因此只具有重力势能。
例8】判断下列几种情况下，物体的动能、势能是否变化？是增加还是减少？
(1)货物在钢丝绳的牵引下上升，但速度在减小；
(2)电梯上升得越来越快；
(3)汽车在平直公路上匀速前进；
(4)弯曲的钢锯条在逐渐变直。
分析】(1)货物在上升过程中，离地面的高度增加，运动速度减小。
(2)电梯在上升过程中，离地面的高度及运动速度都增加。
(3)汽车在平直公路上匀速行驶时，其离地面的高度和运动速度都没有发生变化。
(4)弯曲的钢锯条在逐渐变直的过程中，弹性形变逐渐变小。
解答】(1)货物的重力势能增加，动能减少。
(2)电梯的重力势能增加，动能增加。
(3)汽车的重力势能、动能都不变。
(4)钢锯条的弹性势能减小。
说明】在说明动能的大小和变化时，应抓住质量和速度进行分析；说明势能的大小和变化时，应抓住质量和离地面的高度或抓住弹性形变的情况进行分析。
例9】一只乒乓球由高处静止下落撞击地板后又上升，在整个过程中，乒乓球机械能转化的情况是 [
a．势能→动能→势能。
b．动能→势能→势能。
c．动能→势能→动能→势能→动能。
d．势能→动能→势能→动能→势能。
分析】乒乓球在高处，由于被举高具有势能。在下落过程中，高度降低，速度增大，在撞击地面前，球的全部势能转化为动能。在撞击地板的一瞬间，由于球发生形变，球的动能转化为球的弹性势能。
球在恢复形变的过程中，弹性势能又转化成动能，使球产生一个反方向的速度（如不考虑能的损失，则此速度与球撞击地板前的速度大小相同），向上跳起。在上升的过程中，动能又逐渐转化成势能，直至动能为零。从下落到反跳的全过程中，经历的能量变化过程是：
重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能。
填空题。1.人用水桶从井中提水的时候，对水所做的功是功，对桶和绳所做的功是功．
2.起重机将3000n的物体在1min内匀速升高20m，在这段时间内起重机做的功为 6×104 j，起重机的功率为 w。
3.如图1所示，某同学在做俯、卧撑运动，可将他视为一个杠杆，他的重心在a点，重力为500n，那么他将身体撑起，双手对地面的压力至少 n，若他在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则他的功率至少为 w。
图14．甲、乙两位同学分别把同样重的木头从一楼搬到三楼，甲用的时间比乙用的时间长，两个对木头做功的大小关系是w甲 w乙（选填“＞”或“＜”对木头做功快的是同学。
5．某起重机将1×104n的重物沿竖直方向提起，重物由静止开始向上做变速直线运动，然后做匀速直线运动，已知重物在开始的30s内上升的高度为16m，在接着的10s内又匀速上升了8m。若空气阻力忽略不计，则在匀速运动过程中，起重机对重物的拉力的功率是 w；在上述的40s内重物运动的平均速度是 m/s。
6．重500n的物体，在100n的水平拉力作用下，沿水平地面以0.5m／s的速度匀速运动10s．在这个过程中，重力所做的功。
是 j，拉力做功的功率是 w．
7．某商场售货员用20n的水平推力使质量为65kg的货物沿水平方向匀速移动了3m，则该售货员对货物做功 j，货物的重力做功 j，物体受到的摩擦阻力是 n．
8．用10n的水平拉力，拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，木块受到的摩擦力是 n,若木块移动了0.5m，则拉力做的功 j.
9．(如图2所示 ，已知物重等于g，请你补充一个物理理，用物得g和补充的物理量求出动滑轮的机械效率（绳重和摩擦忽略不计）补充的物理量名称和符号： 机机械效率= .
10．用图3所示的滑轮组将重为g的物体匀速提升h . 绳子移动的距离为。
；所做的有用功为 ；假设所用的拉力为f，则该滑轮组的机械效率为 .
图2 图311．如图4所示，小穆同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，匀速拉起重为6n的物体，使物体升高了0.2m，弹簧测力计示数为 n，则有用功是 j，机械效率。
为 .12．用如图5所示的机械拉着重500n的物体在水平地面上匀速运动，物体受到的摩擦力为120n，绳子末端的水平拉力为50n，则滑轮组的机械效率为 ;若物体运动的速度为0.2m/s，则10s内拉力做的功是 j.
九年级物理机械功和机械能例题与习题
第12章机械功和机械能例题与习题。例1 在平地上，用50n的水平推力推动重100n的箱子，前进了10m，推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高1.5m，他做了多少功？例2 重为100n的物体在光滑水平面上匀速移动80m，则重力对物体做的功是多少？分析 重力的方向竖直向下，在竖直方向上物体没...
九年级物理《机械功和机械能》单元测验
a 燕子比鸽子飞得快 b 鸽子比燕子飞得快。c 燕子比鸽子飞得高 d 鸽子比燕子飞得高。9 下列各现象中，不是利用物体的机械能做功的是 a 用水磨磨粉b 帆船在河中航行 c 风筝越飞越高d 用太阳灶烧开水。10.雪橇从山坡上滑下，在其机械能的转化过程中 a 动能增大，重力势能减小 b 动能减小，重力...
2023年九年级物理《机械功和机械能》单元测试卷
机械功和机械能 单元检测题。物理。姓名成绩。一 选择题 21分，每题3分 1.如图，小虎用水平向右的力推放在水平地面上的箱子，但没有推动，则此时 a 小虎的推力小于箱子受到的阻力。b 小虎的推力大于箱子受到的阻力。c 小虎对箱子做了功。d 小虎对箱子没有做功。2.一位中学生沿教学大楼的楼梯匀速登高了...