3.小刚用一个动滑轮把50 kg的物体提高1 m所用的力是294 N，那么他做的总功和有用功分别是(　　 )

A.490 J、490 J　　　　　　　　　　　　　　　 B.490 J、294 J

C.588 J、294 J　　　　　　　　　　　　　　　 D.588 J、490 J

解析：根据动滑轮的特点可知，物体上升1 m，绳子的自由端要移动2 m，根据总功和有用功的计算公式得W_总=Fs=294 N×2 m=588 J，W_有用=Gh=mgh=50 kg×9.8 N/kg×1 m=490 J。

答案：D

2.要提高某一机械的效率，可以采取的正确方法是(　　 )

A.增加机械做功的时间　　　　　　　　　　　　 B.减少机械做功的时间

C.有用功一定，减少额外功　　　　　　　　　　 D.增加重物上升的高度

解析：在使用机械时，改变机械做功的时间或高度，有用功和总功会同时改变相同的倍数，由η=W_有用/W_总可得，机械效率不会改变。由η=W_有用/W_总、W_总=W_有用+W_额外可得 η=W_有用/(W_有用+W_额外)，当W_有用一定时，W_额外越少，η就越高。

答案：C

1.关于机械效率的说法正确的是(　　 )

A.越省力的机械，其机械效率越高

B.越费力的机械，其机械效率越高

C.做的有用功越多，机械效率越高

D.有用功一定时，额外功越少，机械效率越高

解析：根据η=W_有用/W_总可得，机械效率的高低跟机械是否省力和费力无关。当W_总一定时，W_有用越大，η才越大。只根据W_有用越多，无法确定η的高低。由η=W_有用/W_总、W_总=W_有用+W_额外可得η=W_有用/(W_有用+W_额外)，所以可判断选项D是对的。

答案：D

3.如何计算有用功和总功？机械效率的计算公式是什么？

解析：通过预习积累与机械效率有关的感性知识，为学好本节课打下基础。根据有用功和总功的定义可得计算有用功和总功的方法。

答案：总功等于使用机械时用的力乘以这个力移动的距离；有用功等于直接用手做的功。η=W_有用/W_总。

10分钟训练 (强化类训练，可用于课中)

2.在上节课“探究使用简单机械是否省功”的实验中，使用机械所用的力是根据机械的特点由计算得出的，从而得出功的原理：使用机械做的功等于直接用手做的功。那么，在计算使用机械所用的力时是否考虑了机械受到的重力及摩擦力？

　　 小红在学习了“功”这节课后，对“使用机械做的功等于直接用手做的功”还存在疑问，于是，她找来了动滑轮及相关的器材，验证这个结论，结果发现测量出的使用机械做的功比直接用手所做的功多，这跟功的原理矛盾吗？请你帮她分析原因。

解析：在利用杠杆和滑轮求拉力时，都把它们当成了理想机械，当然没有考虑机械受到的重力及摩擦力。这跟功的原理并不矛盾，因为功的原理是在没有考虑机械受到的重力及摩擦力的条件下才成立的。而使用动滑轮提物体时，不可避免地要把动滑轮也提上去，如果再考虑摩擦和绳子重，使用动滑轮做的功要比直接用手做的功多。

答案：没有考虑机械受到的重力及摩擦力。这跟功的原理并不矛盾，因为功的原理是在没有考虑机械重及摩擦的条件下才成立的；而使用动滑轮提物体时，不可避免地要把动滑轮也提上去，如果再考虑摩擦和绳子重，使用动滑轮做的功要比直接用手做的功多。

5分钟训练 (预习类训练，可用于课前)

1.人们在使用简单机械提升物体时做的功，如何计算？不用机械，直接用手把物体搬到一定的高度所做的功，又怎么计算？

解析：根据功的计算公式，使用简单机械提升物体时做的功W₁等于人们使用机械时用的力F乘以这个力移动的距离s；直接用手把物体搬到一定的高度所做的功W₂等于搬物体用的力乘以物体上升的高度h，而搬物体用的力等于物重G,这样就可以得出做功的计算方法。

答案：W₁=Fs W₂=Gh

11.如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务，图15-5-7是某轻轨车站的设计方案示意图，该图表明与站台前后连接的轨道都有一个小的斜坡，其目的是充分利用重力的作用来提高轻轨列车能量的利用率。试从能量转化的角度说明这种设计可以节能的理由。

图15-5-7

解析：轻轨列车在进站前，有一定的速度，具有一定的动能，在进站爬上这个斜坡的过程中，轻轨列车的高度增加，速度减小，重力势能增加，动能减少，动能转化为重力势能，“储藏”了一部分能量，同时，也起到了减速的作用。当轻轨列车下坡出站时，“储藏”的重力势能转化为动能，起到了加速的作用，节省了燃料，从而达到节能的目的。

答案：进站时将动能转化为重力势能“储藏”起来；出站时将重力势能转化为动能“释放”出来，达到节能的目的。

快乐时光

　　 一位画家举办个人画展。一位贵夫人来到展室，站在一幅画前面端详了很久，她说：“我要是能认识这幅画的作者该多好！”这时，站在一旁的画家走过来说：“夫人，我就是这幅画的作者。”贵夫人说：“这幅画太妙了！你能告诉我，给画里这位小姐做裙子的裁缝是谁呀？”

10.(2010江苏盐城模拟，39)物理课上，同学们观察了右图15-5-6所示的实验：用细线将一金属小球悬挂起来，把小球拉到一定的高度(此时细线偏离竖直方向的角度为α，小球离开最低位置的距离为s，然后释放，小球将左右摆动。

图15-5-6

(1)此实验说明：__________________________________________。

(2)刚开始时，他把小球拉到自己的鼻尖位置，然后放手让小球自由摆动，小球还能摆回到他的鼻尖位置吗？这是为什么？你能帮他解释吗？

(3)课后小宁同学提出这样的问题：小球来回摆动一次的时间(或摆动的快慢)跟哪些因素有关呢？对此，同学们进行了探究。小宁提出猜想：小球摆动的快慢可能跟细线的长度(L)有关。除了他的猜想外，请你再提出两个猜想：

①________________________________________________________。

②________________________________________________________。

解析：小球在左右摆动的过程中，高度和速度不断交替变化，势能和动能也不断交替变化，是势能和动能不断相互转化的过程。同时，小球在左右摆动的过程中，不断克服空气阻力做功，所以机械能不断减少，每次摆动的高度就不断减小，因此，小球不能摆到原来的位置。结合实验和自己的经验提出两个猜想即可。

答案：(1)动能和重力势能可以相互转化。

(2)不能；因为小球在左右摆动的过程中，不断克服空气阻力做功，机械能不断减少，所以每次摆动的高度不断减小。

(3)①小球摆动的快慢可能与球的材料有关。

②小球摆动的快慢可能与球偏离竖直方向的角度有关。

9.(2010安徽庐江模拟，8)我国的《道路交通安全法》已于2010年5月1日正式实施。据交通管理部门的统计，有70%的道路交通安全事故是由于车辆超限超载引发的，车辆超限超载还是造成公路受损严重的原因之一。根据以上情况请回答：

(1)由于汽车超载，使得汽车对路面的______________增大，而汽车与路面的接触面积几乎不变，因而所产生的______________增大而导致路面容易损坏。

(2)要对机动车进行限速的原因是_________________________________________。

解析：汽车超载，质量增加，它受到的重力增加，所以它对路面的压力增加，又因为汽车与路面的接触面积几乎不变，根据压强公式可得，它对路面的压强增加。同一物体动能的大小随速度的减小而减小，物体的动能越小，当它对外做功时，做的功就越少，危险性就越小，在相同制动力的作用下才容易刹车。如果既超载又超速，机动车的动能就会增加很多，需要很大的制动距离才能刹住车，危险性增加。这就是机动车限速限载的原因。

答案：(1)压力 压强 (2)在质量不变时，减小速度从而使机动车的动能减小。汽车动能小，在相同制动力的作用下才容易刹车

8.(2010浙江杭州模拟，27)图15-5-5表示撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。在这几个阶段中能量的转化情况是：

图15-5-5

(1)助跑阶段，运动员消耗体内的化学能______________(选填“大于”“小于”或“等于”)运动员和撑杆获得的动能。

(2)撑杆起跳阶段，运动员的______________能增加。

(3)运动员越过横杆后，运动员将______________能转化为______________能。

解析：助跑阶段，运动员消耗体内的化学能转化为动能和内能，撑杆起跳阶段，运动员的动能减小，重力势能增加，是动能转化为重力势能。运动员越过横杆后，运动员的重力势能减小，动能增加，是重力势能转化为动能。本题是对新课程“通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一物体，不同形式能量可以互相转化”目标的落实，以撑杆跳高为素材设计命题，注意了物理知识在体育中的应用，体现了物理源于生活、高于生活的思想。

答案：(1)大于 (2)势 (3)势 动