11功和机械能复习课件

第十一章功和机械能一、功和功率1.功:(1)做功的两个必要因素。①作用在物体上的___。②物体在这个力的方向上___________。(2)概念:功等于力与物体在力的方向上移动的距离的_____。(3)公式:_____。(4)国际单位:焦耳,符号:__。力移动的距离乘积W=FsJ2.功率:(1)比较做功快慢的方法。①做功相同比时间,时间_____,做功越快;②时间相同比做功,做功_____,做功越快。越短越多(2)功率。①意义:表示做功的快慢。②概念:功与做功所用时间之比。③公式:_____。(3)国际单位:瓦特,符号:__,1kW=___W。W103WPt二、动能和势能1.能量:物体能够_________,我们就说这个物体具有能量,简称能。2.动能:(1)定义:物体由于_____而具有的能量。(2)决定因素:①质量相同的物体,运动的速度_____,它的动能越大。②运动速度相同的物体,质量_____,它的动能越大。对外做功运动越大越大3.势能:(1)重力势能。①定义:在地面附近,物体由于_____所具有的能。②决定因素:物体的_____越大,_____越高,它具有的重力势能就越大。(2)弹性势能。①定义:物体由于发生_________而具有的能。②决定因素:物体的_____________越大,它具有的弹性势能就越大。高度质量位置弹性形变弹性形变程度三、机械能及其转化1.机械能:(1)定义:动能、重力势能和弹性势能的统称。(2)转化:动能和势能可以相互转化,如小球从A摆到B,_______能转化为___能,小球从B摆到C,___能转化为_______能。(3)守恒:如果只有动能和势能相互转化,尽管动能和势能的大小会变化,但机械能的总和_____,如不计空气阻力,小球在摆动的过程中机械能_________。重力势动动重力势不变保持不变2.水能和风能:(1)能量:流动的水和风具有大量的_____能。(2)利用:_____,即将水能和风能具有的机械能转化为___能。机械发电电【微点拨】1.做功的条件:有力有距离,且力与距离方向一致。物体受力并移动距离不一定做功,如力的方向与运动距离的方向垂直时,这个力不做功。2.功率与功的关系:做功多的机械,功率不一定大,同样做功少的机械,功率不一定小,功率的大小还要看另一个因素——时间。但功率大的机械做功一定快。3.功与能:正在做功的物体一定具有能量,但具有能量的物体不一定正在做功。4.动能和势能:(1)一个物体可以同时具有动能和势能。(2)判断重力势能的大小,一般是以水平地面为标准。【速练题】(1)运动员下落时,运动员受到的作用,对运动员做功。(忽略空气阻力)(2)运动员下落时,转化为动能,与蹦床接触后,床面发生弹性形变,运动员的动能转化为蹦床的,在能量的转化过程中,不计阻力和能量损失,机械能。(选填“增加”“减小”或“不变”)重力重力重力势能弹性势能不变主题一力是否做功的判断1.做功的两个必要因素:(1)必须有力作用在物体上。(2)物体在这个力的方向上移动了距离。2.几种常见的没有做功的情况:几种情况有距离无力有力无距离“力”“距”垂直分析说明物体在某个方向不受力但由于惯性而运动一段距离时。例如,被踢飞的足球在空中飞行时物体受力但保持静止状态。例如,用力推汽车,汽车未动物体受到的力与运动方向始终垂直,物体在力的方向上没有移动距离。例如,人提着水桶沿水平路面行走一段距离实例【示范题1】(2014·成都中考)如图所示,在水平地面上,小聪用力将箱子拉走了;小明用力推箱子,但箱子没有移走,下面关于做功的分析,正确的是()A.小明用了力,他对箱子做了功B.小聪用力拉动了箱子,她对箱子做了功C.小聪在拉箱子的过程中,箱子的重力做了功D.小明、小聪都没有对箱子做功B【备选例题】(2013·杭州中考)在甲、乙两图中,甲图地面粗糙、乙图地面光滑。质量分别为m、2m的两个物体在大小为F的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离,则下列结论正确的是()A.甲图中F做的功小于乙图中F做的功B.甲图中F做的功等于乙图中F做的功C.甲图中F做的功大于乙图中F做的功D.条件不足,无法确定甲、乙图中F做的功谁大B主题二功和功率的计算1.计算:F:物体受到的力,s:物体在力的方向上移动的距离。(1)功:W=Fs;(2)功率:P=WFstt。2.特例:(1)重力做的功:W=Gh;(2)物体以速度v匀速运动时,P==Fv。3.功和功率的估测:估测力的大小和物体在力的方向上移动的距离,估算功。根据时间估算功率。WFstt【中考警示】F、s的对应性:F和s具有同一性、同时性、一致性(方向一致)、统一性(单位都用国际单位)。【示范题2】(2013·长沙中考)2013年长沙体育中考,男生新设引体向上项目。如图是引体向上的示意图,小云同学在半分钟内做了12个规范的引体向上。已知小云的质量为60kg,每次引体向上他能将自身重心提高0.4m,则小云每做一次引体向上所做的功为J,整个过程中的平均功率为W。(g取10N/kg)24096【备选例题】1.(2012·南通中考)如图所示,某同学正在进行手抛鸡蛋表演,由图可估算出鸡蛋从最高点落到手中的过程中。鸡蛋重力做的功最接近于()A.0.02JB.0.2JC.2JD.20JB2.学校最近买了30套总质量为300kg的实验器材,每套一箱。实验员需要把这批实验器材搬运到15m高的实验室。(1)该实验员在搬运中,对实验器材总共做功J;(2)假设他身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如图所示,每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的时间t与所搬运物体的质量m的关系如表所示,那么他搬完全部箱子,且回到开始搬运处,所用最短时间为s(计算结果精确到0.1,g取10N/kg)。4.5×1041518.2搬运质量m/kg102030时间t/s406070【解析】(1)实验员对实验器材总共做的功为W=Gh=mgh=300kg×10N/kg×15m=4.5×104J;(2)表格中提供的时间是搬起箱子、放下箱子和下楼的时间,这个时间不包括搬箱子上楼的时间。搬完全部箱子,回到开始搬运处所用的时间应该是搬箱子上楼的时间加上搬起箱子、放下箱子和下楼的时间(这个时间也就是表格中提供的时间)。每次搬运10kg时,所用总时间为+40s×30=2325s;每次搬运20kg所用时间为+60s×15=1650s;每次搬运30kg所用时间为+70s×10=1518.2s。44.510J40W44.510J60W44.510J55W主题三机械能及其转化1.机械能之间的相互转化:在只有动能和势能相互转化时,相互转化情况如下:解读:不考虑摩擦时,动能和势能总和不变,一种能量减少,另一种能量增加,减少的能量转化为增加的能量。2.机械能守恒条件:只有动能和势能之间的转化时,机械能守恒。若克服其他力做功,则机械能不守恒。【示范题3】(2014·滨州中考)如图所示,捻动滚摆的轴使其升高后释放,观察滚摆运动过程,长时间后滚摆会停止上下摆动。从能量角度对其分析,下列说法不正确的是()A.滚摆沿着悬线向下运动时,重力势能减小,动能增加B.滚摆到最低点后又上升,动能转化为重力势能C.滚摆整个运动过程中,机械能守恒D.滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆具有的机械能减小C【备选例题】(2012·泰安中考)人骑自行车下坡时,不用蹬车自由滑行的过程中速度也会越来越快,下列关于这一运动过程的说法中,正确的是()A.人与车的动能增大,重力势能增大B.人与车的动能增大,重力势能减小C.人与车的动能减少,重力势能增大D.人与车的动能不变,重力势能不变B主题物体动能跟哪些因素有关【实验方法】_________法、_____法。【实验装置】控制变量转换【实验关键】动能大小的显示:比较同一水平面上木块被撞的距离的远近。木块运动的距离越远,具有的动能_____。(1)探究动能与物体速度的关系。思路:控制_____不变,只改变_________,如图,让同一钢球从_____高度由静止滑下。(2)探究动能与物体质量的关系。思路:控制_________不变,只改变_____,如图,让_____钢球从同一高度由静止滑下。越大质量物体速度不同物体速度质量不同【要点探究】(1)在实验中,为什么让不同的钢球在同一位置释放?提示:目的是控制不同的钢球在撞击木块时速度相同。(2)在实验中,为什么让同一个钢球在不同的位置释放?提示:目的是控制同一个钢球在撞击木块时速度不同。【示范案例】(2014·新疆中考)“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置如图所示,艾力同学让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离s。回答下列问题:(1)艾力同学在研究动能大小跟的关系,实验中他控制了钢球的不变;(2)钢球沿斜面滚下过程中,重力势能,动能________(均选填“增大”“减小”或“不变”);(3)观察木块被撞击后移动距离的长短,是为了判断;若水平面绝对光滑,本实验将(选填“能”或“不能”)达到探究目的。速度质量减小增大钢球动能的大小不能【拓展探究】结合【示范案例】探究以下问题:(1)实验中,如果物体B运动到了长木板的末端仍未停止,在不更换实验器材的前提下,解决的方法是。(2)该实验主要运用了哪种物理方法来判断物体动能的大小()A.控制变量法B.转换法C.理想推理法D.模型法降低小球开始滚下的高度B考点一功1.(2013·临沂中考)下列过程中人对桶做功的是()A.提着桶站立不动B.提着桶水平移动C.提着桶站在匀速向上运动的电梯内D.提着桶站在匀速水平运动的车厢内C2.(2014·衡阳中考)小明从一楼提20个普通鸡蛋送给三楼的张爷爷,小明对这些鸡蛋大约做了多少功()A.0JB.600JC.60JD.6J【解析】本题考查功的估算。20个普通鸡蛋的重力约为10N,一楼到三楼升高约6m,所以小明对这些鸡蛋大约做的功W=Fs=Gh=10N×6m=60J。C3.(2014·泸州中考)如图所示,某同学用大小为F的水平推力,推着重力为G的木箱m在水平地板上向右做匀速直线运动,当木箱运动的距离为s时,下列关于做功的判断正确的是()A.木箱受到重力做功的大小为GsB.木箱受到地板摩擦力做功大小为FsC.木箱受到合力做功的大小为FsD.木箱受到地板的支持力做功大小为(F+G)sB4.(2013·安顺中考)如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,力F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示。则第2s末前,物体处于状态,物体在第6s到第9s末期间,推力F做功是J。静止245.(2013·南宁中考)2013年4月,四川雅安发生地震,南宁运送救灾物资的货车奔赴灾区,途中匀速驶上高为20m、长为200m的某斜坡。若救灾货车的总质量为9t,牵引力大小为3×104N,则该货车驶上此斜坡克服重力所做的功为J,牵引力所做的功为J。(g取10N/kg)1.8×1066×1066.(2014·株洲中考)如图甲所示,用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力。弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升,其示数F与上升的高度h之间的关系如图乙所示。试解答下列问题。(1)钩码所受的重力为N。(2)当h=4cm时,弹簧测力计的示数是N,桌面对钩码的支持力是N。(3)从开始提升到h=16cm,弹簧测力计对钩码所做的功是多少?4.53.01.5当h=6cm时,弹簧测力计的拉力等于钩码的重力,此时钩码开始离开桌面,向上运动,当h=16cm时,钩码上升的高度Δh=10cm,故弹簧测力计对钩码所做的功W=Fs=GΔh=4.5N×0.1m=0.45J。考点二功率7.(2013·达州中考)中学生小华在一次跳绳的体能测试中,1min内跳了120次,每次跳离地面的高度约为5cm,则他跳绳时的功率最接近()A.5WB.50WC.500WD.5000W【解析】本题考查的是功率的计算。估算一个中学生的体重为600N,跳一次做的功W=Gh=600N×0.05m=30J,则1min跳绳的功率P=×1