1、1课 题 功和机械能一、上次课错题讲解二、知识点梳理考点 1 功、功的原理、解读：1.力学里所说的功包括两个必要因素：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。2.不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。3.力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 公式： W=Fs4.功的单位：焦耳，1J= 1Nm。 把一个鸡蛋举高 1m ，做的功大约是 0.5 J 。5.应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时 F 就是这个力；公式中 s 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。 功的单位“焦” （牛米 = 焦） ，不要和力和力臂的乘积（牛米，不能写成“焦”
2、 ）单位搞混。6.内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。7.说明：功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（ Fs）= 直接用手对重物所做的功（ Gh）8.应用：斜面理想斜面：斜面光滑理想斜面遵从功的原理；理想斜面公 式： FL=Gh 其中
3、：F：沿斜面方向的推力； L：斜面长； G：物重； h：斜面高度。如果斜面与物体间的摩擦为 f ，则： FL=fL+Gh；这样 F 做功就大于直接对物体做功 Gh。【针对练习】1 （2013 杭州）在甲、乙两图中，甲图地面粗糙、乙图地面光滑。质量分别为 m，2 m 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2A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2在图所示的四种情境中，人对物体做功的是：（ ）考点 2 功率：1、定义
4、：单位时间里完成的功2、物理意义：表示做功快慢的物理量。33、公式： WFsPvt4、单位：主单位为 W ，常用单位有 kW、mW、马力等。 换算：1kW=10 3W 1MW=106 W 1 马力=735W某小轿车功率 66kW，它表示：小轿车 1s 内做功 66000J 【针对练习】1 三位同学准备进行爬楼比赛，看看谁的功率大。他们展开了如下的讨论：甲：只有测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，才能进行比较；乙：在爬楼的时间相同时，只要测出各自的体重、爬楼的高度，就可以进行比较；丙：在爬楼的高度相同时，只要测出各自的体重、爬楼的时间，就可以进行比较。A.甲、乙和丙 B.甲和乙 C.甲和丙
5、 D.乙和丙2 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.5W B.50W C.500W D.5000W考点 3 机械能（动能和势能）解读：1.能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能理解：能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。42.机械能：动能和势能统称机械能动能：定义：物体由于运动而具有的能量决定其大小的因素：物体速度越大、质量越大，动能就越大
6、势能：重力势能和弹性势能统称势能。重力势能：定义：物体由于被举高而具有的能量。决定其大小的因素：物体质量越大、举得越高，势能就越大弹性势能：定义：发生形变的物体具有的能量。决定其大小的因素：物体弹性形变越大、弹性势能就越大3.探究决定动能大小的因素：（1）猜想：动能大小与物体质量和速度有关；（2）实验研究：研究对象：小钢球 方法：控制变量； 如何判断动能大小：看小钢球能推动木快做功的多少如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同；如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下；（3）分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大；保持钢球速度不变时结
7、论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大；4.机械能：动能和势能统称为机械能。理解：有动能的物体具有机械能；有势能的物体具有机械能；同时具有动能和势能的物体具有机械能。【针对练习】1图17是探究“物体动能的大小与哪些因素有关？”的实验示意图。（1）实验要探究的是物体动能的大小与物体 和质量的关系。（2）实验中探究的是 （填“ A”或“ B”）物体的动能，物体动能的大小是通过 （填“ s”或“ h”）的大小来反映的。52国庆期间，在北京举行了一场空中跳伞表演。飞机在高空沿水平方向匀速飞行，跳伞运动员从飞机上鱼贯而出，跳入蓝天白云间，运动员在下落的开始阶段降落伞没有打开，受到的阻力较小，其动能逐渐
8、 （选填“增加” 、 “减少”或“不变” ） ，重力势能 ；当接近地面，打开降落伞一段时间后，运动员匀速下落，此时其动能 ，重力势能 ；在整个过程中，机械能 。考点 4 动能和势能的转化、水能和风能的利用1.知识结构：2.动能和重力势能间的转化规律：质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；3.动能与弹性势能间的转化规律：如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。4.动能与势能转化
9、问题的分析：首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素 看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。动能转化转化势能弹性势能重力势能6还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大 如果除重力和 弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失） ，则动能势能转化过程中机械能不变。题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失机械能不守恒。5.知识结构：6.水电站的工作原理：利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。【针对练习】1 人造卫星沿
10、椭圆轨道绕地球运行。它从近地点向远地点运动过程中A动能增大，势能减小，机械能不变B动能增小，势能减大，机械能不变C动能不变，势能增大，机械能变大D动能减小，势能不变，机械能变小2（2013 广州）如图 9 所示，足球以初速 度 v 沿着凹凸不平的草地从 a 运动到 d，足球（ ）A在 b、 d 两点动能相等 B在 a、 d 两点动能相等C从 b 到 c 的过程机械能减少 D从 c 到 d 的过程重力势能减少机械能的天然资源风能水能拦河筑坝海水潮汐直接做功发电7三、同步训练一、选择题1（2013 四川自贡）小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上，他对课本所做功最接近于（ ）A0.02J B0.
11、2J C2J D20J2（2013 江苏盐城）下列情形中，对物体没有做功的是（ ）A.举着杠铃不动 B.将弹簧拉力器拉长C.将实心球抛向空中 D.把掉在地上的羽毛球捡起来3、一个重为 2N 的皮球从 10m 高处下落 3m 的过程 中，重力对它所做的功为 A 20J B 6J C14J D 26J84（2013 年北京市）下列有关力做功的说法中正确的是A用水平力推着购物车前进，推车的力做了功 B把水桶从地面 上提起来，提水桶的力没有做功 C书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功 D挂钩上的书包静止时，书包受到的拉力做了功 5（2013 年苏州市）在如图所示的四位科学家中，以其名字命名功率单位
12、的是6（2013 漳州）用水平拉力 F 拉物体 A 在光滑水平面上沿力的方向移动距离 s，拉力 F 做功为 W1；用同样的力 F 拉物体 A 在粗糙水平面上沿力的方向移动相同的距离 s，拉力 F 做功为 W2，则AW 1=W2 BW 1W2 C W1W2 D条件不足，无法比较 97 （2013长沙）我们居住的城市高楼林立，如不小心发生高空坠物事件，则可能给人们的生命财产造成损害，更不可有意为之日前，某小区的陈先生在早上下楼取车时发现车的后挡风玻璃被穿了一个孔，上面还插着一个可乐瓶，肇事的可乐瓶 里大约还有的可乐 对此，下列描述正确的是（ ）A 可乐 瓶从高空坠落，动能会转化为重力势能B 可乐瓶
13、对挡风玻璃没有做功C 车的后挡风玻璃被穿了一个孔，上面还插着一个可乐瓶D 可乐瓶砸在挡风玻璃的瞬间，具有很大的重力势能8（2013 南通）.某同学的质量约为 50kg，他以正常速度从教学楼的一楼走上二楼。请估算在此过程中该同学上楼的功率最接近于A.1W B.10W C.100W D.1000W109（2013 南通）如图所示，男孩脚踩滑板车从高处滑下，在下滑的过程中A.动能增加，势能减少 B.动能增加，势能增加 C.动能减少，势能增加 D.动能减少，势能减少【答案】A 【解析】如图所示，男孩脚踩滑板车从高处滑下，在下滑的过程中,他的高度减小重力势能减少，下落时男孩的速度变大，动能增大。选项 A
14、 正确。考点：能的转化点评：解决本题方的关键是下落过程速度增大。难度较小。10 （2013湘西州）如图是一同学正在体育课中进行实心球投掷训练，投出的实心球在上升过程中（ ）A动能不变、重力势能增加 B重力势能不变、动能增加C动能转化为重力势能 D重力势能转化为动能11（泰州市 2013）如图所示，滚摆上升的过程中11A.动能增大 B.重力势能减小 C.重力势能转化为动能 D.动能转化为重力势能12（2013 年苏州市）如图所示的四个实例中，机械能正在减小的是 A蓄势待发的火箭 B水平匀速飞行的飞机 C匀速下降的热气球 D加速上升的飞艇第 8 题【答案】C 13（荆门市 2013 年）有一种运动
15、叫蹦极，如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O 点，另一端系住运动员，运动员从 O 点自由下落，A 点处弹性绳自然伸直。B 点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C 点是 蹦极运动员到达的最低点， 运动员从 O 点到 C 点的运动过程中忽略空气阻力，则 CBAO12A从 O 至 C 运动员速度一直减小B从 O 点至 A 点运动员机械能不守恒,从 A 点至 C 点机械能守恒 C从 O 至 A 过程中运动员速度增大，从 A 至 C 过程中运动员速度减小D从 O 至 B 过程中运动员速度增大，从 B 至 C 过程中运动员速度减小14（荆门市 2013 年）一根细长绳的下端系一
16、金属小球，上端固定，制成一个摆，把小球拉离竖直位置松手，让他摆动起来，如图所示，可以观察到小球摆动过程中摆动的幅度会逐渐减小，最终停下来，对于小球在摆动过程中的能量转化情况，下列说法不正确的是 A小球从高处向低处摆动过程中，势能部分转化为动能B小球从低处向高处摆动过程中，动能部分转化为势能C小球摆动过程中机械能守恒D小球依次经过最低点时，动能会逐渐减少1315（2013 新疆维吾尔）对在高速公路上行驶的汽车要进行限速，其实质 是限制了汽车的A摩擦力 B势能 c动能 D惯性二、填空题16 （2013绵阳）体重 60kg 的王健做引体向上，在 1min 时间内完成了 10 个，每次上拉，身体重心上
17、升 30cm，则他每完成一次引体向上做功 J，1min 内的平均功率是 W （g 取 10N/kg）【答案】180、30【解析】功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 公式：W=FS=Gh=600N0.3m=180J。做功的平均功率：P=W/t=180J10/60s=30w。考点：功和功率点评：解决本题方的关键是功率公式的应用。难度中等。17 （2013长沙）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
18、程中的平均功率为 W （g取 10N/kg）18（2013 镇江）图是皮球落地后弹起过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片由图可知，下落过程中，皮球的速度 ，离开地面上升的过程中，皮球重力势能 ，动能 14皮球运动过程中的机械能 （均选填“增大” 、 “减小”或“不变” ） 三、实验探究题19（2013 泰州）如图所示，用装有细沙的容器、三脚小桌和质量不同的木块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”实验。为该实验是通过观察比较_ _ _来间接判断物体重力势能大小的。实验中采用质量不同的木块，是为了探究物体重力势能大 小与物体_ _ _的关系，操作时应该让木块从_ _ _（选填“相同”或“不同” ）的高度自由下落。若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系，请简要说明具体做法。四、计算题20（2013 年苏州市）一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的0.1 倍，货车（含驾驶员）空载时重为 2.5104 N（1）求货车空载行驶时所受的阻力大小；（2）求货车以 36kmh 的速度空载匀速行驶时，10s 内货车牵引力做的功；（3）当货车以 90kW 的额定功率、90km/h 的速度匀速行驶时，求货车最多可装载多重的货物15
