1、第 20 课时 功和功率 机械能一、机械能考 点 1 识 别 动 能 、重 力 势 能 和 弹 性 势 能 a1动能是物体由于_ _而具有的能。2势能重力势能：物体由于_ _而具有的能叫做重力势能。弹性势能：物体由于_ _而具有的能叫做弹性势能。考 点 2 知 道 动 能 大 小 跟 质 量 、速 度 的 定 性 关 系 a动能的大小与物体的_ _及物体运动的_ _有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越_ _；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越_ _。考点 3 知道重力势能大小跟质量、举高高度的定性关系 a重力势能的大小与物体的_ _及物体所处的_ _有关。考 点 4 知 道
2、 弹 性 势 能 大 小 跟 弹 性 形 变 的 定 性 关 系 a弹性势能的大小跟物体的材料以及_ _的大小有关，弹性形变越大，物体的弹性势能就越_ _。考 点 5 举 例 说 出 动 能 和 势 能 的 相 互 转 化 a单摆：将摆锤拉高一定的高度后放手。摆锤在向下摆动的过程中_ _转化为_ _，在摆锤摆过中点后向上摆动的过程中_ _转化为_ _。考 点 6 描 述 机 械 能 守 恒 的 含 义 a动能和势能统称为_ _。动能和势能之间可以_ _。如果没有摩擦等阻力，那么在势能和动能的相互转化中，机械能的_ _，即机械能守恒。( 注意不考虑阻力)考 点 7 利 用 机 械 能 守 恒 解
3、 释 简 单 的 现 象 b1如果没有摩擦阻力，动能和势能在相互转化的过程中，机械能总量_ _。2如果存在摩擦阻力，动能和势能在相互转化的过程中，机械能的总量会减少。减少的机械能转化为摩擦产生的_ _能。1(2015杭州)如图所示是蹦床运动员表演的情景。运动员从最低点到达最高点的过程中，运动员的动能和重力势能变化情况分别是( )A动能减小，重力势能增大B动能增大，重力势能减小C动能先增大后减小，重力势能增大D动能先减小后增大，重力势能减小2(2015丽水)2015 年在苏州举行的第 53 届世乒赛中首次使用了“40”新球，新球与“40”旧球如图甲所示。小科想比较两种球的弹性大小，做了如下实验：
4、将两球从相同高度由静止同时释放，比较两球落到同一桌面上弹起的高度得出弹性的大小，发现很难比较两球弹起的高度，继续观察，两球在桌面上反复弹跳，发现新球停止弹跳时，旧球还在弹跳，如图乙所示。多次实验结果相同，说明旧球的弹性比新球好。(1)乒乓球下落过程中重力势能逐渐_ _；(2)该实验体现了转换的思想，将比较球的弹性分别转换为比较弹起的高度和_。二、机械功考 点 8 理 解 功 的 概 念 b1做功的两个必要因素：_ _。2功是作用于物体的力和物体在力的方向上移动的_ _的_ _。考 点 9 知 道 功 的 单 位 a功的单位：_ _，简称焦，符号是 J。1 焦1 牛 考 点 10 运 用 功 的
5、 公 式 进 行 简 单 的 计 算 c公式：功力距离，即_ _。力没有做功的三种情况：物体受到力的作用，但没有移动距离；物体不受外力，由于惯性做匀速直线运动；物体通过的距离跟它受到的力的方向垂直。注意：物体做功的多少与物体是否做匀速直线运动、速度多大、接触面是否粗糙均无关。三、功率考 点 11 说 明 功 率 的 概 念 b1定义：_ _内做的功叫功率。2意义：功率是用来描述物体_ _的物理量。考 点 12 知 道 功 率 的 单 位 a功率的单位：_ _，简称瓦，符号是 W。1 瓦1 焦/秒考 点 13 运 用 功 率 公 式 进 行 简 单 的 计 算 c功率的公式：_ _ PFv考 点
6、 14 从 能 的 转 化 来 说 明 功 率 b_ _，所以做功快慢也就是能量转化的快慢。因此，功率是表示能量转化快慢的物理量。3(2015自贡)下列说法中正确的是 ( )A用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功B提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功C抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了功D用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功4(2014玉林)一个大人和一个小孩分别将 5 块完全相同的砖运到二楼，如图所示，这个过程中，下列说法正确的是( )A大人对砖做的功比小孩对砖做的功多B大人对砖做的功比小孩对砖做的功少C大人
7、对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大D大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率小高 频 点 1 弹 性 势 能 的 大 小(2015孝感)如图所示，电梯内一弹簧下挂一物块，当整个电梯突然向上做加速 例 1运动时，下列说法正确的是( )A物块速度变大时其惯性增大B弹簧对物块的拉力等于物块的重力C弹簧对物块的拉力等于物块对弹簧的拉力D弹簧伸长了，弹性势能不变1(2014杭州)用手将一重为 G 的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从 A 位置开始向下运动，到达 B 位置速度达到最大，到达 C 位置小球的速度变为零。已知 AC 间的高度差为 h，则从 A 位置到 C 位置铁球的重力做功是 _ _
8、；在此过程中弹簧的弹性势能增加量为_ _。B 位置到 C 位置的过程中铁球所受的重力 _ _(填“大于” 、 “小于”或“等于”)弹簧所施加的弹力。(整个过程中不计能量损耗) 高 频 点 2 动 能 势 能 的 相 互 转 化(2015德州)某运动员做蹦 极运动，如图甲所示，从高处 O 点开始下落，A 点 例 2是弹性绳的自由长度，在 B 点运动员所受弹力恰好等于重力，C 点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力 F 的大小随时间 t 变化的情况如图乙所示(蹦极过程视为在竖直方向的运动)。下列判断正确的是 ( )A从 A 点到 B 点过程中运动员加速下落B从 B 点到 C 点过程中运动
9、员重力势能增大Ct 0 时刻运动员动能最大D运动员重力大小等于 F0如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能 2.Ek 随时间 t 变化的曲线最接近的是( )高 频 点 3 功 、功 率 的 简 单 计 算(2014益阳)电梯的简化模 型如图甲所示，考虑安全、舒适、省时等因素，电梯 例 3速度要经过增大、不变和减小的过程。这一过程是通过改变拉力大小来实现的。某次上升过程中电梯所受拉力 F 随上升高度 h 变化的图像如图乙所示。这个过程用时 1 分钟，求这个过程中：(1)电梯上升的平均速度；(2)拉力做的功；(3)拉力做功的功率。学校新近买了 30 套总质量为 30
10、0 千克的实验器材，每套一箱。实验员需要把这批 3.实验器材搬运到 15 米高的实验室。(1)该实验员在搬运中，对实验器材总共做功_ _焦；(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 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_ _秒(计算结果精确到 0.1)。搬运质量 m/kg 10 20 30时间 t/s 40 60 70【提醒】当重力大于弹性绳对运动员拉力时，运动员做加速运动；当弹性绳对运动员拉力大于重力时，运动员做减速运动。(2014长沙) 如图所示是蹦极运动的
11、简化示意图，弹性绳一端固定在 O 点，另 例 4一端系住运动员，运动员从 O 点自由下落，到 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(忽略空气阻力)，下列说法正确的是( )A从 O 点到 C 点运动员速度一直减小B从 O 点到 C 点运动员的机械能一直在增大C从 O 点到 C 点运动员的机械能一直在减小D从 O 点到 A 点运动员的机械能不变(2015衢州) 图甲为玩具“跳跳杆”及组成部件( 相关信息见表) 。杆内的弹簧可 例 5以自由伸缩，人站上踏板后弹簧受拉伸长，随后收缩将人向上弹起，带动跳跳杆一起向上运动；由于重力作用
12、，人和跳跳杆在到达最高处后会下落，杆着地后，人继续往下运动拉长弹簧，接着弹簧又收缩将人向上弹起，所以人就和杆一起连续跳动。杆高(m) 自重(kg) 踏板数量(个) 单个踏板面积(m 2) 弹簧数量(根) 适用范围(kg)1.10 2.5 左、右各 1 0.004 1 30100(1)人站上踏板弹簧向下伸长的过程中，下列说法正确的是_ _。A人的重力势能减小 B弹簧的弹性势能增大C人的机械能守恒(2)玩跳跳杆需要保持身体的平衡和动作的协调，这主要是_ _(填“大脑” 、 “小脑”或“脑干”)的功能。(3)如图乙，质量为 60kg、双脚面积为 0.04m2 的同学在玩跳跳杆，当弹簧的长度为56cm
13、 时，踏板与他的双脚完全接触，此时弹簧的弹力通过踏板对脚的压强是多少(踏板的重力忽略不计，弹簧的长度与所受拉力关系如图丙)?(4)上题中的同学在水平地面上连续跳了 20 次，杆每次上升的高度平均为 0.2m，则弹簧克服杆本身重力做功_ _J(假设杆始终竖直) 。从能量利用角度分析，跳跳杆本身的重量应该_ _。(友情提示：本栏目建议午休时间完成)1(2015邵阳)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( )第 1 题图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(2015成都)如图所示，直升飞机悬停在空中。下列对直
14、升飞机能量的分析，正确 2.的是( )第 2 题图A直升飞机具有重力势能B直升飞机的动能不断转化为重力势能C直升飞机的重力势能不断转化为动能D直升飞机的机械能在不断增大3(2014雅安)如图所示，足球以初速度沿着凹凸不平的草地从 a 运动到 d。下列分析正确的是( )A在 b、d 两点动能相等B在 a、d 两点机械能相等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第 3 题图第 4 题图4(2015大连)如图所示，一 弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a 点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b 点是弹簧原长时小球的位置，c 点是小球到达最右端的
15、位置。则小球由 a 点运动到 c 点的过程中，下列说法正确的是( )A小球在 a 点，弹簧的弹性势能最小B小球在 b 点，小球的速度最小C从 a 到 b 点，小球的动能逐渐增大D从 b 点到 c 点，弹簧的弹性势能逐渐减小5(2013苏州)如图所示的四个实例中，机械能正在减小的是( )把篮球抛向空中，忽略空气阻力，如图哪一图像能正确反映球离手后至落回地面 6.前机械能( E)与篮球离地高度( h)的关系( )7(2015镇江)如图 1 所示，静止在 水平面上的物块，受水平拉力 F 作用，F 随时间 t的变化关系如图 2 所示。从 t0 开始，小兵每隔 2s 记录的物块位置和时刻如图 3 所示，
16、下列说法正确的是( )第 7 题图A04s 内，物块受到的摩擦力为 4NB810s 内，物块受到的摩擦力为 6NCt10s 时，物块的速度一定小于 5m/sD若 16s 时撤去 F，物块将做匀速直线运动(2013内江)如图甲所示，物体 在水平拉力 F12N 的作用下，沿水平地面向右做 8.直线运动，传感器发出的超声波遇到运动的物体后将被反射回传感器，传感器显示出物体在水平方向通过的距离随时间变化的 st 图像，如图乙所示。则：第 8 题图(1)在 015s 内，物体受到的摩擦力的大小是多少？方向如何？ (2)在 015s 内，拉力 F 的功率是多少？9(2015嘉兴、舟山)肥胖可能会 引发许多
17、慢性疾病。某人用如图所示的健身拉力器进行减肥锻炼，配重由若干金属块(每块质量为 10kg)组成，锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量。(杆重、绳重、摩擦均不计， g 取 10N/kg)(1)拉力器上的滑轮均属于_ _( 填“定”或“动”)滑轮。第 9 题图(2)若该人的质量为 85kg，他一次最多能拉起_ _块金属块。(3)当他选择 6 块金属块时，把拉杆向下拉动 0.5 米，若累积拉动 100 次，则拉力共做了多少功？假设脂肪氧化释放的能量 10%用于拉力做功，则相当于消耗多少克脂肪？( 已知1 克脂肪在体内完全氧化约释放 37.5 千焦的能量)10(2015株洲)一根金属棒 AB
18、置于水平地面上，今通过弹簧测力计竖直地将棒的右端 B 缓慢拉起，如图甲所示。在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功 W 与 B 端离开地面的高度 x 的关系如图乙所示。请根据图像解答下列问题。第 10 题图(1)该金属棒的长度 l_ _m。(2)在 B 端拉起的过程中，当 x10.6m 时，测力计的示数为 F1_ _N；当 x21.6m时，测力计的示数为 F2_ _N 。(3)求金属棒的重心到 A 端的距离 d。第 20 课时 功和功率 机械能课前预热考点 1 1.运动 2.被举高 弹性形变考点 2 质量 速度 大 大考点 3 质量 高度考点 4 弹性形变 大考点 5 重力势能 动能 动能 重力势
19、能考点 6 机械能 相互转化 总量保持不变考点 7 1.保持不变 2.热【考点真题】1.C 2.(1)减小 (2)弹跳时间考点 8 1.作用在物体上的力 物体在力的方向上通过的距离 2.距离 乘积考点 9 焦耳考点 10 WFs考点 11 1.单位时间 2.做功快慢考点 12 瓦特考点 13 PW/t考点 14 功是能量转化的量度【考点真题】3.A 4.C课堂突破例 1 C 例 2 A 例 3 (1)0.8m/s (2)9.610 5J (3)1.610 4W 例 4 D 例 5 (1)AB(2)小脑 (3)当弹簧长度 56 cm 时，弹簧的弹力 F800N ，受力面积S0.004m 220.008 m 2，pF/ S800N /0.008 m2110 5Pa (4)100 小一点或轻一点 【变式拓展】1.Gh Gh 小于 2.A 3.(1)44100(2)1501.8 校内作业1D 2.A 3.C 4.C 5.C 6.A 7.C8(1)12N，方向水平向左 (2)24W9(1)定 (2)8 (3)F Gmg60 千克10 牛/ 千克600 牛，WFs100600 牛0.5 米310 4 焦，消耗脂肪的质量 10%8 克3104焦3.75104焦 /克答：共做了 3104 焦的功，相当于消耗脂肪 8 克。10(1)1.2 (2)3 5 (3)0.72m
