1、1第十一章 功和机械能一、功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（ ）的方向上通过的距离。2.不做功的三种情况：（1） 有力无距离 ： “劳而无功”之一，如搬石头未搬动；（2） 有力，也有距离，但力的方向和距离垂直 ： “劳而无功”之二，如手提水桶在水平面上走动。（3） 有距离无力 ： （ “不劳无功” ） ，如物体在光滑平面上自由滑动，足球踢一脚后运动；某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。 （原因是足球靠惯性飞出 ） 。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=（ ） 。4 功的单位：焦耳、简称（ ）
2、 、符号（ ） ，1J=1Nm。把一个鸡蛋举高 1m，做的功大约是 0.5J。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” ）单位搞混。6. 常见的功： 克服重力做功：W=Gh 克服 阻力（摩擦力）做功：W=fs【习题】1. 四种情景中，其中力对物体没有做功的是 ()A火箭腾空而起的推力 B叉车举起重物的举力C人推石头未动时的推力 D马拉木头前进的拉力2在举重比赛时，一运动员在第一阶段把 150kg 的杠铃很快举过头顶，第二阶段使杠铃在空中停留
3、3s。下列关于运动员对杠铃做功的说法，正确的是 ()A他在第一阶段内没做功 B他在第二阶段内没做功C他在两个阶段内都没做功 D他在两个阶段内都做了功3. 重力为 200N 的物体，受到 30N 的水平拉力，在冰平面上匀速前进 20m，则重力做功为_ J，拉力做功 _J.4. 小明在水平面上用 50 N 的水平推力，加速推着一辆重 120 N 的小车，前进了 10 m，小明的推力做功是 _J水平面对小车的支持力做功是 _J5. 一个足球运动员用 100N 的力踢一个重为 5N 的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了30m在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为（ ）A 3000J B 500J C
4、 150J D 0J2二、功率1 定义：单位时间里完成的功。2 物理意义：表示（ ）快慢的物理量。 （ 与机械效率无关 ）3 公式： P=（）4 单位：主单位（ ） ；常用单位 kW。换算： 1kW=103W 。 1马力=735W某小轿车功率 66kW，它表示： 小轿车 1s 内做功 66000J。5. 公式 W=FS=Pt各量单位 W：J（焦耳）F：N（牛顿） S：m（米） P：W（瓦特） t：s（秒）【习题】1.举重是我国的优势体育项目。一位身高 180cm 的运动员和一位身高 160cm 的运动员，在挺举项目中用相同时间把同样重的杠钤举起，如果他们对杠钤所做的功分别为 W1 和 W2，功
5、率分别为 P1 和 P2，则下列关系式正确的是（ ）A W1=W2 P 1=P2B W1 W2 P1P2C W1 W2 P 1=P2D W1mB）碰撞静止在同一水平面上的纸盒 .实验中控制小球的高度相同，是为了控制两球到达底端时 _相同；实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小 ,可以比较 A、 B 两个小球的 _ 的大小。（ 2）将（甲）与（乙）两实验比较可知，小球动能的大小与小球的 _有关 .将（甲）与（丙）两实验比较可知，小球动能的大小与小球的 _有关 .（ 3）该实验中斜面的作用是为了控制钢球 _的大小，木块的作用是为了比较钢球 _的大小。（ 4）本次实验采用物理最常用的一种实验方法是 _
6、。（甲） （乙） （丙）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。【习题】1. 在下列情况中，物体既具有动能又具有重力势能的是（ ）A海上航行的轮船 B空中飞行的子弹C吊在天花板上的电灯 D拉开的弓机械能势能重力势能定义：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、 （ ） 越高，重力势能就越大弹性势能定义：发生弹性形变的物体具有的能量决定其大小的因素：物体 （ ）形变 越大、弹性势能就越大动能定义：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、 （） 越大，动能
7、就越大4五、动能和势能的转化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（ ） ，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（ ） ，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（ ） ，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（ ） ，则弹性势能转化为动能。4 动能与势能转化问题的分析： 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 质量，速度，高度，弹性形变 还要
8、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。【习题】 1. 从物理学角度看， “水往低处流”是水的 _能转化成了 _能2.运动员射箭时用力将弓拉开，在放开箭的瞬间，弓的 能转化为箭的 能，箭在空中向上飞行的过程中，箭的 能增大。自行车下坡时，不蹬脚踏板，其速度也会越来越大，在此过程中，自行车的动能逐渐 ，自行车的重力势能逐渐 。3. 弹簧门在推开后能自动关闭，这是由于门被推开后，弹簧被卷紧变形，具有_能；放手后，这个能转化为门的 _能，使门被关上运动员用拉满的弓将一支箭向箭靶射
9、去，在这个过程中弓的 能转化为箭的能箭在空中飞行时受到重力的作用，箭所受重力的施力物体是 ；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 。【习题】 1. 直升机在匀速下降过程中，能量变化情况是（ ）A势能减少，动能增加，机械能不变 B势能减少，动能不变，机械能减少C势能不变，动能不变，机械能不变 D势能减少，动能不变，机械能不变2. 粗糙水平面上有一个重为 50N 的物体，用 10N 的水平推力使其在 10s 内匀速前进了 20m，则在此过程中（ ）A、推力做了 1000J 的功 B、推力的功率为 20W C、重
10、力做了 100 好的功 D、摩擦力为 50N3. 一建筑工人用 50N 的水平推力推小车，使小车在水平地面上匀速前进了 15m，小车受到的阻力为 N撤去推力，小车仍然能继续向前运动 0 5m，这是由于小车具有 在上述小车前进的过程中，建筑工人对小车做的功为 J 人造地球卫星 的运动， 近地点动能（速度）最大，势能最小 ； 远地点势能最大，动能（速度）最小 ，近地点向远地点运动时，动能转化 为势能，远地点向近地点运动，势能转化为动能，整个过程 机械能守恒 。【习题】1. 人造地球卫星在运行过程中可以认为其机械能守恒 .它在轨道上运行的过程中，有时离地面较远，有时离地面较近 .离地球中心最 远 的
11、一点叫远地点，这里卫星的势能 ，动能 ；离地球中心最 近 的一点叫近地点，这里卫星的势能 ，动能 .滚摆上升下落过程中，如果不计空气阻力 ，机械能守恒。上升动能转化为重力势能，下降重力势能转化为动能，最低点速度最大，动能最大，最高点重力势能最大，动能最小，下降过程反之。考虑空气阻力 ，滚摆每次上升高度减小，机械能转化为内能。5六、水能和风能的利用（1）（2） 、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 。（3） 、水电站修筑拦河大坝的目的是什么？水电站修筑拦河大坝是为了 提高水位，增大水的重力势能 ， 水下落
12、时能转化为更多的动能 ，通过发电机就 能转化为更多的电能 。【习题】 1、 2010 年潍坊市学业水平体育测试立定跳远项目中，体重为 500N 的某同学从最高点到落地点的过程中，重心下降的最大距离为 0.3m，用时 0.5s，轨迹如图则此过程重力做的功为 _J，重力的功率为 _W2、修拦河大坝是为了提高上游水位，增加水的 能，使水下落时可以获得更多的 能，从而带动发电机发电。水坝下部总要比上部建造得宽一些 .这是因为 。3、经测量重 3N 的物体沿如图所示的斜面运动时，受到的摩擦力约为0.6N，斜面的长与高分别是 2m 和 1m。若物体从斜面顶部自由滑到底端，重力对物体所做的功是 _J，物体克
13、服摩擦力所做的功大约是 J4、在水平地面上，工人用 100N 的水平推力推动重 150N 的箱子， 4s 内前进了 6m，在这个过程中，木箱所受重力对木箱做功为 J；工人对木箱做功为 J；箱子运动的平均速度为 m/s。5、一小孩从滑梯上加速滑下，对于其机械能的变化情况，下列说法中正确的是 ()A重力势能减小，动能不变，机械能减小B重力势能减小，动能增加，机械能减小C重力势能减小，动能增加，机械能增加D重力势能减小，动能增加，机械能不变，6、中国跳水队被人们称为“梦之队 ，如图是跳水运动员跳水时的情景，运动员在离开跳板到落入水的过程中 ()A运动员的动能一直增大，机械能不变B运动员的重力势能一直
14、减小，机械能减小C运动员的动能先减小后增大，机械能不变D运动员的重力势能先减小后增大，机械能增大16、一个人用同样大小的水平方向的力拉木箱，分别在光滑和粗糙的两种水平地面上前进相同的距离，关于拉力所做的功，下列说法中正确的是 ()A在粗糙的地面上做功较多B在光滑的地面上做功较多C两次做功一样多D条件不足，无法比较两次做功的多少功的计算17、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。下图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坡度请你说明这种设计可以节能的理由。_18、一只小鸟在空中飞行时具有40J 的机械能，若它具有 10J 的势能，则它具有_J 的动能20、跳高运动员从地面向上跳起的过程中， 转化为 ；苹果从树上落下过程中，增大 （均选填： “动能 ”或 “重力势能 ”）21.跳水运动员在离开跳板上升的过程中，动能转化为 能若运动员的体重为 400N，受到的空气阻力为 20N，则下落过程中他受到的合力为 N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
