1、功和机械能功和机械能功功率动能和势能机械能及其转化本章知识结构本章知识结构整整功机械能分一分一 马拉车马拉车Fs做功的两个必要因素：一 有力作用在物体上二 物体在这个力的方向上 移动了一段距离 拉力对车做了功拉力对车做了功力有力有成效成效F物体在绳子拉力物体在绳子拉力作用下升高作用下升高做功的两个必要因素：一 有力二 力的方向上移动 一段距离 小车在推力作用下向小车在推力作用下向前运动了一段距离前运动了一段距离搬而未起搬而未起冰壶在平滑的冰壶在平滑的冰面上滑行冰面上滑行提着滑板在水提着滑板在水平路面上前行平路面上前行功：用字母功：用字母 W W 表示。表示。1.1.定义：力学中定义：力学中,功
2、等于功等于力力与物体在力的方向上移动的与物体在力的方向上移动的距距离离的乘积。的乘积。2.2.定义式：定义式：W W=FsFs。3.3.单位：单位：焦耳焦耳，简称，简称焦焦，符号是，符号是J。用用牛牛的力使物体在的力使物体在力的方向上力的方向上移动移动米米所做的功是所做的功是焦耳。焦耳。功功1 1.根据如图所示的几个情景，下列说法正确的根据如图所示的几个情景，下列说法正确的()()A 女孩搬起一个箱子，女孩对箱子做了功女孩搬起一个箱子，女孩对箱子做了功B 司机费了很大的力也未能推动汽车，但司机对汽车做司机费了很大的力也未能推动汽车，但司机对汽车做了功了功C 吊车吊着货物水平移动一段距离，吊车对
3、货物做了功吊车吊着货物水平移动一段距离，吊车对货物做了功D 足球被踢出后在草地上滚动的过程中，运动员对足球足球被踢出后在草地上滚动的过程中，运动员对足球做做了功了功反馈练习一反馈练习一A 2.2.小明用小明用100100N的水平拉力，将的水平拉力，将500500N重的小车在水重的小车在水平地面上匀速移动了平地面上匀速移动了8 8m,问问:（1 1）拉力做了多少功？）拉力做了多少功？（2 2）若用）若用100100N的力竖直向上提小车，提力对小车做的力竖直向上提小车，提力对小车做功多少？功多少？FG此力不能提起小车，此此力不能提起小车，此力做功为力做功为0 0 JW=FS=100=100*8=8
4、008=800（J）解解:功率：用字母功率：用字母 P P 表示。表示。（1 1）物理意义：表示）物理意义：表示做功快慢做功快慢的物理量。的物理量。（2 2）定义：）定义：功与功与做功所用做功所用时间时间之比叫做功率。之比叫做功率。（3 3）功率在数值上等于）功率在数值上等于单位时间内所做的功单位时间内所做的功。（4 4）定义式：）定义式：（5 5）单位：）单位：瓦瓦（W），常用还有），常用还有千瓦千瓦（kW）。换算关系：）。换算关系：1 1 kW=10=103 3W 1 1W=1 1J/S，表示物体，表示物体S的时间内做功的时间内做功1 1J.（6 6）机械功率与牵引力、速度的关系：）机械功
5、率与牵引力、速度的关系：tWP FvtFvttFStWP 功率功率1.1.一台机器用一台机器用2 2分钟时间做了分钟时间做了6 610104 4J的功，这台机器的功，这台机器的功率是多少？的功率是多少？500W120SJ1064tWP解：解：答：这台机械的功率是答：这台机械的功率是500500W。例题解析例题解析2.2.五一期间五一期间,小科一家租用该款电动共享汽车去旅游，小科一家租用该款电动共享汽车去旅游，该电动汽车发动机的额定功率为该电动汽车发动机的额定功率为3030千瓦，若汽车以额千瓦，若汽车以额定功率在水平路面匀速直线行驶时，所受的阻力恒为定功率在水平路面匀速直线行驶时，所受的阻力恒为
6、12001200牛，汽车的速度为多少？牛，汽车的速度为多少？例题解析例题解析 五一期间五一期间,小科一家租用该款电动汽车去旅游，该小科一家租用该款电动汽车去旅游，该电动汽车发动机的额定功率为电动汽车发动机的额定功率为3030千瓦，若汽车以额定千瓦，若汽车以额定功率在水平路面匀速直线行驶时，所受的阻力为功率在水平路面匀速直线行驶时，所受的阻力为12001200牛，汽车的速度为多少？牛，汽车的速度为多少？V=25 =25m/s 解解 F=f=1200=1200N P=30=30kW=30000=30000W 答：汽车的速度是答：汽车的速度是25m/s例题解析例题解析1读题找条件2分析找公式3列式求
7、答案解题方法1.1.甲、乙两台抽水机的功率分别为甲、乙两台抽水机的功率分别为500W500W和和800W800W，下列，下列说法正确的是（）说法正确的是（）A甲抽水机做功比较少甲抽水机做功比较少 B乙抽水机做功比较多乙抽水机做功比较多C甲抽水机做功比较快甲抽水机做功比较快 D乙抽水机做功比较快乙抽水机做功比较快反馈练习二反馈练习二2.两台机器甲和乙，甲乙做功之比是两台机器甲和乙，甲乙做功之比是1：3，所用时间，所用时间之比是之比是3:1，则两台机器的功率之比是，则两台机器的功率之比是()A 1:1 B 9:1 C 1:9 D 1:3DC3.3.建筑工地上，水泥板质量为建筑工地上，水泥板质量为0
8、.70.7t，起重机在，起重机在1515s内把内把它匀速提升到它匀速提升到4 4m的高度，起重机提升重物的功率是多的高度，起重机提升重物的功率是多少？少？3.3.建筑工地上，水泥板质量为建筑工地上，水泥板质量为0.70.7t，起重机在，起重机在1515s内把内把它匀速提升到它匀速提升到4 4m的的高度，起重机提升重物的功率是多高度，起重机提升重物的功率是多少？少？解：F=G=mg=0.70.710001000kg1010N/kg=7 710103 3N s=4 4m W=Fs=7 710103 3N4 4m=2.82.810104 4J P=2.82.810104 4J 1.871.87101
9、03 3 w 答：起重机提升重物的功率是1.871.8710103 3 w W t1515s=1.1.能：物体能：物体能够能够对外做功，表示这对外做功，表示这个物体具有个物体具有能量能量，单位是单位是焦耳焦耳。2.2.动能：物体由于动能：物体由于运动运动而具有的能而具有的能。3.3.重力势能：物体由于重力势能：物体由于被被举高举高而具而具有有的能。的能。4.4.弹性势能：物体由于发生弹性势能：物体由于发生弹性形弹性形变变而具有的能。而具有的能。5.5.机械能：机械能：动能动能、重力势能重力势能和和弹性弹性势能势能统称为机械能统称为机械能 。分三分三物体的物体的速度速度相同时，相同时，质量质量越
10、大，越大，动能越动能越大大物体的物体的质量质量相同时，相同时，速度速度越大，越大，动能越动能越大大实验结论：实验结论：速度速度质量质量探究影响动能大小的因素：探究影响动能大小的因素：如图所示是某段高速公路上的标志牌，请用物如图所示是某段高速公路上的标志牌，请用物理学知识解释：为什么在同样的道路上，对不同理学知识解释：为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？车型设定不一样的最高行驶速度？因为不同车型的机动车因为不同车型的机动车_不同，速度相同不同，速度相同时，质量时，质量_的车动能的车动能_，容易出现交通，容易出现交通事故，所以要限速行驶事故，所以要限速行驶例题解析例题解析质量
11、质量大大大大 实验结论实验结论：质量质量相同时，物体被举得相同时，物体被举得越高越高，具有的重力势能越大；具有的重力势能越大；高度高度相同时，物体的相同时，物体的质量质量越大，越大，具有的重力势能越大。具有的重力势能越大。高度高度探究重力势能大小的影响因素：质量质量探究探究“弹簧的弹性势能跟什么因素有关？弹簧的弹性势能跟什么因素有关？器材：弹簧，木块，刻度尺，器材：弹簧，木块，刻度尺，步骤：将弹簧放在水平面上，一端固定。在弹性限度内，用物块（物块与弹簧不连结）将弹簧压缩，测量并记录弹簧的形变量L由静止释放物块，测量并记录物块在水平面上滑行的距离S。多次改变弹簧的形变量，重量步骤。分析实验数据得
12、出结论。请回答以下问题：请回答以下问题：1.1.本实验中，探究了弹簧弹本实验中，探究了弹簧弹性势能大小跟性势能大小跟 _的关系。的关系。2.2.本实验中，弹簧弹性势能本实验中，弹簧弹性势能大小是通过大小是通过_来间接反来间接反映的。映的。弹簧形变大小弹簧形变大小木块被推开的距离木块被推开的距离1.1.下列物体具有动能的是（）下列物体具有动能的是（）A A 静止不动的课桌静止不动的课桌B B 挂在树上的椰子挂在树上的椰子C C 拉长了的橡皮筋拉长了的橡皮筋D D 正在行驶的汽车正在行驶的汽车2 2扬州城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在扬州城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐
13、患，因为高处的物体具有较大的（巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的（)A A 弹性势能弹性势能B B 重力势能重力势能C C 体积体积D D 阻力阻力反馈练习三反馈练习三BD（暂停（暂停3 3分钟）分钟）3.3.为探究物体动能的大小与哪些因素有关，某实验小组利为探究物体动能的大小与哪些因素有关，某实验小组利用斜面、质量不同的小钢球、木块等器材进行了如图所示用斜面、质量不同的小钢球、木块等器材进行了如图所示的实验。的实验。（1 1）实验中小刚球的动能的大小是通过）实验中小刚球的动能的大小是通过_ 来判断的，研究方法是来判断的，研究方法是_法。法。（2 2）实验中通过）实验中通过_ 两图来探究
14、动能大小与质量的关两图来探究动能大小与质量的关系，两次实验，让小钢球从同一高度自由滚下，系，两次实验，让小钢球从同一高度自由滚下，目的是使小钢球滚到斜面低端时具有相同的目的是使小钢球滚到斜面低端时具有相同的_。（3 3）实验中通过甲、乙两图可以得出结论：在质量）实验中通过甲、乙两图可以得出结论：在质量一定时，物体的一定时，物体的_越大，动能越大。越大，动能越大。转换法转换法木块被推动的距离木块被推动的距离甲、丙甲、丙速度速度速度速度4 4在探究在探究“物体的重力势能与哪些因素有关物体的重力势能与哪些因素有关”的实验中，的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击后，陷入沙坑三个相同的木桩
15、被从空中静止释放的铁块撞击后，陷入沙坑中的情况如图所示。中的情况如图所示。（1 1）在此实验中，我们是通过）在此实验中，我们是通过 _来比较各铁块来比较各铁块的重力势能大小的。的重力势能大小的。（2 2）若）若A、B两铁块质量相等，则铁块下落的高度关系是两铁块质量相等，则铁块下落的高度关系是 h A h B,得出的结论是得出的结论是_ _；若若B、C两铁块下落的高度相等，则两铁块两铁块下落的高度相等，则两铁块质量的关系质量的关系 m B m C,得出的结论得出的结论是是 _。木桩下陷深度木桩下陷深度小于小于大于大于质量相等高度越高，具有的质量相等高度越高，具有的重力势能大重力势能大高度相同，质
16、量越大，重力势能越大高度相同，质量越大，重力势能越大动能和势能能够相互转化。动能和势能能够相互转化。运动员向下运动时，质量不变，高度减小，重力势能减小；速度变大，动能变大；重力势能转化成动能。上升过程，动能转化为重力势能。蹦床变形，人的动能转化成蹦床的弹性势能，蹦床恢复原状，弹性势能转化为动能。只有动能和势能互相转化时，机械能总量不变只有动能和势能互相转化时，机械能总量不变。分四分四机械能及其转化机械能及其转化 卫星在卫星在远地点时远地点时势能势能最大，当它从最大，当它从远地点向近地点运动时势能远地点向近地点运动时势能减小减小、动、动能能增大增大，速度也就，速度也就增大增大。当卫星从近。当卫星
17、从近地点向远地点运动时，它的势能地点向远地点运动时，它的势能增大增大、动能动能减小减小，速度也就，速度也就减小减小。自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。水流可以冲击水轮转动，用来汲水、磨粉；船靠风力鼓起帆来推动它们航行；修建拦河大坝通过水能发电；建造风车通过风能发电。风能和水能的利用:2.2.如图所示，跳水运动员在跳板上起跳前都会猛如图所示，跳水运动员在跳板上起跳前都会猛地向下踏压一下跳板，使跳板向下弯曲，下列关地向下踏压一下跳板，使跳板向下弯曲，下列关于跳板向下弯曲过程中其弹性势能的说法，正确于跳板向下弯曲过程中其弹性势能的说法，正确的是（）的是（）C保持不变D没有弹性势能A逐渐变
18、大B逐渐变小重力势能转化为动能重力势能转化为动能弹性势能转化为动能弹性势能转化为动能1.1.分析下列各情况中能量的转分析下列各情况中能量的转化化 （1 1）如图滚摆下）如图滚摆下 落过程中落过程中 （2 2）弹簧门关闭过程）弹簧门关闭过程反馈练习四反馈练习四A（暂停（暂停4 4分钟）分钟）3.3.骑自行车上坡前为什么要加紧蹬几下，而后就容骑自行车上坡前为什么要加紧蹬几下，而后就容易上坡？易上坡？答：上坡前加紧蹬几下，可以使自行车和人有答：上坡前加紧蹬几下，可以使自行车和人有较大的速度，从而增大了自行车的较大的速度，从而增大了自行车的_。在自行车上坡过程中，在自行车上坡过程中，_能转化为能转化为
19、_能。在人和自行车能。在人和自行车_一定的情况下，高度会一定的情况下，高度会越来越越来越_，因此会更容易上坡。，因此会更容易上坡。动能动能动动重力势重力势质量质量高高合合 1 1如图所示，如图所示，“长征长征”火箭在加速升空过程中（）火箭在加速升空过程中（）A.惯性变大惯性变大B.机械能保持不变机械能保持不变C.动能增加，重力势能减小动能增加，重力势能减小D.动能增加，重力势能增加动能增加，重力势能增加当堂检测 D测测（暂停（暂停5 5分钟）分钟）2.如图所示，小球从A点摆动到C点的过程中（不计空气阻力）下列说法正确的是（）A从从A到到B的过程中，动能增大，重力的过程中，动能增大，重力势能减小
20、势能减小B从从A到到B的过程中，动能减小，重力的过程中，动能减小，重力势能增大势能增大C从从B到到C的过程中，动能增大，重力的过程中，动能增大，重力势能增大势能增大D从从B到到C的过程中，动能减小，重力的过程中，动能减小，重力势能减小势能减小A3.3.如图甲所示，在如图甲所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中的实验中，将小钢球从高度为，将小钢球从高度为h h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中，其中
21、h1h3h2，mAmBmC。（1 1）小钢球在滚下斜面的过程中，它的）小钢球在滚下斜面的过程中，它的_能转化为动能，其动能转化为动能，其动能大小是通过能大小是通过_（选填（选填“高度高度h”h”或或“距离距离s”s”）大小来反映的）大小来反映的；（2 2）小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有）小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有，小，小木块最终会停下来是因为受到木块最终会停下来是因为受到力的作用；力的作用；（3 3）分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，）分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越速度越大，动能越；（4 4）分析比较）分析比较两组实验可得出物体的动能与两组实验可得出物体的动能与质量的关系；质量的关系；（5 5）综合上述可知，如图乙所示的交通标志牌是交通）综合上述可知，如图乙所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高管理部门对不同车型设定的最高。重力势重力势距离距离s惯性惯性阻阻大大甲丙甲丙车速车速
