1、 第十一章功和机械能第十一章功和机械能 知识点 1：功 1.定义：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对 物体做了功 2.符号及其单位：W，单位焦耳，简称焦，符号 J 3.做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在这个力的方向上移动一定的距离表 达式WFs 知识点 2：功率 1.定义：在物理学中，用功表示做功的快慢。功与做功所用时间之比叫做功率 2.符号及其单位：P，单位瓦特，简称瓦，符号 W 3.公式：PW t 知识点 3：动能和势能 1.动能：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越 大，它的动能越大 2.重力势能物体的_
2、质量_越大，_位置_越高，它具有的重力势能就越大 3.弹性势能物体的_弹性形变_越大，它具有的弹性势能_越大_ 知识点 4：机械能及其转化 1.机械能：_动能_、_重力势能_和_弹性势能_统称为机械能 2.单位：_焦耳_，符号_J_ 3.转化：动能与重力势能之间相互转化；动能与弹性势能之间相互转化是减小的能量转化为 增大的能量机械能守恒如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和保持_不变_ 【提示】机械能的守恒与不守恒：在能量转化的过程中，如果只有动能和势能相互转化，机 械能的总和保持不变。判断机械能是否守恒可以用下面两种方法：(1)只有重力做功时，机械 能守恒；若在动能和势能转化过程中，受到
3、摩擦力和 各种阻力以及有其他力作用会使机械能转化成其他能，则 机械能减少，或其他形式的能转化为机械能，则机械能增 大。(2)在动能和势能转化过程中，通过机械能是否等于 动能和势能的和来判断机械能是否改变。 1.考查热点：功的定义以及做功的两个必要条件，动能和 势能的理解，机械能的转移和转化，功和功率的简单计算 备考指导备考指导 知识梳理知识梳理 考纲要求：考纲要求： 1.功； 做功的过程就是能量转化或转 移的过程.（认识） 2.功率.（理解） 3.功率在实际中的应用.（认识） 4.动能和势能及其转化； 机械能和其 他形式能的转化.（理解） 5.机械功和功率.（认识） 6.生活、生产中机械功的含
4、义.（理 解） 2.考查题型：以选择题、填空题、计算题、综合能力题为主 3.备考重点：机械能的转化，功、功率的简单计算 考点 1：功 例 1 (2016毕节中考)下列事例中，人对物体做功的是( C ) A用 300 N 的力推石头，石头没动 B举着杠铃原地不动 C扛着米袋慢慢登上楼梯 D提着水桶在水平地面上匀速前进 方法点拨：力对物体做了功，有两个必要的因素：一是物体受到了力的作用；二是物体在力 的作用下移动了距离。这两个条件缺一不可，但并不是只要有这两个条件存在，力对物体就 一定做功 。 考点 2：功和功率的计算 例 2 如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q，O
5、P段拉力 F1为 300 N，F1做的功为W1，功率为P1；PQ段拉力F2为 200 N，F2做的功为W2，功率为P2。 则( C ) AW1W2 BW1W2 CP1P2 DP1P2 方法点拨：对功的公式WFs的说明： (1)同体性：力和物体移动的距离必须是对应于同一物体。 (2)同向性：物体移动的距离必须与力的方向一致。 (3)同时性：物体移动的距离必须是在力作用的时间内移动的。 考点 3：动能和势能 例 3 第 21 届世界杯足球赛在俄罗斯举行。 如图所示， 是正在加速下降的足球， 在此过程中， 对其机械能的变化情况，下列分析正确的是( A ) A动能增大，重力势能减小 B动能减小，重力势
6、能增大 C动能增大，重力势能增大 D动能减小，重力势能减小 方法点拨：物体动能的大小只与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的 动能就越大；物体的重力势能只与物体的质量和物体所处的高度有关，质量越大，高度越高， 物体的重力势能就越大。在分析问题时，有时会忽略掉质量这一因素，例如，匀速行驶的洒 水车，它在洒水的过程中，质量变小，所以它的动能、重力势能均变小。 考点 4：机械能及其转化 例 4 2018 年 2 月 12 日 13 时 03 分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭， 突破考点，典例呈现突破考点，典例呈现 以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星
7、。如图所示的卫星沿椭圆轨 道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不 受空气阻力，则下列说法正确的是( A ) A卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒 B卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒 C卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒 D卫星从近地点运行到远地点，重力势能减小，动能减小，机械能不守恒 方法点拨：在能量的转化过程中，如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变。若在 能量转化过程中，受到的摩擦力或各种阻力等消耗了能量，则机械能总量会减小，机械能不 守恒。 实验：探究物体的动
8、能跟哪些因素有关 命题点： 1实验方法 (1)转换法：通过小球撞击木块，使木块运动距离不同来反映小球动能的大小。木块运 动的距离越远，小球的动能越大。 (2)控制变量法 探究动能的大小与速度的关系时，控制小球的质量相同，改变小球的速度大小。 探究动能的大小与质量的关系时，控制小球的速度相同，改变小球的质量，质量越大， 动能越大。 2通过观察木块移动的距离来观察小球的动能大小。 3让不同的小球从斜面的同一高度静止释放的目的是保证小球滚到斜面底部时速度相 同；让同一小球从斜面上不同高度静止释放的目的是改变小球滚到斜面底部的速度不同。 4实验假设：若平面无阻力，则小球将永远保持匀速运动。 实验结论：
9、物体动能的大小与物体的质量和速度有关，质量相同的物体，运动的速度越 大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。 例 5 如图是探究物体的动能跟哪些因素有关的实验图。 (1)实验中通过观察木块B被钢球撞出距离的长短， 来判断钢球动能大小， 这种实验方法 叫_转换法_(选填“控制变量法” “转换法”或“理想模型法”)。 (2)让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下， 高度h越高， 钢球运动到水平面时 速度越大，木块B被撞得越远，所以质量相同时，钢球的速度越大，动能就_越大_。改变 钢球的质量，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，_质量大_的钢球将木块B撞得越 远，其动能就
10、越大。 中考连接，挑战自我中考连接，挑战自我 1.（2018 江苏省盐城市）将掉在地面上的一本物理书捡起来放在课桌上，人对物理书做的功 最接近于（ C ） A0.02J B0.2J C2J D20J 2.（2018 湖南省常德市）第 21 界足球世界杯已于 2018 年 6 月 14 日在俄罗斯莫斯科拉开帷 幕。在足球赛场上涉及很多物理知识，下列说法中正确的是（ A ） A.踢出的足球在场地上慢慢停下来是因为受到了摩擦力的作用 B.足球在空中下落过程中，动能转化为重力势能 C.静止在场地上的足球受到的重力和它对地面的压力是一对平衡力 D.守门员将足球踢出，守门员没有对足球做功 3.（2018
11、山东德州）两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动 的路程（s）一时间（t）图像如图所示，根据图像，下列判断正 确的是（ C ） A两次物体运动的速度：v1v2 B两次物体所受的拉力：F1F2 C06s 两次拉力对物体所做的功：W1W2 D06s 两次拉力对物体做功的功率：P1P2 4.（2018 山东枣庄）妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程 设为匀速运动，妈妈的体重是小明的 2 倍，妈妈所用的时间是小明的 3 倍，若妈妈克服自身 重力做功为 W1、 功率为 P1， 小明克服自身重力做功为 W2、 功率为 P2， 则下列关系正确的是 （ D ）
12、 AW1：W2=2：1 P1：P2=6：1 BW1：W2=2：3 P1：P2=2：1 CW1：W2=2：1 P1：P2=3：2 DW1：W2=2：1 P1：P2=2：3 5.（2018 天津）中国选手张湘祥在奥运会上获得男子举重 62kg 级冠军， 挺举成绩是 176kg，图为他比赛时的照片。他在挺举过程中对杠铃做的功 最接近（ D ） A600J B1200J C1800J D3400J 6.（2018 广东省广州）如图 6 所示，OQ 是水平地面，物体在水平拉力作用下，从 O 匀速直线 运动到 Q，OP 端拉力 F1为 300N，F1做的功为 W1，功率为 P1，PQ 段拉力 F2为 20
13、0N，F2做的功 为 W2，功率为 P2，则（ C ） A .W1W2 B. W1P2 D P1 W2 P1P2 B. W1 =W2 P1=P2 C. W1= W2 P1P2 D. W1 W2 P1” 、 “”或 “”) 【答案】；。 22.（2018 广西柳州）6 月份是柳州杨梅成熟的季节，熟透的杨梅会从树上自然掉落，下落过 程中速度越来越大，杨梅的 能转化成 能。 【答案】重力势 动 23.（2018 湖南娄底）如图是用滑轮组提升物体 A 的示意图，物体 A 受到的重力大小为 GA=100N在匀速竖直提升物体 A 的过程中，物体 A 上升的速度大小为 v=0.4m/s，滑轮质量、 绳重及一
14、切摩擦均可忽略不计， （1）绳子自由端的拉力大小 F= N； （2）拉力 F 做功的功率 P= W。 （3）物体 A 的机械能 （填“增加” 、 “减少”或“不变” ） 。 【答案】 （1）50； （2）40； （3）增加 24.（2018 山东济宁）如图所示，跳水运动员为获得允足的空间滞 留时间， 都会在跳水前先用力下压跳板， 以便利用跳板的 让 自己上升的更高。不计空气阻力，运动员从离开跳板到入水的过程 中， 时（填“离开跳板” 、 “最高点”或“入水” ）时动能最 大。 【答案】弹性势能；入水 25.（2018 江苏宿迁）如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有第三个实 心的
15、、 大小相同的铁球 A、 铁球 B 和塑料球 CA、 C 离沙地高度相同 现 让三个小球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线球所示 （1）根据_可以判断出_球释放前的重力势能最大； （2）比较球 A、C 可得出影响重力势能大小的因素是_； （3）球在空中下落时减少的重力势能主要转化为_ 【答案】 （1）球陷入沙中的深度；A； （2）质量； （3）动能 26.（2018 四川省广安市）小明站在匀速上升的观光电梯里，此时他的重力势能增大，动能 （选填“增大” ， “减小” ，或“不变” ） ；用吸尘器“吸”灰尘时，灰尘是由于空气流速越大， 压强 的缘故被“吸”入吸尘器的。 【答案】不变；小
16、。 27.（2018 湖南岳阳） “沙场点兵，扬我军威” 。2017 年 8 月 1 日，习近平总书记在朱日和军 事基地乘坐检阅车对三军将士进行检阅。 某检阅车质量为 2400kg， 在 600s 内沿水平方向匀速前进了 3000m， 牵引力 大小为 2000N求： （1）检阅车的重力（g=10N/kg） （2）检阅车的速度 （3）牵引力的功率 【答案】 （1）24000N； （2）5m/s； （3）10kW。 28.（2018 河南省）在研究性学校活动中，小玲所在的科研小组对南水北调中线工程进行了 调查与研究。 （1）南水北调中线工程从我省南阳牡丹江口水库引水，穿过黄河，直通北京。两地海拔高
17、度 差约为 100m，经过工程师的精心设计，实现了渠水全程自流。渠水流动的动能是有 能转化而来的；渠水在贯穿黄河时，工程师设计了图 18 所示的穿黄隧道，整个穿黄隧道相当 于一个 。 （2）穿黄隧道由两条并排的、直径和长度都相同的圆形隧道组成，单个隧洞从南岸进水口到 北岸出水口的长度为 4260m，小玲自制了一个能悬浮于水中的“浮子” ，能随渠水以相同速度 流动。将“浮子”放入南岸进水口处，经 23min40s 的时间到达北岸出水口，则穿黄隧洞中水 的平均流速为多少？ （3）查资料得知，水的压强随深度变化的关系图象如图 19 所示，在深度为h=30m 的穿黄隧 洞底部， 水在面积为 1cm 2
18、的面上产生的压力大小相当于多少千克物体的重力？ （g 取 10N/kg， 不考虑水面大气压的影响） （4） 如果每条穿黄隧洞的直径约为 8m， 求两条穿黄隧洞的总输水能力约为每秒多少立方米？ （取 3） 【答案】 （1）重力势；连通器； （2）3m/s； （3）3kg； （4）288m 3/s。 29.（2018 浙江宁波）在“观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动”活动中，小车在相同 斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑到达底端在毛巾、棉布和木板上向前运动一段距离，分别 停在如图所示位置。 （1）小车在相同斜面顶端由静止释放，是为了使小车到达水平面时的 相同。 （2）小车所受阻力越小，运动距离越远。
19、如果运动的物体在 的理想情况下，它将保持原来 的速度一直运动下去。300 多年前，伽利略曾采用类似的方法得出相同的推论。 （3） 实验中， 小车在棉布、 木板表面克服阻力做功的功率分别是 P1、 P2， 则 P1 P2 （填 “” 、 “=”或“） 【答案】 （1）速度； （2）不受任何阻力； （3） 30.（2018 湖北省荆州市）为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、 乙所示的实验装置来进行实验. 图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从 B 处由静止自由 释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面上运动一段距离后静止 时的情景；图乙是让质量相同的小球沿同
20、一光滑斜面分别从 A、B 处由静止自由释放，然后分 别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景. （1）若要探究动能大小与速度的关系，应选择图_ _（选填“甲” 、 “乙” ）进行实验. 木块在水平面上滑动时， 受到水平面的摩擦力 （选填 “变大” 、“变小” 或 “不变” ） ， 克服摩擦力做功的功率 （选填“变大” 、 “变小”或“不变” ）. （2）本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？ ，原因 是 . 【答案】 （1）乙；不变；变小； （2）不能；在光滑水平面上，木块不能停下来，也就无从比 较小球动能的大小了。 31.（2018 安徽）图为探究
21、物体（钢球）动能大小跟哪些因素有关的实验装置。 （1）实验原理： 钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度 有关。起点位置越高，该速度越_。 钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越长， 运动钢球所具有的动能越_。 （2）实验现象： 同一钢球从斜面上不同高度处由停止向下运动。在水平木板上撞击木块，钢球开始向下运 动的起点位置越_。木块运动的距离越长。 同一高度由静止向下运动，在水平木板上撞击木块，钢球的质量越_，木块运动的 距离越长。 【答案】 （1）大（2）大（3）高（4）大 32.（2018 云南省昆明市） （1）生活
22、中，我们会遇到下面的现象： 现象一：如图 15 所示，将两个相同的鸡蛋先后从同一高度静止释放，鸡蛋甲落到地板上，摔 烂了；而鸡 蛋乙落到一块海绵上， 完好无损。 此现象说明鸡蛋 受到的撞击力较小 （填 “甲” 或 “乙” ） 。 现象二：如图 16 中a所示，一根细线拴着一个重物，把重物拿到一定高度，然后释放，重物 可以把细线拉断；如图b，如果在细线上端拴一段橡皮筋，再从同样的高度释放该重物，细线 就不会被拉断。 此现象说明细线中的拉力是图 中的较小。 这就是典型的 “软着陆” 或 “缓 冲”现象，这种现象背后的物理原因是什么呢? 现象一中，鸡蛋甲从接触地板到摔烂的时间为t1，鸡蛋乙从接触海绵
23、到抵达最低点的时间 为t2，则t1 t2（填“” ） 。 现象二：图a中，细线从刚好拉直到它断开的时间为t3；图b中，细线从刚好拉直到物体下 落到最低点的时间为t4，则t3 t4（填“” ） 。 （2）综上分析，导致上述现象中两个力变小的可能原因是 ； （3）为了进一步探究这种现象，兴趣小组的同学做了一个实验：先后三次让同一个同学骑同 一辆自行车，从斜坡上的同一位置由静止开始滑下，每次到达坡底进入同一水路面时用大小 不同的力捏刹车，实验数据如下表所示： 由以上实验数据可以得出的结论是：在质量和速度相同的情况下，要使物体停下来作用 越长，作用力越 。 （4）生活中这样的例子是很多的，例如人从高处跳到地面上时，膝盖会无意识的弯一下，这 是通过 而 地面对人的冲击力。 （5）下列现象中没有利用缓冲知识的是 。 A自行车坐垫上装减震弹簧 B.运动员跳远时跳到沙坑里 C装修时用橡胶锤敲打地砖而不用铁锤 D用撬棒撬石头 【答案】(1）乙 b ( 2）力作用时间的长短 (3）时间 小 (4）增加力作用时 间 减小 (5）D
