功功率和机械能

1、第二篇第二篇 功和能功和能 一、课前必读一、课前必读 一）知识树一）知识树 二）考纲要求二）考纲要求 1.1.列举能的多种形式列举能的多种形式( (机械能、内能、电能、机械能、内能、电能、 化学能、核能等化学能、核能等) )； 2.2.识别动能、重力势能、弹性势能；知道动识别动能、重力势能、弹性势能；知道动 能大小跟质量、速度的定性关系；知道重能大小跟质量、速度的定性关系；知道重 力势能大小跟质量、高度的定性关系力势能大小跟质量、高度的定性关系； 3.3.举例说出动能和势能的相互转化；描述机举例说出动能和势能的相互转化；描述机 械能守恒的含义；利用机械能守恒定律解械能守恒的含义；利用机械能守恒

2、定律解 释简单的现象释简单的现象； 4.4.理解功的概念和单位；应用功的公式进理解功的概念和单位；应用功的公式进 行简单计算；解释做功伴随能的转化行简单计算；解释做功伴随能的转化； 5.5.理解功率的概念和单位；应用功率公式理解功率的概念和单位；应用功率公式 进行简单计算进行简单计算 二、知识点梳理二、知识点梳理 考点考点1 1：功：功 1 1、力学中所说的功包含两个必要的因素：一、力学中所说的功包含两个必要的因素：一 是是 ，二是物体在，二是物体在 上上 ； 注意：力注意：力F F和距离和距离S S必须必须“同一同一 ”、 “同一同一 ”和和“同一同一 ”。 作用在物体上的力作用在物体上的力

3、 力的方向力的方向通过的距离通过的距离 物体物体 时间时间方向方向 2 2、科学上规定：功等于、科学上规定：功等于 跟跟 物体在力的方向上通过的物体在力的方向上通过的 的乘积；的乘积； 功的公式：功的公式：W W ，单位，单位 ； 3 3、做功的实质就是、做功的实质就是 的过程，通过做的过程，通过做 功的形式将一种能量转化为其他形式的能量。功的形式将一种能量转化为其他形式的能量。 4 4、物体做了多少功，就有多少、物体做了多少功，就有多少 发生了发生了 转化，能与功的单位都是转化，能与功的单位都是 ； 作用在物体上的力作用在物体上的力 距离距离 Fs焦耳焦耳 能量转化能量转化 能量能量 焦耳焦

4、耳 1举重运动员举着杠铃不动，举力做了举重运动员举着杠铃不动，举力做了 功功 2人提着一重物沿水平方向匀速移动一段人提着一重物沿水平方向匀速移动一段 距离，提力对重物做了功距离，提力对重物做了功 3苹果从树上落下，重力对苹果做了功苹果从树上落下，重力对苹果做了功 4小球在光滑平面上移动一段距离，桌子小球在光滑平面上移动一段距离，桌子 的支持力对小球做了功的支持力对小球做了功 （） （） （） （） 一个人用一个人用50N的力沿水平方向匀速推一辆重的力沿水平方向匀速推一辆重 200N的车前进的车前进2m，求这个人对车做功多少？，求这个人对车做功多少？ 重力对车做功多少？重力对车做功多少？ 已知：

5、已知： 求：求： m2N200N50sGF ？ 人重 W?W sFW人 J0m0N200sGW 重 解：解： 答答 ：人对车做功人对车做功100J，重力对车没有做功，重力对车没有做功 J100m2N50 1 1、功率的概念：、功率的概念： _ _叫功率；叫功率； 功率用来描述功率用来描述_ _ ，也可反，也可反 映能量转化的快慢；映能量转化的快慢； 2 2、功率的公式：、功率的公式：P P _ _ 3 3、功率的单位：、功率的单位： ( ( ) )、千瓦、千瓦(kW)(kW)、 焦焦/ /秒秒(J/s)(J/s)。 考点考点2 2：功率：功率 单位时间内做的功单位时间内做的功 物体做功快慢物体

6、做功快慢 W W - - t t 瓦特瓦特 W 注意点：注意点： 功是指力在一定时间内产生的成效，功率是指功是指力在一定时间内产生的成效，功率是指 所产生成效的快慢，因此做功多，但功率不一定大。所产生成效的快慢，因此做功多，但功率不一定大。 考点考点3 3：机械能：机械能 1 1、物体由于、物体由于 而具有的能量叫做动能；而具有的能量叫做动能； 物体的动能大小与物体的物体的动能大小与物体的 和物和物 体的体的 有关；质量越有关；质量越 ， 速度越速度越 ，物体具有的动能越大；，物体具有的动能越大； 运动运动 质量质量 运动速度运动速度 大大 大大 2 2、物体由于、物体由于 而具有的能量叫做重

7、力而具有的能量叫做重力 势能。重力势能的大小与物体的势能。重力势能的大小与物体的 和和 物体所处的物体所处的 有关；质量越有关；质量越 ， 高度越高度越 ，物体具有的重力势能越大；，物体具有的重力势能越大； 被举高被举高 质量质量 高度高度大大 高高 3 3、物体由于、物体由于 而具有的能量叫而具有的能量叫 做弹性势能。弹性势能的大小主要与物体做弹性势能。弹性势能的大小主要与物体 的的 有关；有关； 越大，物越大，物 体具有的弹性势能越大；体具有的弹性势能越大； 发生弹性形变发生弹性形变 形变程度形变程度 形变程度形变程度 4 4、 能包括动能和势能；能包括动能和势能； 机械机械 5 5、动能

8、和势能在、动能和势能在 时，可以相时，可以相 互转化；如果只有动能和势能间的相互转互转化；如果只有动能和势能间的相互转 化，则机械能的化，则机械能的 保持不变，即保持不变，即 。 一定条件下一定条件下 总量总量 机械能守恒机械能守恒 人造地球卫星的运行轨道是椭圆的，在运行人造地球卫星的运行轨道是椭圆的，在运行 过程中发生重力势能与动能的相互转化。当卫过程中发生重力势能与动能的相互转化。当卫 星在近地点时，能最小，能最大；在星在近地点时，能最小，能最大；在 远地点时，远地点时， 能最大，能最小。能最大，能最小。 动动 势势 势势动动 .如图是某城市地铁的设计方案图如图是某城市地铁的设计方案图,进

9、站和出进站和出 站的轨道都与站台构成一个缓坡站的轨道都与站台构成一个缓坡,为了充分利为了充分利 用能量用能量,火车进站上坡前关闭发动机火车进站上坡前关闭发动机,由于惯性由于惯性 冲上缓坡冲上缓坡,则上坡时火车的动能逐渐则上坡时火车的动能逐渐,重重 力势能逐渐。力势能逐渐。(填填“增大增大”“”“减小减小”或或 “不变不变”) 减小减小 增大增大 如图所示的游戏就是一种蹦极。游戏者如图所示的游戏就是一种蹦极。游戏者 将一根有弹性的绳子一端系在身上，另将一根有弹性的绳子一端系在身上，另 一端固定在高处，从高处跳下。图中一端固定在高处，从高处跳下。图中a 点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，点是弹性绳

10、自然下垂时绳下端的位置， c点是游戏者所到达的最低点。对于游点是游戏者所到达的最低点。对于游 戏者离开跳台至最低点的过程，下列说戏者离开跳台至最低点的过程，下列说 法正确的是法正确的是 A、游戏者的动能一直在增加、游戏者的动能一直在增加 B、游戏者减少的重力势能全部转、游戏者减少的重力势能全部转 化为动能化为动能 C、游戏者通过、游戏者通过a点之后，绳子具有点之后，绳子具有 弹性势能弹性势能 D、游戏者到、游戏者到c点时，他的动能为零点时，他的动能为零 跟踪演练 浙江教育版浙江教育版 2(6分分)如图如图3312所示，餐厅服务员所示，餐厅服务员 手托茶盘，沿水平方向走向顾客。以地面为手托茶盘，

11、沿水平方向走向顾客。以地面为 参照物，茶盘是参照物，茶盘是_(选填选填“运动运动”或或 “静止静止”)的。在水平方向上，竖直向上的的。在水平方向上，竖直向上的 托力托力F对茶盘对茶盘_(选填选填“做了做了”或或“ 没有做没有做”)功。功。 图图3312 1(6分分)在水平地面上，工人用在水平地面上，工人用100 N的水平推力推动重的水平推力推动重 150 N的箱子，的箱子，4 s内前进了内前进了6 m，在这个过程中，木箱所受重，在这个过程中，木箱所受重 力对木箱做功为力对木箱做功为_J；工人对木箱做功为；工人对木箱做功为_J；箱子；箱子 运动的平均速度为运动的平均速度为_m/s。 0600 1

12、.5 运动运动 没有做没有做 综合突破 浙江教育版浙江教育版 变式题变式题 2010杭州杭州 如图如图335所示所示 是工厂里用来吊运货物的行车滑轮组。某是工厂里用来吊运货物的行车滑轮组。某 次作业时，行车在钢丝绳的自由端用次作业时，行车在钢丝绳的自由端用2000 N的力，将重的力，将重6000 N的货物匀速竖直提升的货物匀速竖直提升3 m，接着又在水平方向移动，接着又在水平方向移动6 m。则行车在。则行车在 水平移动货物的过程中，货物重力所做的水平移动货物的过程中，货物重力所做的 功是功是_J；在竖直提升货物的过程；在竖直提升货物的过程 中，货物重力所做的功是中，货物重力所做的功是_J。 图

13、图335 0 1.8104 点拨点拨 水平移动货物在重力方向没有移动距离，因此重水平移动货物在重力方向没有移动距离，因此重 力没有做功，竖直提升重物是在克服重力做功，力没有做功，竖直提升重物是在克服重力做功，WGh 6000 N3 m18000 J1.8104 J。 三、典例精讲三、典例精讲 例例1 1 中考体育测试跳绳的项目中，某同学中考体育测试跳绳的项目中，某同学 在在1 min1 min内跳了内跳了180180次，每次跳的高度大约为次，每次跳的高度大约为 5 cm.5 cm.他跳绳时的功率大约为他跳绳时的功率大约为 ( ( ) ) A A1 000 W 1 000 W B B100 W

14、100 W C C10 W 10 W D D1 W1 W B B 例例2 2 在甲、乙两图中，甲图地面粗糙、乙图在甲、乙两图中，甲图地面粗糙、乙图 地面光滑质量分别为地面光滑质量分别为m m、2 2m m的两个物体在大的两个物体在大 小为小为F F的恒力作用下，在力的方向上前进了相的恒力作用下，在力的方向上前进了相 同的距离，则下列结论正确的是同的距离，则下列结论正确的是 ( ( ) ) A A甲图中甲图中F F做的功小于乙图中做的功小于乙图中F F做的功做的功 B B甲图中甲图中F F做的功等于乙图中做的功等于乙图中F F做的功做的功 C C甲图中甲图中F F做的功大于乙图中做的功大于乙图中

15、F F做的功做的功 D D条件不足，无法确定甲、乙图中条件不足，无法确定甲、乙图中F F做的做的 功哪个大功哪个大 B B 例例3 3 为了使快速降落的为了使快速降落的“神舟十号神舟十号”飞船飞船 返回舱安全着陆，在距离地面几米高处时，返回舱安全着陆，在距离地面几米高处时， 开始向下高速喷出高温高压气体，返回舱在开始向下高速喷出高温高压气体，返回舱在 从开始喷气到安全着陆的过程中从开始喷气到安全着陆的过程中 ( ( ) ) A A动能增大，重力势能减小，机械能不变动能增大，重力势能减小，机械能不变 B B动能不变，重力势能减小，机械能减小动能不变，重力势能减小，机械能减小 C C动能减小，重力

16、势能减小，机械能减小动能减小，重力势能减小，机械能减小 D D动能减小，重力势能增大，机械能不变动能减小，重力势能增大，机械能不变 C C 例题例题44为了研究动能的大小与哪些因素有为了研究动能的大小与哪些因素有 关，教材中设计了关，教材中设计了“小钢球撞木块小钢球撞木块”的实验的实验( ( 如图所示如图所示) )让静止的小钢球从斜面滚下，观察让静止的小钢球从斜面滚下，观察 木块被推动的距离关于该实验的说法中，木块被推动的距离关于该实验的说法中， 不正确的是不正确的是 ( ( ) ) A A该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的 距离来表示动能的大

17、小距离来表示动能的大小 B B该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控 制小球滚下的高度、小球的质量等制小球滚下的高度、小球的质量等 C C在选择实验器材的时候，可以不考虑斜面的光滑在选择实验器材的时候，可以不考虑斜面的光滑 程度，被撞木块的质量和软硬等因素程度，被撞木块的质量和软硬等因素 D D实验过程中，让同一小球从不同高度落下，目的实验过程中，让同一小球从不同高度落下，目的 是为了让小球获得不同的运动速度是为了让小球获得不同的运动速度 答案答案:C:C 四、深化提高四、深化提高 1 1、甲物体重、甲物体重100N100N，乙物体重，乙物体重50

18、N50N，用，用20N20N的水的水 平拉力分别拉甲、乙两物体，使甲物体在平拉力分别拉甲、乙两物体，使甲物体在 粗糙水平面匀速移动粗糙水平面匀速移动10m10m，使乙物体在光滑，使乙物体在光滑 水平面加速移动水平面加速移动10m10m，则拉力对甲、乙两物，则拉力对甲、乙两物 体所做的功较多的是体所做的功较多的是 ( ( ) ) A A甲甲 B B乙乙 C C一样多一样多 D D无法判断无法判断 C C 2 2、汽车沿斜坡匀速上坡的过程中，下列说法汽车沿斜坡匀速上坡的过程中，下列说法 中正确的是（中正确的是（ ） A A重力势能增加，动能增加重力势能增加，动能增加 B B动能不变，重力势能增加动

19、能不变，重力势能增加 C C动能不变，机械能减少动能不变，机械能减少 D D重力势能增加，动能减少重力势能增加，动能减少 B B 3 3、实验装置如图所示，在一个厚壁玻璃筒里、实验装置如图所示，在一个厚壁玻璃筒里 放一块浸有少量乙醚放一块浸有少量乙醚( (乙醚极易挥发乙醚极易挥发) )的棉花，的棉花， 用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃 烧根据该实验现象得出的下列结论正确的烧根据该实验现象得出的下列结论正确的 是（是（ ) ) A A气体比液体更容易被压缩气体比液体更容易被压缩 B B浸有少量乙醚可以降低棉花的着火点浸有少量乙醚可以降低棉花的着火点 C C活塞

20、迅速下压，乙醚蒸气液化放出热活塞迅速下压，乙醚蒸气液化放出热 量，使棉花燃烧量，使棉花燃烧 D D外界对物体做功时，物体的内能会增加外界对物体做功时，物体的内能会增加 D D 4 4、如图所示，用滑轮组提升重物时，重、如图所示，用滑轮组提升重物时，重800 N800 N 的物体在的物体在10 s10 s内匀速上升了内匀速上升了1 m1 m已知拉绳子已知拉绳子 的力的力F F为为500 N500 N，则提升重物的过程中，则提升重物的过程中 ( ( ) ) A A做的有用功是做的有用功是800 J800 J B B拉力拉力F F的功率是的功率是80 W80 W C C绳子自由端被拉下绳子自由端被拉下3 m3 m D D滑轮组的机械效率是滑轮组的机械效率是60%60% A A 5 5、如图是皮球落地后弹起过程中每隔相等时如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，皮球的速度程中，皮球的速度_ _ _ _，离开地面上升，离开地面上升 的过程中，皮球的重力势能的过程中，皮球的重力势能_ _，动，动 能能_ 。皮球运动过程中的机械能皮球运动过程中的机械能 _ 。( (均选填均选填“增大增大”、“减小减小”或或 “不变不变”)”) 增大增大