功和功率、机械能.ppt

第20课 功和功率、 机械能,考点扫描,知识结构,要点梳理,一、能的多种形式(能也称能量) 能量是以多种形式存在的，常见的能量形式有：机械能；光 能；内(热)能；电能；化学能；核能。 二、机械能(动能和势能统称机械能) 1动能 (1)动能的概念：物体由于 而具有的能。 (2)动能大小的相关因素：物体的 越大，动能越 大； 越大，动能也越大。 2重力势能 (1)重力势能的概念：物体由于 而具有的能。 (2)重力势能的相关因素：物体的 越大， 越 高，具有的重力势能越大。,运动,质量,速度,被举高,质量,位置,3弹性势能 (1)弹性势能的概念：物体由于发生 而具有的 势能。 (2)弹性势能的相关因素：物体的 越大，弹性势能 就越大。 4物体的动能和势能可以相互转化。 5机械能守恒 (1)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。,弹性形变,形变,保持不变,热,练一练 1,(1)在举世瞩目的2008年北京奥运会开幕式上，体操王子李宁点燃奥运会主火炬。如图所示，他在匀速升空的过程中，下列说法正确的是( ) A动能不变，重力势能不变 B动能不变，机械能增加 C动能增加，重力势能增加 D动能增加，机械能不变 解析: 因为是匀速升空，所以动能不变，但是他匀速升空使重力势能增加，机械能包括动能和势能，所以机械能增加。,B,(2)如图所示，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化情况是( ) A重力势能增大，弹性势能减小 B重力势能减小，弹性势能增大 C重力势能减小，弹性势能减小 D重力势能增大，弹性势能增大 解析: 小明下压时高度降低，所以 重力势能减小，弹簧的形变程度变 大，所以弹性势能增大。,B,(3)如图所示，一个小球从光滑曲面的顶端自由滑下，滑到 曲面上的A点时，具有的重力势能为55 J，则小球滑到底 端时的动能是(忽略空气阻力)( ) A等于55J B小于55J C大于55J D无法确定 解析 因为是光滑曲面，又忽略空气阻力，所以机械能守恒，而在A点时势能为55J，则小球在最高点时，势能大 于55J，则到最低点时动能大于55J。,C,三、功 1做功的两个必要因素: 和 要 明确“在力的作用下，物体沿力的方向通过了一段距离， 那么这个力就对物体做了功”。 2功的公式：W 科学上规定：功等于作用在物体上的力跟物体在力的方 向上通过的距离的乘积。 注意点：F和s必须“同一物体”、“同一时间”、“同一方向”。 3功的单位：焦耳(简称“焦”)，1焦 牛米。 4做功的实质：做功的实质就是 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。物体做了多 少功，就有多少 发生了转化。能与功的单位一样， 都是 。,作用在物体上的力,物体在力的方向上通过的距离,Fs,1,能量转化,能量,焦耳,练一练,(1)一位九年级学生沿着教学楼的楼梯匀速上了三楼，该同 学登楼做的功最接近于( ) A3J B30J C300J D3000J 解析: 假设一个学生的质量为50kg，g10N/kg，所以该 学生重力为500N，一层楼为3米，到三楼为6米，根据公式 WFsGh, 求得W3000J。 (2)沿水平方向分别拉重1000N和500N的两辆车做匀速直线运 动，若两车都前进10m，且所用水平拉力都是200N，设拉 力对较重的车做功为W1，对较轻的车做功为W2，则( ) AW1W2 BW1W2 CW1W2 D无法判断 解析: 拉两车的力都为200牛，且两车都在力的方向上移动了10 m，根据公式WFs，求得W1W2。,D,C,四、功率 1功率的概念： 。功率用来 描述 ，也可反映能量转化的快慢。 2功率的公式：P ；P 。 3功率的单位：瓦特(W)、千瓦、焦/秒；1瓦1 。,单位时间内做的功叫功率,物体做功快慢,W/t,Fv,焦/秒,练一练,3. 王小虎同学听到上课铃响了，他一口气从一楼跑到三 楼，所用时间为10秒。那么他上楼过程中，克服自己 重力做功的功率最接近下面哪个值( ) A3W B30W C300W D3000W 解析: 假设该同学质量50kg，g10 N/kg，到三楼为 6m，根据公式WFsGh，求得W3000J，因为所 用时间为10s，再根据公式PW/t，求得P300W。,C,热点聚焦 深度剖析,要点提示: 做功的两个必要条件的理解和应用。,热点一 做功的两个必要条件,典例分析 某人用水平方向的力拉着一辆小车沿水平公路前进，小车所受的拉力、重力分别对小车的做功情况是( ) A拉力对小车做了功，重力对小车没有做功 B拉力对小车没有做功，重力对小车做了功 C拉力和重力都没有对小车做功 D拉力和重力都对小车做了功 解析: 判断力对物体是否做功，一般可以从功的两个必要因素去判断，现在知道人的拉力和小车的重力都作用在小车上，但小车只在拉力方向上移动一段距离，因此，这两个力中只有拉力对小车做功。 答案 A,对点训练,1(2010恩施)在校运会中，小翔参加了铅球比赛。如果他 用200N的力，将重50N的铅球投到了10m远处。则下列关 于他投球时做功情况的说法中，正确的是( ) A做功2000J B做功500J C没有做功 D条件不足，无法计算 解析: 在扔出铅球后，铅球由于惯性飞到10m远处，所以无法计算。 答案: D,热点二 功率意义的理解,要点提示: 功率描述物体做功的快慢，其大小是由完成的功和所用的时间共同决定的，与其他无关。该知识点被考查的频率较高。,典例分析 下列关于功率的说法正确的是( ) A做功多的物体功率一定大 B做功时间长的物体功率一定小 C完成相同的功，做功时间短的物体功率一定大 D做功越多、做功时间越长的物体功率一定大 解析: 功率的大小是由完成的功和所用的时间共同决定的。选项A仅说明做功的多少，没有说明做功的时间；选项B仅说明做功所用的时间，没有说明做功的多少，因此选项A、B都不正确。根据功率的定义式PW/t，在完成相同功的前提下，做功时间越短，功率越大，可见选项C正确。对选项D，由于无法确定所做的功与所用的时间的比值，因此无法比较功率的大小，故也是错误的。 答案: C,对点训练,2关于功率，下列叙述正确的是( ) A做功用的时间越少，功率越大 B功率越大，做的功越多 C做功越快，功率越大 D做功的时间越多，功率越大 解析: 功率是表示物体做功快慢的物理量，功率的公式 PW/t，因此功率的大小取决于做功的大小和做功时间 的多少。而不是其中一个量的大小。故选C。 答案: C,热点三 物体动能的相关因素,要点提示: 物体动能的大小与物体的质量、速度两个因素有关。,典例分析 3 如图所示，一辆轿车和一辆货车在平直的公路上做匀速直线运动，可以判定( ) A轿车的动能一定比货车大 B货车的动能一定比轿车大 C轿车的动能一定与货车的动能相等 D轿车的动能可能比货车大 解析: 物体动能的大小与物体的质量、速度两个因素有关，质量越大，速度越大，动能越大。因为本题中轿车 和货车的质量、运动速度都未知，故无法确定它们的动 能哪个大。 答案: D,对点训练,3(2010莱芜)一位司机驾驶大货车在某路段行驶，由于超速被警察拦住，警察对司机说：“先生，刚才你的车速为70km/h，超速了。”这位司机不满地说：“为什么小车的限速为80km/h，而大车的限速却为60km/h，不合理！”如果让你从物理学角度向司机解释，你会告诉他，这是由于( ) A物体的惯性跟速度和质量有关 B摩擦力的大小跟速度和质量有关 C物体的动能跟速度和质量有关 D压强的大小跟速度和质量有关 解析: 因为物体动能的大小与物体的质量、速度两个因素有关，如果速度相同，大车的质量越大，动能也越大，发生危险时，造成的危害就大，所以，必须降低速度，减少动能，以降低危险。 答案: C,实验探究,典例分析 4 (2010荆州)在学习势能的知识时，小明同学猜 想物体重力势能的大小可能与以下两个因素有关：A.物体 的高度；B.物体的质量。为了证明自己的猜想，他把橡皮 泥平铺在水平面上，让同一小球从不同高度自由下落，记 录结果如下表。,(1)由记录结果可以得到的实验结论是： _； (2)若想对另一个因素进行验证，你认为小明应该怎么做？ _。 解析: 本题其实是课本中学生活动内容的变形，球相当于装有水的瓶子，橡皮泥相当于沙子。都是通过观察凹陷程度来说明势能的大小。 答案: (1)质量一定时，物体高度越高，重力势能越大 (2)让几个质量不同的小球从同一高度自由下落，观察球在橡皮泥中凹陷程度,4下图是研究影响动能大小因素的实验装置示意图。,对点训练,(1)将一只木球放在E点，由静止释放，木球可将斜面底部的 小木块撞到A处停下；若该木球放在F点释放，可将斜面 底部的小木块撞到B处停下。比较A、B两图可得出结论： 相同质量的物体，速度越大，动能_；,(2)将体积大小与木球相同的铁球放在E点释放时可将斜面底部的小木块撞到C点，甚至更远的地方，比较A、C两次实验现象得出结论：_。 答案: (1)越大 (2)相同速度的两物体，物体质量越大，动能越大,易错警示,典例分析 5 如图，同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出(不计空气阻力和摩擦)，设小球刚落地时的速度分别为v1、v2、v3，则( ),Av1v2v3 Bv1v2v3 Cv1v2v3 Dv1v3v2 误选 B认