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1、第十一章第十一章 功和机械能功和机械能考纲内容考纲内容第第1课时课时 功功 功率功率考情分析考情分析考点梳理考点梳理剖析重点实验剖析重点实验重难点突破重难点突破课堂精炼课堂精炼考纲内容考纲内容考点考点1 1 理解做功的两个必要因素.考点考点2 2 理解功的物理意义、公式及单位；理解功的概念，能计算功.考点考点3 3 理解功率的物理意义.考点考点4 4 理解功率的概念、公式及单位；能计算功率.考情分析考情分析 近年来广东省试题主要考查力是否做功，功和功率的计算；探究滑轮组和斜面的机械功和功率的内容是力学知识的综合体现，功、功率的计算是中考的重点知识，同学们在复习时要对概念的理解、计算和实验多加掌
2、握.考点梳理考点梳理1.做功的两个必要因素：(1)作用在物体上的 ；(2)物体在 上移动的距离.2.不做功的三种情况(1)“有力无距”：力作用在物体上，但物体 移动距离.如“推而未动”、“搬而未起”等.(2)“有距无力”：物体移动了一段距离，但在此运动方向上 力的作用，如推出去的实心球因惯性在空中飞行的过程中，手对实心球没有做功.一、功一、功力力没有没有 这个力的方向这个力的方向没有受到没有受到（3）“力距垂直”：力作用于物体上，但物体的运动方向与力的方向 .人背书包在水平地面上行走，人对书包没有做功.3.功的定义：力学中，功等于 与物体在力的 移动的距离的乘积.4计算公式：W= . 5.功的
3、单位： ，简称焦，符号是 .1 J Nm.垂直垂直方向上方向上 力力Fs 焦耳焦耳J11.概念： 与做功所用 之比叫做功率.它在数值上等于单位时间内力所做的功.2.物理意义：表示物体 的物理量，它只表示做功的快慢，不表示做功的多少.3.公式：P=W/t.公式中的P表示： ，单位： ；W表示： ，单位： ；t表示： ，单位： . 二、功率二、功率功功时间时间做功快慢做功快慢功率功率瓦特瓦特功功焦耳焦耳时间时间秒秒4.功率的单位： ，简称瓦，符号是W；其他单位：千瓦，符号是 kW.单位换算：1 W=1 J/s；1 kW= W.5.推导公式：当物体在力F的作用下，以速度v做匀速直线运动时，由W=Fs
4、及v=s/t，可得P= .即在功率一定时，F与v成正比.瓦特瓦特Fv 1 000 例例1 1 跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一，小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）.（1）用体重计测量自己的质量m；（2）估测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）；（3）用 (填测量器材)记录跳n次所用的 （填物理量与其对应字母）.（4）数据处理：自己所受的重力G= ；剖析重点实验剖析重点实验测功率测功率秒表秒表时间时间tmg每次克服重力所做的功W=Gh= ，则跳n次所做的总功W总=nW = ；平均功率P= .（5）两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相
5、同），则 （ ）A.频率相同，体重大的功率大 B.频率相同，跳的时间长的功率大C.体重相同，频率高的功率小 D.体重相同，跳的时间长的功率大（6）小华要想提高跳绳测试的成绩，请你从物理学角度为他提出一条合理的建议： .mghnmghAnmgh/t加快跳绳频率、降低跳起高度、减肥等加快跳绳频率、降低跳起高度、减肥等.例例1 1 下列情况，有力对物体做功的是（ ）A.举重运动员举着杠铃不动 B.重物由高处下落C.人提着水桶水平前进 D.物体因惯性在光滑水平面上滑动重难点突破重难点突破一、做功的两个必要因素一、做功的两个必要因素B【点拨点拨】本题要抓住做功的两个必要因素：作用在物体上本题要抓住做功的
6、两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离的力；物体在力的方向上通过的距离. .二者缺一不二者缺一不可可. .（2014无锡）下列实例中，人对物体做功的是（ ）A.学生背着书包在水平路面上匀速前进 B.人推车，车未动C.足球被踢出后，在草地上滚动一段距离 D.举重运动员将杠铃举起变式拓展变式拓展1D例例2 2 2014年的体育考试已经开始，小李同学选择掷实心球作为自己的考试项目.在考试过程中，他用50 N的力把重为20 N的实心球扔到10 m远的地方，球又在地上滚了5 m停下.请问整个过程中小李对实心球做的功为（ ）A.500 J B.750 JC.0 J D.条件不足，无法计
7、算D二、理解功的物理意义、公式并计算功二、理解功的物理意义、公式并计算功【点拨点拨】正确进行功的计算正确进行功的计算, ,需要重点掌握下面四个有关力需要重点掌握下面四个有关力(F)(F)与与距离距离(s)(s)方面的关系方面的关系(1)(1)方向一致性：在求某一个力做的功时，物体在这个力方向一致性：在求某一个力做的功时，物体在这个力作用下移动的距离作用下移动的距离(s)(s)必须与这个力必须与这个力(F)(F)的方向是一致的的方向是一致的. .(2)(2)时间同一性：在功的计算过程中，作用在物体上的力时间同一性：在功的计算过程中，作用在物体上的力(F)(F)与物体在力的方向上移动的距离与物体在
8、力的方向上移动的距离(s)(s)也要求具有时间也要求具有时间同一性同一性. .(3)(3)同一物体：用来计算做功的两个物理量还要具备另外同一物体：用来计算做功的两个物理量还要具备另外一个条件，就是一个条件，就是F F与与s s必须是同时对于同一个物体来说的必须是同时对于同一个物体来说的. .(4)(4)力学中所说的做功包括两个必要因素，一是作用在物力学中所说的做功包括两个必要因素，一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离，这两个体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离，这两个因素是必须同时具备的，缺少了其中任何一个，做功就因素是必须同时具备的，缺少了其中任何一个，做功就不会成立不会
9、成立. .（2015永州）在水平地面上，用60 N的力沿水平方向拉着重为200 N的小车前进5 m，拉力做功 J，重力做功 J.300变式拓展变式拓展20例例3 3 下列关于功率和机械效率的说法正确的是（ ）A做的功越多，功率就越大B做功的时间越短，功率就越大C做的有用功越多，机械效率就越大D机械效率总小于1D三、理解功率的物理意义三、理解功率的物理意义【点拨点拨】功率是单位时间内完成的功的多少的物理量，单功率是单位时间内完成的功的多少的物理量，单位时间内完成的功多位时间内完成的功多, ,则功率大则功率大. .与做功多少、时与做功多少、时间长短、省力情况无关间长短、省力情况无关. .关于功率的
10、概念，下列说法中正确的是（ ）A.功率是描述力对物体做功多少的物理量B.由P=W/t可知，功率与时间成反比C.由P=Fv可知，只要F不为零，v也不为零，那么功率P就一定不为零D.力对物体做功多，功率不一定大D变式拓展变式拓展3例例4 4 小华同学用100 N的水平推力，推放在水平地面上重500 N的物体，使其做匀速直线运动.若该物体在10 s内移动5 m，则在此过程中它的速度为 m/s，小华对物体做功的功率是 W，地面对物体的支持力做功 J.0.5四、理解功率的概念、公式及单位，能计算功率四、理解功率的概念、公式及单位，能计算功率500【点拨点拨】速度由速度由v=s/t v=s/t 可求，功率
11、由可求，功率由P=FvP=Fv可得，要注意在可得，要注意在求功前，先要判断力是否对物体做功求功前，先要判断力是否对物体做功. .（2015广东）已知小汽车的总质量为1 500 kg，该车以30 m/s的速度沿水平方向做匀速直线运动，行驶了180 s，汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.16倍（g=10 N/kg）求：（1）汽车行驶的距离（2）在此过程中汽车的牵引力和功率.D变式拓展变式拓展4（1 1）由）由v=s/tv=s/t可知，汽车行驶的距离：可知，汽车行驶的距离：s=vt=30 s=vt=30 m/sm/s180 s=5 400 m180 s=5 400 m（2 2）汽车做匀速直线运动
12、，处于平衡状态）汽车做匀速直线运动，处于平衡状态由平衡条件得：由平衡条件得：F=f=0.16 mg=0.16F=f=0.16 mg=0.161 500 1 500 kgkg10 N/kg=2 400 N10 N/kg=2 400 N牵引力的功率牵引力的功率P=Fs/t=2 400 NP=Fs/t=2 400 N5 400 m/180 5 400 m/180 s=72 000 Ws=72 000 W答案答案1.下列现象中,力没有对物体做功的是( )A.用力将铅球掷出B.将书包背上楼C.骑自行车匀速前进D.提着水桶在水平地面上匀速前进D课堂精炼课堂精炼2.一位父亲与他5岁的儿子磊磊一起上楼回家，对
13、此，下列说法中错误的是（ ） A.爬相同的楼梯，儿子体重小做的功少B.爬相同的楼梯，父亲体重大做的功多C.爬相同的楼梯，儿子比父亲先到达，儿子的功率一定大D.爬相同的楼梯, 父亲比儿子先到达，父亲的功率一定大C3.(2014广州)如图1所示，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tabtcd，运动距离sab=scd，比较两种情况下拉力所做的功和功率( )A.ab段做功较多B.ab段与cd段做的功一样多C.ab段功率较大D.ab段与cd段的功率一样大B4.（2015昆明）新建成的牛栏江引水济昆工程，是将水从海拔较低的德泽水库，引到海拔较高的盘龙江上游.
14、每年对昆明提供5.67亿立方米的水，耗电及相关运行费用已近10亿元.所以，珍惜水资源是每一个市民应尽的责任和义务.此工程是在德泽水库库区建泵站，将水泵入山坡高处的水池后，再流回昆明.泵站的提水高度约220 m，每秒流过水流横截面的水量是18 m3.将1.8104 kg的水提高220 m，水泵对水所做的功是 J，做功的功率是 W.（g取10 N/kg，水=1.0103 kgm3）3.961073.961075.（2013广东）龙舟比赛是中国传统运动项目之一，如图2所示，某队龙舟和运动员的总质量为2.5103kg，在一次龙舟赛上，该队以1min40 s 的成绩夺得500 m比赛冠军.已知该龙舟在运
15、动过程中受到的阻力是龙舟和运动员的总重力的3/25.（1）该队的龙舟在500 m 比赛过程中的平均速度是多少？（2）如果把在比赛过程中该队龙舟的运动看作匀速直线运动，求运动员在比赛过程中划船时的功率是多少？（g=10 N/kg )5.(1)5.(1)距离距离s=500 ms=500 m，时间，时间t=1 min 40 s=100 st=1 min 40 s=100 s该队龙舟在该队龙舟在500 m500 m比赛中的平均速度比赛中的平均速度v=sv=s/ /t=500 t=500 m m/ /100 s=5 m/s100 s=5 m/s(2)(2)龙舟受到的阻力龙舟受到的阻力f=3f=3/ /2
16、5G=0.1225G=0.122.52.510103 3 kgkg10 N/kg=310 N/kg=310103 3 N N由于龙舟做匀速直线运动，运动员划船的动力为由于龙舟做匀速直线运动，运动员划船的动力为F=f=3F=f=310103 3 N N运动员的功率运动员的功率P=WP=W/ /t=3t=310103 3 N N500 m500 m/ /100 100 s=1.5s=1.510104 4 W=15kW W=15kW6.（2014广东）如图3所示是某种升降电梯的工作原理图,它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成，连接轿厢的两根缆绳非常靠近，轿厢空载时的重量是3100 N，配重的
17、重量为3 000 N.某次电梯载货物的重量是1000 N，电梯匀速上升15m所用的时间为10s，不计缆绳重和一切摩擦，在此运动过程中，求：（1）轿厢的速度大小.(2)配重重力对配重做的功.（3）电动机的功率至少是多大.6.6.（1 1）轿厢速度大小）轿厢速度大小v=sv=s/ /t=15 mt=15 m/ /10 s=1.5 m/s10 s=1.5 m/s（2 2）配重下降的距离）配重下降的距离h=sh=s配重重力对配重做的功配重重力对配重做的功W=GW=G配重配重h=3 000 Nh=3 000 N15 15 m=4.5m=4.510104 4 J J（3 3）缆绳对轿厢的拉力）缆绳对轿厢的
18、拉力F F1 1=G=G厢厢+G+G货货-G-G配重配重=3 100 =3 100 N+1 000 N-3 000 N=1 100 NN+1 000 N-3 000 N=1 100 N缆绳拉力做的功缆绳拉力做的功W W1 1=F=F1 1s=1 100 Ns=1 100 N15 m=1.6515 m=1.6510104 4 J J电动机的功率至少为电动机的功率至少为P=W1P=W1/ /t=1.65t=1.6510104 4 J J/ /10 s=1 10 s=1 650 W650 W考纲内容考纲内容考情分析考情分析考点梳理考点梳理剖析重点实验剖析重点实验重难点突破重难点突破课堂精炼课堂精炼第
19、第2课时课时 动能和势能动能和势能 机械能及其转化机械能及其转化考纲内容考纲内容考点考点1 1 能用实例说明物体的动能和势能以及它们之间的相互转化.考点考点2 2 能用实例说明机械能和其他形式的能的转化.考点考点3 3 能用实验探究动能的大小与哪些因素有关.考情分析考情分析 近年来广东省主要考查机械能的转化、机械能和其他形式的能的转化.常见题型有选择题、填空题、实验探究题、综合应用题.考点梳理考点梳理物体能够 ，就说这个物体具有能量，简称能.能量的单位是 .注意：一个物体“能够做功”，并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已经做功”，如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功，也不一定要做
20、功，它只不过具备做功的本领.一、能量一、能量对外做功对外做功 焦耳焦耳 1.定义：物体由于 而具有的能.2.影响因素(1)速度：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越 .(2)质量：运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越 .二、动能二、动能运动运动 大大大大1.重力势能(1)定义：物体由于 所决定的能.(2)影响动能的因素质量：高度相同时，质量越 的物体，重力势能越大；高度：质量相同时，位置越 的物体，重力势能越大.2.弹性势能(1)定义：物体由于发生 而具有的能.(2)影响弹性势能的因素：物体的弹性形变越 ，它具有的弹性势能越大.三、势能三、势能高度高度 大大高高弹性形变弹性形变大大1
21、.机械能：动能、 势能和 势能的统称.2.机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和 ；或者说机械能是 的.若在动能和势能相互转化的过程中，伴随有其他形式的能的转化，则机械能不守恒.3.水能和风能：水电站是利用水的 能来发电的；风力发电机是利用风的 能来发电的.四、机械能及其转化四、机械能及其转化重力重力 弹性弹性 不变不变 守恒守恒 重力势重力势 动动 例例1 1 小宇用如图4所示的装置探究“动能的大小与什么因素有关”的实验.(1)实验中小球动能的大小是通过观察比较 反映出来的，这里用到了物理学研究问题的一种 （填“直接测量”、“放大”或“转换”）方
22、法.剖析重点实验剖析重点实验木块被推出的距离木块被推出的距离 转换转换 (2)为了探究动能的大小与物体运动速度的关系，应选用 两个图来分析，并由此得出的实验结论是 .(3)分析乙、丙两图，得到的实验结论是 ；其中小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中，小球的 能转化为 能.（4）小宇要探究重力势能与物体的高度的关系他要选用上述图 ，具体的操作方法是让小球从 （填“相同”或“不同”）的高度由静止滚下.甲、乙甲、乙 质量一定时，速度越大，物体的动能越大质量一定时，速度越大，物体的动能越大 同一速度，质量越大，物体的动能越大同一速度，质量越大，物体的动能越大 重力势重力势动动 甲、乙甲、乙 不同不同
23、 （5）通过比较分析甲、乙两图可以得出的结论是 .（6）本实验中若水平面绝对光滑则不能得出结论，原因是 .质量相同的物体，高度越高，重力势能越大质量相同的物体，高度越高，重力势能越大 小球与木块将会做匀速直线运动小球与木块将会做匀速直线运动例例1 1 某地区的森林发生火灾，灭火飞机满载着灭火剂飞临火场上空，投下灭火剂后，灭火飞机仍以原来的高度和速度匀速飞行，则与投下灭火剂之前相比，飞机的（ ）A.动能增加，机械能不变 B.动能减小，机械能减小 C.动能不变，机械能不变 D.动能不变，机械能增加重难点突破重难点突破B一、动能和势能以及它们之间的相互转化一、动能和势能以及它们之间的相互转化点拨点拨
24、分析动能与势能的变化时，既要注意分析动能与势能的变化时，既要注意 “ “高度高度”和和“速度速度”， 还要注意还要注意“质量质量”. .变式拓展变式拓展1 (2015南通)蹦床比赛时，从接触蹦床到运动到最低点的过程中，运动员的（ ）A动能增大 B动能转化为重力势能C机械能增大 D机械能转化为蹦床的弹性势能D例例2 2 下列情况中，机械能不变的是（ ）A.雨点在空中下落得越来越快（忽略空气阻力） B.降落伞在空中徐徐下降C.汽车沿斜面向上匀速行驶 D.踢出去的足球在地上慢慢停下A二、机械能和其他形式的能的转化二、机械能和其他形式的能的转化点拨点拨在判断机械能是否守恒时，要看是否忽略在判断机械能是
25、否守恒时，要看是否忽略“空气空气阻力和摩擦力阻力和摩擦力”，当只有重力做功时，机械能守，当只有重力做功时，机械能守恒，否则不守恒，就会转化为其他形式的能恒，否则不守恒，就会转化为其他形式的能. .变式拓展变式拓展2下列几种现象中，内能转化为机械能的是（ ）A.水沸腾时，推动锅盖振动 B.菜刀在砂轮上磨，菜刀温度升高C.火柴摩擦后燃烧 D.冰块在地面上滑动时慢慢熔化A1.（2015宿迁）如图5，一木块从斜面上匀速滑下，下列说法正确的是（ ）A木块只受到重力和斜面的支持力B下滑过程中，木块的重力势能转化为动能C下滑过程中，木块的重力势能转化为内能D下滑过程中，木块的机械能保持不变C课堂精炼课堂精炼
26、2.(2013宜昌)人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图6所示为卫星从远地点向近地点运动的过程.针对该过程，以下说法正确的是（ ）A.动能逐渐增大，机械能增大B.势能逐渐减小，机械能减小C.动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变D.动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小C3.（2015广东）从桌面掉到地上的乒乓球会自动弹起，球在上升过程中 能转化为 能，由于球与空气有摩擦，上升过程中球的机械能 4.（2012广东）图7是固定在水平桌面上的圆弧轨道，将一小球由轨道的P点自由释放，滚动到Q点.在此过程中，动能先变 后变 ，重力势能 .动动重力势重力势大大小小先变小后变大先变小后变大减小减小5.仔细观
27、察图8甲，电风扇向左面吹风，小车便朝右方运动起来，说明 ；观察图8乙发现，将滑动变为 的方式可以减小摩擦；打桩机的重锤落下将木桩打入地中，如图8丙所示，这说明被举高的物体具有 能.力的作用是相互的力的作用是相互的滚动滚动重力势重力势6.（2013广东）利用如图9所示装置探究“物体动能的大小与哪些因素有关”.将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C 发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止.图中的摆长L 都相同，12，球A、B的质量分别为mA、mB (mAmB). (1)如图9中甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置.这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的 无关.(2)如图9中甲、乙所示，观察到B 球能将木块C撞得更远，由此可得出结论： . (3)如图9中乙中小球B 到达竖直位置时的速度 （填“大于”、“小于”或“等于”）图9丙中小球B 到达竖直位置时的速度.如图9乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论： .质量质量速度相同时，物体质量越大，它的动能越大速度相同时，物体质量越大，它的动能越大 小于小于质量相同时，物体的速度越大，它的动能越大质量相同时，物体的速度越大，它的动能越大