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1、第 14章功和机械能141 动能和势能2003年 6 月 1 日零时， 举世闻名的三峡工程大坝正式下闸蓄水。图 14-1 所示为水力发电站的流程示意图，你知道三峡工程为什么要修筑拦河大坝吗？智能提要问： 怎样正确理解重力势能？答：重力势能是由于地球对物体有吸引力和物体被举高而产生的重力势能的大小是由物体的质量和被举高的高度决定的因此，质量相同时，被举高的越高，重力势能越大；当被举高的物体高度相同时，质量越大的物体重力势能越大一般情况下， 物体被举高的高度是以水平地面为参考标准的，也就是说，物体离地面的高度就是物体被举高的高度只有在物体的高度发生变化时，物体的重力势能才表现出来问： 怎样正确理解
2、弹性势能？答：弹性势能是物体发生弹性形变的结果对同一物体，它的弹性势能决定与其弹性形变的大小；物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大；对不同的物体，弹性形变大小相同，弹性势能一般也不同物体的弹性势能只有在物体的弹性形变发生变化时才表现出来问： 分析动能、势能的变化时，经常出错，有什么诀窍吗？答：分析动能、 势能的变化，必须抓住决定动能和势能大小因素不放动能的大小决定与物体的质量和速度，重力势能的大小决定与物体的质量和高度，不能只考虑其中的一个因图 14-1 机械能动能势能重力势能弹性势能跟质量和速度有关跟质量和高度有关跟弹性和弹性形变有关信息快递：弹性势能的 大 小还 跟 物体的 弹 性强
3、 度 有关素，而忽略了另一个因素例如，公路上匀速行驶的正在洒水的洒水车，尽管速度没有变化，但它的动能还是在不断减小，因为洒水车的总质量在不断减小中 考 撷 要本节内容作为作为中考的考试范围为利用影响动能、重力势能、 弹性势能大小的因素进行比较和变化判断；探究决定动能、 势能大小因素的实验和控制变量法也是最近几年中考中经常考查的内容智能归例题型一理解能、动能、势能的概念例 1 关于能的概念，下列说法正确的是（）A用线悬挂着的物体，它没有做功，它不具有机械能B在空中飞行的子弹，因为它能做功，所以它具有机械能C甲物体的运动速度比乙物体的大，则甲物体的动能一定比乙物体的大D甲物体的高度比乙物体的高度大
4、，则甲物体的势能一定比乙物体的大知识点对能、动能、势能的概念的理解闯关点拨用线悬挂的物体， 由于被举高而具有重力势能；重力势能的大小是由物体的质量和高度共同决定的，被举得越高的物体具有的重力势能不一定大；物体动能的大小是由物体的质量和速度大小共同决定的，速度大的物体动能不一定大答选 B 例 2 判断下列物体是否具有动能或势能，如果有，说出能量的名称，如果没有，说明原因（1）在水平地面上滚动的铅球：_；（2）悬挂在室内的电灯：_；（3）玩具汽车中被卷紧的发条：_；（4）弹簧：_；（5）在空中飞行的波音747 客机：_；（6）静止在水平轨道上的列车：_知识点理解动能和势能的概念闯关点拨物体只要具有
5、做功的本领，它就具有能， 与当时是否正在做功无关有质量和运动速度的物体就具有动能；有质量和高度的物体就具有重力势能；弹性物体一定要发生弹性形变时，才具有弹性势能解（1）在水平地面上滚动的铅球：既有质量又有运动速度，具有动能；（2）悬挂在室内的电灯：既有质量又有高度，具有重力势能；（3）玩具汽车中被卷紧的发条：发条是弹性物体，卷紧后发生了弹性形变，具有弹性势能；（4）弹簧： 尽管是典型的弹性物体，但它没有发生弹性形变，因而不具有动能和势能；（5）在空中飞行的波音747 客机：有质量，有运动速度，还有高度，既有动能又有重力势能；（6）静止在水平轨道上的列车：尽管质量很大，但它不在运动，也没有高度，
6、所以它不具有动能和势能题型二会探究决定动能大小和重力势能大小的因素例在探究物体的重力势能大小与哪些因素有关的实验中三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图14-2 所示在此实验中，我们是通过观察什么来比较各铁块重力势能的大小？若 A、 B 两铁块质量相等， 则两铁块下落高度的关系是hAhB；若 A、C 两铁块下落的高度相等，则两铁块质量关系是mAmC；实验得出的结论是：物体重力势能的大小与有关知识点探究影响重力势能大小的因素闯关点拨用控制变量法来探究决定重力势能大小的因素解先控制 A、B 两铁块的质量相等从图中可知，B 铁块对木桩做的功多（破坏力大），两铁块在空中释放前，
7、B 铁块的重力势能大，因此可确定hAhB；然后控制A、C 两铁块的高度相等，从图中可知，C 铁块对木桩的破坏力大，两铁块在空中释放前，C 铁块的重力势能大，所以mA mB实验得出的结论是：物体重力势能的大小与物体的质量和高度有关我们是通过观察木桩陷入沙坑的深度来比较铁块重力势能大小的题型三分析动能和势能大小的变化例跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，他的（）A动能增大，势能不变B动能不变，势能减小C动能、势能都不变D动能减小，势能增大知识点根据决定动、 势能的大小的因素判断动、势能的变化情况闯关点拨本题考查对动能、势能概念的综合理解，解答本题除了要知道影响动能、势能大小的因素外，还要注意 “匀速
8、”这一条件切忌不认真审题，错误地认为下落的物体越来越快，动能越来越大解运动物体在匀速下落的过程中，质量、速度均未发生变化，因此，他的动能不变，而运动员在逐渐下降，所以他的重力势能逐渐变小答选 B 变形题 某块砖在一对平衡力作用下运动，则该砖（）A势能一定不变，动能一定不变B势能可能改变，动能一定不变C势能可能改变，动能可能改变D势能一定不变，动能可能改变解砖块的质量不变，在一对平衡力作用下的运动状态是匀速直线运动，它的速度大小不变，所以砖块的动能不变；如这块砖在水平方向运动，它的质量和高度都不变，重力势能不变 如这块砖不在水平方向运动，它的高度在改变，重力势能在改变，因题中没有明确砖块的运动方
9、向，所以势能的变化情况不能确定图 14-2 友情提示：平时要注意改掉审题马虎，解答盲目的不良习惯答选 B 中考典题精析考题 1 如图 14-3 所示，是用来探究“动能大小跟哪些因素有关”的实验装置图。（小球在光滑斜面上由静止开始下滑，到达底端的速度只与起点高度有关，起点越高，到达底端的速度就越大，运动小球撞击停在平面上的木块后，木块运动距离越长，说明小球具有动能越大）（湖北省咸宁市2003 年中考题）（1）分析比较实验甲与实验乙，可得出结论：_。实验中被控制的物理量是_。（2）分析比较实验乙与实验丙，可得出结论：_。实验中被控制的物理量是_。（3）实验结果表明， 物体动能与物体的和有关， _越
10、大， _越大，动能就越大。闯关点拨用控制变量法来探究决定动能大小的因素分析与解比较甲实验与乙实验可知：钢球的质量相等，而乙中的钢球到达平面上的速度比甲中的大， 结果是甲中的钢球具有的动能大，说明在质量相等的情况下，物体的速度越大，动能越大； 比较乙实验与丙实验可知：钢球和木球到达平面上的速度相等，而钢球的质量比木球的质量大，结果是乙中的钢球具有的动能比丙中的木球的动能大，说明在速度相等的情况下，物体的质量越大，动能越大综合三个实验可知：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体具有的动能越大答（1）质量相同时，速度越大的物体具有的动能越大质量（2）速度相同时，质量越大的物体具有
11、的动能越大速度（3）质量速度质量速度考题 2 （多选题）如图14-4 所示的是一种叫做蹦极的游戏。游戏者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a 点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，c 点是他所到达的最低点的位置。对于他离开跳台至最低点的过程，下面说法正确的是（）（山东省威海市2003 年中考题）A他的重力势能一直在减小B绳的弹性势能一直在减小C他的动能在前一段时间在增加，后一段时间在减小D在最低点，重力势能减到最小，动能为零，绳的弹性势能最大闯关点拨在质量不变的情况下，动能的变化抓住速度的变化，从最高点道最低点，速度从慢到快再到慢，所以游戏者的动能先变大后变小，到最
12、低点时，动能为零； 重力势能的变化抓住高度的变化，高度越来越低， 故游戏者的重力势能一直在减小；弹性势能的变化图 14-4 图 14-3 抓住弹性形变的大小变化，从最高点到a 点，绳自然下垂，未发生弹性形变，故没有弹性势能，从 a 点到 c 点，绳发生了弹性形变，具有弹性势能，在最低点，绳的形变最大，故绳的弹性势能最大答选 A、 C、D 智能训练基础知识训练1如果卡车空载和满载时都以同样的速度行驶，那么空载时具有的动能满载时具有的动能停放在山顶上的卡车具有的重力势能该卡车下山时具有的重力势能（选填“大于”、 “小于”或“等于” ）（题型一）2质量较大的喜鹊与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的
13、动能相等，那么飞得快（题型一）3运动员向斜上方推出去的铅球，在下落的过程中，重力势能（填“增大” 、 “减小”或“不变”下同） ，动能（题型三）4如图 14-5 所示，一个同学在蹦床上玩，从跳起到上升至最高点的过程中，能逐渐增大，能逐渐减小。( 题型三 )5某同学骑自行车上坡时，速度越来越慢，则车和人的( )( 题型三 )A动能变大，重力势能变大B动能变小，重力势能变小C动能不变，重力势能不变D动能变小，重力势能变大6三峡水库修建大坝，为了提高水位，增加水的（）( 题型三 )A内能B重力势能C弹性势能D动能7飞行的炮弹击中目标后有很大的破坏作用，这是因为（）( 题型一 )A它具有很大的质量B它
14、具有很快的速度C它具有很大的动能D它是钢铁制成的8一物体沿斜面匀速下滑，物体的( ) ( 题型三 )A动能增加，势能减小B动能不变，势能减小C动能和势能都减小D机械能的总量保持不变9司机开车上坡前，往往加大油门，以提高汽车的速度，这是为了（）( 题型三 )A 增大动能 B 增大势能 C增大惯性 D 减小阻力10如图 14-6 所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C 三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（ mA mBmC，hAhChB）推动纸盒运动一段距离后静止。（1）要研究动能与质量的关系，我们要选择两图来进行比较。（2）从图中可以看出，A、B、C 三个小球刚到
15、达水平面时，球的动能最大。( 题型二 ) 图 14-6 图 14-5 综合提高训练1装满水的洒水车，在环岛路的一段平直公路上匀速前进它在向公路两旁的花木喷水的过程中，洒水车的总动能将逐渐 （选填“变大” 、 “变小”或“不变” ）2体积相同的铜、铁、铝三各小球，从同一高度的斜面滚下，在水平地面上撞击同一地点上放的同一木块，木块被撞击最远的是（）A滚下的铜球B滚下的铁球C滚下的铝球D三球撞击得一样远32002 年 10 月 27 日，太原卫星发射中心用“长征四号乙”运载火箭，成功地将“中国资源二号”卫星送人太空。在卫星随火箭一起离开发射塔飞向天空的过程中（）(题型四 )A卫星的势能不断减小，动能
16、不断增大 B 卫星的势能不断增大，动能不断减小C卫星的势能和动能都在不断减小 D卫星的势能和动能都在不断增大4如图 14-7 所示是研究动能跟哪些因素有关的实验情况示意图，图中 A、B两球是由同种材料制成的实心小球。下列哪组图的比较可以说明当物体质量相同时，速度大的物体具有的动能大（）( 题型二 ) A a 图和 b 图Bb 图和 c 图 C a 图和 c 图Db 图和 d 图5我国发射的“神州号”载人宇宙飞船完成科学实验任务后，在内蒙古准确返回，成功着陆。若飞船穿越大气层时，有一段匀速降落的过程 ( 设飞船质量不变) ，则在此过程中飞船的( ) ( 题型三 ) A 动能减小，势能增大 B势能
17、减小，动能增大 C 动能不变，势能减小D 动能减小，势能不变6. 如图 14-8所示，一钢球分别从斜面的不同高度h1、h2处滚下， 小木块 A分别被推至 1和2处，这现象表明，同一钢球，位置越高，它到达斜面下端时的_也越大，把木块推得越远，对木块做的功越多，钢球的_能也越大( 题型二 )7如图14-9 是研究小球动能与小球的质量和速度关系的实验装置示意图。表中记录了用甲、乙两球分别进行实验的数据。 由表中数据可知： 甲球的动能 _（选填”大于”、”小于”、 或”等于”） 乙球的动能；在质量和速度两个物理量中，对动能影响较大的是_.( 题型二 )小 球小 球 质 量小球碰撞物体A时的速度物体 A
18、被推动的距离甲 球 2m v S 乙 球 m 2v 2S 图 14-7 图 14-8 图 14-9 8在综合实践活动课上，王艳同学发现学校运动场地上有若干大小不等的铅球，如图14-10 所示，于是他想利用这些器材亲自体验一下“重力势能的大小与哪些因素有关”（1）请你帮他设计应如何去做。（2）说明该实践中怎样判断物体重力势能的大小141 基础知识训练1小于大于2燕子3减小增大4重力势动5D 6B 7C 8B 9A 10 （a）和（ c）C 综合提高训练1变小析：因为质量变小了2A 析：体积相同的球，由于铜的密度最大，铜球的质量最大，故滚下的铜球的动能最大3D 析：因为卫星的速度和高度都在增加，所
19、以它的动能和重力势能都在增大4B 5C 6速度动7小于速度8 （1）将质量不同的铅球从同一高度释放，落至地面 （沙坑）将同一铅球从不同高度释放，落至地面（沙坑） ； （2）根据铅球对地面的作用效果（或引起地面形变的大小、砸出坑的深浅、对地面做功多少）判断，作用效果（或引起地面形变越大、砸出的坑越深、对地面做功越多） ，物体的重力势能越大反之，重力势能越小142 机械能及其转化如图 14-11 所示，用绳子拴住一个苹果并悬挂下来，把苹果拉近自己的鼻子静止，松手后，苹果将向前摆去，接着又反向摆回来，你原地不动，苹果会打到你的鼻子吗？为什么？智能提要问： 怎样正确理解机械能？答：一个物体可以同时具有
20、动能和势能（包括重力势能和弹性势能），把物体的动能和势能图 14-10 14-11 相加，就是物体的机械能当一个物体只有动能或只有势能时，也可以称物体具有机械能，此时机械能的大小就是该物体的动能或者势能问： 你观察过滚摆的上下运动吗？在滚摆上下运动的过程中动能和势能是如何转化的？答：滚摆由上向下运动时，高度降低，速度加快，重力势能转化为动能；向上运动时，高度升高，速度减慢，动能转化为重力势能问： 为什么滚摆每次上升的高度都比前一次低呢？答：在滚摆上升的过程中，如果没有任何摩擦等阻力，那么它每次上升的高度应该是相等的之所以一次比一次低，是因为滚摆在上下运动的过程中受到空气等阻力的作用，机械能总量
21、不断减小的缘故问： 乒乓球从空中下落、撞地、弹起的过程中，动能和势能的转化是比较复杂的，你能分析一下吗？答：乒乓球在下落过程中，是重力势能转化为动能；当球落地撞击地面时，球发生弹性形变，球的动能转化为弹性势能；球在恢复原状的过程中，球的弹性势能又转化为动能；球弹起后，球在上升过程中，是动能转化为重力势能中 考 撷 要机械能是中考重要的考查对象之一，考查题型主要有选择题、填空题、 实验题和问答题等主要的考点是动能与势能相互转化的分析和利用动能与势能的相互转化解释一些现象近两年的有关中考题往往联系社会热点问题（如神州飞船等）智 能 拓 展大海中蕴含的机械能大海中蕴藏着丰富的机械能，它可以通过不同的
22、形式表现出来，如潮汐、波浪、海流等潮汐能海水每天都有固定的涨潮和退潮时间，这种海水定时涨落的现象就是潮汐现象海水一涨一落， 水位的高度差可达几十米为了利用潮汐的机械能，工程师设计在海湾或河口附近兴建蓄水池， 在蓄水池下有一个装有水轮机的闸门，当海水涨落时流经闸门，带动水轮发电机发电海浪能海洋中的波浪，有时微波细浪， 有时波涛汹涌，能把几十吨重的石头推走，能使万吨巨轮颠簸摇晃海啸是灾难性的波浪，它能把轮船冲上陆地，能推翻岸边建筑物，具有十分巨大的能量，经科学家估测，在1km2的海面上，海浪能的功率可达2.0105kW ，如果合理地利用，将能提供非常可观的能量海流能大海中的海水受海洋环流的影响，像
23、陆地的河流一样，保持着一种固定方向的运动，这种现象叫做海流 海流中蕴藏着巨大的动力资源科学家们设想利用海洋中海流流动的动力推动水轮发电机发电海流发电据统计，世界大洋中所以海流的发电功率达109kW 智能归例题型一理解机械能的概念例关于动能、机械能，下列说法中错误的是（）A一辆汽车具有动能，它一定具有机械能B两辆汽车以相同的速度行驶时，质量大的动能大C某汽车的机械能增加了，它的运动速度一定是加大了D在平直公路上行驶的汽车，速度变化时它的机械能也变化知识点对机械能概念的理解闯关点拨机械能是动能与势能之和，动能的大小由质量和速度共同决定分析和解汽车的机械能增加了，可能是势能增加了，其动能不一定增加，
24、它的运动速度也不一定增大，故C 选项是错误的答选 C 题型二动能和势能的相互转化例 1下列过程中，属于动能转化为势能的是（）A雪撬从山坡上滑下B 玩具弹簧枪将“子弹”水平射出C雨滴从屋檐落向地面D 斜向上射出的炮弹在上升过程知识点考查判断动能与势能转化现象的能力闯关点拨物体的动能转化为势能，是指物体的动能在减小，同时势能在增加如果物体的质量一定时，那么物体的速度减小，动能就减小，物体的高度增加，势能增加，或者物体弹性形变增大，势能增大分析和解A 选项中雪橇的高度减小，速度增加，所以是重力势能转化为动能；B 选项中是将弹性势能转化为动能；C 选项中也是将重力势能转化为动能；D 选项中是动能转化为
25、重力势能答选 D 例 2 如图 14-12 所示， 电动小车沿斜面从A匀速运动到，则在这个过程中小车（） A动能减少，重力势能增加，总机械能不变B动能增加，重力势能减少，总机械能不变C动能不变，重力势能增加，总机械能不变D动能不变，重力势能增加，总机械能增加知识点考查机械能之间的转化闯关点拨解此类问题必须克服“物体向上运动速度一定变小，向下运动速度一定变大” 、 “物体重力势能增大则动能一定减小，重力势能减小则动能一定增大”的错误定式，应根据假设的物理情境进行分析，挖掘已知条件和隐含条件，找出其联系，从而得出正确答案解因为电动小车的质量是一定的，而且是沿斜面匀速运动，说明电动小车的速度不变，所
26、以电动小车的动能不变又因为电动小车沿斜面向上运动的过程中高度不断增加，所以它的重力势能不断增大，因此小车的机械能增大图 14-12 答选 D 题型三解释生活中常见的机械能转化现象例如图 14-13 所示， 运动员在进行蹦床表演时，机械能是如何变化的？知识点联系实际确定机械能的转化情况闯关点拨机械能包含动能、重力势能和弹性势能，在判断这些能量大小和转化时，应分析它们的速度、高度、形变的情况解答运动员从高处下落的过程中，重力势能转化为动能；在接触蹦床到速度为零的过程中，人的动能转化为蹦床的弹性势能；弹起时，是蹦床的弹性势能转化为人的动能；运动员在上升过程中，动能转化为重力势能中考典题精析考题 1在
27、空气阻力不计的情况下，一只皮球从高处由静止下落，被地面弹起后不能再回到原来的高度，在整个过程中；（1）说明皮球机械能的转化情况。（2）指出皮球在哪几个位置时的动能为零。（3）分析皮球不能回到原来高度的原因。（新疆乌鲁木齐市2003 年中考题）闯关点拨（1）皮球在下落、弹起的整个过程中，先后发生状态的变化是：球在高处静止加速下落落地变形恢复原状反弹减速上升（2）皮球在下落、上升过程中的空气阻力不计，但是在弹性压缩和恢复原状的过程中，有一部分机械能转化为内能 解答（1）加速下落过程：重力势能转化为动能落地弹性压缩过程：动能转化为弹性势能恢复形状反弹过程：弹性势能转化为动能减速上升过程：动能转化为重
28、力势能（2）皮球在以下三个位置时动能为零（速度大小为零） ：球在高处将指时；小球落地弹性压缩最大时；上升到最大高度时（3）尽管不计空气阻力，但在落地撞击地面时，球的弹性压缩和恢复形状的过程中，有一部分机械能将转化成其它能量，造成机械能损失，所以皮球不能回到原来高度考题2 如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。图14-14 是某轻轨车站的设计方案示意图，该图表明与站台前后连接的轨道都有一个小坡度。请你说明这种设计可以节能的理由（重庆市 2003 年中考题）闯关点拨一般的车站轨道都是水平连接的，车进站时，需要刹车减速，车出站时， 需克服摩擦力加速，这样既浪费了能量又多消耗了能量将站台
29、设计在小坡上，车进站时，让车驶上小坡，将动能转化为重力势能，车速减小了，重力势能增大了；车在起动出站时，由于下坡，车的重力势能转化为动能，在不需要多消耗能量的情况下，车速加快，减少了因小助手：像跳水运动员在跳板上起跳、跳高运动员进行撑杆跳高等，这里的机械能转化不一定是在同一物体间转化，可以是在不同的物体间进行图 14-13 内能是一种不同于机械能的另一种能量，在后面一章将学习它图 14-14 加速消耗的能量答进站时将动能转化为重力势能“储藏”起来；出站时将重力势能转化为动能“释放”出来达到节约能源的目的智能训练基础知识训练1李白曾用“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”的诗句描述庐山瀑布的壮观。从
30、物理学的角度来看，飞流直下的瀑布蕴藏着巨大的_。(题型一 )2如图 14-15 所示，小军玩弹弓，当弹弓把纸团射出时，能转化为能。( 题型四 )3滚摆在上升过程中，能转化为能( 题型四 )4下列现象属于重力势能转化为动能的是（）( 题型四 )A爆竹腾空而起B水从高处落下C从地面上弹起的皮球D在水平地面上匀速行驶的汽车5下列过程中，属于动能转化为势能的是（）A拉开的弓，放手后把箭射出去 B小铁球在空中下落C运动的小球滚上光滑的斜面 D在水平地面上滚动的足球6在下列情况下，机械能发生了变化的是（）A物体从光滑的斜面上自由滑下的过程B跳伞运动员从空中匀速下落C汽车在水平公路上匀速前进D高空中沿水平轨
31、道匀速飞行的飞机7自行车匀速上坡的过程中，它的( )A重力势能增加，动能和机械能不变B重力势能和动能增加，机械能不变C动能不变，重力势能和机械能增加D动能、重力势能和机械能都增加8中国跳水队被人们称为“梦之队”。图 14-16 中是跳水运动员跳水时的情景， 运动员在离开跳板到落入水的过程中（）(题型三 )A 运动员的动能一直增大，机械能不变B 运动员的重力势能一直减小，机械能减小C 运动员的动能先减小后增大，机械能不变D运动员的重力势能先减小后增大，机械能增大综合提高训练1在“ 911 事件”中，恐怖分子利用所劫持的飞机具有较大的撞击世贸大厦，导致其最终成为一片废墟2当人造卫星从远地点向近地点
32、运动的过程中，在能转化为能3撑杆跳高运动员借助手中的撑杆跳高时，要比徒手跳高高得多，这是因为运动员利用撑图 14-16 图 14-15 杆发生时，而具有了的缘故这个过程中，运动员的能转化为了撑杆的能4关于机械能的转化，下列说法正确的是（）( 题型四 )A静止的雪撬从山坡上滑下，势能转化为动能 B.静止的雪撬从山坡上滑下，动能转化为势能C 滚摆下降时，动能转化为势能D 卫星从近地点向远地点运动时，势能转化为动能5下列哪种情况机械能没有变化（）A利用滑轮组匀速提升重物B沿斜面匀速下滑的木块C正在匀速上升电梯重的人D地球同步通信卫星随地球运动6一架直升飞机水平匀速飞行的同时，不断向地面投下物资，关于
33、飞机能量变化情况的正确说法是（）A动能不变，重力势能增大B动能减小重力势能不变C动能和重力势能都减小，机械能不变D动能和重力势能都减小，机械能减小7一小孩从公园中的滑梯上加速滑下（如图14-17 所示），对于其机械能的变化情况，下列说法中正确的是（）( 题型三 )A重力势能减小，动能不变，机械能减小B重力势能减小，动能增加，机械能减小C重力势能减小，动能增加，机械能增加D重力势能减小，动能增加，机械能不变8如图 14-18 所示，单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动。请回答：这两个实验可以说明的同一个物理问题是：；在单摆左右摆动和滚摆上下往复运动的过程中，你将会看到它们上升的
34、高度逐渐降低。产生此现象的原因是：。142 基础知识训练1机械能2弹性势动3动重力势4B 5C 6B 7C 8C 综合提高训练1机械能2重力势动3弹性形变弹性势能弹性势动图 14-17 图 14-18 4A 5D 6D 7B 8 （ 1）动能和势能可以互相转化（2）由于存在摩擦力和空气阻力，使机械能逐渐减小143 功和功率如果你推一辆陷在泥中的汽车，尽管你已使出了全身的力气，车子纹丝不动，几分钟后，你已筋疲力尽，而车子还是陷在泥中在这一过程中，你做功了吗？智能提要问： 要判断力是否对物体做功的关键是什么？答：关键要看是否满足做功的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
35、，两者缺一不可下列三种情况对物体都没有做功：物体移动了一段距离，但没有受到力的作用例如物体在光滑水平面做匀速运动在水平方向没有受到阻力，也没有受到动力，物体由于惯性而运动，因而没有力对物体做功物体受到力的作用, 但没有沿力的方向通过距离, 例如 , 用力推车 , 车没有推动 推车的力没有对物体做功又如，一个人举着重物不动，他对重物的举力没有对重物做功物体受到了力的作用, 也通过了距离.但物体移动的距离跟物体受到力的方向垂直. 例如, 手用竖直向上的拉力提水桶, 沿水平方向移动距离, 水桶没有在竖直方向上移动距离,这个拉力也没有对水桶做功问： 利用功的计算公式计算时，应注意些什么？答：利用 W=
36、Fs 计算功时， 首先要明确题中要你求的是什么力对物体做功，即明确公式中的“F”是哪个力；其次要注意s应和 F 相对应，代入公式中的s 必须是物体在力F 的方向上通过的距离，千万不能 “张冠李戴”问： 做功“快”与做功“多”有什么不同？功功 的 概 念做功的必要因素功的计算及单位功率比较做功快慢的方法功率的概念功率的计算及单位功和功率还要注意：物体在力的方向上移动距离s 的全过程中，力F是否始终作用在物体上答：做功快慢和做功多少是辆各不同的概念例如，甲在1s 内做了50J 的功，而乙在5s内做了100J 的功时，乙做的功虽然比甲多，但它比甲用的时间长，平均1s 内只做了20J的功，所以乙比甲做
37、功要慢可见，做功快慢是跟做功的多少和做功所用的时间多少有关的，在物理学中用功率tWP来描述，而做功“多”在物理学中用功FsW来描述问： 怎样比较功率的大小？答：可采用下列三种方法比较功率的大小：（1）在相同的时间内，比较做功的多少，做功越多的物体，功率越大，这是物理学中常采用的方法（2）在完成相同功的条件下，比较所用时间的长短，所用时间越短，功率越大（3）在做功的多少和所用时间都不相同的情况下，通过tWP计算后进行比较中 考 撷 要三年以来， 功与功率是中考的重要考查内容功的计算可以与力学中的许多内容综合起来，是每次中考的必考内容，如与浮力、压强、简单机械综合，在此基础上的功率也是主要考点智
38、能 拓 展1做功与工作的区别功是物理学中的基本概念，它为解决力学问题提供了另一种有效的方法，但功的概念对我们来说及陌生又抽象，和日常生活中常说的 “做工”、“工作”有一定联系但又不完全相同有很多工作是要做功的，对于很多工作按物理学严格定义为做功是必要的，但都不是主要的 例如，作家的写作、工程技术人员的设计工作，他们将成果写出来、画出来时表现出要用力，而且沿力的方向通过了距离，从这个意义上讲，可以说做功了，但他们更的劳动是思考， 总体上看可能是坐着不动，同学们的工作主要是学习，也没有表现出物理学上定义的做功当然，为了保证大脑正常的思考和学习，必须由心脏推动向大脑供血、供氧，也存在一定压力和物质沿
39、力的方向的移动，可以讲也右做功的过程，但是这一类工作的量跟简单的肌肉紧张用力所做工作的量是不能简单比较的2计算功率的另一个公式：FP物体在拉力F的作用下 , 以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积，即FP推导 ： W=FS P=tSFtW=Fv由该公式可知：在功率一定时，力与速度v成反比。利用该公式时要注意以下几点：拉力 F 必须是恒力，且物体运动的速度应不变；计算时， v 的单位必须用m/s，这样算出的功率单位才是 W；速度 v 跟拉力 F 必须对应，即v 必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得
40、较大的牵引力。3马力功率的一种单位功率的单位有好几种：有瓦和千瓦， 还有一种单位叫马力（匹） 为什么用这个名称呢？因为从前的劳动生产主要靠畜力做动力，有人用非常强壮的马做实验，发现这匹马可以将大约 75kg 的重物在1s 内提升 1m 后来就采用这个名称，并统一规定1 马力 =735 瓦特马力是功率的单位， 不能随便讲一匹马的功率就是1马力， 两匹马的功率就是2马力 因为马的功率的不确定的一般的马，功率大约只有0.5 马力，但是当马在奔跑跳跃的时候，功率可以提高10 倍以上智能归例题型一知道功的概念，会判断怎样才算做功例 1 关于做功，下列叙述中正确的是（）A举重运动员举着杠铃不动，举力做了功
41、B起重机吊着货物沿水平方向匀速移动了一段距离，向上的拉力做了功C重物竖直下落，重力做了功D小球在水平面上滚动，重力做了功知识点判断力对物体是否做功闯关点拨判断力对物体是否做功，关键要看是否同时满足做功的两个必要因素分析和解选项 A 中，属于“有力没距离”的情况，举力对杠铃没有做功，所以A 错；选项 B 中，货物在拉力的方向上没有移动举力，拉力没有做功，所以B 错；选项 C 中，重力的方向竖直向下，且重物向下通过了距离，所以重力做了功，C 是正确的； 选项 D 中，小球在重力方向上没有通过距离，所以重力也没做功，D 错答选 C 例 2 某人用 20N的力将重为15N的球推出去后， 球在地面上滚动
42、了10m后停下来，这个人对球所做的功为（）A0J B 200J C150J D条件不足，无法计算知识点明确做功的两个必要因素闯关点拨本题考查了做功的两个必要因素、运用功的计算公式计算力对物体所做的功。理解功的公式中力与物体移动距离的关系是解题的关键分析和解球的运动可分为两个阶段：其一是球出手前，人对球做了功，因为球在人的推力作用下，通过了一段距离，但这个距离不是10m ，题目中也没有交代这个距离为多少，所以无法计算出推力对球做了多少功；其二是球离开人在地面上滚动时，球不再受推力的作用而仅依靠惯性向前运动，人不再对球做功所以他对球所做的功无法计算答选 D 变形题 某人用 20N的力将重为15N的
43、球推出去后，球在地面上滚动了10m后停下来，球在地面上滚动的过程中，手对球所做的功为（）A0J B200J C150J D350J 答选 A题型二会利用公式W=Fs计算功的大小例一起重机将重为1.2 104N的钢材竖直匀速提升3m后， 又沿水平方向匀速移动5m ，在整个过程中起重机对钢材做的功为J知识点考查做功的两个必要因素和功的计算闯关点拨钢材的运动分为两个阶段：其一是匀速提升3m，该过程拉力对钢材做了功；其二是水平移动5m，该过程起重机没有对钢材做功分析和解在钢材竖直方向匀速上升时，拉力和重力是一对平衡力，拉力的大小等于重力，物体在拉力方向上通过的距离为3m，所以拉力做的功W1=Fs=1.
44、2104N3m=3.6 104J；钢材在沿水平方向移动的过程中，虽然拉力F=G=1.2 104N，但钢材并没有沿着拉力的方向通过距离，所以W2=0因而整个过程中起重机对钢材做的功W=W1=3.6104J答3.6104J 题型三知道比较做功快慢的方法，理解功率的概念，并会计算功率例 1 下列关于功率的说法中，正确的是（）物体做功越多，功率越大物体做功时间越短，功率越大物体做功越快，功率越大物体做功时间越长，功率越大知识点考查对功率概念的理解闯关点拨由功率的定义和功率的意义可知，功率是表示做功快慢的物理量，做功越快，功率越大。 功率的大小由物体所做的功和完成这个功所用的时间两个因素共同决定的，做功
45、越多或做功时间越长，功率不一定越大所以选项A、B 、 D均错答选 C 例 2 班级里组织登楼比赛活动，比一比谁登楼的功率最大为此，在活动中必须测量的物理量有：_，_，_知识点功率的测量和计算闯关点拨由功率公式tWP可知，要比较登楼时功率的大小，必须知道人登楼过程中所做的功和时间这里的功就是人克服自身的重力所做的功。由mghGhW可知，只要测得人的质量和楼高，就能算出人做功的大小答参赛者的质量楼高时间变形题 甲同学体重600N，乙同学体重500N，他们进行登楼比赛甲跑上五楼用30s，乙跑上五楼用24s则： _同学做功较多，_同学的功率较大分 析 和 解根 据 公 式,GhW因相等，而乙甲hGG故
46、乙甲WW根 据 公 式，tGhtWP1150144302456甲乙乙甲乙甲ttGGPP，故乙甲PP答甲乙题型四会综合运用功和功率的公式进行有关的计算例 1 一辆汽车重为5104N，在平直公路上以10ms 的速度匀速行驶lmin ，已知汽车在行驶过程中受到的阻力等于车重的0.06 倍求：(1)汽车在 1min 内行驶的距离(2)汽车在 1min 内做的功(3)汽车发动机的功率知识点功与功率与其他力学知识的综合运用闯关点拨这是一道综合性较强的题目，涉及到对速度、二力平衡、功、功率的概念的理解先由速度的变形公式ts求出路程，接着由二力平衡条件确定发动机牵引力的大小，然后由FsW求出功的大小，最后由t
47、WP算出功率解（1）mssmtsts60060/10（2）汽车在平直公路上作匀速运动牵引力F=f=0.06 5 104N=3103N W=Fs=3 103N600m=1.8106J（3）WsJtWP4610360108.1答（1）汽车在1min 内行驶 600m （2） 汽车在 1min 内做功 1.8 106J （ 3）汽车发动机的功率为3104W 例 2 如图 14-19 所示，物体A 在水平拉力F 作用下，水平向右做匀速直线运动。已知物体 A 重 100N， 它受到的地面摩擦力为 20N，运动速度为0.2m/s（不计滑轮重、绳重及绳子与滑轮之间的摩擦），求：（1） 2s 内物体 A 的重
48、力所做的功；（2）拉力 F 的大小；（3）拉力 F 的功率知识点功和功率的综合计算闯关点拨运用公式FPFsW、计算功和功率时，一定要注意各物理量之间的对应关系分析和解（1）由于物体A 做水平向右的匀速直线运动，所以重力方向上通过的距离为0， W=Gh=0J（2）因为拉力F 作用在绳的自由端，而且物体在水平拉力作用下做水平向右的匀速直线运动，所以拉力F 与物重G 的大小没有直接的数量关系， 由于不计滑轮重、绳重及绳子与滑轮之间的摩擦，所以拉力F 和物体与地面之间的摩擦力有直接的数量关系，即拉力F=f/2=NN102021信息快递：绳子的自由端是指绕过滑轮周边，能自由移动的一端图 14-19 （3
49、）拉力作用点的移动速度：smsmF/4 .0/2 .022物由公式tWPFsW及得其功率：WsmNFP4/4.010答（1）2s 内物体 A 的重力做功0J （2）拉力 F 的大小 10N （3）拉力 F 的功率为2W 变形题 如图 14-20 所示，在水平拉力F 的作用下， 5min 内使物体A 沿水平地面匀速前进了 1m。拉力 F 的功率为8W。不计绳和滑轮重，拉力FN。解物体 A 移动的速度smsmtsAA/2.051，F的作用点移动的速度smsmAF/4 .0/2. 022由公式FP变形得NsmWPFFF20/4 . 08答20N 中考典题精析考题 1 某人乘坐出租车在平直公路上匀速行
50、驶，出租车的牵引力为3103N，右为他乘车到达目的地时的车费发票。求：（1）出租车行驶的时间。（2）出租车行驶的速度。（3）出租车在这段时间内所做的功。（上海市 2002 年中考题）闯关点拨试题源于生活，又有所抽象，这正是从物理现象认识社会生活的有效之处从表面上看，该题考查的是速度和功的公式，但题干只给出牵引力这一已知条件，其余条件则需要从发票中挖掘，而发票中有用信息和无用信息混杂一起，需要学生自主收集有用信息，所以该题又考查了学生处理信息的能力析由车费发票可知，出租车行驶的时间应为下车时间减去上车时间；要求行驶的速度， 应找到行驶的路程即票面上的里程和行驶的时间；而出租车在这段时间内做的功W