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1、第 一 部 分 考 點(diǎn) 研 究第 九 講 功 和 機(jī) 械 能 考點(diǎn)梳理功和機(jī)械能功力學(xué)中的功功的計(jì)算方式功率動(dòng)能和勢(shì)能能量動(dòng)能勢(shì)能機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化定義表達(dá)式單位換算公式推導(dǎo)機(jī)械能機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化水能和風(fēng)能的利用 力學(xué)中的功定義：物理學(xué)中把力與_移動(dòng)距離的乘積叫做機(jī)械功，簡稱功.做功的兩個(gè)必要因素:一個(gè)是_;另一個(gè)是_.力不做功的三種情況(1)物體受力，但是物體在該力的方向上_.例如：用力推木箱，木箱沒動(dòng).(2)物體移動(dòng)了一段距離，但在運(yùn)動(dòng)的方向上_.例如：被踢出去的足球.(3)物體所受力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向_.例如：背著書包前行.在力的方向上作用在物體上的力物體在力的方向上移動(dòng)的距離沒有移動(dòng)距離
2、沒有力的作用垂直 W表示功，單位是J；F表示力，單位是N；s表示沿力的方向移動(dòng)的距離，單位是m.功的計(jì)算公式：W=Fs 表達(dá)式：WP t快慢在物理學(xué)中，用功率表示做功的 . 公式推導(dǎo)：當(dāng)物體在力F的作用下，以速度v勻速運(yùn)動(dòng) 時(shí)，由WFs可得， _.W FsP t t Fv功率1000功做功所用時(shí)間定義: 與 之比叫做功率. 單位換算: 1kW= W. 瓦特W千瓦 (kW)W表示某個(gè)力做的功，單位是J；t表示做這些功所用的時(shí)間，單位是s；P表示功率，單位是_.(注：簡稱瓦，符號(hào)是_.工程技術(shù)上常用功率單位_.) 能量：物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個(gè)物體具有能量，簡稱能. 能量的單位是_.一個(gè)物體
3、能夠做的功越多，表示這個(gè)物體的能量越大.焦耳動(dòng)能定義：物體由于_而具有的能,叫做動(dòng)能.一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能.影響因素：與物體的質(zhì)量和速度有關(guān),質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)的速度越大，它的動(dòng)能_；運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動(dòng)能也_.運(yùn)動(dòng)越大越大 勢(shì)能_和_是常見的兩種勢(shì)能.彈性勢(shì)能重力勢(shì)能定義：在地球表面附近，物體由于 _所具有的能，叫做重力勢(shì)能.影響因素：與物體的質(zhì)量、高度有關(guān)，物體的 _越大， _越高，它具有的重力勢(shì)能就越大. 2122 23彈性勢(shì)能定義：物體由于發(fā)生 _而具有的能，叫做彈性勢(shì)能.影響因素：物體的彈性形變?cè)酱?，它具有的彈性?shì)能就 _.2425重力勢(shì)能被舉高質(zhì)量高度彈性形變
4、越大 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化機(jī)械能：動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能.機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化動(dòng)能和勢(shì)能可以相互 _.機(jī)械能守恒：如果只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，盡管動(dòng)能、勢(shì)能的大小會(huì)變化，但機(jī)械能的總和 _，或者說，機(jī)械能是守恒的.舉例：物體從高處落下，動(dòng)能增大，勢(shì)能減小. 26 27水能和風(fēng)能的利用：自然界的流水和風(fēng)都是具有大量機(jī)械能的天然資源，水能和風(fēng)能都可用來發(fā)電.一定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢(shì)能越大，能發(fā)出的電就越多.風(fēng)吹動(dòng)風(fēng)車，可以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電.保持不變轉(zhuǎn)化 1. (判 斷 物 體 是 否 做 功 )如圖所示的情景中，人對(duì)物體做功的是( )A 圖說物理（ 人 教 八 下 P63圖 11.
5、1-2） （ 人 教 八 下 P63圖 11.1-3 ) 2.(機(jī) 械 能 及 其 轉(zhuǎn) 化 )如圖，小球從斜面上A處由靜止?jié)L下，經(jīng)過B處，最終在粗糙的水平面上停下，小球從A處剛剛運(yùn)動(dòng)到水平面的過程中，小球的動(dòng)能 (選填“增大”、“減小”或“不變”).(2015泰 州 6題 改 編 )（ 人 教 八 下 P67 圖 11.3-2 ）增大 彈性勢(shì)能（ 滬 粵 九 上 P14 圖 11-9(b) ） 3. (機(jī) 械 能 及 其 轉(zhuǎn) 化 ) ( 2015來 賓 16題 改 編 ) 如圖所示為某運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行射箭比賽的情景，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員將弓拉彎時(shí)，弓的 增大 . 4.(機(jī) 械 能 及 其 轉(zhuǎn) 化 )蹦床運(yùn)動(dòng)員從
6、高處落下，與蹦床床面接觸后，床面發(fā)生形變.床面發(fā)生形變的過程中，主要是由 能轉(zhuǎn)化為床的彈性勢(shì)能.（ 人 教 八 下 P71圖11.4-1 ）動(dòng) 5.(機(jī) 械 能 及 其 轉(zhuǎn) 化 )如圖所示，當(dāng)滾擺自上而下運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾擺的重力勢(shì)能 (選填“增大”、“減小”或“不變”)，轉(zhuǎn)化為動(dòng)能.(2013黃石 36題 改 編 )（ 人 教 八 下 P71圖11.4-2 ）減小 6.(機(jī) 械 能 及 其 轉(zhuǎn) 化 )如圖所示，當(dāng)單擺做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)到(選填“A”、“B”或“C”)點(diǎn)的動(dòng)能最大.（ 人 教 八 下 P71圖11.4-2 ） B 重難點(diǎn)突破一功、功率的計(jì)算(重 點(diǎn) 、 難 點(diǎn) ) 例 1 (2016安
7、 徽 第 一 次 十 校 聯(lián) 考 )如圖是商場(chǎng)的自動(dòng)扶梯，它的部分幾何尺寸如圖所示，質(zhì)量為 50 kg的小華站在該扶梯上從商場(chǎng)一樓到二樓用了4 s，則扶梯對(duì)他做功 J，小華克服重力做功的功率為 W.1500 375【解析】小華的重力為G=m g=50 kg 10 N/kg=500 N；則扶梯對(duì)他做的功為 W=Fs=G h=500 N3 m=1 500 J；小華 克服重力做功的功率為 1500J =375 W4 s . WP= =t 500 50【 解 析 】小華推力100 N是水平方向的，物體的重力500 N是豎直方向的，而物體是在水平地面移動(dòng)了5 m，小華做功是小華的推力做了功，而不是重力做
8、了功.小華做的功W=Fs=100 N5 m=500 J，功率 .=50 500J W10 sWP= t例 2 (2016東 營 ) 小華用100 N的水平推力，推著重500 N 的物體，在水平地面上10 s內(nèi)勻速直線運(yùn)動(dòng)了5 m，小華做的功是 J，功率是 W. 慣性10 16例 3 (2016安 徽 第 一 次 十 校 聯(lián) 考 )【解析】停止推動(dòng)后，由于慣性，物體還會(huì)向前運(yùn)動(dòng)一段距離；物體在力的作用下向前運(yùn)動(dòng)了1 m，則推力對(duì)物體做的功為W=Fs=10 N1 m=10 J；重力對(duì)物體做的功為W=Fh=Gh=20 N0.8 m=16 J. 如圖所示，用10 N的 推力，將桌面上重20 N的物體由
9、A處水平推動(dòng)1 m到達(dá)B處后，停止推動(dòng)，物體由于 繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)了0.2 m，最后掉到地面C處.在此過程中，推力對(duì)物體做功 J；重力對(duì)物體做功 J. 方 法 指 導(dǎo)(1)功 、 功 率 的 計(jì) 算模 型 功 功 率物 體 在 水 平 拉 力 F作 用下 勻 速 移 動(dòng) 距 離 s， 所用 時(shí) 間 為 t W FsP= = =Fvt tW =Fs 物 體 在 平 行 于 斜 面 的拉 力 F作 用 下 勻 速 移 動(dòng)距 離 s， 所 用 時(shí) 間 為 t W =Fs W FsP= = =Fvt t 物 體 在 豎 直 向 上 的拉 力 F作 用 下 勻 速 移動(dòng) 距 離 h， 所 用 時(shí) 間為 t
10、W FhP= = =Fvt tW =Fs (2)計(jì) 算 時(shí) 注 意 事 項(xiàng) 注 意 三 個(gè) “ 同 一 性 ” ， 即 力 與 物 體 移 動(dòng) 的 距 離 在 方向 上 必 須 一 致 、 力 與 物 體 移 動(dòng) 的 距 離 必 須 在 同 一 時(shí) 間且 針 對(duì) 同 一 個(gè) 物 體 ； 運(yùn) 用 計(jì) 算 時(shí) 一 定 要 注 意 三 個(gè) 量 的 對(duì) 應(yīng) 關(guān) 系 .W一 定 是 對(duì) 應(yīng) t時(shí) 間 內(nèi) 完 成 的 功 ； 注 意 單 位 換 算 .(3)聯(lián) 系根 據(jù) W=Fs與 有 (本 公 式 適 用 于做 勻 速 直 線 運(yùn) 動(dòng) 的 物 體 功 率 的 分 析 與 計(jì) 算 ， 使 用 時(shí) 要注 意
11、 單 位 ) W FsP= = =Fvt tWP= t sv= t 二動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能變化的判斷(重 點(diǎn) ) 一中學(xué)生騎自行車下坡時(shí)，若不蹬腳踏板恰好勻速向下運(yùn)動(dòng).在此過程中，他的動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能的變化情況是 ( ) A. 動(dòng)能不變，勢(shì)能減小，機(jī)械能減小 B. 動(dòng)能增大，勢(shì)能減小，機(jī)械能不變 C. 動(dòng)能減小，勢(shì)能減小，機(jī)械能減小 D. 動(dòng)能不變，勢(shì)能減小，機(jī)械能不變例 4 (2015阜 陽 市 九 中 一 模 ) A 【 解 析 】騎自行車下坡時(shí)，由于高度逐漸減小所以該同學(xué)的重力勢(shì)能不斷減?。挥深}知自行車是勻速運(yùn)動(dòng)，所以該同學(xué)的動(dòng)能不變；機(jī)械能是動(dòng)能和勢(shì)能之和，所以該同學(xué)的機(jī)械能減小，故選
12、A. D例 5 （ 2016淄 博 ） 如圖所示，空中加油機(jī)正在給勻速水平飛行的戰(zhàn)斗機(jī)加油，加油后戰(zhàn)斗機(jī)仍以原來的高度和速度做勻速飛行，則戰(zhàn)斗機(jī)的 ( )A. 動(dòng)能不變，勢(shì)能不變，機(jī)械能不變B. 動(dòng)能不變，勢(shì)能減少，機(jī)械能減少C. 動(dòng)能增加，勢(shì)能不變，機(jī)械能增加D. 動(dòng)能增加，勢(shì)能增加，機(jī)械能增加 【 解 析 】 “加油后戰(zhàn)斗機(jī)仍以原來的高度和速度做勻速飛行”，盡管它的速度和高度不變，但由于戰(zhàn)斗機(jī)油量增加，質(zhì)量增大，故動(dòng)能、重力勢(shì)能、機(jī)械能均會(huì)增加. 方 法 指 導(dǎo)1.機(jī) 械 能 內(nèi) 部 轉(zhuǎn) 化 情 況 可 用 下 圖 表 示 ： (不 計(jì) 能 量 損 失 、物 體 質(zhì) 量 ) 判 斷 一 個(gè)
13、 物 體 的 動(dòng) 能 、 重 力 勢(shì) 能 和 彈 性 勢(shì) 能 是 否 改變 ， 看 該 物 體 質(zhì) 量 、 速 度 、 被 舉 高 的 高 度 、 彈 性 形變 是 否 改 變 . 2.從 隱 含 條 件 判 斷 動(dòng) 能 、 勢(shì) 能 的 變 化 情 況 ：(1)如 從 “ 勻 速 ” v不 變 、 “ 加 速 (越 來 越 快 )”v變 大和 “ 減 速 (剎 車 )”v減 小 ， 判 斷 速 度 大 小 的 變 化 ；(2)從 “ 上 升 ” h變 大 、 “ 下 降 (下 滑 )”h減 小 、 “ 近地 點(diǎn) (遠(yuǎn) 地 點(diǎn) )”等 判 斷 高 度 的 變 化 ；(3)根 據(jù) “ 光 滑 ”
14、無 摩 擦 力 做 功 、 “ 粗 糙 ” 克 服 摩擦 做 功 等 ， 判 斷 機(jī) 械 能 變 化 或 根 據(jù) 動(dòng) 能 、 勢(shì) 能 變 化判 斷 機(jī) 械 能 的 變 化 . 3.有 其 他 形 式 能 參 與 時(shí) ， 機(jī) 械 能 不 守 恒 ， 如 火 箭 發(fā) 射 時(shí) ， 高 溫 高 壓 燃 氣 做 功 ，內(nèi) 能 轉(zhuǎn) 化 為 機(jī) 械 能 ， 使 機(jī) 械 能 增 大 ； 汽 車 勻 速 下 坡 ， 重 力 勢(shì) 能 轉(zhuǎn) 化 為 內(nèi) 能 ，動(dòng) 能 不 變 ， 機(jī) 械 能 變 小 .4. 示 例 如 下 模 型 能 量 轉(zhuǎn) 化小 球 從 光 滑 斜 面 上 滾 下 動(dòng) 能 增 大 ， 重 力 勢(shì) 能
15、 減 小(重 力 勢(shì) 能 轉(zhuǎn) 化 為 動(dòng) 能 ) 蹦 床 運(yùn) 動(dòng) 員 從 高 空 落 到 蹦 床 上 重 力 勢(shì) 能 減 小 (人 )， 彈 性 勢(shì) 能增 大 (蹦 床 )(重 力 勢(shì) 能 轉(zhuǎn) 化 為 彈性 勢(shì) 能 )壓 縮 的 彈 簧 將 小 球 彈 開 彈 性 勢(shì) 能 減 小 (彈 簧 )， 動(dòng) 能 增大 (小 球 )(彈 性 勢(shì) 能 轉(zhuǎn) 化 為 動(dòng) 能 ) 跳 傘 運(yùn) 動(dòng) 員 在 空 中 勻 速 降落 動(dòng) 能 不 變 ， 重 力 勢(shì) 能 減 小(重 力 勢(shì) 能 轉(zhuǎn) 化 為 內(nèi) 能 ) 實(shí)驗(yàn)突破實(shí)驗(yàn)探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)(2012.19)命題點(diǎn)： 1. 斜面應(yīng)選擇光滑長木板 2.斜面
16、的作用(控制物體運(yùn)動(dòng)到斜面底部的速度相同) 3.水平面物塊的作用(比較物體動(dòng)能大小) 4.轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用(通過水平面上的物體被推動(dòng)的距離遠(yuǎn)近來反映物體動(dòng)能大小，推動(dòng)距離越遠(yuǎn)，動(dòng)能越大) 2012.19(3)探究動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān) 5.控制變量法的應(yīng)用 2012.19(2) (1)探究物體動(dòng)能的大小與質(zhì)量的關(guān)系(讓 質(zhì) 量 不 同 的 物 體 從 斜 面 的 同 一 高 度 釋 放 ， 控 制 撞 擊 速 度 相 同 ) (2)探究物體動(dòng)能的大小與速度的關(guān)系(讓 同 一 物 體 從 斜 面 的 不 同 高 度 釋 放 ， 控 制 物 體 的 質(zhì) 量 相 同 )6.機(jī)械能轉(zhuǎn)化(物 體 從 斜
17、面 釋 放 運(yùn) 動(dòng) 到 水 平 面 ， 重 力 勢(shì) 能 轉(zhuǎn) 化 為 動(dòng) 能 )實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 論 ： 物 體 動(dòng) 能 的 大 小 與 物 體 的 質(zhì) 量 和 速 度 有 關(guān) ，質(zhì) 量 相 同 的 物 體 ， 運(yùn) 動(dòng) 的 速 度 越 大 ， 動(dòng) 能 越 大 ； 運(yùn) 動(dòng)速 度 相 同 的 物 體 ， 質(zhì) 量 越 大 ， 動(dòng) 能 越 大 . 小剛猜想：動(dòng)能的大 小可能與物體的質(zhì)量和物體的速度有關(guān).因此，他設(shè)計(jì)了如下兩種實(shí)驗(yàn)方案： A. 讓同一輛小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑，與放在水平面上的木塊相碰，比較木塊在水平面上移動(dòng)的距離(如圖甲所示).例 (2015銅 陵 市 四 校 聯(lián) 考 一 模
18、 ) B. 讓不同質(zhì)量的小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑，與放在水平面上的木塊相碰，比較木塊在水平面上移動(dòng)的距離(如圖乙所示).上述兩種實(shí)驗(yàn)方案中：(1)A方案是為了探究動(dòng)能大小與的關(guān)系，若木塊被撞后移動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，說明小車對(duì)木塊的推力 越多，小車撞擊木塊時(shí)的動(dòng)能 .(2)小明想用B方案探究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系，該方案是否合理？ ，理由是 .速度做功越大不合理沒有控制小車到達(dá)水平面時(shí)的速度相同 【解析】（1）實(shí)驗(yàn)中，讓小車處在不同的高度，反映了速度不同，動(dòng)能的大小與速度有關(guān)，小車的動(dòng)能多少?zèng)Q定了木塊運(yùn)動(dòng)距離的長短，此實(shí)驗(yàn)把動(dòng)能的大小轉(zhuǎn)換為木塊被撞后運(yùn)動(dòng)的距離遠(yuǎn)近，距離越遠(yuǎn)表明小球的動(dòng)能越大，推力做功越多；（2）該實(shí)驗(yàn)利用了控制變量法，如果探究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系，必須保證小車到達(dá)水平面的運(yùn)動(dòng)速度相同，應(yīng)該使小車從斜面的相同高度滑下. (1)小車碰到木塊后，由于受到 的作用，最終會(huì)停止，在此過程中小車和木塊的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為_ 能；(2)若水平面絕對(duì)光滑，小車和木塊碰撞后將做運(yùn)動(dòng).摩擦力內(nèi)勻速直線溫馨提示：精練版
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