第19课功和功率机械能.ppt

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1、第19课 功和功率、机械能,专题一,机械能,学科素养提升,转换法在科学探究中的应用,知识点索引,专题二,机械功,专题三,功 率,专题一 机械能,知识回顾,知识点索引,1动能：物体由于_而具有的能。 2重力势能：物体由于_而具有的能。 3弹性势能：物体由于发生_而具有的势能。 4影响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。,运动,被举高,弹性形变,质量,速度,专题一 机械能,知识回顾,知识点索引,5影响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。 6影响弹性势能的相关因素：物体的_越大， 弹性势能就越大。,质量,位置,形变,专题一 机械能,知识回顾,

2、知识点索引,7滚摆：滚摆从最高点开始往下运动时，始点处_ 最大，_为“0”。开始向下运动中，_开 始转换为_，动能渐趋增大，势能渐趋减小，机 械能总和不变；到达_时，此刻动能最大。反 方向的转换，滚摆不断上升过程中，_转换为 _，势能渐趋增大，动能渐趋 减小，到达了一个新的最高点时，势 能最大，动能为“0”。,势能,动能,势能,动能,最下端,动能,势能,专题一 机械能,知识回顾,知识点索引,8单摆：将摆锤拉高一定的高度后放手。摆锤在向下摆 动的过程中_转化为_；在摆锤摆 过中点后向上摆动的过程中_转化为_。,重力势能,动能,动能,重力势能,专题一 机械能,知识回顾,知识点索引,9机械能守恒的含

3、义：在只有重力或弹力对物体_ 的条件下(或者不受其他外力的作用下)，物体的_ 和_(包括重力势能和弹性势能)发生相互转化， 但_的总量保持不变。这个规律叫做_ 定律。,做功,动能,势能,机械能,机械能守恒,专题一 机械能,知识回顾,知识点索引,10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_。 11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。,保持不变,热,专题一 机械能,热点聚焦,知识点索引,【提示】 在分析动能和势能大小的变化时，需要抓住影 响动能、势能的因素的变化，从质量、速度、高度等角 度进行分析，得出正确

4、的结论。,热点一 影响动能、势能的因素,专题一 机械能,热点聚焦,知识点索引,【例1】 (2014成都)如图所示，在歼20飞机加速向上运动 的过程中，关于飞行员的能量分析，下列说法正确的是 ( ) A动能增加，重力势能不变 B动能不变，重力势能增加 C机械能总量不变 D机械能总量增加,解析 在歼20飞机加速向上运动的过程中，飞行员的质 量不变，速度增大，其动能增大；高度升高，重力势能 增大；故飞行员机械能总量增加。,D,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,视角一 识别动能、重力势能、弹性势能,1(2014株洲)在小球从O点由静止开始沿x轴竖直下落的过 程中，小球某种形式的能量E随下落高度x变

5、化的图象如 图所示。若不计空气阻力，那么这种能量是 ( ),A重力势能 B动能 C机械能 D内能,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,解析 如图，横坐标代表的是能量，纵坐标代表的是物 体下降的高度。物体下落时质量保持不变，高度降低， 重力势能减小，不计空气阻力，小球下降时，重力势能 全部转化为动能，动能增大，机械能的总量不变。,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,视角一 识别动能、重力势能、弹性势能,1(2014株洲)在小球从O点由静止开始沿x轴竖直下落的过 程中，小球某种形式的能量E随下落高度x变化的图象如 图所示。若不计空气阻力，那么这种能量是 ( ),A重力势能 B动能 C机械能 D

6、内能,B,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,视角二 动能大小跟质量、速度的定性关系；重力势能 大小跟质量、举高高度的定性关系,2(2014泰安)一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒 水作业。该洒水车在洒水的过程中，机械能_。 (选填“增大”“减小”或“不变”),减小,解析 虽然洒水车在匀速行驶，速度不变，但由于洒水 过程中质量不断变小，则动能不断变小。同时，由于在 水平路面上行驶，高度没有增加，势能不可能增加，故 机械能总量肯定会减少。,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,3(2014昆明)草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞 机喷洒农药消灭蝗虫。当飞机在某一高度水平匀速飞 行喷洒农药

7、时，它的 ( ) A动能不变，势能不变 B动能减少，势能增加 C动能增加，势能减少 D动能减少，势能减少,D,解析 喷洒农药后，飞机的质量减少，在速度和高度 不变的情况下，动能和势能都会减少。,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,4(2014兰州)如图所示，在毽子被踢出后竖直上升的过 程中，它的动能_，重力势能_。 (选填“增大”、“减小”或“不变”),减小,增大,解析 毽子上升过程中，动能转化 为势能，因此动能减少，势能增加。,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,5(2014汕尾)如图所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程 中，下列说法正确的 ( ) A他受到的重力不做功 B他的重力势能减少

8、 C他的动能增加 D他的机械能不变,B,解析 下滑过程中，重力做功， 高度减小，势能减少；因为匀 速下滑，所以动能不变；结果 机械能减少。,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,视角三 弹性势能大小跟弹性形变的定性关系,6(2014杭州)用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手 后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大， 到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，则 从A位置到C位置铁球的重力做功是_；在此过程中 弹簧的弹性势能增加量为_。B位置到C位置的过程 中铁球所受的重力_(选填“大于”、 “小于”、“等于”)弹簧所施加的弹力。 (整个过程中不计能量损耗),Gh,

9、Gh,小于,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,视角四 动能和势能的相互转化,7(2014广州)滚摆从图中的位置1静止释放，下降经过位 置2，继续下降，再上升到达最高点3，这三个位置：滚 摆重力势能最大的是_，动能为零的是_， 机械能最大的是_。(填写位置序号),专题一 机械能,命题设计,知识点索引,解析 滚摆是重力势能和动能相互转化的机械，滚摆升到 最高点后，放开手，可以看到滚摆旋转着下降，越转越快， 到最低点时滚摆转而上升，回到接近原来的位置。滚摆在 最高点位置时重力势能最大，动能为0；在最低点时动能最 大。开始释放的位置最高，所以图示三个位置中位置1的重 力势能最大，动能为零，机械能最

10、大。,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,视角四 动能和势能的相互转化,7(2014广州)滚摆从图中的位置1静止释放，下降经过位 置2，继续下降，再上升到达最高点3，这三个位置：滚 摆重力势能最大的是_，动能为零的是_， 机械能最大的是_。(填写位置序号),位置1,位置1,位置1,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,8(2013长沙)我们居住的城市高楼林立，如不小心发生高空 坠物事件，则可能给人们的生命财产造成损害，更不可有 意为之。日前，某小区的陈先生在早上下楼取车时发现车 的后挡风玻璃被穿了一个孔，上面还插着一个可乐瓶，肇 事的可乐瓶里大约还有1/5的可乐。对此，下列描述正确 的是 (

11、 ) A可乐瓶从高空坠落，动能会转化为重力势能 B可乐瓶对挡风玻璃没有做功 C可乐瓶从高空坠落，重力势能会转化为动能 D可乐瓶砸在挡风玻璃的瞬间，具有很大的重力势能,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,解析 A.可乐瓶从高空坠落，重力势能会转化为动能，而 不是动能会转化为重力势能，说法错误； B.可乐瓶将挡风玻璃击穿了一个孔，对物体做了功，故说 法错误； C.可乐瓶从高空坠落过程中，高度减少，势能减少，速度 增加，动能增加，这是因为重力势能会转化为动能，说法 正确； D.势能最大时，应该高度最高，即开始下落时势能最大。,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,8(2013长沙)我们居住的城市高

12、楼林立，如不小心发生高空 坠物事件，则可能给人们的生命财产造成损害，更不可有 意为之。日前，某小区的陈先生在早上下楼取车时发现车 的后挡风玻璃被穿了一个孔，上面还插着一个可乐瓶，肇 事的可乐瓶里大约还有1/5的可乐。对此，下列描述正确 的是 ( ) A可乐瓶从高空坠落，动能会转化为重力势能 B可乐瓶对挡风玻璃没有做功 C可乐瓶从高空坠落，重力势能会转化为动能 D可乐瓶砸在挡风玻璃的瞬间，具有很大的重力势能,C,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,视角五 机械能守恒,9(2014泰州)对于图所示滚摆运动的现象，下列解释中不 正确的是 ( ),A动能与势能可以相互转化 B下降时重力势能减小、动能

13、增大 C上升的最大高度逐次降低，说明能量 不守恒 D有部分机械能转化为内能，但总能量 不变,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,解析 滚摆向上运动的过程中，由于高度升高，重力势能 增加，同时速度减小，动能减小；反之，高度降低，重力 势能减小，同时速度加大，动能增加；故AB都正确。 因为重力势能和动能统称为机械能，上升高度逐次降低， 说明有部分机械能转化为内能，但总能量不变；故C错误， D正确。,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,视角五 机械能守恒,9(2014泰州)对于图所示滚摆运动的现象，下列解释中不 正确的是 ( ),A动能与势能可以相互转化 B下降时重力势能减小、动能增大 C上升的

14、最大高度逐次降低，说明能量 不守恒 D有部分机械能转化为内能，但总能量 不变,C,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,视角五 机械能守恒,10(2012包头)如图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A 点由静止释放，若小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做 的功用W表示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是 ( ) A小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量与动能 的增加量之差等于W B小球能够从A点运动到D点 C小球从A点运动到B点的过程中，势能 的减少量等于动能的增加量 D小球从A点运动到C点的过程中，机械 能的减少量等于动能的增加量,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,解析 从A点向B

15、点运动过程中，大部分重力势能转化成动能，因为有滑动摩擦，少部分重力势能转化成内能，故A 正确。 因为有滑动摩擦，少部分重力势能转化成内能，所以小球 不能够从A点运动到D点，故B错误。 小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的 增加量和克服摩擦做的功，故C错误。 小球从A点运动到C点的过程中，机械能的减少量等于克服 摩擦做的功，故D错误。,专题一 机械能,命题设计,知识点索引,视角五 机械能守恒,10(2012包头)如图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A 点由静止释放，若小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做 的功用W表示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是 ( ) A小球从A点运

16、动到B点的过程中，势能的减少量与动能 的增加量之差等于W B小球能够从A点运动到D点 C小球从A点运动到B点的过程中，势能 的减少量等于动能的增加量 D小球从A点运动到C点的过程中，机械 能的减少量等于动能的增加量,A,专题二 机械功,知识回顾,知识点索引,1做功的两个必要因素：_和 _。 2功的单位：焦耳(简称“焦”)，1焦_牛米。 3功的公式：W_。,作用在物体上的力,物体在力的方向上通过的距离,1,Fs,专题二 机械功,知识回顾,知识点索引,4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。 5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

17、他形式的能量。 6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_。,能量转化,能量,焦耳,专题二 机械功,热点聚焦,知识点索引,热点二 功,【提示】 分析物体是否做功，主要抓住做功的两个必要 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；二者缺一不可。,专题二 机械功,热点聚焦,知识点索引,【例2】 (2012泉州)下列几种现象中，没有对物体做功的是 ( ) A物体在绳子拉力作用下升高 B静止的小车在拉力作用下运动起来 C汽车在刹车阻力的作用下速度降低 D人用力搬石头，石头不动,专题二 机械功,热点聚焦,知识点索引,解析 A物体受拉力作用，并且在拉力作用下向上

18、移动 了距离，拉力对物体做功。 B.静止的小车受拉力作用，并且沿拉力的方向移动了距 离，拉力对小车做功。 C.汽车在刹车阻力的作用下降低速度，克服阻力做了功。 D.人用力搬石头，石头不动，就是没有移动距离，不做 功，故D符合题意。,专题二 机械功,热点聚焦,知识点索引,【例2】 (2012泉州)下列几种现象中，没有对物体做功的是 ( ) A物体在绳子拉力作用下升高 B静止的小车在拉力作用下运动起来 C汽车在刹车阻力的作用下速度降低 D人用力搬石头，石头不动,D,专题二 机械功,命题设计,知识点索引,视角一 理解功的概念,1(2014成都)如图所示，在水平地面上，小聪用力将箱子拉 走了；小明用力

19、推箱子，但箱子没有移走。下面关于做功 的分析，正确的 ( ) A小明用了力，他对箱子做了功 B小聪用力拉动了箱子，她对箱子做了功 C小聪在拉箱子的过程中，箱子的重力做 了功 D小明、小聪都没有对箱子做功,专题二 机械功,命题设计,知识点索引,解析 做功的条件是物体受到力，并且在力的方向上通 过一定的距离，因此小聪对箱子施加了力，并且箱子被 拉动了，所以她有做功。,专题二 机械功,命题设计,知识点索引,视角一 理解功的概念,1(2014成都)如图所示，在水平地面上，小聪用力将箱子拉 走了；小明用力推箱子，但箱子没有移走。下面关于做功 的分析，正确的 ( ) A小明用了力，他对箱子做了功 B小聪用

20、力拉动了箱子，她对箱子做了功 C小聪在拉箱子的过程中，箱子的重力做 了功 D小明、小聪都没有对箱子做功,B,专题二 机械功,命题设计,知识点索引,视角二 应用功的公式进行简单的计算,2(2014江西)小生同学用100N的推力推动重500N的木箱， 使木箱沿推力方向做匀速直线运动，10s内前进了6m。 求：小生同学对木箱做的功和功率。,专题二 机械功,命题设计,知识点索引,视角三 做功伴随能量的转化(或转移),3(2014盐城)2014年2月13日，我国运动员李坚柔夺得索契 冬奥会女子500m短道速滑金牌。起跑时，她用脚向后蹬 冰面以获得向前的力，这说明力的作用是_。她 冰鞋上的冰刀摩擦冰面，冰

21、面熔化，这是通过_ 方式改变内能。划过终点线后，由于_她仍向前 滑行。,相互的,做功,惯性,专题二 机械功,命题设计,知识点索引,4如图所示是一个传送带，A、B轮转动带动物体C向右上方 匀速运动，物体C没有在皮带上发生滑动，皮带与轮之间 不打滑，物体C的重力势能不断增加，这是因为 ( ) A重力做功的缘故 B支持力做功的缘故 C摩擦力做功的缘故 D动能转化为势能的缘故,专题二 机械功,命题设计,知识点索引,解析 货物随传送带一起匀速斜向上运动，受到重力、支 持力和摩擦力的作用。如图所示，重力方向竖直向下，支 持力与传送带垂直向上，因为物体C向右上方匀速运动，所 以重力和支持力都不做功。物体运动

22、方向与摩擦力方向一 致，所以摩擦力对物体做功，物体C的重力势能不断增加。 因为物体匀速运动，所以物体的动能不变，没有将动能转 化为物体的重力势能。,专题二 机械功,命题设计,知识点索引,4如图所示是一个传送带，A、B轮转动带动物体C向右上方 匀速运动，物体C没有在皮带上发生滑动，皮带与轮之间 不打滑，物体C的重力势能不断增加，这是因为 ( ) A重力做功的缘故 B支持力做功的缘故 C摩擦力做功的缘故 D动能转化为势能的缘故,C,专题三 功 率,知识回顾,知识点索引,1功率的概念：_。 2功率的物理意义：用来描述_，也可 反映能量转化的快慢。 3功率的单位：瓦特(W)、千瓦、焦/秒； 1瓦1_。

23、 4功率的公式：P_；P_。,单位时间内做的功叫功率,物体做功快慢,焦/秒,W/t,Fv,专题三 功 率,热点聚焦,知识点索引,热点三 功率意义的理解,【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。,专题三 功 率,热点聚焦,知识点索引,【例3】 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,专题三 功 率,热点聚焦,知识点索引,解析 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

24、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。,专题三 功 率,热点聚焦,知识点索引,【例3】 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,C,专题三 功 率,命题设计,知识点索引,视角一 功率的概念,1(2014咸宁)在自由下落过程中物体运动速度会越来越快。 一个物体由A点自由下落，相继经过

25、B、C两点，已知AB BC。如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在 BC段重力做功W2，做功功率P2。则下列关系正确的是 ( ) AW1W2；P1P2 BW1W2；P1P2 CW1W2；P1P2 DW1W2；P1P2,D,专题三 功 率,命题设计,知识点索引,2(2014玉林)一个大人和一个小孩分别将5块完全相同的 砖运到二楼，如图所示，这个过程中，下列说法正确的 是 ( ) A大人对砖做的功比小孩对砖做的功多 B大人对砖做的功比小孩对砖做的功少 C大人对砖做功的功率一定 比小孩对砖做功的功率大 D大人对砖做功的功率一定 比小孩对砖做功的功率小,C,专题三 功 率,命题设计,知识

26、点索引,视角二 应用功率公式进行简单的计算,3(2014益阳)电梯的简化模型如图甲所示，考虑安全、舒 适、省时等因素，电梯速度要经过增大、不变和减小的 过程，这一过程是通过改变拉力大小来实现的。某次上 升过程中电梯所受拉力F随上升高度h变化的图象如图乙 所示。这个过程用时1分钟，求这个过程中： (1)电梯上升的平均速度； (2)拉力做的功； (3)拉力做功的功率。,专题三 功 率,命题设计,知识点索引,解 (1)电梯上升的高度h48m，用时间t60s， 电梯上升的平均速度：,专题三 功 率,命题设计,知识点索引,(2)拉力在04m做的功： W1F1h12.5104N4m1.0105J； 拉力在

27、444m做的功： W2F2h22.0104N40m8.0105J； 拉力在4448m做的功： W3F3h31.5104N4m0.6105J； 综上，上升过程拉力做的功：WW1W2W3 1.0105J8.0105J0.6105J9.6105J。,专题三 功 率,命题设计,知识点索引,答：(1)电梯上升的平均速度为0.8m/s；(2)拉力做的 功是9.6105J；(3)拉力做功的功率是1.6104W。,专题三 功 率,命题设计,知识点索引,视角三 从能量的转化来说明功率,4(2014广州)如图，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

28、距离sabscd，比较两种情况下拉力所做的 功和功率 ( ) Aab段做功较多 Bab段与cd段的功一样多 Cab段功率较大 Dab段与cd段的功率一样大,专题三 功 率,命题设计,知识点索引,解析 因为F1F2，sabscd， 由WFs可知，拉力所做的功相同，故A错误，B正确； 由于tabtcd， PabPcd，故C、D都错误。,专题三 功 率,命题设计,知识点索引,视角三 从能量的转化来说明功率,4(2014广州)如图，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sabscd，比较两种情况下拉力所做的 功和功率 ( ) Aab

29、段做功较多 Bab段与cd段的功一样多 Cab段功率较大 Dab段与cd段的功率一样大,B,学科素养提升转换法在科学探究中的应用,知识点索引,【要点】 所谓“转换法”，主要是指在保证效果相同的 前提下，将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的 现象；将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题； 将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物 理量的方法。初中科学在研究概念规律和实验中多处应 用了这种方法。,学科素养提升转换法在科学探究中的应用,知识点索引,【典例】 (2014扬州)如图，两相同小车分别从同一斜面 不同高度由静止滑下，撞击水平面上的木块，该实验是 探究动能与_的关系，通过比较_

30、_比较动能大小，木块因受到_ 最终静止。,学科素养提升转换法在科学探究中的应用,知识点索引,解析 由图知，两相同小车分别从同一斜面不同高度由静 止滑下，小车的质量相同，速度不同，所以可探究动能与 速度的关系。由于动能的大小是不容易直接观察的，实验 中比较小车推动木块移动的距离比较动能大小，小车推动 木块移动的距离大，表示物体动能大，小车推动木块移动 的距离小，表示物体动能小，在这里运用了转换的方法。 最后木块由于受到摩擦阻力的作用而静止。,学科素养提升转换法在科学探究中的应用,知识点索引,【典例】 (2014扬州)如图，两相同小车分别从同一斜面 不同高度由静止滑下，撞击水平面上的木块，该实验是

31、 探究动能与_的关系，通过比较_ _比较动能大小，木块因受到_ 最终静止。,速度,小车推动木块,摩擦阻力,移动的距离,学科素养提升转换法在科学探究中的应用,知识点索引,【即练】 (2014兰州)如图所示是“探究物体动能的大小 与哪些因素有关”的实验装置。,(1)该实验利用了转换法，通过观察_ 来判断_(选填“小球”或“木块”)动能的 大小。,木块移动的距离,小球,学科素养提升转换法在科学探究中的应用,知识点索引,(2)让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块 做功，目的是为了探究动能的大小与_的关系。 (3)换用质量不同的小球，使它们从斜面的_(选填 “相同”或“不同”)高度由静止滚下，推动木块做 功，目的是为了探究动能的大小与_的关系。,速度,相同,质量,完成考点跟踪训练 19,知识点索引,