5.4《功和机械能》全章复习与巩固(教师版).doc.pdf

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1、【学习目标】 1 . 做功的两个必要因素，功的计算； 2. 知道功率的概念、计算公式和单位，能说明有关问题并进行计算； 3. 理解动能、重力势能的初步概念，知道什么是弹性势能； 4. 知道动能的大小与质量和速度有关，重力势能的大小与质量和高度有关；知道弹性势能的大小与弹性形变有关； 5. 能解释一些动能和势能相互转化的简单现象； 6. 能解释有关动能和势能相互转化的例子。 【知识网络】 （定义：包含两个必要因索：F和八其中 $与F方向必须一致公式 单位：焦耳/J 1 J= 1 N?m I物理意义：做功的多少 定义 单位时间内所做的功 公式 :P 5“孚 推导式 =P= =Fv 单位：W（瓦待）

2、，1 W-l J/s,l kW-10 3 W 物理意义，做功的快慢 概念物体由于运动而具有的能 相关因索：血、 “加越大 e 越大，则动能越犬 概念: 物体由于高度所决定的能 相关因素询、力 . 加越大 / 越大，则重力势能越大概念: 物体由于发生弹性形变而具有的能 彈 势能! 相关因素力 . 弹性形变力）越大 ?則弹性势能越大 转化: 动能- 虫力势能动能- 弹性势能 应用：地球卫星、荡秋千、滚摆等 机械能守恒 : 只有动能和势能相互转化机械能的总和不变水能和凤能的利用 【要点梳理】 要点一、功 1?做功的两个必要因素： （1）作用在物体上的力； （2）物体在力的方向上通过的距离。 2. 不

3、做功的三种情况 （1）物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离。此情况叫“劳而无功”。 （2）物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用（如物体因惯性而运动）。此情况叫“不劳无功 （3）物体既受到力，又通过一段距离, 但两者方向互相垂直（如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动）。此情况 叫“垂直无功”。 3. 功的计算： （1）公式：一般式 W=Fs :常用式 W=Gh（克服重力做功）或W=fFs（克服摩擦阻力做功）。 （2）单位:焦耳（J） 4. 注意事项： （1）F与 s的方向应在同一直线上 （初中要求）（比如一个人提着一重物G,从山脚顺着“之”字形的山路爬到山顶， 此时人克服重力

4、做功所移动的距离并不是山路的长，而是从山脚到山顶的高） （2）做功的多少，由W=Fs决定, 而与物体的运动形式无关. 要点诠释： 功和机械能全章复习与巩固（基 础） 功 和 机 Y 械 （觅力勢能 1. 判断物体做功的依据 : 做功的两个必要因素，重点抓住力作用在物体上是否有“成效”。 2. 在分析做功情况时还应注意以下几点： （1）当物体的受力方向与运动方向不垂直时，这个力就要做功。 （2）一个物体同时受几个力的作用时， 有一些力做了功， 有些力没有做功。 因此，讲做功必须指出是哪一个力对哪 一个物体做功。 （3）什么叫物体克服阻力做功: 若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用，

5、 我们通常说物体克服阻 力 F做了功。 比如: 物体在竖直向上运动h的过程中，物体克服重力做功，功的大小为W=Gh； 再如：物体在水平方向上向前运动s,物体克服摩擦力做功，功的大小为W=fs。 要点二、功率 1. 物理意义：表示物体做功的快慢。 2. 定义：物体在单位时间内所做的功。 3. 计算式： P- , P表示功率， W 表示功， t 表示时间，使用公式计算功率时，必须注意W 和 t 的对应关 t 系。W 为在 t 时间内所做的功，而t 为做 W 这么多的功所用的时间。 4. 推导式： P = t 1 =式中 F 为做功的力而 V 为速度。 5. 单位：瓦 （W） 要点诠释： 1. 注意

6、区别功与功率。功率与功是两个不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”则表示做功的“快 慢”，“多少”与“快慢”的意义不一样。只有在做功时间相同时, 做功多的就做功快。否则, 做功多，不一定做功 就快，即“功率”不一定就大。也就是说: 功率与功和时间两个因素有关。 2. 由 P=W/t 变形为 P=Fv可知: 功率一定时，力 F 与速度 v 成反比。 要点三、动能和势能 1. 能量（能）：物体能够对外做功，我们就说它具有能量。简称能。 可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。不同的物体做功的本领也不同。一个 物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。 2. 动

7、能：定义：物体由于运动而具有的能，叫做动能。 3. 探究物体的动能跟哪些因素有关： （1）让同一个钢球 A,分别从不同的高度由静止开始滚下。 实验表明，钢球从高处滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时越快，木块B 被撞得越远。所以，质量相同时, 钢球 的速度越大，动能越大。 （2）改变钢球的质量，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下。 实验表明，速度相同时，质量越大的钢球将木块B 撞得越远。所以钢球的速度相同时，质量越大，动能越大。 （3）结论：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越 大。 4. 势能： （1）重力势能：物体由于高度所决定的能，叫

8、做垂力势能。例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的 夯落下时能把木桩打入地里。 （2）影响重力势能的因素：质量、高度 （3）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 （4）彩响弹性势能的因素：弹性形变 要点诠释： 1 ?能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量，因此，能的单位和功的单位相同, 都 是焦 2. 爪物体“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。也不一定要做功。 要点三、动能和势能 1?机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2. 机械能的转化：动能和势能可以相互转

9、化。 （1） 滚摆上下运动的过程中动能和势能的转化：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。 （2） 蹦床上的运动员从高处下落、接触蹦床、弹起的过程中，动能和势能的转化：运动员在下落过程中，是重力 势能转化为动能；当运动员接触蹦床后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能，运动员被弹起 的过程中，蹦床的弹性势能转化为运动员的动能；运动员上升的过程中，动能转化为重力势能能。动能和势能可以 相互转化。 3. 机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说机械 能守恒

10、。 要点诠释： 1. 动能和势能统称为机械能的理解：（1）有动能的物体具有机械能；（2）有势能的物体具有机械能；（3）同时 具 有动能和势能的物体具有机械能。 2. 机械能转化和守恒”可以分两个层次理解：（1）机械能可以相互转化。 （2）机械能在转化后总量守恒。 【典型例题】 类型一、判断力对物体是否做功 1. W2； P1=P2D. Wj=W2； P|P2 8. 为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验（如图所示）让静止的小钢球 从斜面滚下，观察木块被推动的距离。关于该实验的说法中，不正确的是（） B.正在行驶的火车具有动能 D.平躺在水平桌面上的弹簧一定具有弹性

11、势能 A. 该实验的设计思路是釆用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小 B. 该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等 C. 在实验器材的选择时，可以不考虑斜面的光滑程度，被撞木块的质量和软硬等因素 D. 实验过程中，让同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的运动速度 9.如图是高速公路避险车道示 意图. 当高速行驶的汽车出现刹车失灵时，可通过进入避险车道快速降低车速直至停止 . 避险车道的作用是降低汽车 因高速行驶而具有的哪种能量带来的危害（） 10.如图所示是甲、乙两个物体做功与所需时间的关系图象，由上图可知，甲物体的功率P屮与乙物体的 功率

12、P 乙相比是（） 二、填空 11.（2015-玉溪模拟）用 100N 的水平推力，使重500N 的物体沿水平地断移动20m.地面支持力对物体所做的 功为 _ ，推力对物体做的功为_ J。 12.甲、乙两台机器的功率之比为1:3。完成相同的功，所需时间之比为_ ；在相同时间内所做功之比 是 _ 。 13. _ 跳伞运动员跳出飞机后，立即打开降落伞，下落过程中 所受空气阻力随运动速度增大而增大，直至与重力等大，在这个下落过程中，运动员和降落伞的动能 , 重力势能， 机械能 _ 。（选填“变大” “变小” “不变”） 14.如图所示，小车同时受到甲水平推力100N和乙水平拉力 80N 的作用，在 5

13、0s内向前运动了70叽小车受到 这两个力的合力是 _ N,甲对车做功的功率是 _ A.动能B.势能C.内能 D.电能 A.PfPB. P屮t2,所以 P】P2,故选 B 8.【答案】 C 9.【答案】 A 【解析】当汽车高速行驶时，其速度非常快，动能非常大，若汽车出现刹车失灵，即在发生交通事故时，其能对外 做的功多，造成的危害非常大，该情况下可以进入避险车道，让汽车的动能转化为重力势能，可以快速的降低车速， 避免交通事故的发生。 10. 【答案】 A W 【解析】根据公式： t 相同时，做功越多的物体功率越大。根据图象可知，相同时间内甲做功多, 甲物体功率大。 二、填空 11?【答案】0J；

14、2000 【解析】( 1)地面对物体的支持力是竖直向上的，物体在支持力的方向上没有移动距离，所以支持力不做功 , 为 0J； (2)推力对物体做的功： W=Fs=100NX20m=2000J,故答案为： 0J； 2000。 12. 【答案】 3:1； 1:3 13. 【答案】增大；减小；减小 14. 【答案】低，竖直，竖直 15. 【答案】 3000； 300 【解析】 10s内起重机做的功：W = Fs = 15QQNx2m = 3OOOJ； 起重机的功率： P = = = 300Wo t 10s 16.【答案】重力势能；不变 三、 简答与实验探究 17.【答案】进站时将动能转化为重力势能“

15、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。 【解析】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，减少了因加速消耗的能量。 18.【答案】 （1）在 A、B 面上，分别放相同的木块， 分别使小球从 AC、BC 的顶端静止滑下， 观察小球将木块推开 的距离，得出实验结论。（2 ）相等；同一小球位于斜面的同一高度，

16、重力势能相等，到达A、B 两点时的动能 也相 等。 【解析】（1）在 A、B 面上，分别放相同的木块， 分别使小球从 AC、BC 的顶端静止滑下， 观察小球将木块推开 的距离，推得越远，小球的动能越大。（2）同一小球位于斜面的同一高度，重力势能相等，小球在滑下的过程中， 不计阻力，重力势能全部转化为动能，到达A、B 两点时的动能也相等。 四、 计算 19.【答案】 （1） 800N （2） 4. 8X10bJ （3）1. 6X104W 【解析】小车匀速行驶牵引力等于阻力：侮=扁=0.02车=800N； 行驶 5min 牵引力所做的功 :W = Fs = Fvt = 800NX20m/3005

17、= 4.8xl06 J ； 发动机的功率：P= /V = 800NX20/?7/5= 1.6X104W。 20.【答案与解析】 （1） 轿车匀速行驶时，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，所以4=F = 2000/V； 答：小汽车匀速行驶时受到的阻力为2000N。 （2） 汽车行驶的距离：s = vt = 30m./ s x 60（）5 = 18000m, 牵引力在lOmin 内所做的功：W = Fs = 2000Nx 18000m = 3.6x 10 7 J ； 答：牵引力在 lOmin 内所做的功 3.6X 107J wv （3） 根据功率公式P = t做功公式W = Fs,速度公式 V = y 得，进行推导就会得出P = Fv.