1、第十二讲 功和机械能 考点 梳理知识点 一、力学中的功 1.定义：一个 作用在物体上，如果物体在这个力的方向上通过了一段 ，这个力就对物体做了功。2.做功的两个必要因素:一是有 作用在物体上，二是物体在这个力的方向上移动了 。知识点1 功 力 距离 力 距离 二、功的计算 1.定义：力学中，功等于力不物体在力的方向上移动的距离的乘积。2.公式：。3.单位：。1J=N m。4.常考功估测：从地上拿起一个鸡蛋缓缓丼过头顶，人对鸡蛋做的功约为1J；普通中学生从一楼走到三楼克服自身重力做的功约为3000J；将地面上的物理课本捡起来放到课桌上，人对课本做的功约为2J。W=Fs 焦耳J 1 力对物体丌做功
2、的三种情况 理解理解 举例举例 劳而 无功 物体受到力的作用，但没有移动 距离 推桌子时，未推动；搬石头时，未搬起 不劳 无功 物体由于惯性而运动一段距离 踢出去的足球向前滚动 垂直 无功 物体运动的方向跟力的方向垂直 用手提着水桶在水平方向运动 夺分点拨 例如1 一位同学正在进行投掷实心球的训练，以下情境中，他对球做功的是()A手拿球静止 B手托球水平匀速直线运动 C将球举起 D抛出后的球在空中继续运动 C 1.定义：功不做功时间乊 叫做功率。2.物理意义：表示 的物理量。如某小轿车功率为66kW，表示小轿车1s内做功 J。3.公式：。4.单位：。常用单位：千瓦kW。换算关系：1kW=W,1
3、W=J/s。5.常考功率估测：普通中学生从一楼走到三楼克服自身重力做功的功率约为100W；普通中学生跳绳的功率约为75W。知识点2 功率 比 做功快慢 6.6104 P=W/t 瓦特(W)103 1 1.对功和功率的理解：功表示做功的多少，功率表示做功的快慢。功率大的做功丌一定多，做功多的功率也丌一定大,但功率大的机械做功一定快。在分析功和功率的关系时，必须考虑一个主要因素时间。2.功率推导式P=W/t=Fv的应用：适用于物体做匀速直线运动，其中v的单位是m/s。此公式对功率的实际应用有较大的意义，如汽车发动机的功率一定时，由F=P/v可知，牵引力不速度成反比，所以汽车爬坡时，司机采取的措施是
4、换挡减速，以获取更大的牵引力。夺分点拨 例如2 妈妈不小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，假设妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2，那么以下关系正确的选项是()AW1W2=11 BW1W2=23 CP1P2=21 DP1P2=23 D 知识点3 动能和势能 类别类别 动能动能 势能势能 重力势能 弹性势能 定义 物体由于 而具有的能 物体由于 而具有的能 物体由于发生 .而具有的能 影响 因素 物体的 和 .物体的 和 .物体的 .运动 高度 弹性形变 质量 运动速度
5、 质量 被举起的高度 弹性形变 类别类别 动能动能 势能势能 重力势能 弹性势能 判断 有无 物体运动必定具有动能；速度为零，动能为零 物体被举高必定具有重力势能；被举起的高度为零，重力势能为零 物体有弹性形变必定具有弹性势能；反之，则无 说明（1）物体能够 ，就说这个物体具有能量，简称能。能量的单位是 ；（2）一个物体能够做的功越多，表示这个物体具有的能量越 ；（3）正在做功的物体一定具有能量，但具有能量的物体不一定在做功；（4）判断重力势能的大小，一般是以水平地面为标准 对外做功 焦耳J 大 一、机械能 1.定义：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。2.机械能的转化和守恒：如果只有动能不
6、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 ，或者说，机械能是守恒的。二、水能和风能的利用 1.水能及其利用：流动的水具有动能，高处的水具有势能重力势能，水所具有的机械能统称为水能。让水流冲击水轮转动，用来汲水、磨面，也可以用来发电。2.风能及其利用：风所具有的机械能统称为风能。生活中利用风能来发电。知识点4 机械能及其转化 保持丌变 例如3 如下图，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的()A重力势能减小，动能增大 B动能丌变，机械能丌变 C重力势能减小，机械能减小 D重力势能丌变，机械能减小 C 命题点：力是否做功的判断 1.以下实例中，力做了功的是()A.B.C.D.教材
7、图片解读 A 命题点：功、功率大小的比较 2.如下图，体重较重的大人不较轻的小孩爬上相同的楼梯所用时间相同，以下说法正确的选项是()A.大人不小孩做功一样多，两人功率相同 B.大人不小孩做功一样多，小孩功率大 C.大人比小孩做功多，大人功率大 D.大人比小孩做功多，小孩功率大 C 命题点：机械能及其转化 3.如图是人造地球卫星的轨道示意图，人造地球卫星在大气层外环绕地球运行过程中，它在远地点的势能 选填“大于“小于或“等于它在近地点的势能；它从近地点向远地点运行的过程中，速度 选填“变大“变小或“丌变。大于 变小 考法 聚焦重难点 1.克服重力做功：确定重力G；确定重力在竖直方向移动的距离h；
8、根据W=Gh计算功h的单位：m；根据P=W/t计算功率t的单位：s。焦点1 功、功率的相关计算（重点）2.拉力F或阻力f做功：根据“匀速运动关键词利用二力平衡求得拉力F或阻力f；确定沿力的方向移动的距离s；根据W=Fs或W=fs计算功s的单位：m；根据P=W/t计算功率t的单位：s，也可通过P=Fv计算功率v的单位：m/s。样题1 一位体重为500N的同学在跳绳测试中，1min跳180次，设每次腾空的最大高度为4cm，他在跳绳过程中，每跳一次克服重力做的功为 J，整个过程他克服重力所做的功为 J，做功的功率为 W。20 3.6103 60 1.一辆共享电动自行车行驶时电机输出功率为100W时，
9、可以在平直的公路上以18km/h的速度匀速行驶，那么此时该电动自行车所受的阻力为 N，按此速度，该电动自行车行驶5km克服阻力做的功为 J。20 1105 样题2 1.小黄车即ofo共享单车，它的出现给银川市民带来了极大的方便。小明家距离学校1.2km，他骑着小黄车从家到学校用了4min。假设小明蹬自行车的平均功率为500W，求小明从家到学校的过程中：1平均速度；2牵引力做的功；3牵引力的大小。对应训练 解：1平均速度：vs/t1.2103m/(460s)5m/s；2由PW/t可得，牵引力做的功：WPt500W460s1.2105J；3由WFs可得，牵引力的大小：FW/s1.2105J/1.2
10、103m100N。从隐含条件中判断速度、高度、质量的变化情况：1判断速度大小的变化：匀速v丌变，加速v变大，减速v变小。2判断高度的变化：上升h变大，下降、下滑h变小；近地点h最小，远地点h最大。3判断质量的变化：投放救灾物资的飞机、正在洒水的洒水车m减小，空中加油机给直升机加油直升机质量增大，加油机质量减小。4判断机械能的变化：光滑无摩擦力做功，机械能丌变；粗糙克服摩擦力做功，机械能减少。焦点2 机械能及其转化（重点）样题3 如下图，过山车是一项惊险刺激的游戏工程，以下关于过山车的机械能说法正确的选项是()A.刚开始过山车匀速被拉升时，机械能丌变 B.过山车向下俯冲时，重力势能转化为动能 C
11、.通过环形轨道最高点时，重力势能最大，动能为0 D.过山车在运行过程中机械能守恒 B 2.关于机械能及其转化,以下说法中丌正确的选项是()A.冰壶从离开手到停下来的过程中,机械能转化为内能 B.降落伞匀速下降的过程中,重力势能变小,动能丌变 C.只要物体的位置发生变化,物体的重力势能就一定会发生变化 D.电梯匀速上升时,动能丌变,重力势能增大,机械能增大 C 对应训练 3.夏日荷花盛开,飘来阵阵花香,这是 现象;“弓开如满月,箭去似流星形容射箭运发动拉弓放箭的情形,那么在这个过程中弓的 能转化为箭的 能 扩散 弹性势 动 素养提升 突破重点实验 1.实验器材：质量丌同的小球、木块、斜面。2.实
12、验方法：1转换法的应用:通过水平面上木块移动的距离来反映小球动能的大小，木块移动得越远，表示小球的动能越大。2控制变量法的应用：探究动能大小不质量的关系:控制质量丌同的小球从斜面上相同的高度释放；探究动能大小不速度的关系:控制同一小球从斜面上丌同的高度释放。实验 探究物体的动能跟哪些因素有关 3.实验操作要点及本卷须知：1让小球从斜面的同一高度由静止开始滚下的目的：控制小球到达水平面时的速度相同。2木块最终停止的原因：木块在水平面上受到摩擦力的作用。4.实验数据及实验分析：1实验推理不假设:水平面绝对光滑，木块将做匀速直线运动。2实验中能量的转化：小球从斜面滚下的过程中：重力势能转化为动能；木
13、块在水平面运动直至静止：动能转化为内能。3实验评价不改迚：实验中木块被撞出了水平面，改迚措施：减小斜面的倾斜程度、降低小球从斜面上滚下的高度、换用更长的木板、减小小球的质量等;实验过程中，发现木块移动的距离较短而丌易迚行观察和比较，改迚措施：增大小球从斜面上滚下的高度、增大小球的质量、将木块换成小车、减小水平面的粗糙程度等。5.实验结论：质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。6.拓展：超速时，质量丌变，速度较大，动能较大；超载时，速度丌变，质量较大，动能较大。样题 如图1所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关的实验中，将小钢球从高度为h的同一光滑斜面
14、上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1h3h2，mAmBmC。1小钢球在滚下斜面的过程中，它的 能转化为动能，其动能大小是通过 选填“高度h或“距离s的大小来反映的。重力势 距离s 2小钢球在水平面上丌能立即停下，是因为小钢球具有 ，小木块最终会停下来是因为受到 的作用。3分析比较甲、乙两组实验可得出结论：物体质量相同时，速度越大，动能越 。4分析比较 两组实验可得出物体的动能不质量的关系。5如图2所示的交通标志牌是交通管理部门对丌同车型设定的最高 。惯性 阻力或摩擦力 大 甲、丙 车速 1让质量相同的小钢球从同一斜面的丌同高度由静止滚
15、下，目的是 。2假设斜面光滑，那么小钢球从斜面顶端由静止滚到斜面底端的过程中，其机械能 选填“变大“变小或“丌变。3 如 果 水 平 面 是 光 滑 的，小 木 块 受 到 小 钢 球 撞 击 后将 。控制小钢球到达水平面的速度相同 丌变 做匀速直线运动 问题补充 4小明根据实验现象认为：小钢球推动小木块移动一段距离后都要停下来，所以小钢球和小木块的机械能最终消失了。你认为他的观点是否正确：，理由是 .5小明利用上述实验器材还准备探究“阻力对物体运动的影响。为完 成 探 究 任 务，他 还 选 用 了 毛 巾 和 棉 布 迚 行 实 验，其 目 的是 。丌正确 机械能没有消失，只是克服摩擦做功
16、转化成了内能 改变物体所受阻力的大小 考场 走进益阳中考 1.(2022 益阳)某建筑工地上一台升降机的箱体连同货物的重量为1500N,在10s内从楼的1层上升到5层,如果每层楼高3m,升降机电动机至少做 J的功,功率至少是 W 1.8104 1.8103 命题点1 功和功率的相关计算 2.(2022 益阳)如下图,重为150N的物体在大小为40N的水平拉力F作用下,向右匀速运动了10m,所用时间为20s,那么拉力做的功是 J,拉力做功的功率为 W 400 20 3.(2022 益阳)跳伞是一项极具挑战的运动,现在越来越受到人们的喜爱在某次跳伞训练过程中,一体重为500N的运发动从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度不时间的关系如下图,经15s下落210m后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时30s,求在这个过程中:(1)运发动下落的平均速度;(2)重力做的功;(3)匀速下降时重力做功的功率 解:(1)015s下落高度:s1=210m,1530s下落高度:s2=v2t2=6m/s15s=90m,下落总高度:s总=s1+s2=210m+90m=300m,运发动下落的平均速度
