功和机械能PPT

第十一章功和机械能考点扫描知识管理考点通关课后作业考点扫描考点常考题型功1.功的概念(☆☆)判断力对物体是否做功2.功的计算(☆☆☆)计算物体所做的功功率3.功率(☆☆☆)功率概念的理解考查功率的计算机械能4.机械能(动能和势能)(☆☆☆)判断物体具有的机械能探究影响动(势)能大小的因素5.动能与势能的相互转化(☆☆☆)判断机械能的转化根据机械能的转化规律，解答相关的现象或事例知识管理一、功(一)功的含义1．功的含义：如果一个_____作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段________，就说这个力对物体做了功。2．功的两要素：一是作用在物体上的______，二是物体在这个力的方向上移动的________。(二)功的计算1．功等于力与物体在力的方向上移动的距离的________。力距离乘积力距离2．功的计算公式：__________。3．对物体做功的情形可分为以下三种情况：(1)沿__________拉动或推动物体做功；(2)沿________拉动或推动物体做功。这两种情况下力对物体做的功可用公式_________计算。(3)沿竖直方向向上提起或举起重物时要________________，以及物体竖直下落时___________________；克服重力或重力做的功可用公式__________计算。4．单位：做功的多少表示物体动能、势能增加(或减少)了多少，因此功的单位与能的单位一样，都是________，简称焦，符号是_____。W＝FsW＝Fs水平面斜面克服重力做功重力对物体做功焦耳W＝GhJ二、功率1．定义：_________________________叫做功率。2．意义：功率表示物体______________。3．公式：_________；推导公式P＝Fv。P＝Wt4．单位：在国际单位制中，单位是________，简称瓦，符号是______。常用单位还有千瓦(kW)，1kW＝_______W。功与做功所用时间之比做功的快慢瓦特W103三、机械能1．能量：(1)定义：物体________对外________，我们就说这个物体具有能量，简称能。(2)单位：在国际单位制中，能量的单位是________，简称______，符号是_____。2．动能：(1)定义：物体由于__________________，叫做动能。(2)影响因素：物体的________和________。能够做功焦耳J运动而具有的能量质量速度焦3．重力势能：(1)定义：物体由于______________________________________，叫做重力势能。(2)影响因素：物体的________和________。4．弹性势能：(1)定义：物体由于__________________________叫做弹性势能。(2)影响因素：形变程度。物体的________________越大，具有的弹性势能就越大。5．势能：________势能和________势能是常见的两种势能。6．机械能：________、____________和____________统称为机械能。机械能的大小是________与________的总和。受到重力并处在一定高度时所具有的能量质量高度发生弹性形变而具有的能量弹性形变程度重力弹性动能重力势能弹性势能动能势能考点通关考点一功的概念常考题型判断物体是否做功(2016·无锡)下列实例中，有力对物体做功的是()A．跳水运动员从跳台跳下B．背着书包在水平路面上前进C．举重运动员举起杠铃停在空中D．小球在光滑水平面上滚动A【思路分析】跳水运动员从跳台跳下，受重力的作用，并且在重力的方向移动了距离，重力对人做功，A符合题意；背着书包在水平路面上前进，移动的方向和受力方向垂直，在力的方向上没有移动距离，不做功，B不符合题意；举重运动员举起杠铃停在空中，有力作用在物体上，但是没有移动距离，没有力做功，C不符合题意；小球在光滑水平面上，依靠的是小球的惯性，水平方向上虽然移动了距离，但是没有水平方向上力的作用，不做功，D不符合题意。轻松破解物体不做功的情况判断力是否对物体做功的关键是：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移动的距离，两者缺一不可。下列三种情况对物体都没有做功：1．物体移动了一段距离，但没有受到力的作用。如：物体在光滑水平面上做匀速直线运动。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。2．物体受到力的作用，但没有沿力的方向移动距离。如：用力推车，车没有推动，推车的力没有对物体做功；一个人举着重物不动，他对重物的举力也没有对重物做功。3．物体受到了力的作用，也移动了距离，但物体移动的距离跟物体受到力的方向垂直。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，因此拉力没有对水桶做功。变式跟进1(2016·北京)水平地面上的购物车在水平推力的作用下，沿推力的方向运动一段距离，则下列判断中正确的是()A．重力对购物车做了功B．支持力对购物车做了功C．推力对购物车做了功D．没有力对购物车做功C【解析】由题知，购物车在水平地面上运动，在重力的方向上(竖直向下)购物车没有移动距离，所以重力不做功，故A错误；由题知，购物车在水平地面上运动，在支持力的方向上(竖直向上)购物车没有移动距离，所以支持力不做功，故B错误；购物车在水平推力的方向上移动了距离，所以推力对购物车做了功，故C正确，D错误。考点二功的计算常考题型计算或判断物体做功的大小(2016·丽水)丽水白云森林公园位于市区北面，空气新鲜，风景优美。小科同学经常沿公园内的盘山公路快步行走，锻炼身体；小科同学重力为500牛，从白云山下步行到离出发点100米高度处，需克服自身重力做多少功？图11－1【思路分析】需克服自身重力做的功：W＝Gh＝500N×100m＝5×104J。功的大小是由力的大小和距离的长短共同决定的，即功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。计算功时要注意力F与距离s要一一对应，不少同学不能正确理解做功的必要条件，误认为只要有力作用在物体上，物体移动了距离，力就对物体做了功。错误地认为计算功就是把力与距离简单地相乘，而没有注意力与距离的对应关系。计算物体做功可分为以下三种情况：沿水平面拉动或推动物体做功，沿斜面拉动或推动物体做功，这两种情况下力对物体做的功可用公式W＝Fs计算；沿竖直方向向上提起或举起重物克服重力做功，以及物体竖直下落时重力对物体做功，克服重力或重力做的功可用公式W＝Gh计算。变式跟进2(2017·长春模拟)已知甲物体在光滑的水平面上运动，乙物体在粗糙的水平面上运动，现用相同的水平推力分别使甲、乙两个物体沿力的方向移动相同的距离，两次推力所做的功分别是W甲，W乙，则W甲______W乙。【解析】功等于力与距离的乘积，即W＝Fs，由于用相同的水平推力，所以F相同，同时，甲、乙两个物体沿力的方向移动相同的距离，所以s也相同，故所做的功相等，即W甲＝W乙。＝考点三功率常考题型1功率概念的理解(2017·青岛模拟)下面说法中正确的是()DA．从P＝Wt可知，功率跟功成正比，所以只要做功多，功率就大B．功率跟时间成反比，所以只要时间短，功率就大C．功率大的机器比功率小的机器做功多D．甲每小时做的功比乙每小时做的功多，甲的功率比乙的功率大【思路分析】从公式P＝Wt可知功率的大小与做功的多少和做功的时间有关，故A、B错误，功率是表示做功快慢而不是表示做功多少的，故C错误，已知做功的时间相同，甲做的功多，乙做的功少，所以甲的功率比乙的功率大，故D正确。功与功率的关系功率是单位时间内所做的功，只能反映做功的快慢，不能表示做功的多少。由W＝Pt可知，做功的多少不仅与功率有关还与时间有关。反之，如果认为做功多或做功用时少，功率就大，这种观点是不正确的。由P＝Wt可知，做功的快慢与做功的多少是不同的，功率是由时间和功两个因素决定的。做的功多，做功不一定快，即功率不一定大，因为这个功可能在较长的时间内完成；做的功少，做功也不一定慢，因为做功的时间可能很短。要比较功率的大小，必须同时考虑两个因素：做功的多少和完成这些功所用的时间。做功相同时，时间少的功率大；相同时间内做功多的其功率大。因此判断功率的大小不能只片面地根据时间或做功的多少来判断。变式跟进3(2015·深圳)甲机械比乙机械的功率大，表示两机械在工作时()A．甲做功多B．甲更省力C．甲做功快D．甲用时少C【解析】功率表示物体做功的快慢，是指物体在单位时间内所做的功，计算公式P＝Wt。由W＝Pt可知，功率大的机械做功不一定多，故A错误；功率是表示物体做功快慢的物理量，功率大的做功快，省力与功率大小无关，故B错误，C正确；由t＝WP可知，功率大的机械用的时间不一定少，故D错误。常考题型2考查功率的计算(2016·长春)起重机在10s内将重为2000N的石头沿竖直方向匀速提升0.5m。求：(1)起重机对石头做的功；(2)起重机提升石头的功率。【思路分析】(1)起重机对石头做功：W＝Gh＝2000N×0.5m＝1000J；(2)起重机提升石头的功率：P＝Wt＝1000J10s＝100W。变式跟进4(2016·上海)物体在30牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，5秒内前进了10米。求此过程中拉力做的功W和功率P。【解析】拉力做的功：W＝Fs＝30N×10m＝300J，拉力的功率：P＝Wt＝300J5s＝60W。考点四机械能常考题型1判断物体具有的机械能及其变化(2016·湘潭)高空抛物是极不文明的行为，会造成很大的危害，因为高处的物体具有较大的()A．弹性势能B．重力势能C．体积D．重力【思路分析】由题意可知，高空抛物现象之所以会造成危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大，高度越高，重力势能越大，因此，高空抛物会造成很大的危害，故选B。B动能和势能动能重力势能弹性势能定义物体由于运动具有的能量叫做动能。物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。影响因素物体的动能是由质量和速度两个因素决定的。运动物体的质量越大、速度越大，所具有的动能越大物体的重力势能是由它的质量和物体所处的高度两个因素决定的。物体的质量越大，被举得越高，其重力势能就越大物体的弹性势能是由弹性形变的程度的大小决定的，在弹性限度内，形变越大，弹性势能越大，另外，弹性势能的大小还与发生形变的材料有关变式跟进5(2016·黄石)下列关于功和能的说法正确的是()A．被拉开的弹弓具有弹性势能B．用力推车而车未动，但用了力所以推力做了功C．人造地球卫星从近地点向远地点运动时势能减小，动能增大D．速度小的物体动能一定小A【解析】被拉开的弹弓发生了弹性形变，所以具有弹性势能，故A正确；用力推车而车未动，虽然有力，但沿力的方向没有距离，所以没有做功，故B错误；人造地球卫星由近地点向远地点运动时，质量不变，高度增大，重力势能增大；速度变小，动能变小，所以是将动能转化为重力势能的过程，故C错误；影响动能大小的因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大，故只知道速度，不能确定动能的大小，故D错误。课堂作业