(共23张PPT)
11．3 机械效率
第1课时 认识机械效率
【学习目标】
1．理解有用功、额外功和总功的概念。
2．理解机械效率的定义、公式，能进行简单计算。
【自主预习】
请阅读九上教材P11至P12，完成下列知识要点：
1．在使用机械的过程中，我们把需要的、有价值的功叫做 ，记作
。无利用价值却不得不做的功叫做 。记作 。在这个过程中，动力对机械做的功叫做 ，记作 。
有用功
W有用
额外功
W额外
总功
W总
2．在实际使用机械做功时，总功应等于有用功与额外功之 ，即W总＝
。由于存在额外功，即W额外 00，因此总功必定 有用功，即W总 0W有用。
3．在物理学中，把有用功与总功的比叫做机械效率，用η表示，η＝
。
和
W有用＋W额外
>
大于
>
×100%
【合作探究】
一、利用斜面搬运物体的做功分析
情境：如图，斜面长为s、高为h，用平行于它的力F将一个重为G的物体匀速推至顶端。
问题：此时有用功、额外功和总功分别如何计算和理解？
分析总结：有用功：将物体提升高度h克服重力做的功，W有用＝ ，这是搬运物体的目标。
额外功：克服物体与斜面之间的摩擦力f做的功，W额外＝ ，这部分功是额外产生的。
总功：推力F沿斜面移动距离s做的功，W总＝ 。
Gh
fs
Fs
二、利用滑轮组提起重物的做功分析
情境：利用一个由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组提升一个重为G的物体，物体被提升高度为h，作用在绳子自由端的拉力为F，绳子自由端移动的距离为s。假设动滑轮上有n段绳子承担物重，则s＝nh。
问题：此过程中，哪些是有用功、额外功和总功？
分析总结：有用功：克服物体重力做的功，W有用＝ 。
额外功：在滑轮组提升重物的过程中，额外功主要来源于三个方面。一是克服动滑轮重力G动做的功，W动＝ ；二是克服绳子自身重力G绳做的功，W绳＝ ；三是克服滑轮与轴之间的摩擦力f做的功，W摩擦＝ 。所以，总的额外功W额外＝ 。
总功：拉力F做的功，W总＝Fs 。因为s＝nh，所以W总＝ 。
Gh
G动h
G绳h
fs
G动h＋G绳h＋W摩擦
F×nh
【随堂巩固】
1．清晨，河畔聚集了很多钓鱼爱好者，若某位师傅不小心把水桶弄进水里，捞上桶时发现桶里带些水。在打捞水桶的过程中，下列关于做功的说法中正确的是( )
A．对水所做的功是有用功
B．对桶所做的功是总功
C．对水所做的功是总功
D．对桶所做的功是有用功
D
2．将一个质量为10 kg的物体匀速拉到高处，如图，沿斜面向上的拉力为 80 N，斜面长2 m、高1 m。下列说法正确的是( )
A．物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用
B．做的有用功是200 J
C．此过程中斜面的机械效率为62%
D．物体受到的摩擦力大小为30 N
D
3．如图所示，用竖直向上的力F匀速拉动杠杆的右端，使重力为50 N的物体缓慢升高0.1 m，测得拉力大小F＝24 N，A端在竖直方向上移动的距离为0.25 m，在这一过程中，有用功为 J，额外功为 J，机械效率为
。(保留小数点后1位)
5
1
83.3%
11．3 机械效率
第2课时 机械效率的测量
【学习目标】
1．通过实验探究，加深对机械效率的理解。
2．培养科学探究能力，知道提高机械效率的方法和意义。
【自主预习】
请阅读九上教材P12至P14，完成下列知识要点：
1．测量滑轮组的机械效率
(1)实验原理：η＝×100%＝ ×100%。
(2)说明：实验时应测量钩码的 、钩码被提升的高度h、绳端的拉力F、绳的自由端移动的距离s。
重力G
2．(1)对于同一个滑轮组，所载物重越大，机械效率越 。
(2)载重相同，动滑轮越重，机械效率越 。
(3)摩擦越大，机械效率越 。
3．提高机械效率的主要办法是改进 ，使其更合理、更轻巧。按照 操作，定时 ，使机械始终处于良好运转状态，对保持和提高机械效率也有着重要作用。
高
低
低
机械结构
技术规程
保养
【合作探究】
一、测量滑轮组机械效率
步骤：(1)按要求组装滑轮组，用铁架台固定，在滑轮组下悬挂
适量钩码，测量并记录钩码重力G。(2)用弹簧测力计缓慢、匀速
地竖直向上拉动绳子自由端，使钩码匀速上升一段距离h，在此过程中，保持弹簧测力计不晃动，读取并记录弹簧测力计的示数F，同时用刻度尺测量绳子自由端移动的距离s。(3)根据公式W有用＝Gh计算有用功，W总＝Fs计算总功，再通过η＝×100%计算出滑轮组的机械效率。
总结：在滑轮组实验中，有用功等于重物的 乘以 ，总功等于 乘以 。
重力
上升高度
拉力
拉力移动的距离
二、探究影响滑轮组机械效率的因素
步骤：(1)保持滑轮组的组成不变(即动滑轮个数、绳子绕法不变)，改变所挂钩码的数量，从而改变物重G，重复基础实验步骤，分别测量并记录不同物重下的G、F、h、s，计算对应的机械效率。(2)保持物重和绳子绕法不变，更换不同重量的动滑轮，重复实验步骤，测量并记录相关数据，计算机械效率。(3)在其他条件不变的情况下，通过在绳子上涂抹润滑油减小摩擦，或更换不同材质(近似认为绳重不同)的绳子，再次重复实验，记录数据并计算机械效率。
总结：物重越 ，滑轮组的机械效率越高；动滑轮越 ，机械效率越低；减小 ，能提高滑轮组的机械效率。
大
重
绳重和摩擦
三、提高机械效率的方法
情境：用滑轮组提升重物时，滑轮与轴之间存在较大的摩擦力；用杠杆撬动重物时，杠杆自重较大，导致额外功增加；用斜面推重物时，斜面倾角过大，导致额外功增加。
问题：如何提高以上机械效率？
总结：(1)在滑轮与轴之间加润滑油，摩擦力减小，额外功减少，机械效率 ；(2)使用轻质材料制作杠杆，杠杆自重减轻，额外功 ，机械效率提高；(3) 斜面倾角， 斜面长度，使推力更均匀，额外功减少，机械效率提高。
提高
减少
增加
减小
【随堂巩固】
1．如图所示的滑轮组，以下方法中能提高其机械效率的是( )
A．减小定滑轮的重力
B．增大被提升物体的高度
C．增大动滑轮的重力
D．增大被提升物体的重力
D
2．用如图所示的滑轮组将重物竖直匀速提升一定高度，该滑轮组有 0段绳子承担物重，若增大所提物体的质量，则滑轮组的机械效率将 。
3
增大(共21张PPT)
专题突破一 功、功率和机械效率的综合计算
1．功的计算：W＝Fs，其中F为物体受到的力，s为物体在力的方向上移动的距离。
2．功率的计算：(1)P＝，其中W为物体做的功，t为物体完成这些功所用的时间；(2)P＝Fv，其中F为拉力，v为运动速度。
3．滑轮组的机械效率计算：(1)滑轮组在竖直方向提升重物：
η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%(不计摩擦和绳重)；
(2)滑轮组在水平方向拉动物体：η＝×100%＝×100%＝×100%。
4．斜面的机械效率计算：η＝×100%＝×100%＝×100%，h是斜面的高度，s是斜面的长度。
5．杠杆的机械效率计算：η＝×100%＝×100%，h是阻力臂移动的距离，s是动力臂移动的距离。
类型1：功和功率的综合计算
1．(云南中考)AI机器人逐渐改变了我们的生活，我国自主研发的某款人形机器人身高 1.65 m，质量 55 kg。某次测试中该机器人用100 N竖直向上的力将箱子在2 s内匀速抬高1 m。(g取 10 N/kg)求：
(1)机器人所受的重力；
(2)2 s内机器人对箱子所做的功；
(3)2 s内机器人对箱子做功的功率。
解：(1)机器人所受的重力：
G＝mg＝55 kg×10 N/kg＝550 N；
(2)2 s内机器人对箱子所做的功：
W＝Fs＝100 N×1 m＝100 J；
(3)2 s内机器人对箱子做功的功率：
P＝＝＝50 W。
2．一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，货车(含驾驶员)空载时重为3×104 N，行驶时所受的阻力为车总重的0.05倍。
(1)货车空载时以108 km/h的速度匀速行驶，求10 s内货车牵引力做的功；
(2)当货车装载5×104 N重的货物，以100 kW的额定功率匀速行驶时，求货车行驶的速度。
解：(1)货车空载匀速行驶时所受的牵引力：
F＝f＝0.05G＝0.05×3×104 N＝1.5×103 N，
货车匀速行驶的速度：
v＝108 km/h＝30 m/s，
10 s内货车移动的距离：
s＝vt＝30 m/s×10 s＝300 m，
10 s内货车牵引力做的功：
W＝Fs＝1.5×103 N×300 m＝4.5×105 J；
(2)当货车装载5×104 N重的货物匀速行驶时所受牵引力：
F′＝f′＝0.05 G＝0.05×(5×104 N＋3×104 N)
＝4×103 N，
由P＝＝＝Fv得，货车以100 kW的额定功率匀速行驶时的速度：
v′＝＝＝25 m/s。
类型2：机械效率的综合计算
3．如图甲所示，用大小为15 N的水平拉力，将重力为20 N的物体A匀速直线拉动一段距离5 m，若借助如图乙所示滑轮组，用大小为10 N的F2将物体A在同样的水平面上做匀速直线运动移动相同的距离5 m。
(1)求此过程中的有用功；
(2)求滑轮组的机械效率。
解：(1)此过程滑轮组的有用功为克服物体A的摩擦力所做的功，由图甲可知，15 N的水平拉力可以将物体A匀速直线拉动，故物体A受到的摩擦力：f＝F1＝15 N，所以此过程中滑轮组的有用功：
W有＝Wf＝fs＝F1s1＝15 N×5 m＝75 J；
(2)绳子有效股数为3股，滑轮组绳子自由端移动的距离：
s2＝ns＝3×5 m＝15 m，
此过程滑轮组做的总功，即拉力F2所做的功：
W总＝F2×s2＝10 N×15 m＝150 J，
此过程滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝50%。
4．如图所示，工人师傅用滑轮组将重为480 N的物体在10 s内匀速提高2 m。已知此时拉力F＝300 N，不计绳重及摩擦。
(1)求滑轮组做的有用功；
(2)求拉力F做的功及其功率；
(3)求滑轮组的机械效率。
解：(1)滑轮组做的有用功：
W有＝Gh＝480 N×2 m＝960 J；
(2)拉力F做的功：
W总＝Fs＝F×2h＝300 N×2×2 m＝1 200 J，
则拉力F做功的功率：
P＝＝＝120 W；
(3)滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝80%。
5．如图，工人利用斜面往车上搬运箱子。已知斜面长3 m，高1 m，箱子的重为720 N，工人的推力为300 N，搬运时间为3 s。
(1)求斜面的有用功；
(2)求工人做功的功率；
(3)求斜面的机械效率。
解：(1)斜面的有用功：
W有＝Gh＝720 N×1 m＝720 J；
(2)工人做功：
W总＝Fs＝300 N×3 m＝900 J，
则工人做功的功率：
P＝＝＝300 W；
(3)斜面的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝80%。
6．如图所示，OA是一个质量分布均匀的杠杆，O是支点，B是OA的中点，在B点悬挂一个G＝40 N 的重物。将杠杆从图中甲位置匀速提升到乙位置，重物上升的高度为h＝0.3 m，拉力F＝25 N。
(1)求拉力F做的有用功；
(2)将重物匀速提升时，求杠杆的机械效率；
(3)若不计绳重和摩擦，求杠杆自身的重力G杆。
解：(1)拉力F做的有用功：
W有＝Gh＝40 N×0.3 m
＝12 J；
(2)由三角形相似可知，力F移动的距离：
s＝2h＝2×0.3 m＝0.6 m，
拉力所做总功：
W总＝Fs＝25 N×0.6 m＝15 J，
杠杆的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝80%；
(3)若不计绳重和摩擦，克服杠杆自身的重力做的功是额外功，额外功：
W额＝W总－W有＝15 J－12 J＝3 J，
杠杆重心上升的高度与重物上身高度相同，杠杆自身的重力：
G杆＝＝＝10 N。(共22张PPT)
第十一章实验突破
实验1：测量滑轮组的机械效率
实验结论：同一滑轮组，提起的物体越重，机械效率越 ；不同滑轮组，物重相同时，动滑轮越重，机械效率越 。
高
低
要点1：主要实验器材及作用
①弹簧测力计：测量钩码的 和绳端所受的 ；
②刻度尺：测量钩码上升的 和绳端移动的距离。
要点2：要缓慢拉动弹簧测力计的目的：使弹簧测力计的示数 ，便于
。
重力
拉力
高度
稳定
读出拉力大小
要点3：实验方法：控制变量法
①探究滑轮组机械效率的大小与被提升物体的重力关系：保持 0
，改变 ；
②探究滑轮组机械效率的大小与动滑轮重力的关系：保持 ，改变 。
要点4：提高滑轮组的机械效率的方法：增加 、使用 、减小 。
动滑轮重
一定
钩码的重力
钩码重力一定
动滑轮重
物重
轻质动滑轮
机械摩擦
要点5：绳子自由端移动的距离s和物体上升高度h的关系： s＝ 。
要点6：滑轮组机械效率小于1的原因：滑轮组在提升重物过程中会 0
。
要点7：实验反思
①影响滑轮组机械效率的因素：物体的 、动滑轮的 、绳子与滑轮之间的 ；
②可以省略的工具： ，省略后用η＝ 计算，反而能够提高
。
nh
做额
外功
重力
重力
摩擦力
刻度尺
精度
同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图甲、乙、丙，实验数据记录如下表。
次序 钩码重 G/N 钩码上升 高度h/m 绳端拉 力F/N 绳端移动 距离s/m 机械效
率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2 0.2 1.2 0.6 55.6%
3 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
4 4 0.1 1.3 0.5
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，目的是 0
。
(2)分析表中数据可知：第4次实验是用图 装置来完成的，该次滑轮组的机械效率η＝ 。
(3)通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与 无关。
匀速
便于读出拉力的
大小
丙
61.5%
重物上升高度
(4)通过比较 (填次序)两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。
(5)通过比较 (填次序)两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越小。
1、3
3、4
(6)有同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”，小明认为这句话是错误的。他是用 (填次序)两次实验数据对照分析来判断的。
(7)某同学在该实验中加速向上提升钩码，所测滑轮组的机械效率会 0(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
3、4
偏小
(8)为提高滑轮组机械效率，根据以上结论和生活经验，你认为以下不可行的是 (填字母代号)。
A．减轻动滑轮重 B．增加所提物体重
C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度
(9)在第4次实验操作中，若改变绳端拉力方向，则测得的滑轮组机械效率将 (选填“偏高”“偏低”或“不变”)。
D
偏低
实验2：探究动能的大小与哪些因素有关
实验结论：物体的动能与 和 有关，速度越 ，质量越 ，它具有的动能就越大。
速度
质量
大
大
要点1：实验方法
①转换法：物体动能的大小是通过 来反映的；
②控制变量法
a．探究物体动能的大小与质量的关系：质量不同的钢球从 由
释放，使钢球到达水平面时 相同；
b．探究物体动能的大小与速度的关系：让同一钢球从 由 0释放，使钢球到达水平面时速度 。
木块被推动距离
同一高度
静止
速度
不同的高度
静止
不同
要点2：实验情况分析
①木块最终停下来是因为受到 的作用。若水平面绝对光滑，该实验
达到探究目的，原因是 0
。
②机械能及其转化情况：小球从斜面滚下，下滑过程中 能转化为
能；木块在水平面上运动直至静止，将 能转化为 能。
阻力
不能
木块将一直不停地做匀速直线运动，无法比
较运动的距离
重力势
动
机械
内
为探究“物体的动能跟哪些因素有关”，某实验小组利用斜面、钢球、木块、粗糙平板等器材进行了如图甲、乙、丙所示的三次实验。
(1)实验中通过比较 来判断钢球动能的大小，这运用的研究方法是 法。
(2)让质量不同的两个钢球从斜面上同一高度自由滚下，目的是 0
。通过比较图 实验可知：在速度相同时，质量越大，动能越大。
(3)通过比较图甲、乙实验可知：在 相同时，速度越大，动能越 。这个结论可用于解释汽车 带来的危害。
(4)若水平面绝对光滑，本实验 达到实验探究目的。
木块移动的距离
转换
控制钢球
刚要碰撞木块时速度相同
甲、丙
质量
大
超速
不能
(5)三次实验中，碰撞前动能最小的是图 (选填“甲”“乙”或“丙”)中的钢球，故此次实验木块移动的距离最 。
(6)钢球在水平面上不能立即停下，是因为钢球具有 ；如果木块滑行时所受的外力全部消失，木块将 。
乙
短
惯性
做匀速直线运动
(7)为探究质量和速度谁对动能的影响较大，另一组的小文借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二，分析这两组数据可以得出
对物体的动能影响较大。
表一 (钢球撞击速度v＝8 cm/s) 表二 （钢球质量,m＝100 g）
速度
序号 钢球质 量m/g 木块滑行
距离s/cm
1 100 10
2 200 20
3 300 30
序号 钢球撞击速度v/(cm·s－1) 木块滑行距离s/cm
1 8 10
2 16 40
3 24 90
(8)【横向拓展能力】小红调节图甲中的“水平粗糙平板”呈现不同的角度，重现了伽利略斜面实验，如图丁。不考虑底部转折处的能量损失，下列最符合实际现象的是 (填字母代号)。
B
(9)【生活实践能力】假如你是一名汽车驾驶员，请你从本实验结论的角度谈谈在安全行车方面需要注意的事项： 。
不超载行驶，不超速行驶(共31张PPT)
11．2 功 率
【学习目标】
1．掌握功率的定义、公式及单位，能够区分功率与功的区别。
2．能够运用公式P＝进行简单计算，理解功率与做功时间的关系。
【自主预习】
请阅读九上教材P7至P10，完成下列知识要点：
1．做功的快慢：
(1)做相同的功，用时 的做功快；
(2)用相同的时间，做功 的做功快；
(3)做功与所用时间的比值，比值 的做功快。
少
多
大
2．功率
(1)概念：在物理学中，把 的多少与做这些功所用时间的 叫做功率。
(2)意义：表示物体 的物理量。
(3)公式：P＝ 。
(4)推导公式：P＝＝＝ (F为拉力，v为匀速运动的速度)。
(5)单位：焦/秒(J/s)，又称为 ，简称 ，符号为 。
(6)单位换算：1 W＝ 0J/s，1 kW＝ W。
做功
比
做功快慢
Fv
瓦特
瓦
W
1
1 000
【合作探究】
一、比较做功快慢的方法
问题：小明和小红一起搬砖，小明在10 min内搬了50块砖，小红在15 min内搬了60块砖。如何比较小明和小红谁做功更快？
分析：方法一：相同时间比 多少。若让两人都工作15 min，小明15 min搬砖数量为 50×＝75块，75>60，小明做功快。方法二：做相同的功比 。若两人都搬60块砖，小明所需时间为10×＝12 min，12<15，小明做功快。
总结：比较做功快慢可以通过相同 比做功多少，或做相同功比 0长短。
做功
时间
时间
时间
二、功率的计算
例：一台起重机将重为3×103 N的货物匀速提高了5 m，所用时间为10 s。求起重机对货物做功的功率是多少？
【分析】计算功率时，先根据已知条件求出功W，再明确做功时间t，最后代入P＝计算。
解：起重机对货物重力做功：
W＝Fs＝3×103 N×5 m＝1.5×104 J，
起重机对货物做功的功率：
P＝＝＝1.5×103 W。
【随堂巩固】
1．小莉和同学们进行了一场登山比赛。下列有关功率的说法正确的是( )
A．用时最短的功率最大
B．用时最长的功率最大
C．体重最大的功率最大
D．做功最快的功率最大
D
2．甲机器的功率比乙机器的功率大，表示甲机器做功比乙机器 。某机器的功率是1.5 kW，表示的物理意义是 。
快
每秒钟机器做功1 500 J
3．小明想粗略地测出自己在单杠上做引体向上运动的功率。如图，他用卷尺量出自己握拳时手臂的长度作为每次做引体向上时上升时的高度，记为0.6 m，又测出自己连续拉上去4次所用的时间为10 s，已知小明的质量为 50 kg，g取10 N/kg。求：
(1)小明完成1次引体向上所做的功；
(2)10 s内小明做引体向上的功率；
解：(1)小明受到的重力：
G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N，
身体上升的高度h＝0.6 m，完成1次引体向上动作所做的功：
W1＝Gh＝500 N×0.6 m＝300 J；
(2)10 s内小明做功的功率：
P＝＝＝＝120 W。
知识点1：做功的快慢
1．【教材情境素材改编】建筑工地上的起重机把一批建筑材料吊到楼上用时几分钟；如果同一批建筑材料用人来搬运，则需要很长的时间，这说明( )
A．起重机做功越多，其做功越快
B．起重机做功时间越短，其做功越快
C．相同时间内，起重机做功多，其做功快
D．做相同的功，人做功时间长，其做功快
C
知识点2：功率
2．【物质观念】甲机械的功率比乙机械大，表示两机械在做功时( )
A．甲做功快 B．甲更省力
C．甲做功多 D．甲用时少
A
3．【现代科技】如图是我国自行研制的具有国际先进水平的歼－20战斗机，其发动机的功率为1.2×108 W，表示的物理意义为 0
。
歼－20发动机在
1 s 内做的功为1.2×108 J
知识点3：功率的计算
4．如图为运行中的某列“复兴号”高铁列车，它的总质量约为4.8×105 kg。列车在水平轨道上以100 m/s的速度匀速直线行驶，所受阻力是重力的0.02倍。求列车匀速直线行驶时：(g取 10 N/kg)
(1)所受牵引力的大小；
(2)牵引力的功率。
解：(1)由题意得，列车所受牵引力的大小：
F＝f＝0.02G＝0.02mg
＝0.02×4.8×105 kg×10 N/kg＝9.6×104 N；
(2)牵引力的功率：
P＝＝＝Fv＝9.6×104 N×100 m/s＝9.6×106 W。
5．小明和爸爸比赛搬运樱桃，他们分别抱着相同的一箱樱桃从一楼上到二楼仓库，爸爸用时更短，则下列有关说法中正确的是( )
A．小明克服樱桃重力做功的功率较大
B．爸爸克服樱桃重力做功的功率较大
C．小明克服樱桃重力做功较少
D．爸爸克服樱桃重力做功较多
B
6．(连云港中考)如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是( )
A．W1
W2 P1>P2
C．W1＝W2 P1＝P2 D．W1P2
C
【思路点拨】由功的定义来判断两次做功的大小；再根据在时间相同的情况下，通过做功多少来判断功率大小。
7．妈妈和小红进行爬楼梯比赛，妈妈和小红的体重之比是4∶3，爬完相同楼高所用时间之比是3∶5，则妈妈和小红爬楼梯的功率之比是( )
A．4∶5 B．5∶4
C．20∶9 D．9∶20
C
8．如图所示，小军将一个小球在A点处静止释放，小球下落速度越来越大，相继经过B、C两点。若hAB＝hBC，则小球所受的重力在AB段做功的功率 (选填“大于”“等于”或“小于”)在BC段做功的功率。
小于
9．在水平地面上，小明沿水平方向推重400 N的木箱做直线运动，木箱速度随时间变化图像如图所示。已知在4～8 s内木箱受到的推力恒为150 N，在这段时间(4～8 s)内，木箱受到的推力的功率是 W，8～10 s内木箱受到的摩擦力是 N。(忽略空气阻力)
150
150
10．(赤峰中考)某老旧小区改造工地，工人用起重机将重1.2×104 N的施工材料匀速吊上6 m高工作台，用了10 s。施工材料上升的速度是 m/s；起重机对施工材料做功 J，做功的功率是 W。
11．某型号汽车的发动机的额定功率为4×104 W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1 600 N。在额定功率下，当汽车在水平路面上匀速直线行驶时，则汽车行驶速度为 m/s，行驶10 min 汽车牵引力所做的功为
J。
0.6
7.2×104
7.2×103
25
2.4×107
12．体育课中，小明利用所学知识测量小华爬杆的功率，请将以下方案补充完整。
(1)测量原理公式： 。
(2)测量器材：电子秤、刻度尺和 。
P＝
秒表
(3)测量及演算步骤：①用电子秤测出小华的 (待测量及符号)；②用刻度尺测出爬杆的高度h；③用另一器材测量出小华爬杆的时间t；④此
次爬杆的功率P＝ (用测得量或已知量符号表示)；⑤受到“多次测量，取平均值减小误差”的启发，小明又让小华接着连续爬杆多次，测算出各次功率，并求出平均值P′，则P′ P。
(4)在“(3)测量及演算步骤”中，不合理的步骤是 (填写序号)。
质量(m)
小于
⑤
13．为推动成渝双城经济圈建设，重庆金凤隧道主城区段已正式通车。隧道全长约6 km，设计最高时速60 km/h。(不计车身长度)求：
(1)汽车通过隧道至少需要的时间；
(2)若一辆功率为100 kW的货车匀速通过该隧道用时8 min，货车的牵引力是多大。
解：(1)汽车通过隧道至少需要的时间：
t＝＝＝0.1 h；
(2)货车匀速通过该隧道用时8 min，则货车的速度：
v1＝＝＝45 km/h＝12.5 m/s，
由P＝＝＝Fv得，货车的牵引力：
F＝＝＝8×103 N。
14．【模型构建】如图甲，两个完全相同的物体a、b叠放在水平桌面上，在水平拉力F1＝15 N的作用下，一起向右做匀速直线运动，则a受到的摩擦力为 N；如图乙，将a、b并排放于同一桌面上，在水平推力F2作用下以0.2 m/s的速度一起向右做匀速直线运动，则F2＝ N，a对b推力的功率是 W。
0
15
1.5
【思路点拨】由a做匀速直线运动判断a受到的摩擦力大小；对比甲、乙两图中物体与桌面情况，利用滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关，结合匀速直线运动受力平衡确定F2的大小；确定a对b的推力，再根据P＝
Fv，找到对应力和速度来分析。(共26张PPT)
第十一章常考重难点突破与提升
【重难点突破】
重难点1：功、功率的理解与计算
1．【物质观念】下列有关功的说法正确的是( )
A．足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
B．运动员举着杠铃在空中停留的时间内对杠铃要做很多功
C．吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中，吊车对重物做了功
D．用相同的力将质量不同的两个物体沿力的方向移动相同的距离所做的功不同
A
2．甲、乙两位同学进行举杠铃比赛，甲比乙高，他们在相同的时间内举起了相同的杠铃，则( )
A．甲做功较多，功率较大
B．甲做功较多，功率较小
C．乙做功较多，功率较大
D．乙做功较多，功率较小
A
3．(眉山中考改编)粗糙程度不变的水平地面上，物体受到水平向右拉力，拉力大小随时间变化的关系如图甲，物体运动速度随时间变化的关系如图乙。下列说法正确的是( )
A．4～6 s，物体运动路程为18 m
B．4～6 s，拉力F的功率为12 W
C．t＝1 s时，物体受到摩擦力大于2 N
D．拉力为6 N时，物体做匀速直线运动
B
【思路点拨】由图乙可知，物体在4～6 s做匀速直线运动，在2～4 s时做加速运动，在t＝1 s时处于静止状态，拉力等于摩擦力，由图甲可知此时的拉力，根据二力平衡条件可知摩擦力。
4．(新疆中考)某游客乘坐匀速上行的缆车沿途观光，缆车的起点和终点的海拔高度差为 500 m，已知该游客的质量为60 kg，则整个上行过程中，缆车对该游客做的功为 J。若缆车从起点到终点用时5 min，则缆车对该游客做功的功率为 W。(g取10 N/kg)
3×105
1 000
5．体育课上，老师带领同学们做仰卧起坐运动训练。体重为 480 N 的小红同学在 1 min 内做了40个仰卧起坐，且每次仰卧起坐上半身重心上升的高度均为0.3 m，如果她上半身的体重约为总体重的50%，求：
(1)小红同学完成一次仰卧起坐所做的功；
(2)小红同学在1 min内做仰卧起坐的功率。
解：(1)小红同学上半身的体重：
G＝50%×G总＝50%×480 N＝240 N，
小红同学完成一次仰卧起坐所做的功：
W＝Gh＝240 N×0.3 m＝72 J；
(2)小红同学在1 min内做仰卧起坐所做的总功：
W总＝nW＝40×72 J＝2 880 J，
小红同学在1 min内做仰卧起坐的功率：
P＝＝＝48 W。
重难点2：机械效率
6．(多选)(北京中考)用某滑轮组提升重物时，绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图所示，在20 s内绳子自由端竖直匀速移动16 m，重物竖直匀速上升4 m。已知动滑轮总重100 N，提升的物体重800 N。关于该过程，下列说法正确的是( )
A．绳子自由端拉力的功率为200 W
B．额外功为400 J
C．绳子自由端拉力的大小为250 N
D．滑轮组的机械效率约为88.9%
AC
7．如图所示，有一根质量均匀的杠杆OA，B是OA的中点，在C处挂重为80 N的物体，用竖直向上的力F大小为25 N，杠杆可处于静止状态。若F的方向始终竖直，将物体匀速缓慢提升20 cm，拉力F的大小将 ；若拉力F移动的距离为 80 cm，则杠杆的机械效率为 ，杠杆的重为 N。若将重物的质量适当增加，仍用该杠杆将重物提升相同高度，则杠杆的机械效率将 (不考虑摩擦)。
不变
80%
10
变大
8．如图，质量为40 kg的货物静止在水平地面上，工人用250 N的拉力F，将货物用滑轮组匀速提升到3 m高的二楼，此过程中货物上升的速度是
0.2 m/s。
(1)求工人用滑轮组提升货物时做功的功率；
(2)求滑轮组机械效率；
(3)为提高该滑轮组的机械效率，请你提出一条合理建议。
解：(1)绳子自由端移动的速度：
v＝nv物＝2×0.2 m/s＝0.4 m/s，
工人做功的功率：
P＝＝＝Fv＝250 N×0.4 m/s＝100 W；
(2)货物受到的重力：G＝mg＝40 kg×10 N/kg＝400 N，
滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝80%；
(3)提高该滑轮组机械效率的措施：①增加所提升的物重，②减轻动滑轮重。
重难点3：机械能
9．(盐城中考)掷实心球是我市中考体测项目之一。不计空气阻力，投掷后的实心球在上升过程中( )
A．动能变大，重力势能变大
B．动能变小，重力势能变小
C．动能变小，重力势能变大
D．动能变大，重力势能变小
C
10．(多选)探究物体的动能跟哪些因素有关实验装置如图。关于该实验说法正确的是( )
A．水平面越光滑越好
B．实验研究的是小球的动能大小
C．小球由斜面滚下，重力势能转化为动能
D．小球质量越大，动能越大
BC
11．【现代科技】人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，当卫星从远地点向近地点运动过程中，势能 ，速度
。(均选填“增大”或“减小”)
减小
增大
重难点4：测量滑轮组的机械效率
12．小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示：
次数 钩码所受 的重力G/N 钩码提升 的高度h/m 拉力 F/N 绳端移动 的距离s/m 机械
效率η
1 1.0 0.1 0.8 0.4 31.25%
2 1.0 0.2 0.8 0.8 31.25%
3 2.0 0.1 1.2 0.4 41.67%
4 3.0 0.1 1.5
(1)实验中应沿着竖直方向 (选填“加速”或“缓慢”)拉动弹簧测力计，且在弹簧测力计 (选填“匀速运动”或“静止”)时读数。
(2)根据表中的数据计算得出，第4次实验时绳端移动的距离s＝ m，机械效率η＝ 。
(3)通过比较1、3、4三次实验数据得出：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率 。
(4)在忽略摩擦力和绳重的前提下，通过第 1次数据可算出动滑轮的重力为
N。
缓慢
匀速运动
0.4
50%
越大
2.2
重难点5：探究动能的大小与哪些因素有关
13．在研究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中，小明设计如图甲、乙、丙三次实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中m1＜m2，h2＞h1(不考虑空气阻力)。
(1)实验中是通过观察木块移动距离来判断钢球的 。
(2)想研究超速的安全隐患时，小明应选择 两图的实验来进行比较。
(3)在图甲、丙中，小球下滑到斜面底端时的速度v1＝v2，若s3＞s1，则可得出结论： 。
(4)实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能 (选填“>”“<”或“＝”)木块克服摩擦力所做的功。
动能大小
甲、乙
在速度相同时，质量越大，动能越大
＞
【综合提升】
14．如图，利用动滑轮将重200 N的物体匀速提升0.4 m，用时2 s。不计绳重和摩擦，动滑轮机械效率为80%，则有用功为 J，拉力的功率为 W；若用该动滑轮分别提升重为G和2G的物体，其机械效率之比η1∶η2＝7∶8
，则G＝ N。
80
50
150
综合实践活动 制作橡皮筋动力小车
【材料准备】硬纸板、橡皮筋、剪刀、四个小轮子、一根小木棍。
【制作步骤】(1)用硬纸板剪出小车的车身；(2)在车身的两端安装四个小轮子；(3)将一根橡皮筋的一端固定在车身的前端，另一端穿过车身中间的小孔，然后系在一个小木棍上。(4)将小木棍固定在车轴上，确保橡皮筋能够在缠绕时储存弹性势能，松开时释放弹性势能，带动小车前进。
【思考】
(1)换用不同粗细的橡皮筋，重复上述实验，可以探究橡皮筋的弹性势能与 的关系。
(2)不同粗细的橡皮筋，其弹性系数不同，在相同的缠绕圈数下，弹性系数 的橡皮筋储存的弹性势能更多，小车前进的距离更 。
(3)小车前进过程中，橡皮筋的 能转化为小车的 能。
橡皮筋粗细
大
远
弹性势
动(共30张PPT)
第十一章 功与机械能
11．1 功
【学习目标】
1．理解功的概念，知道做功的两个必要因素。
2．掌握功的计算公式W＝Fs，并能进行简单的计算。
【自主预习】
请阅读九上教材P2至P6，完成下列知识要点：
1．功的概念：作用在物体上的力，使物体在 的方向上移动一段 ，就说这个力对物体做了机械功，简称做了功。
2．做功的两个必要因素：作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的
。
3．功的计算公式： ，单位：N m，称为 (简称焦)，符号“J”。1 J＝ N m。其中 表示功，F表示 ，s表示物体在 的方向上移动的距离。
力
距离
距离
W＝Fs
焦耳
焦耳
W
力
力
【合作探究】
一、判断力是否做功
情境：起重机吊起货物上升；人用力推汽车，但汽车没有被推动；人提着水桶在水平路面上匀速行走。
问题：以上场景中，力是否对物体做了功？为什么？
分析：起重机吊起货物上升，起重机对货物施加了向上的力，货物在力的方向上移动了距离，所以起重机的拉力对货物 功；人用力推汽车，汽车没动，有力作用在汽车上，但汽车没有在力的方向上移动距离，所以推力对汽车 功；人提着水桶在水平路面上匀速行走，人对水桶有向上的力，但水桶是在水平方向上移动，在力的方向上没有移动距离，所以提力对水桶 功。
总结：做功的两个必要因素缺一不可，有力无距离或有距离无力都 做功。
做了
没有做
没有做
不
二、功的计算
例：把一个重G＝20 N的物体沿长L＝4 m，高h＝2 m的斜面匀速拉到顶端，拉力F＝12 N，求拉力做的功和克服重力做的功。
【分析】明确对应力所移动的距离，拉力做功WF＝FL。克服重力做功
WG＝Gh。
解：拉力做功：WF＝FL＝12 N×4 m＝48 J，
克服重力做功：WG＝Gh＝20 N×2 m＝40 J。
【随堂巩固】
1．早晨，同学们背着书包去上学。下列情形中，人对书包做了功的是( )
A．背着书包下楼梯
B．背着书包水平行走
C．背着书包站立不动
D．背着书包上楼梯
D
2．起重机将重4 000 N的原木匀速提高10 m后，又沿着水平方向匀速移动5 m，起重机的钢丝绳的拉力对原木做的功为( )
A．4×104 J B．2×104 J
C．6×104 J D．0
A
3．如图所示为光滑斜面，若沿斜面AB和AC分别将同一重物从斜面底部拉到顶部，所需拉力分别为F1和F2，所做的功分别为W1和W2，则F1 0F2，W1 0W2。(均选填“>”“<”或“＝”)
<
＝
4．如图是我国自主生产的一款纯电动汽车，在平直公路上匀速行驶
1 000 m，用时50 s，此过程中汽车引力做功 1.5×106 J ，求：
(1)汽车匀速行驶时的速度；
(2)汽车匀速行驶时所受的牵引力。
解：(1)在平直公路上匀速行驶1 000 m，用时50 s汽车匀速行驶时的速度：
v＝＝＝20 m/s；
(2)根据W＝Fs可知，汽车匀速行驶时受到的牵引力：
F＝＝＝1 500 N。
知识点1：做功的定义
1．【课标情境素材改编】下列情况中， 人对物体做功的是（ ）
A．旅客提着行李慢慢上楼梯
B．保洁员提着水桶静止不动
C．同学用力推教学楼的外墙
D．举重运动员举着杠铃不动
A
2．如图甲所示，人用力推车，车未动，则人的推力对车 功；如图乙所示，汽车的牵引力使汽车沿水平方向移动一段距离，则汽车的牵引力对汽车 功，汽车的重力对汽车 功。(均选填“做了”或“没做”)
没做
做了
没做
知识点2：功的计算
3．【教材情境素材改编】作为国际通用测量语言的国际单位制，极大地方便了国际交流。在国际单位制中功的单位是( )
A．千克(kg) B．牛顿(N)
C．焦耳(J) D．帕斯卡(Pa)
C
4．如图所示，三个物体在同样大小的力F的作用下，都沿着力F的方向移动距离s，比较F对三个物体所做的功，下列说法正确的是( )
A．三次做功一样多 B．对A做的功多
C．对B做的功多 D．对C做的功多
A
5．一物体在水平拉力F的作用下，沿力的方向以0.4 m/s的速度匀速运动了6 s，拉力F大小为15 N，则6 s内拉力F做的功为( )
A．6 J B．9 J
C．36 J D．54 J
C
6．一个重20 N物体在水平拉力作用下沿水平面匀速前进了25 m，拉力撤去后，物体因惯性又前进了10 m。若拉力做的功为500 J，则拉力的大小为 N。在此过程中，物体的重力所做的功是 J。
20
0
7．以下事例中重力做功的是( )
A．冰球在水平的冰面上滚动
B．跳水运动员下落
C．皮划艇在平静水面快速滑行
D．举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动
B
8．某长方体木块在大小不变的拉力F作用下，在水平面上做匀速直线运动，下图中能正确反映拉力F所做的功与时间对应关系的是( )
B
9．甲、乙两辆汽车在水平公路上匀速行驶，它们的牵引力F甲∶F乙＝3∶1，速度v甲∶v乙＝4∶1，车重G甲∶G乙＝2∶3，则在相等时间内牵引力做的功W甲∶W乙为( )
A．3∶1 B．4∶1
C．8∶1 D．12∶1
D
10．(乐山中考)如图所示，某次比赛中，运动员推着冰壶从A点运动6 m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30 m停在O点，若运动员对冰壶的水平推力为9 N，冰壶运动中受到水平方向的阻力，大小恒定为1.5 N。从A点到O点冰壶沿直线运动，此过程中( )
A．推力对冰壶做功为270 J
B．推力对冰壶做功为324 J
C．冰壶克服阻力做功为54 J
D．冰壶克服阻力做功为45 J
C
【思路点拨】需先确定冰壶在推力作用下的位移，然后运用功的计算公式，根据给定的力的大小来求功。
11．(多选)某建筑工地上，一台起重机将两种材料同时从地面竖直匀速起吊送至两个不同的高度，整个过程中起重机提升材料所做的功W与提升高度h的关系如图所示。由图可知(g取10 N/kg)( )
A．两种材料总质量为1.5 t
B．两种材料总质量为3 t
C．吊到40 m高处的材料质量为1 t
D．吊到40 m高处的材料质量为1.5 t
BC
【思路点拨】利用功的计算公式，结合图像中功与高度的关系，通过计算不同高度对应的质量来判断各个选项。
12．【科学推理】如图所示，一块厚度、密度均匀、质量为m的长方形水泥板放在水平地面上，现用竖直向上的拉力F1将水泥板ad端缓缓抬离地面，接着用竖直向上的拉力F2将cd端缓缓抬离地面，则F1 0F2；分别用力作用在ad、cd端，将水泥板缓缓拉至竖直位置，不计空气阻力等因素，两次拉力做功W1 0W2。(均选填“>”“＝”或“<”)
＝
＞
13．【物理学与日常生活】体育考试中，如图甲，投掷实心球时，球离开手后到落地过程中重力对它 (选填“做功”或“不做功”)；如图乙，质量为60 kg的小伟完成一个引体向上时，从最低点到最高点的过程中，重心升高50 cm，则他一次引体向上的上升过程中，克服重力做功是 J。(g取10 N/kg)
做功
300
14．体重为600 N的小王同学暑假期间旅游去西藏的布达拉宫，从重庆坐火车经过40 h行驶了3 200 km到达拉萨，然后坐汽车到达了布达拉宫。
(1)求火车从重庆到拉萨的平均速度；
(2)从重庆到布达拉宫海拔升高了3 300 m，求该过程中克服小王重力做的功。
解：(1)火车从重庆到拉萨的平均速度：
v＝＝＝80 km/h；
(2)该过程中克服小王重力做的功：
W＝Gh＝600 N×3 300 m＝1.98×106 J。
15．【数形结合】如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F－t 和 v－t 图像分别如图乙、丙，则在t＝3 s时，物体受到的摩擦力为 N；在4～6 s内，拉力F对物体所做的功为 J。
4
16
【思路点拨】摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，与速度无关。由图丙可知，4～6 s内物体做匀速直线运动，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力。(共20张PPT)
11．4 动能和势能
第1课时 动能和势能
【学习目标】
1．理解动能和势能的概念，能举例说明物体具有动能或势能。
2．探究动能和势能的大小与哪些因素有关。
【自主预习】
请阅读九上教材P15至P18，完成下列知识要点：
1．物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有 ，简称 。一个物体能够做的功越多，表示它具有的 就越大。在国际单位制中，能量的单位是 。
2．物体由于 而具有的能叫做动能。物体的动能与 和 有关，
越大， 越大，它具有的动能就越大。
能量
能
能量
焦耳(J)
运动
速度
质量
速度
质量
3．物理学中把高处的物体由于受 作用而具有的能叫做重力势能。物体的位置越 ， 越大，它具有的重力势能就越大。
4．物体发生 而具有的能叫做弹性势能。弹性物体的弹性越 ，形变越 ，它具有的弹性势能就越大。
5．重力势能和弹性势能统称为 。
重力
高
质量
弹性形变
强
大
势能
【合作探究】
一、探究动能的大小与哪些因素有关
步骤：(1)准备一个光滑斜面和一个水平木板，将一个质量为m1小钢球放置在斜面某一高度h1处由静止释放，小钢球滚下后撞击水平木板上的木块(如图甲)，测量木块被推动的距离s1并记录。(2)接着将同一个小钢球放置在斜面更高的高度h2(h2>h1)处由静止释放 ，同样撞击水平木板上的木块(如图乙)，测量木块被推动的距离s2并记录。(3)保持斜面高度不变，选择一个质量为m2大钢球(m2>m1)，将其放置在斜面上与小钢球第一次实验相同的高度h1处由静止释放，大钢球滚下撞击水平木板上的木块(如图丙)，测量木块被推动的距离s3并记录。
总结：根据实验数据分析，质量相同的物体，速度越 ，动能越大；速度相同的物体，质量越 ，动能越大。
大
大
二、探究重力势能的大小与哪些因素有关
步骤：
(1)准备质量为m1、m2的两个重物(m1＝m2)，将质量为
m1的重物举高到高度H1处，使其自由下落将木桩打入
沙中，测量木桩陷入沙坑的深度d1(如图甲)。(2)再将
第二个重物m2举高到更高的高度H2(H2>H1)处，同样使其自由下落将木桩打入沙中，测量木桩陷入沙坑的深度d2(如图乙)，比较d1和d2的关系。(3)准备一个质量为m3的重物(m3＞m1)，将它举高到高度H1处，使其自由下落在沙坑中，测量木桩陷入沙坑的深度d3(如图丙)，比较d1和d3的关系。
总结：根据实验数据分析，质量相同的物体，被举得越 ，重力势能越大；高度相同的物体，质量越 ，重力势能越大。
高
大
【随堂巩固】
1．跳水运动员在向下压跳板的过程中，跳板由于形变，具有 能；跳板弹起过程中，跳板推运动员的力将运动员抛向高处，在最高处时，运动员重力势能 。
弹性势
最大
2．下列情况中的物体各具有什么形式的能？
(1)被举高的杠铃具有 。
(2)在水平地面上滚动的足球具有 。
(3)窗台上的花盆具有 。
(4)在空中飞行的小鸟具有 。
重力势能
动能
重力势能
动能和重力势能
11．4 动能和势能
第2课时 机械能的转化
【学习目标】
1．理解机械能的概念，能准确识别动能、重力势能和弹性势能与机械能的关系。
2．探究并掌握机械能之间相互转化的规律。
【自主预习】
请阅读九上教材P18至P21，完成下列知识要点：
1．物体的 和 统称为机械能。
2．物体的动能与势能是可以相互转化的，有摩擦等阻力时，在动能与势能的相互转化中，机械能会 。
3．机械能与 形式的能之间也可以相互转化。
动能
势能
减少
其他
【合作探究】
一、摆球的动能与重力势能的转化
步骤：将一个摆球用细线悬挂起来，拉到一定高度(此时摆球具有重力势能，动能为 0)后释放。观察摆球在摆动过程中的高度变化和速度变化，用相机或其他设备记录关键位置。多次重复实验，记录不同位置摆球的状态。
总结：摆球从高处向低处摆动时，高度降低，速度 ，重力势能转化为 能；从低处向高处摆动时，高度升高，速度 ， 能转化为重力势能。在整个过程中，如果忽略空气阻力等因素，机械能守恒。
增大
动
减小
动
二、弹簧与小球的动能和弹性势能转化
步骤：将一个弹簧水平固定在一端，另一端连接一个小球，放置在光滑水平面上。压缩弹簧，使弹簧具有弹性势能，然后释放小球。观察小球的运动状态，测量小球在不同位置的速度，记录弹簧的形变程度。
总结：弹簧被压缩时具有弹性势能，释放小球后，弹性势能转化为小球的
能，小球开始运动；当小球运动到弹簧伸长最大位置时，动能又转化为弹簧的 势能。在忽略摩擦力等因素时，机械能守恒。
动
弹性
三、过山车模型中的机械能转化
情境：搭建一个简单的过山车模型，轨道有高低起伏。
问题：过山车在轨道上运动时，机械能是如何转化的？
总结：过山车从高处向下运动时，重力势能转化为 能，速度越来越 ；从低处向上运动时，动能转化为 能，速度逐渐 。在整个过程中，由于存在摩擦力等阻力，机械能会逐渐减小，但如果忽略这些阻力，机械能是 的。
动
快
重力势
减小
守恒
【随堂巩固】
1．如图所示，游乐场的过山车从高处无动力加速向下运动的过程中( )
A．机械能逐渐增大
B．弹性势能转化为动能
C．动能转化为重力势能
D．重力势能转化为动能
D
2．如图所示是某市轨道交通车站的示意图，站台略微高于路面，出站的轨道有一个小坡度，当车出站下坡时，下列说法正确的是( )
A．势能变大
B．动能不变
C．重力势能转化为动能
D．机械能变大
C
3．如图，瀑布在地质学上叫跌水，是一种壮观的自然景观。瀑布落差越大，瀑布具有的 能越大，下落到底部时转化的 能就越大，底部的水流越湍急。
重力势
动
4．如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力。则卫星从远地点运行到近地点，重力势能 ，动能 ，在近地点时速度最大，机械能 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
变小
变大
不变(共33张PPT)
11．4 动能和势能
第1课时 动能和势能
知识点1：能量
1．(多选)关于功和能的关系，下列说法中正确的是( )
A．一个物体没有做功，它一定不具有能量
B．一个物体能够做的功越多，其能量一定越大
C．一个物体具有能量，说明它正在做功
D．一个物体能够做功，说明它具有能量
BD
知识点2：动能
2．【教材情境素材改编】如图甲、乙是“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中hA＝hB，下列说法正确的是( )
A．两图是探究木块被小球撞击时的动能
B．图中两次实验可以模拟汽车超载带来的危害
C．两图实验装置中不能探究动能大小和速度的关系
D．图中实验的水平面若是光滑的，也能完成本次实验
B
3．以同样速度行驶的大卡车和小轿车， 动能大，所以在同样的道路上，不同车型限制车速不同。大卡车的最大速度应比小轿车 (选填“大”或“小”)。
大卡车
小
知识点3：势能
4．【传统文化】汉字博大精深，是中华民族创造的令人叹为观止的文化瑰宝。下列词语中所描述的物体，具有弹性势能的是( )
A．箭去似流星 B．弓开如满月
C．云来云又往 D．蜻蜓立竿头
B
5．【社会责任】民法典中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中我们要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因是因为高处的物体具有较大的( )
A．重力 B．动能
C．重力势能 D．弹性势能
C
6．【物理学与日常生活】撑竿跳高运动员对撑竿施加力，该力作用在撑竿上使撑竿发生 形变；然后撑竿能把运动员弹高越过横杆，这说明撑竿具有 能。
弹性
弹性势
7．如图是小明“探究重力势能大小跟哪些因素有关”的实验，图中物体质量的关系：mA＝mB＜mC，物体被举高度关系hA＝hC＜hB，木桩开始时高度相同。
(1)分析图中 两次实验可以得到的实验结论：质量相同时，物体被举的越高，重力势能越大。
(2)分析图中甲、丙两次实验可以得到的实验结论： 0
。
(3)图中B、C两个物体的重力势能大小EB (选填“＞”“＜”或“＝”)EC。
甲、乙
高度相同时，物体的
质量越大，重力势能越大
＝
8．同一水平地面上甲、乙两物体，甲的动能比乙的动能大。则下列说法中正确的是( )
A．甲的质量一定比乙的大
B．甲的速度一定比乙的大
C．甲的质量和速度都比乙的大
D．甲做功本领比乙强
D
9．【现代科技】在神舟二十号飞船加速上升过程中，若不考虑其质量变化，下列分析正确的是( )
A．重力势能增加，动能不变
B．重力势能减少，动能增加
C．重力势能增加，动能增加
D．重力势能不变，动能不变
C
【思路点拨】依据动能和重力势能的影响因素(质量、速度、高度)，结合飞船加速飞升时质量不变，高度增大进行分析。
10．(多选)跳水是中国最具有传统优势的项目之一，如图为某运动员正在跳水的情景，
下列说法正确的是( )
A．运动员向下压板的过程中，跳板具有的弹性势能逐渐变大
B．运动员自由下落的过程中，其重力势能保持不变
C．运动员踩板时跳板弯曲说明力可以改变物体的形状
D．运动员对跳板的压力因为跳板发生了弹性形变而产生的
AC
11．相对于水平面，下列物体：①安装在墙上的空调；②被拉开的弹簧门；③空中飞行的小鸟；④在水平地面冰场上滑行的运动员；⑤正从斜坡上滚下的石头；⑥在平直公路上行驶的汽车。其中只具有动能的是 ，只具有势能的是 ，既具有动能又具有势能的是 。
④⑥
①②
③⑤
12．如图所示，货架上放着A、B、C三个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C为铁球，那么A和B两球相比较， 球的重力势能大；B和C两球相比较，做功本领更大的是 球。(ρ铅>ρ铁)
A
B
13．在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，小明让钢球从斜面上某一高度处由静止滚下，撞击水平面上的同一木块，实验现象如图甲、乙、丙，其中hA＞hB＝hC，mA＝mB＜mC。
(1)实验中研究的是 (选填“钢球”或“木块”)的动能大小，该实验通过
来判断动能大小，该步骤使用的物理实验方法是 法。
(2)让小球从斜面的不同高度由静止滚下，目的是探究小球的动能大小与
的关系，实验中需要控制小球的 相等。
钢球
木块移动的距离
转换
速度
质量
(3)分析图甲和图乙可得出，当 一定时，物体 越大，物体具有的动能越大。
(4)结合该实验，小明联想到许多交通事故中，造成安全隐患的因素与汽车“超载”和“超速”有关，为探究“超载”的安全隐患，应选择 两图的实验来进行比较。
质量
速度
乙、丙
14．【科学思维】两辆相同的车相撞，一辆车车速快，一辆车车速慢。由力的作用是相互的得知，两辆车受到的作用力是相当的，因此损害也是一样的。但与车相比，人的安全往往更重要，车在向前高速运动时瞬间减速，此时人由于 因此向 (选填“前”或“后”)倾。两辆车撞击前，速度快的车 (选填“动能大”或“重力势能大”)，速度慢的车则相反，所以慢车车速会迅速减为0，并且被快车撞退，快车车速会降低，最终降为0，慢车减速度比快车大，因此 (选填“快车”或“慢车”)中的人受伤更严重。
惯性
前
动能大
慢车
11．4 动能和势能
第2课时 机械能的转化
知识点1：动能和势能的转化
1．【生活情境】关于弹簧门被推开后自行关闭的过程中的能量转化，下列说法中正确的是( )
A．弹簧的弹性势能转化为门的动能
B．门的动能转化为弹簧的弹性势能
C．门的势能转化为弹簧的动能
D．弹簧的动能转化为门的势能
A
2．一架执行人工降雨任务的飞机，沿水平方向匀速飞行，并不断向下抛撒“液氮”，在此过程中飞机的动能逐渐 ，重力势能逐渐 ；上述过程中飞机的动能和重力势能之间 (选填“有”或“没有”)相互转化。
减小
减小
没有
知识点2：机械能中总能量的变化
3．某新型智能无人机用于汇演活动航拍，当它竖直向上匀速运动的过程中( )
A．动能增大，重力势能增大，机械能增大
B．动能减小，重力势能增大，机械能不变
C．动能不变，重力势能增大，机械能增大
D．动能减小，重力势能增大，机械能减小
C
4．【教材情境素材改编】如图为小明自制的过山车的简易模型，钢球在斜轨A点由静止释放，恰好能通过轨道内侧最高处C点，走完一圈圆形轨道后，再爬上斜轨到达D点并静止，
则( )
A．小球从A运动到B的过程，动能增大，重力势能增大
B．小球从A运动到B的过程，动能不变，重力势能增大
C．小球从B运动到C的过程，动能转化为重力势能，机械能不变
D．小球从B运动到C的过程，动能转化为重力势能，机械能减小
D
5．【生活情境素材改编】关于跳高运动员在比赛中的能量，下列说法正确的是( )
A．助跑过程中，动能保持不变
B．助跑过程中，机械能总量保持不变
C．起跳后的上升过程中，重力势能增大
D．越过横杆后的下降过程中，动能保持不变
C
6．(河北中考)河北省首条低空无人机物流运输航线已试航成功。下图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是( )
A．无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小
B．无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变
C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零
D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大
B
7．(无锡中考)如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高，摆球到达B点时动能为 J；摆球从A点到O点的过程中，
能转化为动能。整个过程中，摆球的机械能大小 (选填“不变”或“减小”)。
0
重力势
不变
【思路点拨】A、B两点等高，说明摆球从A点到B点的过程中机械能守恒；判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是减小的能量转化为增多的能量。结合动能和重力势能的影响因素分析。
8．【生活情境】避险车道被称为高速公路上的“救命道”，失控车辆冲上避险车道后，速度会下降，在这个过程中，发生的机械能之间的转化是
能转化为 能。
动
重力势