中考物理（贵州专用）复习教材考点第十讲功和机械能课件（59页ppt）

(共59张PPT)
第十讲　功和机械能
1. 定义：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的 上移动了 一段距离，就说这个力对物体做了功。
2. 做功的两个条件：（1）作用在物体上的 ；（2）物体在这个力 的方向上 。
方向　
力　
移动的距离　
知识点　1　功的概念（3年1考）
物体在水平方向不受力， 因惯性而动 物体受力，但静止 （受平衡力） 有力有距离，力的方 向上无距离
踢出去的足球向前滚动 推而未动，搬而未起 人提着水桶沿水平面 前进
3. 三种不做功的情况
1. （沪科八全P233图10-2改编）如图（a）所示，某同学提着水桶在水平 路面上前行5 m，这个过程中该同学对水桶 ；图（b）中的 同学用100 N的力推汽车，但未推动，乙同学对汽车 。 （均选填“做了功”或“没有做功”）
没有做功　
没有做功　
力学中，功等于力与物体在力的方向
上移动的距离　
功　
时
间　
W＝Gh　
W＝fs　
匀速直
线　
知识点　2　功和功率
2. （沪科八全P235T3改编）小明用20 N的水平推力，将重为150 N的购物 车沿水平地面向前推动了10 m。在此过程中，推力对购物车做 功 J，重力对购物车做功 J。
3. （人教八下P90T1改编） 一辆汽车发生故障失去动力后，用另一辆汽车 将其沿直线道路匀速拉至0.9 km外的维修站，用时2 min。若拉力为720 N，则在此过程中拉力对汽车做功的功率是 W。
200　
0　
5 400　
1. 能：物体能够对外 ，我们就说这个物体具有能量，简 称 。单位： ，符号是 。
注意：（1）物体具有做功的本领，这个物体 在做功；（2）一 个物体能够做的功越多，表示这个物体的 越大。
做功　
能　
焦耳　
J　
不一定　
能量　
知识点　3　动能和势能（3年3考）
2. 动能和势能
运动　
高度　
弹
性形变　
质量　
速度　
质量　
大　
4. （人教八下P96图11.4-2）蹦床运动是体操运动的一种，如图所示，当 运动员被蹦床弹起，离开蹦床向上运动到最高点的过程中，他的重力势 能 ，动能 ，动能转化为 能。
增大　
减小　
重力势　
1. 定义： 、 和弹性势能统称为机械能。
动能　
重力势能　
知识点　4　机械能及其转化（3年2考）
转化 动能和势能可以相互转化，有摩擦阻力时，动能与势能转化过 程中，机械能会
守恒 没有空气阻力、摩擦阻力等，只有动能和势能相互转化
注意：若题干中没有明确说明忽略摩擦或空气阻力，则要考虑物体在运 动过程中是否存在摩擦或空气阻力，若存在，则机械能减小，有一部分 能量会转化为 能。
减小　
内　
2. 机械能的转化和守恒
5. （人教八下P97图11.4-3改编）如图是小球摆动的情景图。若不受空气 阻力，小球只有动能和势能的转化，小球在最低点（B点）时 最 大，从最低点（B点）向最高点（C点）运动时，它的动能 ，重力 势能 。（后两空均选填“变大”“不变”或“变小”）
动能　
变小　
变大　
6. （沪科八全P249图10-25改编）如图所示，在小康将跳跳杆中的弹簧向 下压的过程中，小康的重力势能 ，弹簧的弹性势能 。
减小　
增大　
[基础考法]
【实验装置】
【主要实验器材】钢球、木块、斜槽
【实验方法】
1. 法
2. 法：通过 判断钢球动能的大小。
控制变量　
转换　
木块移动的距离　
【设计与进行实验】
实验思路：①探究物体的动能与质量的关系：控制物体的速度不变，改变 物体的 ；
②探究物体的动能与速度的关系：控制物体的 不变，改变物体 的 。
质量　
质量　
速度　
2. 改变钢球的 ，让不同的钢球从 由 开始滚 下，分别记下木块移动的距离。
移动的
距离　
质量　
同一高度　
静止　
进行实验：
【实验现象】
实验次数 1 2 3 4 5
钢球的质量m/g 10 10 10 20 30
钢球释放的高度h/cm 5 10 15 5 5
木块移动的距离s/cm 10 38 86 18 29
【实验结论】
质量相同的物体， ，它的动能越大；运动速度相同的 物体， ，它的动能越大。
运动的速度越大　
质量越大　
[能力提升]
【交流与反思】
2. 能量转化：钢球从斜面滚下，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　
木块做匀
速直线运动，无法比较运动距离的长短　
重力势　
动　
机械　
内　
3. 实验中探究的“物体的动能”是指 （选填字母）。
B　
A. 钢球在斜面上的动能
B. 钢球撞击木块时的动能
C. 木块被撞击后的动能
5. 实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请 你写出一条改进措施： 。
斜面的高度　
木块移动的距
离　
增大斜面高度　
[核心素养]
【实验改进】
1. 实验中如果使用小车相比使用钢球的优点是小车的 更容易 控制。
2. 木块滑出长木板的解决方案
（1）若图中木块滑出长木板：
①减小钢球在斜槽上释放的 ；
②减小钢球的 ；
③增大长木板的粗糙程度；
④增大木块的质量
运动方向　
高度　
质量　
适当减小乙实验中钢球在斜槽上释放的高度（或增加长木板的长度，合
理即可）　
3. （1）小李同学将实验装置改进成图甲所示，用同一小球将同一弹簧压 缩不同程度后由静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比 较，可以研究小球的动能大小与 （选填“质量”或“速度”）的 关系。
速度　
（2）小李觉得利用图甲的装置，还能探究小球的动能大小与质量的关 系。只需利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞 击同一木块；小华觉得将质量不同的小球从同一高度静止释放（图乙）撞 击同一木块，也能探究小球的动能大小与质量的关系。你认为 （选填“小李”“小华”或“小李和小华”）的设计方案可行，如果用小 李的方案，你将观察到的现象是 。
小华　
木块最终移动的距离相同　
【例】　如图是探究“动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中， 钢球质量mA＝mB＜mC，由静止开始释放的高度hA＜hB＝hC。
　
（1）动能是指钢球碰撞 （选填“前”或“后”）的动能；三次实 验中，图中 钢球上的动能最大。
前　
丙　
（2）通过比甲、乙两次实验，可以得到： （选填序号：①动能 与速度的关系，②动能与高度的关系，③重力势能与高度的关系）。
（3）做丙图实验时，硬纸盒被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成硬纸 盒损坏需改进丙图实验，再与乙图实验对比。在不改变木板长度的情况 下，应采用以下方法 （选填字母）。
A. 换用质量比B小的钢球
B. 给水平木板铺上毛巾
C. 适当降低钢球的初始高度
D. 换用一个较结实的木块
①③　
A　
（4）做乙图实验时，钢球撞硬纸盒后继续向前运动，硬纸盒在水平木板 上滑动0.4 m后停下，硬纸盒在滑动过程中受到0.5 N的摩擦力，则硬纸盒 克服摩擦力所做的功W＝ J，设钢球与硬纸盒碰撞前的动能为E1， 则E1 （选填“大于”“等于”或“小于”）W。
0.2　
大于　
A. 司机用力推汽车，汽车不动
B. 人推自行车前进
C. 学生背着书包在水平路面上匀速前进
D. 足球被踢后，在草地上滚动了一段距离
B
没
有　
没有　
没有　
有力无距离 物体受到力的作用，但是没有移动距离
有距离无力 物体虽然移动了距离，但是没有受到力的作用（例如：物体 靠惯性移动）
有距离有力 物体受到力的作用，也移动了距离，但距离不是沿着力的方 向移动的
[方法指导]　不做功的三种情况
A. 静止的小车在拉力的作用下向前运动　 B. 搬而未起
C. 提着水桶在水平路面上匀速前进 D. 运动员将杠铃举起后停留了3 s
A
D
A. 受到的重力小于阻力
B. 下落的平均速度为20 m/s
C. 机械能先增加再减小最后保持不变
D. 运动员的重力做功的平均功率为5×103 W
等于　
vt后＝6 m/s×15 s＝90
m　
s前＋s后＝210 m＋90 m＝300 m　
m/s　
大　
小　
减小　
减小　
减小　
减小　
Gh
＝500 N×300 m＝1.5×105 J　
（2025·威海）如图所示，用150 N的推力沿斜面向上将重为500 N的小车从 斜面（高1.2 m，长5 m）底端匀速推到顶端，用时20 s。则推力做功 为 J，有用功的功率为 W。
750　
30　
A. 动能增大 B. 动能减小
C. 重力势能增大 D. 重力势能减小
C
质量　
速度　
不变　
质量　
高度　
增
大　
C
A. 静止时不受支持力
B. 下滑过程机械能增大
C. 下滑过程重力势能减小
D. 离开轨道后沿轨道方向做匀速直线运动
ACD
A. 弹簧的弹性势能先减小后增大
B. O点时小球的动能与弹簧的弹性势能相等
C. 弹簧的弹性势能与小球动能之和保持不变
D. AO段的长度与OB段的长度相等
解题思路　由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，则AO段弹簧处于 压缩状态，OB段弹簧处于拉伸状态。①小球从A运动到O的过程中，弹簧 逐渐恢复原状，弹性形变程度变小，弹性势能变小，水平台面光滑，则小 球 摩擦力；该过程中小球所受弹力方向向右，其速度不断增大， 动能变大，所以此过程中弹性势能转化为 能；②到达O点时，弹簧 恢复原长，弹性势能为零，小球所受弹力 ，此时小球的速度最 大，动能 ；③小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉长，弹性形变 程度变大，弹性势能 ，该过程中小球所受弹力方向向左，其速度 不断减小，动能变小，所以此过程中动能转化为 能；
不受　
动　
为0　
最大　
变大　
弹性势　
则小球从A位置运动到B位置的过程中，小球的动能先增大后减小，机械 能 ，弹簧的弹性势能先减小后增大；O点时小球的动能 ， 弹簧的弹性势能为 ；由于整体的机械能守恒，所以任一位置弹簧的 弹性势能和小球的动能之和保持 ；由于机械能守恒，在两端的速 度为0，都只有弹性势能，而弹性势能相等，因而形变相等，故 AO BO。
[关键点拨]　物体运动时因克服摩擦做功，有一部分机械能转化为内 能，使机械能总量变小，但能量的总量保持不变。只有不计摩擦时机 械能才守恒。
守恒　
最大　
0　
不变　
＝　
D
A. 水从下水库被抽到上水库，重力势能减小
B. 物料运输车沿盘山路行驶，速度增大时，
动能减小
C. 放水发电时，水由上水库至下水库，水的机械能变大
D. 水沿自流排水洞自动向下流动时，重力势能转化为动能
命题点1　功的应用
1. （2025·贵州）如图所示，一木块在水平桌面上沿直线从A点滑行至B点 刚好停止，已知木块在A点时的动能为60 J。小明设想：若不计空气阻力， 我提供60 J的能量全部用来推动木块做功，就可以用下列两种方式将木块 沿原路推回A点。
方式一：用水平推力从B点推动木块，使其达
到某一速度后，保持这一速度推动至A点；
方式二：用水平推力从B点推动木块，使其运动一段距离后，撤去推力， 木块能滑行至A点。
请分别判断小明设想的这两种方式是否可行？说明理由。
答：木块在水平桌面上沿直线从A点滑行至B点刚好停止，已知木块在A点 时的动能为60 J，则木块在A、B两点间运动需要克服阻力做功60 J。
方式一中，用水平推力从B点推动木块，使其达到某一速度后，保持这一 速度推动至A点，则到达A点时木块速度不为零，动能不为零，则推动木块 做功需要大于60 J，所以方式一不可行；
方式二中，用水平推力从B点推动木块，使其运动一段距离后，撤去推 力，木块能滑行至A点，克服阻力做功不变，仍为60 J，所以推动木块做功 60 J，所以方式二可行。
命题点2　机械能及其转化
A. 0～t1时间内，雨滴所受空气阻力逐渐增大
B. t1时刻雨滴所受空气阻力大小为F2
C. 0～t1时间内，雨滴的动能保持不变
D. 0～t1时间内，雨滴的机械能逐渐减小
AD
3. （2021·铜仁市）如图所示，小球从A点摆到C点的过程中，不计空气阻 力， 能会先减小后增大；机械能总和 （选填“增 大”“减小”或“不变”）。
重力势　
不变　
命题点3　研究物体的动能跟哪些因素有关
4. （2022·贵阳）“十次事故九次快”说
明汽车超速会带来危害，汽车“多拉快跑”
更是追尾事故中的罪魁祸首，超速与超载
严重危害了道路交通安全。
小明通过实验探究货车超速与超载在追尾事
故中的危害，用到的器材有： 小车（模拟货车）、木块（模拟被追尾车辆）、砝码若干、坡度固定的斜 面。将小车从如图甲所示的A处自由释放，小车在水平面上运动一段距离s0 后停止，s0可视为刹车后运动的距离。将木块静置于小车右侧所在的位置B 处，表明符合核载量且在限速内的货车不会对前车追尾。
会　
距
离　
请回答下列问题：
（2）探究货车超载的危害：如图丙所示，木块置于B处，将砝码固定在小 车上，仍从A处释放小车，观察小车的运动情况。逐次增加砝码个数重复 实验，发现小车在水平面上运动的距离几乎都为s0，均未与木块撞击。小 明猜想：小车每次到达斜面底端时，虽其动能随 的逐次增大而增 大，但仍未追尾，原因可能是小车此时 还不够大。
质量　
速度　
（3）由（2）问中的实验看出小车超载几乎不会追尾前车，但生活中货车 超载引起的追尾事故却频频发生。请你在上述实验的基础上再设计一步实 验操作（木块仍置于B处），证明货车追尾前车会因超载带来危害。
将装有砝码的小车放在斜面顶端释放，观察木块被撞击后运动
的距离　
若木块运动的距离比乙图中木块运动
的距离更远，则木块两次运动距离之差即可体现仅因超载带来的危害程
度　
命题点4　机械能与航天技术
5. （2024·贵州）神舟系列飞船完成载人飞行任务后，航天员如何安全返 回地球？且看科技含量十足的返回舱如何带航天员安全“回家”，如图1 所示。
航天员在返回舱内 摩擦使防热材料烧蚀
伞使返回舱减速 成功着地
图1
图2
返回舱从进入大气层开始，经历了三个重要阶段。
第一阶段：返回舱与大气层剧烈摩擦，速度从7.9千米每秒逐渐降至几百 米每秒，实现“超级减速”。
第二阶段：当返回舱距离地面10 km左右时，降落伞打开，使返回舱速度 从200 m/s降至约7 m/s。
第三阶段：返回舱降至距地面1 m时，底部的反推发动机接收指令点火， 产生向上的推力，使返回舱速度降至1～2 m/s实现“温柔”着地。
请根据上述介绍，回答下列问题：
（1）要实现航天员安全“回家”，返回舱降低高度的三个阶段共同的核 心任务是 。
减速　
（2）返回舱在某阶段需通过舱内测距装置向地面发射信号，当返回舱接 收到地面反射信号，即可测出此时其所在高度。若信号采用电磁波，接收 到反射信号时的位置如图2所示；若信号采用超声波，请在虚线框内画出 返回舱接收到反射信号时的大致位置。由此判断，返回舱实时测距装置发 射的是 波。
（3）返回舱表面涂有隔热材料，通过烧蚀带走因与大气剧烈摩擦产生的大量热量，但仍有部分热量传至舱内使其温度升高。你认为在返回舱的设计上如何保持舱内温度适宜？（写出两条设计办法即可）
电磁　
图2
（4）第一阶段的“超级减速”过程中，请比较内能增加量E1和返回舱重力 势能减少量E2的大小关系，并说明理由。（忽略返回舱质量的变化）
答案：如图所示
（3）为了舱内温度不至于升得太高，可以利用热传递的特点，即返回舱 整体用隔热性好的材料即可。也可以利用物态变化，在返回舱的内侧放置 一层熔点低的物质能够在热量传进来时，让该物质熔化吸热，使得舱内温 度不至于升得太高。
（4）根据能量守恒定律，返回舱下降时重力势能减少、动能减少、内能升高，故内能增加量E1应该等于重力势能减少量E2和动能减少量之和，故E1应该大于E2。
命题点5　机械能与社会生活
6. （2025·贵州）一些容易倾倒的广告牌成为城市的安全隐患，如图甲所 示。这一问题引发了小明、小羽的思考：这类广告牌之所以容易倾倒，是 否与它们的结构特点有关？通过观察，他们绘制了这类广告牌的结构图 （如图乙所示），并猜想：在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下， 底座宽度越窄的越容易倾倒。
　　　
为验证猜想，他们制定了如下探究方案：制作两个展板相同、底座长度相 同但宽度不同的模型，底座质量不计，如图丙所示。用悬挂于铁架台上的 铁球撞击展板，模拟外界对展板的作用，记录观察到的现象并进行分析。
接下来请参与他们的探究并回答以下问题：
（1）如图丁所示，他们让铁球静止时与展板接触但不挤压。拉起铁球， 松手后铁球由静止向下摆动，铁球的重力势能转化为 能，使铁球具 有撞击展板的能量。
动　
（3）小羽对小明的结论提出了质疑。她选用了一个质量更大的铁球，重 复上述操作后发现：两块展板都被撞倒。这似乎证明了小明的结论是正确 的。你认为当撞击作用相同时，需观察到什么现象，才可对比出哪块展板 更容易倾倒？ 。
（2）小明先后两次释放铁球，分别撞击两块展板最上端。为使两次的 撞击作用相同，摆线被拉开的角度α应该 。撞击后发现：两块 展板都未倾倒。由此，小明得出“广告牌是否容易倾倒与底座宽度无 关”的结论。你认为他能否根据实验现象得到这一结论？ 。 （无需说明理由）
相同　
不能　
两展板都未倾倒时倾斜的最大角度　
（4）在不改变实验装置的前提下，如何验证“在广告牌展板相同、底 座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒”，请写出你的操 作方法。
答案：操作方法为：保持摆线拉开的角度α不变，多次改变铁球的质量 （或保持铁球质量不变，多次改变摆线拉开的角度α），分别用铁球撞击 底座宽度不同的两块展板，观察并记录展板倾倒时铁球的质量（或摆线的 角度），质量越小（或摆线角度越小）就倾倒的展板，说明其越容易倾 倒，若底座宽度窄的展板先倾倒，则可验证猜想。