第11课时　功和机械能 课件--《中考快车道》物理总复习

(共24张PPT)
第11课时　功和机械能
第三单元
2026
内容索引
01
基础自主导学
02
规律方法探究
基础自主导学
一、功
1.概念
如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。
2.做功的两个必要因素
(1)作用在物体上的力;
(2)物体在这个力的方向上移动的距离。
3.计算公式
W=Fs 。
4.单位
焦耳(J),1 J=1 N·m。
二、功率
1.物理意义
表示物体做功快慢的物理量。
2.概念
功与做功时间的比。
3.公式
4.单位
瓦特(W),1 W=1 J/s。
三、动能和势能
1.能量
物体能够对外做功就具有能量。
2.动能
(1)概念:物体由于运动而具有的能。
(2)影响动能大小的因素。
①速度:质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大。
②质量:运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越大。
3.势能
(1)重力势能:在地球表面附近,物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能。物体的质量越大,位置越高,它具有的重力势能就越大。
(2)弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能。物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。
四、机械能及其转化
1.概念
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
2.转化
动能和势能可以相互转化,如滚摆、单摆等。
3.机械能守恒
如果只有动能和势能相互转化,那么尽管动能、势能的大小会变化,但动能和势能的总和不变,或者说,机械能是守恒的。
4.水能和风能的利用
(1)能量:流动的水和风具有大量的机械能。
(2)利用:发电,即将水能和风能转化为电能。
规律方法探究
1.关于功的计算问题
关于功的计算问题,一般综合性较强,往往综合考查重力公式、二力平衡、力的三要素、力和运动的关系等问题。
【例1】 某工人在水平地面上,用100 N水平推力以 0.5 m/s 的速度匀速推动500 N的物体,使它沿水平方向移动10 m,该过程中工人所做的功是
　　　J,水平推力的功率是　　　W。
解析:该过程中工人所做的功W=Fs=100 N×10 m=1 000 J,所用时间
答案:1 000　50
一个重200 N的物体在水平拉力作用下匀速前进了25 m,拉力撤销后,物体由于惯性又前进了10 m。若拉力做的功为500 J,则拉力的大小为
　　　　　N。
答案:20
解析:题中描述的过程,在水平拉力作用下前进了25 m,拉力对物体做了功。而物体由于惯性前进了10 m,这一过程拉力消失了,所以拉力对物体没有做功。由W=Fs得,
2.人体输出功率的测量与计算
测定人体输出功率时,均利用P=计算。
【例2】 三位同学准备进行爬楼比赛,看看谁的功率大。他们展开了如下的讨论:
甲:只有测出各自的重力(或质量)、爬楼用的时间和爬楼的高度,才能进行比较;
乙:在爬楼的时间相同时,只要测出各自的重力(或质量)、爬楼的高度,就可以进行比较;
丙:在爬楼的高度相同时,只要测出各自的重力(或质量)、爬楼的时间,就可以进行比较。
正确的是(　　)
A.甲、乙和丙　　B.甲和乙 C.甲和丙 D.乙和丙
解析:在爬楼的过程中,需要克服人的重力做功,即所做的功W=Gh=mgh,故爬楼的功率 ,在爬楼的时间相同时,只要测出各自的重力(或质量)、爬楼的高度,就可以进行比较;在爬楼的高度相同时,只要测出各自的重力(或质量)、爬楼的时间,就可以进行比较,故正确的选项是D。
答案:D
某同学质量是40 kg,在体育中考“1 min跳绳”测试中,她每次起跳的高度约5 cm,测试成绩是150次,g取10 N/kg。1 min内该同学克服自身重力做的功约为　　　　J,平均功率约为　　　　W。
答案:3 000　50
解析:该同学每起跳一次克服自身重力做的功W1=Gh=mgh=40 kg×
10 N/kg×0.05 m=20 J,该同学在1 min内克服自身重力做的功W=150×W1=150×20 J=3 000 J,平均功率P==50 W。
3.关于机械能大小的判断
(1)根据机械能=动能+势能来判断。
【例3】 冬奥会上滑雪运动员从山坡上匀速滑下,则运动员的(　　)
A.动能不变,重力势能减少 B.动能增加,重力势能减少
C.机械能守恒 D.机械能增加
解析:滑雪运动员从山坡上匀速滑下,运动员的质量是保持不变的。由于运动员的速度也没变,所以动能不变。运动员高度降低了,所以重力势能减少了。机械能=动能+重力势能,由于动能不变,重力势能减少,所以机械能的总量是减少的。
答案:A
(2)在动能和势能的转化过程中,若存在摩擦,则机械能减少。
【例4】 某同学骑自行车下一长坡时,在途中由于车速过快,于是捏紧刹车,降低车速,保持安全速度匀速行至坡底,下车检查,发现刹车片发烫。有关此过程的说法,正确的是(　　)
A.刚下坡时,动能转化为重力势能
B.匀速下行时,重力势能转化为动能
C.匀速下行时,机械能保持不变
D.刹车片发烫,是因为做功改变了内能
解析:刚下坡时,重力势能转化为动能,故选项A错误。匀速下行时,动能不变,所以重力势能没有转化为动能,故选项B错误。匀速下行时,动能不变,重力势能转化为内能,机械能减少,故选项C错误。刹车时,刹车片和轮胎互相摩擦,内能增加,这一过程中机械能转化成了内能,但能的总量不变,故选项D正确。
答案:D
(3)在动能和势能的转化过程中,若题中有“光滑”“自由”“不计阻力”等文字,则说明不计摩擦,一般机械能守恒。
【例5】 (多选)如图所示,在荡秋千时(不计能量损失),下列说法正确的是(　　)
A.经过最低点时,动能最小
B.到达最高点时,机械能最大
C.整个过程动能与重力势能之和不变
D.在向下摆的过程中,重力势能转化为动能
解析:荡秋千时,当人向最低点运动时,其质量不变,速度变大,故动能变大,即到达最低点时速度最大,动能最大,选项A错误。不计能量损失,人和秋千运动过程中动能和重力势能的总和,也就是机械能是一定的,选项B错误,选项C正确。在向下摆动过程中,动能增大,重力势能减小,此过程重力势能转化为动能,选项D正确。
答案:CD