第五单元机械能-物理批注版
高中物理《机械能》知识点总结
高中物理《机械能》知识点总结一、功1概念:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。
功是能量转化的量度。
2条件:.力和力的方向上位移的乘积3公式:W=F S cosθ--某力功,单位为焦耳(--某力(要为恒力,单位为牛顿(S--物体运动的位移,一般为对地位移,单位为米(m--力与位移的夹角4功是标量,但它有正功、负功。
某力对物体做负功,也可说成"物体克服某力做功"。
当时,即力与位移成锐角,功为正;动力做功;当时,即力与位移垂直功为零,力不做功;当时,即力与位移成钝角,功为负,阻力做功;5功是一个过程所对应的量,因此功是过程量。
6功仅与F、S、θ有关,与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。
7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。
即W总=W1+W2+...+Wn或W总=F合Scosθ8合外力的功的求法:方法1:先求出合外力,再利用W=Flcosα求出合外力的功。
方法2:先求出各个分力的功,合外力的功等于物体所受各力功的代数和。
二、功率1概念:功跟完成功所用时间的比值,表示力(或物体做功的快慢。
2公式:(平均功率(平均功率或瞬时功率3单位:瓦特W4分类:额定功率:指发动机正常工作时最大输出功率实际功率:指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率,P实≤P额。
5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化,采用的基本公式是P=Fv和F-f=ma6应用:(1机车以恒定功率启动时,由(为机车输出功率,为机车牵引力,为机车前进速度机车速度不断增加则牵引力不断减小,当牵引力时,速度不再增大达到最大值,则。
(2机车以恒定加速度启动时,在匀加速阶段汽车牵引力恒定为,速度不断增加汽车输出功率随之增加,当时,开始减小但仍大于因此机车速度继续增大,直至时,汽车便达到最大速度,则。
三、重力势能1定义:物体由于被举高而具有的能,叫做重力势能。
2公式:h--物体具参考面的竖直高度3参考面a重力势能为零的平面称为参考面;b选取:原则是任意选取,但通常以地面为参考面若参考面未定,重力势能无意义,不能说重力势能大小如何选取不同的参考面,物体具有的重力势能不同,但重力势能改变与参考面的选取无关。
人教版八年级下册物理第五单元《功和机械能-章末小结与提升》PPT课件
静止向下运动,到达水平面时的速度一定,质量越大,所具有的动能越大,对木块做功越
多,木块移动的距离越长。
【答案】 ( 1 )大
大
( 2 )高 大
实验活动
【针对训练】
小明利用如图所示的装置来验证影响物体动能大小的因素。甲、
乙两图装置相同,分别是同一小球先后从 A、B 两处由静止滚下,钻
力势能,所以动能减小,小于200 J,A项错误;小球从a点抛出时具有300 J的机械
能,其中动能为200 J,则重力势能为300 J-200 J=100 J,由于a、c在同一水平面
内,所以小球在a、c两点的重力势能相等,均为100 J,B项正确;小球在d点的重力
势能为零,由于机械能总量不变,所以小球在d点的动能为300 J,C项正确;不计空
知识网络
功和机械能
定义: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
做功的两个必要因素:作用在物体上的力、物体在这个力的方向上
功 = 1 N·m
定义:功与做功所用时间之比叫做功率,它是用来表示
做功快慢
的物理量
B.小球从 A 点运动到 B 点的过程中,势能的减少量等于动能的增加量
C.小球从 A 点运动到 B 点的过程中,势能的减少量与动能的增加量之差等于 W
D.小球从 A 点运动到 C 点的过程中,机械能的减少量等于动能的增加量
重点突破
【解析】因为有摩擦力的存在,少部分机械能转化成内能,使机械能总量减少,因此小
;
( 2 )实验现象:
①同一钢球从斜面上不同高度处由静止向下运动。在水平木板上撞击木块,钢球开始向下
第五单元机械能-高中物理批注版(精品高中高考物理学习资料)
第五单元机械能本单元知识由功和功率、动能和重力势能、功和能的关系以及机械能守恒定律组成。
其中功和能的关系、机械能守恒定律是本单元的重点。
本单元中，功和能是两个重要的基本概念，它们之间既有密切的联系，又有区别。
功和能的关系（功是能量变化的量度）、机械能守恒定律是两个重要的基本规律，其中机械能守恒定律是我们学习各种不同的能量转化规律的起点，因而本单元的内容不仅是力学的重要内容，而且在高中物理中也占有举足轻重的地位，在解决有关功和能问题时，应以功和能的概念为基础，以功和能的关系为依据。
在本单元的学习中，功的一般计算式是在初中学习的基础上得出的。
功率的概念是在与速度、加速度等概念建立的类比基础上形成的。
在初中知识“物体能做多少功说明它有多少能量”的认知基础上，通过DIS实验探究和理论探究得到动能的定量表达式；通过理论推导得到重力势能的定量表达式。
机械能守恒定律是通过实验探究和理论探究两种方法得到的。
在学习中要注意初中知识与高中知识的统一，要利用身边的事和物来学习物理知识，注意各种学习方法的灵活应用。
学习要求内容1．功。
2．功率。
3．动能。
4．重力势能，弹性势能。
5．功与能量变化的关系。
6．机械能守恒定律。
7．学生实验：用DIS研究机械能守恒定律。
要求1．理解功理解力和物体在力的方向上通过的位移是功的两个要素，理解功的概念及数学表达式，知道功的符号和单位；学会计算恒力做功；理解功是标量以及正功、负功的物理意义；会计算几个力做功的总和；知道在F-s图中，可以用F与s关系的图线与坐标轴所包围的面积表示功的大小。
在已知W＝Fs的基础上建立W＝Fs cosθ的过程中感受从特殊到一般的学习过程。
在用F-s关系图计算功的大小的过程中认识数学知识在物理学习中的广泛应用。
通过学习我国古代劳动人民发明的做功机械，激发民族自豪感。
2．理解功率理解功率的概念及数学表达式，知道功率的符号和单位；理解平均功率和瞬时功率、额定功率和实际功率的区别与联系，能选用合适的公式进行功和功率的计算；能运用功率的概念与公式P＝Fv，解释“汽车发动机的功率一定时牵引力与速度的关系”等实际问题，通过做功快慢的学习认识物理学中比较快慢的方法，经历建立反映快慢的物理量的过程，在理解机械的额定功率和实际功率的过程中，体验物理知识在生产生活中的广泛应用。
机械能知识点总结初中物理
机械能知识点总结初中物理一、动能1. 动能的定义动能是物体由于运动而具有的能量，它与物体的质量和速度有关，通常用K表示，动能的大小可用以下公式表示：K = 1/2 mv²其中，m为物体的质量，v为物体的速度。
2. 动能的性质（1）动能与速度的平方成正比从动能的公式可以看出，动能与速度的平方成正比，即当速度增加时，动能的大小也会增加；当速度减小时，动能的大小也会减小。
（2）动能与质量的倍数成正比动能的大小还与物体的质量成正比，即当物体的质量增加时，动能的大小也会增加。
（3）动能与高度无关动能与物体的高度无关，即动能只与速度和质量有关。
3. 动能的转化在机械运动中，动能可以通过以下几种方式转化：（1）机械能的转化：例如自由下落物体的动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能。
（2）摩擦力的作用：在物体运动中，摩擦力的作用会使动能转化为热能、声能等其他形式的能量。
（3）碰撞：在碰撞过程中，物体的动能也会发生转化，一部分动能被传递给其他物体。
二、势能1. 势能的定义势能是物体由于位置的不同而具有的能量，通常用Ep表示。
在重力场中，物体的势能与其高度有关，一般可用以下公式表示：Ep = mgh其中，m为物体的质量，g为重力加速度，h为物体的高度。
2. 势能的类型（1）重力势能：当物体在重力场中具有高度时，它会具有重力势能。
（2）弹簧势能：当物体被弹簧拉伸或压缩时，它会具有弹簧势能。
3. 势能的性质（1）势能与高度成正比从势能的公式可知，势能与高度成正比，即当高度增加时，势能的大小也会增加，反之亦然。
（2）势能与质量无关势能与物体的质量无关，即在相同高度下，质量不同的物体具有相同大小的势能。
4. 势能的转化在机械运动中，势能可以通过以下几种方式转化：（1）机械能的转化：例如上升物体的势能可以转化为动能，动能也可以转化为势能。
（2）弹簧的作用：在弹簧系统中，物体具有弹簧势能，当弹簧释放时，弹簧势能会转化为动能等其他形式的能量。
机械能知识点总结
机械能知识点总结一、机械能的定义机械能是指物体由于运动或位置而具有的能量。
机械能包括动能和势能两部分。
动能是物体由于运动而具有的能量，可表示为 ½mv²，其中 m 为物体的质量，v 为物体的速度。
势能是物体由于位置而具有的能量，可表示为 mgh，其中 m 为物体的质量，g 为重力加速度，h 为物体的高度。
二、机械能守恒定律机械能守恒定律是指在没有非弹性碰撞和外力的情况下，系统的机械能保持不变。
即系统的动能和势能之和在运动过程中保持不变。
这个定律可以表示为 E = K + U = 常数，其中 E为系统的机械能，K 为系统的动能，U 为系统的势能。
三、动能1. 动能的计算动能是物体由于运动而具有的能量，可表示为 ½mv²，其中 m 为物体的质量，v 为物体的速度。
动能与物体的速度成正比，与物体的质量成二次方关系。
当速度为零时，动能也为零。
2. 动能的转化动能可以通过碰撞或运动的方式转化成其他形式的能量，例如热能、声能等。
反之，其他形式的能量也可以转化成动能。
3. 动能的单位国际单位制中，动能的单位为焦耳（J），1 焦耳等于 1 千克·米²/秒²。
四、势能1. 势能的计算势能是物体由于位置而具有的能量，可表示为 mgh，其中 m 为物体的质量，g 为重力加速度，h 为物体的高度。
势能与物体的质量和高度成正比，与重力加速度成一次方关系。
2. 势能的转化势能可以通过变换位置的方式转化成其他形式的能量，例如动能或热能。
反之，其他形式的能量也可以转化成势能。
3. 势能的单位国际单位制中，势能的单位为焦耳（J），1 焦耳等于 1 千克·米²/秒²。
五、机械能守恒定律机械能守恒定律是指在没有非弹性碰撞和外力的情况下，系统的机械能保持不变。
即系统的动能和势能之和在运动过程中保持不变。
这个定律可以表示为 E = K + U = 常数，其中 E为系统的机械能，K 为系统的动能，U 为系统的势能。
《机械能》机械能、内能及其转化PPT课件赏析
课堂检测
机械能：
一、动能：物体由于运动 而具有的能叫动能。
动能的大小跟哪些因素有关？
动能的大小跟哪些因素有关？
猜想：1、动能的大小跟物体运动的速度有关； 设计实验方案：
实验：探究动能与速度的关系
动能大小的决定因素
（1）质量相同的小球从不同的高度滚下，小球的位置越高，滚下斜面
据介绍，全世界每年约有上万架次飞机受到不同程度的“鸟撞”。
“海阔凭鱼跃，天高任鸟飞”，可有个地方偏偏不能让鸟飞， 这就是飞机场。
二、重力势能：物体由于被举高而具有的能。 重力势能的大小可能跟哪些因素有关？
猜想： 1、重力势能的大小跟物体被举高度有关
2、重力势能的大小跟物体的质量有关
归纳结论：
1.质量相同时,物体被举得越_高_,重力势能越大； 2.被举高度相同时,物体的质量越_大,重力势能越大。
4．调节滑动变阻器的滑片改变待测电阻中的电流及两
端的电压，再测几组数据，并计算R 的值．
记录数据
测量次数 电压U/V
1
1
2
2
3
3
电流I/A 0.2 0.39 0.58
电阻R/Ω 5 5.1 5.2
为了使测量结果更准确应多次测量求平均值 电阻的计算:R= R1+R2+R3
3
注意事项
1．在连接电路前要调节电流表、电压表到零刻度． 2．连接电路时开关要断开，连接完电路要调节滑动 变阻器到阻值最大端． 3．连接好电路，在检查电路连接无误后要用开关试 触，在确定电路完好后再闭合开关S． 4．电压表和电流表要注意选择适当的量程．
（1）如何获取到未知电阻的电压？ （2）要想让定值电阻的电压能够替代未知电阻的电压， 这两个电阻如何连接比较好？ （3）若用滑动变阻器来完成实验，你又该怎样进行操作 呢？
物理必修二机械能和能源知识点
物理必修二机械能和能源知识点以下是物理必修二中与机械能和能源相关的重要知识点：1. 机械能：机械能是指物体由于运动或位置改变而具有的能量。
机械能可分为动能和势能两部分。
动能是物体由于运动而具有的能量，与物体的质量和速度平方成正比。
势能是物体由于位置的不同而具有的能量，与物体的重量和高度成正比。
2. 功和功率：功是用力作用在物体上的能量转化，是力对物体做功的量度。
功等于力乘以物体的位移。
功率是指单位时间内做功的速率，等于功除以时间。
3. 机械能守恒定律：在没有外力做功和能量损失的理想条件下，一个封闭系统中的机械能总量保持不变。
即初始机械能等于末端机械能。
4. 机械能转化和转移：机械能可以在不同形式之间进行转化和转移。
例如，一个从高处落下的物体，其势能逐渐减小，而动能逐渐增加，当物体抵达地面时，势能转化为动能。
5. 功率和能量消耗：功率是能量消耗的速率，单位为瓦特（W）。
在物体做功时，消耗的能量随着功率和时间的增加而增加。
6. 能源和能量转换：能源是指能量的源泉，可以用来做功或供给热量。
常见的能源包括化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能和可再生能源（太阳能、风能、水能等）。
能源可以通过各种方式转换为其他形式的能量，例如燃烧煤炭产生的化学能转化为热能和机械能。
7. 摩擦力和效率：摩擦力是两个物体接触时由表面不规则性引起的阻碍运动的力。
机械装置中常常出现能量损失，主要原因是摩擦力的存在。
效率是指机械装置将输入的能量转化为有用的功的比率，等于输出功与输入功的比值。
8. 单纯机械结构：单纯机械结构是指由一个或多个简单机械组合而成的装置，如杠杆、滑轮、斜面等。
简单机械结构可以改变力的大小、方向和作用点，实现力的传递和转换。
以上是机械能和能源相关的一些重要知识点，希望能对你的学习有所帮助。
2017九年级上册物理《机械能》知识点北师大版
XX九年级上册物理《机械能》知识点北师大版重要知识点杠杆和天平都是“左偏右调，右偏左调”2杠杆不水平也能处于平衡状态3动力臂大于阻力臂的是省力杠杆（动滑轮是省力杠杆）4定滑轮特点：能改变力的方向，但不省力动滑轮特点：省力，但不能改变力的方向判断是否做功的两个条：①有力②沿力方向通过的距离6功是表示做功多少的物理量，功率是表示做功快慢的物理量7“功率大的机械做功一定快”这句话是正确的8质量越大，速度越快，物体的动能越大9质量越大，高度越高，物体的重力势能越大0在弹性限度内，弹性物体的形变量越大，弹性势能越大1机械能等于动能和势能的总和2降落伞匀速下落时机械能不变（错）后检测如果一个物体能够____，我们就说这个物体具有能。
2一个物体具有的动能大小与它的____和______有关。
一个物体具有的重力势能大小与它的____和____有关。
3甲乙两人同时登上山顶，甲的体重大于乙的体重，则甲的势能____乙的势能。
4一只乒乓球和一只体育用的铅球从相同高度自由落下到地面时的速度相同，那么落地时动能较大的是_____。
在空气中匀速下落的降落伞受到方向向____的____力和方向向____的____力的作用，在下落过程中，它的动能____，势能____，机械能____。
6质量相等的正方体铜块和铝块，放在水平桌面上，则铜块重力势能____铝块的重力势能。
7托在手上的乒乓球有____能，当它离开手落向地板时，____能转化为____能。
当它撞击地板时发生弹性形变____能转化为____能。
在它恢复原状过程中，____能转化为____能。
它向上弹跳过程中____能转化为____能。
8跳高运动员越过横杆后向下落，在下落过程中____能增大，____能减小。
9在空气中斜向上抛出的小球在上升过程中受____力和空气阻力作用，小球的动能____，势能____，机械能____。
0空中飞行的钢球，若客观存在在某一时刻重力势能是30焦，动能是20焦，则钢球的机械能是____焦。
第五章 机械能
第五章机械能一、功：功等于力和物体沿力的方向的位移的乘积；1、计算公式：w=Fs;2、推论：w=Fscosθ, θ为力和位移间的夹角；3、功是标量，但有正、负之分，力和位移间的夹角为锐角时，力作正功，力与位移间的夹角是钝角时，力作负功；二、功率：是表示物体做功快慢的物理量；1、求平均功率：P=W/t；2、求瞬时功率：p=Fv,当v是平均速度时，可求平均功率；3、功、功率是标量；三、功和能间的关系：功是能的转换量度；做功的过程就是能量转换的过程，做了多少功，就有多少能发生了转化；四、动能定理：合外力做的功等于物体动能的变化。
1、数学表达式：w合=mv t2/2－mv02/22、适用范围：既可求恒力的功亦可求变力的功；3、应用动能定理解题的优点：只考虑物体的初、末态，不管其中间的运动过程；4、应用动能定理解题的步骤：（1）、对物体进行正确的受力分析，求出合外力及其做的功；（2）、确定物体的初态和末态，表示出初、末态的动能；（3）、应用动能定理建立方程、求解五、重力势能：物体的重力势能等于物体的重量和它的速度的乘积。
1、重力势能用E P来表示；2、重力势能的数学表达式： E P=mgh；3、重力势能是标量，其国际单位是焦耳；4、重力势能具有相对性：其大小和所选参考系有关；5、重力做功与重力势能间的关系（1）、物体被举高，重力做负功，重力势能增加；（2）、物体下落，重力做正功，重力势能减小；（3）、重力做的功只与物体初、末为置的高度有关，与物体运动的路径无关五、机械能守恒定律：在只有重力（或弹簧弹力做功）的情形下，物体的动能和势能（重力势能、弹簧的弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变。
1、机械能守恒定律的适用条件：只有重力或弹簧弹力做功；例：2、机械能守恒定律的数学表达式：3、在只有重力或弹簧弹力做功时，物体的机械能处处相等；例：4、应用机械能守恒定律的解题思路（1）、确定研究对象，和研究过程；（2）、分析研究对象在研究过程中的受力，判断是否遵受机械能守恒定律；（3）、恰当选择参考平面，表示出初、末状态的机械能；（4）、应用机械能守恒定律，立方程、求解；。
高考物理一轮复习 第五单元 机械能 54 功能关系和能量
【解析】 物体下落的高度 h＝ssinθ＝1 m，根据动能定理， 有 W 合＝12mv2－0＝1 J，B 项正确；摩擦力对物体做功 Wf＝－fs ＝－μmgcosθ·s＝－20 J，物体克服摩擦力做功 20 J，C 项正 确；重力做功 WG＝mgh＝20 J，物体重力势能减少 20 J，D 项 错误；根据动能定理，有 WF＋Wf＋WG＝12mv2－0，解得人对物 体做功 WF＝1 J，A 项错误．
A．物块的最大动能 Ekm 等于对应过程中重力与摩擦力对物 块做功之和
B．弹簧的最大弹性势能等于整个过程中重力与摩擦力对物 块做功之和
C ． 当 物 块 的 最 大 动 能 为 Ekm 时 ， 弹 簧 的 压 缩 量 x＝ mgsinα －μmgcosα
k D．若将物块从离弹簧上端 2s 的斜面上由静止释放，则下滑 过程中物块的最大动能等于 2Ekm
电场力做的功等于电势能的减少量． 感应电流克服安培力做的功等于产生的电能．
二、能量守恒定律 内容：能量既不会消灭，也不会创生，只会从一种形式
转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转 化和转移的过程中，能量的总量保持不变．
表达式：Δ E增＝Δ E减．
考点讲练
考点一 功能关系的理解与应用
力 F 作用下沿斜面移动．已知金属块在移动
的过程中，力 F 做功 32 J，金属块克服电场力做功 8 J，金属块
克服摩擦力做功 16 J，重力势能增加 18 J，则在此过程中金属块
的( )
Hale Waihona Puke A．动能减少 10 JB．电势能增加 24 J
C．机械能减少 24 J
D．内能增加 16 J
【答案】 AD 【解析】 根据动能定理，合力做功等于动能变化量，则 W 合＝WF＋W 电＋W 阻＋W 重＝－10 J，即动能减少 10 J；电势能 的变化量等于电场力做功，即ΔEp 电＝－W 电＝8 J，即电势能增 加 8 J；机械能的变化量等于除重力以外的其他力做功，即 E＝ WF＋W 电＋W 阻＝8 J，即机械能增加 8 J；内能增加量等于克服 摩擦力做功，即 16 J．综上所述，A、D 项正确．
2021年部编版八年级物理下册第五单元《机械能及其转化》教学PPT课件
减速下降靠近航母甲板的过程中B(
)
A．惯性变大
B．动能变小
C．重力势能不变
D．机械能不变
高频考题实战练 16．2018·苏州 质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲 杆运动，如图11－4－11所示。不计空气阻力，下列说法正确的是( D )
图11－4－11
高频考题实战练
A．只要A点高于D点，小环就能到达D点 B．若小环能到达D点，离开D点后将竖直向下运动 C．小环从A点到D点，重力势能一直减小，机械能不变 D．小环从A点到B点，动能一直增加，机械能不变
C.匀速下降的热气球
图11-4-2
D.加速上升的飞艇
知识要点分类练
知识点 2 机械能守恒
5．如图11－4－3所示是一个单摆。把小球拉到A点松手，可以观察到小球摆动过程 中摆动的幅度会逐渐减小，最终停下来。小球从A点开始向B点摆动过程中，_______ 能重转力化势为_____能；从动A点摆到C点的过程中，机械能_____(选填“减增小大”“不变”或 “减小”)；若不计摩擦和空气阻力，小球到达C点时所处的高度与A点相等，说明小 球的机械能_____(选填“守恒守”恒或“不守恒”)。
B
(
)
A．滚摆在下落过程中动能转化为重力势能
B．滚摆在下落过程中重力势能转化为动能
C．滚摆在最高处动能最大，重力势能最小
D．滚摆在下落过程中动能不断增大，重力势能不变
图11－4－1
知识要点分类练 4．如图11－4－2所示的四个实例中，机械能正在减小的是( C )
A.蓄势待发的火箭
B.水平匀速飞行的飞机
12．如图11－4－8所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道末端，小球从A处由
《机械能》知识点总结
《机械能》知识点总结机械能是物体具有的由于其运动而产生的能量。
机械能可以分为动能和势能两个方面，动能是物体由于速度而具有的能量，势能是物体由于其位置而具有的能量。
一、动能的概念与计算动能是物体在运动过程中所拥有的能量，它与物体的质量和速度有关。
物体的动能计算公式为：动能（KE）=1/2×质量（m）×速度的平方（v²）动能与速度的关系：-动能随速度的增加而增加-动能随速度的减小而减小动能与质量的关系：-动能与质量的增加成正比-动能与质量的减小成反比二、势能的概念与计算势能是物体由于其位置而具有的能量。
常见的势能有重力势能和弹性势能。
1.重力势能重力势能是物体由于位置较高而具有的能量，它与物体的质量、重力加速度和高度有关。
重力势能计算公式为：重力势能（PE）=质量（m）×重力加速度（g）×高度（h）重力势能与质量的关系：-重力势能与质量成正比重力势能与高度的关系：-重力势能与高度成正比2.弹性势能弹性势能是物体由于其形变而具有的能量，常见的弹性势能包括弹簧势能和弯曲势能。
弹簧势能计算公式为：弹簧势能（PE）=1/2×弹性系数（k）×形变的平方（x²）弹簧势能与弹性系数的关系：-弹簧势能与弹性系数成正比弹簧势能与形变的关系：-弹簧势能与形变的平方成正比三、机械能守恒定律根据机械能的定义，机械能在一个封闭系统中是守恒的。
也就是说，在没有外力做功和内部能量转化的情况下，系统的机械能始终保持不变。
机械能守恒定律适用于以下情况：-只有重力做功的自由落体运动-沿着水平面上的匀速直线运动-沿着斜面上运动四、能量转化与能量损失能量转化是指一种能量形式转化为另一种能量形式的过程。
能量转化领域中常见的过程有：1.动能转化为势能：例如物体上升时，动能逐渐转化为重力势能。
2.势能转化为动能：例如物体自由下落时，重力势能逐渐转化为动能。
3.动能转化为热能：例如摩擦使物体的动能逐渐转化为热能，使物体温度升高。
XX九年级上册物理《机械能》知识点北师大版
XX九年级上册物理《机械能》知识点北师大版重要知识点.杠杆和天平都是“左偏右调，右偏左调”2.杠杆不水平也能处于平衡状态3.动力臂大于阻力臂的是省力杠杆（动滑轮是省力杠杆）4.定滑轮特点：能改变力的方向，但不省力动滑轮特点：省力，但不能改变力的方向5.判断是否做功的两个条件：①有力②沿力方向通过的距离6.功是表示做功多少的物理量，功率是表示做功快慢的物理量7.“功率大的机械做功一定快”这句话是正确的8.质量越大，速度越快，物体的动能越大9.质量越大，高度越高，物体的重力势能越大0.在弹性限度内，弹性物体的形变量越大，弹性势能越大1.机械能等于动能和势能的总和2.降落伞匀速下落时机械能不变（错）课后检测.如果一个物体能够____，我们就说这个物体具有能。
2.一个物体具有的动能大小与它的____和______有关。
一个物体具有的重力势能大小与它的____和____有关。
3.甲乙两人同时登上山顶，甲的体重大于乙的体重，则甲的势能____乙的势能。
4.一只乒乓球和一只体育用的铅球从相同高度自由落下到地面时的速度相同，那么落地时动能较大的是_____。
5.在空气中匀速下落的降落伞受到方向向____的____力和方向向____的____力的作用，在下落过程中，它的动能____，势能____，机械能____。
6.质量相等的正方体铜块和铝块，放在水平桌面上，则铜块重力势能____铝块的重力势能。
7.托在手上的乒乓球有____能，当它离开手落向地板时，____能转化为____能。
当它撞击地板时发生弹性形变____能转化为____能。
在它恢复原状过程中，____能转化为____能。
它向上弹跳过程中____能转化为____能。
8.跳高运动员越过横杆后向下落，在下落过程中____能增大，____能减小。
9.在空气中斜向上抛出的小球在上升过程中受____力和空气阻力作用，小球的动能____，势能____，机械能____。
高中物理 第五章机械能解析
积盾市安家阳光实验学校第五章机械能高考考纲导航命题取向近几年高考，对本章考查的热点包括功和功率、动能理、机械能守恒律、能的转化和守恒律.考查的特点是灵活性强、综合面大、能力要求高.如变力做功的求法以及本章知识与牛顿运动律、圆周运动、动量理、动量守恒律及电磁学知识的综合用.功、、题型全、份量重,而且多年的高考压轴题均与本章的功、、挖掘隐含条件,寻找临界点,综合使用动量守恒律、机械能守恒律和能的转化和守恒律求解.备考方略1.复习本章内容把放在Ⅱ级要求的内容中，即：（1）功和功率概念.（2）动能变化和动能理.（3）机械能守恒律与能的转化守恒律.2.复习本章内容时注意：对本章的复习抓住功和能的关系这一基本线索，通过“能量转化”把知识联系在一起.（1）求一个力做功及做功功率，从恒力做功、变力做功及功能关系、动能理多角度进行训练，并进一步使学生明确“功是能量转化的量度”这一说法的内涵.（2）机动车启动问题对大多数同学而言是一个难关，关键让学生通过复习明白公式P=F·v的意义.过程分析方法，对两种启动方式进行详细剖析是非常有必要的.（3）动能理的复习，首先使学生明确其物理意义及用步骤，强调必须具有所有外力做功的总和才于物体动能变化量，其次要对物理过程进行分析.特别是对复杂过程整体使用动能理.（4）对机械能守恒律的三种表达形式，可通过一组相对简单的题目进行比较讲解，使学生真正理解三种形式的实质是相同的，但使用不同的形式解题在文字说明上有所体现，并注意选择最简解法.（5）机械能知识有非常强的综合性，大试题都与牛顿律、圆周运动、动量守恒、电磁学、热学知识相互联系，在指导学生解答这类问题时，一要让学生养成：首先理清物理情景；其次建立物理模型，然后把复杂的过程问题，分解成几个简单过程；最后列规律方程并求解的好习惯.第一课时功第一关：基础关展望高考基础知识一、功知识讲解1.义：物体受到力的作用，并在力的方向上发生一段位移,就说力对物体做了功.2.做功的两个不可缺少的因素:力和物体在力的方向上的位移.3.公式:W=Flcosα(α为F与l的夹角)功是标量,在单位制中,功的单位是焦耳(J).4.正功与负功功是标量,有正\,负之分.功的正\,负既不表示大小,也不表示方向,只表示是动力做功还是阻力做功.①当0≤α<90°时,cosα>0,W为正值,力对物体做正功,力是物体运动的动力,使物体的动能增加.②当α=90°时,cosα=0,W=0,表示力对物体不做功,力对物体既不起动力作用,也不起阻力作用,力没有使物体的动能发生变化.③当90°<α≤180°时,cosα<0,W为负值,力对物体做负功(或者说物体克服阻力做功),力是物体运动的阻力,使物体的动能减少.说明:力对物体做负功,常说成“物体克服某力做功”(取正值).这两种说法是效的,意义相同,例如竖直向上抛出的篮球,在上升过程中,重力做负功,也可以说成篮球克服重力做功.活学活用1.如图所示，小物块P位于光滑的斜面上，斜面Q位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力A.垂直于接触面，做功为零B.垂直于接触面，做功不为零C.不垂直于接触面，做功为零D.不垂直于接触面，做功不为零解析:斜面对小物体的支持力总是垂直于接触面，支持力是否做功要看支持力的方向和位移方向是否垂直.由于斜面体放在光滑水平面上，分析受力知，当小物体下滑的同时，斜面体向右运动，如题图所示，所以支持力FN和位移x不垂直，故支持力对小物体做功不为零.正确答案为B.答案:B二、功的计算公式的适用条件知识讲解1.公式中的F一般是恒力(大小、方向都不变),即此式是求恒力做功的公式.若是变力,且力随位移均匀变化,则仍可用平均力代入.2.公式中的位移l一般是相对地面而言的.在物体可以看做质点时,l是物体的位移.3.力所做的功,只和有力作用的那一段位移有关,若力取消后物体仍在运动,则力对物体所做功与力取消后物体发生的位移无关(即力F与位移l具有同时性).活学活用2.如图所示,质量为m的物块始终固在倾角为θ的斜面上.下列说法中正确的是A.若斜面向右匀速移动距离x,斜面对物块没有做功B.若斜面向上匀速移动距离x,斜面对物块做功为mgxC.若斜面向左以加速度a匀加速移动距离为x,斜面对物块做功maxD.若斜面向下以加速度a匀加速移动距离为x,斜面对物块做功m(g+a)x解析：斜面对物块有没有做功,是指斜面对物块的总作用力(斜面对物块的弹力与摩擦力的合力)是否做功.当斜面匀速运动时,斜面对物块的总作用力大小于mg,方向竖直向上.若斜面向右匀速运动,斜面对物块的总作用力的方向与物块位移的方向垂直,因此斜面对物块没有做功,所以A对;若斜面向上匀速运动,斜面对物块的总作用力的方向与物块位移x方向相同,故斜面对物块做功mgx,所以B 对;若斜面向左以加速度a移动距离x时,斜面对物块的总作用力在水平方向上的分量必为ma(重力在水平方向上分力为零),因此斜面对物块做功为max,所以C也对;当斜面向下以加速度a移动距离x时,斜面对物块的总作用力可由牛顿第二律求得mg-F=ma,所以F=m(g-a),于是斜面对物块做功为m(g-a)x,所以D 错.答案：ABC第二关：技法关解读高考解题技法一、功的计算方法总结技法讲解1.利用功的义式W=Flcosα求功（1）公式中F、l必须对同一物体，l为物体相对地面的位移、α为F、l 的夹角.（2）此式一般情况下只适用于求恒力的功.2.根据动能理计算合力的功用动能理W=ΔE k求功.当F为变力时，高中阶段往往考虑用这种方法求功.这里求得的功是该过程中外力对物体做的总功（或者说是合力做的功）.我们将在下一单元讲解.3.利用功能关系求功功是能量转化的量度.要注意分析参与转化的能量的形式，如重力的功于重力势能的变化，弹力的功于弹性势能的变化.4.总功的计算（1） 利用平行四边形则求出合力，再根据W=F 合lcos α计算功.注意α是合力与位移l 间的夹角.(2) 分别求各个外力做的功：W 1=F 1lcos α1,W 2=F 2lcos α2……再求各个外力功的代数和.5.计算变力功的几种方法（1）用动能理W=ΔE k 或功能关系W=ΔE(功是能量转化的量度），即用能量的增量效代换变力所做的功.(可计算变力功或恒力功）（2）当变力的功率P 一时，可用W=Pt 求功，如机车牵引力做的功.(3)将变力做功转化为恒力做功①当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功于力和路程（不是位移）的乘积.如滑动摩擦力、空气阻力做功.②当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求出力对位移的平均值F=12F F 2+,再由W=Flcos α计算，如弹簧弹力做功.(4)做出变力F 随位移l 变化的图象，图象与位移轴所围的“面积”即为变力做的功.图中（a)图表示恒力F 做的功W ，（b)图表示变力F 做的功W.典例剖析例1如图所示，一质量为m=2.0 kg 的物体从半径为R=5.0 m 的圆弧的A 端，在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到B 端（圆弧AB 在竖直平面内）.拉力F 大小不变始终为15 N ，方向始终与物体在该点的切线成37°角.圆弧所对的圆心角为60°，BO 边为竖直方向，g 取10 m/s 2.求这一过程中： （1）拉力F 做的功; (2)重力mg 做的功;(3)圆弧面对物体的支持力F N 做的功;(4)圆弧面对物体的摩擦力F f 做的功.解析：(1)将圆弧AB 分成很多小段l 1,l 2,…,l n ,拉力在每小段上做的功为W 1，W 2，…，Wn,因拉力F 大小不变，方向始终与物体在该点的切线成37°角，所以：W 1=Fl 1cos 37°,W 2=Fl 2cos 37°,…,W n =Fl n cos 37°,所以W F =W 1+W 2+…+W n =Fcos 37°(l 1+l 2+…ln) =Fcos 37°.3π R=20πJ=62.8 J.(2)重力mg 做的功W G =-mgR(1-cos 60°)=-50 J.(3)物体受的支持力F N 始终与物体的运动方向垂直，所以W fF =0.（4）因物体在拉力F 作用下缓慢移动，动能不变，由动能理知：WF+WG+WFf=0.所以W f F =-W F -W G =(-62.8+50) J=-12.8 J.答案：（1）62.8 J （2）-50 J （3）0(4)-12.8 J例2如图所示，水平弹簧劲度系数k=500 N/m,用一外力推物块，使弹簧压缩10 cm 而静止.突然撤去外力F,物块被弹开，那么弹簧对物体做多少功？（弹簧与物块没连接）解析：弹簧的弹力是变力，不能直接用W=Flcosα进行计算.但由于弹簧的弹力遵循胡克律，可以用胡克律的图象表示法，如图（甲），弹开过程中弹力逐渐减小，当恢复原长弹力为零，根据胡克律，可作物块的受力与位移的关系图如图（乙），根据力-位移图象所围面积表示力在这一过程中的功，有W=12×50×0.1 J=2.5 J.答案:2.5 J二、摩擦力做功的特点技法讲解1.静摩擦力做功的特点①静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.②相互摩擦的系统内,一对静摩擦力所做功的代数和总为零.2.滑动摩擦力做功的特点①滑动摩擦力可以对物体做正功,也可以对物体做负功,当然也可以对物体不做功;②相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力所做的功总是负值,其绝对值恰好于滑动摩擦力与相对位移的乘积.典例剖析例3如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下,然后在水平面上至B点停下.已知斜坡\,水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m,A\,B两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB段运动的过程中,摩擦力所做的功A.大于μmgLB.小于μmgLC.于μmgLD.以上三种情况都有可能解析：设斜坡与水平面的交点为C,BC长度为L1,AC水平长度为L2,AC与水平面的夹角为θ,则滑雪者在水平面上摩擦力做功W1=μmgL1,在斜坡上摩擦力做功W2=μmgcosθ.2Lcos=μmgL2,所以在滑雪者经过AB段过程中,摩擦力做功W=W1+W2=μmg(L1+L2)=μmgL,C正确.本题考查了摩擦力做功的问题,摩擦力在斜面上所做的功于它在相的水平面上所做功的大小.答案：C第三关：训练关笑对高考随堂训练1.如图所示，质量为m的物块始终静止在倾角为α的斜面上，下面说法中正确的是A.若物块向上匀速移动距离s,斜面对物块的支持力做功mgsB.若物块向上匀速移动距离s，斜面对物块做功mgsC.若斜面向左以加速度a移动距离s,斜面对物块的支持力做功masD.若斜面向左以加速度a移动距离s，斜面对物块做功mas解析：物块受力情况如图所示.物块向上匀速运动时,斜面对木块的支持力FN=mgcosα,W N=FNscosα,FN与摩擦力F f的合力竖直向上，大小于mg，所以斜面对物体做功为W′=mgs;斜面向左加速移动时，物块受到的合力水平向左，大小为ma,运动中重力不做功，合力的功于斜面的功于mas.答案：BD2.在加速运动的车厢中,一个人用力向前推车厢,如右图所示,人相对车厢未移动,则下列说法正确的是A.人对车不做功B.人对车做负功C.推力对车做正功D.车对人做正功解析：用隔离法进行分析:(1)对人如右图所示,车厢对人的作用力有:车厢对人的弹力F1,车厢底对人的支持力1NF,车厢底对人的静摩擦力F2,设车厢的位移为s,则车厢对人做的功W1为W1=F2s-F1s由于人和车都在做加速运动,故有F2-F1=ma,因F2>F1,故：W1>0.（２）对车厢如右图所示，人对车厢的作用力有：推力Ｆ３，对底板的压力ＦＮ，人对车的摩擦力Ｆ４，则人对车厢做功Ｗ为：Ｗ２＝Ｆ３ｓ－Ｆ４ｓ由于Ｆ３＝Ｆ１，Ｆ２＝Ｆ４，所以Ｆ３＜Ｆ４．故有Ｗ２＜０，由以上分析可知：人对车做负功，推力对车做正功，车对人做正功．答案：ＢＣＤ３.一滑块在水平地面上沿直线滑行，ｔ＝０时其速度为１ｍ／ｓ．从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力Ｆ，力Ｆ和滑块的速度ｖ随时间的变化规律分别如图甲和图乙所示．设在第１秒内、第２秒内、第３秒内力Ｆ对滑块做的功分别为Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３，则以下关系正确的是（）A.W1=W2=W3B.W1<W2<W3C.W1<W3<W2D.W1=W2<W3解析：由题图可知W1=F1s1=0.5 J，W2=F2s2=1.5 J，W3=F3s3=2 J，即W1<W2<W3，选项B正确.答案：B4.如图所示，一根木棒擦着水平桌面从A到B的过程中，棒与桌面间的滑动摩擦力的大小为Ff，AB的长为S，求桌面对棒的摩擦力所做的功和棒对桌面的摩擦力所做的功？解析：木棒擦着水平桌面从A到B的过程中，由于桌面对棒的摩擦力的作用点始终是棒的下端点，其位移为S，所以桌面对棒的摩擦力所做的功为W=F f·Scos180°=-F f S.木棒擦着水平桌面从A到B的过程中，由于棒对桌面的摩擦力的作用点是不断变化的，依次作用在桌面上由A到B的一点上，由于摩擦力的作用点只是发生转移而没有发生位移，因此棒对桌面的摩擦力没有做功.答案：见解析5.总质量为80 kg的跳伞运动员从离地500 m的直升机上跳下，经过2 s 拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的v-t图，试根据图象：(g取10 m/s2)（1）求t=1 s时运动员的加速度和所受阻力的大小.（2）估算14 s内运动员下落的高度及克服阻力做的功.（3）估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间.解析：（1）从图中可以看出，在t=2 s内运动员做匀加速运动，其加速度大小为,a=t vt=162m/s2=8 m/s2设此过程中运动员受到的阻力大小为f,根据牛顿第二律有mg-f=ma,则f=m(g-a)=80×(10-8) N=160 N.（2）从图中估算得出运动员在14 s内下落了39.5×2×2 m=158 m根据动能理有mgh-W f=12mv2所以有W f=mgh-12mv2=(80×10×158-12×80×62) J≈1.25×105 J.（3）14 s后运动员做匀速运动的时间为t′=H hv- =5001586-s=57 s运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间t总=t+t′=(14+57) s=71 s.答案：（1）8 m/s2160 N(2)158 m1.25×105 J（3）71 s课时作业十八功1.如图所示，粗糙的斜面与光滑的水平面相连接，滑块沿水平面以速度v0运动. 设滑动运动到A点的时刻为t=0，跟A点的水平距离为x，水平速度为v x，由于v0不同，从A点到B点的几种可能的运动图象如下列选项所示，其中表示摩擦力做功最大的是解析:A图象表示物体从A点做平抛一直到落在x轴上.（水平方向匀速运动）不受摩擦力作用；B图象表示物体从A点做平抛运动落在斜面上又弹起后再落在x轴上（水平方向两种匀速运动），也不是受摩擦力作用；C图象表示平抛运动（水平方向速度不变）不受摩擦力作用；D图象表示物体沿斜面加速运动mgsinθ＞f，受到摩擦力的作用，所以摩擦力做功最多的是D项.答案:D2.如图所示,劈a放在光滑的水平桌面上,斜面光滑,把b物体放在a斜面顶端由静止滑下,则在下滑过程中,a对b的弹力对b做的功为W1,b对a的弹力对a做的功为W2,对下列关系正确的是A.W1=0,W2=0B.W1>0,W2=0C.W1=0,W2>0D.W1<0,W2>0解析：当b下滑时,因桌面光滑,a在b的压力下将向右加速运动,则物体b 实际位移如图中的s,由于弹力FN恒垂直于斜面,因而FN与s的夹角大于90°,所以a对b的弹力对b做负功,即W1<0.而b对a的弹力F′N与劈a的水平位移的夹角小于90°,因而F′N对劈做正功,即W2>0,所以正确的选项为D.答案：D3.一个人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功情况是A.加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B.加速时做正功，匀速和减速时做负功C.加速和匀速时做正功，减速时做负功D.始终做正功解析:因为在整个过程中电梯对人的支持力始终竖直向上，则支持力始终对人做正功，故D正确.答案:D4.如图所示，分别用恒力F1、F2先后将质量为m的物体由静止开始沿同一粗糙的固斜面由底端拉至顶端，两次所用的时间相同，第一次力F1沿斜面向上，第二次力F2沿水平方向.则两个过程A.合外力做的功相同B.物体机械能变化量相同C.F1做的功与F2做的功相同D.F1做的功比F2做的功多解析:由题意知，物块在F1和F2的作用下沿同一斜面上升所用时间一样，则物块到达顶端时的速度一样，由动能理可知合外力做的功相同.而物体机械能的改变量为mgh+12mv2，故B正确.而在第二种情况下物体克服阻力做功较多，故有F2做功较多，故正确选项为A、B.答案:AB5.一辆在平直的公路上以速度v0开始加速行驶，经过一段时间t，了距离x，此时恰好达到其最大速度vmax.设此过程中发动机始终以额功率P工作，所受的阻力恒为F，则在这段时间里，发动机所做的功为A.FvmaxtB.PtC.12 mvmax2+Fx-12mv02D.Ft0v vmax2解析:在恒功率作用下做变牵引力的加速运动，所以发动机做功为变力做功.根据P=W/t，可求出W=Pt,而P=Fv max,所以W=Fv max·t根据能量守恒：W+12mv02=12mv max2+F·x,所以W=12mv max2+Fx-12mv02.答案:ABC6.小物块位于光滑的斜面Q上，斜面位于光滑的水平地面上（如图所示），从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力A.垂直于接触面，做功为零B.垂直于接触面，做功不为零C.不垂直于接触面，做功为零D.不垂直于接触面，做功不为零解析:小物块P在下滑过程斜面之间有一对相互作用力F和F′，如图所示.如果把斜面Q固在水平桌面上，物体P的位移方向和弹力方向垂直，这时斜面对物块P不做功.但此题告诉的条件是斜面放在光滑的水平面上，可以自由滑动.此时弹力方向仍然垂直于斜面，但是物块P的位移方向却是从初位置指向末位置.如图所示，弹力和位移方向不再垂直而是成一钝角，所以弹力对小物块P做负功.B选项正确.答案:B7.在水平面上，有一弯曲的槽道AB槽道由半径分别为R2和R的两个半圆构成.如图所示，现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿槽道拉至B点，若拉力F的方向时时刻刻均与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为A.0B.FRC.32πFRD.2πFR解析:把圆轨道分成x1、x2、x3、……、xn微小段，拉力在每一段上为恒力，则在每一段上做的功W1=Fx1,W2=Fx2,W3=Fx3,……,Wn=Fxn.拉力在整个过程中所做的功W=W1+W2+……+Wn=F(x1+x2+……+xn)=F(πR2+πR)=32πFR.答案:C8.物体沿直线运动的v-t关系如图所示，已知在第1秒内合外力对物体做功为W，则A.从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB.从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2WC.从第5秒末到第7秒末合外力做功为WD.从第3秒末到第4秒末合外力做功为-0.75W解析:设0～1秒加速度为a，合外力F=ma，位移s=12at2=a2.1～3秒末加速度a13=0,F合13=0,W13=0,故A错；3～5秒末加速度a35=-a2,F合=-m a2=-F2,s35=12|a35|t235=a,W35=-W，故B错.5～7秒末a57=-a2，s57=-a.W57=F57·s57cos0°=W,故C正确.3～4秒末，S34=34S35(F34=F35),W34=F34·s34=-0.75W,故D正确.答案:CD9.人的心脏每跳动一次大约输送8×10-5 m3血液，人的收缩压为90 mm汞柱～130 mm汞柱，计算他的心脏每收缩一次所做的功大约是 ______J（汞的密度是13.6×103 kg/m3,g取10 m/s2）.解析:人的收缩压为90 mm汞柱～130 mm汞柱，取120 mm汞柱代入，心脏收缩一次所做的功为W=Fl=plS=pV=ρghV=13.6×103×10×120×10-3×8×10-5 J=1.3 J.答案:1.310.如图所示，在长为L的细线下挂一质量为m的小球，用水平恒力F拉小球直到细线偏离竖直方向60°角.求该过程中F所做的功和重力所做的功.解析:拉力和重力都是恒力，可直接用功的公式计算.F方向的位移xF=Lsin60°L，可得F的功W F=F·x F重力方向的位移x G=-L(1-cos60°)=-12L,可得重力的功W G=mgxG=-12mgL.答案：W F=2FL W G=-12mgL11.如图所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F开始提升原来静止的质量为m=10 kg的物体，以大小为a=2 m/s2的加速度匀加速上升，求头3 s内力F做的功.（取g=10 m/s2）解析:利用W=Flcosα求力F的功时，要注意其中的l必须是力F作用的质点的位移.可以利用效方法求功，要分析清楚哪些力所做的功具有效关系.物体受到两个力的作用，拉力F′-mg=ma，所以F′=m(g+a)=10×(10+2) N=120 N则力F=12F′=60 N物体从静止开始运动，3 s内的位移为l=12at2=12×2×32 m=9 m.解法一：力F作用的质点为绳子的端点，而在物体发生9 m的位移的过程中，绳的端点的位移为2l=18 m，所以，力F的功为W=F·2l=60×18 J=1080 J.解法二：本题还可以用效法求力F的功.由于滑轮和绳的质量及摩擦力不计，所以拉力F做的功和拉力F′对物体做的功相.即W F=W F′=F′l=120×9J=1080 J.答案:1080 J12.质量为M的长板放在光滑水平面上，一个质量为m的滑块以速度v沿木板表面从A点滑到B点，在木板上了L，而木板在水平面上了s，如图，设滑块与木板间的动摩擦因数为μ,求：摩擦力做的总功和转化为内能的大小.解析:分别对滑块和木块进行受力分析，f=-μmg,f′=-f摩擦力对滑块做的功为W m=f(s+L)=-μmg(s+L)，摩擦力对木板做的功为W M=f′s=μmgs,摩擦力做的总功为W=W m+W M=-μmgL,转化为内能的大小为Q=-W=μmgL.答案:-μmgLμmgL。
九年级物理机械能笔记
九年级物理机械能笔记
以下是九年级物理机械能笔记：
机械能
1.定义：机械能是物体由于其位置或形状而具有的能量。
它包括动
能和势能。
2.动能：物体的动能与它的质量和速度有关。
公式是：E_k = 1/2 mv^2。
其中，m是质量，v是速度。
3.势能：势能是由于物体相对于另一个物体（例如地面）的位置而
具有的能量。
常见的势能类型包括重力势能和弹性势能。
4.重力势能：物体的重力势能与其质量和高度有关。
公式是：E_p =
mgh。
其中，m是质量，g是重力加速度，h是高度。
5.弹性势能：弹性势能是由于物体的弹性形变而具有的能量。
公式
是：E_p = 1/2 kx^2。
其中，k是弹簧的弹性系数，x是弹簧的形变量。
6.机械能的转化与守恒：当没有外力做功时，一个系统的机械能是
守恒的。
也就是说，系统的动能和势能的总和保持不变。
7.摩擦力：摩擦力在做功时可以导致机械能的损失。
摩擦力在做负
功时，将机械能转化为内能。
8.应用：许多日常生活中的设备和工具都利用了机械能原理，例如
汽车、自行车、滑梯等。
这个笔记是一个非常基本的概述，但它包括了理解机械能概念所需的
一些基本要素。
记住，要完全理解这些概念，还需要通过大量的练习和问题解决来进行深入的学习和探索。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第五单元机械能本单元知识由功和功率、动能和重力势能、功和能的关系以及机械能守恒定律组成。
其中功和能的关系、机械能守恒定律是本单元的重点。
本单元中，功和能是两个重要的基本概念，它们之间既有密切的联系，又有区别。
功和能的关系（功是能量变化的量度）、机械能守恒定律是两个重要的基本规律，其中机械能守恒定律是我们学习各种不同的能量转化规律的起点，因而本单元的内容不仅是力学的重要内容，而且在高中物理中也占有举足轻重的地位，在解决有关功和能问题时，应以功和能的概念为基础，以功和能的关系为依据。
在本单元的学习中，功的一般计算式是在初中学习的基础上得出的。
功率的概念是在与速度、加速度等概念建立的类比基础上形成的。
在初中知识“物体能做多少功说明它有多少能量”的认知基础上，通过DIS实验探究和理论探究得到动能的定量表达式；通过理论推导得到重力势能的定量表达式。
机械能守恒定律是通过实验探究和理论探究两种方法得到的。
在学习中要注意初中知识与高中知识的统一，要利用身边的事和物来学习物理知识，注意各种学习方法的灵活应用。
学习要求内容1．功。
2．功率。
3．动能。
4．重力势能，弹性势能。
5．功与能量变化的关系。
6．机械能守恒定律。
7．学生实验：用DIS研究机械能守恒定律。
要求1．理解功理解力和物体在力的方向上通过的位移是功的两个要素，理解功的概念及数学表达式，知道功的符号和单位；学会计算恒力做功；理解功是标量以及正功、负功的物理意义；会计算几个力做功的总和；知道在F-s图中，可以用F与s关系的图线与坐标轴所包围的面积表示功的大小。
在已知W＝Fs的基础上建立W＝Fs cosθ的过程中感受从特殊到一般的学习过程。
在用F-s关系图计算功的大小的过程中认识数学知识在物理学习中的广泛应用。
通过学习我国古代劳动人民发明的做功机械，激发民族自豪感。
2．理解功率理解功率的概念及数学表达式，知道功率的符号和单位；理解平均功率和瞬时功率、额定功率和实际功率的区别与联系，能选用合适的公式进行功和功率的计算；能运用功率的概念与公式P＝Fv，解释“汽车发动机的功率一定时牵引力与速度的关系”等实际问题，通过做功快慢的学习认识物理学中比较快慢的方法，经历建立反映快慢的物理量的过程，在理解机械的额定功率和实际功率的过程中，体验物理知识在生产生活中的广泛应用。
3．理解动能知道动能的概念，记住其表达式、符号和单位；能定性地比较两个物体动能的大小，能用动能公式做定量计算。
经历DIS实验研究和理论演绎两种方法探究动能表达式的过程，体验现代信息技术给物理学习带来的便捷。
从动能的利用与危害了解事物的两面性，感悟辩证唯物思想。
4．理解重力势能，知道弹性势能记住重力势能的表达式、符号和单位，知道零势能面的意义；能定性地比较两个物体重力势能的犬小，能用重力势能定量计算；知道重力势能的变化与重力做功的关系；知道发生弹性形变的物体具有弹性势能。
运用理论演绎的方法推导重力势能的表达式，感受物理知识产生的过程。
从重力势能具有相对性懂得事物的相对性。
5．知道功和能量变化的关系知道在能量相互转化过程中，转化了的能量的多少，可以由做功的多少来确定，知道做功的过程就是物体能量的转化过程，知道功是能量变化的量度，在解决问题的过程中，运用归纳方法，经历发现和建立新规律的过程。
在运用动力学、功能关系两种方法解决问题的过程中，感受方法的多样性。
在发现力学量和运动学量之间新关系的过程中，感悟物质世界的不断变化与紧密联系。
6．掌握机械能守恒定律理解机械能的概念，理解动能和重力势能是可以相互转化的，理解机械能守恒定律及其条件；理解机械能守恒的几种表达形式；能判断某个过程中机械能是否守恒；能在某情景中应用机械能守恒定律解决一些简单的力学综合性问题；能利用数学演绎的方法推导机械能守恒定律；学会用DIS探究机械能守恒定律，在通过多组数据得出机械能守恒定律的过程中认识物理研究中常用的归纳法。
在理论推导和实验探究机械能守恒定律的过程中，感受学习和研究物理的科学方洼，激发学习的积极性、能动性，认识DIS是现代实验研究的重要途径。
在对几种不同运动研究的基础上建立机械能守恒定律，体验科学的严谨，在运用机械能守恒定律解决实际问题的过程中，感悟物理与社会生活的紧密联系。
说明（1）功的计算只限于恒力做功；（2）F-s图线与坐标轴所包围面积表示功只限于恒力做功的情况；（3）P＝Fv公式的应用只限于F与v沿同一直线的情况；（4）弹性势能只要求定性知道，不要求计算；（5）在学习“功和能量的关系”时，要求知道功与能量变化的定性关系，不要求进行定量计算。
学习指引知识梳理实验指要学生实验：“用DIS研究机械能守恒定律”1．主要器材：机械能守恒实验器、DIS（光电门传感器、数据采集器、计算机等）。
2．注意事项：（1）每次释放摆锤前摆线要拉直。
（2）实验1中的现象是摆锤每次摆到左边最高点时的位置与释放点高度相同，因此只能定性地得到摆锤在释放点和左边最高点的机械能相等的结论。
（3）实验2中摆锤的直径Δs 和物体质量m 由老师告知并直接通过键盘输入。
（4）实验2中可测量计算机默认高度处的机械能，也可自选其他位置并通过键盘输入所测高度的数值。
（5）实验2中调整光电门的高度时要将光电门的红外线发射孔或接收孔的中心位置调节到所测的高度。
（6）实验2中测量4个位置的速度需要摆球重复4次相同的运动，因此每次释放摆锤的位置应保持不变。
应用示例例题1功的数值有正、负，这表示（ ）。
（A ）功是矢量，有方向性（B ）功有大小，正功大于负功（C ）力在做功过程中，可以使物体的动能增加，也可以使物体的动能减少（D ）一个物体同时有两个力做功，它们一定抵消，总和为零分析：本题提供了关于正功、负功的四种理解，通过判断其对错考查对正功、负功物理意义的理解。
力对物体做功的效果有两种：一种是增加物体的动能，另一种是减少物体的动能，正功、负功分别用来表示这两种效果，因此功的正、负既不代表大小，也不表示方向，功是标量，若在一个物体的某个运动过裎中有两个力同时做功，且一个力做正功，另一个力做负功，则等量部分可抵消，多余部分为两个力做功的总和。
解答：C 。
例题2某同学身高1.8 m ，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8 m 的横杆，据此可以估算出他起跳时竖直向上的速度大约为（ ）（A ）2.5 m/s （B ）4.2 m/s （C ）6.5 m/s （D ）8.5 m/s分析：本题考查机械能守恒定律的应用，要求运用物理知识，通过建模、估算等方法解决 生活实际中的问题，分析本题首先要建立两个模型：一是将人看作质点，二是将人起跳后在空中的运动近似地看作机械能守恒的过程（忽略空气阻力的影响）；然后确定质点初状态的高度近似为人身高的一半，即h 1＝0.9 m ，横着过横杆时即为末状态，此时速度近似为零，高度近似为h 2＝1.8 m ；最后运用机械能守恒定律便可求出结果。
解答：mgh 1＋12mv 12＝mgh 2＋0， v 12＝2g （h 2－h 1）＝2×10×（1.8－0.9）（m/s ）2＝18（m/s ）2可求得v 1＝4.2 m/s 。
故选B 。
例题3如图所示为一个质量为m 的木块，放在倾角为θ的斜面体上，当斜面体与木块保持相对静止沿水平方向匀速向左移动距离s 的过程中，问： （1）作用在木块上的各个力分别做功多少？（2）作用在木块上各力做功的总和为多少？分析：本题考查功的计算，要求正确应用功的公式进行计算。
解决这类问题首先要做出θθ s正确的受力分析图，如图所示，然后在图中画出物体的位移方向，标出各力与位移间的夹角，最后将各物理量代入功的计算公式即可求解，各力做功的总和即各力做的功的代数和，也可先求出合力，再利用功的计算公式求合力做的功。
解答：（1）W G ＝mgs cos90°＝0。
W N ＝mg cos θ·s ·cos （90°＋θ）＝－mgs sin θcos θ。
W f ＝mg sin θ·s ·cos θ＝mgs sin θcos θ。
（2）W 总＝W G ＋W N ＋W f ＝0。
例题4 额定功率为80 kW 的汽车，在平直公路上行驶的最大速度是20 m/s ，汽车质量是2×103 kg 。
如果汽车从静止开始先做加速度为2 m/s 2的匀加速直线运动，达到额定功率后以额定功率行驶，在运动过程中阻力不变，问：（1）汽车受到的阻力多大？（2）汽车匀加速运动时受到的牵引力多大？（3）汽车做匀加速直线运动的最大速度多大？（4）汽车从静止开始运动11 s 的过程中牵引力做的功多大？【分析】本题给出的情景是汽车启动阶段的运动，其中涉及的知识点有：恒定牵引力和恒定功率情况下机车做功的计算、匀变速直线运动规律、牛顿第二运动定律，要求学生具备正确分析物理过程和综合运用所学知识解决问题的能力。
额定功率即汽车长距离正常行驶的最大功率，一般认为就是汽车行驶的最大功率。
汽车以最大速度在平直公路上行驶时加速度为零，阻力f 等于牵引力F ，且功率P 为额定功率，由此便可求出汽车受到的阻力f 。
再运用牛顿第二定律即可解决第（2）问中关于求解汽车做匀加速运动时牵引力F 的问题。
汽车做匀加速直线运动的过程中牵引力不变，速度逐渐增大，因此实际功率逐渐增大；当实际功率增大到额定功率后不再变化，速度再增大牵引力会减小，此后汽车做加速度逐渐减小的加速运动，直至速度达到最大值20 m/s 。
第（3）问中求的“汽车做匀加速直线运动的最大速度”是指汽车做匀加速直线运动的末速度，此时牵引力F 是汽车做匀加速直线运动时的大小，功率P 恰为额定功率，根据P ＝Fv 便可求出汽车做匀加速直线运动的最大速度，汽车从静止开始的运动先后经历匀加速直线运动、变加速直线运动和匀速直线运动三个过程，其中第一个过程牵引力恒定，可用W ＝Fs 来计算功；第二、三两个过程功率恒定，只能用W ＝Pt 来计算功。
因此求解第（4）问时必须先算出汽车做匀加速直线运动的时间t 1，若t 1＞11 s ，则汽车在11 s 内始终做匀加速直线运动，只要用公式s ＝12 at 2算出位移，利用公式W ＝Fs 即可求解；若t 1＜11 s ，则必须用W ＝Fs 和W ＝Pt 分别求出两个过程中牵引力做的功，通过求和最终解决问题。
【解答】（1）汽车速度最大时f ＝F ＝P m v m ＝8000020N ＝4000 N 。
（2）F －f ＝ma ，F ＝ma ＋f ＝（2×103×2＋4000） N ＝8000 N 。
（3）v 1＝P m F ＝800008000m/s ＝10 m/s 。