机械与功复习课件

把两个鸡蛋举高1 m所做的功大约是1 J
做功的过程实质上是能量转化的过程。计算做功的多少时， 要注意三个“同一”性：即力与物体移动的距离在方向上必须一 致；力与物体移动的距离必须对应于同一物体且同一段时间
(续表) 内容 说明
拓展：功的原理
使用机械时，人们所做的功，都不会少于 直接用手所做的功，即使用任何机械都
不做功的三种情况
示意图
当力与物体运动的方向在同一直线但方向相反时，就说物体客服 该力做功，或者说力对物体做负功，负号表示的是方向。
中学生从一楼到三楼，重力做功的大小约3000焦耳，他克服重力 做功3000焦耳； 在水平拉力作用下在水平方向上匀速移动的物体，那么该物体客服阻力 做功
(续表)
特点
举例
表述 公式 单位 大小 说明
1 W 的物理意义：物体在 1S 内做功 1J
[点拨] (1)P＝Wt是功率的定义式。它表示做功的物体在时间 t
内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率；无论受力物体
运(2动)因状为态W如＝何Fs，，P所＝以Wt普P＝遍Wt适＝用Fts。＝Fv。由该公式可知：在功率 P 一定时，力 F 与速度 v 成反比。当汽车上坡时，司机采取换
第十讲 功和机械能
功与机械能
考点分析
考点 1
功与功率
考点2
机械能
考点3 机械能及其转化
知识结构
1．功
作用在物体上 的力F
物体在力的方向 上移动的距离S
典型不做功的 三种情况
单位： 1 J=1 N·m
力的作用 功
显出成效 W=Fs
做功的 快慢
物体能够 对外做功
能量
单位： 1 W=1 J/s
功率
PW t
B．W1＞W2、P1＝P2 D．W1＜W2、P1＜P2
探究3 功和功率的计算 例3 [2015·长沙]地面清扫机器人。小五在室内运动场上
试用中发现，该机器人在1 min内沿直线匀速清扫的距离为
18 m，若它在运动中所受阻力为105 N，问：
(1)此机器人在清扫地面时运动的速度为多大？
(2)此过程中机器的水平推力所做的功及功率分别是多大？图
挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。
若v是平均速度，则p是平均功率；若v是瞬时速度，则p是 瞬时功率。若F垂直V，则p=0；若P一定，F增大，则V一 定减小。如汽车额定功率一定，上坡时需要减速行驶，需 要的力较大。 例：某汽车的功率为30 kW，若以54 km/h的速度匀速前进， 求：牵引力多大？ 解：
易错点探究
①拉力 F 必须是恒力，且物体运动的速度应不变； ②计算时， v 的单位必须用 m/s ，这样算出的功率
单位才是 W；
③速度 v 跟拉力 F 必须对应，即 v 必须是受到拉
力的物体在拉力的方向上移动的速度．
例 汽车以恒定功率在平直公路上行驶，当它的 速度达到 10 米／秒时，发动机的牵引力为 6000牛 ，汽车受到的阻力为 3000牛，那么发动机的功率为 6×104 W，汽车做匀速直线运动行驶300 s ，则汽 车牵引力做功 1.8×107 J．
单位
焦耳(符号：J)
动能与重力势能的转化： 动能―→重力势能：速度__减__小____，高度增大； 重力势能―→动能：速度增大，高度__减__小____
巧析机 械能转 化过程
动能与弹性势能的转化： 动能―→弹性势能：速度减小，弹性形变_增__大___ 弹性势能―→动能：速度__增__大__，弹性形变减小
P=Fv
2．机械能 机械能
动能 重力势能 弹性势能
质量 速度 质量 高度 形变程度
守恒
转化
考点1 功
定义
两个必 要因素
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 ①作用在物体上的__力____； ②物体在力的方向上移动的__距__离____
近地点时__动__能最大，远地点时_重__力__势___能最大
判断机械能是否变化的方法
1.看动能与势能怎么变 2.看能量的转化，是否有动能和势能以外的能 3.看是否有重力或弹力以外的力对物体做功
人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行．它从近地点向远地点 运动过程中（ B ） A．动能增大，势能减小，机械能不变 B．动能减小，势能增大，机械能不变 C．动能不变，势能增大，机械能变大 D．动能减小，势能不变，机械能变小
2．(2013·自贡)小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上， 他对课本所做功最接近于（ C ）
A．0.02 J B．0.2 J C．2 J D．20 J
3．(2015·广安)如图所示，用力F沿水平方向拉绳子的一端，使 物体A以1.5 m/s的速度向左匀速运动，此时弹簧测力计的示数为 8 N．不计滑轮、绳、弹簧测力计的重力及摩擦，则物体A与水平 面的摩擦力为___1_6____N，拉力F做功的功率为__2_4_____W.
_不__省__功___
①功的原理是一个普遍结论，对于任何机 械都适用。
②使用机械省力必定费距离，省距离必定费 力，既省力又省距离的机械是没有的。
③人用理想机械时所做的功(Fs)等于直接 用手对重物所做的功(Gh)
如图，一物体重10牛，在与水平方向成30度夹角的力的作用 下水平向右匀速运动，拉力大小为10牛，物体运动速度为 0.2米每秒，物体匀速运动2米， 拉力对物体是否做功？为多少？ 该过程克服阻力做功多少？ 物体对水平面的压力为多少？
机械能守恒定律：如果只有动能和势能的相互转 化，机械能的总和保持__不__变____
只有重力或者弹力做功，机械能守恒
（续表）
滚摆
单摆 人造 地球 卫星
常见能量转化举例
上升：___动_____能转化成_重__力__势___能； 下降：_重__力__势___能转化为___动_____能
左→中间：__重__力__势__能转化为___动_____能； 中间→右：____动____能转化为__重__力__势__能 近地点→远地点：__动__能转化为__重__力_势___能； 远地点→近地点：__重__力__势__能转化为_动___能
功和功率对比
项目 物理意义
计算
符号 公式 单位 联系
功
功率
力在空间上的累 积效果
表示做功的快慢
力与物体在力 的方向上移动的
距离的乘积
功与做功所用时 间之比
W
P
W＝Fs
P＝Wt
焦耳( kW)
瓦特(W)
W＝Pt
2．(2015·德阳)下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是
（ B）
A．做功多的机器机械效率一定高 B．功率小的机器做功慢 C．机械效率高的机器功率一定大 D．功率大的机器做功时间一定短
W。
(或推力的功率：P＝Fv＝105 N×0.3 m/s＝3×104 W。)
考点2 动能和势能
1．能的定义 物体能够__对__外__做__功____，我们就说这个物体具有能量，简称 能。
(1)功是描述物体在力的作用下取得的成效，是一个过程量， 而能量是物体本身所具有的，是一个状态量。
2．动能和势能
例2 [2015•安顺] 举重是我国的优势体育项目。一位身高170 cm的运动员和一位身高160 cm的运动员，在挺举项目中用相同 时间，把同样重的杠铃举起，如图14－2所示。如果他们对杠 铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式 中正确的是( C )
A．W1＝W2、P1＝P2 C．W1＞W2、P1＞P2
探究1 功 例1 [2015•咸宁] 如图14－1所示的情景中，关于力对物体做功 的叙述，正确的是( A )
1．(2015·自贡)下列说法中正确的是（ A ） A．用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了 功 B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的 拉力对水桶做了功 C．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了 功 D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽 车做了功
物体在水平方向不 受力，因惯性而动
物体受力，但静 止
有力有距离，力 的方向与距离的方
向垂直
踢出去的足球
石头推而未动， 搬而未起
人提水桶水平前 进，提水桶的力和 水桶的重力不做功
功的计算
功等于力与物体在力的方向上移动的距离的___乘__积___
W＝___F_s____
___焦_耳____(符号：J)；1 J＝1 N·m
1．(2014·泸州)如图所示，某同学用大小为F的水平推力， 推着重力为G的木箱m在水平地板上向右做匀速直线运动， 当木箱运动的距离为s时，下列关于做功的判断正确的是
（B ）
A．木箱受到重力做功的大小为Gs B．木箱受到地板摩擦力做功的大小为Fs C．木箱受到合力做功的大小为Fs D．木箱受到地板支持力做功的大小为(F＋G)s
项目
定义 区别
影响 因素 联系
动能
势能
重力势能
弹性势能
物体由于 ___运__动___而具有
的能叫做动能
物体由于__高__度____ 所具有的能叫做重
力势能
物体由于发生 _弹__性__形__变___
而具有的能叫
做弹性势能
物体的__质__量____ 和物体的运动 ___速__度___
物体的___质__量___和
考点2 功率
定义
功与做功所用___时__间___之比
表示做功____快__慢__的物理量。所以功率大，说
物理意义 明做功____快____，单位时间内做的功多；功率小，
说明做功____慢____，单位时间内做的功少
公式
P＝Wt
单位
_____W___(符号：_瓦__特_)； 换算关系：1 kW＝____1_0_3__W，1 W＝1 kW/s
跳远运动的几个阶段如图所示则运动员（B） Ａ．助跑过程中机械能
不变 Ｂ．起跳后升空的过程
中，动能转化为重 力势能 Ｃ．经过最高点时动能为零 Ｄ．经过最高点时重力势能最小
(2015·巴中)如图所示，一物体在拉力F的作用下沿斜 面向上匀速运动，在向上运动的过程中，下列说法正确
的是（ B ）
A．物体的动能不变，机械能不变 B．物体的重力势能增大，机械能增大 C．物体的重力势能转化为动能 D．物体的动能转化为重力势能
被举的__高__度___
材料和弹性形 变程度
动能和势能在一定条件下可以相互转化
考点 探究：动能的大小与什么因素有关
探究 课题
探究 方法
动能的大小与什么因素有关 控制变量法、转换法
实验 装置体积相同的钢球和木球从同一高度滚下，目 的是使两球到达水平面时的___速__度___相同，是为了
探究动能与物体___质__量___的关系；
②让质量相同的两木球从不同高度滚下，是为了 探究动能与物体__速__度____的关系；
③通过观察_被__撞__物__体__移__动__距__离__的__长__短___来显示物
体动能的大小
①图甲、乙说明：动能与质量有关，_运__动__速__度___ 相同的物体，质量越大，它的动能_越__大___；
7．(2015·成都)如图所示，直升机悬停在空中．下列对直升机
能量的分析，正确的是（ A ）
A．直升机具有重力势能 B．直升机的动能不断转化为重力势能 C．直升机的重力势能不断转化为动能 D．直升机的机械能在不断增大
8．(2014·资阳)跳伞运动员在空中匀速下落的过程中（C ）
14
(1)由速度的计算公式得：
－
v＝s＝18 t 60
ms＝0.3
m/s。
3
(2)因为机器人在室内做匀速直线运动，说明它处在平衡
状态，水平方向受到的力是平衡力，
所以 F＝F 阻＝105 N， 推力做功 W＝Fs＝105 N×18 m＝1.8×106 J，
推力的功率
P＝W＝1 t
.8× 60
106
s
J＝3×104
②图乙、丙说明：动能与运动速度有关，_质__量___ 相同的物体，运动速度越大，它的动能_越__大___
考点 探究：重力势能的大小与什么因素有关
探究 课题 探究 方法 设计 实验
实验 过程
得出 结论
重力势能的大小与什么因素有关
控制变量法、转换法
①利用物体落向沙地，砸出沙坑，比较砸出沙坑的大小； ②利用物体将木桩打入地面，比较木桩被打入地面的深度 ①控制物体质量相等，使物体从不同高度处下落，探究重
力势能与物体高度的关系； ②控制物体所处高度相同，改变物体的质量，探究重力势
能与物体质量的关系 ①物体的重力势能与物体的__质__量__和_高__度___有关，物体质
量相等，高度越高，重力势能__越__大__； ②物体所处高度相同，质量越大，重力势能__越__大____
考点4 机械能及其转化
概念
动能、重力势能和弹性势能统称为__机__械__能__，机 械能是最常见的一种形式的能量