机械能1
机械能[1]
![机械能[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/6f7329bef524ccbff1218486.png)
三.机械能
动能和势能的总称是机械能。
即：机械能=动能+势能
说明: 一个物体具有机械能，可能同 时具有动能和势能，也可能只具有动 能或者只具有势能。
机 械 能
动能
定义
影响因素 重力势能
m
v 定义
m 影响因素 h 势能 定义 弹性势能 影响因素
【练习4】 1.下列物体各具有哪种机械能： 动能 ①沿平直轨道行驶的火车。 _____ ②被拉长的橡皮筋。 弹性势能 _______ 重力势能 ③被拦河坝挡住的河水。_______ 动能和重力势能 ④正在空中下落的伞兵。 _______ ⑤在路上行走的人。_______ 动能 ⑥被拧紧的钟表发条。弹性势能 _______
(2)生活中的例子:
压缩的弹簧，折弯的竹竿，拉长的橡皮 筋……都具有弹性势能。
弹性形变：撤去外力后、能够恢复原状 的形变，叫做弹性形变。
(3) 影响弹性势能大小的因素:
物体发生 弹性形变程度 。
弓拉 “全满”与“半 满”
【练习3】 下列物体具有弹性势能吗?
1.被压缩的弹簧 2.踏上了运动员的跳板 3.没有人躺的弹簧床 4.变瘪的橡皮泥
2. 单摆的能量转换
① 从A到B时:重力势能转化为动能 ② 从B到C时:动能转化为重力势能 ③ 从C到B时:重力势能转化为动能 ④ 从B到A时:动能转化为重力势能
A
C B
B处动能最大,势能最小； A、C两处势能最大,动能最小；
三．动能与势能的相互转化
① 当小球从光滑的斜面滑下时: 减小 . 重力势能 增加 . 动能 机械能总量 不变 . ② 当小球从粗糙的斜面匀速滑下时: 减小 . 重力势能 不变 . 动能 机械能总量 减小 .
第六节 合理利用机械能
教科版物理八年级下册 第12章《机械能》ppt课件(1)
6．(4分)风吹着帆船航行，说明风具有____能；水从高处流下，说明高处的水具有 ____ 能；水流能冲走砂石，说明水流具有__ __能。
8．(4分)“世界面临的每一个危险都能追究到科学，拯救世界的每一种手段都将来自科学”。也许在不远的将来我们能变害为宝，比如可以建立发电 站利用海啸具有的____ 转化为____ 为人类服务。(均填“核能”“机械能”或“电能”)
9．(6分)雨后泰山飞流湍急，请你结合图片中泰山瀑布的景象提出三个物理问题。 问题一： 水为什么会向低处流？； 问题二： 水流下的过程中动能如何变化？__； 问题三： 水流下的过程中势能如何变化？__。
以超人的意志力忍着剧痛，完成了靠边停车等保障安全的一系列动作，保证
了25名乘客安全，自己却献出了宝贵的生命。飞来的物块能使吴师傅致命的 主要原因，是因为它具有( )
A．较大的动能
B．较大的势能
C．较大的密度
D．较大的硬度
13．质量相等的甲、乙两辆小车，在同一水平地面上匀速直线运动，它们
的s－t图像如图所示。分析图像可判断(
15．如图所示，一个小球由静止从光滑的曲面上自由滑下，若它在顶端时的重力势能为55 J，则此时它所 具有的机械能是____ J，某一时刻小球具有30 J的动能，此时小球具有____ J的重力势能。
16．如图所示为玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋被拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的 弹性势能与__
第十二章 机械能 12．1 机械能
1．小孩荡秋千的过程中，秋千向上荡起，小孩的__动__能转化为__重力 势__能；秋千向下荡，小孩的__重力势__能转化为__动__能；用手将小球压 在弹簧上，松手后小球被弹起，__弹性势__能转化为小球的__重力势__能和 __动__能。这说明物体的动能、弹性势能和重力势能在一定条件下可以
15-4-1机械能(1)
B A
C C
A B
(1)如何判断重力势能大小 如何判断重力势能大小? 如何判断重力势能大小 (2)控制变量法 控制变量法 ①质量相同的木块从不同的高度落下，控制 质量相同的木块从不同的高度落下， 的木块从不同的高度落下 ____,改变 高度 研究_________和 高度 改变 研究 质量 改变_____,研究 重力势能 和_____ 的关系. 的关系 ②质量不同的木块从相同的高度落下，控制 质量不同的木块从相同的高度落下， 的木块从相同的高度落下 ____,改变 质量 研究 重力势能 和_____ 改变____,研究 研究__________和 质量 高度 改变 的关系. 的关系 (3)结论 重力势能的大小与质量和被举的高 结论:____________________________ 结论 _________________________. 度有关
(1)如何判断动能大小? (1)如何判断动能大小? 如何判断动能大小 (2)控制变量法 (2)控制变量法 质量不同的小球从相同的高度滚下 的小球从相同的高度滚下， ①质量不同的小球从相同的高度滚下，控制 ______,改变_____,研究____和______的关 ______,改变_____,研究____和______的关 速度 改变_____,研究____ 质量 动能 质量 系. ②质量相同的小球从不同的高度滚下，控制 质量相同的小球从不同的高度滚下， 的小球从不同的高度滚下 质量 改变_____,研究_____ 速度 速度 动能 ______,改变_____,研究_____和_____的关 ______,改变_____,研究_____和_____的关 系. (3)结论:_____________________________. (3)结论:_____________________________. 结论 动能的大小与质量和速度有关ຫໍສະໝຸດ 能量的单位： 能量的单位：
初二物理下册第十二章机械能第一节机械能
动能与势能转化
动能和势能之间可以相互转化。在只有动能和势能相 互转化的过程中，机械能的总量保持不变。
输标02入题
举例
01
03
单摆实验：单摆在摆动过程中，动能和重力势能相互 转化。在最低点，动能最大，重力势能最小；在最高
点，动能最小，重力势能最大。
04
滚摆实验：滚摆在下落过程中，重力势能转化为动能， 速度越来越快；在上升过程中，动能转化为重力势能， 高度越来越高。
单摆的周期与振幅无关，只与摆长和 重力加速度有关。
在单摆运动过程中，重力势能转化为 动能，动能又转化为重力势能，两种 能量相互转化，总量保持不变。
斜面下滑物体机械能守恒分析
斜面光滑时，物体下滑过程中只有重力做功，机械能守恒。
斜面粗糙时，物体下滑过程中除了重力做功外，还有摩擦力做功，机械能不守恒。
在斜面下滑过程中，物体的重力势能转化为动能和内能（摩擦生热），机械能总量 减小。
能量守恒定律的应用
可以用来解释和计算各种物理现象和过程，如热传导、热 辐射、化学反应等。同时，它也是物理学中一个重要的基 本原理，为其他物理定律提供了基础。
02 动能与势能
动能概念及影响因素
动能概念
物体由于运动而具有的能量叫做 动能。
影响因素
动能的大小与物体的质量和速度 有关。质量越大，速度越大，物 体具有的动能就越大。
势能
物体由于位置或状态而具 有的能量。它包括重力势 能和弹性势能两种形式。
机械能守恒定律
机械能守恒定律
在只有重力或弹力做功的物体系统内， 动能与势能可以相互转化，而总的机 械能保持不变。
机械能守恒条件
机械能守恒定律的应用
可以用来解决一些涉及动能和势能转 化的问题，如自由落体、抛体运动、 弹性碰撞等。
机械能的名词解释(一)
机械能的名词解释(一)机械能的名词解释机械能是物体的动能（kinetic energy）和势能（potential energy）之和的总称。
动能是物体由于运动而具有的能量，势能是物体由于位置而具有的能量。
以下是与机械能相关的名词解释及举例说明：动能（Kinetic Energy）•描述：物体由于运动而具有的能量。
•例子：当一个小球以一定的速度滚动时，它具有动能。
小球质量为m，速度为v，动能可以用公式Eₖ = 1/2 * m * v²来计算。
势能（Potential Energy）•描述：物体由于位置而具有的能量。
•例子：当一个弹簧被压缩时，它具有弹性势能。
压缩弹簧的势能可以用公式Eₖ = 1/2 * k * x²来计算，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的压缩或伸长的距离。
弹性势能（Elastic Potential Energy）•描述：物体由于被拉伸或压缩而具有的势能。
•例子：弓箭被拉开时，弓的弦储存了弹性势能。
拉开弓箭的势能可以通过弓的劲度系数和拉开的距离来计算。
重力势能（Gravitational Potential Energy）•描述：物体由于位置在地球重力场中而具有的势能。
•例子：当一个物体被抬起时，它具有重力势能。
重力势能可以通过物体的质量、重力加速度和高度来计算。
机械能守恒定律（Law of Conservation of Mechanical Energy）•描述：在没有外力做功和能量损失的情况下，一个系统的机械能保持不变。
•例子：当一个滑块在一个无摩擦的水平面上滑动时，由于没有外力做功和能量损失，滑块的机械能保持恒定。
以上是关于机械能的名词解释及相关示例。
机械能的理解对于理解物体的运动和能量转换非常重要。
通过理解机械能的不同形式，可以更好地解释物体的行为和现象。
机械能1
机械能（1）第一单元（上）：功一、热身习题1.一子弹以某一速度打入一木块而没有穿出，子弹深入木块的深度为d ，木块在地面上前进了L ，木块对子弹的作用力为f ，求木块对子弹作用力所作的功和子弹对木块作用力所做的功？解：以子弹为对象，设子弹位移方向为正方向，则f 为负方向：)(d L f W +＝－子 以木块为对象，设木块位移方向为正方向，则f 为正方向：fL W ＝木2.质量为M 的长木板放在光滑的水平面上，一个质量为m 的滑块以某一速度沿木块表面从A 点滑至B 点在木板上前进了L ，而木板前进了S ，如图，若滑块与木板间摩擦因数为μ，求摩擦力对滑块、对木板做功各为多少？解：（1）摩擦力对m 做功：)(180cos )(L S mg L S mg W m +-=︒+=μμ（2）摩擦力对M 做功：mgS S mg W M μμ=︒∙∙=0cos3.、水平恒力F 作用于放在光滑水平面上的质量为m 的物体上，使物体沿力的方向运动位移s 过程中，力F 做功大小为W 1。
若使水平恒力F 作用于放在粗糙水平面上的质量为2m 的物体上，使物体沿力的方向运动位移s 过程中，力F 做功大小为W 2，则W 1和W 2比较 （ ） A ．W 1>W 2 B.W 1=W 2 C ．W 1<W 2 D.无法判断 4、质量为m 的物体，受水平力F 的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中正确的是（ ） A ．如果物体做加速直线运动，F 一定做正功 B ．如果物体做减速直线运动，F 一定做负功 C ．如果物体做减速直线运动，F 可能做正功 D ．如果物体做匀速直线运动，F 一定做正功5、下面列举的哪几种情况下所做的功是0（ ） A ．卫星做匀速圆周运动，地球引力对卫星做的功 B ．平抛运动中，重力对物体做的功C ．举重运动员，扛着杠铃在头上的上方停留10s ，运动员对杠铃做的功D ．木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功6、在距地面高45m 的平台上，以25m/s 的速率竖直向上抛出一质量为1kg 的石头，不计空气阻力。
机械能(一)
高考专题：机械能及其守恒定律（一）考点一功和功率1．(2015·海南单科，3，3分)(难度★★)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率．如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的( ) A．4倍 B．2倍 C.3倍 D.2倍2．(2015·新课标全国Ⅱ，17，6分)(难度★★★)一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示．假定汽车所受阻力的大小f恒定不变．下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是( )3．(2014·重庆理综，2,6分)(难度★★)某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k1和k2倍,最大速率分别为v1和v2，则( )A．v2＝k1v1 B．v2＝k1k2v1 C．v2＝k2k1v1 D．v2＝k2v14．(2014·新课标全国Ⅱ，16，6分)(难度★★★)一物体静止在粗糙水平地面上．现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v.若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v.对于上述两个过程,用W F1、W F2分别表示拉力F1、F2所做的功，W f1、W f2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则( ) A．W F2＞4W F1，W f2＞2W f1B．W F2＞4W F1，W f2＝2W f1C．W F2＜4W F1，W f2＝2W f1D．W F2＜4W F1，W f2＜2W f15．(2012·江苏，3分)(难度★★)如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球.在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点．在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是( )A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大，后减小D．先减小，后增大6．(2012·上海物理，15，3分)(难度★★★)质量相等的匀质柔软细绳A、B平放于水平地面，绳A较长．分别捏住两绳中点缓慢提起，直至全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为h A、h B，上述过程中克服重力做功分别为W A、W B.若( )A．h A＝h B，则一定有W A＝W BB．h A>h B，则可能有W A<W BC．h A<h B，则可能有W A＝W BD．h A>h B，则一定有W A>W B7．(2011·新课标全国卷，15,6分)(难度★★)(多选)一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能( )A．一直增大B．先逐渐减小至零，再逐渐增大C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大8. (2015·四川理综，9,15分)(难度★★★)严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响,汽车尾气是形成雾霾的重要污染源，“铁腕治污”已成为国家的工作重点．地铁列车可实现零排放，大力发展地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放．若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20 s达最高速度72 km/h,再匀速运动80 s，接着匀减速运动15 s到达乙站停住．设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106 N,匀速运动阶段牵引力的功率为6×103 kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功．(1)求甲站到乙站的距离；(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放气态污染物的质量．(燃油公交车每做1焦耳功排放气态污染物3×10－6克) \考点二 动能定理及其应用1. (2015·新课标全国Ⅰ，17,6分)(难度★★★)如图，一半径为R 、粗糙程度处处 相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ 水平．一质量为m 的质点自P 点上方高度R 处由静止开始下落，恰好从P 点进入轨道．质点滑到轨道最低点N 时，对轨道的压力为4mg ，g 为重力加速度的大小．用W 表示质点从P 点运动到N 点的过程中克服摩擦力所做的功．则( )A ．W ＝12mgR ，质点恰好可以到达Q 点B ．W ＞12mgR ，质点不能到达Q 点C ．W ＝12mgR ，质点到达Q 点后，继续上升一段距离D ．W ＜12mgR ，质点到达Q 点后，继续上升一段距离2．(2015·浙江理综，18,6分)(难度★★★)(多选)我国科学家正在研制航母舰载机 使用的电磁弹射器．舰载机总质量为3.0×104kg ，设起飞过程中发动机的推 力恒为1.0×105N ；弹射器有效作用长度为100 m,推力恒定．要求舰载机在 水平弹射结束时速度大小达到80 m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射 器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，则( ) A ．弹射器的推力大小为1.1×106 N B ．弹射器对舰载机所做的功为1.1×108J C ．弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107W D ．舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s 23. (2015·海南单科，4，3分)(难度★★★)如图，一半径为R 的半圆形轨道竖直固 定放置，轨道两端等高，质量为m 的质点自轨道端点P 由静止开始滑下，滑 到最低点Q 时，对轨道的正压力为2mg ，重力加速度大小为g .质点自P 滑到 Q 的过程中，克服摩擦力所做的功为( )A.14mgR B.13mgRC.12mgRD.π4mgR 4．(2014·大纲全国，19，6分)(难度★★★)一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动．当 物块的初速度为v 时,上升的最大高度为H ，如图所示；当物块的初速度为v2时，上升的最大高度记为h .重力加速度大小为g .物块与斜坡间的动摩擦因数和h 分别为( )A ．tan θ和H 2B ．(v 22gH －1)tan θ和H 2C ．tan θ和H4D ．(v 22gH －1)tan θ和H 45．(2015·浙江理综，23，16分)(难度★★★)如图所示，用一块长L 1＝1.0 m 的木 板在墙和桌面间架设斜面,桌子高H ＝0.8 m ，长L 2＝1.5 m ．斜面与水平桌面 的倾角θ可在0～60°间调节后固定.将质量m ＝0.2 kg 的小物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数μ1＝0.05，物块与桌面间的动摩擦因 数为μ2，忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失(重力加速度取g ＝10 m/s 2； 最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(1)求θ角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑；(用正切值表示)(2)当θ角增大到37°时,物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数μ2；(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) (3)继续增大θ角，发现θ＝53°时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大 距离x m .6. (2015·海南单科，14，13分)(难度★★★★)如图，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成,圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点．已知h＝2 m，s＝ 2 m．取重力加速度大小g＝10 m/s2.(1)一小环套在轨道上从a点由静止滑下,当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；(2)若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小．7．(2015·山东理综，23，18分)(难度★★★)如图甲所示，物块与质量为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接．物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为l.开始时物块和小球均静止，将此时传感装置的示数记为初始值．现给小球施加一始终垂直于l段细绳的力、将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60°角，如图乙所示，此时传感装置的示数为初始值的1.25倍；再将小球由静止释放，当运动至最低位置时,传感装置的示数为初始值的0.6倍．不计滑轮的大小和摩擦，重力加速度的大小为g.求：(1)物块的质量；(2)从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服空气阻力所做的功．8．(2015·重庆理综，8，16分)(难度★★★★)同学们参照伽利略时期演示平抛运 动的方法制作了如图所示的实验装置，图中水平放置的底板上竖直地固定有M 板和N 板.M 板上部有一半径为R 的14圆弧形的粗糙轨道，P 为最高点，Q 为最低点，Q 点处的切线水平，距底板高为H .N 板上固定有三个圆环．将质量为m 的小球从P 处静止释放,小球运动至Q 飞出后无阻碍地通过各圆环中 心,落到底板上距Q 水平距离为L 处，不考虑空气阻力，重力加速度为g .求：(1)距Q 水平距离为L2的圆环中心到底板的高度；(2)小球运动到Q 点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向； (3)摩擦力对小球做的功．9．(2014·福建理综，21,19分)(难度★★★★)下图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图,整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切.点A距水面的高度为H，圆弧轨道BC的半径为R，圆心O恰在水面.一质量为m的游客(视为质点)可从轨道AB的任意位置滑下，不计空气阻力．(1)若游客从A点由静止开始滑下，到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面D 点，OD＝2R，求游客滑到B点时的速度v B大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功W f；(2)若游客从AB段某处滑下，恰好停在B点，又因受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P 点后滑离轨道,求P点离水面的高度h.(提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与其速率的关系为F向＝m v2 R)10．(2012·北京理综，22，16分)(难度★★★★)如图所示，质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l后以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上．已知l＝1.4 m,v＝3.0 m/s, m＝0.10 kg，物块与桌面间的动摩擦因数μ＝0.25，桌面高h＝0.45 m．不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s；(2)小物块落地时的动能E k；(3)小物块的初速度大小v0.。
机械能(一)
机械能（一）一、功功率机械能功功率动能重力势能弹性势能机械能表达式条件单位有无方向有无正负是否表示大小正负意义二、对功和功率的理解1.如何用正交分解法计算恒力做的功？2.如何判定变力做功的正负？3.对一对相互作用力，作用力做功的正负和反作用力做功的正负有何关系？4.计算变力做功最常用的方法是什么？5.物体做直线运动时，如果知道某力随位移变化的图像，怎样计算该力做的功？6.物体做曲线运动时，如果空气的阻力大小不变，怎样计算物体克服该阻力做的功？7.从能量角度看，静摩擦力做功与滑动摩擦力做功有什么不同？8.机车的功率指哪个力的功率，起动过程有哪两种方式？9.机车以恒定功率起动中，牵引力怎样变化？速度怎样变化？如何计算牵引力做的功？10.机车以恒定加速度起动中，功率怎样变化？速度怎样变化？11.机车起动后，速度达到最大值满足什么条件？此时计算功率有哪两种方法？例1 质量为 m 的物体沿着长为L ，倾角为θ的光滑斜面自顶端由静止下滑，试计算： （1）物体滑到底端时的速度及经历的时间； （2）物体滑到斜面底端时重力的功率； （3）物体滑到过程中重力的功率；例2.质量m=1t 的小汽车，以额定功率行驶在平直公路上的最大速度是v m1=12 m/s ，沿着每前进20m 升高1m 的山坡运动时最大速度是v m2=8 m/s.如果这两种情况中车所受到的摩擦力相等，求： (1)摩擦阻力. (2)汽车发动机的功率.(3)车沿原山坡下行时的最大速度v m3.（g 取10 m/s 2)三、重力做功与重力势能变化的关系1.表达式：__________________，式中1p E 表示_________，2p E 表示__________。
重力势能的变化量p E ∆=___________，因此上述关系式还能写成____________2.物理意义：物体向下运动，重力做__________，重力势能________，重力做了多少功，就有多少______能转化成_______能；物体向上运动，重力做__________，重力势能________，克服重力做了多少功，就有多少______能转化成_______能；即__________是重力势能变化的原因。
高考物理一轮复习第六单元机械能第1讲功和功率课件新人教版
于物块运动至 x=0.4 m 处时,速度为 0,由功能关系可知,W-Wf=Ep,此时弹簧的弹性势能
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ep=3.1 J,A 项正确。
方法
计算变力做功的方法选取
“微元法”在中学阶段常应用于求解大小不变、方向改变的变力做功问题。“化变力
力做功。使用动能定理可根据动能的变化来求功,是求变力做功的一种方法。
题型一
变力做功的计算
【例 1】轻质弹簧右端固定在墙上,左端与一质量 m=0.5 kg 的物块相连,如图甲所示,弹
簧处于原长状态,物块静止且与水平面间的动摩擦因数 μ=0.2。以物块所在处为原点,
以水平向右为正方向建立 x 轴,现对物块施加水平向右的外力 F,F 随 x 轴坐标变化的情
合,具体特点如下:
(1)对功和功率,高考命题角度为功的定义式的理解及应用,机车启动模型的分析,主
要以选择题的形式出现。
高
考
引
航
(2)动能定理主要考查解决变力做功及多过程问题,题目综合性较强。正确理解动能定
理,灵活分析物体的受力特点、运动特点及做功情况是常用方法。
(3)对机械能守恒定律的考查,一是以绳、杆、弹簧等连接
情景设置为多过程,具有较强的综合性。
第1讲
1
必备知识
功和功率
2
关键能力
1
功
(1)定义:一个物体受到力的作用,如果在力的方向上发生了一段位移,就说这个力对物体做了功。
(2)必要因素:①物体受力的作用。②物体在力的方向上发生了位移。
(3)物理意义:功是能量转化的量度。功只有大小,没有方向。
大学物理 机械能守恒1
•质点系机械能守恒 质点系机械能守恒
• 功能原理与动能定理的物理本质是一致的，它们 功能原理与动能定理的物理本质是一致的， 的区别是从不同的角度处理保守内力作功。 的区别是从不同的角度处理保守内力作功。 • 只有外力和非保守内力才会引起机械能的改变； 只有外力和非保守内力才会引起机械能的改变； 保守内力作功会引起质点系动能的改变， 保守内力作功会引起质点系动能的改变，但不会 引起质点系机械能的改变 • 当外力和内非保守力都有不作功或所作功之和为 零，则质点系机械能守恒。 则质点系机械能守恒。
v dr
v L1 F
rQΒιβλιοθήκη L2QP rP保守力：做功与路径无关的力， 保守力：做功与路径无关的力，或沿闭合回路做 功等于零的力 练一练：证明重力 是保守力 练一练：证明重力mg是保守力 挑战： 挑战：证明有心力和弹性力都是保守力 •保守力的势能：引力作功与路径无关，只取决于质 保守力的势能： 保守力的势能 引力作功与路径无关，
r2 r2
v •保守力与势能的微分关系：W保 = − ∆U , → F ⋅ dr = − dU 保守力与势能的微分关系： 保守力与势能的微分关系
•保守力与势能的微分关系进一步讨论 保守力与势能的微分关系进一步讨论* 保守力与势能的微分关系进一步讨论
r r f • dr = −dU 在直角坐标系中 : f x • dx + f y • dy + f z • dz = − dU ∂U ∂U ∂U 由偏微分公式知 : f x = − ; fy = − ; fz = − ∂x ∂y ∂z r r r r 可合写为 : f = f x i + f y j + f zk = −∇U = − gradU
初三物理第1讲：机械能
机械能1.知道动能的影响因素、重力势能的影响因素2.掌握用控制变量法去探究实验3.掌握机械能之间相互转化(一)、动能和势能1、能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能理解：①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。
②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。
也不一定要做功。
2、知识结构：3、探究决定动能大小的因素：质量、高度①猜想：动能大小与物体质量和速度有关；②实验研究：研究对象：小钢球方法：控制变量；如何判断动能大小：看小钢球能推动木快做功的多少如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同；如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下；③分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大；保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大；④得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。
速度的影响更大4、影响重力势能的大小因素：质量、高度。
影响弹性势能的大小因素：弹性形变的大小5、机械能：动能和势能统称为机械能。
理解：①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能。
(二)、动能和势能的转化1、知识结构：2、动能和重力势能间的转化规律：①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；3、动能与弹性势能间的转化规律：①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。
4、动能与势能转化问题的分析：⑴首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。
机械能的应用1-三个能量的与三种力的关系
1:一个质量为m的物体在某个力的作用下由静止加 速上升，速度变为v，求WG, W合 WF,
解：WG mgh
mv2 W合 2
mv2 WF △EP △EK mgh 2 mv2 或WF W合 - WG mgh 2
2：判断以下运动机械能如何变化（ g=10m/S2）
1、物体以a=8m/S2加速下降。 EK↑ EP↓ E机↓
解：W合
m(v2 v1 ) 5J 2
2 2
F
WG mgh 30 J
WF W合 WG 25J
G
5．下列关于机械能守恒的说法中，正确的是 ( A．做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒 匀速，动能不变，速度只与动能有关 B．做匀变速运动的物体的机械能不可能守恒
D)
匀变速，动能改变，速度只与动能有关 C．如果没有摩擦力和介质阻力，运动物体的机械能一 定守恒 拉力，推力难道都不算外力吗？ D．物体只发生动能和势能的相互转换时，物体的机械 能守恒
6．下列关于物体机械能守恒的说法中，正确的是
( D)
A．运动的物体，若受合外力为零，则其机械能一定守恒
合外力只与动能有关，动能守恒
B．运动的物体，若受合外力不为零，则其机械能一定不守恒
合外力只与动能有关，动能可能不守恒
C．合外力对物体不做功，物体的机械能一定守恒
合外力只与动能有关，动能不守恒
D．运动的物体，若受合外力不为零，其机械能有可能守恒
2、物体以a=10m/S2加速下降。 EK↑EP↓ E机不变
3、物体以a=12m/S2加速下降。 EK↑EP↓ E机↑
4、物体匀速向下运动。 EK不变 EP↓ E机↓ 5、物体匀速向上运动。 EK不变 EP ↑ E机↑ 6、物体以a=10m/S2加速向上。EK↑EP ↑ E机↑ 7、物体以a=10m/S2减速向上。 EK ↓ EP ↑ E机不变 8、物体平抛，斜抛，上抛，下抛 E机不变
动能 势能 机械能1
控制变量法 转换法
进行实验
归纳结论：
大 质量相同时，速度＿＿的物体能做的功 多，表明它具有的动能＿＿ 多Leabharlann 实验2：探索动能与质量的关系
实验思路: 如何控制小车到达水平面的 速度相等？
信息快递: 质量不同的小车从一个斜坡 的同一高度释放，运动到水 平面时，他们速度的大小相 等。
进行实验
归纳结论： 大 速度相同时，质量＿＿的物体能做的功 多，这表明它具有的动能＿＿ 多
高速上为什么要限速?
从高处下滑的运 动员为什么会越 来越快?
第十二章 机械能和内能
一、动能 势能 机械能
（第一课时）
知识回顾 •做功的两个必要因素是什么？ •手推木块，手对木块做功吗？ •运动的小车能够对木块做功吗？
运动着的锤 子能将钉子 钉入木板中
台风能摧毁 房屋等
运动着的子 弹射穿鸡蛋
一、能量
通过探究活动可知:
运动的物体的动能大小与物体的速度 _____ 和______ 质量 有关，物体_____ 速度 越大,_____ 质量 越大,它具有的动能就越多
想一想:
日常生活中还有那些事例能说明上述结 论? 1. 载重汽车造成的交通事故比轿车要严 重。 2. 汽车慢速行驶比快速行驶引发的交通事 故要小。
速度 和_____ 质量 1、动能的多少由物体的_____ 决定。
2、一架飞机在灾区上方水平匀速飞行， 并不断向灾区空投救灾物资，则飞机在这 变小 。(填“变大”或 个过程中，动能_____ “变小”)
3、2007年4月，我国进行了第6次火车 大提速，提速后的火车每节车厢中都有 电子屏幕显示时速变化，当屏幕上示数 增大时，火车的动能将 变大 （变 大/变小/不变）。 4、自行车下坡时，不蹬脚踏板，其速度也 会越来越大，在此过程中，自行车的动能 逐渐 变大 。
精品-高考物理一轮复习第六章机械能第1讲功功率课件
知识梳理
一、功
1.做功的两个要素
(1)作用在物体上的① 力 ; (2)物体在力的方向上② 发生的位移 。 2.公式:W=③ Fl cos α (1)α是力与④ 位移 方向之间的夹角,l为物体对地的位移。 (2)该公式只适用于⑤ 恒力 做功。
3.功的正负
夹角 0°≤α<90° α=90° 180°≥α>90°
功的正负
物理意义
力对物体做⑥ 正功
动力,使物体能量增加
力对物体⑦ 不做功
—
力对物体做⑧ 负功 或说成 阻力,使物体能量减少 物体⑨ 克服这个力做了功
二、功率
1.定义:功与完成这些功所用时间的① 比值 。 2.物理意义:描述力对物体② 做功的快慢 。
3.公式 (1)P=W ,P为时间t内的③ 平均功率 。
答案 D 力对物体做功的表达式为W=Fl cos θ,0°≤θ<90°时,F做正功; θ=90°时,F不做功;90°<θ≤180°时,F做负功。支持力始终竖直向上,与位 移同向,θ=0°,故支持力始终做正功,D正确。
1-2 (多选)一物体在水平面上,受恒定的水平拉力和摩擦力作用沿直线 运动,已知在第1秒内合力对物体做的功为45 J,在第1秒末撤去拉力,其v-
2
kg,故A正确;撤去拉力后加速度的大小 a= 3 0m/s2=1 m/s2,摩擦力Ff=ma
A.W1>0 B.W2>0 C.W2<0 D.W3<0
答案 BD 由图知在t=3 s到t=5 s内,货物减速上升,拉力F<mg,W3<0,D 正确;F做正功,W2>0,B正确,C不正确;重力mg做负功,W1<0,A不正确。
3.如图所示,质量为M的物体放在光滑水平地面上,受到与水平方向成α 角的恒定拉力F作用,从静止开始沿水平地面运动,在时间t内,拉力F对物 体所做的功为W。若仅改变上述某一个量,物体还是从静止开始沿水平
新课标2023版高考物理一轮总复习第五章机械能第1讲功和功率课件
一点一过 瞬时功率的计算方法
(1)利用公式 P＝Fvcos α，其中 v 为 t 时刻的瞬时速度。 (2)利用公式 P＝FvF，其中 vF 为物体的速度v 在力 F 方向上的分速度。 (3)利用公式 P＝Fvv，其中 Fv 为物体受到的外力 F 在速度 v 方向上的分力。
研清微点3 平均功率的分析与计算
研清微点1 对功率的理解
1．(选自鲁科版新教材)关于某力做功的功率，下列说法正确的是
()
A．该力越大，其功率就越大
B．该力在单位时间内做的功越多，其功率就越大
C．功率越大，说明该力做的功越多
D．功率越小，说明该力做功的时间越少
解析：由功率公式 P＝Fvcos α 可知，功率的大小由 F、v 及它们间的夹角共同 决定，F 越大，功率 P 不一定越大，A 错误；由 P＝Wt 可知，单位时间内力做 的功越多，其功率就越大，但功率越大，该力做功不一定越多，功率越小，该 力的作用时间不一定越少，故 B 正确，C、D 均错误。
一点一过 平均功率的计算方法
(1)利用 P＝Wt 求解。 (2)利用 P＝Fvcos α 求解，其中 v 为物体运动的平均速度。
(三) 求变力做功的五种方法(培优点) 方法1 利用微元法求变力做功
将物体的位移分割成许多小段，因每一小段很小，每一小段上作用在物体上 的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个位移上的恒力所做功的 代数和。此法常用于求解大小不变、方向改变的变力做功问题。
2．恒力做功的计算方法
3．总功的计算方法 方法一：先求合力F合，再用W总＝F合lcos α求功，此法要求F合为恒力。 方 法 二 ： 先 求 各 个 力 做 的 功 W1 、 W2 、 W3 、 … ， 再 应 用 W 总 ＝ W1 ＋ W2 ＋ W3 ＋…求总功，注意代入“＋”“－”再求和。
备考2025届高考物理一轮复习强化训练第六章机械能第1讲功和功率
第1讲功和功率1.[功/2024北京]如图所示，一物体在力F作用下沿水平桌面做匀加速直线运动.已知物体质量为m，加速度大小为a，物体和桌面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.在物体移动距离为x的过程中（D）A.摩擦力做功大小与F方向无关B.合力做功大小与F方向有关C.F为水平方向时，F做功为μmgxD.F做功的最小值为max解析竖直方向有F N＋F sinθ＝mg，水平方向有F合＝F cosθ－f，其中f＝μF N，θ变更时，F N变更，则f变更，其做功大小W＝fx变更，A错；合力做功为W合＝F合x＝max，与F方向无关，B错；F为水平方向时，有F－μmg＝ma，则F＞μmg，即F做功大于μmgx，C错；物体运动过程中，有Fx cosθ－fx＝W合，即当f＝0时，F做功最小，此时有W min＝W合＝max，D对.2.[功和功率/2024山东]《天工开物》中记载了古人借助水力运用高转筒车往稻田里引水的场景.引水过程简化如下：两个半径均为R的水轮，以角速度ω匀速转动.水筒在筒车上匀整排布，单位长度上有n个，与水轮间无相对滑动.每个水筒离开水面时装有质量为m的水，其中的60％被输送到高出水面H处灌入稻田.当地的重力加速度为g，则筒车对灌入稻田的水做功的功率为（B）A.2nmgω2RH5B.3nmgωRH5C.3nmgω2RH5D.nmgωRH解析由题意知，水筒在筒车上匀整排布，单位长度上有n个，且每个水筒离开水面时装有质量为m的水，其中的60％被输送到高出水面H处灌入稻田，则水轮转一圈灌入稻田的水的总质量为m总＝2πRnm×60％＝1.2πRnm，则水轮转一圈灌入稻田的水克服重力做的功W＝1.2πRnmgH，筒车对灌入稻田的水做功的功率P＝WT ，而T＝2πω，解得P＝3nmgωRH5，B正确.3.[机车启动/2024湖北]两节动车的额定功率分别为P1和P2，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为v1和v2.现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为（D）A.P1v1＋P2v2P1＋P2B.P1v2＋P2v1P1＋P2C.(P1＋P2)v1v2P1v1＋P2v2D.(P1＋P2)v1v2P1v2＋P2v1解析4.[机车启动/2024重庆/多选]额定功率相同的甲、乙两车在同一水平路面上从静止启动，其发动机的牵引力随时间的变更曲线如图所示.两车分别从t1和t3时刻起先以额定功率行驶，从t2和t4时刻起先牵引力均视为不变.若两车行驶时所受的阻力大小与其重力成正比，且比例系数相同，则（ABC）A.甲车的质量比乙车大B.甲车比乙车先起先运动C.甲车在t1时刻和乙车在t3时刻的速率相同D.甲车在t2时刻和乙车在t4时刻的速率相同解析依据题述，两车额定功率P相同，两车从t2和t4时刻起先牵引力不变，可知此后两车牵引力等于各自所受阻力，结合题图可知，甲车所受阻力大于乙车所受阻力，又两车行驶时所受的阻力大小与其重力成正比，且比例系数相同，可知甲车的质量比乙车大，选项A正确.对甲、乙两车启动的第一阶段，甲车的牵引力达到最大时，乙车的牵引力还小于其行驶时所受的阻力，可知甲车确定比乙车先起先运动，选项B正确.甲车在t1时刻的牵引力等于乙车在t3时刻的牵引力，又两车均刚达到额定功率，依据P＝Fv可知，甲车在t1时刻的速率与乙车在t3时刻的速率相同，选项C正确.t2时刻甲车达到最大速度，t4时刻乙车达到最大速度，额定功率P＝fv m，又甲车所受的阻力比乙车所受阻力大，所以甲车在t2时刻的速率小于乙车在t4时刻的速率，选项D错误.5.[功率/2024江苏]在轨空间站中物体处于完全失重状态，对空间站的影响可忽视.空间站上操控货物的机械臂可简化为两根相连的等长轻质臂杆，每根臂杆长为L.如图1所示，机械臂一端固定在空间站上的O点，另一端抓住质量为m的货物；在机械臂的操控下，货物先绕O点做半径为2L、角速度为ω的匀速圆周运动，运动到A点停下；然后在机械臂操控下，货物从A点由静止起先做匀加速直线运动，经时间t到达B点，A、B间的距离为L.（1）求货物做匀速圆周运动时受到的向心力大小F n；（2）求货物运动到B点时机械臂对其做功的瞬时功率P；（3）在机械臂作用下，货物、空间站和地球的位置如图2所示，它们在同始终线上，货物与空间站同步做匀速圆周运动.已知空间站轨道半径为r，货物与空间站中心的距离为d，忽视空间站对货物的引力，求货物所受的机械臂作用力与所受的地球引力之比F1：F2.答案（1）2mω2L（2）4mL2t3（3）r3－（r－d）3r3解析（1）质量为m的货物绕O点做匀速圆周运动，半径为2L，依据牛顿其次定律可知F n＝mω2·2L＝2mω2L.（2）货物从静止起先以加速度a做匀加速直线运动，依据运动学公式可知L＝12at2解得a＝2Lt2货物到达B点时的速度大小为v＝at＝2Lt货物在机械臂的作用下在水平方向上做匀加速直线运动，机械臂对货物的作用力即货物所受合力ma ，所以经过时间t ，货物运动到B 点时机械臂对其做功的瞬时功率为P ＝mav ＝m ·2L t 2·2Lt＝4mL 2t 3.（3）空间站和货物同步做匀速圆周运动，角速度ω0相同，对质量为m 0的空间站，质量为M 的地球供应其做圆周运动的向心力，则有GMm 0r 2＝m 0ω02r解得GM ＝ω02r3货物在机械臂的作用力F 1和万有引力F 2的作用下做匀速圆周运动，则F 2－F 1＝m ω02（r －d ）货物受到的万有引力F 2＝GMm（r －d ）2＝mω02r 3（r －d ）2解得机械臂对货物的作用力大小为F 1＝mω02r 3（r －d ）2－m ω02（r －d ）＝m ω02r 3－（r －d ）3（r －d ）2则F 1F 2＝r 3－（r －d ）3r 3.。
九年级物理第10章机械能内能及其转化10-1机械能上课新版北师大版
1．下列说法不正确的是( D ) A．一个物体具有能量，说明这个物体能够对外做功 B．一个物体正在对外做功，这个物体一定具有能量 C．一个物体没有对外做功，这个物体可能具有能量 D．一个物体具有能量，一定正在对外做功
例4 [中考·益阳]“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。 如图7 所示，弹性轻绳的上端固定在O 点，拉长后将 下端固定在体验者的身上，并与固定在 地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点 由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”， 上升到最高位置C点，在B 点时速度最大。
对此过程，下列描述正确的是( C ) A. 人从A 到C 的过程中，重力势能增加，动能一直
例3 小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越 远。小明猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形 变程度有关。为验证其猜想是否正确，他设计了如下 实验(弹簧被压缩后未超过其弹性限度)
如图4所示，将同一个弹簧压缩__不__同____(填“相同”或 “不同”)的长度，将小球置于弹簧的右端，松开弹簧 后小球碰到同一位置的相同木块上，通过比较_木__块__移__动_ 距__离__的__远__近__，从而比较弹性势能的大小。
知识点 2 势能
1. 势能 势能包括重力势能和弹性势能。 (1)重力势能：受到重力的物体被举高后具有能，这种能叫
作重力势能。被举起的铁锤和站在树上的鸟都具有重力 势能。
(2)弹性势能：具有弹性的物体发生弹性形变后具有能，这
种能叫作弹性势能。被压弯的跳板具有弹性势能。
如果物体发生 了形变，但不是弹 性形变，也不具有 弹性势能。
(机械能)第1课时教学设计
一、机械能教学设计 （第1课时）
1. 教学目标：
物理观念：（1）了解能量的初步概念。
（能：物体能对外做功，我们就说这个物体具有能） （2）知道什么是动能、势能及影响大小的因素。
（3）知道动能和势能间相互转化的规律。
（4）知道什么是机械能及机械能的单位。
科学思维：（1）通过对机械能的学习，体会自然界存在不同形式的能量，各种不同形式的能量可以相互转化。
（2）学习从物理现象中总结归纳科学规律的方法。
科学探究：通过实验探究动能的影响因素和重力势能的影响因素，提高动手实验、归纳、评估、交流能力。
科学态度与责任：使学生联系社会实际，增强节能、环保意识和社会责任感
2. 教学重点：能量的初步概念；动能、势能及影响大小的因素；机械能及转化。
难点：动能和势能间相互转化规律。
（二）教学思维图：
分层作业设计A.基础题课本第7页：第2题全体学生都做
B.拓展题课本第7页：第3题程度较好学习主动性较好的同学做
（四）板书设计。
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让不同质量的小球从斜面相同高度上滚下， 观察小球推动木块移动距离。
2.物体质量越大，速度越快，其动能 越大。
小结
一、能量 二、势能 1.重力势能 2.弹性势能 三、动能
第四章 简单机械
机械能（1）
Mechanical energy
拉开的弓对箭做功
挥动的锤子能对钉子做功
一、能量
物理学中认为如果一个物体
能对其他物体做功，我们就说这 个物体具有能量，简称能。
一、能量
交流与合作
《学习活动卡》P19
词典从高处落在手掌上时， 手掌有什么感觉？
二、势能
什么是势能？ 势能分为哪两类？什么叫重力势能？
二、势能
3.物体质量越大，所处位置越 高，它所具有的重力势能就越大。
《学习活动卡》P19
橡皮弹出的远近和塑料尺的弯 曲程度有什么关系？
二、势能
4.物体弹性形变越大，物体所具有 的弹性势能就越大。
三、动能
1.定义：物体由于运动所具有的能量叫做动能。
让小球从斜面不同高度上滚 下，观察小球推动木块移动距离 猜想：体处于某一高度时 所具有的势能。
二、势能
2.弹性势能：物体由于发生弹 性形变而具有的势能。
观察沙盘中的小球砸出小坑的深浅。 决定？
将小球从不同高度释放下落后， 猜想： 重力势能大小由哪些因素
将不同质量小球从相同同高度释放下落 后，观察沙盘中的小球砸出小坑的深浅。