呼和浩特专用2019中考物理高分一轮第13单元功功率机械能及其转化课件20190211325.pptx

动能与重力势能的转化:
动能→重力势能:速度 减小 ,高度增大;
巧析机 重力势能→动能:速度增大,高度 减小
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
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滚摆
常见能量转化举例
上升: 动 能转化为 重力势 能; 下降: 重力势 能转化为 动 能
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【变式2】 [2018·德阳] 如图13-3甲所示的铁块重力G=4 N,被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,
当它在沿竖直方向向上的拉力F=6 N的作用下向上运动时,铁块受到的摩擦力为
N2 ;此时铁块速度
v与时间t的关系图像如图乙所示,4 s内拉力F做的功是
4.8J。
图13-3
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探究三 动能
例4 [2018·襄阳] 在排球比赛中,小明把排球竖 直向上抛出,排球在运动中动能E随时间t变化 的图像与图13-7所示四幅图最接近的是( )
图13-7
【答案】A 【解析】排球竖直向上抛出,上升阶段, 动能转化为重力势能,动能减小,重力势 能增大,在最高处动能为零;排球下降阶 段,重力势能转化为动能,动能增大,重力 势能减小,故选A。
实验结论 量相等,高度越高,重力势能越大;物体所处高度相同,质量越大,重力势
能越大
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势能
弹性 定义 势能 影响因素
物体由于发生 弹性形变 而具有的能 与物体的弹性形变程度有关
（续表）
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考点四 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______
单位 焦耳(符号:J)
的摩擦力为60 N,F及其功率的大小分别为(不
计绳重、动滑轮重和滑轮的摩擦) ( )
A.20 N 2 W
B.20 N 6 W C.60 N 2 W
图 13-6
D.30 N 6 W
【答案】B 【解析】物体在水平桌面上匀速运动, 且不计绳重、动滑轮重和滑轮的摩擦, 则拉力大小为 F=������������=603N=20 N。拉力 F 的功率为 P=Fv=20 N×0.1 m/s×3=6 W。 故选 B。
计算做功多少时,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和同一段时间
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考点二 功率
定义
功 与 做功所用时间 之比
物理 意义
表示做功 快慢 的物理量。功率大,说明做功 快
说明做功慢
,单位时间内做的功少。
,单位时间内做的功多;功率小,
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【变式3】 [2018·广州] 如图13-11所示,甲、乙两个质量不
同的小球从相同高度静止释放,甲球下落过程中经过P、Q
两点,忽略空气阻力,下列说法正确的是
()
图13-11 A.着地瞬间,两球的动能相等 B.甲球在P点和Q点的机械能相等 C.释放瞬间,两球的重力势能相等 D.从释放到着地,两球所受重力做的功相等
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定义
物体由于 运动 而具有的能 探究方法 控制变量法 、 转换法
探究课题:物 动能 体的动能大小
跟哪些因素 实验装置 有关
（续表）
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（续表）
①让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 初速度 相同,是为了探究动能与物体 质量 的关系;
探究 实验 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
（续表）
单摆
左→中间: 重力势 能转化为 动 能; 中间→右: 动 能转化为 重力势 能
人造地 球卫星
机械能 守恒定律
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
近地点时 动 能最大,远地点时 重力势 能最大 如果只有动能和势能的相互转化,机械能的总和保持 不变 。 注:只有动能和势能的相互转化是指不考虑 摩擦及阻力
关
课题:物 过程
系; 体的动
木块被推动的距离
动能 能大小
③转通换过观察
来反映物体动能的大小,这里用到了
法 跟哪些
因素有关
①甲、乙说明:动能与质量有关, 速度 相同的物体,质量越大,动能 越大 ;
实验 ②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,动
结论 能
越大
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定义 物体由于 被高举 而具有的能量 探究方法 控制变量法、转换法
（续表）
实验设计 利用物体落向沙地,比较砸出的沙坑大小
探究课题:
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
重力 重力势能
势能
体所处高度的关系;
势能 的大小与 实验过程 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
哪些因素
量的关系
有关
物体的重力势能与物体的 质量
和 所处高度 有关。物体质
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探究四 势能
例5 [2018·内江] 如图13-8所示,货架上放着A、B、C、D四个体积相同的实心球,其中A和B为铅球,C和D 为铁球,那么A和B两球相比较, 球的重A力势能大。B和C两球相比较,做功本领更大的 是 B 球。(ρ铅>ρ铁)
图13-8
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探究五 机械能及其转化
例6 跳伞运动员跳出飞机后,立即打开降落伞,下落过程中,所受空气阻力随运动速度增大,直至与重力等 大,在整个下落过程中,运动员和降落伞的 C( ) A.势能不断减少,动能不断增加,机械能不变 B.势能不断减少,动能不断增加,机械能减少 C.势能不断减少,动能先增加然后保持不变,机械能减少 D.势能不断减少,动能先增加后减少,机械能不变
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【变式1】 [2017·自贡] 如图13-9所示为一名运动员投掷铅 球的过程示意图。铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点, 不计空气阻力,在a到d的整个过程中,下列说法不正确的是
()
图13-9 A.只有在a到b的过程中,运动员对铅球做了功 B.在b到d的过程中,铅球的机械能先增加后减少 C.在c到d的过程中,铅球的重力势能减少 D.在a到d的过程中,铅球的运动状态在不断地变化
【答案】A 【解析】斜面越平缓越省力,则F1<F2;在 不考虑摩擦的情况下,Fl=Gh,两边做功相 同,时间也相同,故P1=P2。故选A。
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【变式1】 [2018·娄底] 图13-5是用滑轮组提升物体A的示意图,物体A受到的重力大小为GA=100 N。在匀 速竖直提升物体A的过程中,物体A上升的速度大小为v=0.4 m/s,滑轮质量、绳重及一切摩擦忽略不计。
判断机械能是否守恒的方法: ①只有重力做功时,机械能 守恒 ; ②若考虑摩擦及其他力的作用,机械能 减小 ; ③若有其他形式的能转化为机械能,机械能 增大
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探究一 功
例1 下列关于功的说法正确的是 ( D ) A.小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对汽车做了功 B.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功 C.足球在水平地面上滚动一段距离时,重力对足球做了功 D.举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃做了功
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【变式2】 (多选)[2018·衡阳] 如图13-10所示,在表面粗糙
的斜面上,物块从A点静止释放下滑到B点的过程中,下列说
法正确的是
()
图13-10 A.物块的动能不一定增大 B.物块的重力势能一定减小 C.物块的重力势能减少量等于动能的增加量 D.物块的重力势能减少量大于动能的增加量
第 13 课时 功 功率 机械能及其转化
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考点一
定义 必要 因素
功
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 ①作用在物体上的 力 ; ②物体在力的方向上移动的 距离
不做功的三种情况
,就说这个力做了功
示意图
物体在水平方向不受力,因 特点
惯性而动 举例 脚对踢出去的足球不做功
注:功率大小表示做功快慢,不表示做功多少;做功多少由功率和时间共同决定
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公式
������ P= ������
单位
瓦特 (符号: W ); 换算关系:1 kW= 103 W,1 W=1 J/s
功率的公式 P=Wt 是指平均功率,即在 t 时间内的平均功率,而不是 备注 某一时刻的瞬时功率;当物体在力 F 作用下,以速度 v 匀速运动时,由
物体受力,但静止 推而未动,搬而未起
有力有距离,力的方向与距离的方 向垂直
人提水桶水平前进,提水桶的力和 重力不做功
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表述 公式 单位 大小
功的计算 力与物体在力的方向上移动的距离的乘积 W= Fs
焦耳 (符号:J);1 J=1 N·m
把两个鸡蛋举高1 m所做的功大约是1 J
（续表）
说明
D.甲的重力做功较多
【答案】AB 【解析】滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,甲 的质量大于乙的质量,则甲对桌面的压力大于乙对桌面 的压力,两木块下表面的粗糙程度相同,所以甲受到的摩 擦力大于乙;因为匀速运动,木块水平方向受力平衡,拉 力与摩擦力大小相同,则 F1>F2,A 正确。因为速度相同, 时间相同,则运动距离相同,由公式 W=Fs 可知,F1 做的功 多,B 正确。根据 P=������������,时间相同时,F1 做功多,故 F1 的功 率大于 F2 的功率,C 错误。重力与运动方向垂直,重力不 做功,D 错误。
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例2 (多选)[2018·河南] 如图13-1所示,水平木板上
有甲、乙两个木块,甲的质量大于乙的质量,两木
块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉
力F1和F2的作用下,以相同速度匀速直线运动了相
同时间,下列说法中正确的是
()
A.F1大于F2 多 C.F2比F1的功率大
图13-1
B.F1比F2做功
【答案】B 【解析】在整个过程中,只有a到b的过程 中,运动员对铅球有力的作用,所以只有 这段对铅球做功,故A正确,不符合题意。 由于不计空气的阻力,在b到d的过程中机 械能守恒,故B错误,符合题意。c到d的过 程中铅球越来越低,重力势能减少,故C正 确,不符合题意。从a到d的过程中,铅球 的运动速度和运动方向都在改变,故D正 确,不符合题意。
W=Fs 及 v=st,可得:P=Wt =Fts= Fv
（续表）
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考点三 动能和势能
定义 物体能够 对外做功 ,表示这个物体具有能量,简称能,单位是 J
能量
说明
①一个物体能够做的功越多,表示这个物体具有的能量越大。 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
图13-5
(1)绳子自由端的拉力大小F=
N。
(2)拉力F做功的功率P=
5W0 。
(3)物体A的机械能
4(0选填“增加”“减少”或“不变”)。
增加
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【变式2】 [2017·六盘水] 如图13-6所示,在水
平拉力F的作用下,使重300 N的物体在水平桌
面上以0.1 m/s的速度匀速运动时,物体与桌面
【答案】B 【解析】甲、乙两球质量不同,所处高度 相同,则释放前的重力势能不同。下落过 程中,重力势能转化为动能,则着地瞬间 两球的动能不相等,故A错误。忽略空气 阻力,在动能和重力势能的相互转化过程 中,机械能的总量不变,则甲球在P点和Q 点的机械能相等,故B正确。释放瞬间两 球的重力势能不相等,质量大的重力势能 大,故C错误。从释放到着地,两球所受重 力做的功不相等,故D错误。
探究二 功率
例3 [2018·淄博] 如图13-4所示,AC>BC,在相同 时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推 上顶端,推力分别为F1、F2,功率分别为P1、P2, 在不考虑摩擦的情况下 ( )
A.F1<F2,P1=P2 C.F1=F2,P1=P2
图13-4 B.F1>F2,P1>P2 D.F1<F2,P1<P2
【答案】AD 【解析】物块从A点静止释放下滑,说明 物块在A点受到非平衡力的作用,从A点 下滑到B点的过程中,速度将逐渐增大,即 在此过程中物块的动能增大,故A错误。 物块的高度降低,物块的重力势能减少, 故B正确。根据能量守恒定律,物块重力 势能的减少量等于物块和斜面摩擦产生 的总热量与物块动能的增加量之和,故C 错误,D正确。
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【变式1】 如图13-2所示,用大小相等的拉力F,分
别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱,在力的作
用下移动的距离sAB =sCD,比较两种情况下拉力F
所做的功及其B.CD段做功较多 C.AB段与CD段做的功一样多 D.AB段的功率比CD段的功率大
【答案】C 【解析】沿光滑的斜面和粗糙的水平面 拉木箱的拉力相等,且木箱移动距离 sAB=sCD,由W=Fs可知,拉力所做的功相同, 故C正确,A、B错误。由于本题没有给出 两种情况下的运动时间,故无法比较功率 的大小,故D错误。