功和机械能 经典课件

所以推力对购物车做了功,故C正确、D错。
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2.右图为捻动滚摆的轴使其升高后释放,观察滚摆运动过程,经过较 长时间后滚摆会停止上下摆动。从能量角度对其分析,下列说法不 正确的是( )
A.滚摆沿着悬线向下运动时,重力势能减小,动能增加 B.滚摆到最低点后又上升,动能转化为重力势能 C.滚摆整个运动过程中,机械能守恒 D.滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆具有的机械能减小 答案:C
C.匀速下行时,机械能保持不变
D.刹车片发烫,是做功改变了内能
解析:刚下坡时,是重力势能转化为动能,故选项A错误;匀速下行
时,动能不变,所以不是重力势能转化为动能,故选项B错误;匀速下
行时,动能不变,重力势能转化为内能,机械能减小,故选项C错误;刹
车时,刹车片和轮胎互相克服摩擦做功,内能增加,这一过程中机械
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四、机械能及其转化 1.定义 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,尽管动能和势能的大小会变化, 但机械能的总和不变,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,即将水能和风能具有的机械能转化为电能。
行比较;
乙:在爬楼的时间相同时,只要测出各自的体重、爬楼的高度,就
可以进行比较;
丙:在爬楼的高度相同时,只要测出各自的体重、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
1
2
3
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
������
P= ������
=
������������ℎ ������
,在爬楼的时间相同时,只
要测出各自的体重、爬楼的高度,就可以进行比较;在爬楼的高度
相同时,只要测出各自的体重、爬楼的时间,就可以进行比较,故正
确的选项是D。
答案:D
1
2
3
1
2
3
某同学质量是40 kg,在2015年体育中考“1 min跳绳”
1
2
3
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,重力势能减小 B.动能增加,重力势能减小 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。高度降低了,所以 受高度影响的重力势能减少了。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。
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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)定义: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: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。
能转化成了内能,但能的总量不变,故选项D正确。
答案:D
1
2
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3
(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”等问题,说明不计摩擦,机械能不变。
【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
答案:1 000 50
1
2
3
1
2
3
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, F=Ws = 52050������������=20 N。
1
2
3
2.人体输出功率的测量与计算 来测进定行人,需体要输测出量功的率量时有,均:人利体用的功重率力的(或定质义量式)、P人=������体������ 在通竖过直间方接向方上法
移动的距离以及完成这些功所用的时间。
1
2
3
【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:只有测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,才能进
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一、功 1.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。 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。
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3.起重机把一个质量为0.5 t的工件在15 s内匀速向上提升了6 m,则
起重机提升工件的拉力为
N,起重机提升工件的功率为
W。(g取10 N/kg)
答案:5 000 2 000
解析:由题意知,工件所受的拉力与工件的重力是一对平衡力,所以
F=G=mg=500 kg×10 N/kg=5 000 N;起重机提升工件的功率
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解析:滚摆向上运动的过程中,由于高度升高,则重力势能增加,同时 速度减小,则动能减小,即动能转化为了重力势能,故选项A、B正确; 因重力势能和动能统称为机械能,又因为滚摆在运动的过程中,高 度逐渐减小,说明机械能转化为内能,故机械能会减小,选项C错误,D 正确。
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2
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解析:荡秋千时,当人向最低点做下落运动时,其质量不变,速度变 快,故动能变大,即到达最低点速度最大,动能最大,A选项错误;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。
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二、功率
1.物理意义 表示物体做功快慢的物理量。
2.定义 功与做功时间的比。
3.公式 P=������������。 推导式:(1)W=Pt;(2)t=������������。 4.单位 瓦特(W),1 W=1 J/s。
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测试中,她每次起跳的高度约5 cm,测试成绩是150次,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。
(g取 10 N/kg)
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=Wt = 36000���0��� ������=50 W。
【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 t=������������ = 01.50mm/s=20 s,则 P=������������ = 12000s0J=50 W。
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1.水平地面上的购物车在水平推力的作用下,沿推力的方向运动一 段距离,则下列判断正确的是( ) A.重力对购物车做了功 B.支持力对购物车做了功
C.推力对购物车做了功
D.没有力对购物车做功 答案:C 解析:由题知,购物车在水平地面上运动,在重力的方向上(竖直向下) 购物车没有移动距离,所以重力不做功,故A错;由题知,购物车在水 平地面上运动,在支持力的方向上(竖直向上)购物车没有移动距离, 所以支持力不做功,故B错;购物车在水平推力的方向上移动了距离,
答案:A
1
2
3
(2)在动能和势能的转化过程中,若考虑摩擦,则机械能减小。
【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,是动能转化为重力势能
B.匀速下行时,是重力势能转化为动能
P=������������
=
������ℎ ������
=
5
00105Ns×6m=2
000
W。
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4.欧佩克组织和英美等西方国家原油数量单位通常用“桶”来表示,
中国及俄罗斯等国家则常用“吨”作为原油数量单位。通过网络查
询可知不同油田的原油密度不同,1桶=158.98 L。
(1)若原油密度为0.8×103 kg/m3,取1桶=159 L,则1桶原油的质量为
m=ρV=0.8×103 kg/m3×0.159 m3=127.2 kg。
(2)将1吨原油竖直匀速提升20 m,对油做的功
W=Gh=m'gh=1×103 kg×10 N/kg×20 m=2×105 J。
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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。
多少千克?(1 L=10-3 m3)
(2)将1吨原油竖直匀速提升20 m,需要对油做的功是多少焦耳?(g取
10 N/kg)
答案:(1)127.2 kg (2)2×105 J
解析:(1)一桶原油的体积V=159 L=159 dm3=0.159 m3, 由ρ=������������ 可得,1桶原油的质量
答案:CD