八年级下物理课件人教版2020年秋九年级全册同步课件 第十一章 机械功与机械能单元复习（共90张PPT）_人教新课标 90页

第十一章机械功与机械能 11.1怎样才叫“做功”学习目标1．知道机械功的概念，知道做功的两个必要因素。2．知道功的计算公式W=Fs，知道功的单位，能用功的公式进行有关计算。3．经历观察和解释生活、生产中的有关实例的过程，了解功的含义。核心考点：做功的两个必要因素、功的计算。 课前预习1.物理学里的功包括两个必要的条件：一是作用在物体上的，二是物体在力的方向上通过的．2．力对物体做的功等于跟的乘积，即功=．3．国际单位制中，力的单位是，距离单位是，功的单位是，它有一个专门名称叫做，简称，用符号表示．4．使用任何机械都不能省功，这个结论叫做．力距离力物体在力的方向上通过的距离力×距离牛（N）米（m）牛·米(N·m)焦耳焦J机械功原理 5.（2014•无锡）下列实例中，人对物体做功的是（）A．学生背着书包在水平路面上匀速前进B．人推车，车未动C．足球被踢后，在草地上滚动一段距离D．举重运动员将杠铃举起6.（2014•雅安）某工人在水平地面上，用100N水平推力以0.5m/s的速度匀速推动重500N的物体，使它沿水平方向移动10m，该过程中重力所做的功是J.D0 课堂精讲知识点1.功（1）力学里的功物理学中规定，作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做功．（2）做功的两个必要因素做功的两个必要因素是：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离．（3）在下列三种情况下，力对物体没有做功：①物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段距离，也就没有什么力做功，例如：在光滑的水平冰面上匀速直线滚动的冰球，虽然移动了距离，但那是由于惯性，不是依靠力的作用而运动的，因此没有力对物体做功． ②物体受到力的作用，但保持静止状态，即没有移动距离，力没有对物体做功，例如：用力推一块很大的石头，而石头没有动，则推力不做功．③物体受到了力的作用，也移动了距离，但运动方向与力的方向垂直，而在力的方向上没有移动距离，该力对物体也不做功，例如：手提水桶在水平面上运动了一段距离，水桶虽然受到手的提力作用，由于提桶的力的方向始终竖直向上，跟水平地面垂直，所以在水平面上行走得再远，手的提力对水桶也不会做功． 【例1】（2014•临沂）下列事例中，人对物体做功的是（）A．举着杠铃原地不动B．扛着米袋慢慢登上楼梯C．提着水桶在水平地面上匀速前进D．用300N的力推汽车，汽车没动【练习1】（2014•成都）如图所示，在水平地面上，小聪用力将箱子拉走了；小明用力推箱子，但箱子没有移走，下面关于做功的分析，正确的是（）A．小明用了力，他对箱子做了功B．小聪用力拉动了箱子，她对箱子做了功C．小聪在箱子的过程中，箱子的重力做了功D．小明、小聪都没有对箱子做功B 考点2.功的计算（1）功的计算：在物理学中，把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功.如果用F表示力，s表示在力的方向上通过的距离，W表示功，那么功的计算公式就是W=Fs.（2）功的单位:在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，功的单位是牛·米，它有一个专门的名称叫焦耳，简称焦，符号是J.1J=1N·m.其物理意义是：作用在物体上的力是1N，物体在力的方向上通过的距离是1m，则这个力做的功是1J.把1个鸡蛋举高2m所做的功大约是1J 【例2】（2014•安徽）攀岩是一项挑战自然，超越自我的惊险运动．一位攀岩者体重为520N，背着质量为8kg的背包，用时40min登上高为9m的峭壁．在此过程中攀岩者对背包做功J．（g取10N/kg）【练习2】（2014•衡阳）小明从一楼提20个普通鸡蛋送给三楼的张爷爷，小明对这些鸡蛋大约做了多少功（）A．0JB．600JC．60JD．6JC 知识点3.机械功原理人们使用机械工作时，有时可以省力（如动滑轮、斜面），有时可以省距离（如钓鱼竿、理发剪刀等），但省力必然费距离，省距离必然要费力．也就是说，使用任何机械都不能省功，即使用机械所做的功，等于不用机械而直接用手所做的功，这个结论叫做机械功原理，在历史上被誉为机械的黄金定律. 【例3】对机械功的原理的认识，下列说法中正确的是（）A．使用机械时，动力对机械所做的功，可以大于机械克服阻力所做的功B．使用机械时，动力对机械所做的功，一定等于机械克服阻力所做的功C．使用机械可以省力，也可以省功D．使用机械只能省力[练习3]下列说法中正确的是()A.能省力的机械也能省功B．使用动滑轮能省一半的力，也能省一半的距离C．要把50N的重物举高2m，则无论使用哪一种机械，至少要做100J的功D．省距离的机械可以省力，但不能省功C 随堂检测1.林雨将掉在地上的物理课本捡回桌面，所做的功最接近于（）A.0.02JB.0.2JC.2JD.20J2.（2014•钦州）用20N的水平推力推着50N的购物小车，在水平地面前进10m，则推力和重力做的功分别是（）A．200J，500JB．0J，500JC．200J，0JD．0J，0J3.骑自行车上坡的人常走“S”型路线，这样（）A．可以省力、省功B．不能省力、省功C．不能省力，但可以省功D．能省力，但不能省功BCD 4.（2015•潍坊模拟）在图的四种情境中，人对物体做功的是（）A．提着水桶在水平地面上匀速前进B．扛着米袋慢慢爬上楼梯C．用力推汽车，汽车没动D．举着杠铃原地不动5.小明将放在水平桌面上重为3N的物理课本，水平匀速拉动0.5m．所用的水平拉力为1N，则课本重力做功J，水平拉力做功J．B00.5 6.两个斜均光滑，用力F1、F2别沿两个面将同一物体匀速拉到斜面的顶部，做的功分别为W1、W2，则下列关系中正确的是（）A．F1=F2W1=W2B．F1＞F2W1=W2C．F1＜F2W1=W2D．F1＞F2W1＞W2B 11.2怎样比较做功的快慢学习目标1．知道功率的概念。2．知道功率的计算公式和功率单位的含义，会计算有关功率的简单问题。3．通过建立功率概念的过程，深化用比值定义物理量的方法。4．通过实例说明功率的含义，认识功率在实际应用中的重要价值。核心考点：功率的简单计算 课前预习1.我们可以用两种方法来判断物体做功的快慢.下图表示用挖掘机挖土与人力挖土做功的快慢不同，它所用的判断方法是：做功时间相同，比较的多少；另一种的判断方法是：做功数值相同，比较.2.功率表示物体做功的．某物体的功率是50W，表示．做功做功时间的多少快慢每秒做功50J 3.（2014•南充）某工人在水平地面上，用50N水平推力将重200N的物体匀速推动，使它在20s内沿水平方向移动10m，该过程中工人水平推力的功率是W.4．东风牌汽车在平直的公路上匀速行驶160m，所用时间为10s，若此时汽车所受的牵引力为5000N，则这段时间内牵引力所做的功为J，牵引力的功率是W．258×1058×104 课堂精讲知识点1.比较做功的快慢(1)若做功相同，比较做功时间，所用时间越少做功越快，所用时间越长做功越慢；(2)若做功时间相同，比较做功多少，做功越多做功越快，做功越少做功越慢. 【例1】为了比较做功的快慢，甲、乙两位同学比赛搬砖，具体实验过程如下图：（1）比较图（a）和（b）两图可得：．（2）比较图（a）和（c）、（d）两图得：． 【练习1】如图所示，是建筑工地常用来搬运砖块的两种机械（滑轮组和起重机）．观察图中甲、乙两图，可获得的信息有，观察图中丙图和图可得出：在相等的时间内，起重机比滑轮组做的功多．做相同的功，起重机比滑轮组所需时间少丁 知识点2.功率（1）在物理学中，把单位时间里做的功叫做功率．功率是表示物体做功快慢的物理量．注意：功率只反映做功盼快慢，不能表示做功的多少．如功率大做功就多，这句话是不正确的，还得看时间；反之，做功多功率就大，也不正确，还得看时间．由此可以看出，功率是由时间和功两个因素决定的.（2）功率的公式：由功率的定义知，功率=，如果用P表示功率，W表示功，t表示时间，则功率的公式可表示为： 注意：使用时一定要注意三个量的对应关系，功W一定是对应的时间t内完成的，这样算出来的功率才是时间t内的功率，不同的时间内对应的功率一般来说是不同的，功率越大，反映了完成功的“速度”越快，但并不代表做功一定越多.(3)功率的公式，是指平均功率，即在时间内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率．(4)当物体在力F的作用下，以速度v做匀速直线运动时，有，可得（5）功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号W．1W=1J／s．在工程技术上，常用千瓦(kW)作为功率的单位．1kW=1000W 【例2】（2014•宿迁）小明在20s内，用10N水平力拉着物体在水平地面上匀速运动了16m．物体运动的速度为m/s，水平地面对物体的摩擦力大小为N，小明对物体做功的功率为W．【练习2】（2014•武汉）某九年级同学家住5楼．一天，他提着装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家里在此过程中，下列估算不合理的是（）A．他提鸡蛋的力做的功约为200JB．他提鸡蛋的力做功的功率约为3WC．他爬楼做的功约为6×103JD．他爬楼做功的功率约为1×103WD 知识点3.功率大小的三种比较方法(1)在相同时间内，比较做功的多少，做功越多的物体，功率越大．(2)在完成相同功的条件下，比较所用时间的长短，所用时间越短的物体，功率较大．(3)做功的多少和所用时间都不同的情况，通过计算功率，进行比较． 【例3】一次劳动中，小强和小明同学各把100块相同的砖从一楼搬到六楼，小强用30min时间，小明用了40min时间．若两人对砖做的功分别为，功率为，则()【练习3】（2014•桂林）小明爸爸的质量为70kg、小明的质量为50kg．当父子俩一起从居住楼的一楼同时走上二楼．在此过程中以下判断正确的是（）A．两个人做功的功率相等B．爸爸做功的功率比小明的大C．小明做功的功率比爸爸的大D．无法比较做功的快慢B 随堂检测1.甲、乙两机器，甲的功率比乙的功率大，这说明（）A．甲做功一定比乙多B．甲做功一定比乙快C．甲做功一定比乙用的时间少D．做相同的功，甲一定比乙用的时间多2.甲乙两种机械所做的功W随时间t变化的图象如图所示，则从图象可以判断（）A．甲比乙做功多B．甲比乙做功少C．甲比乙做功快D．甲比乙做功慢BC 3.三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4.分别用如图所示的（甲）、（乙）两个滑轮组，在100s内将重为400N的物体G匀速提升10m，每个滑轮的重均为20N．不计绳重及摩擦，此过程中（）DD 5.上海自主研发了一种用氢燃料代替汽油的汽车，在某次测试中，若汽车在水平路面上做匀速直线运动，受到的阻力为2400N，20min内匀速行驶36千米，在这段时间内，汽车牵引力做的功是J，功率是W．6.一匹马用300N的水平拉力，拉着重为5000N的车，在2min内沿水平路面前进了100m，则拉力做功J，马拉车的功率是W，重力的功率是W．8.64×1077.2×104300002500 11.3如何提高机械效率学习目标1．了解有用功、额外功和总功的含义，以及它们之间的关系。2．知道机械效率，会用机械效率的公式进行简单的计算，会测算滑轮组的机械效率。3．知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义。核心考点：机械效率的计算 课前预习1．在物理学中，把完成某项任务时有实用价值的功，叫做；把其他无实用价值而又不得不做的功，叫做．2．在物理学中，把跟的比值叫做机械效率．机械效率通常用表示，其计算公式为．3．测算滑轮组的机械效率需要的器材是和；需要测量的物理量是．4．如下图所示，大小为20N竖直向上的拉力F通过动滑轮把重30N的物体向上提升了5m.拉力F做的功是J，此滑轮的机械效率是.有用功额外功有用功总功刻度尺弹簧测力计重物G、拉力F、物体移动距离h和绳移动的距离l20075% 课堂精讲知识点1.有用功、额外功和总功（1）有用功：物理学中，把完成某项任务时有实用价值的功叫有用功().如：要想提水上楼，水重乘以提升高度就是有用功，表示为（2）额外功：人们为了达到一定目的时并不需要但又不得不额外做的功叫额外功().额外功的产生主要有两种原因：①提升物体时，克服机械自重、容器重量等所做的功，如用滑轮组提一桶水时，克服动滑轮重和桶重所做的功都是额外功，；②克服机械的摩擦所做的功是额外功，如使用滑轮组时，克服轮与轴之间的摩擦以及绳与轮之间的摩擦所做的功都是额外功．3．总功：人们在达到一定目的的过程中，实际做的功叫总功，等于有用功和额外功之和，即. 【例1】暖水瓶重5N，内装20N的水，小明同学从一楼打水送到二楼，暖水瓶在此过程中升高了3m，小明做的有用功是J，额外功是J，总功是J.【练习1】下列说法中正确的是()A．用水桶从井中提水的时候，对水桶做的功是有用功B．用水桶从井中提水的时候，对水做的功是总功C．桶不小心掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，对桶做的功是有用功D．桶不小心掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，桶里带了一些水，对桶和水做的功是有用功C 知识点2.机械效率1.机械效率:有用功跟总功的比值叫机械效率.通常用机械效率来表示有用功占总功的百分比，用η表示，其表达式为η=W有用/W总*100%,机械效率是一个比值，能反映机械性能的好坏，机械效率越高，做功性能越好.2.理解机械效率时应注意：(1)机械效率反映的是利用机械工作时，有用功在总功中所占百分比例的大小，机械效率的高低与使用机械是否省力或省力的多少无关.(2)由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1. (3)同一机械在不同情况下机械效率不一定相同.例如用动滑轮提升重物，由于被提升重物的重力不同，动滑轮的机械效率也不同，当额外功基本不变时，在提升重物不同的情况下，同一机械的机械效率也是不同的，随着有用功数值的增大，机械效率也增大.(4)机械效率是有用功与总功的比值，分析机械效率高低时不能只考虑一个因素。①当总功一定时，机械所做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高；②当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率就越高；③当额外功一定时，机械所做的总功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。 (5)机械效率表达式为，对于三种简单机械的机械效率的计算总结如下： . (6)机械效率与功率比较 【例2】（2014•郴州）起重机在20s内把重物匀速提到楼顶，起重机所做的总功是4×104J，额外功是1.6×104J，则起重机的总功率是W，机械效率是．【练习2】如图所示，在研究斜面机械效率时，伟华同学用160N的力将重为240N的箱子沿斜面从底部推到高为100cm的顶端，已知斜面长为300cm，则他所做的有用功是_________J，总功是__________J，机械效率是____________.24048050% 知识点3.测算滑轮组的机械效率(1)测算原理：(2)需要测量的物理量：①物体的重力G．②物体提升的高度h．③绳子自由端的拉力F．④绳子自由端移动的距离s.注意：根据滑轮组的特点可推得，N为绳子的股数，只要测得G和F，即可测得. (3)所需器材：弹簧测力计、刻度尺．(4)实验操作时应注意：在拉动弹簧测力计使钩码的上升时，一定要匀速且要在竖直方向上拉。（5）提高机械效率的方法要提高机械效率，就要尽量采取措施来额外功.主要方法有:改进机械结构，使它更合理，更轻巧(减小机械重力)，如用光滑、轻质且结实的滑轮替换笨重、粗糙的滑轮；使用时要经常保养、定时润滑(减小机械间的摩擦)，如给轴承加润滑油.必须注意，“提高机械效率”与生活中说的“提高工作效率”的含义不同的，“提高工作效率”含有把工作做快一点的意思，而“提高机械效率”指的是提高有用功占总功的比例. 【例3】（2014•湖北）小明在做“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验，数据如表：（1）表中“测力计移动的距离”栏目中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是．（2）3次实验中滑轮组的机械效率是．（3）请帮助小明画出该滑轮组的绕线方式．（4）本实验得到的结论是：． 【练习3】（2014•沈阳）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表所示．（1）表格内的第4次实验中应补充的数据是（结果精确到0.1%）．这次数据是用图中（填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的．66.7%乙 （2）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该．在第1次实验中，拉力F所做的额外功为J．（3）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断：．增大物体的重力0.1不正确；第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同 随堂检测1.小红用塑料桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。在这两个情形中塑料桶中都有水。那么下列分析中正确的是（）A．两个情形中，两人对水做的功都是有用功B．两个情形中，两人对水做的功都是总功C．两个情形中，两人对水做的功都是额外功D．小红对水做的功是有用功，小军对水做的功是额外功2.关于机械效率的问题，下列说法中正确的是（）A．做功越多，机械效率一定越高B．单位时间内做功越多，机械效率一定越高C．省力越多的机械，机械效率一定越高D．额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高DD 3.（2014•泉州）如图所示，用下列装置提升同一重物，若每个滑轮重相同，不计摩擦，则机械效率最高的装置是（）4.起重机将0.9t的货物匀速提升10m，在这过程中所做的额外功是6×104J．该过程中起重机对货物做的功是J，起重机机械效率是．（g取10N/kg）A9×10433.3% 5.（2014•德阳）如图所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力为48N，则滑轮组的机械效率为；若物体的速度为0.2m/s，则1min内拉力做的功为J．80%720 6.在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，如图是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据．（1）由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为J，人做的总功为J．（2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是；结合测力计放大图，可知小强的错误是．（3）在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该是%．（保留1位小数）0.250.21有用功大于总功弹簧测力计读数错误92.6 11.4认识动能和势能学习目标1．知道什么是动能、重力势能、弹性势能、机械能，知道动能、重力势能、弹性势能分别与哪些因素有关。2．知道动能、重力势能、弹性势能可以相互转化，并能解释自然界中机械能相互转化的现象。3．通过探究动能和势能分别跟哪些因素有关，学习运用控制变量研究问题的方法。核心考点：动能和势能的影响因素，动能和势能的相互转化。 课前预习1．在物理学中，把物体具有叫做能，在国际单位制中，能的单位是．2．叫做动能，研究动能大小与哪些因素有关的实验方法通常叫做；叫做重力势能；叫弹性势能．重力势能和弹性势能统称为．3．动能的多少由物体的和决定，重力势能的多少由物体的和决定．4.建筑工地上的打桩机在工作时总是被高高地举起，这是因为重锤被举得越高，它具有的能越大，而且重锤的质量也很大，质量越大，具有的能也越大．做功的本领焦物体由于运动而具有的能控制变量法物体由于被举高而具有的能物体由于发生弹性形变而具有的能势能质量速度质量高度重力势重力势 5.如果汽车空载和满载时都以相同的速度行驶，那么空载时汽车具有的动能满载时的动能（选填“大于”“等于”或“小于”）．6.（2014•泰安）一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业．该洒水车在洒水的过程中，机械能．（选填“增大”“减小”或“不变”）小于减小 课堂精讲知识点1.能一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量，简称能．物体做功的过程就是能的转化过程．物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多，因此，能的单位与功的单位相同，在国际单位制中，功的单位是焦(J)，能的单位也是焦(J)．说明：正确理解能与功的关系，应注意以下三个方面：(1)功是我们前面学过的一个概念，是描述一个对物体作用过程中取得成效的物理量，是相对于一个过程而言的，它是一个过程量．一个物体能够做功，我们就说它具有能量，可见，能量是描述一个物体做功本领的物理量，物体在某一状态下，就有做功的本领，所以能量是一个状态量． (2)物体能够做功，我们就说它具有能，能的定义中关键词是“能够做功”这四个字，能够做功并不等同于正在做功．能够做功的物体，即具有能的物体，由于所处的条件不同，可能正在做功，也可能没有做功，但只要它能够做功，或者说它具有做功的本领，就具有能量．例：举高的重锤在空中静止不动，它虽然现在没有做功，但当它下落时，可将木桩打入地下而做功，所以举高的重锤具有做功的本领，它具有能．(3)一个物体能够做的功越多，它具有的能就越大，例如：同一个重锤被举得越高，落下时把木桩砸入地里越深．这说明被举得越高的重锤能够做的功越多，所以说它具有的能就越大．因此，我们可以用能够做功的多少来衡量物体具有能的大小． 【例1】关于能的概念，下面说法正确的是（）A．用线悬挂着的物体它没有做功，所以没有能B．甲物体的速度比乙物体速度大，则甲物体的动能一定比乙物体的动能大C．甲物体的位置比乙物体的位置高，则甲物体的势能一定比乙物体的势能大D．在空中飞行的子弹，因为它能做功所以具有能【练习1】关于功和能的关系，下列几种说法，正确的是()A．具有能的物体一定正在做功B．物体具有的能越大，它做的功就越多C．物体做的功越多，它具有的能越大D．物体能够做的功越多，它具有的能就越大D 知识点2.动能物体由于运动具有的能叫做动能．动能的单位是焦(J)．运动的物体能够做功，例如射出的箭、运动的球、流动的水和空气等都能对别的物体做功，因此它们都具有动能，所以说，一切正在运动物体都具有动能． 【例2】据报道，一辆横穿铁路的拖拉机，因故障而停在铁道上，此时从远处驶来一列火车，尽管司机及时采取紧急制动措施，但是缓慢行驶的列车还是将拖拉机撞“飞”了．这是因为火车的（）A．动能很大B．速度很大C．势能很大D．功率很大【练习2】唐诗中有“不尽长江滚滚来”的诗句，这动人的诗句生动、形象地反映了长江蕴藏了大量的能.动 知识点3.影响动能大小的因素（1）动能的大小与物体的质量和运动速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能越大，以同样速度行驶的列车和小汽车，因列车的质量大，所以动能比小汽车的大，因此，发生交通事故时，列车的破坏性比小汽车大，也就是说一般情况下，列车造成的车祸比小汽车造成的车祸严重得多的道理．（2）动能大小的决定因素是物体的质量和运动的速度，质量越大，速度越大，物体的动能就越大，对速度进行限制，实质是为了控制动能的大小，避免交通事故的发生，同样的路面不同的车型，其质量不同，假若速度不限制，则质量越大的车辆动能越大，遇到紧急情况，不易控制，对路面造成危害的同时也易发生交通事故，因此，在同样的道路上，不同车型的限制车速也不一样． （3）在探究和理解影响动能大小的因素时应注意以下几点：①因动能大小与物体的质量、运动的速度等因素有关，所以要用控制变量的方法进行实验．②一切运动的物体都具有动能，物体的动能决定于物体的质量和其速度的大小，在讨论质量和速度对动能大小的影响时，必须注意两个因素的同时性，而不可忽略任何一方．例如：一颗子弹的速度大于火车的速度，并不能说明子弹的动能就一定比火车的动能大，因为子弹的质量比火车的质量小得多；也不能因为火车的质量比子弹的质量大得多，就认为火车的动能就一定比子弹的动能大，因为还要考虑速度对动能的影响．③在分析有关物体动能的大小变化时，要同时考虑到物体的质量和物体的运动速度是否发生变化，不能只考虑其中的一个方面．例如，公路上匀速行驶的正在洒水的洒水车，尽管速度没有变化，但它的动能还是在不断减小，因为洒水车的总质量在不断减小． 【例3】下图是探究动能大小与哪些因素有关的实验。(1)实验中你通过观察知道动能的大小.(2)实验中采用方法，使得铜球和钢球滚动到水平面的速度相同.(3)图甲和图丙，探究的问题是. 【练习3】（2014•兰州）如图所示是“探究物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置．（1）该实验利用了转换法，通过观察来判断（选填“小球”或“木块”）动能的大小；（2）让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功．目的是为了探究动能的大小与的关系；（3）换用质量不同的小球，使它们从斜面的（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与的关系．木块移动的距离小球速度相同质量 知识点4.势能（1）重力势能：物体由于被举高而具有的能．例如：被举高的重锤、空中飞行的子弹、大山中一块伸出的怪石、课桌上放置的书本等都具有重力势能，举高的重锤既然具有重力势能这种能量，那么它就有能够做功的本领．它究竟具有哪些做功的本领呢？桩打入地里，它对水泥桩做了功，重锤这种做功的本领是由于它被举高而具有的，因此，这种能叫重力势能.(2)重力势能的单位是焦耳，符号是“J”． （3）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能．例如：拉弯的弓、拉长的橡皮筋、弯曲的钢条等都具有弹性势能.影响弹性势能大小的因素是物体弹性形变的程度，例如：钟表的发条被拧得越紧，指针摆动的时间就越长，弹性势能的应用很广泛，在现代航空器中，比如飞机、飞船等，一般都装有一种座椅，当飞机发生飞行事故时，驾驶员只要一按按钮，座椅连同飞行员会立即被压缩得很紧的弹簧弹出机舱然后通过降落伞降落（如下图所示）．注意：弹性势能不仅弹簧所具有，只要物体发生了弹性形变，那么此物体就具有弹性势能.（4）重力势能和弹性势能统称为势能. 【例4】关于重力势能，下列说法正确的是（）A．离地面越高的物体重力势能越大B．质量越大的物体重力势能越大C．悬挂在顶棚上的电灯静止不动，它没有重力势能D．任何被举高的物体都具有重力势能【例5】下列物体中不具有弹性势能的是（）A．被压紧的弹簧B．被撑杆跳运动员压弯的撑杆C．从拉弯的弓中射出的箭D．形变的蹦床 【练习4】．三峡水库修建大坝，提高水位为了增加水的()A．内能B．重力势能C．弹性势能D．动能【练习5】.在同一弹簧秤下分别挂5N和3N的物体时，弹簧秤上弹簧具有的弹性势能是()A．两次具有相同的弹性势能B.第一次比第二次的弹性势能大C.第一次比第二次的弹性势能小D.无法确定其大小BB 知识点5.影响重力势能与弹性势能大小的因素（1）影响重力势能大小的因素是物体的质量与被举高的高度．①质量相同时，被举得越高，重力势能越大；②当被举高的物体高度相同时，质量越大的物体重力势能越大．③一个物体，它的质量越大，被举得越高，它具有的重力势能就越大．（2）决定物体弹性势能大小的因素是物体弹性形变的程度．①对同一物体，它的弹性势能决定于其弹性形变的大小；物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大．②对不同的物体，弹性形变大小相同，弹性势能一般也不同． ③只有发生了弹性形变的物体才具有弹性势能，不是发生形变的物质都是具有弹性势能．如橡皮泥发生形变，但不具有弹性势能，因此它的形变不是弹性形变．（3）在分析重力势能和弹性势能的大小变化时，要注意以下几点：①在分析重力势能的大小变化时，要同时考虑到物体的质量和被举高的高度两个因素；其中决定重力势能大小的一个因素是“高度”，在没有特别指明的情况下，一般是指相对于地面而言的．在初中阶段通常把地面上的物体具有的重力势能看作零．②在分析弹性势能的大小变化时，一般是分析同一个物体的弹性势能的大小变化，所以要注意比较该物体弹性形变的大小变化．例如：钟表上的发条被拧得越紧，它的弹性形变就越大，具有的弹性势能就越大，运动的时间就越长. 【例6】在探究“物体的重力势能大小与哪些因素有关”的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如下图所示，在此实验中，我们是通过观察什么来比较各铁块重力势能的大小？若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hAhB；若A、C两铁块下落的高度相等，则两铁块质量关系是mAmC；实验得出的结论是：物体重力势能的大小与有关， 【练习6】如下图是李刚同学在进行探究性学习时设计的实验，他把小方桌放在沙中，然后把钢柱或木块拿到一定高度，松手后让它自由落下撞击小方桌．李刚通过此实验探究了影响重力势能的因素．(1)通过现象确认重力势能的大小．(2)观察①②实验得到的结论是：.(3)观察①③实验得到的结论是：.小方桌陷入沙中深度的不同在质量相同时，物体的高度越高具有的重力势能越大在高度相同时，物体的质量越大，具有的重力势能越大 【练习7】如下图是玩弹弓的情景．经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与有关；若橡皮筋被拉的长度相同，则质量大的“子弹”射出的距离较小，原因是质量大的“子弹”射出时的小．橡皮胶的长度速度 知识点6.机械能及机械能的转化1.机械能：物体的动能和势能统称为机械能，机械能是最常见的一种形式的能量．一个物体既有动能，又有势能，它的机械能就等于它的动能和势能之和．2.(1)动能和重力势能的相互转化动能和重力势能的相互转化的例子很多，像滚摆、单摆、人造地球卫星的运动都包含了动能和重力势能的转化.(2)动能和弹性势能的相互转化动能和弹性势能之间相互转化的例子也有很多，像拉弯的弓将箭射出去，蹦极游戏、木球挤压弹簧片等现象，都包含了动能和弹性势能之间的相互转化。 【例7】如下图所示，运动员射箭时用力将弓拉开，在放开箭的瞬间，弓的能转化为箭的能，箭在空中向上飞行的过程中，箭的能增大. 【练习8】如图1，从运动员腾空跳起向上运动后再向下落入水中，若不计空气阻力，则运动员的重力势能先(填“增大”“减小”或“不变”)，后(填“增大”或“减小”或“不变”)．运动员的机械能(填“增大”“减小”或“不变”)．图1：图2：【练习9】在如图2所示的滚摆实验中，关于滚摆的能量变化情况，下列说法中正确的是（）A．滚摆上升时动能转化为重力势能B．滚摆下降时动能转化为重力势能C．滚摆将永远上升、下降地交替运动下去D．滚摆运动时，其它形式的能转化为机械能增大减小不变A 随堂检测1.（2014•昆明）草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫．当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的（）A．动能不变，势能不变B．动能减少，势能增加C．动能增加，势能减少D．动能减少，势能减少2（2014•郴州）从飞机空投的救灾物资在下落过程中，逐渐减小的物理量是（）A．重力势能B．动能C．重力D．质量DA 3.（2014•新疆）“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置如图所示，艾力同学让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离s．回答下列问题：（1）艾力同学在研究动能大小跟的关系，实验中他控制了钢球的不变；（2）钢球沿斜面滚下过程中，重力势能动能（均选填“增大”、“减小”或“不变”）；（3）观察木块被撞击后移动距离的长短，是为了判断；若水平面绝对光滑，本实验将（选填“能”或“不能”）达到探究目的．速度质量减小增大动能的大小不能 4.（2014•绵阳）如图甲所示，是设计的“探究小球的重力势能大小与哪些因素有关“的实验装置．其中AB是四分之一光滑圆弧轨道，BC是粗糙的水平面，木块初始静止在B点，让小球从距水平面高h处由静止释放，小球刚好能沿着过A点的切线方向进入圆弧轨轨道，然后与木块发生碰撞，木块运动一段距离后最终停下来．小球可认为是光滑的，如圈乙所示，是实验过程中的三个步骤其中小球质量m1＜m2=m3，小球由静止释放的位置距水平面的高度h1=h2＜h3．①在小球由静止释放到即将与木块碰撞的过程中，小球的重力势能转化为小球的．动能 ②通过观察来比较小球的重力势能的大小．③歩骤一、歩骤二是探究小球的重力势能大小与的关系．④步骤二、步骤三是探究小球的重力势能大小与的关系．木块移动的距离小球的质量小球的高度 第十一章复习课考点1.功（高频考点）考点分析：本考点是广东中考的高频考点，考查的重点是做功的两个必要因素及功的计算.要掌握的知识：做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离.功的计算：利用公式W=Fs求解,关键是认真审题分别求出F和s.1.（2011广东，11，2分）在水平地面上，工人用100N的水平推力推动重150N的箱子，4s内前进了6m，在这个过程中，木箱所受重力对木箱做功为J；工人对木箱做功为J．0600 2．（2009广东，19，4分）磁悬浮列车是一种新型交通工具，如图所示，列车受到磁力作用而浮起，使列车与轨道间的摩擦力减小到零，上海磁悬浮列车线路长是30km，单向运行时间440s．假设一节车厢总质量是20t，磁悬浮列车行驶时，强大的磁力使车厢匀速上升10mm，求上升过程中磁力对该车厢做的功是多少？（g取10N/kg） 考点2功率（高频考点）考点分析：本考点是广东中考的高频考点，考查的重点是功率的简单计算，做题时要认真审题并运用公式P==Fv来进行解答.1．（2012广东，19，2分）如图，小王站在高3m、长6m的斜面上，将重200N的木箱沿斜面匀速从底端拉上顶端，拉力大小恒为120N，所花时间是10s．求：小王对木箱做功的功率． 2．（2013广东，19，3分）龙舟比赛是中国传统运动项目之一如图，某队龙舟和运动员总质量为2.5×103kg，在一次龙舟赛上，该队以1min40s的成绩夺得500m比赛冠军．已知该龙舟在运动过程中受到的阻力是龙舟和运动员的总重力的0.12倍．如果把在比赛过程中该队龙舟的运动看作匀速直线运动，求运动员在比赛过程中划船时的功率是多少千瓦（g=10N/kg） 3.（2014广东）如图是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成，连接轿厢的两根缆绳非常靠近，轿厢空载时的重量是3100N，配重的重量是3000N，某次电梯载货量的重量是1000N，当电梯匀速上升15m，所用的时间为10s，不计缆绳重力和一切摩擦阻力，在此运动过程中，求：(1)配重重力对配重做的功．(2)电动机的功率至少多大？ 考点3.机械效率（高频考点）考点分析：本考点是广东中考的高频考点，考查的重点是机械效率的计算.求机械效率的重点是利用已知条件求出有用功和总功.几种常见的简单机械效率的计算：(1)用杠杆撬物体时（如图A），机械效率，G表示被撬物体的重力，h表示物体被撬上升的高度，F表示动力大小，s表示动力移动的距离. (2)用滑轮组竖直向上吊物体时（如图B），机械效率，G表示被吊物体的重力，h表示物体上升的高度，F表示拉力大小，s表示绳子自由端移动的距离，n表示绳子的段数.(3)用滑轮组水平方向拉动物体时（如图C），机械效率，f表示摩擦力大小，F表示拉力大小，n表示绳子的段数.(4)用斜面提升物体时(如图D)，机械效率，G表示物体的重力，办表示斜面的高度，F表示拉力大小，s表示斜面的长度. 1.（2013广东，16，1分）如下图，用滑轮组将物块从位置A匀速拉到位置B，若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，滑轮组的机械效率为．60% 2．（2012广东，19，3分）如图，小王站在高3m、长6m的斜面上，将重200N的木箱沿斜面匀速从底端拉上顶端，拉力大小恒为120N，所花时间是10s．求：斜面的机械效率． 3.（2011广东，19，6分）用如图所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m，所用的拉力是250N，在这个过程中，求：（1）有用功是多少？（2）拉力的功率是多少？（3）滑轮组的机械效率是多少？ 考点4.动能和势能（高频考点）考点分析：本考点是广东中考的高频考点，考查的重点是动能和势能的影响因素.应注意的知识点：（1）影响重力势能的因素有：质量和高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．（2）影响动能的因素有：质量和速度．质量越大，速度越快，动能越大．1．（2012广东，9，3分）如图是固定在水平桌面上的圆弧轨道，将一小球由轨道的P点自由释放，滚动到Q点．在此过程中，动能先变_________后变_________，重力势能_________．大小先变小后变大 2．（2013广东，22，6分）利用如图装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”．将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止．图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB，（mA＜mB）． （l）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的_________无关．（2）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块c撞得更远由此可得出结论：_________．（3）图乙中小球B到达竖直位置时的速度___（填“大于”、“小于”或“等于”）．题图丙中小球B到达竖直位置时的速度如题图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论．质量速度相同时，物体质量越大，动能越大小于质量相同时，物体的速度越大，动能越大 考点5机械能及其转化考点分析：本考点的考查重点是动能和势能的转化.动能与质量和速度有关，重力势能与高度和质量有关．我们可以从影响能量大小的因素来分析能量的变化，找到能量转化的方向．物体在自由上升和下落的过程中能量的转化是有规律可循的：①上升：动能转化为重力势能；②下降：重力势能转化为动能． 1．（2009广东，9，3分）跳高运动员从地面向上跳起的过程中，_________转化为_________；苹果从树上落下过程中，_________增大（均选填：“动能”或“重力势能”）．2.如图所示是“天宫一号”飞行器在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行的示意图；则它从远地点向近地点运行的过程中（）A．重力势能增加，动能增加，机械能增加B．重力势能减小，动能不变，机械能减小C．重力势能增加，动能减小，机械能守恒D．重力势能减小，动能增加，机械能守恒动能重力势能动能D