第十一章功和機械能一、功和功率一、功和功率1.1.功功: :(1)(1)做功的兩個必要因素。做功的兩個必要因素。作用在物體上的作用在物體上的_。物體在這個力的物體在這個力的_上移動的距離。上移動的距離。(2)(2)概念概念: :功等于力與物體在力的方向上移動的距離的功等于力與物體在力的方向上移動的距離的_。(3)(3)公式公式:_:_。(4)(4)國際單位國際單位: :焦耳焦耳, ,符號符號:_:_。力力方向方向乘積乘積W=FsW=FsJ J2.2.功率：功率：(1)(1)比較做功快慢的方法。比較做功快慢的方法。做功相同比時間，時間做功相同比時間，時間_，做功越快。，做功越快。時間相同比做功，做功時間相同比做功，做功_，做功越快。，做功越快。越短越短越多越多(2)(2)功率。功率。意義：表示做功的意義：表示做功的_。概念：功與做功所用時間概念：功與做功所用時間_。公式：公式：_。(3)(3)國際單位：瓦特，符號：國際單位：瓦特，符號：_，1 kW=_W1 kW=_W。WPt快慢快慢之比之比W W10103 3二、動能和勢能二、動能和勢能1.1.能量能量: :物體能夠物體能夠_,_,我們就說這個物體具有能量我們就說這個物體具有能量, ,簡稱能。簡稱能。2.2.動能動能: :(1)(1)定義定義: :物體由于物體由于_而具有的能量。而具有的能量。(2)(2)決定因素決定因素: :質(zhì)量相同的物體質(zhì)量相同的物體, ,運動的運動的_越大越大, ,它的動能越大。它的動能越大。運動速度相同的物體運動速度相同的物體,_,_越大越大, ,它的動能越大。它的動能越大。對外做功對外做功運動運動速度速度質(zhì)量質(zhì)量3.3.勢能勢能: :(1)(1)重力勢能。重力勢能。定義定義: :在地球表面附近在地球表面附近, ,物體由于物體由于_并處在并處在_時所時所具有的能。具有的能。決定因素決定因素: :物體的物體的_越大越大,_,_越高越高, ,它具有的重力勢能就越大。它具有的重力勢能就越大。(2)(2)彈性勢能。彈性勢能。定義定義: :物體由于發(fā)生物體由于發(fā)生_而具有的能。而具有的能。決定因素決定因素: :物體的物體的_越大越大, ,它具有的彈性勢能就越大。它具有的彈性勢能就越大。受到重力受到重力一定高度一定高度質(zhì)量質(zhì)量位置位置彈性形變彈性形變彈性形變程度彈性形變程度三、機械能及其轉(zhuǎn)化三、機械能及其轉(zhuǎn)化1.1.機械能機械能: :(1)(1)定義定義:_:_、重力勢能和、重力勢能和_的統(tǒng)稱。的統(tǒng)稱。(2)(2)轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化: :動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。(3)(3)守恒守恒: :如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化, ,盡管動能和勢能的大小會變盡管動能和勢能的大小會變化化, ,但機械能的總和但機械能的總和_,_,如不計空氣阻力如不計空氣阻力, ,小球在擺動的過程中機小球在擺動的過程中機械能械能_。動能動能彈性勢能彈性勢能不變不變保持不變保持不變2.2.水能和風(fēng)能水能和風(fēng)能: :(1)(1)能量能量: :流動的水和風(fēng)具有大量的流動的水和風(fēng)具有大量的_能。能。(2)(2)利用利用:_,:_,即將水能和風(fēng)能具有的即將水能和風(fēng)能具有的_能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為_能。能。機械機械機械機械電電發(fā)電發(fā)電【讀【讀練練】1.1.【判一判【判一判】力是否做功的判斷力是否做功的判斷如圖所示如圖所示, ,其中對物體做功的是丙其中對物體做功的是丙; ;沒有做功的是沒有做功的是_,_,原因是原因是沒有在沒有在_上移動距離。上移動距離。甲和乙甲和乙力的方向力的方向2.2.【練一練【練一練】功和功率的計算功和功率的計算如圖起重機在如圖起重機在15s15s內(nèi)將質(zhì)量為內(nèi)將質(zhì)量為6 t6 t的大石頭豎直勻速提升的大石頭豎直勻速提升1 m,1 m,則起重機對大石頭做的功是則起重機對大石頭做的功是_J;_J;功率為功率為_W_W。6 610104 44 410103 33.3.【辨一辨【辨一辨】動能和勢能的大小動能和勢能的大小滾擺從圖中的位置滾擺從圖中的位置1 1靜止釋放靜止釋放, ,下降至位置下降至位置2,2,再上升到達最高點再上升到達最高點3,3,這這三個位置中滾擺重力勢能最大的是三個位置中滾擺重力勢能最大的是_、動能為零的是、動能為零的是_、動能最大、動能最大的是的是_、機械能最大的是、機械能最大的是_。( (填寫位置序號填寫位置序號) )1 11 12 21 14.4.【填一填【填一填】功和機械能綜合功和機械能綜合如圖如圖, ,運動員下落時運動員下落時,_,_對運動員做功對運動員做功( (忽略空氣阻力忽略空氣阻力);_);_能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為_能能, ,與蹦床接觸后與蹦床接觸后, ,床面發(fā)生彈性形變床面發(fā)生彈性形變, ,人的人的_能轉(zhuǎn)化能轉(zhuǎn)化為蹦床的為蹦床的_能能, ,不計阻力和能量損失不計阻力和能量損失, ,運動員的機械能運動員的機械能_( (選填選填“增加增加”“”“減小減小”或或“不變不變”) )。重力重力重力勢重力勢動動動動彈性勢彈性勢減小減小考點考點1 1力是否做功的判斷力是否做功的判斷1.1.做功的兩個必要因素做功的兩個必要因素: :(1)(1)必須有力作用在物體上。必須有力作用在物體上。(2)(2)物體在這個力的方向上移動了距離。物體在這個力的方向上移動了距離。2.2.幾種常見的沒有做功的情況幾種常見的沒有做功的情況: :幾種幾種情況情況有距離無力有距離無力有力無距離有力無距離“力力”“”“距距”垂直垂直分析分析說明說明物體在某個方向物體在某個方向不受力但由于慣不受力但由于慣性而運動一段距性而運動一段距離時離時物體受力但保持靜物體受力但保持靜止?fàn)顟B(tài)止?fàn)顟B(tài)物體受到的力與運動方向物體受到的力與運動方向始終垂直始終垂直, ,物體在力的方物體在力的方向上沒有移動距離向上沒有移動距離實例實例被踢飛的足球在被踢飛的足球在空中飛行時空中飛行時用力推汽車用力推汽車, ,汽車汽車未動未動人提著水桶沿水平路面行人提著水桶沿水平路面行走一段距離走一段距離【技法攻略【技法攻略】力的方向與物體移動的方向不垂直力的方向與物體移動的方向不垂直, ,則此力就一定做功。則此力就一定做功?！臼痉额}【示范題1 1】(2015(2015自貢中考自貢中考) )下列說法中正確的是下列說法中正確的是( () )A.A.用手從地面豎直提起水桶用手從地面豎直提起水桶, ,手豎直向上的拉力對水桶做了功手豎直向上的拉力對水桶做了功B.B.提著水桶在路面上水平向前移動一段路程提著水桶在路面上水平向前移動一段路程, ,手豎直向上的拉力手豎直向上的拉力對水桶做了功對水桶做了功C.C.拋出手的鉛球在空中向前運動的過程中拋出手的鉛球在空中向前運動的過程中, ,推力對鉛球做了功推力對鉛球做了功D.D.用力推一輛汽車用力推一輛汽車, ,汽車靜止不動汽車靜止不動, ,推力在這個過程中對汽車做了功推力在這個過程中對汽車做了功【解題關(guān)鍵【解題關(guān)鍵】解答本題抓住以下關(guān)鍵解答本題抓住以下關(guān)鍵: :關(guān)鍵關(guān)鍵1:1:判斷是否有力作用在物體上。判斷是否有力作用在物體上。關(guān)鍵關(guān)鍵2:2:判斷力的方向與物體移動的方向是否垂直判斷力的方向與物體移動的方向是否垂直, ,不垂直就做功。不垂直就做功。【解析【解析】選選A A。機械功的兩個必要因素是。機械功的兩個必要因素是: :作用在物體上的力和物體作用在物體上的力和物體在力的方向上移動的距離。手對水桶的力是豎直向上的在力的方向上移動的距離。手對水桶的力是豎直向上的, ,提起水桶的提起水桶的過程中過程中, ,水桶的運動方向也是豎直向上的水桶的運動方向也是豎直向上的, ,此過程中手的拉力對水桶此過程中手的拉力對水桶做了功做了功, ,故故A A正確正確; ;而提水桶在路面上水平向前時而提水桶在路面上水平向前時, ,拉力和此距離之間拉力和此距離之間的關(guān)系相互垂直的關(guān)系相互垂直, ,拉力不做功拉力不做功, ,故故B B錯誤錯誤; ;在空中向前運動的鉛球已經(jīng)在空中向前運動的鉛球已經(jīng)不再受手的推力的作用不再受手的推力的作用, ,所以推力不做功所以推力不做功, ,故故C C錯錯; ;用力推汽車用力推汽車, ,但汽車但汽車靜止不動靜止不動, ,推力沒有成效推力沒有成效, ,不做功不做功, ,故故D D錯。錯?！緜溥x例題【備選例題】1.(20151.(2015濟寧中考濟寧中考) )小夏推箱子經(jīng)歷了如圖所示的過程小夏推箱子經(jīng)歷了如圖所示的過程, ,最終箱子被推出去后又向前滑行了一段距離。對上述過程中涉及的最終箱子被推出去后又向前滑行了一段距離。對上述過程中涉及的物理知識物理知識, ,分析正確的是分析正確的是( () )A.A.圖甲圖甲: :因為箱子沒動因為箱子沒動, ,所以小夏沒有對箱子施加力的作用所以小夏沒有對箱子施加力的作用B.B.圖乙圖乙: :因為箱子受到的摩擦力大于推力因為箱子受到的摩擦力大于推力, ,所以小夏沒推動箱子所以小夏沒推動箱子C.C.圖乙圖乙: :因為小夏對箱子施加了力因為小夏對箱子施加了力, ,所以小夏對箱子做了功所以小夏對箱子做了功D.D.圖丙圖丙: :小夏對箱子做的功小于推力與箱子移動距離的乘積小夏對箱子做的功小于推力與箱子移動距離的乘積【解析【解析】選選D D。本題綜合考查力和運動、功的理解。箱子沒動說明處。本題綜合考查力和運動、功的理解。箱子沒動說明處于靜止?fàn)顟B(tài)于靜止?fàn)顟B(tài), ,是因為受平衡力作用是因為受平衡力作用, ,水平方向受到推力和摩擦力水平方向受到推力和摩擦力, ,兩個兩個力是一對平衡力力是一對平衡力, ,大小相等大小相等, ,所以所以A A、B B錯。做功的兩個必要因素是錯。做功的兩個必要因素是: :作作用在物體上的力、物體在力的方向上通過距離。圖乙箱子沒有移動用在物體上的力、物體在力的方向上通過距離。圖乙箱子沒有移動距離距離, ,所以小夏對箱子沒有做功所以小夏對箱子沒有做功, ,故故C C錯。箱子被推出去后又向前滑行錯。箱子被推出去后又向前滑行了一段距離了一段距離, ,說明箱子在推力的作用下移動的距離小于箱子移動的距說明箱子在推力的作用下移動的距離小于箱子移動的距離離, ,根據(jù)根據(jù)W=FsW=Fs可知可知D D正確。正確。2.(20132.(2013杭州中考杭州中考) )在甲、乙兩圖中在甲、乙兩圖中, ,甲圖地面粗糙、乙圖地面光滑。甲圖地面粗糙、乙圖地面光滑。質(zhì)量分別為質(zhì)量分別為m m、2m2m的兩個物體在大小為的兩個物體在大小為F F的恒力作用下的恒力作用下, ,在力的方向上在力的方向上前進了相同的距離前進了相同的距離, ,則下列結(jié)論正確的是則下列結(jié)論正確的是( () )A.A.甲圖中甲圖中F F做的功小于乙圖中做的功小于乙圖中F F做的功做的功B.B.甲圖中甲圖中F F做的功等于乙圖中做的功等于乙圖中F F做的功做的功C.C.甲圖中甲圖中F F做的功大于乙圖中做的功大于乙圖中F F做的功做的功D.D.條件不足條件不足, ,無法確定甲、乙圖中無法確定甲、乙圖中F F誰做的功大誰做的功大【解析【解析】選選B B。本題考查功的計算。本題甲、乙兩種情況。本題考查功的計算。本題甲、乙兩種情況, ,作用在物作用在物體上的力體上的力F F相等相等, ,在力的方向上前進了相同的距離在力的方向上前進了相同的距離, ,由由W=FsW=Fs可知可知, ,做了做了相同的功相同的功, ,跟接觸面的粗糙程度無關(guān)。跟接觸面的粗糙程度無關(guān)。考點考點2 2功和功率的計算功和功率的計算1.1.計算：計算：F F：物體受到的力，：物體受到的力，s s：物體在力的方向上移動的距離。：物體在力的方向上移動的距離。(1)(1)功：功：W=FsW=Fs。(2)(2)功率：功率： WFsPtt。2.2.特例：特例：(1)(1)重力做的功：重力做的功：W=GhW=Gh。(2)(2)物體以速度物體以速度v v勻速運動時，勻速運動時， 3.3.功和功率的估測：估測力的大小和物體在力的方向上移動的功和功率的估測：估測力的大小和物體在力的方向上移動的距離，估算功。再根據(jù)時間估算功率。距離，估算功。再根據(jù)時間估算功率。WFsPFvtt?！臼Х置c【失分盲點】(1)(1)功率與功的關(guān)系功率與功的關(guān)系: :做功多的機械做功多的機械, ,功率不一定大功率不一定大, ,同樣做功少的機同樣做功少的機械械, ,功率不一定小功率不一定小, ,功率的大小還要看另一個因素功率的大小還要看另一個因素時間。但功率時間。但功率大的機械做功一定快。大的機械做功一定快。(2)F(2)F、s s的對應(yīng)性的對應(yīng)性:F:F和和s s具有同一性、同時性、一致性具有同一性、同時性、一致性( (方向一致方向一致) )、統(tǒng)一性統(tǒng)一性( (單位都用國際單位單位都用國際單位) )?！臼痉额}【示范題2 2】(2015(2015長沙中考長沙中考) )掃地機器人是智能家用電器的一種掃地機器人是智能家用電器的一種, ,它正逐漸進它正逐漸進入我們的生活。如圖所示是一款集自動清掃技術(shù)和人工智能設(shè)計于入我們的生活。如圖所示是一款集自動清掃技術(shù)和人工智能設(shè)計于一體的地面清掃機器人。小王在室內(nèi)運動場上試用中發(fā)現(xiàn)一體的地面清掃機器人。小王在室內(nèi)運動場上試用中發(fā)現(xiàn), ,該機器該機器人在人在1 min1 min內(nèi)沿直線勻速清掃的距離為內(nèi)沿直線勻速清掃的距離為18 m,18 m,若它在運動中所受阻力若它在運動中所受阻力為為105 N,105 N,問問: :(1)(1)此機器人在清掃地面時運動的速度為多大此機器人在清掃地面時運動的速度為多大? ?(2)(2)此過程中機器的水平推力所做的功及功率分別是多大此過程中機器的水平推力所做的功及功率分別是多大? ?【解題關(guān)鍵【解題關(guān)鍵】解答本題時應(yīng)抓住以下關(guān)鍵解答本題時應(yīng)抓住以下關(guān)鍵: :關(guān)鍵關(guān)鍵1:1:明確路程、時間已知明確路程、時間已知, ,如何求速度。如何求速度。關(guān)鍵關(guān)鍵2:2:明確機器人的水平推力等于其受到的阻力。明確機器人的水平推力等于其受到的阻力。關(guān)鍵關(guān)鍵3:3:明確功、功率的計算公式。明確功、功率的計算公式。【解析【解析】本題考查速度的計算方法、平衡狀態(tài)的應(yīng)用、功與功率的本題考查速度的計算方法、平衡狀態(tài)的應(yīng)用、功與功率的計算。計算。(1)(1)由速度的計算公式得由速度的計算公式得: : (2)(2)因為機器人在室內(nèi)做勻速直線運動因為機器人在室內(nèi)做勻速直線運動, ,說明它處于平衡狀態(tài)說明它處于平衡狀態(tài), ,水平方水平方向受到的力是平衡力向受到的力是平衡力, ,所以所以F=FF=F阻阻=105 N=105 N推力做功推力做功:W=Fs=105 N:W=Fs=105 N18 m=1 890 J18 m=1 890 J推力的功率推力的功率: : 答案答案: :(1)0.3 m/s(1)0.3 m/s(2)1 890 J(2)1 890 J31.5 W31.5 Ws18 mv0.3 m/st60 s W1 890 JP31.5 Wt60 s【示范題【示范題3 3】(2015(2015益陽中考益陽中考) )如圖甲所示如圖甲所示, ,重重500 N500 N的小車受到的小車受到80 N80 N的水平推力的水平推力, ,在水平地面上做直線運動在水平地面上做直線運動, ,其距離隨時間變化的其距離隨時間變化的圖像如圖乙所示。圖像如圖乙所示。(1)(1)小車運動的速度多大小車運動的速度多大? ?(2)10 s(2)10 s內(nèi)重力對小車做多少功內(nèi)重力對小車做多少功? ?(3)10 s(3)10 s內(nèi)人對小車做多少功內(nèi)人對小車做多少功? ?功率是多大功率是多大? ?【解析【解析】本題綜合考查速度、功、功率的計算。本題綜合考查速度、功、功率的計算。(1)(1)由題圖可知由題圖可知, ,當(dāng)當(dāng)t=10 st=10 s時時,s=12 m,s=12 m,則則 (2)(2)在重力的方向上小車沒有移動距離在重力的方向上小車沒有移動距離, ,所以重力沒有做功所以重力沒有做功, ,即即W W1 1=Fs=Gh=Fs=Gh=500 N=500 N0 m=0 J0 m=0 J。s12 mv1.2 m/st10 s。(3)(3)因為小車因為小車10 s10 s內(nèi)移動的距離為內(nèi)移動的距離為12 m,12 m,所以根據(jù)所以根據(jù)W=FsW=Fs得得: :人對車做的功人對車做的功W W2 2=Fs=80 N=Fs=80 N12 m=960 J;12 m=960 J;因為因為 所以功率為所以功率為P=Fv=80 NP=Fv=80 N1.2 m/s1.2 m/s=96 W=96 W。答案答案: :(1)1.2 m/s(1)1.2 m/s(2)0(2)0(3)960 J(3)960 J96 W96 WWFsPFvtt，【備選例題【備選例題】1.(20141.(2014安徽中考安徽中考) )攀巖是一項挑戰(zhàn)自然攀巖是一項挑戰(zhàn)自然, ,超越自超越自我的驚險運動。一位攀巖者體重為我的驚險運動。一位攀巖者體重為520N,520N,背著質(zhì)量為背著質(zhì)量為8 kg8 kg的背包的背包, ,用時用時40 min40 min登上高為登上高為9 m9 m的峭壁。在此過程中攀巖者對背包做功的峭壁。在此過程中攀巖者對背包做功J,J,他做功的平均功率是他做功的平均功率是W W。(g(g取取10N/kg)10N/kg)【解題探究【解題探究】解答本題時需思考以下兩個問題解答本題時需思考以下兩個問題: :(1)(1)攀巖者對背包的拉力是多大攀巖者對背包的拉力是多大? ?(2)(2)背包隨攀巖者向上移動的距離是多少背包隨攀巖者向上移動的距離是多少? ?提示提示: :(1)(1)等于背包的重力等于背包的重力, ,即即80N80N。(2)9 m(2)9 m。【解析【解析】本題考查了機械功和功率的計算。背包受到的重力本題考查了機械功和功率的計算。背包受到的重力為為:G=mg=8kg:G=mg=8kg10 N/kg=80 N,10 N/kg=80 N,對背包做功為對背包做功為:W=Gh:W=Gh=80N=80N9 m=720 J,9 m=720 J,他做的總功他做的總功W W總總=(G=(G人人+G)h+G)h=(520N+80 N)=(520N+80 N)9m=5400J,9m=5400J,他做功的平均功他做功的平均功率為率為: : 答案答案: :7207202.252.25W5 400 JP2.25 Wt40 60 s。2.2.學(xué)校最近買了學(xué)校最近買了3030套總質(zhì)量為套總質(zhì)量為300 kg300 kg的實驗器材的實驗器材, ,每套一箱。每套一箱。實驗員需要把這批實驗器材搬運到實驗員需要把這批實驗器材搬運到15 m15 m高的實驗室。高的實驗室。(1)(1)該實驗員在搬運中該實驗員在搬運中, ,對實驗器材總共做功對實驗器材總共做功J J。(2)(2)假設(shè)他身體可以向外提供的功率假設(shè)他身體可以向外提供的功率P P與所搬運物體的質(zhì)量與所搬運物體的質(zhì)量m m的關(guān)系如的關(guān)系如圖所示圖所示, ,每次他搬起箱子、放下箱子和下樓的時間每次他搬起箱子、放下箱子和下樓的時間t t與所搬運物體的與所搬運物體的質(zhì)量質(zhì)量m m的關(guān)系如表所示的關(guān)系如表所示, ,那么他搬完全部箱子那么他搬完全部箱子, ,且回到開始搬運處且回到開始搬運處, ,所所用最短時間為用最短時間為s(s(計算結(jié)果精確到計算結(jié)果精確到0.1,g0.1,g取取10 N/kg)10 N/kg)。搬運質(zhì)量搬運質(zhì)量m/kgm/kg101020203030時間時間t/st/s404060607070【解析【解析】(1)(1)實驗員對實驗員對實驗器材總共做的功為實驗器材總共做的功為W=Gh=mghW=Gh=mgh=300 kg=300 kg10 N/kg10 N/kg15 m=4.515 m=4.510104 4J J。(2)(2)表格中提供的時間是搬起箱子、放表格中提供的時間是搬起箱子、放下箱子和下樓的時間下箱子和下樓的時間, ,這個時間不包括搬箱子上樓的時間。搬完全部這個時間不包括搬箱子上樓的時間。搬完全部箱子箱子, ,回到開始搬運處所用的時間應(yīng)該是搬箱子上樓的時間加上搬起回到開始搬運處所用的時間應(yīng)該是搬箱子上樓的時間加上搬起箱子、放下箱子和下樓的時間箱子、放下箱子和下樓的時間( (這個時間也就是表格中提供的時這個時間也就是表格中提供的時間間) )。每次搬運。每次搬運10 kg10 kg時時, ,所用總時間為所用總時間為 +40 s+40 s30=2 325 s;30=2 325 s;每次搬運每次搬運20 kg20 kg所用時間為所用時間為 +60 s+60 s15=1 650 s;15=1 650 s;每次搬運每次搬運30 kg30 kg所用時間為所用時間為 +70 s+70 s10=1 518.2 s10=1 518.2 s。答案答案: :(1)4.5(1)4.510104 4(2)1 518.2(2)1 518.244.5 10 J40 W44.5 10 J60 W44.5 10 J55 W考點考點3 3機械能及其轉(zhuǎn)化機械能及其轉(zhuǎn)化1.1.機械能之間的相互轉(zhuǎn)化機械能之間的相互轉(zhuǎn)化: :在只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化時在只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化時, ,相互轉(zhuǎn)化相互轉(zhuǎn)化情況如下情況如下: :解讀解讀: :不考慮摩擦?xí)r不考慮摩擦?xí)r, ,動能和勢能總和不變動能和勢能總和不變, ,一種能量減少一種能量減少, ,另一種能另一種能量增加量增加, ,減少的能量轉(zhuǎn)化為增加的能量。減少的能量轉(zhuǎn)化為增加的能量。2.2.機械能守恒條件機械能守恒條件: :只有動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化時只有動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化時, ,機械能守恒。機械能守恒。若克服其他力做功若克服其他力做功, ,則機械能不守恒。則機械能不守恒?！臼Х置c【失分盲點】(1)(1)正在做功的物體一定具有能量正在做功的物體一定具有能量, ,但具有能量的物體不一定正在但具有能量的物體不一定正在做功。做功。(2)(2)一個物體可以同時具有動能和勢能。一個物體可以同時具有動能和勢能。(3)(3)判斷重力勢能的大小判斷重力勢能的大小, ,一般是以水平地面為標(biāo)準(zhǔn)。一般是以水平地面為標(biāo)準(zhǔn)?！臼痉额}【示范題4 4】(2014(2014邵陽中考邵陽中考) )如圖如圖, ,跳傘運動員在空中勻速直線跳傘運動員在空中勻速直線下降的過程中下降的過程中, ,下列說法正確的是下列說法正確的是( () )A.A.人和傘的總重力大于空氣的阻力人和傘的總重力大于空氣的阻力B.B.人和傘的總重力等于空氣的阻力人和傘的總重力等于空氣的阻力C.C.人和傘的重力勢能在增大人和傘的重力勢能在增大D.D.人和傘的動能在減小人和傘的動能在減小【解析【解析】選選B B。本題考查二力平衡的應(yīng)用。因為跳傘運動員做勻速直。本題考查二力平衡的應(yīng)用。因為跳傘運動員做勻速直線運動線運動, ,受到重力和阻力作用受到重力和阻力作用, ,并且受力平衡并且受力平衡, ,即受到的重力與阻力是即受到的重力與阻力是一對平衡力一對平衡力, ,所以重力等于阻力所以重力等于阻力, ,故選項故選項A A錯誤錯誤, ,選項選項B B正確正確; ;跳傘運動跳傘運動員在空中勻速下落時員在空中勻速下落時, ,質(zhì)量不變質(zhì)量不變, ,高度越來越小高度越來越小, ,重力勢能越來越小重力勢能越來越小, ,故選項故選項C C錯誤錯誤; ;跳傘運動員在空中勻速下落時跳傘運動員在空中勻速下落時, ,質(zhì)量不變質(zhì)量不變, ,速度不變速度不變, ,動動能不變能不變, ,故選項故選項D D錯誤。錯誤?！臼痉额}【示范題5 5】(2015(2015邵陽中考邵陽中考) )如圖如圖, ,被壓彎的撐桿被壓彎的撐桿恢復(fù)原狀時恢復(fù)原狀時, ,使船離岸。這個過程中使船離岸。這個過程中, ,撐桿的彈性勢撐桿的彈性勢能轉(zhuǎn)化為船的能轉(zhuǎn)化為船的能。能?！窘馕觥窘馕觥勘绢}考查動能和勢能的轉(zhuǎn)化。被壓彎的撐桿由于發(fā)生本題考查動能和勢能的轉(zhuǎn)化。被壓彎的撐桿由于發(fā)生彈性形變而具有彈性勢能彈性形變而具有彈性勢能, ,恢復(fù)原狀時恢復(fù)原狀時, ,推動船運動推動船運動, ,將彈性勢將彈性勢能轉(zhuǎn)化為船的動能。能轉(zhuǎn)化為船的動能。答案答案: :動動【備選例題【備選例題】1.(20141.(2014濱州中考濱州中考) )如圖所示如圖所示, ,捻動滾擺的軸使其升高捻動滾擺的軸使其升高后釋放后釋放, ,觀察滾擺運動過程觀察滾擺運動過程, ,長時間后滾擺會停止上下擺動。從能量長時間后滾擺會停止上下擺動。從能量角度對其分析角度對其分析, ,下列說法不正確的是下列說法不正確的是( () )A.A.滾擺沿著懸線向下運動時滾擺沿著懸線向下運動時, ,重力勢能減小重力勢能減小, ,動能增加動能增加B.B.滾擺到最低點后又上升滾擺到最低點后又上升, ,動能轉(zhuǎn)化為重力勢能動能轉(zhuǎn)化為重力勢能C.C.滾擺整個運動過程中滾擺整個運動過程中, ,機械能守恒機械能守恒D.D.滾擺每次上升的高度逐漸減小滾擺每次上升的高度逐漸減小, ,說明滾擺具有的機械能減小說明滾擺具有的機械能減小【解析【解析】選選C C。本題考查了機械能及其轉(zhuǎn)化的知識。滾擺在上升時。本題考查了機械能及其轉(zhuǎn)化的知識。滾擺在上升時, ,動能減小動能減小, ,重力勢能增大重力勢能增大, ,下降時重力勢能減小下降時重力勢能減小, ,動能增大動能增大, ,在最高點在最高點時重力勢能最大時重力勢能最大, ,在最低點時重力勢能最小。因在最低點時重力勢能最小。因為長時間后滾擺會為長時間后滾擺會停止擺動停止擺動, ,所以在運動過程中機械能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能所以在運動過程中機械能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能, ,使機械能慢慢變使機械能慢慢變小。小。2.(20122.(2012泰安中考泰安中考) )人騎自行車下坡時人騎自行車下坡時, ,不用蹬車自由滑行的過程不用蹬車自由滑行的過程中速度也會越來越快中速度也會越來越快, ,下列關(guān)于這一運動過程的說法中下列關(guān)于這一運動過程的說法中, ,正確的是正確的是 ( () )A.A.人與車的動能增大人與車的動能增大, ,重力勢能增大重力勢能增大B.B.人與車的動能增大人與車的動能增大, ,重力勢能減小重力勢能減小C.C.人與車的動能減少人與車的動能減少, ,重力勢能增大重力勢能增大D.D.人與車的動能不變?nèi)伺c車的動能不變, ,重力勢能不變重力勢能不變【解析【解析】選選B B。本題考查動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化。自行車下坡時。本題考查動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化。自行車下坡時, ,速速度越來越快度越來越快, ,質(zhì)量不變質(zhì)量不變, ,動能增加動能增加, ,高度減小高度減小, ,重力勢能減小。故選重力勢能減小。故選B B。【知識拓展【知識拓展】多米諾骨牌效應(yīng)多米諾骨牌效應(yīng)多米諾骨牌效應(yīng)發(fā)生時多米諾骨牌效應(yīng)發(fā)生時, ,骨牌瞬間依次倒下的場面蔚為壯觀骨牌瞬間依次倒下的場面蔚為壯觀, ,其間顯其間顯示的圖案豐富多彩示的圖案豐富多彩, ,令人驚嘆令人驚嘆, ,其中蘊含著豐富的科學(xué)道理其中蘊含著豐富的科學(xué)道理, ,這就是這就是“多米諾骨牌效應(yīng)多米諾骨牌效應(yīng)”。該效應(yīng)產(chǎn)生的能量是十分巨大的。這種效應(yīng)的物理道理是該效應(yīng)產(chǎn)生的能量是十分巨大的。這種效應(yīng)的物理道理是: :骨牌豎著骨牌豎著時時, ,重心較高重心較高, ,倒下時重心下降倒下時重心下降, ,倒下過程中倒下過程中, ,將其重力勢能轉(zhuǎn)化為動將其重力勢能轉(zhuǎn)化為動能能, ,它倒在第二張牌上它倒在第二張牌上, ,這個動能就轉(zhuǎn)移到第二張牌上這個動能就轉(zhuǎn)移到第二張牌上, ,第二張牌將第第二張牌將第一張牌轉(zhuǎn)移來的動能和自己倒下的過程中由本身具有的重力勢能轉(zhuǎn)一張牌轉(zhuǎn)移來的動能和自己倒下的過程中由本身具有的重力勢能轉(zhuǎn)化來的動能之和化來的動能之和, ,再傳到第三張牌上再傳到第三張牌上所以每張牌倒下的時候所以每張牌倒下的時候, ,具具有的動能都比前一張牌大有的動能都比前一張牌大, ,因此它們的速度一個比一個快因此它們的速度一個比一個快, ,也就是說也就是說, ,它們依次獲得的能量一個比一個大。它們依次獲得的能量一個比一個大。主題主題探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)【實驗方法【實驗方法】_法、法、_法。法。【實驗裝置【實驗裝置】控制變量控制變量轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換【實驗關(guān)鍵【實驗關(guān)鍵】(1)(1)動能大小的顯示動能大小的顯示: :比較同一水平面上木塊被撞的距離的遠近。比較同一水平面上木塊被撞的距離的遠近。木塊運動的距離越遠木塊運動的距離越遠, ,具有的動能具有的動能_。(2)(2)探究動能與物體速度的關(guān)系。探究動能與物體速度的關(guān)系。思路思路: :控制控制_不變不變, ,只改變只改變_,_,如圖如圖, ,讓同一鋼球從不讓同一鋼球從不同高度由靜止滑下。同高度由靜止滑下。(3)(3)探究動能與物體質(zhì)量的關(guān)系。探究動能與物體質(zhì)量的關(guān)系。思路思路: :控制控制_不變不變, ,只改變只改變_,_,如圖如圖, ,讓不同鋼球從同讓不同鋼球從同一高度由靜止滑下。一高度由靜止滑下。越大越大質(zhì)量質(zhì)量物體速度物體速度物體速度物體速度質(zhì)量質(zhì)量【要點探究【要點探究】(1)(1)在實驗中在實驗中, ,為什么讓不同的鋼球在同一位置釋放為什么讓不同的鋼球在同一位置釋放? ?提示提示: :目的是控制不同的鋼球在撞擊木塊時速度相同。目的是控制不同的鋼球在撞擊木塊時速度相同。(2)(2)在實驗中在實驗中, ,為什么讓同一個鋼球在不同的位置釋放為什么讓同一個鋼球在不同的位置釋放? ?提示提示: :目的是控制同一個鋼球在撞擊木塊時速度不同。目的是控制同一個鋼球在撞擊木塊時速度不同。【示范案例【示范案例】(2015(2015永州中考永州中考) )為了模擬研究汽車超載和超速帶來的安全隱患為了模擬研究汽車超載和超速帶來的安全隱患, ,小小謝同學(xué)設(shè)計了如圖所示的探究實驗謝同學(xué)設(shè)計了如圖所示的探究實驗: :將將A A、B B、C C三個小球先后從同一三個小球先后從同一裝置高分別為裝置高分別為h hA A、h hB B、h hC C的位置滾下的位置滾下(m(mA A=m=mB BmhhB B),),推動小木塊推動小木塊運動一段距離后靜止。運動一段距離后靜止。請你根據(jù)生活經(jīng)驗和所學(xué)的物理探究方法請你根據(jù)生活經(jīng)驗和所學(xué)的物理探究方法, ,回答以下問題回答以下問題: :(1)(1)在圖甲和圖丙實驗中在圖甲和圖丙實驗中,A,A球、球、C C球剛滾到水平面時的速度球剛滾到水平面時的速度( (選選填填“相等相等”或或“不相等不相等”) )。(2)(2)小球推動小木塊運動的距離越大小球推動小木塊運動的距離越大, ,安全隱患安全隱患( (選填選填“越越大大”“”“不變不變”或或“越小越小”) )。(3)(3)用來研究超載安全隱患時用來研究超載安全隱患時, ,我們應(yīng)選擇我們應(yīng)選擇兩個圖所示實驗兩個圖所示實驗進行比較。進行比較。(4)(4)用來研究超速安全隱患時用來研究超速安全隱患時, ,我們應(yīng)選擇我們應(yīng)選擇兩個圖所示實驗兩個圖所示實驗進行比較。進行比較。【解析【解析】本題考查動能的影響因素本題考查動能的影響因素: :物體質(zhì)量和物體速度。本類問題物體質(zhì)量和物體速度。本類問題采用控制變量法來分析判斷。采用控制變量法來分析判斷。(1)A(1)A、C C球從相同高度滾下球從相同高度滾下, ,目的是到目的是到達底端時的速度相等達底端時的速度相等, ,便于進行分析。便于進行分析。(2)(2)動能的大小是通過觀察小動能的大小是通過觀察小木塊被推動的距離來判斷的木塊被推動的距離來判斷的, ,距離越遠距離越遠, ,說明小球原來的動能越大說明小球原來的動能越大, ,距距離越近離越近, ,說明小球原來的動能越小。說明小球原來的動能越小。(3)(3)為了研究超載的影響即質(zhì)量為了研究超載的影響即質(zhì)量越大越大, ,要控制到達底端的速度相同要控制到達底端的速度相同, ,選擇甲、丙兩圖進行比較。選擇甲、丙兩圖進行比較。(4)(4)為為了研究超速的影響了研究超速的影響, ,要控制質(zhì)量相等要控制質(zhì)量相等, ,選擇甲、乙兩圖。選擇質(zhì)量相選擇甲、乙兩圖。選擇質(zhì)量相同的小球從不同高度滾下同的小球從不同高度滾下, ,到達底端的速度不相等到達底端的速度不相等, ,觀察木塊被推動觀察木塊被推動的距離遠近。的距離遠近。答案答案: :(1)(1)相等相等(2)(2)越大越大(3)(3)甲、丙甲、丙(4)(4)甲、乙甲、乙【拓展探究【拓展探究】結(jié)合上題探究以下問題結(jié)合上題探究以下問題: :(1)(1)實驗中實驗中, ,如果小木塊運動到了長木板的末端仍未停止如果小木塊運動到了長木板的末端仍未停止, ,在不更換在不更換實實驗器材的前提驗器材的前提下下, ,解決的方法是解決的方法是_。(2)(2)該實驗主要運用了哪種物理方法來判斷物體動能的大小該實驗主要運用了哪種物理方法來判斷物體動能的大小( () )A.A.控制變量法控制變量法B.B.轉(zhuǎn)換法轉(zhuǎn)換法C.C.理想推理法理想推理法 D.D.模型法模型法【解析【解析】(1)(1)小木塊運動到了長木板的末端小木塊運動到了長木板的末端, ,說明小球的動能過大說明小球的動能過大, ,要減小小球的動能要減小小球的動能, ,所以應(yīng)該適當(dāng)降低小球開始滾下的高度。所以應(yīng)該適當(dāng)降低小球開始滾下的高度。(2)(2)本本實驗通過比較小木塊被推開的距離來判斷小球動能的大小。小木塊實驗通過比較小木塊被推開的距離來判斷小球動能的大小。小木塊被推開的距離越遠被推開的距離越遠, ,說明小球?qū)π∧緣K做功越多說明小球?qū)π∧緣K做功越多, ,小球的動能就越小球的動能就越大。這種方法叫作轉(zhuǎn)換法。大。這種方法叫作轉(zhuǎn)換法。答案答案: :(1)(1)降低小球開始滾下的高度降低小球開始滾下的高度(2)B(2)B【備選例題【備選例題】1.(20151.(2015長春中考長春中考) )在探究物體動能大小與質(zhì)量的關(guān)在探究物體動能大小與質(zhì)量的關(guān)系時系時, ,利用如圖所示的裝置利用如圖所示的裝置, ,讓不同質(zhì)量的鋼球讓不同質(zhì)量的鋼球, ,從同一斜面同一高度從同一斜面同一高度由靜止?jié)L下由靜止?jié)L下, ,撞擊水平面上的木塊。撞擊水平面上的木塊。(1)(1)實驗中實驗中, ,通過觀察通過觀察比較鋼球動能的大小。比較鋼球動能的大小。(2)(2)通過觀察甲、乙兩圖的實驗現(xiàn)象通過觀察甲、乙兩圖的實驗現(xiàn)象, ,可得出結(jié)論可得出結(jié)論: :在在相同時相同時, ,物體的質(zhì)量越大物體的質(zhì)量越大, ,動能越大。動能越大。(3)(3)交通規(guī)則中交通規(guī)則中“禁止超載禁止超載”就是通過限制車輛裝貨物的質(zhì)量就是通過限制車輛裝貨物的質(zhì)量, ,減小減小車輛的慣性和車輛的慣性和, ,防止造成重大傷害。防止造成重大傷害?！窘馕觥窘馕觥勘绢}考查探究影響動能大小因素的實驗。本題考查探究影響動能大小因素的實驗。(1)(1)該實驗是通過轉(zhuǎn)換法該實驗是通過轉(zhuǎn)換法, ,將鋼球的動能大小轉(zhuǎn)換成鋼球推動木塊將鋼球的動能大小轉(zhuǎn)換成鋼球推動木塊前進的距離的大小前進的距離的大小, ,鋼球推動木塊越遠鋼球推動木塊越遠, ,做功就越多做功就越多, ,動能就越大。動能就越大。(2)(2)該實驗中運用控制變量法該實驗中運用控制變量法, ,兩個鋼球處在同一高度兩個鋼球處在同一高度, ,乙圖比甲圖乙圖比甲圖中鋼球質(zhì)量大中鋼球質(zhì)量大, ,推動木塊更遠推動木塊更遠, ,動能更大。動能更大。(3)(3)物體的動能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)物體的動能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān), ,在速度一定時在速度一定時, ,質(zhì)量越大質(zhì)量越大, ,物體的動能越大物體的動能越大, ,所以在交通規(guī)則中所以在交通規(guī)則中“禁止超載禁止超載”。答案答案: :(1)(1)木塊被推動的距離木塊被推動的距離(2)(2)速度速度(3)(3)動能動能2.(20142.(2014臺州中考臺州中考) )利用如圖裝置進行利用如圖裝置進行“探究動能大小的影響因探究動能大小的影響因素素”實驗。用兩根細(xì)繩將小球懸掛起來實驗。用兩根細(xì)繩將小球懸掛起來, ,拉起小球拉起小球, ,當(dāng)細(xì)繩與豎直當(dāng)細(xì)繩與豎直方向成方向成角后松手角后松手, ,小球撞擊水平木板上的木塊小球撞擊水平木板上的木塊, ,記下木塊移動的記下木塊移動的距離距離s s。改變角度。改變角度的大小的大小, ,重復(fù)實驗。重復(fù)實驗。(1)(1)利用如圖兩根細(xì)繩懸掛小球利用如圖兩根細(xì)繩懸掛小球, ,而不用一根細(xì)繩而不用一根細(xì)繩, ,其好處是其好處是_。(2)(2)本實驗探究的問題是物體的動能大小與本實驗探究的問題是物體的動能大小與的關(guān)系。的關(guān)系。(3)(3)利用上述實驗利用上述實驗, ,同時還可以探究的問題是同時還可以探究的問題是。【解析【解析】本題考查探究物體動能跟哪些因素有關(guān)的實驗。本題考查探究物體動能跟哪些因素有關(guān)的實驗。(1)(1)若用一若用一根細(xì)繩根細(xì)繩, ,小球的擺動方向會不穩(wěn)定小球的擺動方向會不穩(wěn)定, ,利用如圖兩根細(xì)繩懸掛小球利用如圖兩根細(xì)繩懸掛小球, ,便于便于控制小球的撞擊方向控制小球的撞擊方向, ,便于碰準(zhǔn)木塊。便于碰準(zhǔn)木塊。(2)(2)實驗中小球一定實驗中小球一定, ,小球擺動小球擺動的角度不同的角度不同, ,撞擊木塊時的速度不同撞擊木塊時的速度不同, ,所以本實驗探究的問題是物體所以本實驗探究的問題是物體的動能大小與速度的關(guān)系。的動能大小與速度的關(guān)系。(3)(3)細(xì)繩與豎直方向成的細(xì)繩與豎直方向成的角不同角不同, ,則下則下落的高度不同落的高度不同, ,通過對木塊做功的多少通過對木塊做功的多少, ,可以判斷小球重力勢能的大可以判斷小球重力勢能的大小小, ,所以該實驗可以探究重力勢能與高度的關(guān)系。所以該實驗可以探究重力勢能與高度的關(guān)系。答案答案: :(1)(1)便于控制小球的撞擊方向便于控制小球的撞擊方向( (或便于撞準(zhǔn)木塊等或便于撞準(zhǔn)木塊等) )(2)(2)速度速度(3)(3)重力勢能大小與高度的關(guān)系重力勢能大小與高度的關(guān)系【方法平臺【方法平臺】理解影響動能大小的因素理解影響動能大小的因素(1)(1)動能的大小取決于物體的質(zhì)量和運動速度動能的大小取決于物體的質(zhì)量和運動速度, ,物體的動能物體的動能(E(Ek k) )、質(zhì)、質(zhì)量量(m)(m)、運動速度、運動速度(v)(v)的關(guān)系可用公式的關(guān)系可用公式E Ek k= mv= mv2 2( (此公式高中將會學(xué)到此公式高中將會學(xué)到) )表示?？梢姳硎??？梢? ,在比較動能大小時在比較動能大小時, ,不能只考慮一個因素不能只考慮一個因素, ,不要認(rèn)為質(zhì)量不要認(rèn)為質(zhì)量大的動能一定大或者認(rèn)為速度大的動能一定大大的動能一定大或者認(rèn)為速度大的動能一定大, ,而要考慮質(zhì)量、速度而要考慮質(zhì)量、速度兩個因素對動能的影響兩個因素對動能的影響; ;由由E Ek k= mv= mv2 2可知可知, ,在質(zhì)量和速度兩個因素中在質(zhì)量和速度兩個因素中, ,速度對動能的影響更大。速度對動能的影響更大。1212(2)(2)速度是相對的速度是相對的, ,故動能的大小也是相對的。如飛行的小鳥故動能的大小也是相對的。如飛行的小鳥, ,其質(zhì)量其質(zhì)量不大、相對地面速度不大不大、相對地面速度不大, ,故其動能也不大故其動能也不大, ,但相對于飛行的飛機但相對于飛行的飛機, ,小小鳥的速度很大鳥的速度很大, ,故其動能很大故其動能很大, ,若小鳥與飛機相撞可能造成機毀人亡若小鳥與飛機相撞可能造成機毀人亡的事故。在沒有特殊說明的情況下的事故。在沒有特殊說明的情況下, ,我們所說的速度都是相對于地面我們所說的速度都是相對于地面或地面上固定不動的物體而言的。或地面上固定不動的物體而言的。