资源简介

(共56张PPT)
第七单元　功和机械能
课程要求 1.结合实例，认识功的概念.知道做功的过程就是能量转化或转移的过程.
2.知道机械功和功率.用生活中的实例说明机械功和功率的含义.
3.知道动能、势能和机械能.
4.通过实验，了解动能和势能的相互转化.举例说明机械能和其他形式能量的相互转化.
(续表)
核心素养 1.了解功和能的联系，形成做功就是能量的转化或转移的能量观念.
2.通过探究动能大小的影响因素，培养交流、评估和反思的能力.
3.了解机械能的转化和守恒，初步了解能量守恒的观念.
近三年广 东省中考 考查情况 分析 年份 题型 高频考点 分值/分 难易度
2022 年 填空 机械能及其转化 3 中等
计算 功的计算 3 中等
2021 年 填空 机械能及其转化 2 中等
2020 年 计算 功的计算 3 中等
(续表)
一、功、功率
焦耳(J)
W＝Fs
1.作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动了距
离，就说这个力做了功.单位：________，公式：________.
2.做功的两个必要因素：
力
移动了距离
①作用在物体上的_____；
②物体在这个力的方向上______________.
3.物体在___________所做的功，叫做功率.用来表示物
体做功快慢的物理量.单位：________，公式：________.
4.当物体在力 F 的作用下，以速度 v 做匀速直线运动
单位时间内
瓦特(W)
Fv
二、动能和势能
1.能：一个物体能够对外做功，就说这个物体具有能
量.单位：焦(J).
物理量 动能 重力势能 弹性势能
定义 物体由于______ 而具有的能量 物体由于________ 而具有的能量 物体由于发生
___________而具
有的能量
2.动能和势能
运动
被举高
弹性形变
物理量 动能 重力势能 弹性势能
影响 因素 速度：质量相同时，物体运动的速度越大，动能越______； 质量：速度相同时，物体的质量越大，动能越___ 质量：高度相同时，质量_______的物体，重力势能越大； 高度：质量相同时，物体被举得______，重力势能越大 弹性形变程度：同一物体的弹性形变________，具有的弹性势能越大；
材料：物体材料不同，相同形变程度下的弹性势能也会不同
(续表)
大
大
越大
越高
越大
三、机械能及其转化
1.机械能
动能和势能统称为机械能.机械能＝_______＋______.
2.机械能守恒
动能
势能
只有动能和势能的相互转化时，机械能的总和保持
不变.
判断下列说法是否正确：
1.物体受到力的作用且移动了距离，这个力就对物体
做了功.(
)
2.做功越多，功率越大.(
)
3.物体具有的能越大，做的功就越多.(
)
4.一个大石头稳稳地静止在山顶上，它没有做功，故
不具有重力势能.(
)
)
5.雨滴竖直向下匀速下落的过程中机械能守恒.(
答案：1.×　2.×　3.×　4.×　5.×
考点 1 功的定义
例 1：(2022 年乐山市)下列四幅图中，力有对物体做
功的是(
)
A.推车未推动
B.提着滑板水平前行
C.搬石未搬起
D.用绳子提升物体
答案：D
方法规律：不做功的三种情况：①物体受力的作用，
但没有移动；②物体不受力的作用，由于惯性移动了一段
距离；③物体受力的作用，也运动了，但是移动的距离与
力的方向垂直.
[考点集训]
1.(2022 年连云港市)2022 年北京冬奥会上广泛应用智
能设备.一款智能送餐机器人的重力是 500 N，如果机器人
在水平路面上以 0.8 m/s 的速度沿直线匀速运动 50 m，它
所受到的阻力为 60 N.机器人的重力做功________J，牵引
力对机器人做功________J.
答案：0　3000
考点 2 功和功率大小的比较及计算
考向 1 功和功率的比较
例 2：(2022 年杭州市)现有甲、乙、丙三个质量不同
的物体(m甲＞m乙＞m丙)，在相等的恒力 F 作用下，分别在
水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离 s，
如图 7-1 所示.F 在三种情况下做的功分别为 W甲、W乙、
W丙，三者大小判断正确的是(
)
图 7-1
A.W甲＞W乙＞W丙
C.W甲＝W乙＝W丙
B.W甲＜W乙＜W丙
D.W甲＝W乙＜W丙
思路点拨：先后用同样大小的力 F 使物体沿力的方向
移动相同的距离 s，该力在这三个过程中所做的功的大小
都等于 W＝Fs.
答案：C
[考点集训]
2.(2022 年齐齐哈尔市)如图 7-2 甲所示，水平地面上的
物体在水平推力 F 的作用下做直线运动.当水平推力为 F1
时，物体运动的路程与时间关系如图乙所示；当水平推力
为 F2 时，物体运动的速度与时间关系如图丙所示 ，则
F1________F2.若两次推力的功率分别为P1、P2，则
P1________P2.(以上两空均填“＞”“＜”或“＝”)
甲
乙
丙
图 7-2
答案：＝　＜
考向 2 功和功率的计算
例 3：(2021 年内江市)现有一辆汽车以 30 m/s 的速度
在平直公路上匀速行驶，突然发现正前方有一辆因故障而
停止的小货车，于是紧急刹车.汽车司机从发现这一情况到
紧急刹车所需反应时间为 0.5 s，刹车后经过 10 s 汽车停止，
在刹车后汽车的平均速度为 15 m/s，g 取 10 N/kg.问：
(1)从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动的
路程是多少？
(2)如果汽车的质量为 3 t，正常行驶时受到的阻力为重
力的 0.3 倍，那么，汽车在反应时间内牵引力做的功是多
少？
30 m/s×0.5 s＝15 m
刹车后汽车运动的路程 s2＝v2t2＝15 m/s×10 s＝150 m
从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动的路
程 s＝s1＋s2＝15 m＋150 m＝165 m.
(2)汽车在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，所受
阻力和牵引力大小相等，正常行驶时受到的阻力为重力的
0.3倍，则F牵＝f＝0.3G＝0.3mg＝0.3×3×103 kg×10 N/kg
＝9000 N
汽车在反应时间内牵引力做的功 W＝F牵 s1＝
9000 N×15 m＝1.35×105 J.
易错点拨：(1)使用 W＝Fs 计算功时，一定要考虑清楚
哪一段距离 s 是在这个力 F 的方向上移动的距离.计算时力
的单位取 N，距离的单位取 m，得出的功的单位才是 J.
(2)物体在恒力作用下做匀速直线运动时 ，P＝
＝
Fv，力的单位取 N，速度单位取 m/s，得出的功率单位才
是 W.
80 kg，其轮子与水平地面接触的总面积为5×10－4 m2.在水
[考点集训]
3.(2022 年广东省)图 7-3 中某智能机器人的质量为
平地面上工作时，该机器人匀速直线运动的速度为 1 m/s，
所受阻力是机器人重力的 0.05 倍.求：(g 取 10 N/kg)
(1)机器人对水平地面的压强.
(2)机器人在水平地面上匀速直线运动时的牵引力.
(3)机器人在水平地面上匀速直线运动 30 s，此过程中
牵引力做的功.
图 7-3
解：(1)机器人的重力
G＝mg＝80 kg×10 N/kg＝800 N
在水平地面上工作时，机器人对水平地面的压力
F＝G＝800 N
机器人对水平地面的压强
(2)机器人在水平地面受到的阻力
f＝0.05G＝0.05×800 N＝40 N
机器人匀速直线运动时，机器人在水平方向上受力平
衡，则机器人的牵引力
F牵＝f＝40 N.
(3)此过程中牵引力做的功
W＝F牵 s＝F牵 vt＝40 N×1 m/s×30 s＝1200 J.
考点 3 动能与势能
例 4：广州城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却
存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的(
)
A.弹性势能
C.体积
B.重力势能
D.阻力
思路点拨：由题意可知，高空抛物现象之所以会造成
危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的
质量越大、高度越高，重力势能越大.因此高空抛物会造成
很大的危害.
答案：B
[考点集训]
)
4.下列物体既有动能又有重力势能的是(
A.停止在站台上的火车
B.悬挂在天花板上的吊灯
C.在空中飞行的飞机
D.被拉开的弹弓
答案：C
考点 4 机械能大小影响因素
例 5：(2021 年嘉兴市)如图 7-4 是雨滴在空中下落过程
中速度与时间的关系图.雨滴在 t1 ～t3 三个
时刻中具有的动能分别是 E1、E2、E3，不考
虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大
小关系是(
)
图 7-4
A.E1＜E2＜E3
C.E1＜E2＝E3
B.E1＞E2＞E3
D.E1＝E2＜E3
思路点拨：动能的大小与质量和速度有关；根据图象
分析速度的变化，从而得出动能的变化.根据图象可知，雨
滴在 t1～t2 时刻中，速度逐渐变大，质量不变，动能变大，
所以 E1＜E2，雨滴在 t2～t3 时刻中，速度保持不变，质量
不变，动能不变，所以 E2＝E3.
答案：C
例 6：(2022 年成都市)如图 7-5 所示，在北京冬奥会的
跳台滑雪比赛中，运动员从陡坡下滑、加速、起跳，然后
在落差超过一百米的山地上自由“飞翔”.针对从陡坡加
)
速下滑的过程，下列说法正确的是(
图 7-5
A.运动员的动能不变
B.运动员的重力势能不变
C.运动员的重力势能减小
D.运动员的动能转化为重力势能
思路点拨：运动员从陡坡加速下滑的过程，质量不变，
高度减小，速度增大，所以动能增大，重力势能减小，重
力势能转化为动能.
答案：C
方法技巧：重力势能的大小与物体的质量和下落高度
有关，下落高度相同时，质量越大，重力势能越大；质量
相同时，下落高度越大，重力势能越大；弹性势能的大小
与物体的形变大小有关，形变越大，弹性势能越大.
[考点集训]
5.(2022 年玉林市)如图 7-6 所示，舰载机在“山东舰”
)
图 7-6
航母上起飞，其在加速上升过程中(
A.动能减小，重力势能增大
B.动能增大，重力势能减小
C.动能增大，重力势能增大
D.动能减小，重力势能减小
答案：C
考点 5 机械能及其转化
例 7：(2022 年广东省)图 7-7 甲中过山车从 A 点出发，
先后经过 B、C、D、E 点.图乙是过山车在 B、C、D、E
点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在
________点最大，B 点重力势能的大小________(填“大
于”“小于”或“等于”)E 点动能的大小.在这个过程中，
过山车的机械能是________(填“变化”或“不变”)的.
甲
乙
图 7-7
思路点拨：由图乙可知，过山车的动能在 C 点最大，
在 B 点最小；B 点的重力势能大小与 E 点的动能大小相等.
由于机械能等于动能和势能的总和，由图乙可知，在这个
过程中，过山车的机械能是变化的.
答案：C　等于　变化
方法技巧：动能和势能在一定条件下可以相互转化 .
动能和势能统称机械能，不考虑能量损失时，动能和势能
相互转化过程中总的机械能守恒.
[考点集训]
6.(2022 年广州市)如图 7-8，小芳设想利用升降台让球
越弹越高.将球从 M 点竖直向下以某一速度抛出，球经静
止在位置 a 的台面反弹后，到达的最高点为 N.经台面反弹
后上升过程球的动能 ________( 填“增大”“减小”或
“不变”)，N ________(填“可能”或“不可能”)比 M 高.
球从 N 点下降时，台面已升至合适的位置 b 并保持静止，
球再次经台面反弹后，到达的最高点 P ________(填“可
能”或“不可能”)比 N 高.
图 7-8
答案：减小　可能　不可能
实验目的 探究动能的大小与哪些因素有关(注：动能 Ek＝
　　　 知道即可)
设计与进行 实验 实验原理：机械能的转化
实验器材：带斜面的木板、质量不同的铁球、木
块、刻度尺等
探究动能的大小与哪些因素有关
(续表)
设计与进行 实验 实验步骤：
(1)将同一铁球由不同高度滚下，铁球推撞水平面同一位置的同一木块，记录推动距离；
(2)用不同质量的铁球由相同高度滚下，推撞水平面同一位置的同一木块，记录推动距离
(续表)
a
c
b
d
实验装置
(续表)
木块移动的距离
转换法
速度
匀速直线
分析、交流 与反思 (1)实验通过____________________间接反映铁球的动能大小，用的实验方法为____________.
(2)控制铁球滚下时的高度是为了控制铁球的________.
(3)如果木板绝对光滑，则木块会一直做________运动，不能达到实验目的.
(4)如果木板太短导致木块滑出木板，不能完成实验，解决方法有：
(续表)
减小
增加
减小
增加
分析、交流 与反思 ①________铁球滚下时的高度；②________木板的长度；③________铁球的质量；④________木板的粗糙程度.
(5)实验拓展：实验装置可以改为铁球由高处摆下撞击木块，如图d所示
实验结论 (1)质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大；
(2)物体运动的速度相等时，质量越大，动能越大
例 8：(2022 年宿迁市)如图 7-9 为某学习小组“探究动
能大小跟哪些因素有关”的实验操作(步骤甲、乙、丙中小
球质量分别为 m、2m、3m).
图 7-9
(1)让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球
到达水平面时具有相同的________.
(2)实验中通过比较木块 B 被小球撞击后移动的距离 s
来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于
________(填“控制变量法”或“转换法”).
(3)小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动
能大小与速度的关系，你认为该观点是________(填“正
确”或“错误”)的，理由是_________________________.
(4) 通过比较步骤________ 和________ 可以判断动能
大小与物体质量的关系.
思路点拨：(1)让不同质量的两个小球从同一高度由静
止滚下，使小球到达水平面时的速度是相同的.(2)木块 B
被小球撞击后移动的距离 s 越大，说明小球对木块做的功
越多，也反映了小球具有的动能越大；木块的距离长短反
映了物体动能的大小，这种方法叫作转换法.(3)由图知实验
步骤乙和实验步骤丙的质量和下落的高度都不同，不可以
判断动能大小与速度的关系.(4)要探究动能大小与物体质
量的关系，需要控制速度相同，改变物体的质量，步骤甲、
乙符合题意.
答案：(1)速度
(2)转换法
(3)错误　没有控制小球质量相同
(4)甲　乙
[考点集训]
7.(2022 年甘肃省)如图 7-10 所示，摆线的长 L 相同，
小球 A、B 的质量 mA＜mB，悬线与竖直方向的夹角θ1＜θ2.
甲
丙
乙
图 7-10
(1)图甲、乙中，同时由静止释放 A、B 两球，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任一时刻速度大小与小球的______
无关.
(2)小强设计用如图所示装置探究物体的动能大小与
哪些因素有关.小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到
竖直位置时，恰好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.本实验中通过
比较____________________反映小球撞击木块 C 前的动能
大小，这种研究方法叫__________(填“控制变量法”或
“转换法”).
(3)根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块
C 撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与________(填
“速度”“高度”或“质量”)有关.
(4)若水平面绝对光滑且足够长，木块 C 被撞击后，它
将做________(填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动.
(5)在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以
在水平桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质
量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能______
(填“相等”或“不相等”)，该方案________(填“正确”
或“错误”).
答案：(1)质量
(2)木块移动的距离　转换法
(3)速度
(4)匀速
(5)相等　错误

展开更多......

收起↑