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功和机械能
第十一章
功
第一节
功 率
第二节
动能和势能
第三节
复习--功和机械能
第十章
机械能及其转化
第四节
他们的工作成效一样吗？
甲、乙两人要把建筑材料提到屋顶上去：
甲提上去了。
乙虽然也用了力，但是没有提上去。
甲
乙
他们的工作成效一样吗？怎样比较他们的工作成效？
甲把重为5000N的石料提到高2m的墙顶上
乙把重为2000N的瓦片提到高6m的屋檐上
哪个力的作用对小车有了“成效”？有了“贡献”呢？
　　用力拉在水平桌面上的小车，小车前进，则小车受到几个力的作用？
F支
Ｇ
Ｆ
F支
Ｇ
F阻
F 对小车做了功
Ｆ
F支
Ｇ
F阻
　叉车举高货物
F
s
　　物理学中的功主要是吸收了“贡献”的意思。如果某个力对物体的移动做出了贡献，取得了成效，说这个力对物体作了功。
一、力学中的功
马拉车
F
s
F
拉力对车做了功
1．功：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，这个力对物体做了功。
s
F
F
起重机吊起货物
拉力对货物做了功
（作用在物体上的力）
（物体在这个力的方向上移动的距离）
Ｆ
二者缺一不可。
2．做功的
两个必要因素
s
你知道用什么标准来判断是否做功吗？
s
F
F
F
s
F
下列情境中，力 F 对物体是否做功？
跳水过程中
电梯上行过程中
举起杠铃的过程中
G
F支持
F
力 F 对杠铃做功
支持力对人做功
重力对人做功
一、力学中的功
攀岩过程中
人克服重力做功
①有力无距离
没有做功（劳而无功）
人用力推打石头而没推动
s=0
F≠0
分 析
②有距离无力
没有做功（不劳无功）
s ≠ 0
F = 0
冰壶在平滑的冰面上滑行
③力与距离垂直
没有做功（垂直无功）
F≠ 0
s≠ 0
F⊥ S
提箱子在水平路上走
3、力不做功的三种典型情况
s
不做功
s
以下过程中，人对球做了功了吗？
（1）球在空中飞行的过程中_________;
（3）球没离开脚的过程中__________;
（2）球在地面上滚动过程中_________;
没有做功
没有做功
做功
物体在推力作用下沿斜面向上移动s的过程中，做了功的力有________________。
1、只要有力作用在物体上，力就对物体做了功 （ ）
2、物体只要移动了距离，就做了功 （ ）
3、物体从高处落下重力做了功 （ ）
4、有力作用在物体上，物体又移动了距离，这个力就做了功 （ ）
5、手提着重物在水平地面上行走，人做了功 （ ）
6、人用力推车，但车未动，人没有做功 （ ）






判断
乙把重为2000N的石料提到高6米的屋檐上
甲把重为5000N的石料提到高2米的墙顶上
甲与乙都在做功，怎样比较他们做功的大小呢？
甲
乙
丙
1. 探究影响功的大小的因素
影响功的大小的因素：作用在物体上的力越大，物体在力的方向
上移动的距离越大，力所做的功越多。
1、功的大小
力学中规定：功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。
2、公式：功＝力×距离
W = Fs
F
F
s
F 表示力 ，s 表示沿力的方向移动的距离，W 表示功。
二、功的计算
3、功的单位和物理意义。
牛（N）
米 （m）
焦耳（J）
即：1 J＝1 N · m
W = Fs
意义：1 N的力使物体在力的方向上，通过1 m的距离时
所做的功为1 J。
单位：焦耳
二、功的计算
把1个鸡蛋举高2m，做的功大约是1J
介绍
经历
成就
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（1818年12月24日—1889年10月11日），出生于曼彻斯特近郊的沙弗特，英国物理学家，英国皇家学会会员。
焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规教育。青年时期，认识了化学家道尔顿。道尔顿教给了他数学、哲学和化学方面的知识，为焦耳后来的研究奠定了理论基础。
热功当量：焦耳测出了热功当量，1卡=4.15焦耳。
焦耳定律：电流通过导体所产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
焦耳热：毛细管电泳需要电场做功，有电场做功就会产生热量。
物理学家
焦耳
=_______
=____________=____________
①单位统一为国际单位
②对应性：
W、F、s是对应于同一个力的同一做功过程的物理量。
A
整个过程中所做的功：
4、W=Fs的说明。
B
C
=_______
③功只与 F 和 s 有关，与其它力做功情况和物体的运动情况无关。
推力做的功：W1=________;
克服阻力做的功：W2=____;
克服重力做的功：W3=_____;
支持力做的功：W4=_______;
4、W=Fs的说明。
④当力和距离同向时叫某个力做功。当力和距离反向时叫克服某个
力做功。
⑤当物体以速度 v 匀速直线运动时，时间t内做的功W=______。
（统一为国际单位）
4、W=Fs的说明。
① 单位统一为国际单位。
② 对应性： W、F、s是对应于同一个力的同一做功过程的物理量。
③ 功只与 F 和 s 有关，与其它力做功情况和物体的运动情况无关。
④ 当力和距离同向时叫某个力做功。
当力和距离反向时叫克服某个力做功。
⑤ 当物体以速度 v 匀速直线运动时，时间t内做的功W= Fvt 。
4、W=Fs的说明
例1　在平地上，用50 N的水平推力推动重100 N的箱子，前进了10 m，推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高1.5 m，他做了多少功？
解：W1＝ Fs ＝50 N×10 m＝500 J
答：他推箱子做功500 J，举箱子做功150 J。
W3=0 J
练一练
50 N
100 N
10 m
水平向前推时，箱子的重力做了多少功？
在水平方向移动，重力不做功
例2　某足球运动员在水平方向用25 N的力，将10 N的球沿水平地面踢出，踢出后球在地面上滚了30 m才停下来。在球滚动过程中，脚对球所做的功为（ ）。
A．750 J B．300 J
C．450 J D．0J
D
功的计算公式： 功=
功的单位：
功
①作用在物体上的
②物体在力的方向上移动的
①有力无
②有距离无
③力与距离
不做功的
三种情况
做功的两个
必要因素
力
距离
距离
力
W = Fs
力×距离
垂直
焦耳（J）
1J＝
1N m
练习1　 起重机将2×104 kg的货物从地上吊起3 m高后，又在水平方向上移动5 m，求起重机做了多少功？
解：起重机的拉力等于货物的重力，在水平方向移动，拉力不做功，所以，起重机做的功为：
　W＝Fs＝Gh＝mgh
　　＝2×104 kg×10 N/kg×3 m＝6×105 J
练习2 关于做功，下列说法正确的是（ ）
A．运动员举着杠铃不动时，人对杠铃的支持力做了功
B．扛着一桶纯净水上楼时，人对水桶的支持力做了功
C．拉着拉杆箱在水平地面上行走时，地面对拉杆箱的
支持力做了功
D．篮球离开手后继续在空中飞行的过程中，运动员对
篮球做了功
B
练习3 小明同学积极参加社区服务活动，帮助邻居张奶奶将一袋15kg的米匀速背上15m高的六楼，上楼共用时3min。在此过程中，小明对这袋米做了多少功？（g取10N/kg）
解：G ＝mg=15kg×10N/kg=150N
　W＝Fs＝Gh＝150N×15m=2250J
答：小明对这袋米做了2250J的功
观察下面图片，思考问题
在相同时间内，用挖掘机挖土要远远快于人用铁锹挖土。这说明工作时间相同，但做功不同。
小明上教室，通常需要1.5min。如果他跑步上教室只需要40s。小明在两种情况下，做的功相同，但做功快慢不同。
由此可知，要想比较物体做功的快慢，除了做功大小外，还要看做功所用时间。
做一样多的功，所用时间不同。
甲
乙
人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？
在相同的时间内，做功多少不一样。
甲
乙
人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？
比较做功
快慢的方法:
方法一： W甲=W乙时，用时间短的则做功快；
方法二： t甲= t乙时，做功多的则做功快。
若时间和做功都不相同，怎样去比较做功的快慢呢
甲
乙
想想议议
类比法
v=S/t
甲 乙 丙
砖数（块） 20 20 15
做功（J）
时间（min） 10 20 20
600
450
600
60
30
22.5
功与做功时间的比表示物体做功的快慢
(J/min)
例　甲、乙、丙三位同学分别搬砖到二楼，每块砖物重为10 N，楼高为 3 m，他们搬砖的数量和所用的时间如下表：
1、功率的物理意义： 表示物体做功的快慢。 2、功率的定义： 功与做功所用时间之比叫做功率， 它在数值上等于单位时间内所做的功。 3、公式： 功率 P 4、单位： 国际单位：焦/秒，符号J/s 瓦特 ，符号W。1W=1J/s 常用单位：千瓦(kW)、兆瓦(MW) 1kW=103W，1MW=106W
一、功率（P）
在瓦特之前，已经有纽科门发明的蒸汽机，但是消耗大而效率低，瓦特花了10年时间，研制出精巧实用的新型蒸汽机，由此把英国带入了工
业革命。无论是冶金、矿山、
纺织还是交通运输，都开始
使用蒸汽机来替代人和牲畜，
为了纪念瓦特这位伟大的发
明家，人们把常用的功率单位定为瓦特，简称瓦。
瓦特 James Watt
英国 1736－1819
一、功率
t
W
P
=
W=Pt
t=
W
P
使用公式时，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。
由P=W/t 计算出的功率是平均功率 ，即在时间t内的平均功率。
5、功率及其功、时间的计算
P 表示做功的功率，单位：瓦特（w）或焦/秒（J/s）
W 表示力做的功，单位：焦耳（J）
t 表示做功所用的时间，单位：秒（s）
功率70W表示：在1s内做了70J的功。
功率70 W表示什么物理意义？
功率是机器的主要技术性能之一：
铭牌是指厂家生产的机器投放市场后，向用户提供厂家商标识别、品牌区分、产品参数等信息的固定标识。铭牌主要用来记载生产厂家及额定工作情况下的一些技术数据，以供正确使用而不致损坏设备。铭牌上面标有一些数据，功率是其中的一项。选购机器时，要根据实际需要选择功率合适的机器。
常见物体的功率
昆虫功率
2×10-5w
小轿车功率
10kw至100kw
运动员短时功率可高达1kw
骑车功率约
70瓦
轨道机车的功率为数千瓦
货轮功率1万
千瓦以上
马车功率约
几百瓦
慢跑功率约
几十瓦
空客A380功率约四十五万kw
蓝鲸游动时功率
约350kw
随堂练习
例1　使用机械做功时，下面说法正确的是( )。
A．功率大的机器一定比功率小的机器做功多
B．功率大的机器一定比功率小的机器做功时间少
C．功率小的机器一定比功率大的机器做功慢
D．以上说法都不对
C
例2　大石头质量为6 t，起重机的吊钩在15 s 内将大石头匀速提升了 1 m，起重机提升大石头的功率是多少？
解 ：因为起重机匀速拉石头的拉力与大石头所受的重力相等，即
F = G = mg = 6×103 kg×10 N/kg = 6×104 N
石头在拉力方向上移动的距离 s =1m
拉力做的功是：W = Fs = 6×104 N ×1 m = 6×104 J
起重机提升水泥板的功率是
例3　一台电动机用2 min将一辆观光缆车运送到200 m高的山顶，做功1.2×106 J，它的功率是多少？一个质量60 kg的人，从山脚爬到山顶，大约需要20 min，这个人做功的功率大约是多少？
已知：W1= 1.2×106 J t1= 2 min m = 60 kg t2= 20 min
解：
拓展延申
当汽车上坡时，司机经常将挡位换至低档，为什么要这样做呢？
P为定值
汽车最大功率一定，上坡时，通过换用低档降低行驶速度，从而获得较大的前进动力。
F v
P =
W
t
=
Fs
t
=
即讲即练
一辆功率为45kW的汽车，以72km∕h的速度在平直的公路上匀速行驶30km，求汽车受到的阻力。
解：汽车在平直公路上匀速行驶，根据公式：P=Fv可知，
汽车受到的阻力为2250N。
二、功率的测量
如何粗略测出爷爷和孙女从一楼到三楼的功率
1.测量原理
2.需要测量的物理量
3.测量工具
4.实验步骤及记录表格
实验设计
如何粗略测出爷爷和孙女从一楼到三楼的功率
分析：
假设爷爷和孙女匀速上楼，人上楼做的功为W=Fh
人受到与其重力平衡的力使其升高，W=Fh=Gh=mgh
重力的方向竖直向下，上楼时，人在竖直方向上是向上移动，这种情况，我们称为“克服重力做功”。
实验设计
1.测量原理：
2.需要测量的物理量
P =
W
t
P =
W
t
=
Gh
t
=
Gh
mgh
t
上楼的时间t（秒表）
人的质量m（体重计）
楼层的高度h=一级台阶的高度h1×台阶的数量n（刻度尺）
4.根据公式 分别计算出爷爷和孙女上楼的功率。
1.用体重计分别测出爷爷和孙女的质量m爷、m孙
实验步骤
2.用刻度尺测出一级台阶的高度h1,数出从一楼到三楼的台阶数量n;
3.用秒表分别测出爷爷和孙女上楼所用的时间t爷、t孙
P =
mg·nh
t
实验记录
人的质量m/kg 高度h/m 数量n 时间t/s 人上楼的功率P/w
爷爷
孙女
①物理意义：表示物体做功的 .
国际单位： ，符号W.
②功率的定义：
③公式:
④单位
⑤推导公式：
F 表示作用在物体上的 .
v 表示物体沿力的方向做匀速直线运动的 。
常用单位：千瓦，符号 kW， 1 kW=1000W
功与做功所用时间 叫做功率，它在数值上
等于 内所做的功.
功率
快慢
之比
单位时间
瓦特
P=W/t
P=Fv
力
速度
1W=1J/s =1N·m/s
观察生活中的常见现象，它们都有哪些特点？
不同行驶的能量
2．高挂在枝头的苹果
1．疾驰的汽车
5．拉开的弓
3．拉伸变形的皮筋
6．流动的水
4．高举的重锤
高举的重锤
流动的水
拉圆的弓
砸陷
冲走
弹射开
能把地面
能把石头
能把箭
具 有
能 量
物体能够对外做功
高举的重锤
流动的水
拉圆的弓
1、物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。
简称能。
单位：焦耳
简称：焦，符号：J
2、一个物体能够做的功越多，表示它具有的能量越大。
注意：物体能够做功不表示物体正在做功。
一
能 量
运动
高度
重力
弹性
形变
能够做功
动能
重力
势能
弹性
势能
能够做功
能够做功
1. 动能
弹性
势能
物体由于运动而具有的能，叫做动能。
在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能量，叫做重力势能。
物体由于弹性形变而具有的能量叫弹性势能。
重力
势能
2.势
能
二
能量的不同形式
三
探究：物体动能的大小跟那些因素有关
①
换用质量大小不同的钢球。
如何改变钢球质量的大小？
②
钢球从斜面滚下，滚下时的位置越高--速度越大。
如何使钢球获得速度并改变速度的大小？
③
钢球推动铁块距离的远近，远--做功多--动能大。
如何判断动能的大小？
④
转换法、
控制变量法
研究方法
猜想与假设：动能大小可能与速度有关、可能与质量有关
器材：钢球、带有刻度的斜槽、铁块。
实验表明钢球从高出滚下，高度h越高，钢球运动到底部时越____(快、慢)，物体B被撞得越远。所以，质量相同时，钢球的速度越大，动能越 ______。
快
大
实验一：质量相同，研究动能大小与速度大小的关系
结论：质量相同的物体，运动速度越大，动能越大。
实验二：速度大小相同，研究动能大小与质量的关系
实验一：质量相同，研究动能大小与速度大小的关系
结论：质量相同的物体，运动速度越大，动能越大。
实验表明，速度相同时，质量越_______的钢球能将物体B 撞得越远 。所以，钢球的速度相同时，质量越大，动能越 ________。
大
大
结论：运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。
想想议议：物理学的术语解释，为什么要对机动车的行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不同？
物体的质量和它的速度都能影响物体的动能。
研究数据：质量和速度相比，哪个对物体动能影响更大？
速度对动能的影响更大
牛的质量约是运动员的8倍
运动员的速度约是牛的20倍
运动员的动能是牛的50倍
四
物体的势能
（一）探究影响重力势能大小的因素
思考
SI KAO
器材：砝码、木桩、刻度尺
思考：1、重力势能大小可能和哪些因素有关？
2、如何判断砝码重力势能的大小？
3、研究方法：转换法、控制变量法
木桩陷入沙中的深度越深——做功多——重力势能大。
探究影响重力势能大小的因素
探究影响重力势能大小的因素
重力势能的大小跟物体的高度、质量有关，质量相同的物体，高度越高，它的重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，它的重力势能也越大。
思考：弹性势能大小可能与材料、形变大小有关
研究方法：转换法、控制变量法：
（二）探究影响弹性势能大小的因素
（二）探究影响弹性势能大小的因素
弹性势能大小与物体材料、弹性形变程度有关。同种材料，在弹性限度内，弹性形变程度越大，弹性势能就越大。
课堂小结：学到了什么？
动能
势能
定义：物体由于 而具有的能叫做动能.
物体由于发生 而具有的能.
物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能
重力势能
弹性势能
影响因素：物体的运动 和 .
影响因素：物体的 和所在的 .
影响因素：物体的 .
动能和势能
运动
速度
质量
质量
高度
弹性形变
弹性形变程度
材料
从能量角度解释汽车超载，超速的危害？
分析神舟12号载人飞船在发射升空的过程中具有什么形式的机械能？此过程中它们的大小是如何变化的？返回舱在减速落地的过程中，它们的大小又是如何变化的？
01
02
1-2
练一练
1. 判断下列说法正确的是( )。
A．速度大的球一定比速度小的球动能大
B．同一辆车运动速度越大动能就越
C．子弹的速度比火车的速度大，所以子弹动能就比火车动能大
D．平直公路上匀速行驶洒水的洒水车动能不变
2.一架沿竖直方向上升的直升机，它具有(　 )。
A．动能 B．重力势能
C．弹性势能 D．动能和重力势能
3
练一练
3.某同学骑自行车上坡时，速度越来越慢，则车和人的（ ）。
A．动能变大，重力势能变大
B．动能变小，重力势能变小
C．动能不变，重力势能不变
D．动能变小，重力势能变大
看看下面这些物体分别具有什么势能
被举高的重锤
站在3楼的同学
在空中飞行的足球
静止在空中的飞艇
在空中随风飘动的树枝
被压缩的弹簧
拉伸的橡皮筋
用力掰弯的塑料棍
重力势能
只要物体处于高处
就具有重力势能
弹性势能
只要物体发生弹性形变就具有弹性势能
一、能量：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。简称能。
1．动能：物体由于运动而具有的能，叫做动能。
2．势能
重力势能：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能量，叫做重力势能。
弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能量叫弹性势能。
笔 记
二、物体动能的大小跟速度、质量有关。
质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；
运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。
三、重力势能的大小与高度、质量有关。
质量相同的物体，高度越大，重力势能越大；
高度相同的物体，质量越大，它的重力势能也越大。
四、弹性势能大小与物体材料、弹性形变程度有关。
同种材料，在弹性限度内，弹性形变程度越大，弹性势能就越大。
　 将一只铁罐沿不太陡的斜面滚下。会有什么出人意料的现象发生吗？
看看内部有什么？
想想议议
开始铁罐在斜面上具有什么能？
向下滚动时具有什么能？
铁罐滚动时橡皮筋有什么变化？具有什么能？
　　
飞行中的飞机具有动能和重力势能
滚动的铁罐具有动能和弹性势能
跳水运动员具有动能和重力势能
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
1．动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
一、机械能
2．物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。
弓的弹性势能哪里去了？
举高的球释放后，重力势能减小，是不是能量消失了？
二、机械能的转化及守恒
1．动能和势能能够相互转化
弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成箭的动能；
自由下落的球，重力势能转化成动能。
试分析篮球下落、上升过程中动能和势能的转化
下落
篮球下落时：
高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。
篮球上升时：
速度减小，高度增大，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。
上升
从高处落下
试分析蹦床运动员在蹦床过程动能和势能的转化
蹦床运动员从高处落下，在与蹦床面将要接触时，具有动能，与蹦床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能。
动能 蹦床的弹性势能
上升
蹦床的弹性势能 动能
蹦床在发生弹性形变时，蹦床的弹性势能转化为运动员的动能，运动员被弹起，从而上升。
最高点
滚摆
初始态
最低点
　 观察滚摆的运动，想想滚摆在运动过程中动能和势能是如何变化的？
铁锁会打到鼻子吗？
分析单摆小球在摆动过程中动能和势能是怎样相互转化的。
单摆
A
B
C
2．机械能守恒
如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、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。
机械能 = 动能 + 势能
势能
动能
+
1．动能和势能能够相互转化。
保持不变
二、机械能的转化及守恒
①
③
②
动能 弹性势能（跳杆） 重力势能 动能
①
②
③
分析撑杆跳高过程中的能量转化
图中的过山车具有什么能？
过山车为什么能够不断地翻滚？
二、机械能的转化及守恒
只有动能和势能的相互转化，而没有机械能与其他形式的能的相互转化。【即忽略摩擦力造成的能量损失，所以机械能守恒也是一种理想化的物理模型】
在物理学中常常出现“光滑的表面”、“不计空气阻力”、“不计摩擦”等文字描述，表示没有摩擦阻力，机械能是守恒的。
机械能守恒的情况
卫星在远地点时势能最大，当它从远地点向近地点运动时，势能减小，动能增大，速度也增大。
当卫星从近地点向远地点运动时，它的动能减小，势能增大，速度也减小。
分析人造地球卫星的机械能转化
许多人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。
人造地球卫星的轨道示意图
例题1 小明从光滑的滑梯上下滑过程中，下列说法正确的是（不计空气阻力）（ ）
A. 重力势能减小，动能增加，机械能不变。
B. 重力势能增加，动能减小，机械能不变。
C. 重力势能增加，动能不变，机械能增加。
D. 重力势能减小，动能不变，机械能减小。
A
例题2 运动会上，跳远运动的几个阶段如图所示，不计空气阻力，则运动过程中运动员（　）
A．加速助跑阶段机械能不变
B．起跳时机械能最小
C．最高点重力势能最大
D．最高点动能为零
C
三、水能和风能的利用
1．水能和风能是机械能
水能的破坏性释放造成灾害
2．在水（风）力发电站，水（风）的机械能转化为电能。
风力发电
立轴式大风车（模型）
例题 下列关于水能和风能的说法中，正确的
是（ ）
A. 流动的河水只有动能，没有重力势能
B. 风只具有动能，不具有重力势能
C. 利用水能和风能都可以做连续性的工作
D. 水能和风能都不会污染环境
D
　　讨论
试从能量角度分析“不尽江河滚滚流，流的都是煤和油”中的道理。
讨 论
机械能
及其转化
水能和风
能的利用
① 、 能和 能统称
为机械能
水能发电
③机械能守恒：
如果只有 能和 能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的 不变
②动能和势能之间可以相互
风能发电
机械能及其转化
动能
动
总和
重力势
弹性势
转化
势
例1　上紧发条的玩具车在水平桌面上开始跑动时( )。
A．弹性势能减小，动能增大
B．弹性势能增大，动能减小
C．弹性势能不变，动能减小
D．弹性势能减小，动能不变
A
练一练
例2　在下列过程中，物体的动能转化为重力势能的有( )。
A．从水坝上流下来的水
B．汽车沿斜坡匀速向上行驶
C．乒乓球触地后向上弹起时
D．斜向上抛出的垒球，当它在上升阶段时
D
例3 “神舟五号”载人飞船成功返航，实现了中国人几千年的“飞天梦”，返回舱减速着陆过程中，航天英雄杨利伟的( )。
A．动能增加，重力势能减少，机械能不变
B．动能不变，重力势能减少，机械能减少
　C．动能减少，重力势能不变，机械能减少
　D．动能减少，重力势能减少，机械能减少
D
物体在力的方向上移动的距离S
功
W=Fs
作用在物体上的力F
力的作用
显出成效
单位：
1 J=1 N·m
典型不做功的三种情况
做功的快慢
功率
单位：
1 W=1 J/s
P=Fv
能量
物体能够对外做功
1．功
转 化
动 能
重力势能
弹性势能
速 度
高 度
形变程度
机械能
质 量
质 量
守 恒
2．机械能
如果一个力作用到物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，这个力对物体做了功。
功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，W = Fs 。
功与时间的比叫功率，　　　。
功率表示做功的快慢，数值上等于单位时间内所做的功。
1．功
22．功率
例　甲、乙、丙三位同学分别把质量不同的物体匀速竖直向上提，所测数据如下表：
同学 质量 / kg 升高高度 / m 时间 / s
甲 4 1.5 2
乙 8 1 4
丙 10 0.5 5
根据上表可知，做功最多的是_________同学，做功最快的是________ 同学， 你是根据比较____________________来判断出做功快慢的。
乙
甲
单位时间内完成的功
① 物体由于运动而具有的能叫动能。
物体的质量越大、运动速度越大，动能越大 。
② 在地球表面附近，物体由于高度所决定的能叫重力势能。
物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
③ 物体由于弹性形变而具有的能叫弹性势能。
物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。
① 动能、重力势能及弹性势能统称为机械能。
② 动能和势能可以相互转化。如果只有动能和势能相互转化，机械能守恒。
3．动能和势能
4．机械能及其转化
1．做功的两个必要因素
2. 三种不做功的情况
注重概念的理解
①作用在物体上的力 F
②物体在力的方向上通过的距离 s
①有力，但在力的方向上通过的距离为零；
②通过了距离，但在距离的方向上没有力的作用；
③有力且通过距离，但力和距离的方向相互垂直。
例　下列关于物体是否做功的说法中正确的是(　　)。
A．小丽背着书包站在路边等车，小丽对书包做了功
B．起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，起重机对
钢筋做了功
C．被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球
做了功
D．小刚从地上捡起篮球的过程中，小刚对篮球做了功
D
3．物体匀速运动时的功率
功率定义式
匀速运动时
导出公式 P = Fv
例：某汽车的功率为30 kW，若以54 km/h的速度匀速前进，
求：牵引力多大？
解：P=30 kW=30 000 W　υ =54 m/h=15 m/s
　 ∵ ∴
4．功和能的关系
例　① 物体自由下落重力势能减少，重力做功；
　　② 举起重物克服重力做功，重力势能增加。
① 做功的过程就是能量转化或转移的过程。
② 物体的动能和势能发生了变化，一定有力对物体做了功。
探究物体的动能跟哪些因素有关
① 怎样控制钢球在水平面上的的速度？
② 根据什么现象判断钢球的动能？
例如，钢球从斜面上由静止滑下，撞击到一个小木块上，能将木块撞出一段距离。
如图所示，用质量不同的钢球A、B，从同一斜面的同一高度由静止滑下，撞击同一块木块C。
（1）让钢球A、B从同一斜面的同一高度由静止滚下，是为了使钢球滚到斜面底端时具有相同的＿＿＿；
（2）本实验研究的是钢球具有动能大小跟＿＿＿＿的关系；
（3）实验可得结论: _________________________________。
质量
速度相同的物体，质量越大，动能越大
速度
1．如图所示的四种情景中，人对物体做功的是( )。
运用知识解决问题
举重运动员举着杠铃不动
工人将货箱从地面搬到桌上
修理工用力推汽车，车没动
大力士支撑着大轮胎静止不动
A
B
C
D
B
2. 关于功率下列叙述中正确的是( )。
A．做功的时间越短，功率越大
B．做功的时间越长，功率越大
C．用的力越大，做功时间越短，功率越大
D．做功越多，做功时间越短，功率越大
D
3．在100 m深的矿井里，每分钟积水9 m3，要想不让水留在矿井里，应该用至少多大功率的水泵抽水？
解：每分钟水泵抽起的水重 G=mg=rgV，
水泵克服重力做功W=Fs =Gh =rgVh
水泵抽水功率
4．甲、乙两个同学体重之比是4 : 5，都从一楼走到三楼，甲和乙所用时间之比为8 : 7，那么甲、乙做功之比为_________，功率之比为__________。
4 : 5
7 : 10
5．一辆汽车匀速上坡，它的( )。
A．动能增加，势能增加
B．动能不变，势能增加
C．势能增加，机械能不变
D．势能增加，机械能减少
B
6．喜鹊的质量比燕子大，若它们以同一速度飞行时，具有相等的机械能，那么一定是______飞得高 。
燕子

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