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(共28张PPT)
功和机械能
2022年版课标内容要求
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.知道动能、势能和机械能。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。
3.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。
做功的条件
[考查1] 如图所示的情境中,对物体不做功的是( )
A.图(甲):用力搬石头,没有搬动
B.图(乙):将重物从地面拉到高处
C.图(丙):推车向前运动
D.图(丁):挺举杠铃的过程
A
[考查2] (2023桂林一模)以下是小桂在学校的学习生活情景,其中他所受的重力做了功的是( )
A.升旗时伫立不动
B.坐在凳子上听课
C.课间操下楼
D.躺在草地上休息
C
功、功率的比较与计算
[考查1] 如图(甲)所示,木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动,两次拉动同一木块得到的s-t图象,如图(乙)所示。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2。则( )
A.F1>F2 B.F1=F2
C.P1=P2 D.P1B
[一题多问]
1.相同时间内第1次拉力对木块做的功　 　第2次拉力对木块做的功;第1次木块的动能　 　第2次木块的动能。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
2.第3次物体运动的路程和时间图象如图(丙)时,拉力功率为P1;当物体运动的速度和时间图象如图(丁)时,拉力的功率为P2,则P1　 　P2。
大于
大于
<
140
[考查3] (2023广州天河区一模)世界杯历史上第一座可完全拆解、可再利用的体育场“974球场”,由974个“中国造”的集装箱拼装而成,如图是运载集装箱时的简化图(忽略空气阻力)(g取10 N/kg),将质量为30 t的集装箱匀速水平向右移动经过B点,到达C点后用时10 s匀速下降到D点,求集装箱:
(1)从A到D过程,重力做的功。
解析:(1)集装箱的重力G=mg=30×103 kg×10 N/kg=3×105 N,
由简化图可知,从A到C的过程中,集装箱沿着水平方向移动,没有在重力方向上移动距离,因此A到C的过程中,重力不做功,
从C到D的过程中,集装箱沿着重力方向下降的高度h=6 m,
则从C到D的过程中,重力做的功
W=Gh=3×105 N×6 m=1.8×106 J,
因此从A到D过程,重力做的功为1.8×106 J。
答案:(1)1.8×106 J　
(2)从C到D过程,重力做功的功率。
答案:(2)1.8×105 W
机械能及其转化
[考查1] (2023烟台)跳水运动中蕴含着许多物理知识,如图所示,有关跳板跳水过程中能量变化的说法正确的是( )
A.运动员用力下压跳板的过程中,跳板的弹性势能减小
B.运动员被跳板向上弹起的过程中,重力势能减小
C.运动员离开跳板向上运动的过程中,动能减小
D.运动员从最高点下落的过程中,机械能增大
C
[考查2] 打篮球是很多同学喜爱的运动项目,某次打篮球过程中,篮球的部分运动轨迹如图所示,下列说法正确的是( )
A.篮球经过相同高度的B、C两点时,机械能相等
B.篮球第一次反弹后到达最高点D时,动能为0
C.篮球经过B、E两点时,动能可能相等
D.篮球在整个过程中机械能守恒
C
[一题多问]
1.如图所示,先以速度v将篮球竖直向上抛出,后以速度v使同一篮球沿光滑斜面向上运动(斜面固定且足够长),两次上升的高度分别为H1和H2
(不计空气阻力),根据所学知识,请你猜想两次上升的高度关系:H1
　 　(选填“>”“=”或“<”)H2,你的解释是　 　。
=
机械能守恒
2.小明同学进行传接篮球训练,他将球斜向上抛出,球的运动轨迹如图所示,a、b、c、d为轨迹上的点,其中a、c两点高度相同,不计空气阻 力,则篮球在( )
A.a、c两点的动能相等
B.a点的机械能比d点机械能大
C.a点动能比d点动能大
D.b点的动能最大
A
[考查3](2022凉山)如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根橡皮筋一端系一个小球,另一端固定在A点。B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置,C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点,不考虑空气阻力,关于小球从A点到C点运动过程的说法,正确的是( )
A.小球从A点下落到B点的过程中,重力势能转化为动能
B.小球从A点下落到B点的过程中,受到重力和弹力的作用
C.小球从B点下落到C点的过程中,速度一直减小
D.小球在B点时受到平衡力的作用
A
实验　探究物体的动能大小跟哪些因素有关
[实验器材] 斜面和水平木板、质量不同的钢球、木块、刻度尺。
[实验装置]
[设计实验]
(1)主要实验器材及其作用
①斜面:让钢球在某一高度滚下时重力势能转化为在水平面上的动能。
②木块:观察木块移动的距离,反映钢球动能的大小。
(2)实验方法
①控制变量法
a.探究物体动能大小与质量的关系:使质量　 　的钢球从斜面的
　 　高度由静止释放,观察木块被推动的距离。
b.探究物体动能大小与速度的关系:使质量　 　的钢球从斜面的
　 　高度由静止释放,观察木块被推动的距离。
不同
相同
相同
不同
②转换法:通过木块　 　反映钢球动能的大小,实验中探究的动能是指钢球撞击木块时的动能。
(3)控制不同质量的钢球从斜面同一高度由静止释放的目的:使钢球到达水平面时的　 　相同。
(4)改变同一钢球所处的高度,由静止释放的目的:使钢球到达水平面时的　 　不同。
(5)木块最终停下来的原因是受到　 　的作用。
(6)钢球从斜面上滚下的过程中,钢球的　 　能转化为　 　能(钢球的重力做功)。
被推动的距离
速度
速度
摩擦力
重力势
动
(7)钢球在水平面滚动的过程中,要克服摩擦力做功,钢球的　 　能转化为　 　能。
(8)若水平面绝对光滑,该实验不能达到实验目的,因为木块将做
　 　运动,无法比较钢球动能的大小。
[实验结论]
质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越　 　;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越　 　。
动
内
匀速直线
大
大
例题如图所示,某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同一水平面上的同一木块,木块移动一段距离后停止。
[基础练]
(1)该实验中所探究物体的动能是指　 　(选填“小球”或“木块”)的动能。
(2)小球滚下斜面的过程中,它的　 　能转化为动能,其动能大小是通过木块移动的距离来反映的。
(3)分析比较　 　两次实验,可探究出的结论是质量相同的物体,速度越大,动能越大。
(4)分析比较(甲)、(丙)两次实验,可探究出的结论是　 .
　。由此结论可以联想到,交通事故的危害程度与　 　(选填“超载”或“超速”)有很大关系。
小球
重力势
(甲)、(乙)
当速度相同时,
物体的质量越大,动能越大
超载
(5)(甲)实验中若木块的重力为1 N,水平移动的距离是30 cm,则重力对木块做功　 　J。
[拓展练]
(6)某同学用如图(丁)、(戊)所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的小球从不同高度(h2>h1)由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小,这种方法是
　 　(选填“正确的”或“错误的”),原因是　 .
　。
0
错误的
没有控制水平
面的粗糙程度相同
(丁)　　　　　　　(戊)
(7)若图(甲)、(乙)、(丙)中的木块全部移走,利用这三个场景可探究
　 　对物体运动的影响,并由此推断出,如果运动物体不受力将　 　。
(8)在不更换、不添加器材的情况下,还可以怎么做来避免木块从木板右端滑出 你的方法是　 　。
(9)该实验物体的速度是指小球从斜面上由静止滚下与木块即将碰撞时的速度,它是通过改变小球的　 　(选填“高度”或“质量”)来实现的。
阻力(或摩擦力)
做匀速直线运动
降低释放高度或减小坡度
高度
(10)小华将实验装置改进成图(己)所示,利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后由静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离进行比较,来探究铁球动能大小与　 　的关系。小华还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,探究铁球的动能大小与质量的关系,这个设计方案是　 　(选填“正确”或“错误”)的。
速度
错误
(11)实验结束后,有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下,刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑,小明设计了如图(庚)所示的实验:让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下,观察和比较两球相对运动情况,若C球相对于A球
　 　(选填“运动”或“静止”),就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
静止
(12)完成实验后,同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时,也用到了斜面:让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,在三个不同的表面上滑行的距离不同(如表所示),小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功　 　(选填“相等”或“不相等”)。
相等
表面 毛巾 棉布 木板
摩擦力 最大 较大 最小
小车运动 距离 最近 较远 最远

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