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第 9讲 功与机械能
考点二 机械能
考点一 功与功率
1. 定义 : 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 , 就说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。
2.公式 : , W 表示 ,单位是 , 简称焦 (J) ; F 表示 , 单位是牛(N) ;s 表示 , 单位是米( m) 。变形式 : 。
3.力做功的两个必要因素
(1)有作用在物体上的力。
(2)物体在这个力的方向上移动了 一段距离。
W=Fs
考点一 功与功率
1
功
功
焦耳
力
沿力的方向移动的距离
名师点拨
1. 如图所示的四个情景中, 人对物体做功的是图 , 不做功的是图 。
甲、乙
丙、丁
2.如图所示 , 冰壶比赛上 , 重力为 200 N 的冰壶从出发点 A 被运动员推着运动 6 m 后 , 在 B 点被推出 , 沿冰道运动 30 m 后在O点停下来 。若运动员对冰壶的推力是 10 N , 从A点到 0 点的运动过程中 , 运动员对冰壶做功为 J , 冰壶的重力做功为 。
60
0
1. 定义 : 功与做功所用时间之比叫作功率 。它在数值上等于单位时间内所做的功 。
2.公式及单位 : 公式 P= ，W 表示功 , 单位是焦 ( J) ; t 表示做功所用时 间 , 单位是秒( s ) ；P 表示功率 , 单位是 ,简称瓦 ( W) 。 变形式 : W = Pt , t = 。1 kW = W 。
3.物理意义 : 在物理学中 , 用功率表示做功的快慢。
4 .推导式: 当物体在恒力的作用下做 运动时 W=Fs ，所以 P= =Fv。
1.做功的多少不代表功率的大小，功率由物体所做的功和完成这个功所用 的 时间共同决定，物体做功越多，所用 时间越少，其功率越大。所以，做功多，不 一 定做功快；反之，做功快 ，不 一定做功多。
2.公式 P = Fv 适用 于物体在恒力作用下做匀速直线运动的情况 。 速度 v 的单位为 m/s 时 , 计算出的功率单位才是W 。
瓦特
2
功率
1000
匀速直线
名师点拨
多
3.如图所示 , 大人和小孩同时开始爬相同的楼梯 , 若两人同时到达 , 则大人做的功比小孩 , 大人的功率比小孩 。
4.现用起重机将一块质量为 2 t 的石头提起 ,若在 15 s 内石头沿竖直方向被匀速提升了3 m , 起重机对石头做功为 J , 功率为 W。 (g 取 10 N/kg)
大
4.6×104
4000
0
【例 1】（2025·石家庄模拟）如图所示 , 一 款智能服务机器人的重力为 500 N 。其内置电动机为机器人提供200 N 的水平动力 , 机器人在水平地面上 5 s 内匀速前进 6 m 的过程中 , 机器人所受的支持力做功为 , 动力做功为 J , 其功率是 W 。
1200
240
【例 2】（2025·凉山）甲 、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶 , 它们的 s-t 图像如图所示。已知甲车总重为 1.2×104 N , 若甲车在0 ~ 8 s 内的牵引力大小恒为 1.6 ×103 N ,则 ( )
A.乙车速度大小为 10 m/s
B. 0 ~ 6 s 内，以甲车为参照物，乙车向北运动
C. 0 ~ 6 s 内，甲车重力做功为 7.2×105 J
D.0 ~ 6 s 内，甲车牵引力的功率为 1.6 ×104 W
D
1.（2025·宜宾改编）某款重力为 2 N 的电动玩具小车，以 P = 3 W 的功率在水平路面上匀速运动，此过程中所受摩擦阻力恒为 0.6 N，则匀速运动的速度 v = . m/s ；现在小车以相同功率在斜面上匀速运动了 4 m 的路程 , 对应上升 2 m 的高度，所用的时间 t = 2 s , 此过程中牵引力恒为 N，重力的功率为 W。小车以恒定功率爬坡时，为获得更大的牵引力 , 应 (选填"增大" 或"减小" )车速。
5
1.5
2
减小
跟踪练
1.能量：若一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。能量的单位是焦耳(J) 。
2.动能
(1)定义:物体由于运动而具有的能，叫作动能 ，一切运动的物体都具有动能。
(2)大小:物体具有的动能与质量和速度有关，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，它的动能越 。
3.势能
( 1 )重力势能 : 在地球表面附近的物体由于受到 并处在 一 定高度时所具有的能 。物体的重力势能与物体的 和 有关。
(2)弹性势能 : 物体由于 而具有的能。物体的弹性势能与物体的 有关。
大
考点二 机械能
1
动能、势能
大
重力
质量
高度
发生弹性形变
弹性形变量
5.列车启动过程中 , 列车的动能 , 惯性 。(均选填" 增大" " 不变" 或 " 减小" )
6.正在作业的洒水车在水平路面上匀速直线行驶 , 它的动能 (选填 " 增大 " " 减小 " 或 "不变 " ) 。
7.建筑工地上的打桩机在工作时总是被高高地举起，这是因为同一重锤被举得越高，它具有的
能越大。 高度相同时 , 重锤的质量越大 , 具有的 能越 。
8.如图所示 , 发生形变的网球拍能将网球弹出 , 说明网球拍具有 能 。

增大
不变
减小
重力势
重力势
大
弹性势
1.定义: 、 和 统称为机械能。
2.转化 : 当同 一物体质量不变且不考虑机械能损失时 , 其动能、重力势能、弹性势能之间的转化关系：
3.机械能守恒 : 大量研究结果表明 , 如果只有动能和势能相互转化 , 尽管动能、势能的大小会发生变化 , 但动能和势能的总和保持不变 , 或者说 , 机械能是 的 。
动能
2
机械能及其转化
重力势能
弹性势能
守恒
9.(1)如图甲所示 , 摆球在竖直平面内左右摆动 , B 点是最低点 , 摆球从 A 点运动到 B 点的过程中，速度 (选填" 增大" 或" 减小 " )， 能转化为 能。
(2)如图乙所示 , 滚摆在竖直面内上下往复运动 , 滚摆从最高处滚下 的过程 中 , 重力 势能 . ( 选填 " 增大 " " 不变 " 或 " 减小 " ) 。

增大
重力势
动
减小
【例 3】（2025·河北）如图所示为河北丰宁抽水蓄能电站(目前世界装机容量最大) 的示意图。用电低谷时，通过电力将水从下水库抽到上水库;用电高峰时，再由上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是 （ ）
A.水从下水库被抽到上水库，重力势能减小
B.物料运输车沿盘山路行驶，速度增大时，动能减小
C.放水发电时，水由上水库至下水库，水的机械能变大
D.水沿自流排水洞 自动向下流动时，重力势能转化为动能
D
【例 4】（2025·安徽改编）网球比赛中，高速飞行的网球撞击球拍
使球拍发生形变，如图所示，则在球拍恢复原状的过程中，球拍的
弹性势能 (选填 "增大" "减小" 或 "不变" ) , 其转化为网球的 。
2.（2024·河北）2024 年 5 月 7 日 , 河北省首条低空无人机物流运输航线试航成功 。如图所示为正在运输货物的无人机 , 下列说法正确的是 （ ）
A. 无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小
B. 无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变
C. 无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零
D. 无人机下降过程中，货物的动能一定增大
减小
动能
跟踪练
B
3.如图所示是射箭比赛时的情景，运动员用力拉弓弦的过程中，弓的弹性势能 .
(选填“增大”“减小”或“不变”)；箭射出的过程中，主要将 能转化为
能。
增
大
弹性势
动
1.实验器材：带水平轨道的斜槽 , 大小相同 、质量不同的小球 A 和 B , 木块 , 刻度尺。
2.实验方法
(1)转换法 : 通过观察木块被推动的距离来判断小球动能的大小。
(2)控制变量法①探究动能与速度的关系时 , 控制小球的质量相同；②探究动能与质量的关系时，
控制小球的速度相同。
3.实验步骤
(1)让同一小球分别从不同的高度由静止开始滚下 , 比较两次实验木块被推动的距离。
(2)改变小球的质量 , 让不同的小球从同一高度由静止开始滚下 , 比较两次实验木块被推动的距离。
4.实验结论：运动速度相同的物体 , 质量越大 , 它的动能越大；质量相同的物体 , 运动速度越大 ,
它的动能越大。
如图甲所示为某实验小组进行" 探究物体的动能跟哪些因素有关" 的实验装置。
(1)实验原理
①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度
只与钢球起点位置的高度有关。起点位置越高 , 该速度越 。
②钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动 , 在水平面上撞击木块 , 木块运动的距离越长，说明钢
球所具有的动能越 。
(2)实验现象
①同一钢球从斜面上不同高度处由静止向下运动 , 在水平面上撞击木块 。钢球向下运动的起点
位置越 ，木块运动的距离越长。
②从同 一高度由静止向下运动的钢球 , 在水平面上撞击木块 , 钢球的质量越 ，木块运动
的距离越长。
(3)若水平面过于光滑 , 则 (选填 " 利于 " 或 " 不利于 " )完成本实验。
大
一题练透一实验
大
高
大
不利于
【拓展】
如图乙所示，有同学认为实验过程中由于斜槽与水平面没有平滑连接，可能会影响小球的运动状态，经过讨论，他们又设计出了如图丙所示的实验装置，请你分析这样进行实验的优点，并简要说明实验步骤。
避免小球到达水平面时的能量损失。将小球拉到与竖直方向成一定角度 的位置，然后由静止释放，当小球摆到竖直位置时，与静止在水平面上的物块 C 发生碰撞，记录物块 C 在水平面上滑行的距离。
THANK YOU
感谢各位的观看

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