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(共30张PPT)
学 习 评 价
基础巩固
1.下列说法正确的是(　 　)
A.运动的物体具有的能量叫作动能
B.甲、乙二人同时登山,甲先到达山顶,则甲的功率大
C.功就是能,因为它们的单位相同
D.用50 N的水平力拉着重100 N的小车沿着水平地面前进5 m,则此过程拉力做的功比重力做的功多
D
2.儿童节期间,小莉和同学进行了一场登山比赛。下列有关功率的说法正确的是(　 　)
A.用时最短的功率最大 B.速度最快的功率最大
C.体重最大的功率最大　　 D.做功最快的功率最大
D
3.2025年2月28日,成都首条跨区域商业低空物流航线正式常态化运行。如图所示,一架无人机搭载30 kg的货物,仅用时20 min就到达18 km外的分拣中心。下列说法正确的是(　 　)
A.无人机匀速上升过程中,货物的重力势能不变
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,货物的机械能为零
D.无人机下降时,货物的动能一定增大
B
4.如图所示,水平地面G点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向5 N的拉力F,当物体经过E点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置,物体在EG段做匀速直线运动,则(　　)
A.物体在EF段的速度大于GH段的速度
B.物体在GK段受到的摩擦力等于5 N
C.拉力F在EF段所做的功大于在GH段所做的功
D.拉力F在EF段的功率小于在GK段的功率
D
5.垫排球是学习打排球时的基本功,下列对排球离开手后竖直上升过程中(忽略空气阻力)的分析正确的是(　 　)
A.排球离开手后继续上升是由于排球受到惯性作用
B.若排球上升过程中的某一时刻所受力全部消失则排球会立即静止
C.排球在离开手后的上升过程中,动能先增大后减小,重力势能增大
D.排球在离开手后的上升过程中,手对排球没有推力的作用
D
6.某班准备组织一次爬楼比赛活动,要求从一楼登上五楼,比比谁的功率最大。讨论中,同学们提出测量的物理量有①一楼到五楼的高度h;②从一楼到达五楼所用的时间t;③每个同学的重量G。下面比较方案中可行是(　 　)
C
7.图甲中过山车从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,下列说法正确的是(　 　)
A.过山车在E点动能最大
B.B点重力势能大小等于E点动能的大小
C.在整个过程中过山车的机械能守恒
D.B点的机械能小于C点的机械能
B
甲
乙
8.如图甲所示,小丽站在商场的手扶电梯上,随梯匀速下楼,运动轨迹如图乙虚线所示。
(1)在图乙中画出小丽的受力示意图。(图中“ ”表示小丽)
(2)此过程中,小丽的动能　 　,机械能　 　。(均选填“增大”
“不变”或“减小”)
【答案】 (1)如图所示
不变
减小
9.张工和李工是建筑设计师,均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计。最后张工上交了如图甲所示的设计方案图,李工上交了如图乙所示的设计方案图,若你是此公司代表,你将选择图　 　的设计方案,结合你学到的物理知识,请简要谈谈你选择的理由。
　 　 。
乙
火车上坡过程中一部分动能转化为重力势能,可以降低车速,容易刹车
10.如图为无人机给高海拔哨所的部队士兵送餐的图片。若每架无人机所载餐盒质量为6 kg,小王操作该无人机。匀速直线上升100 m,用时100 s;接着以2 m/s的速度平飞400 m将餐盒送到哨所。求:
(1)无人机匀速上升时的速度;
(2)无人机在上升过程中对餐盒做的功;
(2)无人机在上升过程中对餐盒做的功W=Gh=mgh=6 kg×10 N/kg×
100 m=6 000 J;
(3)整个飞行过程中无人机对餐盒做功的功率。(g取10 N/kg)
11.运动员从高空竖直向下跳伞,人和装备的总质量为80 kg。只考虑人受到的重力和空气阻力,下落时的速度—时间图像如图所示。
(1)运动员在前50 s内下落了2 100 m,求这段时间内运动员的平均速度。
(2)运动员在前30 s内下落了1 500 m,求这段时间内运动员所受重力做的功和功率(g取10 N/kg)。
(3)从第10 s到第30 s过程中,运动员的动能、重力势能、机械能是如何变化的
解:(3)由题图可知10～30 s内运动员的速度先增加后不变,则动能先增加再不变;高度一直减小,则重力势能一直减小;由于空气阻力的影响,机械能会转化为内能,所以机械能减小。
拓展提升
12.蹦极是一种勇敢者的游戏。如图中A点是弹性绳自然下垂时绳末端的位置,B点是游戏者系着弹性绳跳下去后所能到达的最低点。
当游戏者离开跳台向A点下落的过程中(忽略空气阻力),其重力势能逐渐转化为　 　能;游戏者从A点到B点的过程中,弹性绳具有的
　 　能逐渐增加;到达B点时游戏者　 　(选填“是”或“不是”)处于平衡状态。
动
弹性势
不是
13.为探究影响重力势能的因素,小明用两种规格的四个铅球在平整的沙地上方从静止开始释放(如图所示)。请根据小明所做的甲、乙、丙、丁四个实验,回答:
(1)本实验,我们通过　 　来判断甲、乙两种情况重力势能的大小。
观察沙坑的凹陷程度
(2)四个实验中能说明重力势能的大小与高度有关的是　 　实验和　 　实验。
(3)若要乙和丁的重力势能大小相同,合理的做法是　
。
甲(或丙)
乙(或丁)
丁球要放在比
乙球更高的位置　
14.如图甲所示是我国生产的一款纯电动汽车,在平直的公路上对该汽车进行测试的 v-t 图像如图乙所示,发动机的功率恒定不变,汽车从静止加速到30 m/s的过程行驶的路程是170 m,在匀速行驶的过程中所受牵引力为5 000 N。求:(g取10 N/kg)
(1)汽车在0～20 s内行驶的路程。
解:(1)汽车从静止加速到30 m/s的过程行驶的路程是s1=170 m,然后匀速行驶,匀速阶段行驶的距离为s2=vt=30 m/s×(20 s-10 s)=300 m,则汽车在0～20 s内行驶的路程为s=s1+s2=170 m+300 m=470 m。
(2)汽车在10～20 s内牵引力所做的功。
解:(2)在匀速行驶的过程中所受牵引力为5 000 N,则汽车在10～20 s内牵引力所做的功W=Fs2=5 000 N×300 m=1.5×106 J。
(3)汽车发动机的功率。
15.关于运动与力,历史上出现过两种不同的观点。观点1:物体运动需要力来维持;观点2:物体运动不需要力维持。如图是通过实验验证两种观点是否正确的实验过程。
(1)实验①②运动的小车最终都静止在平面上,小明认为静止的原因是没有力驱动小车运动,所以小明认为观点1是正确的,你认为小明的观点是　 　(选填“正确”或“错误”)的,理由是　
　。
(2)为了进一步说明观点2正确,小明接下来的操作应该是　
　。
错误
小车最终静止是由于受到
了摩擦力的作用
使用玻璃来
代替毛巾和棉布,观察小车滑行的距离
(3)本实验成功的关键是　 　,在正确操作下,小车在毛巾和棉布上通过的距离分别为s1和s2,克服摩擦力做的功分别为W1和W2,则W1　 　(选填“>”“<”或“=”)W2。
(4)小明将小车换成两个质量大小不同的小球探究物体的动能大小与哪些因素有关,A、B是两个质量不同的小球(mA　 　,比较小球动能的大小。
(5)比较甲、乙两图,可以探究动能的大小与质量的关系,得到的结论是
　 　。
保证小车从同一斜面的同一高度静止滑下
=
小木块被推动的距离
在速度一定的条件下,质量越大,物体具有的动能越大
(6)简述探究动能大小与质量关系的具体操作:　
　。
(7)实验结束后,小明认为水平面如果光滑,就无法探究物体的动能大小与质量和速度的关系,小明的说法 　 　(选填“正确”或“错误”),理由是　 　。
让甲、乙图中的两质
量不同的小球从同一斜面同一高度由静止滚下,撞击水平面上的小木块,观察并记录小木块被推动的距离
正确
若水平面光滑,小木块将一直做匀速直线运动
16.阅读短文,回答问题:
伽利略对摆动的研究
据说,某个星期天,伽利略在比萨大教堂参加活动,教堂穹顶上的吊灯因风吹过不停地摆动,伽利略被摆动的节奏吸引住了。他发现,尽管吊灯摆动的幅度越来越小,但每一次摆动的时间似乎相等。
伽利略知道,脉搏的跳动是有规律的,于是便按着脉搏注视着灯的摆动,发现每往返摆动一次的时间的确相同。这使他又冒出一个疑问:假如吊灯受到一股强风吹动,摆得高了一些,以后每次摆动的时间还是一样的吗 回到宿舍后,他用铁块制成一个摆,把铁块拉到不同高度,用脉搏细心地测定摆动所用的时间,结果表明,每次摆动的时间仍然相同。尽管用脉搏测量时间并不精确,但已经可以证明他最初的想法是正确的,即“不论摆动的幅度大些还是小些,完成一次摆动的时间是一样的”。这在物理学上叫作“摆的等时性”。
后来,伽利略又把不同质量的铁块系在绳端作摆锤进行实验,他发现,只要用同一条摆绳,摆动的时间并不受摆锤质量的影响。随后伽利略又想,如果将绳缩短,会不会摆动得快一些 于是,他用相同的摆锤,用不同的绳长做实验,结果证明他的推测是对的。他当时得出了结论:“摆绳越长,往复摆动一次的时间(称为周期)就越长。”
(1)他用铁块制成一个摆,把铁块拉到不同的高度,高度越高,铁块的
　 　能越大,铁块运动到最底端时速度越　 　。
重力势
大
(2)伽利略用相同的摆锤,用不同的绳长做实验,结果证明他的推测是对的。这种研究问题的方法叫　 　。
控制变量法
9.86
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第1节　功
第十一章 功和机械能
栏目导航
学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.通过生活实例,知道力学中做功的含义,能运用公式W=Fs进行简单计算,并能判断力是否对物体做功,为建立能量概念奠定基础。
2.在利用功的定义分析生活实例的过程中,提升抽象概括与逻辑思维能力。
3.通过分析做功与不做功的具体实例,增强分析、解释与交流的能力。
4.通过分析具体生活实例,经历功的概念的建立过程,深化对物理源于生活的感悟,养成热爱科学、乐于探索的态度。
课堂探究
课前一问
同学们从地面缓慢提起一个重物,并向上托举到一定高度,请对重物受力分析,其中哪个力对重物的位置移动有成效
同学们从地面缓慢提起一个重物,并向上托举到一定高度,重物受力分析如图所示。拉力的大小等于重力的大小。
我们可以看到拉力的工作成效,物体从地面在竖直方向上向上
移动到一定高度,是人对重物的拉力对物体做功。
知识点一　力学中的功
1.功
定义:如果一个力作用在物体上,物体在　 　上移动了
　 　,就说这个力对物体　 　。
2.做功包含两个必要因素:　 　,　
　。
重点整理
这个力的方向
一段距离
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
典型例题
例　如图所示的情境中,对物体不做功的是(　 　)
A
甲　　　 乙　　　 丙　　 丁
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
举一反三
1.如图所示,一个物体被水平力F压在竖直墙面时静止,水平力减为F的三分之一时物体刚好匀速下滑,则静止时水平力对物体　 　(选填“做了”或“不做”)功,下滑时水平力对物体　 　(选填“做了”或“不做”)功。
不做
不做
2.近期,泰山景区出现了一道独特的风景线,如图所示,“智能挑夫”机器狗正式“上岗”当起了“挑山工”,有效解决了垃圾清运和物资运输难题。下列情境中机器狗对物资做功的是(　 　)
A.机器狗驮着物资蹲着不动
B.人把物资搬到机器狗背上
C.机器狗驮着物资在水平路面上匀速前进
D.机器狗驮着物资上山
D
知识点二　功的计算
1.力学中,功等于　 　。
2.功的表达式:　 　。
3.单位:在国际单位制中,力的单位是　 　,距离的单位是　 　,则功的单位是　 　,它有一个专门的名称叫作　 　,简称　 　,符号是　 　。
重点整理
力与物体在力的方向上移动的距离的乘积
W=Fs
牛(N)
米(m)
牛米(N·m)
焦耳
焦
J
典型例题
例　在水平地面上,工人用100 N的水平推力推动重150 N的箱子,在4 s内匀速前进了6 m,在这个过程中,请计算:
(1)请对箱子进行受力分析。
【答案】(1)如图所示
(2)工人对木箱做功多少
(3)木箱所受重力对木箱做功为多少 　
解:(2)工人的推力方向为水平方向,物体在水平推力的方向上移动了6 m,所以工人对木箱做功为W=Fs=100 N×6 m=600 J。
(3)物体移动的方向是水平方向,而重力方向竖直向下。物体没有在重力的方向上移动一定距离,所以木箱所受重力对木箱做功为0。
举一反三
1.如图所示,一木块沿固定光滑斜面下滑,木块(不计大小)重10 N,所受支持力为8 N,则木块由斜面顶端滑到底端的过程中,重力做功为　 　J,支持力做功为　 　J。
0.6
0
2.小王同学先后用大小相等的力F,分别使物体A在如图甲、乙、丙所示的三种表面上沿相应方向移动相同的距离s,在这三种过程中力F所做的功分别为W甲=　 　、W乙=　 　和W丙=　 　。它们大小关系为W甲　 　W乙　 　W丙。(选填“>”“=”“<”)
Fs
Fs
Fs
=
=
课后巩固
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
基础题
1.小美用200 N的力将重10 N的足球踢出去15 m远,她对足球做的功是(　 　)
A.3000 J　　　　　 B.150 J
C.没有做功　　　　 D.做了功,但无法确定做功多少
D
2.下列关于功的说法正确的是(　 　)
A.小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对汽车做了功
B.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功
C.足球在水平地面上滚动一段距离时,重力对足球做了功
D.举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃做了功
D
3.一位同学正在进行投掷实心球的训练,下列情境中,他对球做功的是
( 　)
A.手拿球静止 B.手托球水平匀速直线运动
C.将球举起 D.抛出后的球在空中继续运动
C
4.如图所示,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到O点停下来。
(1)为什么被推出去的冰壶最终会停下来
(2)从A点到O点运动过程中,若运动员对冰壶的推力是10 N,运动员对冰壶做的功是多少J
【答案】(1)冰面对冰壶有摩擦力的作用　(2)解:冰壶从A点被运动员推着运动6 m到达投掷线,运动员对冰壶做功W=Fs=10 N×6 m=60 J。从B点到O点的过程冰壶由于惯性而向前运动,运动员对冰壶没有做功,所以从A到O的过程中,运动员对冰壶做功60 J。
5.如图所示的是现代酒店常见的四轮智能配送机器人。其质量为60 kg,它乘坐电梯匀速上升了20 m到达指定地点。求:(g取10 N/kg)
(1)机器人受到的重力是多少
(2)电梯对机器人做了多少功
解:(1)机器人的重力为G=mg=60 kg×10 N/kg=600 N;
(2)机器人乘坐电梯匀速上升,电梯对机器人的支持力F=G=600 N,
电梯对机器人做功为W=Fh=600 N×20 m=1.2×104 J。
1.完全相同的两辆汽车在相同的路面上沿同一方向做匀速直线运动(不计空气阻力),其路程s随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是(　 　)
A.行驶过程中,以甲车为参照物乙车是静止的
B.t=5 s,甲、乙两车行驶的路程s甲=s乙
C.行驶过程中,两车的牵引力F甲>F乙
D.0～5 s内,两车牵引力做功W甲>W乙
D
拓展题
2.如图甲所示,一物体在同一水平木板上做直线运动,当物体运动的路程—时间图像如图乙所示时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度—时间图像如图丙所示时,受到的水平推力为F2,2 s内两次推力做功分别为W1、W2。则下列关系正确的是(　 　)
A
A.F1=F2,W1B.F1=F2,W1>W2
C.F1>F2,W1>W2　　　　　　
D.F1甲 乙 丙
B
4.如图甲所示,一磁性板擦静止吸附在黑板上,后对其施加方向始终向上的拉力F,板擦最终向上运动。过程中板擦所受摩擦力f和板擦移动距离s与时间t的关系图像分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是(　 　)
A.板擦的重力为1.5 N
B.整个过程中拉力F一直增大
C.板擦所受滑动摩擦力的大小为2.5 N
D.整个过程中拉力F做的功为0.75 J
D
甲　 　 乙 　 　 丙
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第2节　功率
栏目导航
学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
2.结合速度定义的方法,建立功率的概念,发展科学思维能力。
3.在了解生活中不同机械功率的基础上,能够设计测量功率大小的实验,提升科学探究能力。
4.通过分析和解决生产生活中的实际问题,加深对功率定义式的理解,形成将物理知识应用于实际生产生活的意识。
课堂探究
课前一问
将同样质量的重物搬到同样高度,同学A花了几分钟,而同学B却要十几分钟。请问哪位同学对重物做功得多 两位同学对重物做功快慢相同吗 在相同时间内,谁对重物做功多
将同样质量的重物搬到同样高度,同学A花了几分钟,而同学B却要十几分钟。两位同学对重物做功一样多。同学A所花的时间少,即每秒做的功多,同学A对重物做功更快。在相同时间内,比如在1 s内,同学A对重物做功更多。
知识点一　功率
1.在物理学中,用功率表示　 　。　 　与　 　之比叫作功率(Power)。
2.功率表达式:　 　。
3.单位:功的单位是　 ,时间的单位是　　,功率的单位是　 ,它有个专门的名称叫作　 　,简称　 　,符号是　 　。工程技术上还常用　 　作为功率的单位。1 kW=　 　W。
重点整理
做功的快慢
功
做功所用时间
焦耳
秒
焦耳每秒
瓦特
瓦
W
千瓦(kW)
1 000
典型例题
例　下列关于功和功率的说法中,正确的是(　 　)
A.物体做功时间越短,功率越大
B.物体做功越多,功率越大
C.物体做功越快,功率越大
D.物体做功时间越长,做功越多,功率就越大
C
举一反三
1.某机器的功率是500 W,其物理意义是　 　。
2.两台正常工作的抽水机,功率为“1 kW”的抽水机一定比“2 kW”的抽水机(　 　)
A.做功慢　　 B.做功快　　
C.做功少　　 D.做功多
机器每秒做功500 J
A
知识点二　生活中的功率
物体做功的功率相差很大。例如,优秀运动员短时间运动的功率约为
　 　;小型客车发动机的功率为　 　;盾构机、内燃机车发动机的功率为　 　;电力机车、万吨级远洋货轮发动机的功率可　 　;我国的长征五号运载火箭发动机的功率　 　。
重点整理
一千瓦
数十千瓦至数百千瓦
数千千瓦
超过一万千瓦
超过一百万千瓦
典型例题
例　体育课上小明和小红都在练习跳绳,已知小明跳绳时的功率较大,则小明和小红相比(　 　)
A.小明做的功一定多 B.小明用的时间一定少
C.小明做功一定更快 D.小明做功时间与做功多少的比值一定大
C
举一反三
如图所示,伯伯和小红两人爬楼梯比赛,已知两人体重之比为3∶2,爬完相同楼高所用的时间之比为4∶3,则伯伯、小红两人爬楼梯的功率之比为(　 　)
A.9∶8 B.8∶9
C.2∶1 D.1∶2
A
课后巩固
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
基础题
1.一头耕牛,1 h做的功是1 260 000 J,牛做功的功率是　 　,如果改用功率为3 kW的手扶拖拉机来耕这块地,只要　 　min就能完成。
350 W
7
2.有甲、乙两辆功率相等的汽车,如果甲、乙在相同时间内匀速通过距离之比为2∶1,那么(　 　)
A.甲、乙两辆汽车牵引力之比为1∶2
B.甲、乙两辆汽车牵引力之比为2∶1
C.甲、乙两辆汽车做功之比为1∶2
D.甲、乙两辆汽车做功之比为2∶1
A
3.一辆质量2 t的汽车,在平直公路上以恒定功率80 kW匀速直线运动25 s。已知汽车在运动过程中受到的阻力为4 000 N。则车运动的速度为(　 　)
A.20 m/s　　　　 B.36 km/h
C.15 m/s　　　　 D.54 km/h
A
4.某个学习小组做了以下实验:
(1)测量小明上楼的功率,需要的测量仪器为　 　,如表是他设计的实验记录表格,请把表格的表头补充完整。
电子秤、秒表、米尺
同学的质量m/kg 上楼的高度h/m 　 上楼的功率P/W
登楼梯所用的时间t/s
(2)小华通过走楼梯的方式将一大包书搬到四楼,有两种方法:一是把所有书一次搬到四楼;二是先将部分书搬到四楼,再搬剩下的书。假设他上、下楼的速度相同,则:
①第一种方法的上楼功率　 　(选填“大于”、“小于”或“等于”,下同)第二种方法的上楼功率;
②第一种方法的机械效率　 　第二种方法的机械效率。
小军借助跳绳APP数据估测跳绳的功率。
若他自身质量为60 kg,每次跳起的高度约为4 cm,根据图中数据,他一分钟连续跳
　 　次,每跳一次克服重力做的功是　 　J,跳绳的平均功率是　 　。(g取10 N/kg)
大于
大于
200
24
80 W
5.如图所示是我国自主研发的某款人形机器人,具有智能灵巧身手。某次测试中,该机器人用100 N竖直向上的力将物体在2 s内匀速抬高2 m。
求:(1)机器人对物体所做的功;
(2)机器人对物体做功的功率。
解:(1)物体被匀速抬高,机器人对物体所做的功为
W=Fs=100 N×2 m=200 J;
1.某型号汽车发动机的额定功率为4×104 W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1 600 N,在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求:
(1)发动机所提供的牵引力大小。
拓展题
解:(1)因汽车在水平路面上匀速行驶时处于平衡状态,发动机所提供的牵引力和受到的阻力是一对平衡力,所以,发动机所提供的牵引力F=f=1 600 N。
(2)汽车行驶10 min牵引力所做的功。
(3)汽车行驶速度的大小。
2.人体心脏的功能是为人体血液循环提供能量,正常人在静息状态下,心脏搏动一次,能以1.6×105 Pa的平均压强将70 mL的血液压出心脏,送往人体各部位,每分钟人体血液循环量约为6 000 mL,则此时心脏的平均功率为　 　W,当人运动时,心脏的平均功率比静息状态增加20%,若此时心脏每搏动一次输出的血量变为80 mL,而输出压强维持不变,则心脏每分钟搏动次数为　 　。
16
90
3.某人在车后用80 N水平力推车,使车在平直公路上匀速前进,突然发现车辆前方出现情况,他马上改用120 N水平拉力使车减速,在减速的过程中,车受到的合力大小为　 　N。飞机、轮船运动时,受到的阻力并不固定,当速度很大时,阻力和速度的平方成正比,如果要把飞机、轮船的速度增大到原来的2倍,此时轮船做匀速直线运动,则发动机的输出功率要增大到原来的　 　倍。
200
8
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第3节　动能和势能
栏目导航
学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.能通过实例从做功的角度描述能量。能说出能量与做功的关系。
2.能利用实例或实验初步认识动能、势能的概念,并能运用其解释相关的现象。
3.能通过实验探究,了解动能、势能的大小跟哪些因素有关。
4.具有从能量的角度分析物理问题的意识。
课堂探究
课前一问
汽车在高速公路上快速行驶时,绝对不允许向车窗外抛物。这是为什么
高速行驶的汽车上,物体被抛出后,由于具有惯性,物体会以较大的速度飞行,速度越大,动能越大,容易对其他车辆或乘客造成伤害。
知识点一　动能
1.能量:物体能够　 　,我们就说这个物体具有　 　。能量的单位与　 　的单位相同,也是　 　。一个物体能够　 　越多,表示这个物体的　 　越大。
2.动能:物体由于　 　而具有的能。一切　 　的物体都具有动能。
重点整理
对外做功
能量
功
焦耳
做的功
能量
运动
运动
3.影响物体的动能的因素:　 　相同的物体,　 　越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,　 　越大,它的动能　 　。
质量
运动的速度
质量
越大
典型例题
例　如图所示,在“探究动能的大小与什么因素有关”的实验中,下列说法正确的是(　 　)
A.斜面和水平面必须是光滑的
B.质量不同的小球静止在斜面相同位置,动能也不同
C.木块被撞击后滑行得越远,说明钢球的动能越大
D.同一小球从不同高度滑下推动木块滑行的距离不同,说明动能的大小与高度有关
C
举一反三
在“探究影响动能大小的因素”实验中,如图甲、乙、丙所示,让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下,小球撞击放在水平木板上的木块,使木块滑动,虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
(1)实验中通过　 　反映小球动能的大小。
(2)比较　 　两图进行的实验,可以探究小球的动能与速度的关系。
(3)比较甲、乙两图进行的实验,可以得到:当速度相同时,小球的动能随质量增大而　 　。
木块滑动的距离
甲、丙
增大
知识点二　势能
1.重力势能:在地球表面附近,物体由于受到重力并处在一定　 　时,所具有的能。
2.弹性势能:物体由于发生　 　而具有的能。
重点整理
高度
弹性形变
典型例题
例　下列物体中,不具有势能的是(　 　)
A.停在空中的直升机 B.拧紧的钟表发条
C.在水平地面上滚动的小球 D.抛在空中的铅球
C
举一反三
1.课堂上,同学们就“悬挂在教室天花板下的灯是否具有重力势能”展开了热烈讨论。下列说法正确的是(　 　)
A.灯处于静止状态,重力没有做功,故没有重力势能
B.灯只在掉下的过程中(运动起来)才具有重力势能
C.灯虽处于静止状态,但因其被举高而具有能对外做功的本领,故有重力势能
D.以上说法均不对
C
2.下列关于动能和势能的说法正确的是(　 　)
A.同一物体的弹性形变越大时,它具有的弹性势能越小
B.动能相同的物体一定具有相同的速度
C.质量相同的物体,重力势能一定相同
D.利用水能发电时,从上游奔腾而下的水既具有动能又具有重力势能
D
课后巩固
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
基础题
1.关于能的概念,下列说法正确的是(　 　)
A.一个物体能够做功,就说这个物体具有能
B.一个物体已做过的功越多,说明这个物体具有的能越多
C.一个物体做了功,说明这个物体具有能
D.用线悬挂着的小球,没有做功,所以没有能
A
2.2025年4月24日,神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功。在飞船加速上升的过程中,若不考虑其质量的变化,下列分析正确的是(　 　)
A.重力势能增加,动能不变 B.重力势能减少,动能增加
C.重力势能增加,动能增加 D.重力势能不变,动能不变
C
3.“弓开如满月,箭去似流星。”拉开的弓能把箭射出去,也就是弓对箭做了功,说明变形的弓具有　 　,拉开的弓具有　 　能,“箭去似流星”说明箭具有　 　能。唐诗中有“黄河远上白云间”“不尽长江滚滚来”的诗句,从物理学的角度来前一句生动形象地表明黄河水存储着大量的　 　能,后一句表明长江水具有　 　。
能量
弹性势
动
重力势
动能
4.如图所示,一架执行人工降雨任务的飞机沿水平方向匀速飞行,并不断向下抛撒“干冰”,在此过程中,飞机的动能逐渐　 　,重力势能逐渐　 　。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
减小
减小
5.如图所示是运动员在投掷铅球的场景,铅球离手后,只考虑重力做功,铅球在空中飞行过程中重力势能Ep随时间t变化的曲线最可能的是
(　 　)
D
A B C D
6.如图甲所示,大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做直线运动。此过程M、N的动能随时间变化的关系如图乙所示。用GM和GN、fM和fN、vM和vN分别表示M、N所受的重力、摩擦力和运动速度的大小,下列判断一定正确的是(　 　)
A.GMvN
C.fM>fN　　 D.fM=fN
D
7.如图甲所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置,实验中让同一钢球从斜面不同高度由静止滚下,碰撞同一木块;图乙是探究“牛顿第一定律”的实验装置,实验中让同一小车从斜面相同高度由静止滑下,在粗糙程度不同的平面上运动,请回答以下问题:
甲 乙
(1)图甲实验的目的是探究钢球动能的大小与　 　的关系。通过木块被推动距离的大小,说明钢球对木块做功的多少,从而判断钢球动能的大小,这种常用的实验方法是　 　。
(2)图乙实验中让同一小车从斜面相同高度由静止滑下的目的是
　 　。水平面越光滑,小车受到的摩擦力越　 　(选填“大”或“小”),根据小车运动距离的远近,推理得出:运动的物体如果不受外力作用,将永远做　 　。
运动速度
转换法
使小车在水平面运动的起始速度相同
小
匀速直线运动
(3)小明同学想在图甲基础上继续探究物体动能的大小与质量的关系,请你帮他设计实验,写出简要的实验步骤及论证方法:
　 　。
让不同质量的小球从斜面的同一高度滚下,观察木块被推动距离的大小。论证方法:如果两次实验中木块被推动距离相同,说明动能和物体的质量无关;如果两次实验中木块被推动距离不同,说明动能和物体的质量有关
实验步骤:
1.如图所示是物体在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线,运动的物体可能是(　 　)
A.由静止下落的乒乓球
B.竖直向上垫起的排球
C.从地面斜向上踢出的足球
D.从肩上斜向上投掷出去的铅球
拓展题
D
2.利用如图所示装置探究物体的动能大小与哪些因素有关。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度的位置,然后都由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块会在水平面上滑行一定距离后停止,题图中的摆长L都相同,θ1<θ2,球A、B的质量分别为mA、mB(mA(1) 如图甲、乙所示,观察到B球能将木块C撞得更远,由此可得出结论:
　 　。
(2) 如图乙、丙所示,图丙中木块C滑行得远些,由此可得出结论:
　 　。
速度相同时,物体质量越大,它的动能就越大
质量相同时,物体速度越大,它的动能就越大
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章 末 小 结
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第4节　机械能及其转化
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.知道动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
2.能通过实验或实例,认识物体的动能和势能可以相互转化。能解释与机械能转化有关的现象。
3.通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能量可以互相转化。通过水能和风能的利用知道人类如何利用机械能的转化与守恒来解决实际问题。提高运用机械能转化与守恒观点分析力学问题的意识。
课堂探究
课前一问
为什么要对行驶的汽车限载限速 请从能量的角度解释。
影响物体动能的两个因素是速度和质量,速度越大,质量越大,汽车的动能就越大,发生交通事故后造成的损坏越严重,所以要对行驶的汽车限载限速。
知识点一　机械能及其转化
1.机械能:　 　、　 　、　 　的统称。
2.转化:一个物体从高处下落,物体的　 　转化成了它的　 　;弯弓射箭时,　 　转化成　 　;蹦床运动员从高处下落,在与蹦床面将要接触时,具有一定的　 　,与蹦床面接触后,床面发生　 　,　 　转化成　 　。可见,
　 和　 　可以相互转化。
重点整理
动能
重力势能
弹性势能
重力势能
动能
弓的弹性势能
箭的动能
动能
弹性形变
运动员的动能
蹦床的弹性势能
动能
势能
3.机械能守恒:大量研究结果表明,如果只有　 　和　 　相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但动能和势能的　 　不变,或者说,机械能是　 　的。
动能
势能
总和
守恒
典型例题
例　如图所示是一款新型智能无人机,在它竖直向上匀速运动的过程中(　 　)
A.动能增大,重力势能增大,机械能增大
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能不变,重力势能增大,机械能增大
D.动能减小,重力势能增大,机械能减小
C
举一反三
在冬奥会自由式滑雪比赛中,选手的运动轨迹如图所示,c点为运动到空中的最高点,如果不计空气阻力,下列说法正确的是(　 　)
A.在c点时动能为零
B.在a点和e点都处于静止状态,因此机械能相等
C.从a点下滑到b点过程中,机械能保持不变
D.从c点下落到d点过程中,机械能保持不变
D
知识点二　水能和风能的利用
从能量的角度来看,自然界的水和风都是具有大量　 　的天然资源。一定量的水,　 　越大,水的　 　越大,能发出的电就越多。风能也可以用来发电,风吹动风车,可以带动发电机发电。
重点整理
机械能
上、下水位差
重力势能
典型例题
例　夏季,暴雨过后往往会伴有泥石流等灾害发生,泥石流之所以会造成巨大的危害,是因为山石、泥土被雨水从高处冲下来时将　 　能转化为巨大的　 　能。
重力势
动
举一反三
如图所示,重庆蟠龙抽水蓄能电站于2024年全部投产,每年可减少二氧化碳排放39.87万吨。抽水蓄能电站的工作原理是:在用电低谷时,将水从下水库抽到上水库储存,这是将电能转化为水的　 　能;在用电高峰时,将水从上水库放到下水库带动发电机发电,水流下的过程中,将重力势能转化为水的　 　能,此过程机械能　 　(选填“变大”
“不变”或“变小”)。
重力势
动
变小
课后巩固
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
基础题
1.在修建水电站时,是利用　 　能转化为　 　(前两空均选填“势”或“动”)能的原理产生高速的水流,推动水轮机转动。如果是你负责建设水电站选址,从能量转换角度你将选择如图所示的地址　 　(选填“甲”或“乙”)。
势
动
乙
甲 乙
2.游乐园的过山车项目如图甲所示,承载了很多人的美好回忆。为了研究过山车通过圆形轨道时的场景,小王和小红一起制作了如图乙所示的轨道,并用光滑小球模拟过山车。
(1)小王拟将光滑小球分别从轨道A、B、C3处不同位置由静止释放。实验时,小王观察到小球由A点静止释放滚动至D点过程中,小球运动得越来越快。在此过程中小球的　 　能转化为　 　能。
重力势
甲 乙
动
(2)小红同学认为从　 　点位置由静止释放的小球一定不能完成实验,请你说明理由:　
　。
C
C点的高度小于E点的高度,根据机械能守恒可知,
小球不能到达E点
3.如图所示,甲、乙是两个相同的小球,从同一高度以大小相同的速度分别竖直向下和竖直向上抛出,不计空气阻力,则下列说法正确的是(　 　)
A.甲球在下降过程中重力势能转化为动能,机械能减少
B.乙球到达最高点时的速度为0,处于静止状态
C.乙球到达最高点时的机械能和还未落地的甲球的机械能相等
D.甲球落地瞬间的动能大于乙球落地瞬间的动能
C
4.按要求作图,一个小石块从空中的某一高度,由静止开始竖直下落。若不计空气阻力,请在图中画出石块的机械能E随着时间t变化的大致图像。
【答案】如图所示
5.如图所示是“车辆避险车道”,当汽车刹车失灵时,司机驾车冲上铺上沙砾的斜坡,使失控汽车的速度相应得到减小并最终停下,避免事故的发生。请你运用所学力学知识分析这种设施能有效减小车速的两个原因。
【答案】高速公路上的汽车速度大,动能大,刹车失灵车辆冲向高处的大斜坡时,将动能转化成重力势能,车就能停下来;斜坡上铺沙砾,增大了接触面的粗糙程度,增大了摩擦力,汽车就能很快地停下来。
1.完全相同的甲、乙两个小球,分别用轻细绳、橡皮条系在同一高度的O点,都从与O点等高的位置由静止开始释放(如图所示),当两球到达悬点正下方点时,橡皮条长度恰好与轻细绳长度相等,下列说法正确的是(　 　)
A.未释放时,甲小球的重力势能比乙大
B.未释放时,乙小球的重力势能比甲大
C.到达A点时,乙小球的动能比甲大
D.到达A点时,甲小球的动能比乙大
拓展题
D
2.如图甲所示,小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始自由下落,从a处开始接触弹簧,压缩至c处时弹簧最短。从a至c处的过程中,小球在b处速度最大。小球的速度v和弹簧被压缩的长度Δl之间的关系如图乙所示。不计空气阻力,则从a至c处的过程中,下列说法正确的是(　 　)
A.小球所受重力等于弹簧的弹力
B.小球的重力势能先减小后增大
C.小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能
D.小球的速度一直减小
C
3.如图所示,分别用力F1、F2使完全相同且重为G的小球1、2在离地相同高度开始,以v1、v2分别做匀速直线运动,且v1>v2,不计空气阻力。以起点开始计时,下列图像中可能正确的是(　 　)。
A　　 B　　 C　 　 D
D
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