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(共22张PPT)
第十一章　功和机械能
第2节　功率
关键能力训练
素养分层评价
必备知识导学
学习任务清单
序号 学习任务 核心素养
1 知道功率的概念。能说出功率的物理意义,并能写出功率的定义式P=及其单位(重点) 物理观念
2 能结合生活中的实例说明功率的含义,能应用功率的定义式进行简单计算(重点) 科学思维
3 能利用功率的概念设计实验测量生活中功率的大小 科学探究
1.把1 t的混凝土搬运到3 m 高的楼层面上,可以用人力搬运,也可以用起重机搬运。搬运完这批混凝土,人对混凝土所做的功和起重机对混凝土所做的功　　　　。但完成这项工作,起重机比人需要的时间　　　　。事实表明,做功的问题不仅有做多做少之分,还应该有　　　　之分。在物理学中,用功率表示做功的　　　　。
2.　　　　与　　　　　　　　　　之比叫作功率。功率的表达式为　　　　。
相等
短
快慢
快慢
功
做功所用时间
P=
技巧归纳　若物体在力F的作用下以速度v做匀速直线运动,则由W=Fs得P===Fv。
3.在国际单位制中,功的单位是　　　,时间的单位是　　　,则功率的单位是　　　　　　,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。
4.单位换算:100 W=　　　　J/s;2.5 kW=　　 　　W。
焦耳
秒
焦耳每秒
瓦特
瓦
W
千瓦(kW)
100
2.5×103
知识点一　功率
　　例1 下列说法正确的是(　　)。
A.物体做功越多,功率越大
B.功率大的物体做功不一定快
C.在相同的时间内物体做的功越多,功率越大
D.物体做功的时间越短,功率越大
C
变式1 甲、乙两台起重机工作时的功率分别为P甲=105 kW和P乙=
170 kW,在它们的工作过程中,下列判断正确的是(　　)。
A.乙一定比甲做功快
B.乙一定比甲做功多
C.在相同时间内,甲比乙做功多
D.做同样多的功,甲比乙用的时间短
A
知识点二　功率的计算
例2 如图所示,质量为50 kg的某同学在做仰卧起坐运动。若他上半身的质量为全身质量的 ,他在1 min内做了50个仰卧起坐,每次上半身重心上升的距离均为0.3 m,g取10 N/kg,则该同学在1 min内做的功W和相应的功率P约为(　　)。
A.W=4 500 J,P=75 W
B.W=4 500 J,P=7.5 W
C.W=3 600 J,P=60 W
D.W=360 J,P=6 W
A
变式2 一辆重1×104 N的汽车,以54 km/h的速度在平直的水平马路上匀速行驶了10 min,汽车在行驶的过程中受到阻力的大小是车重的 。
(1)求汽车行驶过程中的牵引力。
解:(1)由题知,F阻=G=×1×104 N=1 000 N,汽车在平直的马路上匀速行驶,牵引力F牵=F阻=1 000 N。
(2)汽车在行驶的过程中,求重力所做的功。
(2)汽车在水平面上运动,在重力的方向上没有移动距离,因此重力所做的功为0 J。
(3)求汽车行驶过程中,牵引力所做的功以及牵引力做功的功率。
(3)v=54 km/h=15 m/s,汽车在水平方向移动的距离
s=vt=15 m/s×10×60 s=9×103 m,
牵引力做的功W牵=F牵s=1 000 N×9×103 m=9×106 J,
牵引力做功的功率P===1.5×104 W。
知识点一　功率
1.健身教练可以通过改变音乐节奏的快慢来调节健身人士的训练强度。从物理角度分析,音乐节奏快慢的改变主要是调节健身人士(　　)。
A.做功的多少
B.功率的大小
C.做功的时间
D.消耗体能的多少
B　
2.某运动员骑自行车的功率为1 000 W,表示该运动员骑自行车时(　　)。
A.1 s能做1 000 J的功
B.能做1 000 J的功
C.1 s的功率为1 000 W
D.每秒做功1 000 W
A　
3.如图所示,大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼。在这个过程中,大人对砖做的功为W1,功率为P1;小孩对砖做的功为W2,功率为P2。下列判断正确的是(　　)。
A.W1>W2
B.W1C.P1>P2
D.P14.某汽车发动机的其中一个参数为“169马力”,它表示1 s内发动机做的功。“马力”是物理量　　　　(填“功”“功率”或“速度”)的单位。
C　
功率
知识点二　功率的计算
5.小丽和爷爷进行爬楼比赛。他们同时从一楼出发,爬到五楼,结果小丽先到达。已知小丽的质量比爷爷的质量小。下列说法正确的是(　　)。
A.爬到五楼,小丽做的功比爷爷做的功多
B.爬到五楼,爷爷做的功比小丽做的功多
C.小丽做功的功率一定比爷爷做功的功率大
D.爷爷做功的功率一定比小丽做功的功率大
B　
6.如图所示,某运动员的质量为60 kg,他在30 s内完成了10个引体向上,每完成一个引体向上重心上升50 cm。该同学完成一个引体向上,需要克服重力做的功为　　　J,30 s内他需要克服重力做功的功率为　　　W。g取10 N/kg。
300
100
7.某餐厅使用智能机器人给客人送餐。某次送餐时,该机器人在水平路面上以0.8 m/s的速度沿直线匀速运动了50 m。已知该机器人与食物的总质量为30 kg,它受到的阻力为总重力的 。机器人所受牵引力为　　　N,重力做功为　　　J,牵引力对机器人做功为　　　J,功率为　　　　W。g取10 N/kg。
30
0
1 500
24
8.某同学积极参加体育锻炼。某次跳绳时,该同学在1 min内一共跳了150次,每次跳起的高度为5 cm。已知该同学的质量是60 kg,g取10 N/kg。
(1)求该同学所受的重力。
(2)求该同学每跳一次做的功。
(3)求该同学跳绳时的功率。
解:(1)该同学所受的重力G=mg=60 kg×10 N/kg=600 N。
(2)该同学每跳一次做的功W=Gh=600 N×5×10-2 m=30 J。
(3)该同学跳150次做的总功W总=nW=150×30 J=4 500 J,该同学跳绳时的功率P===75 W。
9.如图所示,某同学在练习深蹲,站立和下蹲时重心位置的高度差为h,1 min下蹲20次,该同学下蹲过程中重力做功的功率最接近(　　)。
A.10 W
B.60 W
C.100 W
D.200 W
C　
10.甲、乙两辆功率相等的汽车,做匀速直线运动时的速度之比
v甲∶v乙=2∶1,则两辆汽车的牵引力之比为　　　　,在相等的时间内两辆汽车做功之比为　　　　。
11.如图甲所示,将木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做直线运动,两次拉动木块后,得到的s-t图像分别如图乙中的图线①和②所示。若两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,拉力的功率分别为P1、P2,则F1　　　F2,P1　　　P2。(均填“>”“<”或“=”)
1∶2
1∶1
=
>
12.如图甲所示,水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用,推力F、物体速度v和时间t的关系图像分别如图乙、丙所示。在第
2 s末,物体处于　　　　状态;在6~9 s内,推力F做的功为　　　　J,此时的功率为　　　　W。

甲 乙 丙
静止
24
8
13.某物理兴趣小组用无人机进行学科实践活动。他们先让无人机匀速直线上升80 m,上升过程用时20 s,再让无人机从操场一端以2 m/s的速度水平匀速直线飞行到另一端,水平匀速飞行过程用时90 s。已知该无人机的总质量为2 kg,不计空气阻力,g取10 N/kg。
(1)利用无人机水平匀速直线飞行的过程,求操场长度。
(2)利用无人机匀速直线上升的过程,求无人机的输出功率。
解:(1)操场长度s=vt=2 m/s×90 s=180 m。
(2)无人机匀速直线上升时,需要克服重力做功,即无人机做的功W=Gh=
mgh=2 kg×10 N/kg×80 m=1 600 J,则无人机的输出功率P===80 W。
14.某同学要将一桶水从一楼搬到三楼,他想用所学的物理知识测量他搬水的过程中对这桶水所做功的功率。
(1)下列是该同学设计的实验步骤,其中不必要的步骤是　　　　(填字母代号)。
A.测出这桶水所受的重力;
B.测出这两层楼的楼梯总长度;
C.测出这两层楼的竖直高度;
D.测出上楼所用的时间;
E.算出他搬运这桶水的功率。
B
(2)在测量中所需要的器材有:测力计、　　　　和　　　　。
(3)将记录数据的表格补充完整。
________________________________ 一楼到三楼的高度h/m 上楼的时间t/s 功率P/W
150 6.4 32 　　　
卷尺
秒表
这桶水所受的
重力G/N
30(共9张PPT)
第十一章　功和机械能
微专题6 功和功率的相关计算
类型1　简单计算
1.某同学家中购置了一台扫地机器人。某次工作时,该机器人在10 s内沿直线匀速运动了5 m。已知该机器人的牵引力大小为40 N。
(1)求机器人运动的速度。
(2)求机器人所受牵引力做的功。
(3)求机器人所受牵引力做功的功率。
解:(1)该机器人运动的速度v===0.5 m/s。
(2)该机器人所受牵引力做的功W=Fs=40 N×5 m=200 J。
(3)该机器人所受牵引力做功的功率P===20 W。
类型2　受力分析后计算
2.搬运集装箱时的简示意图如图所示。现将重2×105 N的集装箱由A点匀速提升至B点,用时10 s,再水平向左移动到
C点,用时20 s。已知lAB=6 m,lBC=10 m,g取10 N/kg。
(1)求从A点到B点的过程中,拉力做的功。
(2)求从A点到C点的过程中,拉力做功的功率。
解:(1)将集装箱由A点匀速提升至B点的过程中,F=G=2×105 N,拉力做的功W=FlAB=2×105 N×6 m=1.2×106 J。
(2)从B点到C点的过程中,拉力不做功,从A点到C点的过程中拉力做功的功率P===4×104 W。
3.一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,货车(含驾驶员)空载时重3×104 N,行驶过程中所受的阻力为车总重力的 。g取10 N/kg。
(1)求货车空载行驶时所受的阻力。
(2)货车空载时以72 km/h的速度匀速行驶,求10 s内货车牵引力做的功。
解:(1)货车空载行驶时所受的阻力F阻=G空=×3×104 N=1 500 N。
(2)v=72 km/h=20 m/s,s=vt=20 m/s×10 s=200 m。
根据二力平衡条件可得货车的牵引力F=F阻=1 500 N,根据W=Fs可得牵引力做的功W=Fs=1 500 N×200 m=3×105 J。
(3)当货车以80 kW的额定功率匀速行驶时,速度为16 m/s,求货车此时装载的货物质量。
(3)根据P===Fv可得,货车以80 kW的额定功率匀速行驶时的牵引力F'===5×103 N,根据二力平衡条件可得牵引力F'与阻力F阻'大小相等,
且阻力F阻'=G总,所以F'=F阻'=G总,则货车总重力G总== =1×105 N,
根据G总=G空+G货可得,装载货物的重力G货=G总-G空=1×105 N-3×104 N=
7×104 N,根据G=mg可得,装载货物的质量m货== =7 000 kg。
类型3　结合图像进行计算
4.如图甲所示,重500 N的小车受到80 N的水平推力,在水平地面上做匀速直线运动,其运动的距离随时间变的图像如图乙所示。
(1)求小车运动的速度。
解:(1)由题图乙可知,小车运动的速度v===1.2 m/s。
(2)求0~10 s内推力对小车做的功。
(3)求0~10 s内推力做功的功率。
(2)在0~10 s内小车移动的距离s=12 m,
则推力对小车做的功W=Fs=80 N×12 m=960 J。　
(3)0~10 s内推力做功的功率P===96 W。
5.某智能配送机器人从仓库出发,将包裹送到目的地。假设该机器人以恒定的功率在某段平直的路面上由静止开始运动,运动时间为12 s,已知该机器人运动过程中速度v随时间t变的关系图像如图甲所示,牵引力F随时间t变的关系图像如图乙所示。
(1)求7~12 s内机器人运动的距离。
解:(1)由题图甲可知,机器人在7~12 s内做匀速直线运动,速度v=6 m/s,由v=可得,机器人运动的距离s=vt=6 m/s×(12 s-7 s)=30 m。
(2)求7~12 s内机器人牵引力做功的功率。
(3)求0~7 s内机器人牵引力做的功。
(2)由题图乙可知,7~12 s内机器人的动力
F=30 N,则机器人牵引力做功的功率
P===Fv=30 N×6 m/s=180 W。
(3)由P=可得,0~7 s内机器人牵引力做的功
W=Pt=180 W×7 s=1 260 J。(共22张PPT)
第十一章　功和机械能
第1节　功
关键能力训练
素养分层评价
必备知识导学
学习任务清单
序号 学习任务 核心素养
1 知道力学中做功的含义。能根据功的概念,判断出力对物体是否做功。能列举出生活中关于做功的实例(重点) 物理观念
2 能应用公式W=Fs进行简单的计算 科学思维
1.做功的含义:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上　　　　　　　　　　　　　,就说这个力对物体做了功。
2.作用在物体上的力越　　　　、物体在力的方向上移动的距离越　　　　,力所做的功也就越多。
移动了一段距离
大
远
规律总结　在计算时需注意:①力的方向与物体移动的方向必须一致；②力与物体移动的距离必须对应于同一物体；③力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
3.功的计算:力学中,功等于　　　与物体在　　　　　　　　　　的乘积。功的表达式为W=　　　　。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焦耳,简称　　　　,符号是　　　　。1 J=　　　　N·m。
力
力的方向上移动的距离
Fs
牛
米
牛米
焦
J
1
知识点一　力学中的功
　　例1 某同学在水平地面上搬箱子的几个阶段如图所示。下列说法正确的是(　　)。
A.发力阶段,该同学对箱子做了功
B.上升阶段,该同学对箱子做了功
C.站立阶段,该同学对箱子做了功
D.水平前行阶段,该同学对箱子做了功
B
变式1 水平地面上的购物车在水平推力的作用下,沿推力的方向移动了一段距离。下列判断正确的是(　　)。
A.重力对购物车做了功 B.支持力对购物车做了功
C.推力对购物车做了功 D.没有力对购物车做功
技巧　物体不做功的三种情况。
(1)劳而无功(有力无距离),如用力推石头没有推动;
(2)不劳无功(有距离无力),如踢出去的足球在空中飞行;
(3)垂直无功(力与距离垂直),如背着书包在平直路面上匀速行走。
C
知识点二　功的计算
例2 如图所示,某同学先后用力F1、F2(F1A.W1B.W1>W2
C.W1=W2
D.无法比较W1、W2
A
例3 如图所示,在劳动实践活动中,某同学在平直的道路上用推车运送小麦。在推力的作用下,推车以1 m/s的速度匀速前进了一段距离,所用的时间为5 s。已知装有小麦的推车的总质量为100 kg,推车在此过程中受到的阻力始终为60 N,g取10 N/kg。
(1)求该推车所受的总重力。
解:(1)G=mg=100 kg×10 N/kg=1 000 N。
(2)此过程中,求该同学的推力做的功。
(2)由二力平衡可知,该同学对推车施加的推力F=Ff=60 N,推车在推力方向上前进的距离s=vt=1 m/s×5 s=5 m,该同学的推力做的功W=Fs=60 N×5 m=300 J。
变式2 重500 N的小车在100 N水平拉力的作用下,在5 s内沿水平方向匀速运动了15 m,此过程中小车重力做的功为　　　　J,拉力对小车做的功为　　　　J;若拉力停止作用后小车又移动了2 m,则此过程中拉力对小车做的功为　　　　J,小车重力做的功为　　　　J。
0
0
0
1 500
知识点一　力学中的功
1.下列情景中,力没有对物体做功的是(　　)。
A.用水平方向的力推小车前进一段距离
B.沿着斜面把油桶推上斜面
C.叉车将货物从水平地面上托起
D.提着滑板车在水平路面上沿直线匀速前行
D　
2.关于力对物体是否做功,下列表述正确的是(　　)。
A.人用力拉长弹簧,手对弹簧的拉力做了功
B.把水桶从地面上提起来,人对水桶的拉力没有做功
C.抛出的纸飞机向前滑翔过程中,手对纸飞机做了功
D.跳伞运动员在空中下降过程中,重力对运动员没有做功
A　
3.某同学在进行垃圾投放。下列各环节中,该同学对瓶子做功的是(　　)。
A.从地上拾起瓶子
B.拿着瓶子在水平方向上匀速走到可回收垃圾桶
C.拿着瓶子站在可回收垃圾桶旁不动
D.瓶子离开手后掉落桶中
A　
4.如图所示,机器狗能帮助人们搬运重物。不计空气阻力,下列四种情境中,机器狗对重物做功的是(　　)。
A.蹲着不动
B.托举重物匀速竖直上升
C.站着不动
D.承载重物匀速水平移动
B　
知识点二　功的计算
5.双杠臂屈伸是一个能锻炼臂力的自重训练动作,要求人的双手分别握杠,两臂支撑在双杠上,肘关节慢慢弯曲,使身体逐渐下降至最低位置,然后两臂用力将身体撑起。如图所示,该同学将身体撑起所做的功最接近于(　　)。
A.15 J　　　　B.150 J C.500 J D.1 000 J
B　
6.如图所示,某次比赛中,运动员推着冰壶从A点运动到B点时松手,冰壶沿冰道继续运动30 m后,停在O点。已知AB间的距离为6 m,运动员对冰壶的水平推力为9 N,冰壶运动过程中受到水平方向的阻力,大小恒为1.5 N。从A点到O点,冰壶沿直线运动,此过程中,推力对冰壶做功为　　　　J,冰壶克服阻力做功为　　　　J。
冰壶赛场俯视图
54
54
7.如图所示,一个斜坡长5 m、高3 m,搬运工人将一个重500 N的货箱从斜坡底部A点推上顶端B点,在这个过程中,搬运工人克服货箱重力做的功是　　 　J。在水平平台BC上,搬运工人又用了200 N的推力将货箱匀速推移了1 m,在这个过程中,搬运工人克服货箱重力做的功是　　　J,推力做的功是　　　　J。
1 500
0
200
8.某智能装卸机器人能够代替人工进行货物装卸。某次工作中,该机器人在10 s内将质量为800 kg的货物沿竖直方向匀速提升2 m,g取10 N/kg。求该机器人提升货物所做的功。
解:该机器人提升货物所做的功
W=Gh=mgh=800 kg×10 N/kg×2 m=1.6×104 J。
9.如图所示,在三种不同的表面上,某同学依次用大小相等的力F,使同一物体沿相应方向移动相同的距离s。在此过程中,力F所做的功分别为W甲、W乙、W丙,则(　　)。
甲 乙 丙
A.W甲>W乙>W丙 B.W甲C.W甲=W乙=W丙 D.W甲>W乙=W丙
C　
10.(数形结合)如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0~6 s内拉力F随时间t变的图像如图乙所示,物体运动速度v随时间t变的图像如图丙所示,则在2~4 s 内,拉力所做的功为(　　)。
甲 乙 丙
A.10 J　 B.30 J　 C.50 J　 D.80 J
B　
11.如图甲所示,A、B两个完全相同的木块依次放在同一水平面上,分别在拉力FA、FB的作用下以不同的速度被匀速拉动。它们运动的图像如图乙所示。在前4 s,拉力FA、FB做的功WA　　　WB。(填“>”“<”或“=”)
>
12.某机器人重400 N,在某次工作过程中,该机器人沿水平方向做匀速直线运动。已知该机器人受到的水平阻力为自重的 ,运动路程s随时间t变的图像如图所示。
(1)求静止时,地面对机器人的支持力。
(2)求0~4 s内,动力对机器人做的功。
解:(1)静止时,该机器人处于平衡状态,支持力F支=G=400 N。
(2)在0~4 s内,该机器人做匀速直线运动,处于平衡状态,动力F=
F阻=G=×400 N=8 N,由题图可知,在0~4 s内,该机器人运动的路程为2 m,则在0~4 s内,动力对机器人做的功W=Fs=8 N×2 m=16 J。
13.如图所示,一个质量为100 g的小球被一根长50 cm的细绳(不发生形变)系着,在小球从水平位置向下摆动到最低点的过程中,重力做功　 J,
g取10 N/kg。在此过程中细绳对小球的拉力对小球　　　(填“做”或“不做”)功,理由是　 　。
0.5
不做
小球在拉力的方向上没有移动距离(共24张PPT)
第十一章　功和机械能
第3节　动能和势能
关键能力训练
素养分层评价
必备知识导学
学习任务清单
序号 学习任务 核心素养
1 能通过实例从做功的角度描述能量。知道能量与做功的关系 物理观念
2 通过实例或实验认识动能、势能的概念。能解释相关的物理现象(重点) 科学思维
3 通过实验探究,了解动能、势能的大小跟哪些因素有关(重点) 科学探究
1.物体能够　　　　　,我们就说这个物体具有能量,简称能。能量的单位与功的单位相同,也是　　　　。
特别提醒　功是描述物体在力的作用下取得的成效,是过程量;而能量是物体本身所具有的,是状态量。
对外做功
焦耳
2.物体由于　　　　而具有的能,叫作动能。一切运动的物体都具有　　能。物体的动能大小与物体的　　　和物体运动的　　　都有关系。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　　　　。
3.在地球表面附近,物体由于受到　　　并处在　　　　　时所具有的能,叫作重力势能。物体的　　　　越大,　　　　越高,它的重力势能就越大。在山顶上的石头　　　　(填“有”或“没有”)重力势能。空中飞行的小鸟具有　　　　能和　　　　能。
运动
动
质量
速度
大
大
重力
一定高度
质量
位置
有
动
重力势
4.物体由于发生　　　　　　而具有的能叫作弹性势能。物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越　　　。被拉弯的弓　　　　弹性势能,旋紧的发条　　　弹性势能,没有被拉伸或挤压的弹簧　　　弹性势能。(后三空均填“有”或“没有”)
5.　　　　势能和　　　　势能是常见的两种势能。
特别提醒　一般而言,在水平地面上,物体的重力势能为0。
弹性形变
大
有
有
没有
重力
弹性
知识点一　能量
　　例1 下列说法正确的是(　　)。
A.做功的物体具有能量,不做功的物体没有能量
B.做功多的物体具有的能量大,做功少的物体具有的能量小
C.能够做功的物体具有能量,但不一定做功
D.能量大的物体所做的功一定多
C
知识点二　动能
例2 下列物体具有动能的是(　　)。
A.被拉长的弹簧
B.悬停在天花板上的吊扇
C.空中飞行的无人机
D.静止在草坪上的足球
C
例3 研究物体的动能跟哪些因素有关的实验过程如图所示。
(1)该实验中探究的是　　　　(填“钢球”或“木块”)的动能,其动能的大小通过　　　　　　　　　来反映。
(2)如图甲所示,让同一个钢球从斜面的不同高度处由静止滚下,观察钢球撞击木块的现象,并分析得出实验结论。
钢球
木块移动的距离
①让同一个钢球从斜面的不同高度处由静止滚下的目的是使钢球到达水平面时的速度　　　　(填“相同”或“不同”)。
②实验表明:质量相同时,物体的　　　　越大,动能越大。
(3)如图乙所示,让质量不同的两个钢球从斜面的同一高度处由静止滚下,观察钢球撞击木块的现象,并分析得出实验结论。
①让质量不同的钢球从斜面的同一高度处由静止滚下的目的是使钢球到达水平面时的　　　　相同。
②实验表明:速度相同时,物体的　　　　越大,动能越大。
(4)若水平面光滑,则　　　(填“能”或“不能”)达到实验探究的目的。
不同
速度
速度
质量
不能
知识点三　势能
例4 某同学在家利用面团和装有水的饮料瓶完成探究影响重力势能大小的因素的实验,如图所示。
(1)由甲、乙两图得到的实验结论:在高度相同时,　　　　越大的物体,重力势能越大。
(2)高空抛物危害大的原因,可通过分析　　　　两图来探究。
质量
乙、丙
例5 运动员撑竿跳高时,下列说法正确的是(　　)。
A.竿被压得越弯,产生的弹力越小
B.竿被压得越弯,竿的弹性势能越大
C.竿的弹性势能与被压弯程度无关
D.竿被压得越弯,运动员的弹性势能越大
B
知识点一　能量
1.下列叙述正确的是(　　)。
A.正在空中飞行的羽毛球,可以做功,因此具有能量
B.挂在树上的苹果,没有做功,因此不具有能量
C.运动的物体具有能量,静止的物体不具有能量
D.苹果下落过程中重力对它做了功,它的重力势能和动能都减小
A　
2.流动着的水、风,张开的弓都能做功,说明它们都具有能量。关于功和能量,下列说法错误的是(　　)。
A.具有能量的物体一定能够做功
B.未对外做功的物体不具有能量
C.能量的单位与功的单位相同,都是焦耳
D.一个物体能够做的功越多,这个物体具有的能量越大
B　
知识点二　动能
3.车窗抛物是指驾驶员或乘车人员从车内向外乱扔杂物的不文明行为。这种行为不仅会污染环境,而且有可能造成人身伤害。这是因为从高速行驶的车中抛出的物体具有较大的(　　)。
A.重力
B.动能
C.重力势能
D.弹性势能
B　
4.某段道路的标志牌显示:小型客车最高行驶速度不得超过 100 km/h;大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80 km/h。关于对机动车的最高行驶速度进行限制,下列说法错误的是(　　)。
A.对机动车设定限制速度,是为了限制它的动能
B.小型客车的行驶速度比大型客车的行驶速度大,惯性也大,行驶时危险性大
C.对机动车限定最高行驶速度,是因为质量相同时,速度越大动能越大
D.对不同车型限定不一样的最高行驶速度,是因为速度相同时,质量越大,动能越大
B　
5.质量较大的喜鹊与质量较小的燕子在空中飞行,若它们的动能相等,则　　　　飞得快;喜鹊向下俯冲加速时,动能　　　　;燕子减速飞到屋檐上时,动能　　　　。(后两空均填“变大”“变小”或“保持不变”)
燕子
变大
变小
知识点三　势能
6.下列物体中只具有动能的是　　　;只具有势能的是　　　;既具有动能,又具有势能的是　　　;既不具有动能,又不具有势能的是　　　 。(均填字母代号)
A.飞向篮筐的篮球
B.在水平地面上行驶的汽车
C.停在水平地面上的单车
D.安装在墙上的空调
B　
D　
A　
C　
7.2025年10月11日,第十五届全国运动会蹦床项目决赛在广州体育馆开赛。比赛时,运动员对蹦床床面施力,床面发生弹性形变,具有　　　能;同时由于力的作用是　　　　的,蹦床床面对运动员也施力,把运动员竖直弹到高处,运动员由于被弹到高处而具有　　　　能,运动员在最高点时动能大小为　　　　。
弹性势
相互
重力势
0
8.甲同学站在上行速度为0.5 m/s的自动扶梯上,乙同学站在下行速度为 0.5 m/s的自动扶梯上。已知甲的质量大于乙的质量,则甲上行时的动能　　　　乙下行时的动能。某时刻他们的位置如图所示,此时甲的重力势能　　　　乙的重力势能。(均填“大于”“小于”或“等于”)
大于
大于
9.如图所示,运动员手中的铅球离手后做曲线运动。铅球在空中飞行的过程中,其重力势能Ep随时间t变的图像最接近下列选项中的(　　)。
A B C D
D　
10.(跨学科)一座高山的等高线示意图(等高线上每点的高度均相同)如图所示。若质量为 50 kg的登山运动员从A点匀速运动到B点,则登山运动员在A点的动能　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)在B点的动能,在A点的重力势能　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)在B点的重力势能;此过程中登山运动员克服重力做功为　　　　J。g取10 N/kg。
等于
小于
5×105
11.如图所示,弹性绳一端系在蹦极运动员双脚上,另一端固定在跳台O点。运动员从跳台上由静止开始自由下落,到达A点时弹性绳正好处于原长,到达B点时运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等;C点是运动员到达的最低点。整个过程忽略空气阻力,弹性绳的自重不计。
(1)从O点到A点的过程中,运动员的重力势能　　　　　　　(填“变大”“变小”“不变”或“先变大后变小”)。
(2)从O点到C点的过程中,运动员的动能　　　　　 　　(填“变大”
“变小”“不变”或“先变大后变小”)。
(3)从A点到C点的过程中,弹性绳的弹性势能　　　　　　 　(填“变大”“变小”“不变”或“先变大后变小”)。
变小
先变大后变小
变大
12.如图所示,原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上,另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧,当其左端至A点时,弹簧具有的弹性势能为25 J;松手后,木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止,此时弹簧具有的弹性势能为1 J。木块最终静止的位置一定不可能位于　 　点,整个过程中,木块速度最大时其左端可能位于　　　点。
(均填“B”“C”或“D”)
C
B(共19张PPT)
第十一章　功和机械能
第4节　机械能及其转
关键能力训练
素养分层评价
必备知识导学
学习任务清单
序号 学习任务 核心素养
1 知道机械能的定义 物理观念
2 通过实验,了解动能和势能的相互转(重点) 科学探究
3 会判断机械能是否守恒(难点) 科学思维
4 了解水能和风能在实际生活中的应用 科学态度与责任
1.机械能的定义:在物理学中,把　　　能、　　　势能和　　　势能统称为机械能。动能和势能可以相互　　　　。
2.大量研究结果表明,如果只有动能和势能相互转,尽管动能、势能的大小会变,但动能和势能的总和　　　　,或者说,机械能是守恒的。若有摩擦等阻力时,在动能和势能的相互转过程中,机械能会　　　。
3.从能量的角度看,自然界的流水和风都是具有大量　　　　能的天然资源。水电站发电过程中,一定量的水,上、下水位差越　　　 　,水的　　　　能越大,能发出的电就越多。
动
重力
弹性
转
不变
变小
机械
大
重力势
知识点一　机械能及其转
例1 荡秋千的过程可简为一个小球的摆动过程。如图所示,用细线把一个小球悬挂起来,小球在A点由静止释放后,将在A、C两点之间来回摆动(不计空气阻力)。下列说法正确的是(　　)。
A.小球在C点时,动能最大
B.小球在B点时,重力势能最大
C.小球从A点运动到C点的过程中,重力势能先变大后变小
D.整个摆动过程中,小球机械能守恒
D
变式1 如图所示,撑竿跳高一般要经历:持竿助跑、撑竿起跳上升和越杆下落三个阶段。在持竿助跑阶段,运动员的　　　能变大;在撑竿起跳上升阶段,运动员的　　　 能变大;在越杆下落阶段,运动员的　　　能逐渐变大。若不计空气阻力,则整个过程的机械能　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。
动
动
重力势
不变
知识点二　水能和风能的利用
例2 如图甲所示,水力发电站修筑拦河大坝的目的是提高水的　　　　能,水轮机带动发电机,利用水的　　　　能发电。如图乙所示,风车可以利用风的　　　　能发电。
甲　水力发电站的剖面图
乙　风车
重力势
机械
机械
变式2 筒车是我国古代科学著作《天工开物》中描述的一种以水流为动力来取水的机械,其原理简图如图所示,筒车在水流的作用下匀速转动。下列说法正确的是(　　)。
A.取水筒内的水,在取水处时动能最大
B.取水筒内的水,在倒水处时重力势能最小
C.取水筒内的水,从取水处到倒水处,机械能
一直变大
D.筒车工作时,水的重力势能转为动能
C　
知识点一　机械能及其转
1.(科技发展)2025年10月31日,搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭成功发射。关于神舟二十一号载人飞船加速升空的过程,下列说法正确的是(　　)。
A.动能变大,重力势能不变,机械能变大
B.动能变大,重力势能变大,机械能变大
C.动能不变,重力势能变小,机械能变小
D.动能变小,重力势能变大,机械能不变
B　
2.跳水运动员跳板跳水时的情景如图所示,跳水过程中会经历起跳、腾空、落水三个阶段。若不计空气阻力,则运动员从腾空到落水的过程中(　　)。
A.动能变大,机械能变大
B.重力势能变小,机械能变小
C.动能先变小后变大,机械能不变
D.重力势能先变小后变大,机械能不变
C　
3.2025年12月6日,我国运动员夺得了国际雪联滑雪大跳台世界杯(北京站)男子单板滑雪决赛的冠军。跳台滑雪运动的示意图如图所示,实线代表雪道,虚线代表运动员运动的轨迹。运动员从A点起滑,最后停在D点,则运动员(　　)。
A.在B点时重力势能最大
B.在C点时动能为0
C.在D点时机械能最小
D.从B点运动到C点,重力势能转为动能
C　
4.载人飞船返回舱穿越大气层加速下降时,返回舱与大气摩擦,其外壳的温度升高。下列有关返回舱在加速下降过程的说法正确的是(　　)。
A.返回舱的动能保持不变
B.返回舱的动能转为重力势能
C.返回舱的机械能守恒
D.返回舱的重力做功越来越快
5.2025年11月14日,第十五届全运会射箭比赛在深圳市开赛。运动员在射箭时,用力拉弓,拉弯的弓发生了　　　　　,对箭有弹力作用;运动员松手后,弓恢复形变的过程中,弓的　　　　　能转为箭的　　　能。
D　
弹性形变
弹性势
动
知识点二　水能和风能的利用
6.下列说法正确的是(　　)。
A.风看不见摸不着,因此风的能量很小
B.风力发电机将机械能转为电能
C.风力发电厂可建在任何地方
D.风能只能用来发电
B　
7.(1)风力发电机组主要由叶片、齿轮箱和发电机组成,其结构简示意图如图甲所示。图乙为风力发电过程中的主要能量转示意图,请将图乙补充完整。
甲 乙
机械能
电能
(2)如图丙所示,某水电站拦河大坝使上游水位升高,提高了水的　　　　能。若要修建一个水电站,则为了发更多的电,水电站应建在　　　　(填“A”或“B”)处。
重力势
B
丙
8.2025年11月20日,第十五届全运会排球男子成年组决赛在江门市举行。运动员将排球向上抛出的过程中(排球的运动轨迹如图所示),排球的动能Ek随时间t变的图像最接近下列选项中的(　　)。
A B C D
A　
9.如图所示,甲、乙两个质量不同的小球从相同高度处由静止释放,甲球下落过程中经过P、Q两点。忽略空气阻力,下列说法正确的是(　　)。
A.着地瞬间,两球的动能相等
B.甲球在P点和Q点的机械能相等
C.释放瞬间,两球的重力势能相等
D.从释放到着地,两球所受重力做的功相等
B　
10.图甲为一个“魔罐”,图乙为其截面图。如图丙所示,将该罐子从斜面上的A点由静止释放,罐子滚到水平面上的D点停止,然后自动返回,再滚上斜面的B点,停止后又滚下斜面……如此往返,最后停在水平面上。下列说法正确的是(　　)。
甲 乙 丙
A.罐子从A点滚动到C点的过程中,重力势能只转为动能
B.罐子在A点的重力势能最大,橡皮筋在D点的弹性势能最大
C.若罐内没有橡皮筋和小铁块,则罐子也能自动返回滚上斜面
D.向上滚动的过程中,罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能
B　
11.(数形结合)某小球被水平抛出,其部分运动轨迹如图甲中虚线所示,小球在运动过程中经过M、N两点,对应①②③点的某两个位置,在此两点,其动能和重力势能的参数如图乙所示,下列说法正确的是(　　)。
甲 乙
A.小球在①③位置机械能相等 B.小球在N点的重力势能为500 J
C.小球在M点的速度等于在N点的速度 D.N点在②位置
D　
12.(数形结合)如图甲所示,离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点,在　　　　点动能最大;它在等高点B点和D点的能量柱形图如图乙所示,分析可知篮球在B点的机械能　　　 　(填“大于”“小于”或“等于”)在D点的机械能;若篮球运动到最高点C点时,一切力都消失,则篮球将　 。
甲 乙
A
大于
做匀速直线运动(共15张PPT)
章末总结(十一)
知识整合
知识训练
第十一章 功和机械能
功和机械能
功和机械能
功和机械能
知识点1　判断力是否做功
1.投掷实心球是某市中考体育考试的自选项目之一。某同学投掷实心球的过程如图所示,则该同学对实心球做功的是(　　)。
A.过程①② B.过程①③
C.过程②③ D.过程③④
B
2.下列实例中,重力没有对物体做功的是(　　)。
A.叉车将物体从高处移到地面
B.物块沿着斜面匀速下滑
C.小明背着书包下楼梯
D.直升机在空中沿水平方向飞行
D
知识点2　功、功率的计算
3.如图所示,水平木板上有甲、乙两个木块,甲的质量大于乙的质量,两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力F1和F2的作用下,以相同的速度匀速直线运动了相同的时间。下列说法正确的是(　　)。
A.拉力F1等于拉力F2
B.拉力F1比拉力F2做功多
C.拉力F2比拉力F1做功的功率大
D.甲的重力做功较多
B
4.一辆汽车在平直的马路上做直线运动,其v-t图像如图所示。汽车在第10 s时已行驶了150 m,速度达到了20 m/s,随后匀速前进。若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2 000 N,则下列说法正确的是(　　)。
A.在0~20 s内汽车的平均速度为15 m/s
B.在0~10 s内汽车的牵引力大小恒为2 000 N
C.在10~20 s内汽车牵引力做的功为4×105 J
D.在10~20 s内汽车牵引力做功的功率为4×105 W
C
5.质量为3 kg的扫地机器人如图甲所示,该机器人在水平地面上匀速运动时,所受水平推力F与速度v的关系图像如图乙所示。若在150 N的水平推力作用下,该机器人在水平地面上匀速运动10 s,则水平推力做的功为　　　　J。当该机器人在水平地面上以0.6 m/s的速度匀速运动时,水平推力的功率是　　　　W。
750
甲 乙
180
6.举重运动员在0.8 s内将质量为140 kg的杠铃从地上举到1.70 m的高度。杠铃所受的重力为　　　　N,运动员对杠铃做的功为　　　　　J,运动员在这个过程中做功的平均功率为　　　　　W。g取10 N/kg。
1 400
2 380
2 975
知识点3　动能、势能及其转
7.蹦床是一项运动员利用弹性蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动。一位运动员在蹦床比赛中的简示意图如下,某时刻他从A点自由下落,与水平床面在B点接触,他能到达的最低点为C点。不计空气阻力,下列说法正确的是(　　)。
A.运动员在B点时的重力势能最小
B.运动员在C点时,蹦床床面的弹性势能最大
C.运动员从A点到B点的过程中,运动员的动能转
为蹦床床面的弹性势能
D.运动员从B点到C点的过程中,运动员的动能逐渐变小
B
8.如图所示,舰载机离开甲板加速升空的过程中,它的动能　　　　,重力势能　　　　。加油机在空中对匀速飞行的舰载机加油的过程中,舰载机的动能　　　　。(均填“变大”“变小”或“不变”)
9.2025年11月2日,第十五届全运会跳水项目在广州市开赛。在跳水运动过程中,运动员向下压跳板,发生弹性形变的跳板具有　　　　势能,随后上升到一定高度的运动员具有　　　　势能。
变大
变大
变大
弹性
重力
知识点4　机械能、能量转
10.(数形结合)如图甲所示,滑雪者从A点出发,先后经过B、C、D、E点。滑雪者在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图如图乙所示。下列说法正确的
是(　　)。
甲 乙
A.整个过程中,滑雪者的动能在E点时最大
B.整个过程中,滑雪者的重力势能一直在减少
C.B点重力势能的大小等于E点动能的大小
D.整个过程中,滑雪者的机械能保持不变
C
11.某抽水蓄能电站的示意图如下。用电低谷时,该电站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时,重力势能减少
B.物料运输车沿盘山路行驶,速度变大时,动能变小
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,重力势能转为动能
12.某同学在荡秋千的情景如图所示,当他由B点向A点下落时,将　　　　能转为　　　　能。若无外人推动,该同学荡秋千的高度会越来越低,则在整个过程中,他的机械能总量　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。
重力势
动
变小

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