人教版初中物理课件第九讲功和机械能.ppt

1、第一部分第一部分 考点研究考点研究第九讲第九讲 功和机械能功和机械能 考点梳理功和机功和机械能械能功功力学中的功力学中的功功的计算方式功的计算方式功率功率动能和势能动能和势能能量能量动能动能势能势能机械能及其机械能及其转化转化定义定义表达式表达式单位换算单位换算公式推导公式推导机械能机械能机械能及其转化机械能及其转化水能和风能的利用水能和风能的利用力力学学中中的的功功定义：物理学中把力与定义：物理学中把力与_移动距离移动距离的乘积叫做机械功，简称功的乘积叫做机械功，简称功.做功的两个必要因素做功的两个必要因素:一个是一个是_;另一个是另一个是_.力不做力不做功的三功的三种情况种情况(1)物体受

2、力，但是物体在该力的方向上物体受力，但是物体在该力的方向上_.例如：用力推木箱，木例如：用力推木箱，木箱没动箱没动.(2)物体移动了一段距离，但在运动的方向上物体移动了一段距离，但在运动的方向上_.例如：被踢出去的足球例如：被踢出去的足球.(3)物体所受力的方向与物体运动的方向物体所受力的方向与物体运动的方向_.例如：背着书包前行例如：背着书包前行.在力的方向上在力的方向上作用在物体上的力作用在物体上的力物体在力的方向上移动的距离物体在力的方向上移动的距离没有移动距离没有移动距离没有力的作用没有力的作用垂直垂直W表示功，单位是表示功，单位是J；F表示力，单位是表示力，单位是N；s表示沿力的方向

3、移动的距离，单位是表示沿力的方向移动的距离，单位是m.功的计算公式：功的计算公式：W=Fs表达式：表达式：WPt 快慢快慢在物理学中，用功率表示做功的在物理学中，用功率表示做功的 .公式推导：当物体在力公式推导：当物体在力F的作用下，以速度的作用下，以速度v匀速运动匀速运动 时，由时，由WFs可得，可得，_.WFsPttFv功功率率1000功功做功所用时间做功所用时间定义定义:与与 之比叫做功率之比叫做功率.单位换算单位换算:1kW=W.瓦特瓦特W千瓦千瓦(kW)W表示某个力做的功，单位是表示某个力做的功，单位是J；t表示做这些功所用的时间，单位是表示做这些功所用的时间，单位是s；P 表示功率

4、，单位是表示功率，单位是_.(注：简称注：简称瓦，符号是瓦，符号是_.工程技术上常用功工程技术上常用功率单位率单位_.)能量：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，能量：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能简称能.能量的单位是能量的单位是_.一个物体能够做的一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大功越多，表示这个物体的能量越大.焦耳焦耳动能动能定义：物体由于定义：物体由于_而具有的能而具有的能,叫做动能叫做动能.一切一切运动的物体都具有动能运动的物体都具有动能.影响因素：与物体的质量和速度有关影响因素：与物体的质量和速度有关,质量相同的质量相同的物体，运动的速度越大，

5、它的动能物体，运动的速度越大，它的动能_；运动；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也速度相同的物体，质量越大，它的动能也_.运动运动越大越大越大越大势能势能_和和_是常见的两种势能是常见的两种势能.弹性势能弹性势能重力重力势能势能定义：在地球表面附近，物体由于定义：在地球表面附近，物体由于 _所具有的能，叫做重力势能所具有的能，叫做重力势能.影响因素：与物体的质量、高度有关，物体影响因素：与物体的质量、高度有关，物体的的 _越大，越大，_越高，它具有越高，它具有的重力势能就越大的重力势能就越大.212223弹性弹性势能势能定义：物体由于发生定义：物体由于发生 _而具有的能，而具有的能，叫做

6、弹性势能叫做弹性势能.影响因素：物体的弹性形变越大，它具有的影响因素：物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就弹性势能就 _.2425重力势能重力势能被举高被举高质量质量高度高度弹性形变弹性形变越大越大机械机械能及能及其转其转化化机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能.机械能机械能及其转及其转化化动能和势能可以相互动能和势能可以相互 _.机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化机械能守恒：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，但机尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和械能的总和 _，或者说，或者说，机械能是守恒的机械能是守恒的

7、.举例：物体从高处落下，动能增大，势能减举例：物体从高处落下，动能增大，势能减小小.2627水能和风能的利用：自然界的流水和风都是具有大量机水能和风能的利用：自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源，水能和风能都可用来发电械能的天然资源，水能和风能都可用来发电.一定量一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多发出的电就越多.风吹动风车，可以带动发电机发电风吹动风车，可以带动发电机发电.保持不变保持不变转化转化1.(判断物体是否做功判断物体是否做功)如图所示的情景中，人对物体做如图所示的情景中，人对物体做功的是功的是()A 图

8、说物理（人教八下（人教八下P63图图11.1-2）（人教八下（人教八下P63图图11.1-3)2.(.(机械能及其转化机械能及其转化)如图，小球如图，小球从斜面上从斜面上A处由静止滚下，经过处由静止滚下，经过B处，最终在粗糙的水平面上停处，最终在粗糙的水平面上停下，小球从下，小球从A处刚刚运动到水平处刚刚运动到水平面的过程中，小球的动能面的过程中，小球的动能 (选填选填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”).(2015泰州泰州6题改编题改编)（人教八下（人教八下P67 图图11.3-2）增大增大弹性势能弹性势能（沪粤九上（沪粤九上P14 图图11-9(b)）3.(机械能及其转化机械能及其

9、转化)(20152015来宾来宾1616题改编题改编)如图所示如图所示为某运动员进行射箭比赛的情为某运动员进行射箭比赛的情景，当运动员将弓拉弯时，弓景，当运动员将弓拉弯时，弓的的 增大增大.4.(机械能及其转化机械能及其转化)蹦床运动员从蹦床运动员从高处落下，与蹦床床面接触后，床高处落下，与蹦床床面接触后，床面发生形变面发生形变.床面发生形变的过程中，床面发生形变的过程中，主要是由主要是由 能转化为床的弹性能转化为床的弹性势能势能.（人教八下（人教八下P71图图11.4-1）动动5.(.(机械能及其转化机械能及其转化)如图所示，当如图所示，当滚摆自上而下运动时，滚摆的重力滚摆自上而下运动时，滚

10、摆的重力势能势能 (选填选填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)，转化为动能，转化为动能.(2013黄黄石石36题改编题改编)（人教八下（人教八下P71图图11.4-2）减小减小 6.(.(机械能及其转化机械能及其转化)如图所示，当如图所示，当单摆做往复运动时，运动到单摆做往复运动时，运动到(选选填填“A”、“B”或或“C”)点的动能最点的动能最大大.（人教八下（人教八下P71图图11.4-2）B 重难点突破一功、功率的计算功、功率的计算(重点、难点重点、难点)例例1(2016安徽第一次十校联考安徽第一次十校联考)如图是商场的自动扶梯，如图是商场的自动扶梯，它的部分几何尺寸如图所示，质

11、量为它的部分几何尺寸如图所示，质量为 50 kg的小华站的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼用了在该扶梯上从商场一楼到二楼用了4 s，则扶梯对他做，则扶梯对他做功功 J，小华克服重力做功的功率为，小华克服重力做功的功率为 W.1500375【解析解析】小华的重力为小华的重力为G=mg=50 kg 10 N/kg=500 N；则扶梯对他做的功为；则扶梯对他做的功为 W=Fs=Gh=500 N3 m=1 500 J；小华；小华 克服重力做功的功率为克服重力做功的功率为1500J=375 W4 s.WP=t50050【解析解析】小华推力小华推力100 N是水平方向的，物体的重力是水平方向的，物体的重力

12、500 N是竖直方向的，而物体是在水平地面移动了是竖直方向的，而物体是在水平地面移动了5 m，小华做功是小华的推力做了功，而不是重力做了功小华做功是小华的推力做了功，而不是重力做了功.小华做的功小华做的功W=Fs=100 N5 m=500 J，功，功率率 .=50500JW10 sWP=t例例 2 (2016东营东营)小华用小华用100 N的水平推力，推着重的水平推力，推着重500 N 的物体，在水平地面上的物体，在水平地面上10 s内匀速直线运动了内匀速直线运动了5 m，小，小华做的功是华做的功是 J，功率是，功率是 W.惯性惯性1016例例 3 (2016安徽第一次十校联考安徽第一次十校联

13、考)【解析解析】停止推动后，由于惯性，停止推动后，由于惯性，物体还会向前运动一段距离；物物体还会向前运动一段距离；物体在力的作用下向前运动了体在力的作用下向前运动了1 m，则推力对物体做的功为则推力对物体做的功为W=Fs=10 N1 m=10 J；重力对物体做的功；重力对物体做的功为为W=Fh=Gh=20 N0.8 m=16 J.如图所示，用如图所示，用10 N的的 推力，将桌面上重推力，将桌面上重20 N的物体由的物体由A处水平推动处水平推动1 m到达到达B处后，停止推动，物体由于处后，停止推动，物体由于 继续向前运动了继续向前运动了0.2 m，最后掉到地面，最后掉到地面C处处.在此过程中，

14、推力对物体做在此过程中，推力对物体做功功 J；重力对物体做功；重力对物体做功 J.方方 法法 指指 导导(1)功、功率的计算功、功率的计算模型模型功功功率功率物体在水平拉力物体在水平拉力F作用作用下匀速移动距离下匀速移动距离s，所，所用时间为用时间为tWFsP=FvttW=Fs物体在平行于斜面的物体在平行于斜面的拉力拉力F作用下匀速移动作用下匀速移动距离距离s，所用时间为，所用时间为tW=FsWFsP=Fvtt物体在竖直向上物体在竖直向上的拉力的拉力F作用下作用下匀速移动距离匀速移动距离h，所用时间为所用时间为tWFhP=FvttW=Fs(2)计算时注意事项计算时注意事项注意三个注意三个“同一

15、性同一性”，即力与物体移动的距离在方，即力与物体移动的距离在方向上必须一致、力与物体移动的距离必须在同一时间向上必须一致、力与物体移动的距离必须在同一时间且针对同一个物体；且针对同一个物体；运用运用 计算时一定要注意三个量的对应关系计算时一定要注意三个量的对应关系.W一定是对应一定是对应t时间内完成的功；注意单位换算时间内完成的功；注意单位换算.(3)联系联系根据根据W=Fs与与 有有 (本公式适用于本公式适用于做匀速直线运动的物体功率的分析与计算，使用时要做匀速直线运动的物体功率的分析与计算，使用时要注意单位注意单位)WFsP=FvttWP=tsv=t二动能、势能、机械能变化的判断动能、势能

16、、机械能变化的判断(重点重点)一中学生骑自行车下坡时，一中学生骑自行车下坡时，若不蹬脚踏板恰好匀速向下运动若不蹬脚踏板恰好匀速向下运动.在此过程中，他的在此过程中，他的动能、势能和机械能的变化情况是动能、势能和机械能的变化情况是 ()A.动能不变，势能减小，机械能减小动能不变，势能减小，机械能减小 B.动能增大，势能减小，机械能不变动能增大，势能减小，机械能不变 C.动能减小，势能减小，机械能减小动能减小，势能减小，机械能减小 D.动能不变，势能减小，机械能不变动能不变，势能减小，机械能不变例例 4 (2015阜阳市九中一模阜阳市九中一模)A【解析解析】骑自行车下坡时，由于高度逐渐减小所以该骑

17、自行车下坡时，由于高度逐渐减小所以该同学的重力势能不断减小；由题知自行车是匀速运动，同学的重力势能不断减小；由题知自行车是匀速运动，所以该同学的动能不变；机械能是动能和势能之和，所以该同学的动能不变；机械能是动能和势能之和，所以该同学的机械能减小，故选所以该同学的机械能减小，故选A.D例例5（2016淄博）淄博）如图所示，空中加油机正在给匀速如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，加油后战斗机仍以原来的水平飞行的战斗机加油，加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行，则战斗机的高度和速度做匀速飞行，则战斗机的 ()A.动能不变，势能不变，机械能不变动能不变，势能不变，机械能不变B.

18、动能不变，势能减少，机械能减少动能不变，势能减少，机械能减少C.动能增加，势能不变，机械能增加动能增加，势能不变，机械能增加D.动能增加，势能增加，机械能增加动能增加，势能增加，机械能增加【解析解析】“加油后战斗机仍以原来的高度和速度做加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行匀速飞行”，尽管它的速度和高度不变，但由于战，尽管它的速度和高度不变，但由于战斗机油量增加，质量增大，故动能、重力势能、机斗机油量增加，质量增大，故动能、重力势能、机械能均会增加械能均会增加.方方 法法 指指 导导1.机械能内部转化情况可用下图表示：机械能内部转化情况可用下图表示：(不计能量损失、不计能量损失、物体质量物

19、体质量)判断一个物体的动能、重力势能和弹性势能是否改判断一个物体的动能、重力势能和弹性势能是否改变，看该物体质量、速度、被举高的高度、弹性形变，看该物体质量、速度、被举高的高度、弹性形变是否改变变是否改变.2.从隐含条件判断动能、势能的变化情况：从隐含条件判断动能、势能的变化情况：(1)如从如从“匀速匀速”v不变、不变、“加速加速(越来越快越来越快)”v变大变大和和“减速减速(刹车刹车)”v减小，判断速度大小的变化；减小，判断速度大小的变化；(2)从从“上升上升”h变大、变大、“下降下降(下滑下滑)”h减小、减小、“近近地点地点(远地点远地点)”等判断高度的变化；等判断高度的变化；(3)根据根

20、据“光滑光滑”无摩擦力做功、无摩擦力做功、“粗糙粗糙”克服摩克服摩擦做功等，判断机械能变化或根据动能、势能变化擦做功等，判断机械能变化或根据动能、势能变化判断机械能的变化判断机械能的变化.3.有其他形式能参与时，机械能不守恒，如火箭发射有其他形式能参与时，机械能不守恒，如火箭发射时，高温高压燃气做功，内能转化为机械能，使机时，高温高压燃气做功，内能转化为机械能，使机械能增大；汽车匀速下坡，重力势能转化为内能，械能增大；汽车匀速下坡，重力势能转化为内能，动能不变，机械能变小动能不变，机械能变小.4.示例如下示例如下模型模型能量转化能量转化小球从光滑斜面上滚下小球从光滑斜面上滚下动能增大，重力势能

21、减动能增大，重力势能减小小(重力势能转化为动能重力势能转化为动能)蹦床运动员从高空落到蹦床运动员从高空落到蹦床上蹦床上重力势能减小重力势能减小(人人)，弹，弹性势能增大性势能增大(蹦床蹦床)()(重力重力势能转化为弹性势能势能转化为弹性势能)压缩的弹簧将小球弹开压缩的弹簧将小球弹开弹性势能减小弹性势能减小(弹簧弹簧)，动能增大动能增大(小球小球)()(弹性势弹性势能转化为动能能转化为动能)跳伞运动员在空中匀速跳伞运动员在空中匀速降落降落动能不变，重力势能减动能不变，重力势能减小小(重力势能转化为内能重力势能转化为内能)实验突破实验探究物体的动能跟哪些因素探究物体的动能跟哪些因素有关有关(201

22、2.19)命题点：命题点：1.斜面应选择光滑长木板斜面应选择光滑长木板 2.斜面的作用斜面的作用(控制物体运动到斜面底部的速度相同控制物体运动到斜面底部的速度相同)3.水平面物块的作用水平面物块的作用(比较物体动能大小比较物体动能大小)4.转换法的应用转换法的应用(通过水平面上的物体被推动的距离远通过水平面上的物体被推动的距离远近来反映物体动能大小，推动距离越远，动能越大近来反映物体动能大小，推动距离越远，动能越大)2012.19(3)探究动能的大小探究动能的大小与哪些因素有关与哪些因素有关5.控制变量法的应用控制变量法的应用2012.19(2)2012.19(2)(1)探究物体动能的大小与质

23、量的关系探究物体动能的大小与质量的关系(让质量不同让质量不同 的物体从斜面的同一高度释放，控制撞击速度相同的物体从斜面的同一高度释放，控制撞击速度相同)(2)探究物体动能的大小与速度的关系探究物体动能的大小与速度的关系(让同一物体让同一物体 从斜面的不同高度释放，控制物体的质量相同从斜面的不同高度释放，控制物体的质量相同)6.机械能转化机械能转化(物体从斜面释放运动到水平面，重力势物体从斜面释放运动到水平面，重力势 能转化为动能能转化为动能)实验结论：实验结论：物体动能的大小与物体的质量和速度有关，物体动能的大小与物体的质量和速度有关，质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动质量相同的物

24、体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大速度相同的物体，质量越大，动能越大.小刚猜想：动能的大小刚猜想：动能的大 小可能与物体的质量和物体的速度有关小可能与物体的质量和物体的速度有关.因此，他设因此，他设计了如下两种实验方案：计了如下两种实验方案：A.让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块开始下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离在水平面上移动的距离(如图甲所示如图甲所示).例例 (2015铜陵市四校联考一模铜陵市四校联考一模)B.让不同质量的小车分别从同

25、一斜面的不同高度由静止让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水开始下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离平面上移动的距离(如图乙所示如图乙所示).上述两种实验方案中：上述两种实验方案中：(1)A方案是为了探究动能大小与方案是为了探究动能大小与的关系，若木块被的关系，若木块被撞后移动的距离越远，说明小车对木块的推力撞后移动的距离越远，说明小车对木块的推力 越多，越多，小车撞击木块时的动能小车撞击木块时的动能 .(2)小明想用小明想用B方案探究动能大小与质量的关系，该方案方案探究动能大小与质量的关系，该方案是否合理？是否合

26、理？，理由是，理由是 .速度速度做功做功越大越大不合理不合理没有控制小车到达水平面没有控制小车到达水平面时的速度相同时的速度相同【解析解析】（1）实验中，让小车处在不同的高度，反映）实验中，让小车处在不同的高度，反映了速度不同，动能的大小与速度有关，小车的动能多了速度不同，动能的大小与速度有关，小车的动能多少决定了木块运动距离的长短，此实验把动能的大小少决定了木块运动距离的长短，此实验把动能的大小转换为木块被撞后运动的距离远近，距离越远表明小转换为木块被撞后运动的距离远近，距离越远表明小球的动能越大，推力做功越多；（球的动能越大，推力做功越多；（2）该实验利用了）该实验利用了控制变量法，如果探究动能大小与质量的关系，必须控制变量法，如果探究动能大小与质量的关系，必须保证小车到达水平面的运动速度相同，应该使小车从保证小车到达水平面的运动速度相同，应该使小车从斜面的相同高度滑下斜面的相同高度滑下.(1)小车碰到木块后，由于受到小车碰到木块后，由于受到 的作用，最终会的作用，最终会停止，在此过程中小车和木块的动能转化为停止，在此过程中小车和木块的动能转化为_ 能；能；(2)若水平面绝对光滑，小车和木块碰撞后将做若水平面绝对光滑，小车和木块碰撞后将做运动运动.摩擦力摩擦力内内匀速直线匀速直线温馨提示：精练版温馨提示：精练版