中考物理总复习课件-功和机械能.ppt

知识与技能知识与技能：（1）使学生深刻理解功功的概念，明确功的公式功的公式，掌握功的计算功的计算。（2）知道什么是机械功以及怎样量度机械功的大 小。会理解和计算机械功功率功率.（3）知道什么是机械效率机械效率,它的大小与那哪些因素 有关。（4）知道动能动能和势能势能的初步概念以及决定它们大小决定它们大小 的因素的因素。了解动能和势能如何转化转化的。动能机械能 重力势能 势能 弹性势能动能势能功：功：（1）力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。（2）不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。即物体受力没有移动；是物体沿力方向通过的距离；物体凭惯性运动。1、如图5所示的四种情景中，人对物体做功的是 （）2、下列关于力做功的说法，正确的是（）A人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功 B人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子有做功 C汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功 D过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功 CB机械效率和功率的区别：机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。使用弹簧测力计时首使用弹簧测力计时首先要做的是什么呢？先要做的是什么呢？用弹簧测力计用弹簧测力计测钩码的重力测钩码的重力你还可以组你还可以组装成其它的装成其它的滑轮组！滑轮组！讨论：讨论：为得出滑轮组滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量？每个量怎样测量？刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳实验器材：钩码上升的高度（h）细绳自由端通过细绳自由端通过的距离（的距离（s s）匀速拉动弹簧秤使钩码升高到某一位置匀速拉动弹簧秤使钩码升高到某一位置处，从弹簧秤读出拉力处，从弹簧秤读出拉力F的数值的数值 过程与方法过程与方法：（1）通过师生互动，让学生理解做功的两个必做功的两个必 要因素要因素，理解功的计算公式的计算公式，知道功的原功的原 理和功率理和功率的概念。（2）培养学生的观察能力观察能力。情感、态度与价值观情感、态度与价值观：（1）培养学生严谨的科学态度严谨的科学态度。（2）培养学生的科学世界观科学世界观。练习练习1答案答案计算这三种办法运沙子的机械效率计算这三种办法运沙子的机械效率W有用=Gh=100N6m=600JW额外=G人h+G桶h=400N 6m+20N 6m=2520JW总=W有用+W额外=600J+2520J=3120J=600J/3120J=19.2%=返回W额外W有用=Gh=100N6m=600JW额外=G动h+G桶h=10N 6m+20N 6m=180JW总=W有用+W额外=600J+180J=780J=600J/780J=76.9%=返回W额外W有用=Gh=100N6m=600JW额外=G动h+G袋h=10N 6m+5N 6m=90JW总=W有用+W额外=600J+90J=690J=600J/690J=87%=返回W额外判断：判断：下面说法中是否正确1有用功越多，机械效率越高2额外功越少，机械效率越高3物体做功越慢，机械效率越低4做总功越多，机械效率越低5做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高6做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高7用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同8因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于19做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高10有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高重点和难点重点和难点重点：功和功率的概念；机械功和机械能的 概念；机械效率的计算和怎样提高机 械效率；动能和势能的相互转化。难点：做功的两个因素；结合实际理解功率 的概念。例例2、小红在学习中收集了一些与机械能、小红在学习中收集了一些与机械能有关的实例，如图所示，其中机械能增大有关的实例，如图所示，其中机械能增大的是（的是（）C汽车水平匀速行驶汽车水平匀速行驶汽车水平匀速行驶汽车水平匀速行驶 A A小孩从滑梯上滑下小孩从滑梯上滑下小孩从滑梯上滑下小孩从滑梯上滑下 B B火箭升空时火箭升空时火箭升空时火箭升空时 C C滚摆上下摆动时滚摆上下摆动时滚摆上下摆动时滚摆上下摆动时D D动能不变，势能不动能不变，势能不变，机械能不变变，机械能不变人受到摩擦阻力，人受到摩擦阻力，机械能转化为内能机械能转化为内能火箭动能增大，重力势能火箭动能增大，重力势能增大，机械能增大增大，机械能增大由于存在空气阻力，由于存在空气阻力，机械能变小机械能变小例例例例3 3、20032003年年年年1010月月月月1515日，日，日，日，“神舟神舟神舟神舟5 5号号号号”载人飞船在震天载人飞船在震天载人飞船在震天载人飞船在震天的轰鸣声中腾空而起，飞向太空。的轰鸣声中腾空而起，飞向太空。的轰鸣声中腾空而起，飞向太空。的轰鸣声中腾空而起，飞向太空。火箭在加速上升过程中机械能增大，火箭在加速上升过程中机械能增大，火箭在加速上升过程中机械能增大，火箭在加速上升过程中机械能增大，这个能量是由这个能量是由这个能量是由这个能量是由_能转化过来的，燃料在燃烧过程中消耗了能转化过来的，燃料在燃烧过程中消耗了能转化过来的，燃料在燃烧过程中消耗了能转化过来的，燃料在燃烧过程中消耗了_能能能能（2 2）飞船完成任务后，飞船的返回舱在进入大气层时）飞船完成任务后，飞船的返回舱在进入大气层时）飞船完成任务后，飞船的返回舱在进入大气层时）飞船完成任务后，飞船的返回舱在进入大气层时与大气层发生剧烈摩擦，变成一个火球，此时是将与大气层发生剧烈摩擦，变成一个火球，此时是将与大气层发生剧烈摩擦，变成一个火球，此时是将与大气层发生剧烈摩擦，变成一个火球，此时是将_转化为转化为转化为转化为_；穿过黑障区后，迅速弹出减速；穿过黑障区后，迅速弹出减速；穿过黑障区后，迅速弹出减速；穿过黑障区后，迅速弹出减速伞和主伞。从弹出减速伞和主伞到着陆的过程中，飞船伞和主伞。从弹出减速伞和主伞到着陆的过程中，飞船伞和主伞。从弹出减速伞和主伞到着陆的过程中，飞船伞和主伞。从弹出减速伞和主伞到着陆的过程中，飞船返回舱的动能返回舱的动能返回舱的动能返回舱的动能_，势能，势能，势能，势能_。化学化学化学化学内内内内减小减小减小减小内能内能内能内能减小减小减小减小机械能机械能机械能机械能例例4 4、跳伞运动员在、跳伞运动员在“中华第一高楼中华第一高楼”上海金上海金茂大厦进行跳伞。运动员从茂大厦进行跳伞。运动员从345345米的高度跳下，下米的高度跳下，下落一段时间后打开降落伞做匀速直线运动。在整个落一段时间后打开降落伞做匀速直线运动。在整个下落过程中，运动员和降落伞的下落过程中，运动员和降落伞的 （）A势能不断减少，动能不断势能不断减少，动能不断增加，机械能不变增加，机械能不变B势能不断减少，动能不断势能不断减少，动能不断增加，机械能减少增加，机械能减少C势能不断减少，动能先增势能不断减少，动能先增加然后保持不变，机械能减少加然后保持不变，机械能减少D势能不断减少，动能先增势能不断减少，动能先增加后减少，机械能不变加后减少，机械能不变C模拟蹦极abd例例例例5 5、模拟、模拟、模拟、模拟“蹦极蹦极蹦极蹦极”的实验中。橡皮筋一端系一个小石的实验中。橡皮筋一端系一个小石的实验中。橡皮筋一端系一个小石的实验中。橡皮筋一端系一个小石块，另一端块，另一端块，另一端块，另一端固定在固定在固定在固定在a a点点点点，b b点是橡皮筋点是橡皮筋点是橡皮筋点是橡皮筋不系小石块自然下不系小石块自然下不系小石块自然下不系小石块自然下垂时垂时垂时垂时下端所在的位置，下端所在的位置，下端所在的位置，下端所在的位置，c c点是系上小石块后自然下垂下端点是系上小石块后自然下垂下端点是系上小石块后自然下垂下端点是系上小石块后自然下垂下端所在位置，所在位置，所在位置，所在位置，d d点是小石块从点是小石块从点是小石块从点是小石块从a a点自由下落所能到达的点自由下落所能到达的点自由下落所能到达的点自由下落所能到达的最低最低最低最低点点点点。在小石块从在小石块从在小石块从在小石块从a a点到点到点到点到d d点运动的过程中点运动的过程中点运动的过程中点运动的过程中(1)动能的变化是动能的变化是_，_点的动能最小。点的动能最小。_点动能最点动能最大大（2）小石块最终将）小石块最终将_，由于，由于_（3）小石块经过）小石块经过b点时，橡皮筋点时，橡皮筋 _(“具有具有”或或“不具有不具有”)弹性势能，弹性势能，_点的弹性势能最大。点的弹性势能最大。先增大后减小先增大后减小先增大后减小先增大后减小a a a a、d d d d静止静止静止静止空气阻力的存在，能量损耗了空气阻力的存在，能量损耗了空气阻力的存在，能量损耗了空气阻力的存在，能量损耗了不具有不具有不具有不具有d dCc c过翻车例题2F13：用杆秤（如图）测量鱼的质量，当秤钩挂在A点，绳纽挂在O点（支点），秤锤挂在B点时杆秤处于平衡状态AO是10cm，BO是30cm，秤锤的质量是0.5kg，鱼的质量是kg4：请在图5中画出用瓶起子启瓶盖的动力F1的力臂L1和阻力F2。.5LF25 在“探究杠杆的平衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在 位置平衡，这样做是为了便于测量 ；如发现杠杆左端偏高，则可将右端的平衡螺母向 调节，或将左端的平衡螺母向 调节。上图是小明同学三次实验的情景，实验时所用的每个钩码重05N，杠杆上每一格长5cm，部分实验数据已记录在下表中。(1)请将表格中的实验数据补充完整。(2)小明的第3次实验存在错误，其错误是 。实验次数动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm11.510121201031201.510水平力臂左左读错了练习、练习、某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。（原因是足球靠惯性飞出）。（3）力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：W=FS（4）功的单位：焦耳，1J=1Nm。把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0.5 J。（5）应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力。公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。功的单位“焦”（牛米=焦）功的原理：功的原理：（1）内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS）=直接用手对重物所做的功（Gh）（3）应用：斜面理想斜面：斜面光滑 理想斜面遵从功的原理；理想斜面公式：FL=Gh 其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；G：物重；h：斜面高度。如果斜面与物体间的摩擦为f，则：FL=fL+Gh；这样F做功就大于直接对物体做功Gh。功率：功率：（1）定义：单位时间里完成的功（2）物理意义：表示做功快慢的物理量。（3）公式：PWt=Fv根据功率的导出式：PFv可知功率一定时，要增大F，必须减小v，即汽车上坡时要换低速档。（4）单位：主单位 W 常用单位 kW 换算：1kW=103W 某小轿车功率66kW，它表示：小轿车s 内做功66000J（5）比较功率大小方法 a、做功时间相同，比较做功的多少，在时间相同时，做功越多功率越大。b、做功相同时，比较做功时间长短，在做相同多的功，用时越短，功率越大课时训练课时训练11.一根直杆可绕轴一根直杆可绕轴O转动，在直杆的中点挂一重物，在杆的另转动，在直杆的中点挂一重物，在杆的另一端施加一个方向始终一端施加一个方向始终 杠杆垂直的力杠杆垂直的力F，如图，如图6-1-18所示，当所示，当直杆从竖直位置慢慢抬到水平位置的过程中，力直杆从竖直位置慢慢抬到水平位置的过程中，力 F的大小变化的大小变化情况应是情况应是()A.一直增大一直增大 B.一直减小一直减小C.先增大后减小先增大后减小 D.不变不变图图6-1-18A课时训练课时训练15.做做“研究杠杆平衡条件研究杠杆平衡条件”实验前，发现杠杆左端低于右端，实验前，发现杠杆左端低于右端，应将杠杆左端的螺母向应将杠杆左端的螺母向_移动，右端的螺母向移动，右端的螺母向_移动，才能移动，才能使杠杆在水平位使杠杆在水平位 置平衡，当在置平衡，当在A处挂处挂2个钩码后个钩码后(见图见图6-1-23)，欲使杠杆平衡，应在欲使杠杆平衡，应在B处挂处挂 _个钩码；若拿掉个钩码；若拿掉B处钩码，改在处钩码，改在C处用弹簧测力计沿处用弹簧测力计沿_ 方向拉，当弹簧测力计示数为方向拉，当弹簧测力计示数为_N才能使杠杆平衡才能使杠杆平衡.(所有钩码所有钩码 质量均匀质量均匀50 g)图图6-1-23右右右右4竖直向上竖直向上2.941、将一圆锥体推上台阶，现分别在、将一圆锥体推上台阶，现分别在A、B、C点用力，力的方向如图，则最小点用力，力的方向如图，则最小的推力是（）的推力是（）A、FA B、FB C、FC D、一样大、一样大ABCB3、一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高为0.5km的山顶时，耗时15min，汽车发动机的牵引力为4000N。求：（1）汽车行驶的速度。（2）汽车发动机牵引力做的功。（3）汽车发动机牵引力的功率。解：（1）vSt 5.4103m1560s6m/s（2）WFS 4000N5.4103m2.16107J（3）PFv 4000N6m/s2.4104w（5）机械效率的测量：原 理：W有W总GhFs4、在不计绳重和摩擦的情况下，利用图4所示的甲、乙两 装置，分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度若用甲、乙 表示甲、乙两装置的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功。（）A甲乙，W甲W乙B甲乙，W甲W乙C甲乙，W甲W乙D甲乙，W甲w乙A 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。通常用 百分数 表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。提高机械效率的方法：减小机械自重减小机械自重、减小减小机件间的摩擦机件间的摩擦。通常是减少额外功，如搞好润滑，减轻机械自重；在无法减小额外功的情况在无法减小额外功的情况下，采用增大有用功下，采用增大有用功来提高机械效率。例如，在用滑轮组提高重物（不计摩擦）时 1、图16是工厂车间里用来吊运物体的天车及其 滑轮组示意图，钢丝绳用2000N的力将重为 6000N的物体匀速吊起若在1min内，货物 从地面被提升到6m高处，求：（1）钢丝绳提升货物时所做的有用功和有用功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）要提高滑轮组的机械效率，可采用哪些方法？（答出2种方法即可）解：（1）W有Gh6000N6m3.6104J P有Wt3.6104J60s600w（2）W总FSF4h2000N46m4.8104J W有W总3.6104J4.8104J75%（3）减小动滑轮、绳重、减小摩擦等 2、如图6所示，将体积为2.l-3m3的松木块，沿斜面匀速上拉时弹簧测力计的示数为4N松 木块沿斜面移动lm，上升的高度为30cm 求：(1)松木块的重力 (2)斜面的机械效率 (g=10Nkg 木=0.5lO3kgm3。)解：（1）GmgVg 0.5lO3kgm32.l-3m310NKg10N（2）W有Gh10N30102m3J W总FS4N1m4J W有W总3J4J75%3、如图是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置。实验准备的器材有：三个质量不同的木块A；三条粗糙程度不同的长木板B；三个高度不同的长方体铁块C；刻度尺。（1）实验还需补充的器材有_；（2）下面是小红探究斜面机械效率与物重的关系时记录的有关数据。通过分析数据，你可以得出结论：_；（3）上述实验中，保持斜面长度不变，将斜面升高到0.2m，把一个重6N的物体沿斜面向上拉时，所需拉力为3.8N，则此时斜面的机械效率是_；（4）斜面的机械效率可能与斜面的_有关。（只填一个因素）测量次数斜面粗糙程度物重G(N)斜面高h(m)沿斜面的拉力F(N)斜面长L(m)有用功W有(J)总功W总(J)机械效率1较粗糙1.50.10.60.40.150.2462.52较粗糙30.11.20.40.30.4862.53较粗糙60.12.40.40.60.9662.5弹簧测力计同一斜面，机械效率相同.%摩擦、倾斜程度动能和势能动能和势能（1）能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能理解：能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。探究决定动能大小的因素：猜想：动能大小与物体质量和速度有关；实验研究：研究对象：小钢球 方法：控制变量；？如何判断动能大小：看小钢球能推动木快做功的多少？如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同；？如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下；分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大；保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大；得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。（4）机械能：动能和势能统称为机械能。理解：有动能的物体具有机械能；有势能的物体具有机械能；同时具有动能和势能的物体具有机械能。动能和势能的转化动能和势能的转化（1）知识结构：（2）动能和重力势能间的转化规律：质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；1、超市的自动扶梯把小明从一楼匀速送到二楼的过程中，小明的 （）A动能减小，势能增大，机械能不变B动能增大，势能增大，机械能增大C动能不变，势能增大，机械能增大D动能不变，势能不变，机械能不变2、用绳子把一个铁锁悬挂起来把铁锁拉到刚好贴着自己的鼻子，稳定后松手，头不动（如图16），铁锁由开始位置a沿弧线ac向另一侧的最高点c运动，然后再从c往回运动（l）从a点到最低点b点的过程中，铁锁的动能、重力势能如何变化？（2）从能的转化和守恒角度分析铁 锁摆回时能否碰到鼻子。C动能增大、重力势能减小不能3、下图表示撑杆跳高运动的儿个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。在这几个阶段中能量的转化情况是：.助跑阶段，运动员消耗体内的化学能_(选填“大于”、“小于”或“等于”)运动员和撑杆获得的动能。.撑杆起跳阶段，运动员的_能增加。.运动员越过横杆后，运动员将_能转化_能。助跑撑杆起跳越横杆等于重力势重力势能动能