科学第28讲 机械功和机械能.ppt

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1、第28讲机械功和机械能浙江专用机械能 1动能(1)物体由于_而具有的能。(2)影响动能大小的因素：物体的_越大，_越大，动能越大。2重力势能(1)物体由于_而具有的能。(2)影响重力势能的因素：物体的_越大，_越高，具有的重力势能越大。3弹性势能(1)物体由于发生_而具有的能。(2)影响弹性势能的因素：物体的_越大，弹性势能就越大。运动质量速度被举高质量位置弹性形变弹性形变4动能和势能的转化滚摆：(1)滚摆从最高点开始往下运动时，始点处_最大，_为零。(2)开始向下运动时，_开始转化为_，动能渐趋增大，势能渐趋减小，机械能总和不变；到达_时，动能最大。(3)反方向的转换，滚摆不断上升过程中，_

2、转化为_，势能渐趋增大，动能渐趋减小，到达了一个新的最高点时，势能最大，动能为零。单摆：将摆锤拉到一定的高度后放手，摆锤在向下摆动的过程中_转化为_，在摆锤摆过中点后向上摆动的过程中_转化为_。势能动能势能动能最下端动能势能重力势能动能动能重力势能5机械能(1)定义：_和_之和称为机械能。(2)机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，没有机械能的损失，机械能的总量_。动能势能不变【例1】(2015，杭州)如图所示是蹦床运动员表演的情景，运动员从最低点到达最高点的过程中，运动员的动能和重力势能变化情况分别是()A动能减小，重力势能增大B动能增大，重力势能减小C动能先增大后减小，重力势能增大D动

3、能先减小后增大，重力势能减小 C【分析】运动员从最低点开始向上时，先是弹性势能转化为动能，当蹦床对人的弹力与重力相等的时候速度最大，动能最大；人离开蹦床后弹力消失，在上升到达最高点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小。故整个过程中，动能先增大后减小，重力势能增大。【例2】(2016，河南)实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。将钢球从某一离度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。实验次数钢球质量/g钢球下摆高度/cm木块滑行距离/cm1202030240205836020(1)本实验使钢球获得动能的

4、操作方法是_，钢球动能的大小是通过观察_来判断的。(2)从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的_相同，从而探究动能与_的关系。(3)在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用_同学的建议。(4)由上述实验数据和现象可得出结论：_。将钢球从某一高度由静止释放木块运动的距离速度质量甲在速度一定时，质量越大动能越大【分析】(1)让钢球从某一高度由静止释放，使钢球获得动能；钢球动能的大小是通过钢球对木块做功的多少来体现出来的，木块运动的距离越长，就表

5、示钢球的动能越大；(2)让小球从斜面的同一高度处释放，使小球到达最底端的速度相同，从而探究动能与质量的关系；(3)上面的两次实验是在速度一定时，改变物体的质量，探究动能的大小，动能的大小是通过木块移动距离的大小表现出来的，因此改变木板的长度，应采用甲的建议；(4)由表中的数据知：速度一定时，质量越大动能越大。1(2016，贵州)人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示为卫星从远地点向近地点运动的过程。针对该过程，以下说法正确的是()A动能逐渐增大，机械能增大B势能逐渐减小，机械能减小C动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变D动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小 C2(2016，娄底)小明想利用

6、“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置和器材(斜面、木块、不同质量的小钢球)来探究“影响重力势能大小的因素”。请你帮助完成如下实验方案：(1)实验中小球重力势能的大小可通过观察_的大小来判断。(2)实验中小明进行了如图中4步操作，由_(填序号)图可探究重力势能的大小与物体的高度有关。(3)通过比较分析可以得出的结论是重力势能的大小与物体的质量和高度有关。(4)实验时若木块与水平面间无摩擦则不能得出结论，原因是_。木块被推出的距离(或)小球和木块将做匀速直线运动，不能达到探究的目的机械功 1做功的两个必要因素：_。要明确“在力的作用下，物体沿力的方向通过了一段距离，那么这个力就对物体做了功”

7、。【注意】判断做功的标准：有力，有距离并且力和距离在同一个方向上。不做功的三种情况：a.有力F无距离s，例如举高重物静止不动，虽然用了力，但没有在力的方向上通过距离，不做功；b.有距离s没有力F，例如正在空中飞行的足球，运动了一段距离，但运动员施加的力已经消失，运动员对其没有做功；c.有力F，也有距离s，但在力的方向上没有通过距离(运动方向和力的方向垂直)，此力也不做功，例如水平方向运动的物体，重力不做功。作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离2功的公式：W_。科学上规定：功等于作用在物体上的力跟物体在力的方向上通过的距离的_。【注意】(1)必须注意作用在物体上的力和物体通过距离的方向是

8、否一致；(2)做功的多少与物体是否做匀速直线运动无关。3功的单位：焦耳(简称“焦”)，1 J_Nm。4做功的实质：做功的实质就是_的过程，通过做功的形式将一种能量转化为其他形式的能量。物体做了多少功，就有多少_发生了转化。Fs乘积1能量转化能量【例3】(2016，连云港)下列有关功的说法正确的是()A足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功B吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中，吊车对重物做了功C运动员举着杠铃在空中停留的时间内对杠铃要做很大的功D用相同的力将质量不同的两个物体沿力的方向移动相同的距离所做的功不同【分析】A足球在水平地面上滚动时，足球没有在重力的方向上通过距离，因此重力对足

9、球没有做功；B.吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中，吊车的拉力与物体通过距离的方向垂直，所以吊车对重物不做功；C.运动员举着杠铃在空中停留的时间内，有力但没有距离，所以运动员对杠铃不做功；D.用相同的力将质量不同的两个物体沿力的方向移动相同的距离，根据WFs可知，两次所做的功相同。A【例4】(2015，温州)钓鱼是人们喜爱的一种休闲活动，如图是钓鱼示意图。钓鱼者将一条重为5牛的鱼从水面提高2米，再沿水平方向移动1米，在这一过程中，他克服鱼的重力做功为_焦。【分析】钓鱼者将一条重为5牛的鱼从水面提高2米，他克服鱼的重力做功，再沿水平方向移动1米，在这一过程中不做功，故他克服鱼的重力做功WG

10、h5 N2 m10 J。103(2016，泰州)根据如图所示的几个情景，下列说法正确的是()AA女孩搬起一个箱子，女孩对箱子做了功B司机费了很大的力也未能推动汽车，但司机对汽车做了功C吊车吊着货物水平移动一段距离，吊车对货物做了功D足球被踢出后在草地上滚动的过程中，运动员对足球做了功4如图所示是一个传送带，A、B轮转动带动物体C向右上方匀速运动，物体C没有在皮带上发生滑动，皮带与轮之间不打滑，物体C的重力势能不断增加，这是因为()A重力做功B支持力做功C摩擦力做功D动能转化为势能 C功率 单位时间内做的功叫功率 物体做功快慢 焦/秒(J/s)【例5】(2016，包头)如图甲所示，木块放在水平面

11、上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的st关系图象如图乙所示。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，下列判断正确的是()BAF1F2、P1P2 BF1F2、P1P2CF1F2、P1P2 DF1F2、P1P2【分析】由图乙可知，木块两次都做匀速直线运动，则拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，因为同一木块放在同一桌面上，压力不变、接触面的粗糙程度不变，所以两次木块受到的滑动摩擦力相等，故两次对应的弹簧测力计示数相等，即F1F2；从图乙中可以判断出，第1次木块的运动速度大于第2次木块的运动速度，即v1v2，根据公式PFv可知，当拉力

12、相等时，速度越大，拉力的功率越大，即P1P2。【例6】(2016，长春)起重机在10 s内将重为2000 N的石头沿竖直方向匀速提升0.5 m。求：(1)起重机对石头做的功。(2)起重机提升石头的功率。5(2016，巴中)如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移动的距离sABsCD，比较两种情况下拉力F所做的功及其功率()AAB段做功较多BCD段做功较多CAB段与CD段做的功一样多DAB段的功率比CD段的功率大 C6电梯的简化模型如图甲所示，考虑安全、舒适、省时等因素，电梯速度要经过增大、不变和减小的过程，这一过程是通过改变拉力大小来实现的。某次上升过

13、程中电梯所受拉力F随上升高度h变化的图像如图乙所示。这个过程用时1分钟，求这个过程中：(1)拉力做的功；(2)拉力做功的功率。1据报道，一辆横穿铁路的拖拉机，因故障而停在铁道上，此时从远处驶来一列火车，尽管司机及时采取紧急制动措施，但是缓慢行驶的列车还是将拖拉机撞“飞”了。这是因为火车的()A动能很大 B速度很大C势能很大 D功率很大2在一次参观中，外地游客丁先生从渠江公园乘电梯到思源广场，在电梯匀速上升的过程中，丁先生的()A重力势能不断增大 B动能不断增大C机械能保持不变 D动能转化为重力势能AA3(2016，安顺)如图所示，光滑轨道MNP固定在竖直平面内，NP段水平。一小球从M点由静止释

14、放运动到P点的过程中，动能、势能的变化情况是()AM到N的过程，势能不变BM到N的过程，动能减小CN到P的过程，势能增大DN到P的过程，动能不变【解析】小球在整个运动过程中，质量不变，从M到N时，高度减小，速度增大，因此势能减小，动能增大。当从N到P时，根据牛顿第一定律，小球在水平面上做匀速直线运动，因此动能不变，势能不变 D4(2016，泰安)下列事例中，由弹性势能转化为动能的是()A风吹动树叶B秋千从高处向低处摆动C汽车沿盘山公路匀速前进D拉弯的弓把箭射出D5(2016，钦州)如图所示的四种情景中，人对物体做功的是()CA.提着滑板在水,平路面上前行 B.搬而未起 C.推着小车向前,运动了

15、一段距离 D.举着杠铃,静止不动 6一个大人和一个小孩分别将5块完全相同的砖运到二楼，如图所示，这个过程中，下列说法正确的是()A大人对砖做的功比小孩对砖做的功多B大人对砖做的功比小孩对砖做的功少C大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大D大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率小【解析】根据题意可知大人和小孩运砖时的力相同，运砖时的高度相同，根据公式WFs可知，大人和一个小孩对砖所做的功相同；大人运砖用时10 s，小孩运砖用时35 s，根据公式PW/t可知，大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大 C7(2016，盘锦)2016年5月，澳大利亚邮政在实地测试中成功地使用无人机完成了

16、小包裹的配送。无人机携包裹加速上升过程中，它的动能_，重力势能_。当返航的无人机在空中匀速下降时，它的机械能_(选填“增大”“减小”或“不变”)。8跳绳是体育考试的项目之一。按评分标准，一分钟内，男生跳180下，女生跳175下可得满分。若每次跳绳时离地面高度均为0.05 m，一个体重为500 N的男同学要得到满分，一分钟内他跳绳做的功至少是_J，功率至少要达到_W。增大增大减小4500759(2016，南京)小明利用如图所示的装置来验证影响物体动能大小的因素。甲、乙两图装置相同，分別是同一小球先后从A、B两处由静止滚下，钻入并推动纸盒运动一段距离后静止时的情景。(1)纸盒被推得越远，小球对纸盒

17、_越多，表明小球的动能越大。(2)对比甲、乙两图可知，小球的动能与_有关。(3)若要验证动能大小与另外一个因素的关系，需要添加的一个器材是_。做功速度质量不同的小球10小鹭想探究弹性势能的大小与哪些因素有关，她利用一段弹簧、光滑轨道、物块A和B等器材进行实验。如图所示，用物块将弹簧压缩到一定程度后释放，物块沿轨道向左滑行，最高可冲到光滑斜面虚框处。(1)实验时可通过观察同一滑块_来判断弹性势能的大小。(2)比较图甲、乙两个实验可以初步得出，弹簧的弹性形变越大，具有的弹性势能就越_。(3)若物块冲上斜面的最大高度hahchb，弹性形变的大小lalblc，则物块达到最高处所具有的重力势能Ea、Eb、Ec的大小关系是：_。滑行上斜面的高度大EaEbEc