1、第十一章功和機械能1.1.功：功：(1)(1)做功的兩個必要因素。做功的兩個必要因素。作用在物體上的作用在物體上的_,_,如力如力F F。物體在物體在_上移動的距離上移動的距離, ,如距離如距離s s。(2)(2)概念：功等于概念：功等于_與與_的乘積。的乘積。(3)(3)公式：公式：_。力力這個力的方向這個力的方向力力物體在力的方向上移動的物體在力的方向上移動的距離距離W=FsW=Fs2.2.功率：功率：(1)(1)比較做功快慢的方法。比較做功快慢的方法。做功相同比時間做功相同比時間, ,時間時間_,_,做功越快做功越快; ;時間相同比做功時間相同比做功, ,做功做功_,_,做功越快。做功越

2、快。(2)(2)功率。功率。意義：表示做功的意義：表示做功的_。概念：概念：_與與_之比。之比。公式：公式： 。 越短越短越多越多快慢快慢功功做功所用時間做功所用時間WPt1.1.能量：物體能夠能量：物體能夠_,_,我們就說這個物體具有能量我們就說這個物體具有能量, ,簡稱能。簡稱能。2.2.動能：動能：(1)(1)定義：物體由于定義：物體由于_而具有的能量。而具有的能量。(2)(2)決定因素：決定因素：_。質量相同的物體質量相同的物體, ,運動的速度運動的速度_,_,它的動能越大。它的動能越大。運動速度相同的物體運動速度相同的物體, ,質量質量_,_,它的動能越大。它的動能越大。對外做功對外

3、做功運動運動質量和速度質量和速度越大越大越大越大3.3.勢能：勢能：(1)(1)重力勢能。重力勢能。定義：在地面附近定義：在地面附近, ,物體由于物體由于_所決定的能。所決定的能。決定因素：物體的決定因素：物體的_越大越大,_,_越高越高, ,它具有的重力勢它具有的重力勢能就越大。能就越大。(2)(2)彈性勢能。彈性勢能。定義：物體由于發生定義：物體由于發生_而具有的能。而具有的能。決定因素：物體的決定因素：物體的_越大越大, ,它具有的彈性勢能就越大。它具有的彈性勢能就越大。高度高度質量質量位置位置彈性形變彈性形變彈性形變彈性形變4.4.機械能：機械能：(1)(1)定義：定義：_、_和和_的

4、統稱。的統稱。(2)(2)轉化：轉化：_和和_可以相互轉化可以相互轉化, ,如小球如小球從從A A擺到擺到B,_B,_能轉化為能轉化為_能能, ,小球從小球從B B擺擺到到C,_C,_能轉化為能轉化為_能。能。(3)(3)守恒：如果只有動能和勢能相互轉化守恒：如果只有動能和勢能相互轉化, ,盡管動能和勢能的大盡管動能和勢能的大小會變化小會變化, ,但機械能的總和但機械能的總和_,_,如不計空氣阻力如不計空氣阻力, ,小球在擺動小球在擺動的過程中機械能的過程中機械能_。動能動能重力勢能重力勢能彈性勢能彈性勢能動能動能勢能勢能重力勢重力勢動動動動重力勢重力勢不變不變保持不變保持不變5.5.水能和風

5、能：水能和風能：(1)(1)能量：流動的水和風具有大量的能量：流動的水和風具有大量的_能。能。(2)(2)利用：利用：_,_,即將水能和風能具有的即將水能和風能具有的_能轉化為能轉化為_能。能。機械機械發電發電機械機械電電(1)(1)運動員下落時運動員下落時, ,運動員受到運動員受到的作用的作用, ,對運動員做功。對運動員做功。( (忽略空氣阻力忽略空氣阻力) )(2)(2)運動員下落時運動員下落時, ,轉化為動能轉化為動能, ,與與蹦床接觸后蹦床接觸后, ,床面發生彈性形變床面發生彈性形變, ,運動員的運動員的動能轉化為蹦床的動能轉化為蹦床的, ,在能量的轉化過在能量的轉化過程中程中, ,機

6、械能機械能。( (選填選填“增加增加”“”“減小減小”或或“不變不變”) )參考答案：參考答案：(1)(1)重力重力重力重力(2)(2)重力勢能彈性勢能不變重力勢能彈性勢能不變 1.1.做功的兩個必要因素：做功的兩個必要因素：(1)(1)必須有力作用在物體上。必須有力作用在物體上。(2)(2)物體在這個力的方向上移動了距離。物體在這個力的方向上移動了距離。2.2.幾種常見的沒有做功的情況幾種常見的沒有做功的情況( (如圖如圖) )：(1)(1)缺力無功：物體靠慣性通過了一段距離缺力無功：物體靠慣性通過了一段距離, ,此情況有距離無力。此情況有距離無力。(2)(2)缺距離無功：有力作用在物體上缺

7、距離無功：有力作用在物體上, ,但物體沒有移動距離。但物體沒有移動距離。(3)(3)垂直無功：有力作用在物體上垂直無功：有力作用在物體上, ,物體也移動了一段距離。但物體也移動了一段距離。但力的方向與物體移動方向垂直。力的方向與物體移動方向垂直?！镜淅镜淅? 1】(2013(2013福州中考福州中考) )如圖所示的情景中如圖所示的情景中, ,關于力對杯子關于力對杯子做功的描述正確的是做功的描述正確的是( () )1.1.功的計算：功的計算：(1)W=Fs(1)W=Fs的應用：的應用：F F表示作用在物體上的力表示作用在物體上的力,s,s表示物體在力的方表示物體在力的方向上通過的距離。這個公式

8、適用于所有力做功的計算。向上通過的距離。這個公式適用于所有力做功的計算。(2)W=Gh(2)W=Gh的應用：在豎直方向上把物體舉高的應用：在豎直方向上把物體舉高, ,這時所用的舉力為這時所用的舉力為F=G,F=G,物體在舉力方向上通過的距離物體在舉力方向上通過的距離s=h,s=h,在豎直方向上所做的功在豎直方向上所做的功就為就為W=Fs=GhW=Fs=Gh。W=GhW=Gh適用于豎直方向上的功的計算。適用于豎直方向上的功的計算。2.2.功的估測：估測力的大小和這個力移動的距離功的估測：估測力的大小和這個力移動的距離, ,利用利用W=FsW=Fs求求功。功。【典例【典例2 2】(2012(201

9、2南通中考南通中考) )如圖所示如圖所示, ,某同學正在進行手拋雞某同學正在進行手拋雞蛋表演蛋表演, ,由圖可估算出雞蛋從最高點落到手中的過程中。雞蛋由圖可估算出雞蛋從最高點落到手中的過程中。雞蛋重力做的功最接近于重力做的功最接近于( () )A.0.02 J B.0.2 JA.0.02 J B.0.2 JC.2 J D.20 JC.2 J D.20 J【精講精析】【精講精析】選選B B。本題考查功的大小估測。雞蛋的質量在。本題考查功的大小估測。雞蛋的質量在0.05 kg0.05 kg左右左右, ,雞蛋從最高處到最低處通過的距離約為雞蛋從最高處到最低處通過的距離約為40 cm,40 cm,這樣

10、重力對雞蛋做的功這樣重力對雞蛋做的功W=Gh=mgh=0.05 kgW=Gh=mgh=0.05 kg10 N/kg10 N/kg0.4 m=0.4 m=0.2 J,0.2 J,可見重力對雞蛋做的功大概是可見重力對雞蛋做的功大概是0.2 J0.2 J。1.1.物理意義：物理意義：(1)(1)含義：功率的大小反映的是做功的快慢含義：功率的大小反映的是做功的快慢, ,功率大表示做功快功率大表示做功快, ,即做相同的功所用的時間少即做相同的功所用的時間少, ,或是在相同的時間內做功多?；蚴窃谙嗤臅r間內做功多。(2)(2)功率與功的關系：做功多的機械功率與功的關系：做功多的機械, ,功率不一定大功率不

11、一定大, ,同樣做功同樣做功少的機械少的機械, ,功率不一定小功率不一定小, ,功率的大小還要看另一個因素功率的大小還要看另一個因素時時間。但功率大的機械做功一定快。間。但功率大的機械做功一定快。2.2.公式應用公式應用: :(1)(1)基本公式：已知三個物理量中的任意兩個，可求第三個。基本公式：已知三個物理量中的任意兩個，可求第三個。(2)(2)推導公式：推導公式： 由公式可知，功率與牽引力及由公式可知，功率與牽引力及速度有關，速度一定，牽引力越大，功率越大速度有關，速度一定，牽引力越大，功率越大; ;牽引力一定，牽引力一定，速度越大，功率越大。速度越大，功率越大。WWP;t;WPttP。W

12、FsPFv,tt1.1.機械能之間的相互轉化：在只有動能和勢能相互轉化時機械能之間的相互轉化：在只有動能和勢能相互轉化時, ,相相互轉化情況如下：互轉化情況如下：2.2.機械能與其他形式能之間的轉化：機械能之間可以相互轉化機械能與其他形式能之間的轉化：機械能之間可以相互轉化, ,機械能與其他形式的能之間也可以轉化。若機械能轉化為其他機械能與其他形式的能之間也可以轉化。若機械能轉化為其他形式的能形式的能( (如內能如內能),),機械能減小。若其他形式的能轉化為機械機械能減小。若其他形式的能轉化為機械能能, ,機械能增加。在分析機械能是否守恒時機械能增加。在分析機械能是否守恒時, ,關鍵看是否只有

13、動關鍵看是否只有動能和勢能之間相互轉化能和勢能之間相互轉化, ,若只有動能與勢能之間相互轉化若只有動能與勢能之間相互轉化, ,則機則機械能守恒械能守恒, ,否則機械能不守恒。否則機械能不守恒。【典例【典例4 4】( (多選多選)(2013)(2013濰坊中考濰坊中考) )如圖所示是某建筑工地用如圖所示是某建筑工地用起重機起吊貨物的情景。貨物在鋼繩的拉力作用下先沿豎直方起重機起吊貨物的情景。貨物在鋼繩的拉力作用下先沿豎直方向勻速上升向勻速上升, ,再水平移動到卸貨地點。若不計摩擦和空氣阻力再水平移動到卸貨地點。若不計摩擦和空氣阻力, ,則貨物在勻速上升過程中則貨物在勻速上升過程中( () )A.

14、A.重力勢能增加重力勢能增加, ,動能減少動能減少B.B.重力勢能增加重力勢能增加, ,機械能增加機械能增加C.C.動能不變動能不變, ,機械能增加機械能增加D.D.動能減少動能減少, ,機械能減少機械能減少【精講精析】【精講精析】選選B B、C C。本題考查動能、重力勢能以及機械能大。本題考查動能、重力勢能以及機械能大小變化的判斷。質量越大小變化的判斷。質量越大, ,速度越大速度越大, ,物體的動能就越大物體的動能就越大; ;質量質量越大越大, ,高度越高高度越高, ,物體的重力勢能就越大。本題中物體的重力勢能就越大。本題中, ,貨物的質量貨物的質量不變不變, ,在勻速上升過程中在勻速上升過

15、程中, ,貨物的速度不變貨物的速度不變, ,所以動能不變所以動能不變, ,而高而高度增加度增加, ,所以貨物的重力勢能在增加所以貨物的重力勢能在增加, ,又因為機械能為動能和重又因為機械能為動能和重力勢能之和力勢能之和, ,所以機械能增加所以機械能增加, ,故故B B、C C選項正確。選項正確。1.1.實驗方法：實驗方法：_、轉換法。、轉換法。2.2.實驗設計：實驗設計：控制變量法控制變量法(1)(1)探究動能與物體速度的關系。探究動能與物體速度的關系。思路：控制思路：控制_不變不變, ,只改變只改變_,_,比較木塊運動距離的比較木塊運動距離的遠近。遠近。(2)(2)探究動能與物體質量的關系。

16、探究動能與物體質量的關系。思路：控制思路：控制_不變不變, ,只改變只改變_,_,比較木塊運動距離的比較木塊運動距離的遠近。遠近。質量質量物體速度物體速度物體速度物體速度質量質量3.3.問題探究：問題探究：(1)(1)在實驗中在實驗中, ,鋼球動能的大小是如何顯示的鋼球動能的大小是如何顯示的? ?提示：提示：在同一平面上在同一平面上, ,木塊被撞得越遠木塊被撞得越遠, ,鋼球動能越大鋼球動能越大, ,這是轉這是轉換法。換法。(2)(2)在實驗中在實驗中, ,為什么讓不同的鋼球在同一位置釋放為什么讓不同的鋼球在同一位置釋放? ?提示：提示：目的是控制不同的鋼球在撞擊木塊時速度相同。目的是控制不同

17、的鋼球在撞擊木塊時速度相同。(3)(3)在實驗中在實驗中, ,為什么讓同一個鋼球在不同的位置釋放為什么讓同一個鋼球在不同的位置釋放? ?提示：提示：目的是控制同一個鋼球在撞擊木塊時速度不同。目的是控制同一個鋼球在撞擊木塊時速度不同?！狙由焯骄俊俊狙由焯骄俊拷Y合典例探究以下問題：結合典例探究以下問題：(1)(1)實驗中實驗中, ,如果木塊運動到了長木板的末端仍未停止如果木塊運動到了長木板的末端仍未停止, ,在不更在不更換實驗器材的前提下換實驗器材的前提下, ,解決的方法是解決的方法是 。(2)(2)該實驗主要運用了哪種物理方法來判斷物體動能的大該實驗主要運用了哪種物理方法來判斷物體動能的大小小( () )A.A.控制變量法控制變量法B.B.轉換法轉換法C.C.理想推理法理想推理法 D.D.模型法模型法【解析】【解析】(1)(1)木塊運動到了長木板的末端木塊運動到