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1、第19讲 机械能、功和功率,机械能,1动能：物体由于_ _而具有的能。 2重力势能：物体由于_ _而具有的能。 3弹性势能：物体由于发生_ _而具有的能。 4影响动能大小的相关因素：物体的_ _越大，动能越大；_ _越大，动能也越大。 5影响重力势能的相关因素：物体的_ _越大，_ _越高，具有的重力势能越大。,运动,被举高,弹性形变,质量,速度,质量,位置,6影响弹性势能的相关因素：物体的_ _越大，弹性势能就越大。 7滚摆：滚摆从最高点开始往下运动时，始点处_ _最大，_为“0”。开始向下运动中，_ _开始转化为_ _，动能渐趋增大，势能渐趋减小；到达_ _时，此刻动能最大。反方向的转换，
2、滚摆不断上升过程中，_ _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“0”。,形变,势能,动能,势能,动能,最下端,动能,势能,8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_ _；在摆锤摆过最低点后向上摆动的过程中_转化为_ _。 9机械能守恒的含义：在只有重力或弹力对物体做功的条件下(或者不受其他外力的作用下)，物体的_ _和_ _(包括重力势能和弹性势能)发生相互转化，但_ _的总量保持不变。这个规律叫做_ _定律。 10如果没有摩擦阻力，动能和势能在相互转化的过程中，机械能总量_ _。 11如果存在摩擦阻力，动能和势能在相
3、互转化的过程中，机械能的总量会减少。减少的机械能转化为摩擦产生的_能。,重力势能,动能,动能,重力势能,动能,势能,机械能,机械能守恒,保持不变,内,例1.如图所示，在歼20飞机加速向上运动的过程中，关于飞行员的能量分析，下列说法正确的是( ) A动能增加，重力势能不变 B动能不变，重力势能增加 C机械能总量不变 D机械能总量增加 【解析】在歼20飞机加速向上运动的过程中，飞行员的质量不变，速度增大，其动能增大；高度升高，重力势能增大；故飞行员机械能总量增加。,D,1在小球从O点由静止开始沿x轴竖直下落的过程中，小球某种形式的能量E随下落高度x变化的图像如图所示。若不计空气阻力，那么这种能量是
4、( ) A重力势能 B动能 C机械能 D内能 【解析】如图，横坐标代表的是能量，纵坐标代表的是物体下降的高度。物体下落时质量保持不变，高度降低，重力势能减小，不计空气阻力，小球下降时，重力势能全部转化为动能，动能增大，机械能的总量不变。,B,2一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业。该洒水车在洒水的过程中，机械能_ _(填“增大”“减小”或“不变”)。 【解析】虽然洒水车在匀速行驶，速度不变。但由于洒水过程中质量不断变小，则动能不断变小；同时，由于在水平路面上行驶，高度不变，而质量变小，势能减小，故机械能总量肯定会减小。,减小,3草原发生大面积蝗灾时。农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫。当
5、飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的( ) A动能不变，势能不变 B动能减少，势能增加 C动能增加，势能减少 D动能减少，势能减少 【解析】喷洒农药后，飞机的质量减少，在速度和高度不变的情况下，动能和势能都会减少。,D,4如图所示，在毽子被踢出后竖直上升的过程中，它的动能_ _ ，重力势能_ _。(均填“增大”“减小”或“不变”) 【解析】毽子上升过程中，动能转化为势能，因此动能减少，势能增加。,减小,增大,5如图所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法正确的是( ) A他受到的重力不做功 B他的重力势能减少 C他的动能增加 D他的机械能不变 【解析】下滑过程中，重力做功，高度减小
6、，势能减少；因为匀速下滑，所以动能不变；结果机械能减少。,B,6用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，则从A位置到C位置铁球的重力做功是_；在此过程中弹簧的弹性势能增加量为_。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力_ _(填“大于”“小于”或“等于”)弹簧所施加的弹力。(整个过程中不计能量损耗),Gh,Gh,小于,7滚摆从图中的位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3，这三个位置：滚摆重力势能最大的是位置_，动能为零的是位置_ _，机械能最大的是位置_。(填写位置序号
7、) 【解析】滚摆是重力势能和动能相互转化的机械，滚摆升到最高点后，放开手，可以看到滚摆旋转着下降，越转越快，到最低点时滚摆转而上升，回到接近原来的位置。滚摆在最高点位置时重力势能最大，动能为0；在最低点时动能最大。开始释放的位置最高，所以图示三个位置中位置1的重力势能最大，动能为零，机械能最大。,1,1和3,1,8我们居住的城市高楼林立，如不小心发生高空坠物事件，则可能给人们的生命财产造成损害，更不可有意为之。日前，某小区的陈先生在早上下楼取车时发现车的后挡风玻璃被穿了一个孔，上面还插着一个可乐瓶，肇事的可乐瓶里大约还有1/5的可乐。对此，下列描述正确的是( ) A可乐瓶从高空坠落，动能会转化
8、为重力势能 B可乐瓶对挡风玻璃没有做功 C可乐瓶从高空坠落，重力势能会转化为动能 D可乐瓶砸在挡风玻璃的瞬间，具有很大的重力势能 【解析】A.可乐瓶从高空坠落，重力势能会转化为动能，而 不是动能会转化为重力势能，说法错误；B.可乐瓶将挡风 玻璃击穿了一个孔，对物体做了功，故说法错误；C.可乐 瓶从高空坠落过程中，高度减少，势能减少，速度增加，动能增加，这是因为重力势能会转化为动能，说法正确；D. 势能最大时，应该高度最高，即开始下落时势能最大。,C,9对于如图所示滚摆运动的现象，下列解释中不正确的是( ) A动能与势能可以相互转化 B下降时重力势能减小、动能增大 C上升的最大高度逐次降低，说明
9、能量不守恒 D有部分机械能转化为内能，但总能量不变 【解析】滚摆向上运动的过程中，由于高度升高，重力势能增加，同时速度减小，动能减小；反之，高度降低，重力势能减小，同时速度增大，动能增加；故AB都正确。因为重力势能和动能统称为机械能，上升高度逐次降低，说明有部分机械能转化为内能，但总能量不变；故C错误，D正确。,C,10如图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A点由静止释放，若小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做的功用W表示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是( ) A小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量与动能的增加量之差等于W B小球能够从A点运动到D点 C小球从A点运动到B点的过程中
10、，势能的减少量等于动能的增加量 D小球从A点运动到C点的过程中，机械能的减少量等于动能的增加量,A,【解析】从A点向B点运动过程中，大部分重力势能转化成动能，因为有摩擦，少部分重力势能转化成内能，故A正确。因为有摩擦，少部分重力势能转化成内能，所以小球不能够从A点运动到D点，故B错误。小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量和克服摩擦做的功，故C错误。小球从A点运动到C点的过程中，机械能的减少量等于克服摩擦做的功，故D错误。,机械功,1做功的两个必要因素：_ _和_ _。 2功的单位：焦耳(简称“焦”)，1焦_牛米。 3功的公式：W_。 4科学上规定：功等于作用在物体上的力跟
11、物体在力的方向上通过的距离的乘积。 5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。 6物体做了多少功，就有多少_ _发生了转化。能与功的单位一样，都是_ _。,作用在物体上的力,物体在力的方向上通过的,距离,1,Fs,能量转化,能量,焦耳,例2.下列几种现象中，没有对物体做功的是( ),D,A物体在绳子拉力作用下升高 B静止的小车在拉力作用下运动起来 C汽车在刹车阻力的作用下速度降低 D人用力搬石头，石头不动 【解析】A.物体受拉力作用，并且在拉力作用下向上移动了距离，拉力对物体做功。B.静止的小车受拉力作用，并且沿拉力的方向移动了距离，拉力对小车做功
12、。C.汽车在刹车阻力的作用下降低速度，克服阻力做了功。D.人用力搬石头，石头不动，就是没有移动距离，不做功，故D符合题意。,11如图所示，在水平地面上，小聪用力将箱子拉走了；小明用力推箱子，但箱子没有移走。下面关于做功的分析，正确的是( ),B,A小明用了力，他对箱子做了功 B小聪用力拉动了箱子，她对箱子做了功 C小聪在拉箱子的过程中，箱子的重力做了功 D小明、小聪都没有对箱子做功 【解析】做功的条件是物体受到力，并且在力的方向上通过一定的距离，因此小聪对箱子施加了力，并且箱子被拉动了，所以她做了功。,12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
13、，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重力做功的缘故 B支持力做功的缘故 C摩擦力做功的缘故 D动能转化为势能的缘故,C,【解析】货物随传送带一起匀速斜向上运动，受到重力、支持力和摩擦力的作用。如图所示，重力方向竖直向下，支持力与传送带垂直向上，因为物体C向右上方匀速运动，所以重力和支持力都不做功。物体运动方向与摩擦力方向一致，所以摩擦力对物体做功，物体C的重力势能不断增加。因为物体匀速运动。所以物体的动能不变，没有将动能转化为物体的重力势能。,132014年2月13日，我国运动员李坚柔夺得索契冬奥会女子500 m短道速滑金稗。起跑时，她用脚向后蹬冰面以获得向前的力
14、，这说明力的作用是 _ _。她冰鞋上的冰刀摩擦冰面，冰面熔化，这是通过_方式改变内能。滑过终点线后，由于_她仍向前滑行。,14小生同学用100 N的推力推动重500 N的木箱，使木箱沿推力方向做匀速直线运动，10 s内前进了6 m。求：小生同学对木箱做的功和功率。,相互的,做功,惯性,功率,1功率的概念：_ _。 2功率的物理意义：用来描述_ _，也可反映能量转化的快慢。 3功率的单位：瓦特(W)、千瓦、焦/秒；1瓦1_ _。 4功率的公式：P_ _ _。,单位时间内做的功叫做功率,物体做功快慢,焦/秒,W/t,Fv,例3.下列关于功率的说法正确的是( ) A做功多的物体功率一定大 B做功时间
15、长的物体功率一定小 C完成相同的功，做功时间短的物体功率一定大 D做功越多、做功时间越长的物体功率一定大 【解析】选项A仅说明做功的多少，没有说明做功的时间；选项B仅说明做功所用的时间，没有说明做功的多少；因此选项A、B都不正确。根据功率的定义式PW/t，在完成相同功的前提下，做功时间越短，功率越大，可见选项C正确。对选项D，由于无法确定所做的功与所用的时间的比值，因此无法比较功率的大小，故也是错误的。,C,15在自由下落过程中物体运动速度会越来越快。一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知ABBC。如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2。则下列关系正确的是( ) AW1W2；P1P2 BW1W2；P1P2 CW1W2；P1P2 DW1W2；P1P2,D,16一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
