第28讲能的转化与能量守恒

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1、登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网 www.21cnjy. com 精品资料第 1 页 （共 18 页） 版权所有21 世纪教育网第 28 讲能的转化与能量守恒（二）学习提示 功和功率是物理学中的两个基本概念,功是能量转移或转化的量度,而功率则是表示做功快慢的物理量,所以功率也是反映能量转化的快慢的物理量. ,能的多种形式(能也称能量)能量是以多种形式存在的，常见的能量形式有：机械能；光能；内能；电能；化学能；核能 ,机械能(动能和势能统称机械能)1.动能(1)动能的概念：物体由于运动而具有的能(2)动能大小的相关因素：物体的质量越大，动能越大；速度越大，动能也越大. 2重力

2、势能(1)重力势能的概念：物体由于被举高而具有的能20 世纪网版权所有登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网 www.21cnjy. com 精品资料第 2 页 （共 18 页） 版权所有21 世纪教育网(2)重力势能的相关因素：物体的质量越大，位置越高，具有的重力势能越大3弹性势能(1)弹性势能的概念：物体由于发生弹性形变而具有的势能(2)影响弹性势能的相关因素：物体的形变越大，弹性势能就越大4物体的动能和势能可以相互转化5机械能守恒 (1)如果没有摩擦阻力，动能和势能在相互转化的过程中，机械能总量保持不变. (2)如果存在摩擦阻力，动能和势能在相互转化的过程中，机械能的总量会

3、减少减少的机械能转化为由于摩擦而产生的内能名师助学(1)判断物体的动能是否变化，一要看它的速度大小是否发生变化，二要看物体的质量是否发生变化(2)判断物体的重力势能是否变化，一要看它的高度是否发生变化，二要看物体的质量是否发生变化 (3)判断物体的机械能是否发生变化，一要看物体的动能和势能之和是否发生变化，二要看有没有机械能转化成其它形式的能，或其它形式的能转化成物体的机械能如果没有物体的机械能与其它形式能的相互转化，只是动能和势能之间转化，则物体的机械能不变 ,功和功率1.做功的两个必要因素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离，要明确“在力的作用下，物体沿力的方向通过了一段距离，

4、那么这个力就对物体做了功”. 2功的公式：WFs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乘积. 注意点：F 和 s 必须“同一物体” 、 “同一时间” 、 “同一方向” 3功的单位：焦耳(简称“焦”)，1 焦1 牛米4做功的实质：做功的过程就是能量转化的过程，通过做功将一种形式的能登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网 www.21cnjy. com 精品资料第 3 页 （共 18 页） 版权所有21 世纪教育网量转化为另一种形式的能量物体做了多少功，就有多少能量发生了转化功与能的单位一样，都是焦耳5功率的概念：单位时间内做的功叫功率 .功率用来描述物体做

5、功快慢，也可反映能量转化的快慢6功率的公式：PW /t；PFv. 7功率的单位：瓦特(W)、千瓦(kW) 、焦/秒(J/s)；1 瓦1 焦/秒 .状元笔记物理学里所说的功含有“功效”的意思，只有物体“沿力的方向”通过一段距离，这个力才有成效，才做功请注意：下列情况不做功(1)没有力就谈不上做功；(2)没有距离就不做功；(3) 力的方向跟物体移动的方向垂直时，该力对物体也不做功对 接 点 一 ：功 和 功 率 的 概 念常考角度(1)做功的两个必要因素的理解；(2)应用功的计 算公式进行简单的计算【例 1】 (2012浙江温州)为提高学生安全自救和使用灭火器的能力，学校开展消防安全演习20 世纪

6、网版权所有(1)如图 28 1 是一种泡沫灭火器局部示意图，当按压控制杆时，控制杆绕点O 转动，可打开阀门灭火器的控制杆相当于简单机械中的 _图 281(2)打开阀门后，灭火器内的物质喷射到可燃物上，这不但可以降低可燃物的温度，而且在可燃物表面形成一层泡沫，起到_作用，从而达到灭火目的登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网 www.21cnjy. com 精品资料第 4 页 （共 18 页） 版权所有21 世纪教育网(3)演习过程中，小明用 60 牛竖直向上的力将灭火器从地面提高 0.5 米，则小明对灭火器所做的功为_焦解析(1)从泡沫 灭火器局部示意图看出，当按压控制杆时，控制

7、杆绕点 O 转动，可打开阀门此时动力臂大于阻力臂， 为省力杠杆(2)泡沫灭火器在 灭火时喷出泡沫覆盖在可燃物上，使可燃物与空气隔绝其灭火原理是隔绝氧气(3)拉力 F60 N，物体升高距离 h0.5 m，则对物体做功 WFh60 N0.5 m30 J.答案(1)杠杆 (2) 隔绝氧气 (3)30对这类结合物理知识解释生活中的实际问题，一定要密切联系物理学中的原理、公式，根据原理、公式去解决问题【中考预测】1在平地上，李明用 50 N 的水平推力推着重 100 N 的箱子，前进了 10 m，如图 282 所示，李明做了多少功？重力做了多少功？如果李明把这个箱子匀速举高 1.5 m，他做了多少功？图

8、 282李明推箱子做的功是 500 J，还是 1 000 J？哪个数值不对？为什么？解析李明水平推箱子所做的功，等于水平推力乘以箱子水平前进的距离，即W1Fs .重力做的功应等于重力乘以箱子在竖直方向上运动的距离，即W2Gh ，因 h0，所以重力没有做功李明匀速举箱子所用的力 F与箱子所受的重力 G 相等，在 F方向上使箱子升高 h所做的功为：W 3F sG h.答案李明水平推箱子所做的功：W 1Fs50 N10 m 500 J.登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网 www.21cnjy. com 精品资料第 5 页 （共 18 页） 版权所有21 世纪教育网箱子水平前进时，重

9、力做的功：W 2Gh100 N0 m0.李明把箱子举高所做的功：W 3FsG h100 N1.5 m150 J对 接 点 二 ：功 率 的 物 理 意 义 、测 量 及 计 算常考角度(1)功率的物理意义；(2)常见现象中功率的 测量；(3)功率在日常生活中的应用【例 2】 (2012 兰州)中考体育测试跳绳的项目中，某同学在 1 min 内跳了 180次，每次跳的高度大约为 5 cm.他跳绳时的功率大约为()A1000 W B100 WC10 W D1 W解析首先估测出中学生的重力，而跳绳的过程是克服自身重力做功的过程，知道每次跳的高度，可利用公式 WGh 计算出所做的 总功，又知道做功的时

10、间，再利用公式 P 计算出跳绳时的功率初中生体重大约为 600 N，h5 Wtcm0.05 m，所以做的总功为：WGh600 N0.05 m1805 400 J；因为 t1 min60s ，所以跳绳时的功率为：P 90 W；Wt 5 400 J60 s在上述四个答案中，只有 100 W 最接近 90 W，所以 B 符合题意答案B考查功与功率的计算，关 键是重力的估测本题需要注意的是跳绳所做的总功(等于每次所做的功乘以跳绳的次数)，在计算过程中要注意单位的换算【中考预测】登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网 www.21cnjy. com 精品资料第 6 页 （共 18 页） 版

11、权所有21 世纪教育网2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功率的大小是由完成的功和所用的时间共同决定的. 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 P ，在完成相同功Wt的前提下，做功时间越短，功率越大，可 见选项 C 正确对于选项 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，故也是错误的答案C对 接 点 三 ：机 械 能 及 其 转

12、化常考角度(1)动能、势能、机械能的概念；(2)动能和势能的相互 转化以及机械能的变化情况【例 3】 (2012 嘉兴)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功率很大解析缓慢行驶的列车还是将拖拉机撞“飞”了说明列车具有的能量很大，这里的能量指动能；动能的大小与质量和速度有关，质量越大、速度越快， 动能就越大；因列车是缓慢行驶，故速度并不大，但由于列车的质量太大， 导致其动登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网 www.21

13、cnjy. com 精品资料第 7 页 （共 18 页） 版权所有21 世纪教育网能很大；动能越大对外做功的本领就越大，故将拖拉机撞飞；故 A 正确；B、C、D 错误；故选 A.答案A解答本题，需要抓住题目中的关键要素：缓慢行驶、列车质量很大；然后结合动能的影响因素即可解答【中考预测】3为了使快速降落的“神舟九号”飞船返回舱安全着陆，在距离地面几米高处时，开始向下高速喷出高温高压气体，返回舱在从开始喷气到安全着陆的过程中()A动能增大，重力势能减小，机械能不变B动能不变，重力势能减小，机械能减小C动能减小，重力势能减小，机械能减小D动能减小，重力势能增大，机械能不变解析物体的动能跟物体的质量和

14、速度有关，物体的重力势能跟物体的质量和高度有关飞船从高空下落的过程中， 质量不变，高度减小，所以重力势能减小；向下喷出高温高压气体，下落的速度会逐渐减小，故飞船的动能也减小，因此飞船的机械能减小答案C登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网 www.21cnjy. com 精品资料第 8 页 （共 18 页） 版权所有21 世纪教育网有关功的概念及计算的常见错误问题 1：误以为摩擦力会影响到力的做功；问题 2：误以为物体上升时，一定是动能转化为重力势能【典例 1】 甲物体重 100 N，乙物体重 50 N，用 20 N 的水平拉力分别拉甲、乙两物体，使甲物体在粗糙水平面匀速移动 1

15、0 m，使乙物体在光滑水平面加速移动 10 m，则拉力对甲、乙两物体所做的功较多的是 ()A甲 B乙C一样多 D无法判断解析拉力在光滑水平面上和粗糙水平面上大小相同，移动距离相同，根据公式 WFs 可知，两种情况下做功相同故选 C.答案C【典例 2】 (2012成都)如图 283 是运载火箭点火起飞的情景在火箭离地升空的过程中，关于火箭中搭载的卫星的能量及能量转化，下列说法正确的是( )图 283A动能转化为重力势能B重力势能转化为动能C机械能的总量不变D机械能的总量增加解析卫星升空过程中，没有发生弹性形变，不考 虑弹性势能，所以机械能动能重力势能卫星升空的过程中，速度增大，高度增大，所以动能和重力登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网 www.21cnjy. com 精品资料第 9 页 （共 18 页） 版权所有21 世纪教育网势能都增大卫星具有的机械能也增大增大的机械能是通过外力做功获得的只有 D 符合 题意故 选 D.答案D1.解决这类问题的关键是理解做功的两个必要因素，学会从两个必要因素去分析思考，二者缺一不