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1、_专题训练三功和机械能【学习目标】1. 做功的两个必要因素，功的计算；2. 知道功率的概念、计算公式和单位，能说明有关问题并进行计算；3. 理解动能、重力势能的初步概念，知道什么是弹性势能；4. 知道动能的大小与质量和速度有关，重力势能的大小与质量和高度有关；知道弹性势能的大小与弹性形变有关；5. 能解释一些动能和势能相互转化的简单现象；6. 能解释有关动能和势能相互转化的例子。【知识网络】【要点梳理】要点一、功1. 做功的两个必要因素：(1) 作用在物体上的力；(2) 物体在力的方向上通过的距离。2. 不做功的三种情况（ 1）物体受力 , 但物体没有在力的方向上通过距离。此情况叫“劳而无功”
2、。（ 2）物体移动了一段距离 , 但在此运动方向上没有受到力的作用 ( 如物体因惯性而运动 ) 。此情况叫“不劳无功”。（ 3）物体既受到力 , 又通过一段距离 , 但两者方向互相垂直 ( 如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动) 。此情况叫“垂直无功” 。3. 功的计算：（ 1）公式：一般式 WFs ；常用式 W Gh(克服重力做功 ) 或 W f 阻 s( 克服摩擦阻力做功 ) 。（ 2）单位：焦耳 (J)精品资料_4. 注意事项：（ 1）F 与 s 的方向应在同一直线上( 初中要求 )( 比如一个人提着一重物G,从山脚顺着“之”字形的山路爬到山顶 , 此时人克服重力做功所移动的距离并不是山
3、路的长, 而是从山脚到山顶的高)（ 2）做功的多少 , 由 W Fs 决定 , 而与物体的运动形式无关.要点诠释：1. 判断物体做功的依据 : 做功的两个必要因素，重点抓住力作用在物体上是否有“成效”。2. 在分析做功情况时还应注意以下几点：（ 1）当物体的受力方向与运动方向不垂直时, 这个力就要做功。（ 2）一个物体同时受几个力的作用时 , 有一些力做了功 , 有些力没有做功。因此 , 讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功。（ 3）什么叫物体克服阻力做功: 若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F 的作用 , 我们通常说物体克服阻力F 做了功。比如 : 物体在竖直向上运动h 的过程中
4、 , 物体克服重力做功, 功的大小为W Gh；再如：物体在水平方向上向前运动s, 物体克服摩擦力做功, 功的大小为W fs 。要点二、功率1. 物理意义：表示物体做功的快慢。2. 定义：物体在单位时间内所做的功。3. 计算式：， P表示功率， W 表示功， t表示时间，使用公式计算功率时，必须注意W 和 t 的对应关系。 W 为在 t 时间内所做的功，而t 为做 W 这么多的功所用的时间。4. 推导式：，式中 F 为做功的力而v 为速度。5. 单位：瓦 (W)要点诠释：1. 注意区别功与功率。功率与功是两个不同的物理量, “功”表示做功的“多少” , 而“功率”则表示做功的“快慢”, “多少”
5、与“快慢”的意义不一样。只有在做功时间相同时, 做功多的就做功快。否则,做功多 , 不一定做功就快, 即“功率”不一定就大。也就是说: 功率与功和时间两个因素有关。2. 由 P W/t 变形为 P Fv 可知 : 功率一定时 , 力 F 与速度 v 成反比。要点三、动能和势能1. 能量（能） : 物体能够对外做功，我们就说它具有能量。简称能。可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。不同的物体做功的本领也不同。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。2. 动能：定义：物体由于运动而具有的能，叫做动能。3. 探究物体的动能跟哪些因素有关：（ 1）让同一个钢球A，分别
6、从不同的高度由静止开始滚下。实验表明，钢球从高处滚下，高度h 越高，钢球运动到水平面时越快，木块B 被撞得越远。所以，质量相同时，钢球的速度越大，动能越大。（ 2）改变钢球的质量，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下。实验表明，速度相同时，质量越大的钢球将木块B撞得越远。所以钢球的速度相同时，质量越大，动能越大。（ 3）结论：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。4. 势能：（ 1）重力势能：物体由于高度所决定的能，叫做重力势能。例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个精品资料_坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里。（ 2）影响重力势能的因素：质
7、量、高度（ 3）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。（ 4）影响弹性势能的因素：弹性形变要点诠释：1. 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，因此，能的单位和功的单位相同，都是焦2. 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。要点三、动能和势能1. 机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。2. 机械能的转化：动能和势能可以相互转化。（ 1）滚摆上下运动的过程中动能和势能的转化：滚摆由上向下运动时，高度降低，速度加快，重力势能转化为动能；向上运动时，高度升高
8、，速度减慢，动能转化为重力势能。（ 2）蹦床上的运动员从高处下落、接触蹦床、弹起的过程中，动能和势能的转化：运动员在下落过程中，是重力势能转化为动能；当运动员接触蹦床后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能，运动员被弹起的过程中，蹦床的弹性势能转化为运动员的动能；运动员上升的过程中，动能转化为重力势能能。动能和势能可以相互转化。3. 机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说机械能守恒。要点诠释：1. 动能和势能统称为机械能的理解： （1）有动能的物体具有机械能； （ 2）有势能的物体具有机械能； （ 3）同时具有动能和势能的物
9、体具有机械能。2. 机械能转化和守恒”可以分两个层次理解： （ 1）机械能可以相互转化。 （ 2）机械能在转化后总量守恒。【典型例题】类型一、判断力对物体是否做功1.（ 2015?徐州模拟）小明用 100N的力踢一个重5N 的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了20m，在球滚动的过程中（）A小明对足球做功2000JB重力对足球做功100JC小明对足球做功2100JD小明和重力对足球做功都是0J举一反三：【变式】水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下，沿拉力的方向移动一段距离。则下列判断正确的是（）A. 文具盒所受重力做了功B.文具盒所受支持力做了功C. 文具盒所受拉力做了功D.没有力对文具盒
10、做功类型二、功及功率的计算2. 用弹簧测力计水平拉着重为8N 的木块，在水平长木板沿直线匀速移动0.5m，如图所示，木块受到的摩擦力是N，木块所受的重力做功J。精品资料_举一反三 ：【变式】（ 2015 秋?密云县校级期中）水平地面上有一个重100 牛的物体，在水平推力作用下沿推力的方向匀速运动了5 米时，用了 10 秒，在这个过程中， 推力对物体做功的功率是15 瓦，则推力大小是 （）A100 牛B 500 牛C 30 牛D50 牛3. 一列质量为 1 103t 的火车，以 180km/h 的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是 9103N。（ 1）火车的牵引力多大？（ 2）火车行
11、驶 1min 时间内，重力做了多少功？机车牵引力做了多少功？牵引力的功率多大？类型三、机械能的转化与守恒4. 如图所示， 在用滚摆做探究“机械能的相互转化”的活动时，把滚摆悬挂在框架上，用手捻动滚摆使悬线缠在轴上，滚摆升到最高点后，放开手，可以看到滚摆下降，越转越，到最低点时滚摆转而，直到差不多回到的位置。滚摆在位置时重力势能最大，在时动能最大。可见，和可以相互转化。举一反三 ：【变式】如图所示，嫦娥一号卫星成功实施了三次近月制动，顺利完成“太空刹车”动作，建立了正常的姿态。在制动过程中嫦娥一号的机械能（填“增大”、“不变”或“减小”）。精品资料_5. 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WB. 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，势能的减少
