87《功和機械能》全章復(fù)習(xí)與鞏固(基礎(chǔ))知識講解-初二下冊物理

功和機械能全章復(fù)習(xí)與鞏固（基礎(chǔ)）【學(xué)習(xí)目標】.做功的兩個必要因素，功的計算；.知道功率的概念、計算公式和單位，能說明有關(guān)問題并進行計算；.理解動能、重力勢能的初步概念，知道什么是彈性勢能；.知道動能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，重力勢能的大小與質(zhì)量和高度有關(guān)；知道彈性勢能的大小與彈性形變有關(guān)；.能解釋一些動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的簡單現(xiàn)象；.能解釋有關(guān)動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的例子。【知識網(wǎng)絡(luò)】「定文：包含網(wǎng)個小要因索才和FF其中,mP方向必繳一致公式：卬單位：焦耳門1J=IN?m1物理意義？做功的恭少功都機Y械??［定義.單儂時間內(nèi)所做的功功率J公式斤子推導(dǎo)式…二巖=F￥單位瓦得）門W-IJAUKW=I?Wt物理意義I做頊的快慢.i4tJ概念!物體由于趨動而具有的能叫楣美因素必、如現(xiàn)越大2越大,則動能越大fJfi力絡(luò)能機勢能械“能彈性勢能概念3??由于高度所決定的能相關(guān)因素所5,演越大小越大，則黃力勢能越大概念:物體由于費生源性形交而具有的能相關(guān)因素t力.彈性形變（力）能大I則彈性勢能越大轉(zhuǎn)牝：動能2重力勢?動能j帶性勢能應(yīng)用；地球衛(wèi)星F需秋于，漆擺等機械能守恒m只有動能和勢能褥互轉(zhuǎn)化機械能的總和不變水?fe和風(fēng)能的利嵬【要點梳理】要點一、功.做功的兩個必要因素：⑴作用在物體上的力；⑵物體在力的方向上通過的距離。.不做功的三種情況（1）物體受力,但物體沒有在力的方向上通過距離。此情況叫“勞而無功”。（2）物體移動了一段距離,但在此運動方向上沒有受到力的作用（如物體因慣性而運動）。此情況叫“不勞無功”。（3）物體既受到力,又通過一段距離,但兩者方向互相垂直（如起重機吊起貨物在空中沿水平方向移動）。此情況叫“垂直無功”。.功的計算：（1）公式：一般式W=Fs；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）單位：焦耳J）4.注意事項：(1)F與S的方向應(yīng)在同一直線上(初中要求)(比如一個人提著一重物G,從山腳順著“之”字形的山路爬到山頂,此時人克服重力做功所移動的距離并不是山路的長,而是從山腳到山頂?shù)母?(2)做功的多少，由W=Fs決定,而與物體的運動形式無關(guān).要點詮釋：.判斷物體做功的依據(jù):做功的兩個必要因素，重點抓住力作用在物體上是否有“成效”。.在分析做功情況時還應(yīng)注意以下幾點：(1)當(dāng)物體的受力方向與運動方向不垂直時,這個力就要做功。一個物體同時受幾個力的作用時,有一些力做了功,有些力沒有做功。因此,講做功必須指出是哪一個力對哪一個物體做功。(3)什么叫物體克服阻力做功:若物體在運動方向上受到一個與此方向相反的力F的作用,我們通常說物體克服阻力F做了功。比如:物體在豎直向上運動h的過程中,物體克服重力做功,功的大小為W=Gh;再如：物體在水平方向上向前運動s,物體克服摩擦力做功,功的大小為W=fso要點二、功率.物理意義：表示物體做功的快慢。.定義：物體在單位時間內(nèi)所做的功。W.計算式：F=—，P表示功率，W表示功，t表示時間，使用公式計算功率時，必須注意W和t的t對應(yīng)關(guān)系。W為在t時間內(nèi)所做的功，而t為做W這么多的功所用的時間。WFE.推導(dǎo)式：F=-=——=/期，式中F為做功的力而V為速度?！阾.單位：瓦(W)要點詮釋：.注意區(qū)別功與功率。功率與功是兩個不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”則表示做功的，，快慢”，“多少”與，，快慢”的意義不一樣。只有在做功時間相同時,做功多的就做功快。否則,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大。也就是說:功率與功和時間兩個因素有關(guān)。.由P=W∕t變形為P=FV可知:功率一定時,力F與速度V成反比。要點三、動能和勢能.能量(能)：物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說它具有能量。簡稱能。可見物理學(xué)中，能量和功有著密切的聯(lián)系，能量反映了物體做功的本領(lǐng)。不同的物體做功的本領(lǐng)也不同。一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大。.動能：定義：物體由于運動而具有的能，叫做動能。.探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)：(1)讓同一個鋼球A,分別從不同的高度由靜止開始滾下。實驗表明，鋼球從高處滾下，高度h越高，鋼球運動到水平面時越快，木塊B被撞得越遠。所以，質(zhì)量相同時，鋼球的速度越大，動能越大。(2)改變鋼球的質(zhì)量，讓不同的鋼球從同一高度由靜止開始滾下。實驗表明，速度相同時，質(zhì)量越大的鋼球?qū)⒛緣KB撞得越遠。所以鋼球的速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大。(3)結(jié)論：質(zhì)量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能也越大。.勢能：(1)重力勢能：物體由于高度所決定的能，叫做重力勢能。例如：舉高的鉛球，落地時能將地面砸個坑；舉高的夯落下時能把木樁打入地里。（2）影響重力勢能的因素：質(zhì)量、高度（3）彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能。（4）影響彈性勢能的因素：彈性形變要點詮釋：1.能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量，因此，能的單位和功的單位相同，都是焦2?一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功。也不一定要做功。要點三、動能和勢能.機械能：動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能。.機械能的轉(zhuǎn)化：動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。（1）滾擺上下運動的過程中動能和勢能的轉(zhuǎn)化：滾擺由上向下運動時，高度降低，速度加快，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；向上運動時，高度升高，速度減慢，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。（2）蹦床上的運動員從高處下落、接觸蹦床、彈起的過程中，動能和勢能的轉(zhuǎn)化：運動員在下落過程中，是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；當(dāng)運動員接觸蹦床后，床面發(fā)生彈性形變，運動員的動能轉(zhuǎn)化成蹦床的彈性勢能，運動員被彈起的過程中，蹦床的彈性勢能轉(zhuǎn)化為運動員的動能；運動員上升的過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能能。動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。.機械能守恒：如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，盡管動能、勢能的大小會變化，但機械能的總和不變，或者說機械能守恒。要點詮釋：.動能和勢能統(tǒng)稱為機械能的理解：（1）有動能的物體具有機械能；（2）有勢能的物體具有機械能；（3）同時具有動能和勢能的物體具有機械能。.機械能轉(zhuǎn)化和守恒”可以分兩個層次理解：（1）機械能可以相互轉(zhuǎn)化。（2）機械能在轉(zhuǎn)化后總量守恒?！镜湫屠}】類型一、判斷力對物體是否做功◎（2015?徐州模擬）小明用100N的力踢一個重5N的足球，球離腳后在水平草地上向前滾動了20m,在球滾動的過程中（ ）A.小明對足球做功2000JB.重力對足球做功100JC小明對足球做功2100JD.小明和重力對足球做功都是0J【答案】D【解析】球離腳后，在水平草地上向前滾動的過程中，靠慣性運動，球脫離了腳，腳沒有給球施加力，對球不做功，故D正確，A、B、C都錯，故選Do【總結(jié)升華】本題考查了做功的兩個必要因素，抓住“球離腳后，腳、球之間沒有力的作用”是本題的關(guān)鍵。舉一反三：【變式】水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下，沿拉力的方向移動一段距離。則下列判斷正確的是（ ）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.沒有力對文具盒做功【答案】C類型二、功及功率的計算.用彈簧測力計水平拉著重為8N的木塊，在水平長木板沿直線勻速移動0?5m,如圖所示，木塊受到的摩擦力是N,木塊所受的重力做功Jo【思路點撥】（1）彈簧測力計的分度值為0?2N,由指針所在的位置得出拉力大小，由于木塊做勻速直線運動，拉力等于摩擦力；（2）木塊水平移動，在重力的方向上沒有移動距離，重力不做功?！敬鸢浮?.4；O【解析】（1）由圖可知，拉力F=2.4N,???木塊做勻速直線運動，.*.f=F=2.4N；（2）由于木塊水平移動，在重力的方向上沒有移動距離，所以重力做功為0?！究偨Y(jié)升華】本題考查二力平衡條件的應(yīng)用和功的計算，關(guān)鍵是知道平衡力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，作用在同一物體上；做功的條件是有力作用在物體上、并且在力的方向上移動距離。舉一反三：【變式】（2015秋?密云縣校級期中）水平地面上有一個重IOO牛的物體，在水平推力作用下沿推力的方向勻速運動了5米時，用了10秒，在這個過程中，推力對物體做功的功率是15瓦，則推力大小是（ ）A.IOO牛B.500牛C30牛D.50?！敬鸢浮緾C3.一列質(zhì)量為1×103t的火車，以180km∕h的速度在平直軌道上勻速行駛，整列火車受到的阻力是9X103N。（1）火車的牽引力多大？（2）火車行駛1min時間內(nèi)，重力做了多少功？機車牽引力做了多少功？牽引力的功率多大？【思路點撥（1）首先根據(jù)二力平衡的條件，搞清火車所受牽引力與阻力之間的關(guān)系。（2）根據(jù)功的計算公式：W=Fs。并且要搞清F與S的關(guān)系，S必須是在力的方向上移動的距離。通過分析重力沒有在力的方向上移動距離，所以重力沒有做功。根據(jù)功的計算公式計算出牽引力做的功，然后,,、，八W,_ 根據(jù)公式P=7計算出牽引力的功率?！敬鸢概c解析】（1）火車在平直軌道上勻速行駛，牽引力等于阻力：F牽=f=9×103N（2）重力方向豎直向下，物體在水平方向移動，所以重力沒有做功，因此W=0N。G因為：V=180km/h=50m/S，t=1min=60s火車在水平方向移動的距離是：S=Vt=50m/s×60s=3×103m；所以牽引力做的功為：W=F5=9×lθ32V×3×lθ3m=2.7×10v7牽牽nW牽引力的功率：P==

t2.7x107760S=4.5X105W答：火車的牽引力是9×103N。重力做的功為0；機車的牽引力做的功為2.7X107J；牽引力的功率為4.5X105W?！究偨Y(jié)升華】此題考查了二力平衡條件及應(yīng)用、功、功率的計算。特別是功的計算，一定要搞清F、S之間的關(guān)系，S是在力的方向上移動的距離。舉一反三：【變式】小童同學(xué)用50N的水平推力，使放在水平桌面上重200N的物體做勻速直線運動，若該物體在10s內(nèi)移動4m，則在此過程中，物體受到的摩擦力是N，小童做功的功率是—W?！敬鸢浮?0；20【解析（1）物體在50N的推力作用下，在水平方向做勻速直線運動，所以摩擦力等于推力，也是50N；S4mC.,（2）物體移動的速度為：V=-= =0.4m/St10S小童做功的功率為：P=FV=50NX0.4m/S=20W。類型三、機械能的轉(zhuǎn)化與守恒眇.如圖所示，在用滾擺做探究“機械能的相互轉(zhuǎn)化”的活動時，把滾擺懸掛在框架上，用手捻動滾擺使懸線纏在軸上，滾擺升到最高點后，放開手，可以看到滾擺下降，越轉(zhuǎn)越—，到最低點時滾擺轉(zhuǎn)而,直到差不多回到—的位置。滾擺在位置時重力勢能最大，在時動能最大?？梢?，和可以相互轉(zhuǎn)化?！敬鸢浮靠欤簧仙?；原來；最高點；最低點；重力勢能；動能【解析】滾擺是重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化的機械，故滾擺升到最高點后，放開手，可以看到滾擺旋轉(zhuǎn)著下降，越轉(zhuǎn)越快，到最低點時滾擺轉(zhuǎn)而上升，直到回到接近原來的位置；滾擺在最高點位置時重力勢能最大，在最低點時動能最大；可見，重力勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化。【總結(jié)升華】解決此類問題的關(guān)鍵是要知道各能量跟哪些因素有關(guān)，根據(jù)各因素的變化情況分析能量的變化情況。舉一反三：【變式】如圖所示，嫦娥一號衛(wèi)星成功實施了三次近月制動，順利完成“太空剎車”動作，建立了正常的姿態(tài)。在制動過程中嫦娥一號的機械能（填“增大”、“不變”或“減小”）。進入月球軌道【答案】減小▼5.如圖所示是一個左右對稱的凹形槽，將小球從A點由靜止釋放，若小球由A點到B點運動過程中克服摩擦力做的功用W表示，忽略空氣阻力，則下列說法正確的是（ ）A.小球從A點運動到B點的過程中，勢能的減少量與動能的增加量之差等于WB.小球能夠從A點運動到D點C.小球從A點運動到B點的過程中，勢能的減少量等于動能的增加量D.小球從A點運動到C點的過程中，機械能的減少量等于動能的增加量【答案】A【解析】從A點到B點的過程中，小球克服重力、摩擦力做功，所以機械能不守恒；小球減少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化成小球的動能，一部分克服摩擦力做功?！究偨Y(jié)升華】題目考查了機械能的轉(zhuǎn)化和守恒，掌握機械能守恒的條件：只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的時候，機械能才守恒。舉一反三：【變式】（多選）如圖所示，一個靜止的木塊〃，從O點分別沿不同的光滑軌道E、QB、口C、CfQ自由下滑，到達同一水平地面上，如果不計空氣阻力，以下說法正確的是（）A.到達地面時動能不相等，沿3軌道下滑時動能最大B.在不同的軌道上運動時，重力勢能的變化相同C.沿著不同軌道到達地面時速度大小相同D.沿不同軌道運動時，M的機械能保持不變【答案】BCD類型四、實驗探究.如圖是探究動能大小與哪些因素有關(guān)的實驗裝置。丙（1）試驗中通過觀察木塊在同一水平面上被推動的來比較小球的動能大小。（2）將同一小球從同一斜面的不同高度（hι>h2）由靜止開始釋放的目的是：使小球到達斜面底部時的速度。 ?2（3）小球推動木塊，最后靜止時的位置如圖甲乙所示，分析可知小球的動能與速度的大?。ㄟx填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。（4）如圖丙所示，質(zhì)量較小的撲克牌動能較大時能切入黃瓜，根據(jù)上