第三章 1-3节机械能和做功 讲义---2023-2024学年浙教版科学九年级上册

九上 第三章 1-3节 机械能和做功 知识点 1 能 1、 能量是客观存在的，能量是与物体运动有关的物理量，简称能。 2、 能量的种类：机械能、声能、电能、化学能、电磁能、核能。 · 做机械运动的物体具有机械能 · 声音也具有能量，称为声能 · 电也具有能量，称为电能。发电机、电池等电源可以提供电能。 · 食物和燃料（有机物）中储存着化学能。动物通过呼吸作用，燃料通过燃烧，可以把其中的化学能进行释放，然后转化、利用。 · 电磁辐射也具有能量，叫做电磁能。电磁能以电磁波的形式存在。可见光、红外线、紫外线、微波、和X射线都是电磁能的表现形式。 · 原子核发生变化时，会释放核能。 知识点 2 机械能 一、动能 （1）物体由于运动而具有的能量叫做动能。一切做机械运动的物体都具有动能。 （2）动能的大小与物体的质量和速度有关：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。 二、势能 A. 重力势能 1. 定义：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能 2. 决定其大小的因素：物体的质量越大、位置越高，重力势能就越大 B. 弹性势能 1. 定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能 2. 决定其大小的因素：对于同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大 三、机械能 1.动能和势能之和称为机械能。 2.机械能守恒定律：动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果不受阻力，机械能的总量保持不变。 3.动能和势能的相互转化 【注意】 · 分析动能和势能相互转化时，关键是从物体的运动速度、高度、形变的变化情况入手； · 题目中如果有“在光滑接触面上滑动”，或“忽略一切阻力”则表示没有能量损失——机械能守恒。 知识点 3 做功和功率 一、功 1. 定义：如果一个力作用在物体上，且物体在这个力的方向上通过了一段距离，就说这个力对物体做了功 2. 力对物体做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上通过了距离 3. 力不做功的三种情况 三种情况 原因 实例 有距离无力 物体没有受到力的作用，但由于惯性通过了一段距离，这时没有力做功 足球离开脚后在水平面上滚动了一段距离，人对足球没有做功 有力无距离 有力作用在物体上，但物体没有动，即物体没有通过距离 两名同学没有搬起石头，所以对石头没有做功 力与距离垂直 物体受到了力的作用，也移动了一段距离，但通过的距离与力的方向垂直 提着水桶水平移动一段距离，竖直提水桶的力不做功 二、功的计算 1. 功的计算：功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积 2. 公式：用F表示力，s表示在力的方向上通过的距离，W表示功，则W = Fs 3. 单位：在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，功的单位是焦耳，简称焦（J）。 4. 应用W = Fs计算功时，力与物体通过的距离方向必须一致，且对应同一物体、同一段时间 三、做功的实质 做功的过程实质上就是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。因此，可以用功来量度能量转化的多少。能量的单位与功的单位一样，也是焦耳 四、功率 1. 定义：功与做功所用时间之比叫功率，它在数值上等于单位时间内所做的功 2. 物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量 3. 公式：如果用P表示功率，用W表示功，用t表示做功所用的时间，功率的计算公式为 4. 单位：在国际单位制中，功的单位是焦，时间的单位是秒，功率的单位是焦耳每秒（J/s），它有一个专门名称叫瓦特，简称瓦（W） 工程技术上还常用千瓦（kW）、兆瓦（MW）作为功率的单位，1kW = 1000W，1MW = 106W 5. 功率表示做功的快慢，不表示做功的多少，一个力做功的多少由功率和时间两个因素决定。功率大的机械，做功不一定多；做功多的机械，功率也不一定大 五、计算功率的另一个公式 1. 当物体在动力F作用下，以速度v沿力F方向做匀速直线运动时，力F所做的功 W = Fs = Fvt。力F做功的功率 2. 由P = Fv知，功率一定时，机器的牵引力和速度成反比 3. 对两个公式的理解 功率的定义式。它表示做功的物体在t时间内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率。无论受力物体运动状态如何，普遍适用 功率的推导式，它是物体在恒力F作用下，以速度v匀速运动时推导出来的。它能表示物体的瞬时功率 经典例题 1. 运输飞机一边在空中水平匀速飞行，一边往地面投放救灾物资，在这个过程中，飞机的动能______，飞机的重力势能______，飞机的机械能______。（均选填“增大”、“减小”或“不变 2. 人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示为卫星从远地点向近地点运动的过程。针对该过程，以 下说法正确的是（ ） A．动能逐渐增大，