内容正文:
第十一章 功和机械能
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知识梳理
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一、功和功率
1.功
(1)功的两个因素
①作用在物体上的____.
②物体在这个力的方向上____________.
力
移动的距离
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(2)不做功的三种情况
(3)功的大小
功等于____与____________________________的乘积.
(4)功的计算公式:________;
变形公式:_______,_______.
(5)单位:______,符号:__.
力
物体在力的方向上移动的距离
焦耳
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2.功率
(1)物理意义:表示做功的______.
(2)概念:____与______________之比.
(3)公式:_______;
变形公式:________,______.
推导公式: ________.
快慢
功
做功所用时间
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(4)单位:
①主单位:______,符号:___.
②常用单位:千瓦,符号:_____.
③单位换算:_____ .
瓦特
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二、动能和势能
1.能量:物体能够__________,我们就说这个物体具有能量,简称能.
2.动能:
(1)定义:物体由于______而具有的能.
(2)决定因素:
①质量相同的物体,运动的速度______,它的动能越大.
②运动速度相同的物体,质量______,它的动能越大.
对外做功
运动
越大
越大
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3.势能:
(1)重力势能:
①定义:在地球表面附近,物体由于__________________________所具
有的能.
②决定因素:物体的______越大,______越高,它具有的重力势能就越大.
(2)弹性势能:
①定义:物体由于发生__________而具有的能.
②决定因素:物体的__________越大,它具有的弹性势能就越大.
受到重力并处在一定高度时
质量
位置
弹性形变
弹性形变
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三、机械能及其转化
1.机械能
(1)定义:动能、重力势能和弹性势能统称为______能.
(2)转化:动能和势能可以相互转化.
(3)守恒:如果只有动能和势能相互转化,那么在转化过程中机械能的
总和______.
机械
不变
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2.水能和风能
(1)流动的水和风具有大量的______能.
(2)应用:
①水能的应用:____________________.
②风能的应用:________________.
机械
水力发电、航运运输
风车、风力发电
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考点一 功和功率的定义
【例1】 下列关于功率的说法正确的是( )
C
A.物体做功越多,功率越大 B.物体做功时间越短,功率越大
C.物体做功越快,功率越大 D.物体做功时间越长,功率越大
[解析] 功率是描述物体做功快慢的物理量,其大小取决于做功的多少和做功时间的长短两个物理量,物体做功越多,所用时间越短的做功快,即功率大,C正确.
典例精析
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1.[2023·长沙] 如图所示,大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二
楼,在这个过程中,下列说法正确的是( )
D
A.小孩对砖做功更多 B.小孩对砖做功更快
C.大人对砖做功更多 D.大人对砖做功更快
对点练习
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考点二 功和功率的计算
【例2】 [2022·山西] 频闪拍摄是研究物体运动的最好方式之一.如图所
示,是小亮用相机每隔 曝光一次,拍摄的汽车在平直公路上行驶时的频
闪照片.拍摄过程中汽车的总质量约为 ,所受阻力约为车重的0.3倍.搜
集汽车信息得知车身长,静止时车轮与地面的总接触面积为 .求:
取
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(1)汽车静止时对水平地面的压强;
[解析] 汽车静止在水平地面,对地面的压力为
,汽车对水平地面的压强为 .
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(2)拍摄过程中汽车的输出功率.
[解析] 分析图片可知,汽车在平直公路上每通过的路程均为,在拍摄过程中做匀速直线运动,汽车在拍摄过程中受到的牵引力,拍摄过程中汽车的输出功率为 .
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2.[2023·内江] 如图是当今世界上最新研发的“侦
探猎犬”超音速汽车,最大车速能达到
,它创造了短期内无法超越的世界
纪录.在某次测试中,该超音速汽车以 的速度在水平轨
道上匀速直线行驶时,汽车受到水平方向的阻力为 ,求在这
次测试中:
对点练习
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(1)汽车受到水平方向的牵引力;
解:由题意可知,超音速汽车在水平轨道上匀速直线行驶时,处于平衡
状态,受到平衡力作用,因此汽车在水平方向上受到的阻力和牵引力是
一对平衡力,大小相等,则汽车受到水平方向的牵引力为
.
(2)汽车牵引力的功率.
[答案] 汽车的速度为 ,根据
可得,汽车牵引力的功率为
.
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考点三 机械能及其转化
【例3】 [2023·南充] 体育课上小唐同学进行传接
排球训练,他将球斜向上抛出,球的运动轨迹如