内容正文:
功和机械能
1. 结合实例,认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化的过程。
2. 知道动能、势能和机械能。通过实验,了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。
复习目标
一、 功
1. 功的物理意义
(1) 定义:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,这个力就对物体做了功(机械功)。
(2) 做功的必要条件:一是作用在物体上的 力 ,二是物体在力的方向上移动的 距离 。
力
距离
知识梳理
2. 功的计算
(1) 定义:力学中,功等于 力 与 物体在力的方向上移动的距离 的乘积,常用字母 W 表示。
(2) 公式:W= Fs 。变形式:F= (计算力),s= (计算距离)。
(3) 单位:力的单位是N、距离的单位是m时,功的单位是 焦耳 ,符号是 J 。
力
物体在力的方向上移动的距
离
W
Fs
焦
耳
J
二、 功率
1. 功率的定义: 功 与 做功所用时间 之比叫做功率,常用字母 P 表示。
2. 功率的物理意义:功率是表示物体做功 快慢 的物理量,数值上等于 单位时间内所做的功 。
3. 公式和单位
功
做功所用时间
P
快慢
单位时间内所做的功
(1) 定义式:P= 。 W表示功,单位为J;t表示做功的时间,单位为s;P表示功率,单位为 瓦特 ,简称 瓦 ,符号为 W 。 功率的常用单位还有kW、MW,1kW= 103 W,1MW=106W。
(2) 变形式:W= Pt (计算功);t= (计算做功时间)。
(3) 推导式:P= Fv 。 F表示力,单位为N;v表示物体在 力 的方向上的速度,单位为 m/s 。
瓦特
瓦
W
103
Pt
Fv
力
m/s
三、 机械能
1. 能量
(1) 定义:物体能够 对外做功 ,我们就说这个物体具有能量,简称能。
(2) 单位: 焦耳(J) 。
2. 动能
(1) 定义:物体由于 运动 而具有的能,叫做动能。一切运动的物体都具有动能。
(2) 影响因素:
① 物体的质量:运动速度相同的物体,质量越大,动能越 大 。
② 物体的速度:质量相同的物体,运动的速度越大,动能越 大 。
对外做功
焦耳(J)
运动
大
大
3. 重力势能
(1) 定义:在地球表面附近,物体由于 受到重力并处在一定高度时 所具有的能,叫做重力势能。
(2) 影响因素:
① 物体的质量:高度相同的物体,质量越大,重力势能越 大 。
② 物体的高度:质量相同的物体,位置越高,重力势能越 大 。
受到重力并处在一定高度
时
大
大
4. 弹性势能
(1) 定义:物体由于发生 弹性形变 而具有的能,叫做弹性势能。
(2) 影响因素:同一个物体,在它的弹性限度内,弹性形变越大,具有的弹性势能就越 大 。
5. 机械能
(1) 定义:动能和势能统称为机械能。
(2) 机械能及其转化:
① 动能和势能是可以相互转化的。
② 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 保持不变 。
弹性形变
大
保持不变
考点一 功
1. (2022·连云港)2022年北京冬奥会广泛应用智能设备,一款智能送餐机器人重为500N,如果机器人在水平路面上以0.8m/s的速度沿直线匀速运动50m,它所受到的阻力为60N,那么机器人所受的重力做功为 0 J,牵引力对机器人做功 3000 J。
0
3000
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
考点突破
2. (2023·镇江)小华参加校外劳动时,经历了如下过程:① 她用力搬一筐玉米,未能搬起;② 她又用力推筐,仍未推动;③ 在小明的帮助下,他们将这筐玉米抬起并放到手推车上;④ 接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。下列说法中,正确的是( C )
A. ①中小华对这筐玉米做了功
B. ②中小华对这筐玉米做了功
C. ③中他们对这筐玉米做了功
D. ④中他们对手推车没有做功
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
3. (2023·南充模拟)如图所示,甲、乙、丙三种情况下,用大小相同的力F使同一物体沿不同的轨迹移动了相同的距离s,下列对于三种情况下拉力F所做功的分析,正确的是( D )
A. W甲=W乙=W丙 B. W甲=W乙<W丙
C. W甲=W乙>W丙 D. W甲<W丙<W乙
第3题
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
考点二 功率
4. (2023·德阳)无人机在现在的生产生活中有着广泛的应用。如图所示为一