第02单元　第14课时　功、功率　机械能及其转化课件2025年中考物理一轮复习（江西专版）

实验突破　提升素养 第二单元　力学 第14课时　功、功率　机械能及其转化 教材梳理　夯实基础 考向探究　培养能力 考点一 功及其计算 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,就说这个力对物体做了功 两个必 要因素 　①作用在物体上的　　　　;  　②物体在力的方向上移动了　　　  不做功 的三种 情况 现象 　踢出足球,使其在地面上滚动10 m 　用力搬大石头,没有搬动 　人提着桶前进 图示 力 距离 教材梳理　夯实基础 返回目录 2 (续表) 不 做 功 的 三 种 情 况 现象 　踢出足球,使其在地面上滚动10 m 　用力搬大石头,没有搬动 　人提着桶前进 分析 　有距离无力⇒足球滚动10 m的过程中,脚对球　　　力  　有力无距离⇒石头受力,但静止, 　　　　移动距离  　力与距离垂直⇒有力也有移动距离,但力的方向与距离的方向　　   结论 　都没有看到力的作用成效,故力都　　　　(选填“做功”或“不做功”)  没有 没有 垂直 不做功 教材梳理　夯实基础 返回目录 (续表) 计算 　功等于力与物体在力的方向上移动的距离的　　　  　W=　  　[拓展]重力做功W=Gh;摩擦力做功W=fs 常见值 　①把2个鸡蛋举高1 m,做的功大约是1 J;②将地上的物理课本捡到课桌上,人对课本做功约2 J;③一名中学生从1楼爬到3楼,克服自身重力做功约3000 J 乘积 Fs 教材梳理　夯实基础 返回目录 1.【教材图片题】如图14-1所示的情境中,人对物体做功的是 (　　) A.图甲:人用力搬石头,没有搬动 B.图乙:人将货物从地面拉到高处 C.图丙:人推一块大石头,没有推动 D.图丁:人使箱子沿水平方向做匀速直线运动 基础配练 B 图14-1 教材梳理　夯实基础 返回目录 定义 　　　　与　　　　　　 　之比叫功率,符号:P。它在数值上等于单位时间内做的功  物理 意义 　表示做功　　　　的物理量。功率大,说明做功　　　　,但做的功不一定多;功率小,说明做功　　　　,但做的功不一定少  公式 　P=　   考点二 功率及其计算 功 做功所用时间 快慢 快 慢 1000 教材梳理　夯实基础 返回目录 (续表) 公式变形 　W=　　　　;t=　　　　  公式 推导 　当物体在力F的作用下以速度v做匀速直线运动时,由W=Fs和P=得,P==　　　  Pt Fv 教材梳理　夯实基础 返回目录 2.关于功和功率,下列说法正确的是 (　　) A.做功快的机器,功率一定大 B.功率越大的机器,做功一定越多 C.做功时间越长的机器,做功一定越快 D.做功越多的机器,功率一定越大 基础配练 A 教材梳理　夯实基础 返回目录 3.2022年北京冬奥会上智能设备被广泛应用。如图14-2所示,一款智能送餐机器人的重力是500 N,如果机器人在水平路面上以0.8 m/s的速度沿直线匀速运动50 m,它受到的阻力为60 N。此过程中机器人的重力做功为 　　　　J;牵引力对机器人所做的功为　　　　J,功率为　　　　W。  图14-2 0 3000 48 教材梳理　夯实基础 返回目录 项目 动能 势能 重力势能 弹性势能 区 别 定 义 　物体由于　　　而具有的能  　物体由于受到　　　　并处在　　　　　　时所具有的能  　物体由于发生 　　　　形变而具有的能  考点三 动能和势能 运动 重力 一定高度 弹性 教材梳理　夯实基础 返回目录 (续表) 项目 动能 势能 重力势能 弹性势能 区 别 影响 因素 　物体的动能与物体的 　　　和　　　有关。质量相同的物体,运动速度越大,它的动能越　 ;运动速度相同的物体,质量越　　　 ,它的动能越大  　物体重力势能的大小取决于物体的　　　　和被举高的　　　　。质量相同的物体,被举高的高度越高,重力势能就越　　　　;高度相同的物体,质量越大,重力势能就越　　　　　  　同一物体的弹性形变越大,具有的弹性势能就越　　　  质量 速度 大 大 质量 高度 大 大 大 教材梳理　夯实基础 返回目录 (续表) 项目 动能 势能 重力势能 弹性势能 联系 　动能和势能在一定条件下可以相互转化 常考隐含条件解读 　当物体质量不变时: 　(1)匀速⇒速度不变,动能　　　;加速⇒速度增大,动能　　 　;减速⇒速度减小,动能　　　　。  　(2)上升⇒高度增大,重力势能　　　　;下降⇒高度减小,重力势能　　　　  不变 增大 减小 增大 减小 教材梳理　夯实基础 返回目录 4.在抗震救灾时,运送救灾物资的飞机在某一水平高度匀速飞行,当它把救灾物资投下后,救灾物资在下落过程中重力势能　　　　;在整个过程中飞机的动能将　　　　。(均选填“增大”“减小”或“不变”)  基础配练 减小 减小 教材梳理　夯实基础 返回目录 机械能 　动能、重力势能和弹性势能统称为机械能 机械能 守恒 　如果只有动能和势能的相互转化,机械能的总和保持　　　　,或者说机械能　　　　。当物体在运动时,若除重力外无其他外力做功,则物体机械能　　　　  动能 和势能 相互转化 　不计能量损失、物体质量不变时,动能和势能可以相互转化。 考点四 机械能及其转化 不变 守恒 守恒 教材梳理　夯实基础 返回目录 (续表) 动能 和势能 相互转化 　[注意]现实生活中,由于存在各种摩擦,机械能是不守恒的。 　[关键性解读]光滑、不计空气阻力⇒机械能　　　　;粗糙、阻力⇒机械能　　　　  守恒 减小 教材梳理　夯实基础 返回目录 5.踢毽子是一种传统的健身活动,如图14-3所示,在踢出的毽子上升的过程中(不计空气阻力),毽子的　　　能转化为　　　　能,其机械能　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。  基础配练 图14-3 动 重力势 不变 教材梳理　夯实基础 返回目录 6.(2024自贡)很多同学都玩过荡秋千,如图14-4所示,下列说法正确的是(　　) A.秋千荡到最低点时只有动能 B.秋千荡到最高点时有重力势能和动能 C.从最低点荡到最高点的过程中重力势能转化为动能 D.从最高点荡到最低点的过程中动能增大,重力势能减小 图14-4 D [解析]秋千荡到最低点时有动能和重力势能,A不符合题意;秋千荡到最高点时有重力势能,无动能,B不符合题意;秋千从最低点荡到最高点的过程中动能转化为重力势能,C不符合题意;秋千从最高点荡到最低点的过程中重力势能转化为动能,重力势能减少,动能增大,D符合题意。 教材梳理　夯实基础 返回目录 【问题】 1.超速与超载严重危害了道路交通安全。为了模拟研究这一问题,某兴趣小组决定探究动能大小与质量和速度的关系。 【证据】 2.实验装置:如图14-5所示。 图14-5 突破 探究物体的动能跟哪些因素有关 实验突破　提升素养 返回目录 3.控制变量法:(1)探究动能与钢球质量的关系,让不同质量的钢球从同一斜槽的　　　　　由静止滚下,保证钢球到达　　　　　 　　　。  (2)探究动能与钢球速度的关系,让质量相同的钢球从　　　　高度由静止释放。  4.转换法:通过　　　 　　　　　　　　　,反映钢球动能的大小。  【解释】 5.物体的动能大小与物体的质量和速度有关。(1)质量相同的物体,运动速度越大,它的动能越　　　　。  (2)运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越 　　　　。  图14-5 同一高度 水平面时的速度相同 不同 木块被撞后移动距离的远近 大 大 实验突破　提升素养 返回目录 【交流】 6.实验过程中,发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施:　 。  7.水平面绝对光滑不能完成实验的原因:木块将一直在水平面上做            　　　,无法比较木块移动的距离。  8.木块质量较大,确保实验仍有较明显现象的方法:　 。 图14-5 增大钢球滚下的高度(合理即可) 匀速直线 运动 增大钢球滚下的高度 实验突破　提升素养 返回目录 9.[物理学与日常生活]综合上述可知,如图14-6所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高　　　　。  图14-6 速度 实验突破　提升素养 返回目录 例 小青同学利用质量不同的小铁球、斜面、木块、刻度尺等器材探究物体动能的大小与哪些因素有关。 【证据】小青同学设计了如图14-7甲、乙、丙所示的三次实验,让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平面上的木块相碰,铁球与木块在水平面上共同移动一段距离后静止。 图14-7 实验突破　提升素养 返回目录 【解释】 (1)实验中探究的“物体的动能”是指　　　　(选填“铁球”或“木块”)的动能,实验中通过　　　　　　　　　　　　　　来比较动能的大小,这应用了　　　　法。  (2)选用　　　两次实验可以得出的结论是:物体质量相同时,速度越大,动能越　　　;这个结论可用于解释汽车　　　　(选填“超速”或“超载”)带来的危害。  图14-7 实验突破　提升素养 返回目录 【交流】 (3)三次实验中,碰撞前动能最小的是图　　　　中的小球。  (4)木块被碰撞后受　　　　个力的作用,最终木块会停下来是因为受到 　　　　力的作用。  图14-7 实验突破　提升素养 返回目录 例 小青同学利用质量不同的小铁球、斜面、木块、刻度尺等器材探究物体动能的大小与哪些因素有关。 【解释】 (1)实验中探究的“物体的动能”是指　　　　(选填“铁球”或“木块”)的动能,实验中通过　　　　　　　　　　　　　　来比较动能的大小,这应用了　　　　法。  图14-7 铁球 木块在水平面上移动的距离 转换 实验突破　提升素养 返回目录 例 小青同学利用质量不同的小铁球、斜面、木块、刻度尺等器材探究物体动能的大小与哪些因素有关。 (2)选用　　　 两次实验可以得出的结论是:物体质量相同时,速度越大,动能越　　　;这个结论可用于解释汽车　　　　(选填“超速”或“超载”)带来的危害。  图14-7 甲、丙 大 超速 实验突破　提升素养 返回目录 例 小青同学利用质量不同的小铁球、斜面、木块、刻度尺等器材探究物体动能的大小与哪些因素有关。 【交流】 (3)三次实验中,碰撞前动能最小的是图　　　　中的小球。  (4)木块被碰撞后受　　　　个力的作用,最终木块会停下来是因为受到 　　　　力的作用。  图14-7 丙 3 摩擦 实验突破　提升素养 返回目录 (5)[数据处理]在探究动能的大小跟哪些因素有关的实验中,某同学收集到部分实验数据如下表所示,分析第　　 　　三次实验数据,可以得出探究结论:小球的质量一定时,速度越大,动能　　　　。 · 考情预测 实验次数 1 2 3 4 5 小球的质量m/g 10 20 30 10 10 小球释放的高度h/cm 5 5 5 10 15 木块移动的距离s/cm 10 18 29 38 86 1、4、5 越大 实验突破　提升素养 返回目录 例 1 跨学科实践 (2017江西)如图14-8所示是台球比赛中球杆击球后两球相撞的场景。此现象说明力能改变物体的　　　　　　,台球在桌面上滚动的过程中,球杆对台球　　　　　(选填“做功”或“不做功”)。  考向一 功 运动状态 图14-8 不做功 考向探究　培养能力 返回目录 29 例 2 (2005江西)质量相等的甲、乙两个物体在空中匀速下落,且下落的高度相等。已知甲下落的速度是2 m/s,乙下落的速度是4 m/s。关于下落过程中,重力对两个物体做功的情况,下列说法正确的是 (　　) A.对甲做的功多 B.对乙做的功多 C.对两个物体做的功一样多 D.无法判断 C 考向探究　培养能力 返回目录 例 3 (2022杭州)现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s,如图14-9所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,下列对W甲、W乙、W丙的大小关系判断正确的是 (　　) 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乙<W丙 图14-9 C 考向探究　培养能力 返回目录 [解析] 三种情况下力F的大小相等,物体在力F的方向上通过的路程s也相等,根据功的计算公式W=Fs可知,W甲=W乙=W丙。 考向探究　培养能力 返回目录 例 4 跨学科实践 (2022江西)如图14-10所示是某同学陪奶奶去超市买的一桶食用油,奶奶说这桶里的油有10斤(1 kg等于2斤)。已知食用油的密度为0.92×103 kg/m3,1 L=1 dm3。 (1)请通过计算判断奶奶说的话是否正确。 (2)该同学提着这桶油在水平路面上走了10 m,求此过 程中拉力对油做的功。 (3)该同学提油时感觉到很勒手,请你提出一种解决该问题的方法,并简述其中所运用的物理知识。 图14-10 考向探究　培养能力 返回目录 例 4 跨学科实践 (2022江西)如图14-10所示是某同学陪奶奶去超市买的一桶食用油,奶奶说这桶里的油有10斤(1 kg等于2斤)。已知食用油的密度为0.92×103 kg/m3,1 L=1 dm3。 (1)请通过计算判断奶奶说的话是否正确。 图14-10 解:(1)由图可知,食用油的体积为 V=5 L=5 dm3=5×10-3 m3, 食用油的质量为m=ρV=0.92×103 kg/m3×5×10-3 m3=4.6 kg=9.2斤, 因为9.2斤<10斤,所以奶奶说的话是不正确的。 考向探究　培养能力 返回目录 例 4 跨学科实践 (2022江西)如图14-10所示是某同学陪奶奶去超市买的一桶食用油,奶奶说这桶里的油有10斤(1 kg等于2斤)。已知食用油的密度为0.92×103 kg/m3,1 L=1 dm3。 (2)该同学提着这桶油在水平路面上走了10 m,求此过 程中拉力对油做的功。 图14-10 (2)拉力的方向是竖直向上的,此过程中油没有在拉力的方向上移动距离,所以拉力对油做功为0。 考向探究　培养能力 返回目录 例 4 跨学科实践 (2022江西)如图14-10所示是某同学陪奶奶去超市买的一桶食用油,奶奶说这桶里的油有10斤(1 kg等于2斤)。已知食用油的密度为0.92×103 kg/m3,1 L=1 dm3。 (3)该同学提油时感觉到很勒手,请你提出一种解决该 问题的方法,并简述其中所运用的物理知识。 图14-10 (3)解决方法:可以在手上垫上毛巾;运用的物理知识:在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。 考向探究　培养能力 返回目录 例 5 (2024江西)如图14-11所示,物块在大小为F的拉力作用下,在时间t内沿拉力方向移动的距离为s,则此过程中拉力对物块做的功为　　　　,功 率为　　　　。(均用题中所给字母表示)  考向二 功率 图14-11 Fs 　 考向探究　培养能力 返回目录 例 6 物理图像是研究物理问题的有效方法之一。如图14-12所示,若横轴表示时间t,纵轴表示功率P,则阴影部分的面积表示的物理量是　　　;若横轴表示距离s,纵轴表示力F,则阴影部分的面积表示的物理量是　　　。(均填写物理量的名称)  图14-12 功 功 考向探究　培养能力 返回目录 例 7 科学推理 (2022齐齐哈尔)如图14-13甲所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体在水平推力F的作用下做直线运动。当水平推力大小为F1时,物体运动的路程与时间的关系如图乙所示;当水平推力大小为F2时,物体运动的速度与时间的关系如图丙所示。则F1　　　F2,若F1、F2的功率分别为P1、P2,则P1　　　P2。(均选填“大于”“等于”或“小于”) 图14-13 等于 小于 考向探究　培养能力 返回目录 例 8 (2017江西)(多项选择)如图14-14所示是跳伞运动员在匀速下落过程中下落的速度v、下落的路程s、重力所做的功W和重力的功率P随时间t变化规律的图像,其中正确的是 (　　) A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 图14-14 AD 考向探究　培养能力 返回目录 例 9 (2019江西)如图14-15所示是根据王爷爷驾驶汽车在某段平直高速公路上行驶时记录的数据描绘出的s-t图像。 (1)求20~40 min时间段内汽车的速度。 (2)求0~50 min时间段内汽车的平均速度。 (3)若汽车以速度v匀速直线行驶时间t,已知汽车的总重力为G,匀速直线行驶时受到的阻力为汽车总重力的,求汽车在这段时间内的功率。(提示:本问计算结果用字母表示) 图14-15 考向探究　培养能力 返回目录 例 9 (2019江西)如图14-15所示是根据王爷爷驾驶汽车在某段平直高速公路上行驶时记录的数据描绘出的s-t图像。 (1)求20~40 min时间段内汽车的速度。 图14-15 解:(1)由图像可知,汽车在20~50 min时间段内的s-t图像是一条斜线,说明汽车在这个时间段内做匀速直线运动,在20~50 min内通过的路程s1=80 km-40 km=40 km, 该时间段内汽车的速度v1==80 km/h; 因为汽车在20~50 min内做匀速直线运动,所以 20~40 min时间段内汽车的速度也是80 km/h。 考向探究　培养能力 返回目录 例 9 (2019江西)如图14-15所示是根据王爷爷驾驶汽车在某段平直高速公路上行驶时记录的数据描绘出的s-t图像。 (2)求0~50 min时间段内汽车的平均速度。 图14-15 (2)汽车在0~50 min内通过的路程s2=80 km, 则0~50 min时间段内汽车的平均速度 v2==96 km/h。 考向探究　培养能力 返回目录 例 9 (2019江西)如图14-15所示是根据王爷爷驾驶汽车在某段平直高速公路上行驶时记录的数据描绘出的s-t图像。 (3)若汽车以速度v匀速直线行驶时间t,已知汽车的总重力为G,匀速直线行驶时受到的阻力为汽车总重力的,求汽车在这段时间内的功率。(提示:本问计算结果用字母表示) 图14-15 (3)汽车以速度v匀速直线行驶,则受到的牵引力与阻力为一对平衡力,有F=f=G, 这段时间内汽车牵引力所做的功W=Fs=Gvt, 则功率P=。 考向探究　培养能力 返回目录 例 10 (2022江西)如图14-16所示是北京冬奥会钢架雪车比赛时的情境。运动员在钢架雪车上,沿冰道从山坡上快速滑降,　 　　　转化为动能;在此过程中,运动员相对于　　　　是运动的。  考向三 机械能及其转化 图14-16 重力势能 冰道 考向探究　培养能力 返回目录 例 11 【教材图片题】(2024绥化)如图14-17所示,人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中,机械能是守恒的,当卫星从远地点向近地点运动时,下列说法正确的是 (　　) A.动能减小,重力势能增大 B.动能转化为重力势能 C.动能增大,重力势能减小 D.卫星的速度一直在减小 图14-17 C [解析]人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中,机械能守恒,从远地点向近地点运动时,高度减小,质量不变,重力势能减小,减小的重力势能转化为动能,所以动能增大,速度增大。 考向探究　培养能力 返回目录 例 12 (2017江西改编)(多项选择)如图14-18所示是某运动员在乒乓球比赛中高抛发球时的情境。不计空气阻力,下列说法中正确的是(　 　) A.乒乓球运动到最高点时,处于平衡状态 B.乒乓球运动到最高点时,处于非平衡状态 C.在乒乓球上升的过程中,动能转化为重力势能 D.在乒乓球上升的过程中,机械能守恒 图14-18 BCD 考向探究　培养能力 返回目录 例 13 跨学科实践 (2015江西)探究篮球反弹性能的强弱与哪些因素有关? 【猜想与假设】 猜想一:可能与篮球的材质有关。 猜想二:可能与篮球的　　　　、　　　　有关。  【制订计划与设计实验】 在探究猜想一时,我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球,设计了以下实验方案。 方案一:其他条件都相同,用力向下拍不同的篮球,观察比较它们反弹后的高度。 考向四 机械能相关的课外实验 考向探究　培养能力 返回目录 方案二:其他条件都相同,将不同的篮球从同一高度自由下落,观察比较它们反弹后的高度。 方案三:其他条件都相同,使不同的篮球反弹到相同的高度,观察比较它们所需自由下落的高度。 【评估与交流】 (1)按照方案一探究,其不足之处是 　 。 (2)按照方案二探究,篮球反弹后的高度越高,反弹性能就越　　　　。像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法,在物理学上,我们把这种研究方法称之为　　　　　。  (3)按照方案三探究,篮球所需自由下落的高度越高,反弹性能就越　　　　。 考向探究　培养能力 返回目录 【拓展应用】类比于机械效率,我们可以用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的　　　　来描述篮球反弹性能的强弱,其值越大,则反弹性能就越 　　　　。  考向探究　培养能力 返回目录 例 13 跨学科实践 (2015江西)探究篮球反弹性能的强弱与哪些因素有关? 【猜想与假设】 猜想二:可能与篮球的　　　　、　 　　　有关。  【评估与交流】 (1)按照方案一探究,其不足之处是 　 。 (2)按照方案二探究,篮球反弹后的高度越高,反弹性能就越　　　　。像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法,在物理学上,我们把这种研究方法称之为　　　　　。  (3)按照方案三探究,篮球所需自由下落的高度越高,反弹性能就越　　　。 质量 充气情况(或球内气压) 不容易控制手向下拍篮球的力相等 强 转换法 弱 考向探究　培养能力 返回目录 例 13 跨学科实践 (2015江西)探究篮球反弹性能的强弱与哪些因素有关? 【拓展应用】类比于机械效率,我们可以用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的　　　　来描述篮球反弹性能的强弱,其值越大,则反弹性能就越　　　　。  比值 强 考向探究　培养能力 返回目录 $$