第15讲 功和机械能（课件PPT）-【练客中考】2025年浙江科学总复习新思路（物理与地理）

科学 　　　　　（物理与地理） 课堂精讲本 2025版 1 第15讲 功和机械能 2024浙江中考：15题考查机械能及其守恒，3分； 22题（2）小问考查功的计算，2分。 2 1 知识梳理 夯基础 2 题型精讲 攻重难 3 实验突破 提素养 4 浙江真题 随堂测 3 返回目录 4 知识梳理 夯基础 5 知识点 1 动能和势能（九上P76~78） 1.动能 （1）概念：物体由于运动而具有的能量。 （2）影响因素：物体的①______和②__________。 质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越③____。 运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越④____。 质量 运动速度 大 大 返回目录 6 2.重力势能 （1）概念：物体由于被举高而具有的能量。 （2）影响因素：物体的⑤______和高度。 物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越⑥____。 3.弹性势能 （1）概念：物体由于发生弹性形变而具有的能量。 （2）影响因素：物体的⑦__________。 物体的弹性形变越大，弹性势能就越⑧____。 质量 大 弹性形变 大 返回目录 7 知识点 2 动能和势能的转化（九上P79~81） 1.动能和势能的转化 （1）物体的动能和重力势能可以相互转化。 （2）物体的动能和弹性势能也可以相互转化。 返回目录 8 2.机械能：动能和势能之和。 3.机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量就 ⑨___________，或者说，机械能守恒。 【注】如果存在摩擦阻力，动能和势能在相互转化的过程中，机械能 的总量会减少。减少的机械能转化为摩擦产生的⑩____能。 保持不变 内 返回目录 9 知识点 3 功（九上P81~85） 1.如果物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过了一段距离，我们 就说这个力对物体做了功。 2.做功的两个必要因素 （1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上通过一段距离。 【注】力没有做功的三种情况： （1）物体受到力的作用，但没有移动距离； （2）物体不受外力，由于惯性运动； （3）物体通过的距离与受到的力的方向垂直。 返回目录 10 3.功的计算 （1）功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的⑪______。 （2）公式：⑫________。（定义式） 乘积 【拓展】 （克服重力做功）； （克服摩擦力做功） 【注】和 必须对应“同一物体”“同一时间”“同一方向”。 （3）功的单位：焦耳，简称焦，符号为 J。1焦 牛·米。 4.物理意义：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。 . . 返回目录 11 知识点 4 功率（九上P85~87） 1.定义：单位时间里完成的功叫做功率。 2.物理意义：反映物体做功的快慢，也可以反映能量转化的快慢。 3.公式：⑬_ ______。 4.功率的单位：瓦特，简称瓦，符号为 。1瓦 焦/秒。 其他单位：千瓦、兆瓦 。1千瓦 ⑭_______瓦。 1 000 【变形式】当物体在力作用下，以速度 沿力的方向做匀速直线运动时， 力做功的功率可以表示为 。 . . 返回目录 12 题型精讲 攻重难 13 题型 一 机械能的转化与守恒 例1 （2023杭州17题）小金将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，不 计空气阻力。小球从离开手后到落回手中之前，此过程中能量变化的分析， 正确的是( ) A.动能先增大后减小 B.势能先减小后增大 C.机械能先减小后增大 D.机械能保持不变 √ 返回目录 14 1.（2023温州15题）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中， 滚摆处于甲、乙位置时( ) A.重力势能不同，动能相同 B.重力势能不同，动能不同 C.重力势能相同，动能相同 D.重力势能相同，动能不同 √ 返回目录 15 2.（2022杭州26题）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在 运动员双脚上，另一端固定在跳台 点。运动员由静止开始自由下落， 点 处弹性绳正好处于原长； 点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉 力大小相等； 点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻 力，弹性绳的自重不计） 返回目录 16 （2）从点到 点的过程中，弹性绳的弹性势能______（选填“增大”“减 小”“不变”或“先增大后减小”），运动员的动能______________。 增大 先增大后减小 （1）从点到 点的过程中，运动员的机械能______（选填“增大”“减小” “不变”或“先增大后减小”）。 不变 返回目录 17 题型 二 功、功率的相关计算 例2 （2024浙江22题节选2分）如图所示，狗拉着雪橇在水平雪地上做匀 速直线运动，它对雪橇的水平拉力为100牛。雪橇运动5米，狗的拉力对雪 橇做功为_____焦。 500 返回目录 18 3.在某届机器人与人工智能国际会议中，图甲为某款静止在水平地面上的 智能机器人，重力为400牛。它在某次引领接待工作中，沿水平直线匀速 运动，受到的水平阻力为机器人自重的0.02倍，运动路程 随时间 变化的 图像如图乙所示。则： （1）静止时，地面对智能机器人的支持力为多少牛？ 解：机器人在水平地面上静止，在竖直方向上 受到的是平衡力，则 返回目录 19 （2）在 秒内，动力对机器人做的功为多少焦？ 解：由图像可知，秒内， 机器人沿动力方向运动的距离 机器人匀速运动， 动力对机器人做功 返回目录 20 实验突破 提素养 21 实验 1 探究物体的动能大小跟哪些因素有关 例1 为了探究动能大小的影响因素，小科利用斜面、钢球、木块等器材在 同一水平面上开展了如图1所示的探究活动。 （1）让钢球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具 有相同的______。 速度 返回目录 22 （2）实验中通过比较木块被钢球撞击后移动的距离来判断______（选填 “钢球”或“木块”）动能的大小，这种方法在科学中属于________（选填 “控制变量法”或“转换法”）。 钢球 转换法 （3）观察甲、丙两图的实验现象，可以得到的结论是：______________ _______________________。 速度相同的物体，质量越大，动能越大 返回目录 23 （4）小科认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关 系，你认为该观点是______（选填“正确”或“错误”）的，理由是________ _______________。 错误 没有控制钢球质量相同 （5）如果水平面光滑，则______（选填“能”或“不能”）完成本实验。 不能 返回目录 24 （6）同学小山采用大小相同、质量不同的小球，利用图2甲所示装置完成 实验。（实验中忽略图钉插入橡皮泥中的摩擦力不同的影响及碰撞时的能 量损耗） ①本实验通过____________________________反映小球的动能大小。 图钉碰撞后插入橡皮泥的深度 返回目录 25 ②探究质量对动能大小的影响时，小山认为采用大小不同的小球进行实验， 会导致撞击位置高低不同引起误差，小科认为可以采用图2乙方式，假设所 有图钉受到的阻力相同，然后根据所有图钉插入橡皮泥的总长度就可以比 较小球动能的大小。你是否认同小科的观点，请说明理由_______________ _________________________________________________________________ _________________________________。 认同，因为小科将动能转化为小球撞击所有图钉插入橡皮泥深度变化量的总和（或不认同，图钉越多，碰撞消耗的能量越多） 返回目录 26 实验 2 探究重力势能的大小跟哪些因素有关 例2 （2024宁波南三县一模）高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”。物体 因具有较大的重力势能，高空抛物存在巨大的安全隐患。 【提出问题】物体的重力势能与哪些因素有关？ 【建立假设】假设一：物体的重力势能与物体的质量有关。 假设二：物体的重力势能与下落高度有关。 返回目录 27 【实验设计】 为了验证猜想设计了如图的实验装置。将不同小球从装置 的一定高度自由释放，利用夹子标记球和杯子的位置，测量小球高度和 杯子下推运动的距离，数据记录如下表所示。该实验物体的势能大小是 通过_________________来反映的。 杯子运动的距离 返回目录 28 实验序号 小球质量 /克 小球下落高度 /厘米 杯子运动的距离 /厘米 1 10 10 8.5 2 10 20 9.2 3 10 30 10.4 4 20 20 11.8 5 30 20 12.6 返回目录 29 【得出结论】 通过比较实验序号为_________的三组数据，可得出结论， 当下落高度一定时，物体质量越大，重力势能越大。 2、4、5 【评价交流】 严谨的科学态度在科学研究中至关重要，请你对本次实验 提出一项改进的意见：____________________________________________ _____________________________。 选择体积相同质量不同的小球进行实验或选择以小球下边缘为起点测量下落高度 返回目录 30 浙江真题 随堂测 31 命题点 1 机械能的转化与守恒 1.（2021嘉兴12题）如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。 雨滴在 三个时刻中具有的动能分别是、、 ，不考虑下落过 程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是( ) A. B. C. D. √ 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 32 2.（2020舟山15题）乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向 分别发出、、 三个球，若不计空气阻力，则落到水平桌面时三者的速 度大小关系是( ) A. B. C. D. √ 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 33 3.（2024浙江15题3分）某同学通过斜面实验认识能量、运动和力的关系 （如图，、 两点等高）。忽略摩擦及空气阻力，小滑块由静止滑下， 下列说法错误的是( ) A.小滑块下滑过程中机械能守恒 B.小滑块上升过程中内能不断增加 C.小滑块从点静止滑下，能到达 点 D.小滑块起始位置越高，到达斜面底端速度越大 √ 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 34 命题点 2 探究动能大小的影响因素 4.（2020温州25题）在做“探究动能大小与质量关系”的实验时，小明想： 小球从相同高度滚下，若小球材质和斜面倾角不同，到达水平位置时的速 度会相同吗？ （1）图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方 案，小明实验时选择A方案而不能选择B方案的原因是_________________ ______________________________。 B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 35 （2）小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让球从 斜面同一高度由静止开始释放，利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如表所示。 斜面倾角速度（米/秒）球的类别 大钢球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97 小钢球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97 木球 2.67 2.67 2.67 2.67 2.74 2.89 分析表中数据可知：要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关，则斜面 倾角不可能是_____。 A. B. C. D. √ 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 36 （3）小明利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时，通过观 察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小（图中未画出固定塑料 软片的装置）。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是 ____________________________________。 塑料软片对不同体积的小球的阻力不同 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 37 命题点 3 判断力是否做功 5.（2023舟山14题）功是能量转化的量度。下列实例中力对物体没有做功 的是( ) A.人用力搬石 头，没有搬动 B.叉车把货物 从地面抬升到 一定高度 C.人拎着书包沿 楼梯走上二楼 D.人推小车通过 一段距离 √ 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 38 命题点 4 功、功率的相关判断 6.（2020温州15题）科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像 中能用阴影面积表示相应的量是( ) A.压强 B.压力 C.功率 D.时间 √ 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 39 7.（2022杭州18题）现有甲、乙、丙三个质量不同的物体 ， 在相等的恒力 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 ，如图所示。 在三种情况下做的功分别为 、、 ， 三者大小判断正确的是( ) A. B. C. D. √ 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 40 命题点 5 功、功率的相关计算 8.跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小金的质量为50千克，每次跳起高度 约为6厘米（人整体上升，如图所示），一分钟跳100次，下列说法正确的 是( ) A.向上起跳过程中小金的动能持续增大 B.在整个跳绳过程中小金的机械能守恒 C.小金跳一次克服重力做功约3焦 D.小金在这一分钟内跳绳的功率约为50瓦 √ 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 41 9.（2022温州20题）如图是小明在做俯卧撑和引体向上的锻炼场景。 （1）图甲中小明静止时地面对双手的支持力为 ，图乙中小明静止悬挂 在单杠上时，单杠对他的作用力为，则 （选填“大于”“小于” “等于”）。 小于 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 42 （2）重为600牛的小明按图乙做一个引体向上，需克服自身重力做功约 为_____焦。 420 （3）运动时，人体产热增加，散热也加快，使体温维持稳定。写出此时 散热的一种方式：________________________________。 汗液蒸发散热（或皮肤直接散热） 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 43 10.（2021杭州26题）如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平 面相连接的装置。将质量为的物体从左侧圆弧槽 点由静止释放，最高 到达右侧圆弧槽点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽 点处。其 中、两点距离水平面的高度分别为、 。（忽略空气阻力） （1）物体从 点滑到水平面时，重力所做的功为______。 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 44 （2）物体从点滑到 点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率 为 ，则物体到达点时温度升高了_ _______。（物体比热容用 表示） （3） 点距离水平面的高度为________。 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 45 命题点 6 功和能关系综合分析与应用 返回目录 47 $$