2026年湖北省中考物理一轮复习讲练课件：第11讲　功和机械能

第11讲　功和机械能 目录 知识梳理 核心素养实验 湖北真题精选 课标要求 　　3. 1.1　了解能量及其存在的不同形式。能描述不同形式的能量和生产生活的联系。 　　3. 1.2　通过实验，认识能量可以从一个物体转移到其他物体，不同形式的能量可以相互转化。 第11讲　功和机械能 返回目录 　　3.1.3　结合实例，认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。 　　3. 2.1　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。 　　3. 2.2　知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。 第11讲　功和机械能 返回目录 第11讲　功和机械能 返回目录 知识梳理 NO.1 　功 1. 力学中，功等于力与物体在 　力的方向　上移动的距离的乘积。 2. 做功的两个必要条件：一个是 　力作用在物体上　；另一个是 　物体在这个力的方向上移动了一段距离　。 力的方向 力作用在物体上 物体 在这个力的方向上移动了一段距离 第11讲　功和机械能 返回目录 3. 功的计算 (1)表达式：W＝ 　Fs　。 F表示力，单位是 　牛　； s表示物体在力的方向上移动的距离，单位是 　米　。 W表示功。 (2)单位： 　焦耳　，简称焦，用字母 　J　表示。1 J＝ 　1　N•m。 Fs 牛 米 焦耳 J 1 (3)变形公式：F＝ 　​　，s＝ 　​　。 (4)拓展公式：重力做功W＝ 　Gh　，摩擦力做功W＝ 　fs　。 ​ ​ Gh fs 第11讲　功和机械能 返回目录 【知识链接】　三种不做功的情况 情况 原因 实例 有距离无力(不劳无功) 物体因为惯性移动一段距离 足球离开脚后在水平面上滚动 第11讲　功和机械能 返回目录 情况 原因 实例 有力无距离(劳而无功) 有力作用在物体上，但物体没有移动 推而未动， 搬而未起 力与移动方向垂直(垂直无功) 物体受到了力的作用，也移动了一段距离，但移动的方向与力的方向垂直 用手提着包在水平方向上运动 第11讲　功和机械能 返回目录 　功率 1. 物理意义：表示物体做功的快慢。 2. 定义：物理学中，将 　功　与 　做功所用时间　之比叫作功率，它在数值上等于单位时间内所做的功。 3. 公式：P＝ 　​　； 功 做功所用时间 ​ W表示某个力做的 　功　，单位是焦(J)； t表示做这些功所用的 　时间　，单位是秒(s)； P表示这个力做功的 　功率　。 推导公式：P＝＝＝Fv。 功 时间 功率 第11讲　功和机械能 返回目录 【方法链接】　演绎推理　P124 4. 单位及单位换算 (1)单位： 　瓦特　，简称瓦，用字母 　W　表示。1 W＝ 　1　J/s。 (2)其他常用单位：千瓦(kW)、兆瓦(MW)。 (3)单位换算：1 kW＝ 　103　W＝ 　10－3　MW。 瓦特 W 1 103 10－3 第11讲　功和机械能 返回目录 　动能和势能 1. 能量：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能，单位是 　焦耳　。一个物体能够对外做的功越多，它具有的能量就越大。 焦耳 2. 动能 (1)定义：物体由于 　运动　而具有的能，叫作动能。一切 　运动　的物体都具有动能。 (2)决定因素：物体动能的大小与物体的速度和质量有关，物体的速度越大，质量越大，它具有的动能就越大。 运动 运动 第11讲　功和机械能 返回目录 3. 势能 (1) 　重力　势能和 　弹性　势能是常见的两种势能。 (2)重力势能 ①定义：物体由于受到重力并处在一定高度所具有的能，叫作重力势能。 ②影响因素：与 　质量　和 　高度　有关，质量越大，高度越高，物体所具有的重力势能就越大。 重力 弹性 质量 高度 (3)弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能。物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就 　越大　。 越大 第11讲　功和机械能 返回目录 　机械能及其转化 1. 定义： 　动能　、 　重力势能　和 　弹性势能　统称为 　机械能　，单位是焦耳(J)。 2. 机械能的转化 动能 重力势能 弹性势能 机械能 3. 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 　不变　，或者说，机械能是守恒的。 不变 第11讲　功和机械能 返回目录 第11讲　功和机械能 返回目录 核心素养实验 NO.2 　探究物体动能的大小和哪些因素有关 【设计与进行实验】 实验方法：转换法和控制变量法。 【方法链接】控制变量法、转换法　P122 【实验结论】 物体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，它的动能就越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能就越大。 第11讲　功和机械能 返回目录 【例】　某同学在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，设计了如图甲所示的实验装置，并进行了如下实验。 步骤1：让钢球从斜面A点由静止开始下滑，到达水平面时速度为v1，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离s1； 第11讲　功和机械能 返回目录 步骤2：让钢球从斜面B点由静止开始下滑，到达水平面时速度为v2，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离s2； 步骤3：改变钢球的质量，让钢球从A点由静止开始下滑，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离s3。 第11讲　功和机械能 返回目录 (1)比较v1、v2，可知v1＞v2，原因是钢球的重力势能越大，转化为钢球的 　动　能就越大。 (2)比较步骤 　1　和步骤3可以探究动能大小和物体质量的关系。 (3)钢球的动能是由 　重力势能　转化来的。通过观察木块滑动的距离就可以反映钢球动能的大小，这里用到的物理学研究方法是 　转换　(填“直接测量”“放大”或“转换”)法。 动 1 重力势能 转换 第11讲　功和机械能 返回目录 (4)实验中让不同质量的两个钢球从同一高度由静止释放，是为了 　控制钢球到达水平面的速度相同　。 (5)钢球在水平面上不能立即停下，是因为 　钢球具有惯性　，木块最终会停下来是因为 　受到摩擦力的作用　。 控制 钢球到达水平面的速度相同 钢球具有惯性 受到摩擦力的作用 第11讲　功和机械能 返回目录 【能力提升】 (6)实验结束后，该同学拿走木块，先后将同一钢球从同一斜面的不同高度处由静止释放，记录钢球在相同水平面上滑行直到静止的距离，如图乙所示，根据此现象，该同学得出了动能与速度有关的结论。你认为他的实验方案是否合理？ 　合理　(填“合理”或“不合理”)。 (7)通过分析以上实验，该同学想到如图丙所示的交通标志牌中，不同车型限速不同的原理：动能一定时，因为货车的 　质量　大，所以限速低。 合理 质量 第11讲　功和机械能 返回目录 第11讲　功和机械能 返回目录 湖北真题精选 NO.2 　机械能及其转化 【例1】　(2025•湖北)如图为我国海上原油加工平台“海葵一号”甲板配备的救生艇。在紧急状况下，工作人员可搭载救生艇从轨道上由静止释放滑入大海脱困，则救生艇(　C　) C A. 静止时不受支持力 B. 下滑过程中机械能增大 C. 下滑过程中重力势能减小 D. 离开轨道后沿轨道方向做匀速直线运动 第11讲　功和机械能 返回目录 【变式训练1】　(2024•武汉)如图所示，将一个小球用细线悬挂起来，让小球从A点静止释放，小球会在A、C两点之间来回摆动，最终静止下来。下列说法正确的是(　C　) C A. 小球从A点摆动到B点，动能转化为重力势能 B. 小球能从B点摆动到C点是由于受到惯性 C. 小球每次经过B点，其动能都比上一次小 D. 小球最终静止在A点 第11讲　功和机械能 返回目录 【变式训练2】　(2022•湖北)苏翊鸣在2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛中夺得金牌。如图所示为运动员在空中运动的轨迹，图中a、c两处等高，若不计空气阻力，下列说法正确的是(　B　) B A. 运动员从a处到b处重力势能转化为动能 B. 运动员在a处和c处的重力势能相等 C. 运动员在b处时的机械能最大 D. 运动员从b处到d处速度逐渐减小 第11讲　功和机械能 返回目录 　功和功率的计算 【例2】　(2023•湖北)如图甲所示，中国人民解放军海军十堰舰停泊在港湾。若十堰舰的相关参数如下表，执行任务过程中，该舰以恒定最大推进功率航行(g取10 N/kg)，回答下列问题。 排水量 1 220 t 吃水深度 4 m 最大航速 12.5 m/s 最大推进功率 1 250 kW 第11讲　功和机械能 返回目录 (1)求十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小。 解：(1)十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小： F浮＝G排＝m排g＝1 220×103 kg×10 N/kg＝1.22×107 N。 排水量 1 220 t 吃水深度 4 m 最大航速 12.5 m/s 最大推进功率 1 250 kW 第11讲　功和机械能 返回目录 (2)若十堰舰从静止出发，加速航行0.96 km时达到最大航速，图乙是本次航行的vt图像，求加速阶段的平均速度。 解：(2)由图乙知，十堰舰达到最大航速的时间为120 s，则加速阶段的平均速度：v＝＝＝8 m/s。 排水量 1 220 t 吃水深度 4 m 最大航速 12.5 m/s 最大推进功率 1 250 kW 第11讲　功和机械能 返回目录 (3)求十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时，所受阻力大小。 解：(3)根据P＝＝＝Fv得十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时的牵引力：F＝＝＝105 N， 由于十堰舰匀速行驶，所以其受到的阻力等于牵引力，即f＝F＝105 N。 排水量 1 220 t 吃水深度 4 m 最大航速 12.5 m/s 最大推进功率 1 250 kW 第11讲　功和机械能 返回目录 【变式训练】　(2023•武汉)智能机器人正在进入我们的生活，为人们提供高效、精准的服务。某台全自动扫拖一体机器人主要由锂电池组、扫地模组、吸尘模组、拖地模组、升降模组和车轮模组等组件构成，它既可以扫地，也可以拖地。小强同学在面积为S1＝27 m2的空房间内，用这台机器人打扫家庭卫生。 第11讲　功和机械能 返回目录 (1)机器人扫地过程中，若在1×103 s内总共做了2.4×104 J的功，则机器人做功的功率是多少？ 解：(1)机器人扫地过程中，若在1×103 s内总共做了2.4×104 J的功，则机器人做功的功率： P＝＝＝24 W。 第11讲　功和机械能 返回目录 (2)机器人底部构造如图所示，两块面积均为S2＝1.8×10－2 m2的抹布固定在转盘上，在升降模组控制下，下降并压迫地面，利用两块抹布旋转擦洗和加压拖地。机器人在瓷砖地面上拖地时，两块抹布对瓷砖地面的压力为12 N，两块抹布对瓷砖地面的压强是多少？ 解：(2)两块抹布面积均为S2＝1.8×10－2 m2，对瓷砖地面的压力为12 N，则两块抹布对瓷砖地面的压强： p＝＝≈333 Pa。 第11讲　功和机械能 返回目录 本节内容到此结束! $