第十一章功和机械能复习教案

1、第讲：功和机械能适用学科初中物理适用年级初三适用区域人教版课时时长（分钟）120知识点1、功2、功率3、动能和势能4、机械能及其转化教学目标一、知识与技能1、结合实例知道机械功的概念；能用生活、生产中的实例解释机械功的 含义。2、理解功率的概念，结合实际理解功率的概念；了解功率在实际中的应 用。3、知道使用任何机械都不能省功。4、通过实例理解动能、势能的概念。5、能用实例理解动能和势能的相互转化。6、能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的间单物理 现象。一、过程与方法1.通过观察和实验、理解做功和做功的快慢，掌握功和功率的计算公式。2 .通过实验探究，总结归纳出影响动能和重力势能

2、的条件，培养初步的 分析概括能力，收集信息和处理信息的能力。3 .在对实例的调研、分析中理解动能和势能的转化，理解机械能守恒的条件。三、情感态度与价值观1 使学生感受到功和机械能在生活中有广泛的应用，提高探究的乐趣。2 运用学过的科学知识解释生活中的功和机械能，进一步感受到生活和 科学的关系。教学重点功和功率的计算教学难点影响动能和重力势能的因素、功率变形公式的应用教学过程一、复习预习本章我们着重学习了有关功的知识，知道三种常见的不做功情景， 并引出功率的概念来表示做功的快慢。重点在于培养我们具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，并将科学技术应用于日常生活、社会实践的意

3、识。本章的另一个重点是机械能及其相互转化，通过实验，了解动能、重力势能的大小各与什么因素有关并能解释简单的 现象。体现了物理是以实验为基础的基础自然科学。二、知识讲解课程引入：观察下面的图片，提问：你能从这些图片中你能发现什么？生活中我们会说有功无功。那么物理上的功到底是什么呢？考点/易错点1、功1、功：(1)力学中的功：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向移动了一段距离， 这个力的作用就显示出成效，力学里就说这个力做了功。(2)功的两个因素：一个是作用在物体上的力，另一个是物体在这个力的方向上通过的距离。两因素缺一不可。第1页(3)不做功的三种情况：有力无距离；有距离无力；有力有距离，

4、但是力垂直距离。2、功的计算： (1)计算公式：物理学中，功等于力与力的方向上移动的距离的乘积。即：W=Fs 。(2) 符号的意义及单位： W表示功，单位是焦耳(J), 1J=1N m ; F表示力，单位是牛顿(N); s 表示距离，单位是米 (m) 。(3) 计算时应注意的事项：分清是哪个力对物体做功，即明确公式中的F。 公式中的“ s”是在力F的方向上通过的距离，必须与“ F”对应。 F、s的单位分别是 N、m,得出的功的单位才是 J。考点 /易错点 2、功率1 、功率的概念：功率是表示物体做功快慢的物理量。2、功率(1) 定义：功与做功所用的时间叫做功率，用符号“P ”表示。单位是瓦特(

5、W)常用单位还有 kW。1kW=10 3W。(2) 公式：P=W/t。式中P表示功率，单位是瓦特； W表示功，单位是焦耳；t表示时间， 单位是秒。考点 /易错点 3、动能和势能1 、能量( 1 )物体能够对外做功，表示这个物体具有能量，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，叫做功能。影响动能大小的因素：物体的质量；物体运动的速度。物体的质量越大，运动速度 越大，物体具有的动能就越大。3、重力势能： (1 )定义：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。影响重力势能大小的因素：物体的质量；物体被举高的高度。物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越

6、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)影响弹性势能大小的因素：物体发生弹性形变的程度。物体的弹性形变程度越大，具有 的弹性势能就越大。考点 / 易错点 4 、机械能及其转化1、机械能 (1) 定义：动能和势能统称为机械能。机械能是最常见的一种形式的能量。(2)单位： J。2、动能和势能的转化(1)在一定的条件下，动能和势能可以互相转化。(2)如果只有动能和势能香菇转化，尽管动能、势能的大小会变化，但是机械能的总和不变， 或者说机械能是守恒的。(3) 在分析动能和势能转化的实例时，首先要明确研究对象是在哪一个过程中，再分析物体 质量、运动速度、高度

7、、弹性形变程度的变化情况，从而确定能的变化和转化情况。3、水能和风能的利用(1)从能量的角度来看，自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。让水流冲击水 轮转动，用来汲水、磨粉；船靠风力鼓起帆来推动航行。到 19 世纪，人类开始利用水能发 电。(2)修筑拦河坝来提高上游的水位，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大， 能发出的电就越多。风能也可以用来发电，风吹动风车可以带动发电机发电。4. 人造地球卫星(1)人造地球卫星沿椭圆轨道绕地运行，所以存在动能和势能。 (2)卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。（3） 当卫星从远地点向近地点运动时，它的势

8、能减小、动能增大；当卫星从近地点向远地点 运动时，它的势能增大、动能减小。三、例题精析【例题 1 】【题干】 对于功的理解，下列说法正确的是（ ）A. 作用在物体上的力越大做的功越多B. 物体通过的距离越长，对物体做的功越多C. 物体由于惯性在光滑水平面上匀速滑动时，没有力做功D. 有力作用在物体上这个力就一定做功【答案】 C【解析】 做功的必要条件是 1）有力作用在物体上； 2 ）在力的方向上通过了距离；因此 作用在物体上的力越大，做的功不一定越多，故 A 错误。物体通过的距离越长，对物体做的功不一定越多。如果物体不受力，则不对物体做功，故 B 错误。物体由于惯性在光滑水平面上匀速滑动时，在

9、水平方向上不受力，没有力做功，故 C 正确 为答案。有力作用在物体上，但没有在力的方向上通过距离，这个力就一定不做功，故 D 错误。 【例题 2 】【题干】 科学研究活动小组的同学学习了功率的知识后，进行了一场“看谁上楼功率大”的比赛，其中小芳同学从一楼跑到三楼用了l0s ，则她上楼过程中的功率大约是（）A. 30W B. 300W C. 3000W D. 30000W【答案】 B第 5 页学生重力约500N【解析】上楼需要克服自身重力做功，做功的大小等于重力和楼高的成积,一层楼高约3m,人上楼的功率 P=W/t=Gh/t=500N6m/10s=300W 故选B【例题3】【题干】一起重机吊着建

10、筑材料匀速上升，在此过程中建筑材料（）A. 动能减少，机械能增加B.动能增加，机械能增加C.动能不变，机械能增加D.动能不变，机械能减少【答案】C【解析】动能大小的影响因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大 小的影响因素：质量、被举得高度质量越大，高度越高，重力势能越大，机械能等于动能和势能之和。起重机吊着建筑材料匀速上升的过程中建筑材料的质量不变，速度不变，高度变大，所以动能不变，重力势能变大，机械能等于动能和势能之和，所以机械能也变大，故【例题4】【题干】在温哥华冬奥会上，来自黑龙江省的选手李妮娜在自由式滑雪比赛中获得银牌。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，如果不计空气

11、阻力，下列说法正确的是（）A. 从a点向b点运动过程中，重力势能全部转化为动能B. 在a点和c点速度都为零，因此重力势能相等C. 在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等D. 从c点下落到d点过程中，重力势能转化为动能【答案】D【解析】滑雪运动员由a到b的运动过程中，重力势能转化为动能和克服摩擦力做功转化为内能，A说法错误；a点和c点速度都为零，但c点的高度低于a点高度，故a点的重力 势能大于 c 点的重力势能， B 说法错误； a 点和 e 点都处于静止状态，但 a 点的高度大于 e点，故 a 点的机械能大于 e 点的机械能， C 说法错误；从 c 点下落到 d 点过程中，忽略空 气阻力，

12、重力势能转化为动能， D 说法正确。四、课堂运用【基础】1 、如图中的几种情景中，人做了功的是（ ）A. 踢出去的足球在草地上滚动一段距离B. 司机推汽车纹丝不动C. 女孩把一箱报刊搬起来D. 学生背着书包在水平路面上匀速前进【答案】 C【解析】 物理学中功等于力与物体在力的方向通过距离的乘积； A 踢出去的足球离开人体， 人不在对足球施加力的作用，故人没有对足球做功； B 司机推汽车汽车没动，在力的方向上 物体没有移动距离， 故人对物体没有做功； C 女孩把一箱报刊搬起来， 女孩对箱子施加了力， 箱子在力的方向上通过一段距离， 故人对物体做了功； D 学生背着书包在水平路面上匀速行 驶，在运

13、动的方向上没有施加力的作用， 在竖直方向上没有移动距离， 故人对物体没有做功。 答案选 C。2 、下列说法中正确的是（ ）A. 人造地球卫星在近地点时势能最大，动能最小B. 起重机将水泥构件匀速提升，在提升的过程中，水泥构件机械能增加C. 苹果从树上落向地面的过程中，重力对苹果做功，苹果的重力势能增大D. 推出的铅球在下降过程中增加的动能是由重力势能转化来的【答案】BD【解析】人造地球卫星运行过程中动能与重力势能相互转化，从近地点向远地点运动时动能转化为重力势能，从远地点向近地点运动时，重力势能转化为动能，故远地点时势能最大， 近地点时动能最小，A说法错误；起重机将水泥构件匀速提升，在提升的过

14、程中，动能大小 不变，重力势能增加，故水泥构件机械能增加，B说法正确；苹果从树上落向地面的过程中， 重力势能转化为动能，苹果在重力方向上通过距离，故重力对苹果做功，苹果的动能增大， C说法错误；推出的铅球在下降过程中重力势能转化为动能，故增加的动能是由重力势能转化来的，D说法正确；答案选 BD。3、根据功的公式可知，对物体做功有两个必要条件：一是有 的作用，二是在此作用方向上移动 。一辆重为400N的车在50N的水平拉力下沿水平方向前进了15米，则拉力做功为 ，重力做功焦。【答案】 力距离 7500【解析】做功的两个必要因素： 一是作用在物体上的力， 二是在力的方向上通过的距离；故拉力做的功：

15、 W=Fs=50N x15m=750J;因为物体在重力的方向上没有移动距离，所以,重力对物体做功为 0J。【巩固】1、在同一水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动同一物体两次，两次运动的-图象如图所示其对应的弹簧测力计示数分别为、，相同时间内所做的功分别为、 ，则 它们的关系正确的是（A.B.F F2 W2 W2C.F1 = F2 W2 W2,故选 D。相等，即Fi =F2;从图象中可以判断出相同时间内第一次通过的距离大，根据公式当拉力相等时，通过的距离越大，拉力做的功就越大，即2、如图所示，小明和小强分别用沿水平方向的力Fi、F2拉A、B两个木箱，使它们沿着拉力的方向在不同水平面移动的距离分别

16、为Si、S2，对它们所做的功分别为Wi、W2，且Wi=W 2 .则下列说法中不正确的是（A.如果FiF2，则 SiS2B.如果 FiS2C.如果Fi = F2，贝U Si= S2D.如果 FiF2,贝U Si F2，贝U Si v S2，故 A 错误，D 正确；若 Fi v F2，贝U Si S2，故 B 正确;Fi = F2，贝U Si = S2，故C正确，故选A。甲乙两种机械所做的功 W随时间t变化的图象如图所示，则从图象可以判断（A.甲比乙做功少B.甲比乙做功多C.甲比乙做功慢D.甲比乙做功快【答案】D【解析】图像中横坐标为时间， 纵坐标为功，两种机械没有给出做功时间，因而无法比较做功的

17、多少，AB说法均错误；从图像中可以看出在时间相同时甲做的功大于乙做的功，故甲比乙做功快，C说法错误，D说法正确，答案选 D。拔高】1、一个小球从 A 点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C 两点，如图所示。若A、B两点间的距离等于 B、C两点间的距离，则下列说法中正确的是（）A. 小球在下落过程中动能不变B. 小球在 C 点的重力势能小于在 B 点的重力势能C. 小球从 A 点运动到 C 点的过程中，重力做了功D. 小球所受的重力在 AB 段做功的功率等于在 BC 段做功的功率【答案】 BC【解析】 小球从 A 点由静止开始下落，速度越来越大，因物体动能大小与物体质量和速度 有关，小球

18、质量不变，速度越来越大，可得动能越来越大，A 说法错误；物体的重力势能与物体的质量和物体的高度有关，小球的质量不变时，因C点的位置低于 B点，可得小球在C 点的重力势能小于在 B 点的重力势能， B 说法正确；小球从 A 点运动到 C 点的过程中， 小球在重力的方向上通过了距离，故重力做了功，C说法正确；小球在下落过程中速度越来越快，故小球在AB段的速度小于在 BC段的速度，又P=W/t=Gh/t=Gv;可得小球所受的重力在 AB 段做功的功率小于在 BC 段做功的功率， D 说法错误；答案选 BC。2、中国科技馆中有一件叫做“最速降线”的展品，图是它的示意图。其中有甲、乙两条轨 道，甲为直轨

19、，乙为弯轨，两轨道的起点高度相同，终点高度也相同。若将两个相同的小球 A和B分别放在甲、乙两轨道的起点，同时释放，发现在乙轨道上的小球B先到达终点。则下列说法中正确的是（）A. 若不计阻力， A 和 B 两小球到达终点时动能相等B. 在起点处小球 B 的重力势能大于小球 A 的重力势能C. 小球 B 全程的平均速度大于小球 A 全程的平均速度D. 全程中重力对小球 B 做的功大于重力对小球 A 做的功 【答案】 AC【解析】 根据能的转化和守恒定律可知， 小球由起点到达终点过程重力势能转化为动能， 因 两球重力势能减小量相同， 故到达终点时动能相等， A 说法错误； 重力势能的大小与物体的 质

20、量和高度有关， 在起点处小球完全相同即质量相同， 小球的高度相同， 可得小球的重力势 能相同， B 说法错误；同时释放，发现在乙轨道上的小球 B 先到达终点，可知 B 球通过的 路程大，用时小，故小球 B 全程的平均速度大， C 说法正确；全程中重力对小球做的功 W=Gh ， 两球完全相同即 G 相同， h 又相同，可得全程中重力对小球 B 做的功等于重力对小球 A 做 的功， D 说法错误；答案选 AC 。3、某汽车以20m/s的速度匀速行驶时，汽车牵引力的功率是 6X104W 。汽车以该速度匀速行驶了 2019m。求：(1 )汽车牵引力在这段路程中做的功是多少J？(2)汽车牵引力为多少 N

21、？【答案】(1 ) 6 X106J (2) 3 X103N【解析】 汽车牵引力的功率 P=6 X104W;又因为P=Fv ;可得6 X1O4W=F X20m/s ;解得F=3000N ;汽车做功 W=Fs=3000N X2019m=6 X106J.五、课程小结1. 功(1 )功的定义：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 力的作用就显示出成效，力学里就说这个力做了功。(2)功的公式： W=FS 做功的两个必要因素： (1)力 F，(2)力的方向上通过的距离s（3）不做功的三种情况:（1 ）有力，没有移动距离；（2）有移动距离，没有力；（3）有力，有距离，但力的方向与

22、运动方向垂直。2. 功率（1 ）功率：在物理学中，功与做功所用时间之比叫功率。功率是表示物体做功快慢的物理 量。W（2 ）功率的符号是 P, P。功率的单位是瓦特，简称瓦，符号W。3. 动能和势能（1 ）能的概念：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。能量的单位：焦耳（J）（2 ）动能：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。质量相同的物体，速度越大，动能越大；速度相同的物体，质量越大，动能越大。（3 ）重力势能：物体由于高度所决定的能叫做重力势能。重力势能与质量和高度有关。质量相同的物体，高度越大，重力势能越大，高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。（4

23、 ）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。弹性势能与弹簧的形变量有关。重力势能和弹性势能统称为势能。4. 机械能及其转化（1 ）机械能：动能和势能统称为机械能。一个物体只要具有动能或者势能，此时都可以说物体具有机械能。（2 ）机械能守恒：在只有动能和势能转化的过程中，机械能的总量保持不变。六、课后作业1、如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景，跳板跳水运动有起跳、 腾空、落水几个阶段,第12页A.小杨同学做的功最多B.小杨同学做功最快A. 动能增加，机械能增加B. 重力势能减小，机械能减少C. 动能先减小后增大，机械能不变D. 重力势能先减少后增大，机械能不变【答案】 C【解析

24、】 由题意可知，不计空气阻力，只有重力做功，所以机械能是守恒的，故 AB 错；从 腾空到最高点的过程中， 动能减小， 重力势能增加，动能转化为重力势能； 从最高点到落水 的过程中， 动能增加， 重力势能减小， 重力势能转化为动能； 故可知 C 正确， D 错；应选 C。 2 、下列有关力做功的说法中正确的是（）A. 书静止在水平桌面上，书受到的重力对书做了功B. 挂钩上的书包静止时，书包受到的拉力对书包做了功C. 起重机提着集装箱沿水平方向移动一段距离，提力对集装箱做了功D. 人用力把水桶从地面上提起来，人提水桶的力对水桶做了功【答案】 D【解析】 解答： A. 书静止在水平桌面上，书受到了重

25、力，没有在重力的方向上移动距离， 所以重力对书没有做功，故 A 错误； B. 挂钩上的书包静止时，书包受到了拉力，但书包静 止、没有移动距离，所以拉力没有对书包做功，故 B 错误； C. 起重机提着集装箱沿水平方 向移动一段距离， 提力是向上的， 但移动的距离是水平方向上的， 所以提力没有对集装箱做 功，故C错误；D.人用力把水桶从地面上提起来，人提水桶提力是向上的，且沿向上的方 向运动了一段距离，所以提力对水桶做了功，故 D 正确；3、在学校组织的登山比赛中，小杨同学第一个登顶。以下说法正确的是（）C.小杨同学的动能增大了D.小杨同学的重力势能增大了【答案】D【解析】小杨和其它同学登山时，上升的高度相同，因为不知道其他同学的体重，无法比较克服体重做功的多少，故 A不符合题意；无法比较做功多少，又不知上山的具体时间，更 无法比较做功快慢，故 B不符合题意；小杨上山过程中，质量不变，上山过程中速度无法 确定，无法确定动能的变化，故C不符合题意；小杨上山过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，故 D符合题意，故选 D。ar sAR AC4、如图所示，光滑斜面 ,沿斜面 和分别将同一重心从它们的底部拉到顶部，所需拉力分别和，所做的功分别为和 ，则（）A 叫二叫 B F十F,叫 F,叫二 W