五、机械能及其转化PPT配套教学设计内容

《功和机械能》

目标：

1、知道功的单位及做功的两个必要因素，会用功的计算公式进行计算。

2、理解功率的概念，会用功率的计算公式进行计算，知道功率的单位。

3、知道动能、势能及机械能的概念，理解影响动能、势能的因素。

4、了解动能和势能的相互转化。

基本概念：

1．功：如果一个力作用到物体上，物体在 上移动了一段距离，这个力对物体做了功。 功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，公式： 2．功率：功与时间的比叫功率。功率表示做功的快慢，数值上等于单位时间内所做的功。

公式：

注重概念的理解：

1、做功的两个必要因素：①作用在物体上的力 F ②物体在力的方向上通过的距离 s 2、

三种不做功的情况：①有力，但在力的方向上通过的距离为零；

②通过了距离，但在距离的方向上没有力的作用；

③有力且通过距离，但力和距离的方向相互垂直。

例1．下列关于物体是否做功的说法中正确的是(

)。

A．小丽背着书包站在路边等车，小丽对书包做了功

B．起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，起重机对钢筋做了功

C．被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球做了功

D．小刚从地上捡起篮球的过程中，小刚对篮球做了功

例2、甲、乙、丙三位同学分别把质量不同的物体匀速竖直向上提，所测数据如下表：

同学

甲

乙

质量 / kg 4 8 升高高度 / m 1.5 1 时间 / s 2 4 丙

10 0.5 5 根据上表可知，做功最多的是_______同学，做功最快的是________ 同学，

你是根据比较_____________________来判断出做功快慢的。

3．物体匀速运动时的功率

即时训练：

1．如图所示的四种情景中，人对物体做功的是( )。

1

2.关于功率下列叙述中正确的是( )。

A．做功的时间越短，功率越大 B．做功的时间越长，功率越大

C．用的力越大，做功时间越短，功率越大 D．做功越多，做功时间越短，功率越大

3.奥运会举重冠军杨霞在比赛时，第一阶段把100 kg的杠铃很快的举过头顶，第二阶段使杠铃在空中稳稳的停留了3 s，三名裁判都亮出了白灯，这次举重成功，关于她举重时对杠铃做功的情况，下列说法中正确的是（

) A.她在第一阶段内没有做功

B.她在第二阶段内没有做功

C.她在两个阶段内一直都在做功

D.她在两个阶段内一直都没有做功

4.某人骑着一辆普通自行车，在平直公路上以某一速度匀速行驶，若人和车所受的阻力为20N，则通常情况下，骑车人消耗的功率最接近

A． 1000W

B.100W

C.5W

D.1 W 5．甲、乙两个同学体重之比是4 : 5，都从一楼走到三楼，甲和乙所用时间之比为8 : 7，那么甲、乙做功之比为_________，功率之比为__________。

6．在100 m深的矿井里，每分钟积水9 m3，要想不让水留在矿井里，应该用至少多大功率的水泵抽水？

4．动能和势能

①

物体由于 而具有的能叫动能。

物体的 越大、运动 越大，动能越大

。 ②

在地球表面附近，物体由于 而具有的能叫重力势能。 物体的 越大， 越高，重力势能越大。

③

物体由于 而具有的能叫弹性势能。

物体的弹性形变越 ，弹性势能就越 。

重点实验：探究物体的动能跟哪些因素有关？

如图所示，用质量不同的钢球A、B，从同一斜面的同一高度由静止滑下，撞击同一块木块C。

（1）让钢球A、B从同一斜面的同一高度由静止滚下，是为了使钢球滚到斜面底端时具有相同的＿＿＿＿＿＿＿；

（2）本实验研究的是钢球具有动能大小跟_________________的关系；

（3）实验可得结论: ____________________________________________________。

（4）本实验采用了什么科学方法？ 。请举出一个我们所学过的应用这种研究方法的实验名称。 5．机械能及其转化

① 、 及 统称为机械能。

②

动能和势能可以相互转化。如果只有动能和势能相互转化，机械能守恒。

2

例3．一辆汽车匀速上坡，它的（ ）

A．动能增加，势能增加 B．动能不变，势能增加 C．势能增加，机械能不变 D．势能增加，机械能减少

例4．喜鹊的质量比燕子大，若它们以同一速度飞行时，具有相等的机械能，那么一定是_____飞得高

。

例5.如图，小华把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆回。下列说法正确的是（ ）

A．锁向下摆的过程中，重力势能减小

B．锁不断地来回摆动，是因为动能不断增加

C．锁摆到最低点后会继续上升，是因为受重力作用

D．锁摆动的过程中，机械能总量不变，所以摆回来时会碰到鼻子

即时训练：

1.“神九”随火箭加速上升过程中，机械能的变化是（ ）

A．动能减小，重力势能增大

B．动能减小，重力势能减小 C．动能增大，重力势能减小

D．动能增大，重力势能增大

2.据CCTV报道：今年5月29日，在高速公路上驾驶客车的司机吴斌，被前方突然飞来一小物块击破挡风玻璃后击中腹部。他整个肝脏碎裂，却以超人的意志力忍着剧痛，完成了靠边停车等保障安全的一系列动作，保证了25名乘客安全，自己却献出了宝贵的生命。飞来的物块使吴师傅致命的主要原因，是因为它具有（ ）

A．较大的动能

B．较大的势能

C．较大的密度

D．较大的硬度

3.下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是（ ）

A．跳伞运动员在空中匀速下落的过程

B．铅球自由下落的过程

C．汽车在水平路面上匀速行驶的过程

D．热气球上升的过程

4.如图所示，是探究“动能的大小与什么因素有关？”实验的示意图。小球从a处滚下，在c处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到d处停下。下面的一些判断正确的是（

）

A．从a到b，小球的势能不变，动能增大

B．从b到c，小球的势能增大，动能增大

C．到达c处，小球的势能最小，动能最大

D．到达d处，小球的动能为零，小木块的动能最大

5.如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能EK随时间t变化的曲线最接近的是

（ ）

6.跳绳是一些地方初中毕业生体育测试的项目之一，小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。

3

（1）用体重计测量自己的质量m；（2）估测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）；

（3）用

(填测量器材)记录跳n次所用的

（填物理量与其对应字母）。

（4）数据处理：

①自己所受的重力G=

；

②每次克服重力所做的功W=Gh=

，则跳n次所做的总功W总= nW =

；

③则平均功率P=

。 （5）两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则（ ） A. 频率相同，体重大的功率大

B. 频率相同，跳的时间长的功率大

C. 体重相同，频率高的功率小

D. 体重相同，跳的时间长的功率大

（6）小华要想提高跳绳测试的成绩，请你从物理学角度为他提出一条合理的建议：

7.小芳想验证重力势能与高度的关系：她在水平地面上铺一张纸，将篮球表面涂黑，使篮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示．球从较高处下落形成的圆斑是图中

（选填“A”或“B”），判断的依据

．同时发现，每次篮球落地后反弹的高度也不相同.针对这个问题大家进行讨论,并提出了不同的猜想.

猜想1:篮球反弹的高度可能与球的型号有关；

猜想2:篮球反弹的高度可能与下落的高度有关；

猜想3:篮球反弹的高度可能与地面材料有关. 于是,他们用两只充足气的#7(标准男子)、#6(标准女子)篮球及刻度尺,在水泥地面和木制地板上进行了实验，得到的实验数据如下表： （1）要验证猜想2,需要选用实验序号为

、

的两组数据进行分析. （2）通过实验,可得到的结论是:篮球反弹的高度与

、

有关，与

无关.

8.如图所示，小明在跑步机上锻炼身体．设他在跑步机上以5m／s的速度匀速跑动30min，跑动的总动力为40N．求：(1)他在这段时间内相当于跑了多少路程? (2)他在这段时间内做了多少功?(3)他做功的功率是多少?

9.一个正常成年人的心脏推动血液流动的功率为1.5W。

（1）该成年人一昼夜（24h）心脏对血液做了多少功？

（2）这些功可以把多少质量的水送到10m高处？（取g=10N/kg）

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