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功和机械能 2016中考物理复习 2016年物理中考 第十一章 功和机械能复习 考 纲 要 求 对相关知识的水平要求考试要求 1.知道动能、重力势能(包括了解弹性势能)与哪 些因素有关，知道机械能的概念 A 2.知道机械功的概念、定义式WFs和单位：焦 耳(简称焦，符号为J)；能根据具体情况判断力是 否做功；能运用该定义式进行简单的计算 B B 4.能通过具体事例，说明物体的动能和势能之间 是可以相互转化的 A 考点1 功 定义 如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向 移动了_，就说这个力对物体做了功 必要 因素 作用在物体上的_； 物体在这个力的方向上移动的_ 不做功的三种情况 示意图 力 一段距离 距离 特点 物体受力，但静 止 物体水平方向不受 力，因惯性而动 有力有距离，力的方 向与距离的方向垂直 举例 功的计算 表述 力学中，功等于_与_的乘积 公式 W_ 单位 _，简称_，符号是_ 力物体在力的方向上移动的距离 Fs 焦耳焦J 考点2 功率 比较做功的快慢 比较 方法 完成相同的功比较_； 相同的时间内比较_ 功率 物理意义 表示物体做功的_ 定义 _与_之比，在数值上等于 _内所做的功 公式 _ 单位 _简称_，符号是_ 1 W1 J/s，表示_ 快慢 所用的时间 做功的多少 功做功所用时间 单位时间 瓦特 瓦W 物体每秒做1 J的功 备注 考点3 动能和势能 定义 物体_，就说这个物体具有能量，简称能 实质 能量是表示物体做功本领大小的物理量，物体做功的过 程就是能量的转化过程；一个物体能够做的功越多，表示 这个物体的能量越大 单位_ 1能的概念 能够对外做功 焦耳(J) 机械能 动能 势能 重力势能 弹性势能 定义 物体由于 _而具有的 能 物体由于_而 具有的能 物体由于发生 _而具 有的能 决定 因素 _和 _ _和_ _ _ 存在 标志 正在运动的物体 位于高处的物体 发生弹性形变的物 体 2. 动动能和势势能 运动 高度 弹性形变 质量 运动的速度 弹性形变的 大小(同一物体) 高度质量 考点4 探究动能的大小与什么因素有关 研究 方法 控制变量法：通过小球从斜面上滑下的_ 来控制和改变小球滑到水平面上的速度；转换法：根 据被撞木块_判断小车动能的大小 图例 运动距离的长短 高度 研究 结论 比较图_和图_可知：运动速度相同的 物体，质量越大，它具有的动能就越_； 比较 图_和图_可知：质量相同的物体，运动的速 度越大，它具有的动能就越_ 拓展 探究 比较上图可知，_对动能的影响更大。 (a)(b) 多 (b)(c) 多 速度 考点5 机械能及其转化 定义 动能、重力势能、弹性势能统称为机械能 相互转化实例 现象与分析 下降过程中，越转越_，_转化为 _；上升过程中，越转越_，_转化为 _；由于摆轴和绳之间存在摩擦阻力，所 以滚摆每次上升的最大高度逐渐_ 小球从A点摆向最低点B时，越来越_，_ 转化为_；从B点摆向C点时，越来越_， _转化为_ 由于存在空气阻力，单摆每次上升的最大高度逐渐 _ 快重力势能 动能 慢 动能 重力势能 减小 重力势能 动能 快 重力势能 减小 慢 动能 相互转化实例 现象与分析 铁球与弹簧的碰撞过程中，铁球的 _转化为弹簧的_；弹簧恢复原 状的过程中，弹簧的_转化为铁球的 _； 由于铁球和木板之间存在摩擦阻力，铁球 被弹回后，不能到达上次从斜面滚下的_ 动能 动能弹性势能 弹性势能 高度 点拨拨 在动能和势能转化过程中，如果除重力和弹力 外，没有其他外力做功(即没有其他形式能量补充，或没有能 量损失，或只有动能与势能之间的相互转化)，则动能、势能 转化过程中机械能的总量保持不变。若问题中出现“在光滑面 ”“不计空气阻力”等文字，就是表示没有能量损失，此时机 械能总量可看作是不变的；在转化过程中，如果有能量损失或 其他形式能量的补充，则机械能的总量将发生变化。 类型一 做功的两个必要因素 例1 ：如图所示的过程中，人对物体做功的是( ) B 如图所示的四种情景中，人对物体做功的是( )。 运用知识解决问题 举重运动员举 着杠铃不动 工人将货箱从 地面搬到桌上 修理工用力推 汽车，车没动 大力士支撑着大 轮胎静止不动 ABCD B 例2：一辆辆汽车车在水平路面上匀速行驶驶： （1）若汽车车的牵牵引力用F表示，速度用v表示，发动发动 机的功率 用P表示，请请你推导导出F、P和v之间间的关系式：P=Fv. （2）若汽车车的发动发动 机在90KW的额额定功率下工作，此时时汽车车 匀速行驶驶的速度大小为为30m/s，求牵牵引力F的大小和所受阻力f 的大小. 类型二 功和功率的相关计算 （1）因为为：P=W/t, W=Fs，v= s/t 所以：P=W/t = Fs/t= Fv 4分 （2）根据：P= Fv 即： F= P/v =90000W/30m/s =3000N 2分 由于汽车车在匀速行驶时驶时 受到的阻力f与牵牵引力F是一对对平衡力 1分 即：f= F=3000N 1分 例3：一辆辆汽车车以72km/h的速度匀速行驶驶10 min ，消耗的汽油为为1.2Kg.汽车车匀速行驶时驶时 受到的牵牵引 力F=1.2x103N，汽油的热值热值 q=4.6 x107J/Kg.问问： (1)汽车车在这这段时间时间 内消耗的功率(即1秒时间时间 内汽 油完全燃烧烧放出的热热量)是多少? (2)这这段时间时间 内汽车牵车牵 引力做功的功率是多少? (3)比较较(1)和(2)的结结果，你有什么发现发现 ?简简要分析 原因(写出两条即可. （1）汽油完全燃烧释烧释 放的热热量： Q放=mq=4.6107J/kg1.2kg=5.52107J 汽油消耗的功率：p1=Q/t=5.52107J600s=9.2104W （3分） （2）汽车车在10min内通过过的路程： s=vt=20m/s600s=1.2104m 汽车牵车牵 引力在10min内做的功： W=Fs=1.2103N1.2104m=1.44107J 汽车牵车牵 引力做功的功率： P2=W/t=1.44107J/600s=2.4104W（3分） （3）发现发现 ：汽车牵车牵 引力做功的功率小于消耗的功率 原因包括：汽油没有完全燃烧烧；废废气带带走一部分热热量； 由于热传递损热传递损 失一部分能量；克服摩擦消耗一部分能量等。 （写出其中两条即可）（3分） 例4：某型号汽车发动机的额定功率为6104W，在水平 路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N。在额定功率下，当 汽车匀速行驶时，求： （l）发动机所提供的牵引力大小； （2）行驶速度的大小； （3）行驶5min牵引力所做的功。 （1）由于汽车匀速行驶时，受平衡力的作用， 所以牵引力 F =f=1800N （2分） （2）由P=F得：汽牛匀速行驶速度 P/F= 6104W/1800N= 33.3 m/ s （3分） （3 )W = Pt = 6104W560s=1.8107J （3分） 例5：一辆辆小汽车车在平直公路上匀速行驶驶，发动发动 机的牵牵 引力为为2000 N，速度为为108 km/h。 (1)求小汽车车匀速行驶时驶时 受到的阻力大小。 (2)求牵牵引力在10 min内所做的功。 (3)若发动发动 机的牵牵引力用F表示，小汽车车的速度用v表示，请请 推导导出牵牵引力的功率PFv。 解：（1）因为轿车为轿车 匀速行驶时驶时 ，受到的阻力和牵牵引力是 一对对平衡力，所以受到的阻力f=F=2000N； （2）汽车车行驶驶的距离：s=vt= m/s600s=18000m， 牵牵引力在10min内所做的功： W=Fs=2000N18000m=3.6107J （3）因为为：P=W/t, W=Fs，v= s/t 所以：P=W/t = Fs/t= Fv 例7：攀岩是一项挑战自然，超越自我的惊险运动。一位攀 岩者体重为520N，背着生为8kg的背包，用时40min登上高为 9m的峭壁。在此过程中攀岩者对背包做功_J，他做功 的平均功率是_W。（g取10N/kg） 720 2.25 例6：我国设计设计 的“中华华月球车车”今年将登陆陆月球，图为该图为该 车车的模型物体在月球表面附近受到的重力仅为仅为 在地球表面 附近所受重力的1/6，月球车车的质质量为为120kg，它在月球表面受 到的重力为为 _ N若它在月球表面上方竖竖直下落 4m，则则重力对对它做的功 为为 _ J 800 200 .让同一钢球从斜 面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。 .让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，观 察木块被撞击后移动的距离。 回答下列问题： (1)步骤I是为了研究动能大小与_的关系。 (2)步骤是为了研究动能大小与_的关系。 (3)该实验中斜面的作用是为了控制钢球_的大小， 木块的作用是为了比较钢球_的大小。 物体运动的速度 质量 速度 动能 类型三 影响动能和势能大小的因素 例8:如图所示为探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实 验。实验步骤如下： 类型四 机械能及其转化 例9:小明乘超市的自动扶梯匀速上升过程中(如图所示)， 小明的( ) A动能转化为势能，机械能不变 B动能转化为势能，机械能增大 C动能不变，势能增大，机械能增大 D动能不变，势能不变，机械能不变 C 例10:下列关于功、能和热热量的描述中正确的是（ ） A“嫦娥一号”飞飞船在加速升空的过过程中，机械能的总总量 保持不变变 B汶川地震形成的“堰塞湖”之所以危险险是因为这为这 些高处处 的湖水积积蓄了很大的重力势势能 C物体的温度越高，具有的热热量就越多 D物体的内能越大，具有的功就越多 例11:一物体沿固定的粗糙斜面匀速下滑，物体在下滑的过过 程中（ ） A动动能不变变，势势能减小，机械能不变变 B动动能不变变，势势能减小，机械能减小 C动动能增大，势势能减小，机械能不变变 D动动能增大，势势能减小，机械能减小 B B 例12:图中的四幅图片是生活和生产中的场景，对其能量变化 的描述中，错误的是 （ ） A甲图中，货物被举高后内能增加了 B乙图中，列车速度增大后动能增加了 C丙图中，握力计发生形变后弹性势能增加了 D丁图中，飞机升空后重力势能增加了 A 例13:如图图所示，撑竿跳高运动动的几个阶阶段：助跑、撑竿 起跳、越横杆。助跑时时运动员动员 跑得越快，_越大，从运 动员动员 撑竿起跳到越横杆的过过程中，有关能量变变化的情况是：运 动员动员 的重力势势能_，竿的弹弹性势势能_。越过过横 杆下落过过程中，_能转转化为为_能。 动能 变大变小 重力势 动 例14:关于能量及能量之间间的转转化，下列说说法正确的是 （ ） A.火山具有内能，冰山不具有内能 B.火箭在加速上升时时，机械能保持不变变 C.拦拦河大坝坝使水位升高，增加了水的重力势势能 D.坠坠落的陨陨石在空中划过过一道亮光时时，内能转转化为为机械能 C 点评 比较动能、势能的大小和判断它们大小的变化， 关键是全面考虑决定它们大小的因素，不能只注意一个因素 ，忽视