中考科学总复习 第20课时 功和功率　机械能课件.ppt

第二篇物质科学(一),第20课时功和功率机械能,(学用P96页),一、机械能考点1识别动能、重力势能和弹性势能a(1)动能是物体由于_而具有的能。(2)势能重力势能：物体由于_而具有的能叫做重力势能。弹性势能：物体由于_而具有的能叫做弹性势能。,运动,被举高,弹性形变,考点2知道动能大小跟质量、速度的定性关系a动能的大小与物体的_及物体运动的_有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越_；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越_。考点3知道重力势能大小跟质量、举高高度的定性关系a重力势能的大小与物体的_及物体所处的_有关。考点4知道弹性势能大小跟弹性形变的定性关系a弹性势能的大小跟物体的材料以及_的大小有关，弹性形变越大，物体的弹性势能就越_。,质量,速度,大,大,质量,高度,弹性形变,大,考点5举例说出动能和势能的相互转化a单摆：将摆锤拉高一定的高度后放手。摆锤在向下摆动的过程中_转化为_，在摆锤摆过中点后向上摆动的过程中_转化为_。,重力势能,动能,动能,重力势能,考点6描述机械能守恒的含义a动能和势能统称为_。动能和势能之间可以_。如果没有摩擦等阻力，那么在势能和动能的相互转化中，机械能的_。即机械能守恒。(注意不考虑阻力)考点7利用机械能守恒解释简单的现象b1如果没有摩擦阻力，动能和势能在相互转化的过程中，机械能总量_。2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_能。,机械能,相互转化,总量保持不变,保持不变,热,(学用P97)1(2013舟山)如图是杂技演员演出时的过程示意图，男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故()A男演员的质量必须要大于女演员的质量B甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能C男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能D女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等,C,【解析】由于存在阻力，克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，所以男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能。C符合题意。,2(2014株洲)在小球从O点由静止开始沿x轴竖直下落的过程中，小球某种形式的能量E随下落高度x变化的图像如图所示。若不计空气阻力，那么这种能量是()A重力势能B动能C机械能D内能【解析】如图，横坐标代表的是能量，纵坐标代表的是物体下降的高度。物体下落时质量保持不变，高度降低，重力势能减小，不计空气阻力，小球下降时，重力势能全部转化为动能，机械能的总量不变。,B,3(2014丽水、衢州)在做了“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑。小衢设计了如图甲所示的实验：让质量不同的钢球A、B同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若B球相对于A球_，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。小丽肯定了小衢的实验方案后，对实验又提出了两个建议：,静止,建议一：因为钢球在斜面上滚下的时间很短，不利于观察和比较钢球的运动情况。不改变钢球在斜面上的位置，不改变球与斜面的粗糙程度，为了延长钢球在斜面上滚下的时间，可采用的方法是_；建议二：为确保钢球滚下时不偏离斜面，可在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽(如图乙所示)。从有利于观察和比较两球的相对运动情况的角度考虑，图中两个小凹槽的间距L应_。,减小斜面的,倾斜角度,尽量小,二、机械功考点8理解功的概念b1做功的两个必要因素：_和_。2功是作用于物体的力和物体在力的方向上移动的_的_。考点9知道功的单位a功的单位：_，简称焦，符号是J。1焦1牛米,作用在物体上的力,物体在力的方向上通过的距离,距离,乘积,焦耳,考点10应用功的公式进行简单的计算c公式：功力距离，即_。力没有做功的三种情况物体受到力的作用，但没有移动距离；物体不受外力，由于惯性做匀速直线运动；物体通过的距离跟它受到的力的方向垂直。注意：物体做功的多少与物体是否做匀速直线运动、速度多大、接触面是否粗糙均无关。,WFs,三、功率考点11说明功率的概念b(1)定义：_内做的功叫功率。(2)意义：功率是用来描述物体_的物理量。考点12知道功率的单位a功率的单位：_，简称瓦，符号是W。1瓦1焦/秒,单位时间,做功快慢,瓦特,考点13应用功率公式进行简单的计算c功率的公式：_PFv考点14从能的转化来说明功率b_，所以做功快慢也就是能量转化的快慢。因此，功率是表示能量转化快慢的物理量。,PW/t,功是能量转化的量度,4(2014聊城)将你的文具盒或直尺的一端抬起形成一个斜面，把你的橡皮放在斜面的顶端如图所示，改变斜面的倾角，由静止释放后的橡皮沿斜面下滑，对应橡皮的下滑过程，下列说法正确的是()A橡皮所受支持力做了功B橡皮的机械能增加了C橡皮所受的重力做了功D橡皮的动能不变,C,【解析】A.因为没有在支持力方向上移动距离，所以橡皮所受支持力没有做功；B.运动中需要克服摩擦力做功，所以过程中机械能减小了；C.重力始终作用在橡皮上，并且在重力方向上移动了一段距离，符合做功条件，故重力做功了；D.橡皮质量不变，速度增大，动能增大。,5(2014玉林)一个大人和一个小孩分别将5块完全相同的砖运到二楼，如图所示，这个过程中，下列说法正确的是()A大人对砖做的功比小孩对砖做的功多B大人对砖做的功比小孩对砖做的功少C大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大D大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率小,C,6(2014宁波)利用如图所示的装置，工人用力F把重为100N的物体以0.2m/s的速度匀速提升6m。若不计绳重和摩擦，则这一过程中()A拉力F的大小为50NB绳子自由端的速度为0.4m/sC拉力F所做的功为600JD拉力F的功率为10W,C,(学用P98)高频点1弹性势能的大小例1(2014安徽)如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。开始时通过小球压缩弹簧到A位置(已知AOOB)，释放小球，研究小球在水平方向上的受力和运动情况，则(),A小球从A运动到O的过程中所受弹力方向向右、速度不断增大B小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小C小球运动到B点时将停止运动并保持静止D小球在运动过程中所受弹力的方向保持不变,【答案】A【解析】A.小球从A运动到O的过程中，弹簧恢复原状，将弹性势能转化为动能，此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大；B.小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉伸，球的动能转化为弹簧的弹性势能，此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小；C.小球运动到B点时，由于动能转化为弹性势能，速度为零，但是由于弹簧要恢复原状，会带动小球一起运动，因此不会停止运动并保持静止；D.小球在运动过程中所受弹力的方向先向右后向左，是变化的。,1(2014杭州)用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，则从A位置到C位置铁球的重力做功是_；在此过程中弹簧的弹性势能增加量为_。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力_(填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧所施加的弹力。(整个过程中不计能量损耗),Gh,Gh,小于,高频点2动能势能的相互转化例2(2014成都)如图所示，在歼20飞机加速向上运动的过程中，关于飞行员的能量分析，下列说法正确的是()A动能增加，重力势能不变B动能不变，重力势能增加C机械能总量不变D机械能总量增加【答案】D【解析】在歼20飞机加速向上运动的过程中，飞行员的质量不变，速度增大，其动能增大；高度升高，重力势能增大，故机械能总量增大。,2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()【解析】由于铅球离手后上升到一定高度再下落，在铅球上升过程中动能减小，到最高点时动能最小，但不会不存在动能，下落过程中动能增加。,A,高频点3功、功率的简单计算例3(2014益阳)电梯的简化模型如图甲所示，考虑安全、舒适、省时等因素，电梯速度要经过增大、不变和减小的过程。这一过程是通过改变拉力大小来实现的。某次上升过程中电梯所受拉力F随上升高度h变化的图像如图乙所示。这个过程用时1分钟，求这个过程中：(1)电梯上升的平均速度；(2)拉力做的功；(3)拉力做功的功率。,【答案】(1)电梯上升的平均速度为0.8m/s；(2)拉力做的功是9.6105J；(3)拉力做功的功率是1.6104W。,【解析】(1)电梯上升的高度h48m，用时间t60s，电梯上升的平均速度：(2)拉力在04m做的功：W1F1h12.5104N4m1.0105J，拉力在444m做的功：W2F2h22.0104N40m8.0105J，拉力在4448m做的功：W3F3h31.5104N4m0.6105J，所以，上升过程拉力做的功：WW1W2W31.0105J8.0105J0.6105J9.6105J；(3)拉力做功的功率：,3(绍兴中考)学校新近买了30套总质量为300千克的实验器材，每套一箱。实验员需要把这批实验器材搬运到15米高的实验室。(1)该实验员在搬运中，对实验器材总共做功_焦；,44100,(2)假设他身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如图所示，每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的时间t与所搬运物体的质量m关系如表所示，那么他搬完全部箱子，且回到开始搬运处，所用最短时间为_秒(计算结果精确到0.1)。,1501.8,【解析】(1)知道实验器材的总质量，利用重力公式求受到的重力，又知道上升的高度，利用WGh求实验员在搬运中对实验器材做的功；(2)从Pm图像得出三种搬运方法的功率，在(1)中求出了将实验器材全搬到楼上做的总功，利用PW/t算出搬运器材上楼用的时间t；从表中数据可以得出每种搬运方法每次搬起箱子、放下箱子和下楼的时间，乘以搬运次数得出每种搬运方法搬起箱子、放下箱子和下楼的时间t，t总tt为每种办法所用的总时间，通过计算回答。,(学用P99页)【提醒】本题难度比较大，关键是学生的读图能力，从图像的电流变化上判断出电阻变化，从电阻变化上判断出弹簧压缩程度的变化。例4(绍兴中考)如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上，压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器(压力不超过最大值)，压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一电路。压力传感器不受力时电流表示数是I0。t0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。整个过程中，不计能量损失，电流表示数I随时间t变化的图像如图乙所示，则(),At1时刻，小球动能最小Bt2时刻，弹簧的弹性势能最小Ct2t3这段时间内，弹簧的弹性势能先增加后减少Dt2t3这段时间内，小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能【答案】D,【提醒】当重力大于弹性绳对运动员拉力时，运动员做加速运动；当弹性绳对运动员拉力大于重力时，运动员做减速运动。例5(2014长沙)如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力)，下列说法正确的是()A从O点到C点运动员速度一直减小B从O点到C点运动员的机械能一直在增大C从O点到C点运动员的机械能一直在减小D从O点到A点运动员的机械能不变,【答案】D【解析】根据题意可知，从O点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员的拉力，因此速度越来越大；从B点到C点的过程中，弹性绳对运动员拉力大于重力，运动员的速度开始减小，到达C点时，速度为零；由于不计空气阻力，因此整个过程能量守恒，故ABC都是错误的。故选D。,例6(金华、丽水中考)小华为了探究物体动能的大小与质量、速度的关系，设计了如图甲、乙所示的实验。实验甲：质量相同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。,实验乙：质量不同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。(1)要探究物体动能的大小与速度的关系应选用_图。(填“甲”或“乙”)(2)甲、乙两组实验可以得出的结论是_。(3)这个实验中，利用木块被碰撞后移动的_比较物体的动能大小。下列实例中与此实验方法相同的有_。(填编号),认识电流大小时，用水流进行类比用红墨水在水中的扩散现象来认识分子是运动的用酚酞试液滴入溶液变红色来判断溶液呈碱性【答案】(1)甲(2)物体动能的大小与质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能就越大(3)距离,【解析】(1)要探究物体动能的大小与速度的关系，必须控制物体的质量相同，速度不同，速度的不同是通过小球在斜面的位置来体现的，符合条件的只有甲图；(2)通过甲图可得到的结论是：质量相同时，物体的速度越大，动能越大；通过乙图可得到的结论是：物体速度相同时，质量越大，动能越大；因此综合甲图和乙图，可得到的结论是：物体动能的大小与质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能就越大。(3)实验中利用木块被碰撞后移动的距离来比较物体的动能大小，属于转换法的思想，采用这个研究方法的还有研究分子的扩散现象和用酚酞试液滴入溶液变红色来判断溶液呈碱性。,1.(2014邵阳)如图，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，下列说法正确的是()A人和伞的总重力大于空气的阻力B人和伞的总重力等于空气的阻力C人和伞的重力势能在增大D人和伞的动能在减小,B,第1题图,2(2014娄底)如图是某运动员在水平地面上做俯卧撑时的情景，她的重心在A点，体重为500N，设地面对两个手掌的支持力为F，在运动员身体撑起的过程中()A支持力F一定不做功B支持力F一定做功C支持力F500ND支持力F500N,B,第2题图,【解析】分析该题能看出，当运动员身体撑起的过程中，受到地面的支持力，该力的方向是向上的，且沿着向上的方向移动了一段距离，故支持力做了功；同时在上述过程中，人的脚与地面的接触点是支点，重力相当于阻力，支持力相当于动力，故此时的动力臂大于阻力臂，故此时动力应该小于阻力，即支持力小于重力，即支持力F500N。,3(2014雅安)如图所示，足球以初速度沿着凹凸不平的草地从a运动到d。下列分析正确的是()A在b、d两点动能相等B在a、d两点机械能相等C从b到c的过程机械能减少D从c到d的过程重力势能减少,C,第3题图,(学用P100页)4.(2014泰安)如图，用F20N的水平推力推着重为40N的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了40J的功，则在这一过程中()A重力做的功一定为40JB物体一定受到20N的摩擦力C物体一定运动了2mD物体一定运动了4m【解析】物体在重力的方向没有移动距离，故重力做的功为0，故A错误；用F20N的水平推力推着重为40N的物体沿水平方向做直线运动，没有说是匀速直线运动，故摩擦力不一定是20N，故B错误；由WFs可得，物体沿水平方向运动的距离：sW/F40J/20N2m，故C正确，D错误。,C,第4题图,5(2013苏州)如图所示的四个实例中，机械能正在减小的是(),C,6(广州中考)把篮球抛向空中，忽略空气阻力，如图哪一图像能正确反映球离手后至落回地面前机械能(E)与篮球离地高度(h)的关系()【解析】把篮球抛向空中，忽略空气阻力，只有动能和势能的相互转化，机械能守恒，机械能不变。,A,7(包头中考)如图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A点由静止释放，若小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做的功用W表示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是()A小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量与动能的增加量之差等于WB小球能够从A点运动到D点C小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量D小球从A点运动到C点的过程中，机械能的减少量等于动能的增加量【解析】从A点向B点运动过程中，重力势能大部分转化成动能，因为有滑动摩擦，少部分转化成内能。故A正确。,A,第7题图,8(2013内江)如图甲所示，物体在水平拉力F12N的作用下，沿水平地面向右做直线运动，传感器发出的超声波遇到运动的物体后将被反射回传感器，传感器显示出物体在水平方向通过的距离随时间变化的st图像，如图乙所示。则：,第8题图,(1)在015s内，物体受到的摩擦力的大小是多少？方向如