中考物理二轮复习 第13讲 功和机械能课件.ppt

第八章功和机械能简单机械第13讲功和机械能 考点一功1 力学里所说的功 包含两个必要因素 一个是作用在物体上的 另一个是物体在这个力的方向上移动的 2 常见的不做功的三种情况 1 有力f无 2 有距离s无 3 有力f 也有距离s 但在力f的方向上没有通过距离s 即运动方向和力的方向 力 距离 距离s 力f 垂直 3 在物理学中 把 和物体在 的方向上通过的 的乘积叫做功 计算公式 功的单位是 符号是 力 力 距离 w fs 焦耳 j 考点二功率1 在物理学中 用 表示物体做功的快慢 功与做功所用 之比叫做功率 它在数值上等于 内所做的功 功率的表达式为 在国际单位制中 功率的单位是 符号是 2 由这个公式可知 在功率一定时 力f与速度v成反比 因此汽车在上坡时 司机采取换低速挡的方法减小 以获得较大的牵引力 功率 时间 单位 时间 瓦特 w fv 速度 考点三动能和势能1 物体由于 而具有的能叫做动能 动能的大小跟物体的 和 有关 运动物体的质量越大 速度越大 这个物体的动能就越 2 物体由于 所决定的能叫做重力势能 物体重力势能的大小跟物体的 和位置的 有关 物体的质量越大 位置越高 它具有的重力势能就越 3 物体由于发生 而具有的能叫弹性势能 物体的弹性势能的大小跟物体发生 形变的程度有关 物体的弹性形变越大 它具有的弹性势能就越大 运动 质量 速度 大 高度 质量 高低 大 弹性形变 弹性 考点四机械能及其转化 和 统称为机械能 大量研究结果表明 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 动能 势能 不变 考点一功命题点 1 功的定义 2 功的两个必要因素 3 功的公式与运用 例1 2013 福州 如图所示的情景中 关于力对杯子做功的描述正确的是 解析 本题考查功的两个必要因素 a b两个选项中 杯子没有沿力的方向通过距离 属于不动无功 c选项中 托力与杯子通过距离的方向垂直 属于垂直无功 d选项中 杯子沿托力方向通过了一段距离 托力做了功 故选d 答案 d 例2 2013 自贡 小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上 他对课本所做功最接近于 a 0 02jb 0 2jc 2jd 20j解析 本题考查功的估算 物理课本重约3n 桌面高约0 7m w fs 3n 0 7m 2 1j 故c选项最符合 答案 c 考点二功率命题点 1 功率的定义 2 功率的公式与运用 例3 2013 武汉 三位同学准备进行爬楼比赛 看看谁的功率大 他们展开了如下的讨论 甲 只有测出各自的体重 爬楼用的时间和爬楼的高度 才能进行比较 乙 在爬楼的时间相同时 只要测出各自的体重 爬楼的高度 就可以进行比较 丙 在爬楼的高度相同时 只要测出各自的体重 爬楼的时间 就可以进行比较 上述说法中 你认为合理的是 a 甲 乙和丙b 甲和乙c 甲和丙d 乙和丙解析 本题考查功率 人爬楼时 需要克服人的重力做功 根据功率的计算公式可知 测量人的重力 爬楼的高度 爬楼的时间可以比较功率 在时间相同时 比较功的大小或在爬楼高度相同时 比较体重和爬楼时间也可以比较功率 答案 d 例4 2013 长沙 2013年长沙体育中考 男生新设引体向上项目 如图是引体向上的示意图 小云同学在半分钟内做了12个规范的引体向上 已知小云的质量为60kg 每次引体向上他能将自身重心提高0 4m 则小云每做一次引体向上所做的功为 j 整个过程中的平均功率为 w g取10n kg 解析 本题考查功和功率的计算 小云做引体向上 是克服重力做功 已知他的质量根据g mg求出他的重力 即g mg 60kg 10n kg 600n 根据w gh求出克服重力做的功 即w gh 600n 0 4m 240j 整个过程共做了12个 可以求出整个过程中做的总功是2880j 根据答案 24096 考点三动能和势能命题点 1 动能和势能的概念 2 动能和势能的影响因素 例5 2013 滨州 今年6月1日 我国引进的首架波音787客机飞赴广州交付使用 当波音787客机加速起飞上升的过程中 下列说法正确的是 a 动能增大 重力势能减小b 动能减小 重力势能减小c 动能增大 重力势能增大d 动能减小 重力势能增大 解析 本题考查动能和重力势能的影响因素 物体的质量越大 速度越大 动能越大 质量越大 高度越高 物体的重力势能越大 飞机加速上升的过程中 质量保持不变 高度和速度都在增加 则动能和重力势能都不断增大 答案 c 例6 2013 湛江 图1是探究 物体动能的大小与哪些因素有关 的实验装置 实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下 碰到同一木块上 图2是探究 牛顿第一定律 的实验装置 实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下 在粗糙程度不同的水平面上运动 请回答以下问题 1 图1实验的目的是探究钢球动能的大小与 的关系 通过木块被推动距离的大小 说明钢球对木块做功的多少 从而判断钢球动能的大小 这种常用的实验方法是 法 2 图2实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下的目的是 水平面越光滑 小车受到的摩擦力越 填 大 或 小 根据小车运动距离的远近 推理得出 运动的物体如果不受外力作用 将永远做 3 小明同学想在图1基础上继续探究物体动能的大小与质量的关系 请你帮他设计实验 写出简要的实验步骤及论证方法 解析 本题是对影响动能大小的因素 力和运动的关系的综合考查 1 题图中让钢球从不同高度由静止滚下 是探究钢球动能大小与速度的关系 因为钢球从不同的高度滚下 到达水平面时速度不同 质量相同 推动木块的距离不同 说明物体的质量相同时 速度不同具有的动能不同 这里用木块被推动的距离的大小来表示钢球的动能的大小 用的是转换法 2 让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下的目的是使小车具有相同的速度 水平面越光滑说明小车受到的摩擦力越小 最后根据理想推理法得出运动的物体如果不受外力作用 将永远做匀速直线运动 3 探究物体动能的大小与质量的关系 应控制物体的速度不变 选用不同质量的物体从同一高度滑下 根据推动木块的远近 得出结论 答案 1 速度转换 2 保持小车在水平面上的速度一样小匀速直线运动 3 步骤 取两个质量不同的小球a b 让两个小球分别从同一高度自由滑下论证 通过观察两个小球分别推动木块的距离大小判断动能与质量的关系 考点四机械能及其转化命题点 1 机械能的概念 2 机械能之间的相互转化 例7 2013 广州 如图所示 足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d 足球 a 在b d两点动能相等b 在a d两点动能相等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 解析 本题考查机械能及其转化 足球在运动中沿着凹凸不平的草地运动 足球在运动过程中 克服摩擦力做功 故总的机械能减少 c选项正确 b和d两点的高度相同所以势能相等 因为存在摩擦力 所以机械能减少 机械能等于动能和势能之和 所以d处动能小于b处 a选项错误 克服摩擦力做功的多少无法计算 故无法判断a d两点足球的动能 b选项错误 由c到d过程中足球位置升高 重力势能增加 所以d选项错误 答案 c 1 在如图所示的四种情境中 人对物体做功的是 a 提着水桶在水平地面上匀速前进b 扛着米袋爬上楼梯c 用力推汽车 汽车没动d 举着杠铃原地不动答案 b 2 一个人用同样大小的水平方向的力拉着木箱 分别在光滑和粗糙两种水平地面上前进相同的距离 关于拉力所做的功 下列说法中正确的是 a 在粗糙地面上做功较多b 在光滑地面上做功较多c 两次做功一样多d 条件不够 无法比较两次做功的多少答案 c 3 原创 如图所示 是位于美国亚利桑那州的华拉派印第安自然保护区的科罗拉多空中走廊 悬空玻璃观景台 因建在大峡谷西端距谷底1200m的悬崖上 被誉为人类建筑史上的一大奇迹 在这样的高度 一只篮球做自由落体坠落 需15s才能到达地面 如果篮球的质量为600g 则下落过程中 篮球的重力所做的功和功率分别是 g取10n kg a 720j48wb 7200j480wc 7 2 105j4 8 103wd 7 2 106j4 8 104w答案 b 4 如图所示 一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业 关于该洒水车 下列说法正确的是 a 机械能不变 重力势能不变b 机械能变小 重力势能 动能变小c 机械能不变 动能变小d 机械能变小 动能不变答案 b 5 如图所示 蚂蚁用10 3n的力拉着树叶 10s内沿拉力方向前进了10cm 则蚂蚁对树叶做功为 j 此时的功率为 w 答案 1 10 41 10 5 6 人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行 当它由近地点向远地点运行时 卫星的动能 填 增大 减小 或 不变 卫星的势能 填 增大 减小 或 不变 答案 减小增大 考点训练13 一 选择题 每小题3分 共36分 1 2013 湘西 在水平地面上 用50n的水平拉力拉重为100n的小车 使小车沿水平方向前进了5m 这时拉力所做的功是 a 50jb 250jc 750jd 0j答案 b 2 原创 如图所示 用f 10n的水平推力推着重为20n的物体沿水平方向做直线运动 若推力f对物体做了30j的功 则在这一过程中 a 物体一定运动了1mb 重力做的功一定为60jc 物体一定受到10n的摩擦力d 物体一定运动了3m答案 d 3 如图所示 在水平拉力f的作用下 使物体沿水平面做匀速直线运动 若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计 已知物体与地面间的摩擦力为5n 物体运动的速度为2m s 则拉力做功的功率大小为 a 5wb 10wc 15wd 20w答案 b 4 中考体育测试跳绳的项目中 某同学在1min内跳了180次 每次跳的高度大约为5cm 他跳绳时的功率大约为 a 1000wb 100wc 10wd 1w解析 一名中学生的质量约60kg 每次跳的高度约为5cm 0 05m 做功为w0 fs gs mgs 60kg 10n kg 0 05m 30j 1min跳180次做的功是w 30j 180 5400j 他跳绳的功率故选择b 答案 b 5 一个人先后用同样大小的力f将不同质量的物体分别在光滑水平面 粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s 如图所示 该力在这三个过程中所做的功分别为w1 w2 w3 关于它们之间的大小关系说法正确的是 a w1 w2 w3b w1 w2 w3c w1 w2 w3d w1 w2 w3解析 做功要同时满足两个必要因素 一是要有力的作用 二是物体在力的方向上通过了一段距离 在这三个过程中力的大小相同 通过的距离相同 依据w fs可知 力在这三个过程中所做的功相等 c正确 答案 c 6 用大小不同的甲 乙两个力拉同一物体 两力所做的功w与在这两个力的方向上移动的距离s的关系图象如图所示 由图可知 甲 乙两个力的大小关系是 a f甲 f乙b f甲 f乙c f甲 f乙d 条件不足 无法判断 解析 根据题中提供的w s图象可知 功w与距离s成正比 即有w fs关系 在s相同时 f甲所做的功大于f乙所做的功 可知f甲 f乙 所以a选项正确 答案 a 7 图中是一个两面光滑的斜面 同一个物体分别在ac和bc斜面受拉力匀速运动到c点 所需拉力分别为fa fb 所做功分别为wa wb 则 a fa fbwa wbb fafbwa wb 解析 因两个斜面均光滑 沿两个不同斜面将同一物体匀速拉到顶端 所做的功相等 因为故沿边ac拉上顶端所用的拉力较小 答案 b 8 原创 2013年2月15日上午9时30分左右 俄罗斯车里雅宾斯克州发生天体坠落事件 坠落的陨石与大气剧烈摩擦发出耀眼的白光 如图所示 则陨石在空中加速降落时 a 重力势能不断减少 机械能不变b 重力势能不断增加 机械能不变c 重力势能不断增加 机械能增加d 重力势能不断减少 机械能减少 解析 陨石在空中加速降落时高度越来越小 所以其重力势能不断减小 因为降落过程中与空气摩擦 损失了部分能量 所以其机械能减小 故选d 答案 d 9 2013 黄石 如图所示是老师在课堂上进行的滚摆演示实验示意图 下列说法不正确的是 a 滚摆运动过程中 机械能守恒b 滚摆向下运动时 重力势能部分转化为动能c 滚摆向上运动时 动能部分转化为重力势能d 滚摆上升的最大高度逐渐降低 解析 滚摆旋转上升时 动能部分转化为重力势能 旋转下降时 重力势能部分转化为动能 但是在空气中 由于摩擦的存在 总的机械能并不守恒 有一部分机械能转化为内能 故选a 答案 a 10 2013 宜昌 人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行 如图所示为卫星从远地点向近地点运动的过程 针对该过程 以下说法正确的是 a 动能逐渐增大 机械能增大b 势能逐渐减小 机械能减小c 动能逐渐增大 势能逐渐减小 机械能不变d 动能逐渐增大 势能逐渐减小 机械能减小 解析 卫星从远地点向近地点运动时 位置越来越低 重力势能越来越小 动能越来越大 是势能转化为动能 所以势能减小 动能增大 因为在外太空由于没有大气的影响 总的机械能是守恒的 故选c 答案 c 11 2013 嘉兴 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 甲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解析 由图可知 因为男演员跳起后的高度大于女演员在乙处的高度 所以男演员的质量即使等于女演员的质量 其刚下落时的机械能也大于女演员的机械能 a选项错误 男演员离开跳台时 向上跳起 具有的机械能为势能和动能之和 落下后 转化为女演员的机械能 由于存在阻力 所以男演员离开跳台时的机械能一定大于女演员在乙处的机械能 但具有的势能不一定大于乙处女演员的势能 b选项错误 c选项正确 女演员跳起后 因为存在阻力 在上升过程中 整个机械能减少 故女演员弹起来时的动能大于她站在乙处时的机械能 d选项错误 故选c 答案 c 12 2013 十堰 跳远运动的几个阶段如图所示 则运动员 a 助跑过程中机械能不变b 起跳后升空的过程中 动能转化为重力势能c 经过最高点时动能为零d 经过最高点时重力势能最小 解析 助跑过程中 速度越来越快 高度不变 动能增加 重力势能不变 因此机械能增加 a选项错误 起跳后升空的过程中 高度增加 速度减小 即动能减小 重力势能增加 故将动能转化为重力势能 b选项正确 经过最高点时 水平方向速度不为零 因此动能不为零 c选项错误 经过最高点时 高度最高 即重力势能最大 d选项错误 故选b 答案 b 二 填空题 每空3分 共27分 13 2013 安徽 我国设计的 中华月球车 2013年将登陆月球 如图为该车的模型 物体在月球表面附近受到的重力仅为在地球表面附近所受重力的16 月球车的质量为120kg 它在月球表面受到的重力为 n 若它在月球表面上方竖直下落4m 则重力对它做的功为 j g取10n kg 答案 200800 14 用弹簧测力计水平拉着重为8n的木块 在水平长木板上沿直线匀速移动0 5m 如图所示 木块受到的摩擦力是 n 摩擦力所做的功是 j 解析 用弹簧测力计水平拉着木块 在水平木板上匀速运动时 拉力与木板对木块的摩擦力是一对平衡力 则木块所受的摩擦力大小就等于弹簧测力计示数 即为2 4n 做功的条件是 在力的方向上要产生距离 w fs 2 4n 0 5m 1 2j 答案 2 41 2 15 2013 无锡 木块在大小为5n的水平拉力作用下 10s内在水平面上沿拉力方向前进2m 拉力做功为 j 功率为 w 若木块重15n 在此过程中重力对木块做功为 j 解析 根据计算功的公式w fs 5n 2m 10j 功率为由于物体在竖直方向上没有移动距离 因此重力做功为0 答案 1010 16 2013 广安 为捍卫祖国海疆 人民解放军某航空兵大队在南海上空举行了多次实兵实战对抗演习 在演习过程中 一空中加油机给某歼 10战机进行空中加油 加油后若该歼 10战机仍以原来的高度和速度匀速飞行 则该战机的动能 机械能 填 增大 减小 或 不变 解析 加油机给战机加油后 战机的质量增大 而物体的动能与物体的质量和运动速度有关 该战机仍匀速飞行 其速度大小不变 故它的动能增大 而机械能是动能和势能的总和 故机械能也增大 答案 增大增大 三 实验探究题 15分 17 2013 青岛 探究影响动能大小的因素 1 过程 如图 三次实验都要让小球由 状态开始滚下 乙 丙两次实验 研究的是动能大小与 的关系 小球沿斜面滚下过程中 它的 能主要转化为 能 2 作图 请在甲图中画出小球滚下时的受力示意图 3 问题讨论 如果在甲中将物体a去掉 在水平面依次铺上毛巾 棉布 木板 使小球在平面上所受阻力越来越小 小球速度将减小得越来越 解析 本题考查动能的大小与哪些因素有