中考全程备考方略河南省中考物理 知识梳理 第十章 功和机械能课件.ppt

第十章功和机械能 考情分析 考点梳理 典例精析 实验强化过关 备战演练 考情分析 考纲要求 结合实例认识机械功的概念 理解做功的两个必要因素 能用生活 生产中的实例解释机械功的含义 理解功的计算公式w fs 并能进行有关计算 结合实例理解功率的概念 了解功率在实际中的应用 会用公式p 进行简单计算 通过实例认识物体的动能 势能和机械能 能用实例说明物体的动能和势能的相互转化 能用实例说明机械能和其他形式能的转化 wt 2011 2015年河南中考考情一览表 1 力学中的功 1 功 通常而言 如果一个力作用在物体上 物体在这个力的方向上 就说这个力对物体做了功 2 做功的两个必要因素 一个是 另一个是 作用在物体上的力 考点梳理 物体在这个力的方向上移动的距离 答案 移动了一段距离 考点一功 w fs 2 功的计算 1 功的计算 力学中 功等于力与物体在力的方向上 的乘积 表达式为 2 功的单位 在国际单位制中 力的单位是牛 距离的单位是米 则功的单位是牛米 它有一个专门的名称叫做 简称 符号是 温馨提醒 物体在力的方向上位置没有发生变化或者在运动方向上没有受力 都没有力对它做功 移动的距离 答案 焦耳 焦 j 功 1 功率 与 之比叫做功率 2 功率物理意义 表示 的快慢 它在数值上等于 所做的功 3 功率表达式 变形公式 p fv 4 功率单位 在国际单位制中 功的单位是焦耳 时间的单位是秒 则功率的单位是焦耳每秒 它有个专门的名称叫做 简称 符号是 工程技术上还常用千瓦 kw 作为功率的单位 1kw w 做功所用时间 答案 103 wt fst 做功 单位时间内 瓦特 瓦 w 考点二功率 1 能量 物体能够对外 我们就说这个物体具有能量 简称能 能量的单位与功的单位相同 也是焦耳 一个物体能够做的功越多 表示这个物体的能量越大 2 动能 1 动能 物体由于 而具有的能 叫做动能 2 物体动能的影响因素 质量相同的物体 运动的 越大 它的动能越大 运动速度相同的物体 越大 它的动能也越大 温馨提醒 一切运动的物体都具有动能 答案 质量 速度 运动 做功 考点三动能和势能 3 势能 1 重力势能a 重力势能 在地球表面附近 物体由于 所具有的能 叫做重力势能 b 重力势能影响因素 物体的 越大 越高 它具有的重力势能就越大 2 弹性势能a 弹性势能 物体由于发生 而具有的能叫做弹性势能 b 弹性势能影响因素 物体的 越大 它具有的弹性势能就越大 弹性形变 答案 位置 质量 高度 弹性形变 1 机械能及其转化 1 机械能 动能 重力势能和弹性势能统称为机械能 2 动能和势能可以相互 3 机械能守恒 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 或者说 机械能是守恒的 2 水能和风能的利用 风能和水能都可以用来发电 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 风吹动风车 可以带动发电机发电 答案 不变 转化 考点四机械能及其转化 典例精析 a 典例1 2015自贡 8 下列说法中正确的是 a 用手从地面竖直提起水桶 手竖直向上的拉力对水桶做了功b 提着水桶在路面上水平向前移动一段路程 手竖直向上的拉力对水桶做了功c 抛出手的铅球在空中向前运动的过程中 推力对铅球做了功d 用力推一辆汽车 汽车静止不动 推力在这个过程中对汽车做了功 答案 解析 类型一判断是否有力对物体做功 解析 功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在这个力的方向上移动的距离 用手从地面提起水桶 在拉力的竖直方向上移动了距离 拉力对水桶做了功 a正确 提着水桶水平前进时 水桶只在水平方向移动了距离 所以竖直向上的拉力不对水桶做功 b错误 抛出去的铅球不受推力作用 故不存在推力做功 c错误 用力推汽车没有推动 汽车没有在力的方向上移动距离 推力没有对汽车做功 d错误 故选a 变式训练1 如图1所示的单摆 让小球从a点静止释放 小球从a点向b点摆动的过程中 小球受到的重力对小球 功 细绳对小球的拉力 功 均选填 做 或 不做 答案 做 不做 典例2 2015桂林 8 如图2所示 用50n的水平拉力f拉着物体在2s内沿水平方向前进了4m 下列说法正确的是 a 拉力做功为零b 拉力的功率为零c 拉力做功为100jd 拉力的功率为100w d 答案 解析 解析 拉力做功w fs 50n 4m 200j 拉力的功率p 100w 故选d 200j2s wt 类型二功和功率的相关计算 变式训练2 新建成的牛栏江引水济昆工程 是将水从海拔较低的德泽水库 引到海拔较高的盘龙江上游 每年对昆明提供5 67亿立方米的水 耗电及相关运行费用已近10亿元 所以 珍惜水资源是每一个市民应尽的责任和义务 此工程是在德泽水库库区建泵站 将水泵入山坡高处的水池后 再自流回昆明 泵站的提水高度约220m 每秒流过水流横截面的水量是18m3 将1 8 104kg的水提高220m 水泵对水所做的功是 j 做功的功率是 w g取10n kg 水 1 0 103kg m3 答案 3 96 107 3 96 107 典例3 2015巴中 10 如图3所示 一物体在拉力f的作用下沿斜面向上匀速运动 在向上运动的过程中 下列说法正确的是 a 物体的动能不变 机械能不变b 物体的重力势能增大 机械能增大c 物体的重力势能转化为动能d 物体的动能转化为重力势能 b 解析 解析 物体的动能大小和物体的运动速度与质量有关 重力势能和物体的质量与高度有关 物体在向上匀速运动的过程中 质量不变 速度不变 所以动能不变 又因为物体的高度增加 所以重力势能增大 物体的机械能增大 物体在运动过程中没有动能和重力势能的转化 故选b 答案 类型三机械能及其转化 方法指导 判断一个物体的动能 重力势能是否改变 看该物体的质量 速度 所处的高度是否改变 变式训练3 如图4所示是蹦床运动员表演的情景 运动员从最低点到达最高点的过程中 运动员的动能和重力势能变化情况分别是 a 动能减小 重力势能增大b 动能增大 重力势能减小c 动能先增大后减小 重力势能增大d 动能先减小后增大 重力势能减小 答案 c 实验强化过关 命题角度 1 转换法的运用2 控制变量法的运用3 实验设计4 实验过程中的能量转化5 分析数据 比较影响动能较大的因素6 实验结论及其应用7 实验中 若水平面没有阻力将出现的情况 实验探究物体的动能跟哪些因素有关 典例精讲 2015泸州 30 某物理兴趣小组设计了如图5所示的实验装置来探究物体的动能跟哪些因素有关 让同一钢球a分别从不同的高度由静止开始滚下 观察木块b被撞击后移动距离s的长短 是为了判断钢球 的大小 实验中他控制了钢球的质量不变来研究动能大小跟 的关系 钢球沿斜面滚下过程中 重力势能减小 动能 选填 增大 不变 或 减小 若水平面绝对光滑 木块b被撞击后将以 永远运动下去 答案 动能 解析 速度 增大 匀速 解析 本实验利用转换法 通过观察木块运动的距离来判断钢球动能的大小 控制钢球质量不变 是研究动能大小与速度的关系 钢球沿斜面滚下时 重力势能转化为动能 所以重力势能减小 动能增大 若水平面绝对光滑 则木块在水平方向上不受力的作用 将以匀速永远运动下去 强化练习 如图6所示 是 研究物体动能的大小与哪些因素有关 的实验装置 1 实验中通过观察 的大小 来判断小球动能的大小 2 实验中为了研究动能大小与质量的关系 需要控制小球撞击时的速度不变 具体的控制方法是 答案 木块运动的距离 使小球每次在同一高度静止释放 3 质量和速度谁对动能的影响较大呢 小文所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出的两组数据如表一和表二所示 表一 钢球撞击时的速度为v 8cm s 表二 钢球质量为m 100g 分析这两组数据可以得出 对物体的动能影响较大 依据是 答案 速度 物体的动能与质量成正比 与速度的平方成正比 一 填空题1 2015安顺 如图7所示 氦气球释放后 若它的运动可看成是匀速上升 则上升过程中氦气球的动能 机械能 均选填 增大 不变 或 减小 2 2014呼伦贝尔 大石头重6 104n 起重机在15s内将大石头沿竖直方向匀速提升1m 则起重机提升大石头所做的功是 j 功率是 w 备战演练 不变 答案 6 104 4000 增大 真题演练 3 2015内江 在探究 汽车的速度 的实验中 甲 乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的s t图像如图8所示 由图可知 甲车的动能 选填 大于 小于 或 等于 乙车的动能 经过相同的时间 甲 乙两车牵引力做的功之比为 空气阻力忽略不计 答案 小于 1 4 4 2015铜仁 小龙背着质量为25kg的实验器材从实验楼的一楼上到三楼 又沿着走廊水平走了5m到达实验室 每层楼高3m 小龙对实验器材做功 j 若在搬运实验器材的整个过程中小龙总共做功4500j 则小龙自身体重 kg g 10n kg 5 2015绵阳 绿色环保 低碳出行 2015年1月18日 绵阳市首批30辆纯电动公交车投入试运行 假定一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶 其电动机的输出功率为120kw 速度为36km h 共行驶2h 其电动机做功为 j 公交车的牵引力为 n 答案 1500 8 64 108 1 2 104 50 二 选择题6 2015深圳 甲机械比乙机械的功率大 表示两机械在做功时 a 甲做功多b 甲更省功c 甲做功快d 甲用时少7 2015开封模拟 在排球运动中 跳发球 图9 是最具威力的发球方式 其动作要领可简化为 抛球 腾空 击球和落地 四个过程 其中运动员对排球做功的过程有 a 球抛出后在空中上升b 人腾空c 手击球d 球落地 c c 答案 8 2015安顺 举重是我国的优势体育项目 一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员 在挺举项目中用相同时间 把同样重的杠铃举起 如图10所示 如果他们对杠铃所做的功分别为w1和w2 功率分别为p1和p2 则下列关系式中正确的是 a w1 w2 p1 p2b w1 w2 p1 p2c w1 w2 p1 p2d w1 w2 p1 p2 c 答案 9 2015河南师大附中模拟 甲 乙两个完全相同的物体分别在水平拉力f甲和f乙作用下 在同一水平面上做匀速直线运动 且v甲 v乙 若不计空气阻力 则它们所受的拉力f甲和f乙及两拉力在相同时间内所做的功w甲和w乙之间的关系是 a f甲 f乙b f甲 f乙c w甲 w乙d w甲 w乙10 2014泰安 如图11 用f 20n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 c 答案 c 11 2015大连 如图12所示 一弹簧的左端固定 右端连接一个小球 把它们套在光滑的水平杆上 a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置 b点是弹簧原长时小球的位置 c点是小球到达最右端的位置 则小球由a点运动到c点的过程中 下列说法正确的是 a 小球在a点 弹簧的弹性势能最小b 小球在b点 小球的速度最小c 从a点到b点 小球的动能逐渐增大d 从b点到c点 弹簧的弹性势能逐渐减小 答案 c 三 实验探究题12 2015衡阳 某同学在体育活动中 从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到 物体的重力势能可能与物体的质量 下落高度和运动路径有关 于是设计了如图13所示的实验 用大小 形状相同的a b c d四个铅球 其中a c d三球的质量为m b球质量为2m 让a b两球从距沙表面高h静止下落 c球从距沙表面高2h静止下落 d球从距沙表面高2h的光滑弯曲管道上端静止滑入 最后从管道下端竖直地落下 球在光滑管道中运动的能量损失不计 实验测得a b两球陷入沙深度分别为h1和h2 c d两球陷入沙深度均为h3 且h1 h2 h3 1 本实验中 铅球的重力势能大小是通过 来反映的 2 比较a b两球 发现b球陷入沙深度更大 由此可得出结论 当下落高度一定时 3 比较 两球 发现c球陷入沙深度更大 由此可得出结论 当物体质量相同时 下落的高度越高 物体的重力势能越大 4 比较c d两球 发现两球运动的路径不同 但陷入沙深度相同 因此可得出结论 物体的重力势能与物体运动的路径 选填 有关 或 无关 5 小球在下落过程陷入沙面前 将重力势能转化为 能 陷入沙中后到小球静止过程中 将机械能转化为 能 答案 动 铅球陷入沙的深度 物体的质量越大 重力势能越大 无关 内 a c 四 综合应用题13 2015长沙 扫地机器人是智能家用电器的一种 正逐渐进入我们的生活 如图14所示 是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人 小王在室内运动场上试用中发现 该机器人在1min内沿直线匀速清扫的距离为18m 若它在运动中所受阻力为105n 问 1 此机器人在清扫地面时运动的速度为多大 2 此过程中机器人的水平推力所做的功及功率分别为多大 答案 解 1 机器人的速度v 0 3m s st 18m1 60s 一 填空题1 名师原创 小欣在放学回家的公交车上 看到路边的工地正用叉车向上吊起重物 就想此时叉车对重物是 功的 小欣到站后在下车时 对其背上的书包是 功的 两空均选填 做 或 不做 做 答案 做 前瞻预测 答案 400 6 40 4 2014杭州改编 用手将一重为g的铁球缓慢放在一弹簧上 如图15 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 选填 增大 减小 或 不变 b位置到c位置的过程中铁球所受的重力 选填 大于 小于 或 等于 弹簧所施加的弹力 答案 gh 增大 小于 二 选择题5 名师原创 如图16所示 同一物体在大小相等的力f作用下 分别在光滑水平面 粗糙水平面 粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s 力f做的功分别为w1 w2 w3 则下面选项正确的是 a w1 w2 w3b w1 w3 w2c w1 w2 w3d w3 w1 w2 答案 a 6 2015德州改编 2015年4月25日 尼泊尔发生里氏8 1级强震 地震发生后 我国快速行动参与救援 救灾过程中 飞机在一定高度匀速飞行 向灾区投放物资 关于救灾飞机的说法正确的是 a 动能 重力势能均不变b 动能 重力势能均变