浙江省嘉兴市秀洲区中考科学复习 功、功率和机械能课件 浙教版.ppt

功 功率和机械能 分块讲解一功 知识回顾 功 1 做功的两个必要条件 一是物体要受到 的作用 二是物体要在力的方向上通过 二者要同时具备 缺一不可 力 一段距离 2 功的计算 功的大小等于力与物体在 的乘积 即w fs 功的单位是焦耳 符号是j 3 做功的过程实质就是 过程 力对物体做多少功 就有多少能量发生了转化 力的方向上 通过的距离 能的转化 基础落实 1 2017 怀化 小张用40n的推力将重为100n的物体沿水平方向匀速推动了10m 则小张对物体所做的功是 a 400jb 600jc 1000jd 1400j解析本题考查功的计算 w fs 40n 10m 400j 注意本题中的f是推力 而不是重力 a 2 中考题改编 在甲 乙两图中 甲图地面光滑 乙图地面粗糙 质量分别为m 2m的两个物体在大小为f的恒力作用下 在力的方向上前进了相同的距离 则下列结论正确的是 b a 甲图中f做的功小于乙图中f做的功b 甲图中f做的功等于乙图中f做的功c 甲图中f做的功大于乙图中f做的功d 条件不足 无法确定甲 乙图中f做的功谁大 解析根据题意 两个物体在大小为f的恒力作用下 在力的方向上前进了相同的距离s 根据w fs可知 甲图中f做的功等于乙图中f做的功 3 2016 连云港 下列有关功的说法正确的是 a 足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功b 吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中 吊车对重物做了功c 运动员举着杠铃在空中停留的时间内对杠铃要做很大的功d 用相同的力将质量不同的两个物体沿力的方向移动相同的距离所做的功不同 a 解析足球在水平地面上滚动时 足球没有在重力的方向上通过距离 因此重力对足球没有做功 吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中 吊车的拉力与物体通过距离的方向垂直 所以吊车对重物不做功 运动员举着杠铃在空中停留的时间内 有力但没有距离 所以运动员对杠铃不做功 用相同的力将质量不同的两个物体沿力的方向移动相同的距离 根据w fs可知 两次所做的功相同 要点精讲 要点功 重要提示 做功应符合做功的两个必要因素 利用公式w fs熟练应用做功的公式 功率的公式是解题的关键 例 2017 绍兴 如图为四旋翼无人机 质量为1 2kg 下方悬挂着一个质量为0 1kg的摄像机 在10s内无人机从地面竖直上升了20m 然后边摄像边斜向上飞行了30s 仪表盘上显示离地面高度为36m 无人机前10s对摄像机做功 j 整个过程中 无人机对摄像机做功的功率为 w g取10n kg 解析本题考查功和功率的计算 摄像机的重力为 g mg 0 1kg 10n kg 1n 无人机前10s对摄像机做功为 w gh 1n 20m 20j 整个过程中对摄像机所做的功为 w gh 1n 36m 36j 无人机对摄像机做功的功率为 p 0 9w 答案200 9 变式训练 2017 丽水 2016年浙江最大抽水蓄能电站在缙云开建 其工作原理如图所示 用电低谷时 如深夜 电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来 用电高峰时 再利用上水库中的水发电 g取10n kg 水 1 0 103kg m3 1 蓄能时 水被抽到上水库中 电能转化为水的 2 发电时 若该电站上水库可用于发电的库容量为7 86 104m3 上下水库平均水位差637m 上水库中可用于发电的水流到下水库 水的重力做功为 j 解析 1 蓄能时 水从下水库被抽到上水库中 电能转化为水的重力势能 2 水的质量为 m v 1 0 103kg m3 7 86 104m3 7 86 107kg 水的重力为 g mg 7 86 107kg 10n kg 7 86 108n 水的重力做功为 w gh 7 86 108n 637m 5 00682 1011j 答案 1 重力势能 2 5 00682 1011 分块讲解二功率 知识回顾 功率功率反映了物体做功的快慢 物体在 内做的功叫做功率 功率的计算公式为p 功率的单位是瓦特 符号为w 单位时间 基础落实 1 2016 益阳 如图所示 重为150n的物体在大小为40n的水平拉力f作用下 向右匀速运动了10m 所用的时间为20s 则拉力做的功是 j 拉力做功的功率为 w 400 20 解析拉力做的功 w fs 40n 10m 400j 拉力做功的功率 p 20w 2 2016 巴中 如图所示 用大小相等的拉力f 分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱 在力的作用下移动的距离sab scd 比较两种情况下拉力f所做的功及其功率 c a ab段做功较多b cd段做功较多c ab段与cd段做的功一样多d ab段的功率比cd段的功率大解析由物体做功公式w fs f相同 s相等 则w相等 而两次拉力作用时间不清楚 所以无法比较功率大小 3 2017 德阳 一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动 物体运动的路程 s 时间 t 图像如图所示 根据图像 下列判断正确的是 b a 物体10s时的速度大于4s时的速度b 0 6s拉力对物体所做的功大于6 12s拉力对物体所做的功c 0 6s拉力对物体做功的功率小于6 12s拉力对物体做功的功率d 0 6s物体所受的拉力大于6 12s物体所受的拉力 解析从图像上看 0 6s和6 12s物体以不同的速度做匀速直线运动 而0 6s过程中通过的路程是3m 6 12s的过程中通过的路程为1m 因为相同时间内通过的路程越多 速度越大 因此0 6s过程中的速度大于6 12s过程中的速度 即4s时的速度大于10s时的速度 故a错误 不论物体以多大的速度做匀速直线运动 滑动摩擦力大小相同 且拉力与摩擦力 平衡 大小相等 由w fs可知 0 6s内拉力做的功大于6 12s内拉力做的功 故b正确 d错误 根据p fv可知 0 6s拉力对物体做功的功率大于6 12s拉力对物体做功的功率 故c错误 要点精讲 要点功和功率的计算 重要提示 主要考查v t图像 非平衡力与平衡力 以及功和功率的计算 由v t图像 可知在0 10s内 小推车加速运动 据此分析解答 根据f 0 15g可求 由v t图像 可知在10 20s内 小推车做匀速运动 处于平衡状态 推力等于阻力 根据s vt求出路程 再根据w fs求功 例1 2017 苏州 小华和妈妈去超市购物 她们将17kg物品放在小推车中推行 小推车在某段时间内速度v随时间t变化的关系图像如图所示 已知小推车重130n 所受阻力是总重的0 15倍 g取10n kg 1 在0 10s内 水平推力 选填 大于 小于 或 等于 阻力 阻力大小为 n 2 10 20s内水平推力做了多少功 3 10 20s内水平推力的功率多大 解析 1 由v t图像可知 在0 10s内小推车做加速运动 此时水平推力大于阻力 f 170n 130n 0 15 45n 2 10 20s内推车做匀速直线运动 根据二力平衡可知推力与阻力相等 即 f f行走的距离是 s vt 0 8m s 10s 8m 水平推力做的功是 w fs 45n 8m 360j 3 水平推力的功率是 p 36w 答案 1 大于45 2 360j 3 36w 变式训练1 2016 绍兴 重15000n的小汽车受到发动机800n的牵引力作用 在水平地面上做匀速直线运动 其路程随时间变化如图所示 求 1 小汽车速度 2 10秒内重力对小汽车做的功 3 10秒内发动机对小汽车做的功和发动机的功率 解析 1 由图像可知 当t 10s时 s 120m 则小汽车的平均速度v 12m s 2 小汽车在水平地面上做匀速直线运动 在重力的方向上没有通过距离 因此10秒内重力对小汽车做的功为0j 3 10s内发动机对小汽车做的功 w fs 800n 120m 9 6 104j 发动机的功率 p 9 6 103w 答案 1 12m s 2 0j 3 9 6 104j9 6 103w 例2 2017 湖州 建筑工人利用如图所示装置 将质量为100kg的沙袋从地面匀速提到3m高的一楼楼面 用时30s 已知动滑轮的质量为8kg 不计绳子重力和摩擦 求 1 拉力的大小 2 这段时间内人拉绳子做功的功率 解析 1 物体的重力为 g mg 100kg 10n kg 1000n 动滑轮的重力为 g轮 m轮g 8kg 10n kg 80n 则拉力为 f 540n 2 拉力移动的距离为s 2h 2 3m 6m 拉力做的功为 w fs 540n 6m 3240j 拉力的功率为 p 108w 答案 1 540n 2 108w 变式训练2 2017 杭州 如图所示装置 在水平拉力f的作用下 物体m沿水平地面匀速直线运动 已知弹簧秤读数为10n 物体m的运动速度为1m s 若不计滑轮与绳子质量 绳子与滑轮间的摩擦 滑轮与轴间摩擦 那么在此过程中 a 物体m与地面间的摩擦力为5nb 物体m与地面间的摩擦力为10nc 水平拉力f做功的功率为20wd 1s内滑轮对物体m做功为10j 解析如图所示 n 2 物体做匀速运动 f 2f 2 10n 20n 故a b错误 物体移动的路程s v物t 拉力移动的距离 s 2s 2 v物t 2 1m s 1s 2m 拉力做功 w fs 10n 2m 20j 拉力做功功率 p 20w 故c正确 d错误 故选c 答案c 分块讲解三机械能 知识回顾 机械能 1 动能 物体由于 而具有的能 物体动能大小与物体的 和速度大小有关 质量相同的物体 运动的速度越 它的动能也越 运动速度相同的物体 质量越 它的动能也越 运动 质量大小 大 大 大 大 2 势能 物体由于 或发生 而具有的能 叫做势能 故势能包括重力势能和弹性势能 重力势能 物体由于被举高而具有的能 重力势能的大小与物体的 和被举高的 有关 在物体的质量一定时 物体被举得越高 其具有的重力势能就越大 物体的高度一定时 质量越大 其具有的重力势能就越大 被举高 弹性形变 质量大小 高度 弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能 弹性势能的大小跟物体的材料以及发生弹性形变的程度有关 弹性形变越大 物体的弹性势能就越大 3 动能 势能 重力势能 弹性势能 统称为机械能 动能和势能可以 在一定条件下 动能可以转化为势能 势能也可以转化为动能 在转化过程中 如果不受阻力 机械能的总量 相互转化 保持不变 基础落实 1 2016 淄博 如图所示 空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油 加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行 则战斗机的 d a 动能不变 势能不变 机械能不变b 动能不变 势能减少 机械能减少c 动能增加 势能不变 机械能增加d 动能增加 势能增加 机械能增加 解析加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行 战斗机油量增加 质量增大 动能增大 战斗机的质量增大 高度不变 重力势能增大 机械能 动能 势能 战斗机没有发生弹性形变 不考虑弹性势能 故战斗机的动能增大 重力势能增大 机械能增大 2 2016 金华 2016年4月14日 nba巨星科比 布莱恩特迎来职业生涯的最后一场比赛 如图是科比在比赛中的一次投球过程 下列说法不正确的是 b a 他用力蹬地身体却向上跃起 是因为力的作用是相互的b 他在起跳后的上升过程中 势能转化为动能c 球离开手后能继续往前飞行 是因为物体具有惯性d 球撞击篮板后反弹 是因为力能改变物体的运动状态 解析他用力蹬地 地面同时给他一个反作用力 所以身体却向上跃起是因为力的作用是相互的 他在起跳后的上升过程中 质量不变 速度越来越小 高度越来越高 所以动能变小 重力势能变大 是动能转化为重力势能 球离开手后能继续往前飞行 是因为物体具有惯性 仍要保持原来的运动状态 球撞击篮板后反弹 是因为力能改变物体的运动状态 3 2017 广州 电梯匀速上升过程中 电梯的 a 动能保持不变b 机械能保持不变c 重力势能保持不变d 动能转化为重力势能 a 解析动能与质量和速度有关 质量越大 速度越大 动能越大 重力势能与质量和高度有关 质量越大 高度越高 重力势能越大 因为电梯匀速 因此动能不变 又因为上升 所以重力势能增大 机械能是重力势能和动能之和 因此机械能增大 故选a 4 2017 通辽 在探究动能大小与质量关系的两次实验中 小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图所示 木板固定在水平面上 该实验中小球的动能是由 转化而来的 实验时通过比较木块在木板上滑行的 来比较动能大小的 图中错误的操作是 改正错误后进行实验 发现乙图木块滑出的远些 则可以得出结论 重力势能 距离 未保持木块初始位置相同 在速度相同的情况下 质量越大 动能越大 解析小球在下落过程中 高度减小 速度增加 重力势能转化为动能 小球撞击木块 通过比较木块在木板上滑行的距离来比较动能大小 距离越远 动能越大 图中错误的操作是两次实验中未保持木块初始位置相同 乙图木块滑出的远些 则表明小球的动能大 可以得出结论 在速度相同的情况下 质量越大 动能越大 要点精讲 要点动能 势能 机械能 重要提示 动能和重力势能的影响因素 动能与物体的质量和速度有关 质量越大 速度越大 物体的动能也就越大 重力势能与物体的质量和被举高的高度有关 质量越大 被举高的高度越大 物体的重力势能越大 物体克服摩擦做功 机械能转化为内能 弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关 物体弹性形变的程度越大 弹性势能越大 动能 势能之间是可以相互转化的 解题时要注意它们之间的转化特点 例1 2017 温州 如图为自动垂直升降式车库的停车过程示意图 下列关于汽车匀速上升时的说法 正确的是 a 动能增加 重力势能不变b 动能增加 重力势能增加c 动能不变 重力势能不变d 动能不变 重力势能增加 解析汽车匀速上升时 质量不变 速度不变 动能不变 质量不变 高度增加 重力势能增加 故选d 答案d 变式训练1 2017 杭州 如图所示 木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中 木块的 a 重力势能减小 动能增大b 重力势能减小 机械能减小c 动能不变 机械能不变d 重力势能不变 机械能减小 解析本题考查机械能及其影响因素 木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中 质量不变 速度不变 高度减小 因而动能不变 重力势能减小 机械能减小 故选b 答案b 例2 2017 常德 行驶在高速公路上的小汽车 司机突然发现刹车失灵 为了避险 将车开上铺有碎石且沿山坡向上的避险车道 最终停下 下列说法正确的是 a 上坡过程中 小汽车的机械能保持不变b 小汽车停下后 不再具有惯性c 上坡过程中 小汽车处于平衡状态d 上坡过程中 小汽车动能减小 重力势能增加 解析为了避险 将车开上铺有碎石且沿山坡向上的避险车道 上坡过程中 机械能转化为内能 机械能减小 故a错误 物体在任何时候都有惯性 小汽车停下后 惯性不可能消失 故b错误 上坡过程中 小汽车速度逐渐减小 运动状态发生变化 小汽车处于非平衡状态 故c错误 上坡过程中 质量不变 速度减小 所以动能减小 高度增加 所以重力势能增大 故d正确 答案d 变式训练2 2017 自贡 如图所示 一名运动员投掷铅球的过程示意图 铅球在b点离手 c点是铅球运动的最高点 不计空气阻力 在a到d的整个过程中 下列说法不正确的是 a 只有在a到b的过程中 运动员对铅球做了功b 在b到d的过程中 铅球的机械能先增加后减少c 在c到d的过程中 铅球的重力势能减少d 在a到d的过程中 铅球的运动状态在不断地变化 解析本题考查机械能的转化及守恒 从a到b的过程中 运动员对铅球有推力作用 运动员对铅球做功 a正确 从b到d的过程 铅球只受到重力作用 因此机械能守恒 b错误 从c到d的过程中 铅球的高度变小 重力势能减少 c正确 从a到d的过程中 铅球一直只受重力作用 其运动状态一直在变化 d项正确 答案b 分块讲解四综合提升 综合运用 压强的大小及其计算 功的计算公式的应用 重要提示 考查了二力平衡条件和压强公式 功公式的应用 物体静止时处于平衡状态 受到的力为平衡力 根据w pt求出消耗的电能 从而求出克服重力所做的功 根据w gh求出高度 重力势能的大小与物体的质量和高度有关 考查了能量转化的判断 压强的计算和功的计算 例 2017 阜新 家住阜新市区的明明一家 星期天早8 00开车去某乡村的采摘园采摘 9 30到达采摘园 从阜新市区到该采摘园全程共90km 车和人总重1 8t 车轮与地面总接触面积0 1m2 g取10n kg 求 1 该车在水平路面上静止时对路面的压强是多大 2 该车全程的平均速度是多少km h 3 若汽车在某高速公路上以108km h的速度匀速直线行驶 汽车所受阻力是车和人总重的0 1倍 则该汽车牵引力的功率是多大 解析 1 因为汽车静止在水平路面上 所以f压 g mg 1 8 103kg 10n kg 1 8 104n 该车在水平路面上静止时对路面的压强 p 1 8 105pa 2 该车全程运行的时间 t 9 30 8 00 1 5h 则该车全程的平均速度 v 60km h 3 根据题意可得 阻力f 0 1g 0 1 1 8 104n 1 8 103n 汽车匀速直线行驶 受到的阻力与牵引力是一对平衡力 所以牵引力f f 1 8 103n 此时汽车的速度v 108km h 30m s 则该汽车牵引力的功率 p fv 1 8 103n 30m s 5 4 104w 答案 1 1 8 105pa 2 60km h 3 5 4 104w 变式训练 2016 金华 骑泥马 是一种海涂趣味运动 如图 小金双手握住 泥马 上的横档 一只脚跪在 泥马 上 另一只脚用力蹬海涂 泥马 就在海涂上 疾行如飞 已知小金质量为62kg 泥马 的质量为10kg 不考虑运动中泥对 泥马 和人质量的影响 g取10n kg 1 小金以他所骑行的 泥马 为参照物 他的运动状态是 2 小金在运动过程中的某一时刻 一只脚跪在水平 泥马 上 另一只脚悬在空中 泥马 对海涂压力的受力面积是0 4m2 求此时 泥马 对海涂的压强 3 运动结束后 小金从地面将 泥马 抬到距地面高为1 2m的架子上 用时2s 求此过程中 他克服 泥马 重力做功的功率 解析 1 小金以他所骑行的 泥马 为参照物 他与 泥马 之间的位置没有变化 所以他的运动状态是静止 2 g人 m人g 62kg 10n kg 620n g马 m马g 10kg 10n kg 100n 则人和泥马对海涂的压力 f g总 g人 g马 620n 100n 720n 此时 泥马 对海涂的压强 p 1800pa 3 克服 泥马 重力做的功 w g马h 100n 1 2m 120j 则功率 p 60w 答案 1 静止 2 1800pa 3 60w 实验探究 探究影响物体动能大小的因素 重要提示 研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法 影响动能大小的因素是质量和速度 反映动能大小时运用了转换法 要掌握这两种方法的应用 探究动能大小与速度关系时 应控制质量不变 改变速度 探究动能大小与质量的关系时 应控制速度相同时 研究动能与质量的关系 分析清楚图示情景是正确解题的关键 例 2017 镇江 图甲是小丽探究动能大小与速度关系时的实验场景 斜面上有两平行轨道 将两小球 从轨道上由静止释放 与放置在水平木板上的两个相同木块 发生碰撞 两个木块初始位置到斜面底端的距离相等 1 为完成实验 应使两个质量 的小球从轨道上 高度由静止释放 均选填 相同 或 不同 2 由图甲场景可知 碰撞木块前瞬间 小球 的动能较大 两木块通过a b两点处所受的滑动摩擦力大小分别为fa fb 则fa fb 滑行中 木块的动能转化成 能 3 图乙是某次实验的场景 将两小球从图中e f处由静止释放 最终木块 从水平木板的右端滑出 小丽用质量更大的木块 替换木块 后继续此次实验 将两小球仍从图中e f处由静止释放 木块 未滑出木板 小丽的实验改进有一处遗漏 它是