安徽省中考物理 教材复习 第10讲 功、功率和机械能课件.ppt

第10讲功 功率和机械能 考点1功 功率及其计算 考点聚焦 第10讲 功 功率和机械能 1 功 考向探究 考点聚焦 力 距离 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 垂直 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 力 物体在力的方向上移动的距离 fs 焦 j 第10讲 功 功率和机械能 2 功率 考向探究 考点聚焦 快慢 瓦特 w 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 fv 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考点2机械能及其相互转化 考向探究 考点聚焦 运动 质量 速度 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 重力势能 弹性势能 考向探究 考点聚焦 质量 高度 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 形变 转化 减少 重力势能 动能 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 考点3初高衔接知识点 1 功 当力f的方向与运动方向成某一角度时 可以把力f分解为与位移方向一致的分力f1和与位移方向垂直的分力f2 设物体在力f的作用下发生的位移大小是s 则分力f1所做的功为f1scos 分力f2的方向与位移的方向垂直 所做的功为0 因此 力f对物体所做的功w fscos 图10 1 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 5 机械能守恒定律 只有重力 和弹簧弹力 做功的情况下 物体动能和重力势能 及弹性势能 发生相互转化 但机械能的总量保持不变 其表达式为e ep ek或 ek ep 即动能的变化量等于势能的变化量 6 功能关系 功是能量转化的量度 某些力做的功等于某些能量的转化 1 重力做功与重力势能的关系 当运动的方向与重力的方向相同时 重力做多少功 重力势能就减小多少 当运动的方向与重力方向相反时 重力做多少功 重力势能就增加多少 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 2 弹力做功与弹性势能的关系 当运动的方向与弹力的方向相同时 弹力做多少功 弹性势能就减小多少 当运动的方向与弹力方向相反时 弹力做多少功 弹性势能就增加多少 3 力做功与动能的关系 当运动的方向与力 或合力 的方向相同时 力 或合力 做多少功 动能就增加多少 当运动的方向与力 或合力 方向相反时 力 或合力 做多少功 动能就减小多少 即力所做的功等于物体动能的变化 这就是动能定理 真题回顾 探究1功 功率的相关计算与推导 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考向探究 考点聚焦 例1 2017 绍兴 如图10 2所示为四旋翼无人机 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 仪表盘上显示离地高度为36m 则无人机前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 图10 2 20 0 9 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 变式 2017 宜宾 高速公路已广泛应用etc收费系统 这种系统是使过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统 图10 3是某高速公路入口处的etc通道示意图 现有一辆总质量m 1500kg的汽车 在进入etc收费岛区域前s1 50m处开始减速 经t1 4s后运动至etc收费岛 图中阴影区域 边界 然后再经t2 6s匀速通过etc收费岛 s2 36m 不计车长 g取10n kg 1 求汽车的重力大小 2 求汽车从减速开始到离开etc收费岛全过程的平均速度 3 若汽车在etc收费岛匀速行驶时所受阻力为车重力的0 2倍 求汽车通过etc收费岛时牵引力所做的功和功率 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 图10 3 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 探究2机械能及其转化 例2频闪照片是研究物体运动的重要手段 通常一只掉在水平地面上的弹性小球会跳起 而且弹跳的高度会越来越低 如图10 4所示是小球弹跳过程的频闪照片 小球在1 2位置的高度一样 比较1 2 3位置时小球机械能的大小 下列说法正确的是 a 小球在1位置的机械能小于其在3位置的机械能b 小球在1位置的动能最大 3位置的势能最大 2位置的机械能最小c 由1位置到3位置的过程中 小球动能减少 势能增大 机械能不变d 小球在1位置和2位置的势能相等 动能相等 图10 4 b 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 解析 因为小球弹跳的高度会越来越低 说明其机械能逐渐减小 小球由1位置运动到3位置时机械能变小 所以1位置的机械能大于3位置的机械能 故a错误 小球在3位置时高度最大 所以3位置的势能最大 小球由1位置运动到3位置速度减小 所以1位置的动能大于3位置的动能 又因1 2位置的高度相同 所以重力势能相同 但从1位置到2位置 小球机械能减小 所以小球在1位置的动能大于其在2位置的动能 故1位置的动能最大 因为小球由1到3再到2 机械能逐渐变小 所以2位置的机械能最小 故b正确 小球在由1位置到3位置的过程中 速度减小 高度增加 所以动能减小 势能增大 但是机械能不断变小 故c错误 小球在1位置比2位置机械能大 重力势能相等 故1位置比2位置动能大 故d错误 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 变式1如图10 5所示是一种游戏 叫蹦极 游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上 另一端固定在高处 从高处跳下 图中a点是弹性绳自然下垂时的位置 b点是游戏者所能到达的最低点 对于游戏者由跳台至最低点的过程中 下列说法正确的是 图10 5 a 游戏者的动能一直在增加b 游戏者减少的重力势能全部转化为动能c 游戏者通过a点之后 绳子具有弹性势能d 游戏者到b点时 他的势能为零 c 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 解析 在到达a点之前 游戏者的重力势能转化为动能 动能逐渐增加 过a点后游戏者的动能先增加后减小 故整个过程中 动能先增加后减小 故a错误 从跳台至a点的过程中 减小的重力势能全部转化为动能 设从a点至b点的过程中有一点o 游戏者在o点受到的重力等于其受到的绳子的拉力 故游戏者在该点时速度最大 动能最大 所以从a点到o点游戏者减小的重力势能将转化为自身的动能与绳子的弹性势能 从o点到b点 游戏者减小的重力势能和动能全部转化成绳子的弹性势能 故b错误 游戏者通过a点后 绳子逐渐被拉长 具有弹性势能 故c正确 游戏者到达b点时处于静止状态 由于还具有一定的高度 所以势能不为零 故d错误 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 变式2如图10 6甲所示 物体沿斜面从顶端匀速下滑至底端 在这个过程中 物体的机械能e随时间t的变化关系如图乙所示 其中正确的是 乙 图10 6 d 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 解析 物体沿斜面从顶端匀速下滑至底端 质量不变 速度不变 动能不变 由于物体下滑 高度减小 故其重力势能减小 机械能的大小等于重力势能与动能之和 故机械能减小 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 探究3功 功率和机械能的相关初高衔接 例3如图10 7所示 一重为g的物体放在粗糙的水平地面上 在斜向上的拉力f的作用下 用时t 向右匀速运动距离s 以下有关物体受力 功和功率的说法中错误的是 图10 7 c 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 例4物体的动能大小和其质量 速度有关 用ek表示 则关系式为ek mv2 物体的重力势能大小和其所受重力及被举高的高度有关 用ep表示 则关系式为ep gh mgh 现有一质量为m的钢球 从高为h的光滑斜面上由静止开始自由滚下 不计空气阻力 如图10 8所示 1 在图中作出钢球所受力的示意图 o点为钢球重力 2 请用机械能守恒定律证明 不论钢球的质量多大 到达水平面时的速度总是v 图10 8 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 1 如图所示 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 变式1如图10 9所示 质量为m的物体在与水平面的夹角为 的力f的作用下匀速行驶路程s 若将f沿水平方向和竖直方向分解成两个分力 则水平方向的分力做的功为 竖直方向的分力做的功为 图10 9 fscos 0 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 解析 若将f沿水平方向和竖直方向分解成两个分力 则水平方向的分力为fcos 这个力做的功为w fscos 因为物体没有在竖直方向上通过距离 则竖直方向上的力不做功 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 变式2物体由于运动而具有的能叫动能 其大小可以用ek mv2计算 力在一个过程中对物体做的功 等于物体在这一过程中动能的变化 只受一个力作用 这个结论叫作动能定理 一质量为2kg的物体在光滑的水平面上运动 现施加一个f 10n的恒力 力的方向与物体的运动方向相同 使物体的速度由2m s增加到5m s 求 1 该力对物体做的功 2 这段时间内物体运动的距离 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 实验突破 突破探究物体的动能跟哪些因素有关 考点归纳1 水平面上放置木块的作用 通过木块被撞后移动距离的远近反映物体动能的大小 转换法 2 控制变量法 实验中探究动能与小球质量的关系时 必须保持小球到达斜面底部的速度相同 探究动能与小球速度的关系时 必须保持小球的质量相同 3 让体积相同 质量不同的小球从斜面的同一高度由静止释放 目的是使小球到达水平面时具有相同的速度 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 4 小球下滑过程中机械能的变化 机械能减少 重力势能转化为动能 在水平面上滚动时 因为受到摩擦阻力 最后静止 机械能转化为内能 5 影响动能大小的因素 物体的质量和物体运动的速度 质量越大 运动速度越大 动能越大 6 水平面绝对光滑不能完成实验 木块将一直做匀速直线运动 无法比较木块移动的距离 7 超速 超载问题的判断 超速问题质量不变 超载问题速度不变 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 例 2017 泰州 如图10 10所示 在探究物体动能的大小与哪些因素有关时 让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放 撞击水平面上的同一木块 1 本实验探究的是 选填 木块 小车 或 斜面 的动能与 的关系 实验中是通过观察 来比较动能大小的 2 第一次实验的情景如图甲所示 在进行第二次实验前 应先将撞出的木块 小车 速度 木块被撞后移动距离的远近 放回原来的位置 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 3 若操作正确 第二次实验中木块最终的位置如图乙所示 则此实验的结论是 质量相同时 物体的速度越大 动能越大 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 实验拓展 4 小车从斜面上滑下到接触木块前 速度 选填 增大 减小 或 不变 原因是小车的 转化为 5 若水平面光滑 本实验 选填 能 或 不能 达到目的 原因 增大 重力势能 动能 不能 水平面光滑时小车和木块将做匀速直线运动 不能通过木块被撞后移动的距离来比较动能的大小 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 6 小明认为小车和木块最后都要停下来 是因为受到 的作用 他认为机械能消失了 你认为他的观点正确吗 理由是 7 此实验也告诉了我们汽车行驶时 选填 超载 或 超速 易带来危害 摩擦力 不正确 小车和木块会停下来是因为机械能转化为内能 超速 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 真题回顾 考点1功 功率的计算与推导 1 2013 安徽8题4分 我国设计的 中华月球车 已登陆月球 图10 11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 月球车的质量为120kg 则它在月球表面时受到的重力为 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 图10 11 200 800 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 2 2014 安徽14题3分 攀岩是一项挑战自然 超越自我的惊险运动 一位攀岩者重力为520n 背着质量为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 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 3 2015 安徽21题8分 如图10 12所示 一轻绳绕过定滑轮 一端与粗糙水平桌面上的滑块相连 另一端悬挂一个沙桶 调整桶内沙的质量 当沙桶和沙的总质量m 0 2kg时 沙桶和滑块都做匀速直线运动 速度大小v 0 5m s 不计滑轮的摩擦 g取10n kg 求沙桶和滑块匀速运动时 1 滑块受到的摩擦力大小 2 沙桶和沙所受的重力在2s内做的功 图10 12 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 解 1 沙桶和沙的总重力 g mg 0 2kg 10n kg 2n 沙桶和滑块匀速运动 所以滑块受到的摩擦力 f g 2n 2 沙桶和沙在2s内移动的距离 h vt 0 5m s 2s 1m 则沙桶和沙所受的重力在2s内做的功 w gh 2n 1m 2j 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 4 2012 安徽21题6分 一辆小汽车在平直公路上匀速行驶 发动机的牵引力为2000n 速度为108km h 1 求小汽车匀速行驶时受到的阻力大小 2 求牵引力在10min内所做的功 3 若发动机的牵引力用f表示 小汽车的速度用v表示 请推导出牵引力的功率公式p fv 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 图10 13 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 考点2机械能及其转化 1 2015 安徽3题2分 图10 14所示为卫星绕地球飞行的轨道示意图 卫星在飞行过程中机械能不变 当卫星运行到近地点时 其动能最 选填 大 或 小 大 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 2 2010 安徽13题3分 图10 15中的四幅图片是生活和生产中的场景 下列对其能量变化的描述中 错误的是 a 图甲中 货物被举高后内能增加了b 图乙中 列车速度增大后动能增加了c 图丙中 握力计发生形变后弹性势能增加了d 图丁中 飞机升空后重力势能增加了 a 真题回顾 第10讲 功 功率和机械能 考向探究 考点聚焦 3 201