湖南省中考物理 第一部分 教材知识梳理 第11章 功和机械能课件.ppt

第11章功和机械能 中考要点全梳理 考点1 力学中的功 1 定义 如果一个 作用在物体上 物体在这个力的方向移动了一段 就说这个力对物体做了功 2 做功的两个必要因素 一个是对物体要有 的作用 另一个是物体在这个力的方向上通过一定的 功 力 力 距离 距离 考点清单 不做功的三种情况 1 缺距离无功 物体受力 但没有在力的方向上移动距离 2 缺力无功 物体不受力 但由于惯性移动了一段距离 3 垂直无功 物体受力 也通过了距离 但移动方向与力方向垂直 f表示力 单位为 s表示物体在力的方向上通过w 的距离 单位为 w表示功 单位为 简称 符号是 2 功的计算 1 定义 力学中 功等于力与物体在力的方向上移动的距离的 2 公式 乘积 fs 牛顿 或n m 或米 焦耳 焦 j 1 物理意义 在物理学中 用功率表示做功的 2 定义 与 之比叫做功率 它在数值上等于 所做的功 3 公式 p表示功率 单位是 简称 符号是 p w表示功 单位是j t表示时间 单位是s 功率 快慢 瓦特 做功所用的时间 单位时间内 功 瓦 w 考点2 1 功率越大的机器 做功越多 理由 2 跳伞运动员竖直下落时 重力对他做了功 空气阻力对他也做了功 理由 示 失 分 警 4 单位换算 1kw w 1 103 功率越大的机器做功越快 做功不一定多 考点3 动能和势能 能量 物体能够对外做功 我们就说这个物体具有能量 简称能 能量的单位是 一个物体能够做的功越多 表示这个物体具有的能量越大 2 动能 1 定义 物体由于 而具有的能 叫做动能 一切运动的物体都具有动能 2 影响因素 a 物体的 b 物体的质量 焦耳 运动 运动速度 3 势能 势能和 势能是常见的两种势能 1 重力势能 定义 在地球表面附近 物体由于 并处于一定高度时所具有的能 影响因素 物体的质量越大 位置越高 它具有的重力势能就越 2 弹性势能定义 物体由于发生 而具有的能 影响因素 物体的 越大 它具有的弹性势能就越大 重力 弹性 运动 大 弹性形变 弹性形变 1 机械能 动能 重力势能和弹性势能统称为 动能和势能可以相互 2 机械能转化 动能和势能可以相互 如蹦床运动员从高处落下 在与蹦床将要接触时 具有一定的 与蹦床接触后 运动员的动能转化成蹦床的 滚摆下降时 转化为 上升时 转化为 考点4 机械能及其转化 机械能 转化 转化 动能 弹性势能 重力势能 动能 动能 重力势能 3 机械能守恒 如果只有动能和势能相互转化 机械能的总和 或者说 机械能是守恒的 4 水能和风能的利用 从能量的角度来看 自然界的流水和风都是具有大量 能的天然资源 让水流冲击水轮转动 用来汲水 磨粉 船靠风力鼓起帆航行 水能和风能都可用来发电 不变 机械 1 物体沿水平方向匀速运动时 动能和势能一定不变 理由 物体沿水平方向匀速运动时 若物体的质量发生变化 则动能和势能也会改变 如匀速前进的洒水车2 跳伞运动员匀速降落过程中 机械能守恒 重力势能转化为动能 理由 跳伞运动员匀速降落时动能不变 重力势能减小 机械能减小3 撑杆跳高运动员在上升过程中是弹性势能转化为重力势能 理由 上升过程中 是将弹性势能转化为重力势能和动能 1 2016永州15题2分 如图 小明水平向右推放在水平地面上的箱子 但没有推动 下列说法正确的是 a 箱子虽然没有被推动 但小明对箱子做了功b 箱子没有被推动 选择的参照物是地面c 箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是一对平衡力d 箱子没有被推动是因为推力小于摩擦力 判断物体是否做功 命题点1 第1题图 解析 箱子虽然受到力的作用但是没有在力的方向上通过距离 所以小明对箱子没有做功 a错误 箱子相对于地面位置没有变化 所以以地面为参照物 箱子是静止 因此箱子没有被推动可以选择的参照物是地面 b正确 箱子对地面的压力作用在地面上 地面对箱子的支持力作用在箱子上 两个力是一对相互作用力 而不是平衡力 c错误 箱子没有被推动 箱子处于平衡状态 受到的是一对平衡力 所以推力和摩擦力大小相等 d错误 答案 b 2 多选 2014株洲13题3分 在排球运动中 跳发球 如图 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 抛球b 腾空c 击球d 落地 第2题图 解析 做功的必要因素是有力和在力的方向上通过的距离 产生力的条件必须是物体对物体作用 也就是必须要有相互作用 腾空 和 落地 时 运动员与球并没有接触 没有力的作用 抛球 和 击球 的一瞬间 运动员对排球有力的作用 同时在力的方向排球有一定的距离 做了功 故选ac 答案 ac 功 功率的计算 命题点2 2 2015郴州16题2分 如图所示 用不变的拉力f匀速拉动重为g的物体a 使物体a沿水平方向移动了一段距离s 在此过程中拉力f做的功为 a fsb gsc 2fsd g f s 解析 动滑轮对a的拉力由2段绳子承担 则拉力移动的距离是物体移动距离的2倍 即l 2s 拉力做的功w fl 2fs 故选c 第2题图 c 3 2013常德15题2分 甲 乙两种机械所做的功w随时间t变化的图像如图所示 则从图像可以判断 a 甲比乙做功多b 甲比乙做功少c 甲比乙做功快d 甲比乙做功慢 解析 功率是表示物体做功快慢的物理量 其大小等于单位时间内所做的功 由图像可知 在相同的时间内 甲做的功比乙做的功多 根据得 甲的功率比乙大 即甲比乙做功快 故c正确 d错误 由于a b没有说时间相同 故不能判断甲和乙做功的多少 所以a b都错误 故选c 答案 c 4 2014永州15题2分 小李同学先后用同样大小的力f使一木箱分别在如图所示的甲 乙 丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离s 该力f在这三个过程中所做的功分别为w甲 w乙 w丙 关于做功大小的下列说法正确的是 a w甲 w乙 w丙b w甲 w乙 w丙c w甲 w乙 w丙d w甲 w乙 w丙 第4题图 解析 由题意可知 三种情况下作用在物体上的力大小相等 且沿着力的方向上移动的距离也相等 根据w fs可知 三个过程中力f所做的功相等 故选c 答案 c 10 2016长沙38题6分 某海上蹦极挑战者的质量为50kg 下落的高度为45m 所用时间为5s g取10n kg 求 1 挑战者下落的平均速度 解 挑战者下落的平均速度是 2 重力对挑战者所做的功 解 挑战者的重力是 g mg 50kg 10n kg 500n重力对挑战者所做的功为 w gh 500n 45m 2 25 104j 3 重力做功的功率 解 重力做功的功率 一题多解 p fv 500n 9m s 4 5 103w 一 解析 洒水车洒水时 水的质量减小 速度不变 所以动能减小 而水的质量减小的同时 水的重心也在降低 所以其重力势能也减小 而机械能是动能和重力势能的总和 因此洒水车的机械能减小 故选c 2 2016怀化7题3分 炎热的夏天 环卫工人利用洒水车给马路洒水降温 洒水车在匀速行驶洒水的过程中 以下关于能量变化说法正确的是 a 动能减小 机械能不变b 动能不变 机械能减小c 动能减小 机械能减小d 动能增大 机械能增大 c 5 2014长沙26题3分 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点处时弹性绳自然伸直 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点运动员的速度一直在减小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 解析 运动员从o点到达b点前 重力大于弹性绳的拉力 做加速运动 即动能增大 因到达b点时运动员受到的重力和弹性绳的拉力相等 是一对平衡力 不再向下做加速运动 此时 人的下落速度达到最大 故动能也达到最大 由于惯性 运动员从b点将继续向下运动到达c点 弹性绳伸长 绳子对人的弹力继续增大 而人的重力是保持不变的 此时绳子对运动员的拉力大于重力 方向竖直向上 与运动员下落的运动方向相反 此过程中 运动员将作减速运动 直至速度为零 动能为零 由以上分析可知 运动员从o点到c点的过程中 运动员的速度先增大 再减小 故a错误 因忽略空气阻力 则机械能守恒 整个过程中机械能不变 故b c错误 d正确 故选d 答案 d 探究物体的动能跟哪些因素有关 1 2015永州31题8分 为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患 小谢同学设计了如图所示的探究实验 将a b c三个小球先后从同一装置高分别为ha hb hc的位置滚下 ma mb mc ha hc hb 推动小木块运动一段距离后静止 请你根据生活经验和所学的物理探究方法 回答以下问题 命题点4 1 在图甲和图丙实验中 a球 c球刚滚到水面时的速度 选填 相等 或 不相等 第1题图 相等 解析 因为a球和c球所处的高度相同 故它们刚滚到水平面时具有相同的速度 2 小球推动小木块运动的距离越大 安全隐患 选填 越大 不变 或 越小 越大 解析 小球推动木块运动的距离越大 说明小球具有的能量就越大 能对木块做的功就越多 因此 其安全隐患越大 3 用来研究超载安全隐患时 我们应选择 两个图所示实验进行比较 甲 丙 解析 从图甲和丙可知 a和c的速度相同 c的质量大于a的质量 且c对物体做功较多 因此 要研究超载安全隐患时 应选择甲和丙 4 用来研究超速安全隐患时 我们应选择 两个图所示实验进行比较 甲 乙 解析 从图甲和图乙中可知 质量相等的a和b a的初速度较大 对物体做的功较多 因此 要研究超速安全隐患时 应选择甲和乙 探究物体的重力势能跟哪些因素有关 1 2015衡阳25题6分 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 命题点5 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 第1题图 1 本实验中 铅球的重力势能大小是通过 来反映的 铅球陷入沙子 的深度 解析 本题考查探究影响重力势能大小的因素 用铅球陷入沙子的深度来间接反映物体重力势能的大小 这种研究物理问题的方法称为转换法 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 质量越大 重力势能越大 解析 b球比a球重 a b两球下落高度同而b球在沙内凹陷的程度大 说明物体质量越大 重力势能越大 3 比较 两球 发现c球陷入沙中深度更大 由此可得出结论 当物体质量相同时 下落高度越高 物体的重力势能越大 a c 解析 依据控制变量法的要求 在比较高度对物体重力势能的影响情况时 需控制两球的质量相同 因此应选a c两球进行实验对比 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 由此可得出结论 物体的重力势能与物体运动的路径 选填 有关 或 无关 无关 解析 c d两球质量和所处位置的高度相同 但d球运动路径与c球不同 而在沙中凹陷得程度相同 说明重力势能与物体运动路径无关 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 动 内 热 解析 球从高处下落时 高度越来越低 速度越来越大 这是将物体的重力势能转化为动能 当铅球接触沙子静止后 其动能变为零 这是因为运动铅球克服沙子的阻力做功 将自身的动能全部转化为沙子的内能 例1 2016杭州 在台球比赛中 选手推动球杆撞击白球 白球发生运动后碰撞其他球 以下说法正确的是 a 在水平桌面滚动的球受到了重力 重力对它做了功b 手推动球杆前进时 手对球杆做了功c 桌面对球的支持力做了功d 白球撞击黑球后没有静止 是因为人的手还在对白球做功 常考类型剖析 类型1 判断力是否对物体做功 例1题图 解析 球受到的重力竖直向下 而球是沿水平桌面移动的 故重力不做功 a选项错误 手推动球杆时 球杆沿推力的方向向前运动 对球杆做了功 b选项正确 桌面对球的支持力竖直向上 而球是沿水平桌面运动的 支持力不做功 c选项错误 白球撞击黑球后没有静止 是因为白球具有惯性 而人的手对白球不做功 d选项错误 故选b 答案 b 练习1 2016北京 水平地面上的购物车在水平推力的作用下 沿推力的方向运动一段距离 则下列判断中正确的是 a 重力对购物车做了功b 支持力对购物车做了功c 推力对购物车做了功d 没有力对购物车做功 解析 重力的方向竖直向下 在竖直方向上没有移动距离 重力没有做功 a错误 支持力的方向竖直向上 在竖直方向上没有移动距离 支持力没有做功 b错误 购物车在水平推力的方向上移动了一段距离 符合做功的条件 即推力做功 c正确 d错误 故选c c 解析 根据题意可知 大石头的重力g mg 5 103kg 10n kg 5 104n 提升高度h 1m 提升大石头时 起重机的拉力等于大石头的重力 故拉力做功为w1 fh gh 5 104n 1m 5 104j 功 功率的计算 例2 教材素材改编题 用起重机将质量为5t的大石头以0 5m s的速度匀速提升了1m 随后以1m s的速度匀速平移了5m g取10n kg 例2题图 1 上升过程中起重机的拉力对大石头做的功是 j 类型2 5 104 解 2 拉力做功的功率为 5 104n 0 5m s 2 5 104w 2 上升过程中起重机的拉力对大石头做功的功率是 w 3 平移过程中起重机的拉力对大石头做的功是 j 解析 平移过程中起重机的拉力方向竖直向上 大石头运动方向为水平方向 所以拉力和运动方向垂直 故拉力对大石头不做功 即做功为0 0 2 5 104 功 功率的计算 注意 1 公式中的物理量必须对应于同一物体和同一过程 2 计算时要统一用国际制单位 动能和势能的影响因素及其转化 例3 1 匀速下落的雨滴动能 重力势能 机械能 2 在同一高度匀速飞行的飞机动能 重力势能 机械能 3 汽车启动的过程中动能 汽车刹车的过程中动能 不变 变小 变小 不变 不变 不变 变大 变小 类型3 4 网球运动员将网球拍出 网球在离开球拍上升的过程中 若不计空气阻力 网球的动能 重力势能 机械能 能转化为 能 除 4 问最后两空外均选填 变大 变小 或 不变 变小 变大 不变 动 重力势 从隐含条件中判断动能 势能的变化情况 1 判断速度大小的变化 如从 匀速 v不变 加速 越来越快 v变大和 减速 刹车 v减小 2 判断高度的变化从 上升 h变大 下降 下滑 h减小 近地点 远地点 等 3 判断高度的变化 如从 投放救灾物资的飞机 正在洒水的洒水车 m减小 4 判断能量变化 如根据 光滑 无摩擦力做功 粗糙 克服摩擦做功等判断机械能变化或根据动势能变化判断机械能变化 1 实验方法 转换法 控制变量法 2 控制小球下落的高度相同的目的 控制小球到达斜面底端的速度相同 3 转换法的应用 通过小球推动其他物体运动的 来反映物体动能的大小 推动其他物体运动的距离越远 物体的动能越 实验突破 实验1 探究物体的动能跟哪些因素有关 距离 大 4 控制变量法的应用a 探究动能大小与质量的关系 控制质量 选填 不同 或 相同 的物体在 位置释放 控制物体撞击水平面上的物体时速度 b 探究动能大小与速度的关系 控制质量 选填 不同 或 相同 的物体在 位置释放 使同一物体在撞击水平面上的物体时速度 5 控制变量法的应用 相同 同一 不同 相同 不同 不同 6 实验推理与假设 当水平面绝对光滑 小球将做 运动 7 实验总结与评价实验结论 物体动能的大小与物体的质量和速度有关 质量相同的物体 运动的速度越大 它的动能越大 运动速度相同的物体 质量越大 它的动能越大 匀速直线 例1 2016广东 如图所示是 探究物体动能的大小与哪些因素有关 的实验装置 实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下 在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞 木块沿水平向右运动直至停止 例1题图 1 实验中是通过观 来判断钢球的动能大小 解析 1 在研究物体动能大小与什么因素有关时 我们是通过观察钢球推动木块移动的距离来反映小球动能大小的 采用的是转换法的思想 木块被推动距离的大小 2 让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下 目的是探究钢球的动能大小与 的关系 解析 2 图中实验中让同一钢球从同一个斜面上不同的高度由静止开始运动 即钢球滚动到斜面底端的速度是不同的 即探究动能大小与物体运动速度的关系 速度 3 换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下 目的是探究钢球的动能大小与 的关系 解析 3 不同质量钢球从相同的高度释放 运动到斜面底端的速度也就相同 即该实验探究的是钢球动能与质量的关系 质量 4 木块最终会停下来的主要原因是 在此过程中 是将动能转化为 能 解析 4 由于木块受到摩擦力的作用 所以木块最终会停下来 在此过程中木块通过做功方式把动能转化为内 热 能 受摩擦力作用 内 热 5 如果木块在运动过程中所受的摩擦阻力为0 木块将 解析 5 根据牛顿第一定律可知 若物体在不受任何外力情况下 将永远保持静止状态或匀速直线运动 故如果木块在运动过程中所受的摩擦阻力为0 木块将永远做匀速直线运动 做匀速直线运动 6 小明在准备实验器材的时候 有两块相同长度的光滑长木板a和粗糙长木板b 为了使实验顺利进行 小明应选择长木板 选填 a 或 b 7 小车从斜面运动到底端的过程中 小车的 能转化为 能 b 重力势能 动 8 如本实验中水平面绝对光滑 本次实验将 选填 能 或 不能 达到实验目的 原因是 9 实验中 通过比较钢球推动木块距离的远近来判断钢球动能的大小 这种常见的实验方法是 选填 控制变量法 或 转换法 不能 实验是通