安徽省中考物理一轮复习 模块五 力学 专题六 功和机械能课件.ppt

专题六功和机械能 考点一 考点二 考点三 考点四 考点一机械功 必考点 近8年我省中考常在填空题和计算题考查功的计算 考试说明要求知道什么是功 会运用功的公式进行简单的计算 1 定义 一个力作用在物体上 物体在这个力的方向上移动了一段距离 就说这个力对物体做了功 2 做功的两个必要因素 1 作用在物体上的力 2 物体在这个力的方向上移动的距离 考点一 考点二 考点三 考点四 3 不做功的几种情况 1 无距离无功 物体受力 但物体在该力的方向上没有移动距离 如图a 力f不做功 2 无力无功 物体移动距离 但在运动方向上没受到力的作用 如图b 人将铅球推出去 球由于惯性继续运动 不计空气阻力 水平方向上没有力对物体做功 但在竖直方向上的重力对物体做功了 3 力与速度方向垂直无功 物体受力的方向与物体运动方向垂直 如图c 力f对物体不做功 考点一 考点二 考点三 考点四 4 功的计算 1 规定 功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积 2 公式 w fs 3 单位 在国际单位制中 功的单位是焦耳 简称焦 符号是j 1j 1n m 4 常见功大小 将两个鸡蛋举高1m所做的功约1j 将物理课本从地面拾到桌面所做的功约2j 5 机械功原理 1 内容 利用机械做功时 动力对机械所做的功与机械所做的功是相等的 即利用机械不省功 也就是说省力的机械必费距离 省距离的机械必费力 2 使用机械的好处 使用机械虽不能省功 但它或可省力 或可省距离 或可改变力的方向 给人类工作带来很多方便 3 适用范围 功的原理是一个普遍的结论 对于任何机械都适用 考点一 考点二 考点三 考点四 典例1 2017 天津 在水平地面上 用50n的力沿水平方向拉着重为100n的小车前进4m 拉力做功为j 重力做功为j 解析 拉力做的功w fs 50n 4m 200j 重力的方向是竖直向下的 而物体是在水平方向上移动了4m 没有在重力方向上移动距离 所以重力做功为0 答案 2000 考点一 考点二 考点三 考点四 类型突破 功的计算利用公式w fs求功 首先要明确是什么力做功 对谁做功 其次公式w fs只针对是恒力做功且力的方向和物体移动的方向相同或相反 方向相反的通常说成是克服某力做功 若物体运动方向与力方向不在同一方向上 应找出物体在力的方向上的等效距离 考点一 考点二 考点三 考点四 典例2一位同学正在进行投掷实心球的训练 以下情境中 他对球做功的是 a 手拿球静止b 手托球水平匀速直线运动c 将球举起d 抛出后的球在空中继续运动 解析 手拿球静止 球没有在力的方向上移动距离 故没有做功 a项错误 手托球水平匀速直线运动 球没有在力的方向上移动距离 故没有做功 b项错误 将球举起 有力作用在球上 球在力的方向上通过了一定的距离 故该同学对球做了功 c项正确 球飞出去后 该同学对球没有力的作用 故没有对球做功 d项错误 答案 c 考点一 考点二 考点三 考点四 1 如图所示 a物体质量为20kg 在力f的作用下沿水平地面做匀速直线运动 物体运动了5m 弹簧测力计读数为50n 若不计绳与轮之间的摩擦和绳重 则a受到地面的摩擦力为100n 拉力f做的功是500j 考点一 考点二 考点三 考点四 考点二功率 必考点 近8年我省中考常在填空题和计算题考查功率的计算 考试说明要求知道功率的物理意义 能用定义公式进行简单的计算 考点一 考点二 考点三 考点四 功率是反映做功快慢的物理量 功率大说明做功快 但并不是说做功一定多 而做功多其功率也不一定大 考点一 考点二 考点三 考点四 典例3 2017 湖南邵阳 如图所示 物体在5n的水平拉力f作用下 沿水平面以0 2m s的速度匀速运动了4s 拉力f的功率为w 解析 由图可知 该滑轮为动滑轮 物体运动的速度为0 2m s 则绳子自由端的速度为v 2 0 2m s 0 4m s 拉力f的功率为p fv 5n 0 4m s 2w 答案 2 考点一 考点二 考点三 考点四 考点一 考点二 考点三 考点四 考点一 考点二 考点三 考点四 答案 c 考点一 考点二 考点三 考点四 2 绿色出行 健康出行 平日里选择步行 骑单车等健康出行方式 不仅可以强身健体 愉悦身心 还可以保护环境 促进人与自然和谐共处 康老师每天坚持骑车上班 在30min内沿水平路面匀速行驶了7 2km 骑车时受到的平均阻力是20n 该过程中水平推力的平均功率是80w 考点一 考点二 考点三 考点四 考点三机械效率 必考点 近8年我省中考常在填空题和实验题中考查机械效率的计算 考试说明要求知道机械效率的普遍意义 并会计算常用机械的机械效率 考点一 考点二 考点三 考点四 考点一 考点二 考点三 考点四 考点一 考点二 考点三 考点四 典例5关于机械效率的下列说法中 正确的是 a 机械越省力 机械效率越高b 机械做功越快 机械效率越高c 有用功相同 总功越大 机械效率越高d 额外功相同 有用功越大 机械效率越高 答案 d 考点一 考点二 考点三 考点四 类型突破 机械效率的计算求机械效率一般先求出有用功 总功 然后根据公式求机械效率 有时不能直接求出总功 但可先求出额外功 再根据三功关系求出总功 进而求出机械效率 有时已知机械效率和有用功 利用公式变形也可以求出另外两个功 总之 在机械效率 有用功 总功 额外功四个量中只要知道其中任意两个量均可求出另外两个量 考点一 考点二 考点三 考点四 典例6 2017 重庆 工人师傅用如图所示的滑轮组 将重为800n的重物缓慢匀速竖直提升3m 工人对绳的拉力f为500n 不计绳重和滑轮转轴处的摩擦 则 a 绳子自由端移动的距离为9mb 动滑轮的重力为200nc 人通过滑轮组做的有用功为1500jd 滑轮组的机械效率为53 3 考点一 考点二 考点三 考点四 答案 b 考点一 考点二 考点三 考点四 变式拓展 典例6中 若工人师傅的质量为70kg 则地面对工人师傅的支持力是多少 g取10n kg 答案 200n 3 如图所示 沿斜面向上拉一个重为4 5n的物体到斜面顶端 斜面长1 2m 高0 3m 拉力做功为2 16j 则这个斜面的机械效率是62 5 物体受到的摩擦力是0 675n 考点一 考点二 考点三 考点四 考点四机械能 高频考点 考试说明要求知道动能 势能 机械能的概念及动 势能大小与哪些因素有关 会分析说明动势能的转化 1 能量 1 定义 物体能够对外做功 我们就说这个物体具有能量 2 单位 能量的单位是焦耳 j 考点一 考点二 考点三 考点四 考点一 考点二 考点三 考点四 3 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 机械能及其转化 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 但机械能的总和不变 或者说 机械能是守恒的 考点一 考点二 考点三 考点四 典例7 如图所示是一种游戏 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 c点是游戏者所到达的最低点 对于游戏者由跳台至最低点的过程中 下列说法正确的是 a 游戏者的动能一直在增加b 游戏者到达a点时 动能最大c 游戏者通过a点之后 绳子具有弹性势能d 游戏者到达c点时 他的势能为零 考点一 考点二 考点三 考点四 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 在到达a c点之间的某一点 当重力等于弹力之后 动能开始减小 故整个过程中 动能先增加后减小 a b项错误 游戏者通过a点后 绳子逐渐被拉长 具有弹性势能 c项正确 因为没有选取零势能面 所以游戏者在c点的势能不一定为零 d项错误 答案 c 考点一 考点二 考点三 考点四 考点一 考点二 考点三 考点四 典例8 2017 成都 2017年4月20日19时41分35秒 天舟一号 货运飞船在文昌航天发射中心由 长征七号遥二 运载火箭成功发射升空 在它们加速升空的过程中 关于火箭搭载的 天舟一号 货运飞船的能量 下列说法正确的是 a 机械能的总量不变b 重力势能变大c 动能不变d 机械能的总量变小 解析 天舟一号 飞船在加速升空的过程中 质量不变 速度增大 动能增大 高度增加 重力势能增大 由 机械能 动能 重力势能 可知 飞船的机械能增大 b项正确 答案 b 考点一 考点二 考点三 考点四 4 2017 芜湖南陵县模拟 下列物体中 既有动能又有势能的是 d a 在平地上滚动的足球b 被运动员举着的杠铃c 被压扁了的皮球d 在空中飞行的小鸟 解析 在平地上滚动的足球 足球有质量 有速度 具有动能 足球是在平地上 没有被举高 不具有重力势能 a项不符合题意 被运动员举着的杠铃 杠铃有质量 被举高 具有重力势能 但是杠铃没有运动 不具有动能 b项不符合题意 被压扁的皮球 发生了弹性形变 具有弹性势能 c项不符合题意 在空中飞行的小鸟 小鸟有质量 有速度 又在高空 既具有动能又具有重力势能 d项符合题意 考点一 考点二 考点三 考点四 5 2017 合肥包河区一模 如图所示 铅球由a处被斜向右上方推出 在空中划出一道弧线后落到地面b处 铅球在飞行过程中 空气阻力不可忽略 下列说法正确的是 d a 铅球的惯性不断变大b 铅球的运动方向保持不变c 铅球运动到最高点时其动能为零d 铅球的机械能不断变小 解析 惯性是物体的属性 只与物体的质量有关 铅球的质量不变 所以惯性不变 a项错误 铅球飞行的过程中先斜向上运动 后斜向下运动 运动方向不断改变 b项错误 铅球到达最高点时的速度不为零 所以动能不为零 c项错误 铅球受到空气阻力的作用 所以其机械能不断变小 d项正确 考点一 考点二 考点三 考点四 初高中知识衔接 考点一 考点二 考点三 考点四 1 物体被抛出时的重力势能ep和动能ek1 2 物体从被抛出至落地的过程中 其重力所做的功w 3 物体落地前瞬间的动能ek2 考点一 考点二 考点三 考点四 实验一 测量滑轮组的机械效率 近8年我省中考在2013年第19题考查测量滑轮组的机械效率 考试说明只是列举了测量滑轮组的机械效率 要求能说明实验原理 实验器材 规范使用弹簧测力计和刻度尺 理解正确的实验步骤 能得出正确的测量结果 命题点 1 实验原理2 测量器材3 弹簧测力计拉动方式及读数4 滑轮组绕线5 如何测出绳自由端和物体移动距离6 滑轮组机械效率的影响因素7 机械效率的计算 3 匀速竖直拉动细线末端 使钩码匀速上升 记下测力计的示数f 同时测出钩码上升的高度h和细线自由端移动的距离s 算出滑轮组的机械效率 1 4 改变钩码重力 设第二次重为g2 重新测滑轮组的机械效率 2 5 更换不同的滑轮组 如图乙 重复上述步骤 分别测出提升g1 g2时对应的机械效率 3和 4 6 比较 1 2 3 4 研究得出滑轮组的机械效率跟什么因素有关 1 2017 湖北宜昌 小明同学做 测量滑轮组机械效率 的实验 如图所示 用相同的滑轮组提升不同数量的钩码 记录数据如表所示 1 观察图中测力计的示数 表格中编号 的数值是2 3 的数值是87 2 小明通过分析表格中的数据 得到了提高滑轮组机械效率的方法 汽车作为一种 机械 提高效率可以节能减排 请你指出以下三种提高效率的方法中 方法一与本实验是同理的 方法一 鼓励人们 拼车 出行 使汽车尽量装满人员方法二 汽车制造厂用新材料减轻汽车质量方法三 经常给汽车做保养 保持良好的润滑 3 小明发现绳端移动的距离与钩码提升高度有固定的倍数关系 于是他认为钩码数量一定时 无论将钩码提升多高都不影响该滑轮组的机械效率 小芳则认为钩码提升的高度不同 有用功就不同 机械效率就变化了 你认为小明的看法是正确的 实验二 探究动能大小的影响因素 近8年我省中考在2012年第19题考查了探究动能影响因素 题型是实验题 考试说明没有对动能大小探究作出明确的要求 命题点 1 转换法的应用2 选同一个小球在斜面不同高度释放的目的3 选不同小球从斜面相同高度释放的目的4 实验结论 1 实验器材 如图所示 体积相同的实心钢球 铜球 斜面 长木板 小木块 2 实验操作 1 让同一钢球从斜面上不同高度由静止滚下 观察木块被撞击后移动的距离 2 换用质量较大的铜球从斜面上相同高度由静止滚下 观察木块被撞击后移动的距离 3 实验讨论 1 小球从相同高度由静止滚下到达水平面可获得相同的速度 从不同高度由静止滚下到达水平面可获得不同的速度 2 通过观察木块移动的距离可比较金属球动能的大小 此方法叫转换法 4 实验结论质量相同的物体 运动速度越大 动能越大 运动速度相同的物体 质量越大 动能越大 2 在 探究物体的动能与哪些因素有关 的实验中 小明提出如下猜想 a 物体的动能可能与物体的质量有关 b 物体的动能可能与物体的速度有关 设计以下探究实验 让质量为m的小球从高为h的斜槽上滚下 在水平面上运动 运动的小球碰上水平面上静止的木块后 能将木块撞出一段距离s 实验过程如图甲 乙 丙所示 图中m1 m2 s1 s2 s1 s3 h1 h2 水平面上所用的木块是同一木块 1 通过观察比较木块被撞的距离就可以反映小球动能的大小 这里用到的物理学研究问题的方法是转换法 选填 放大 控制变量 或 转换 2 通过比较甲 乙 可初步验证b 选填猜想序号 是正确的 3 通过比较甲 丙两次实验 初步验证猜想a是正确的 4 实验表明 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 命题点1 功 功率1 2016 安徽第21题 某家用轿车 重为1 5 104n 当车以72km h的速度匀速直线行驶了0 5h时 消耗汽油3kg 期间车受到的阻力为车重的0 08倍 已知汽油的热值为4 6 107j kg 在此过程中 求 1 车通过的路程 2 牵引力做功的功率 3 汽车发动机的效率 2 2015 安徽第21题 如图所示 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 求沙桶和滑块匀速运动时 1 滑块受到的摩擦力的大小 2 沙桶和沙所受的重力在2s内做的功 3 2014 安徽第6题 攀岩是一项挑战自然 超越自我的惊险运动 一位攀岩者体重为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720j 他做功的平均功率是2 25w 命题点2 机械效率4 2017 安徽第16题 如图所示 当水平拉力f 50n时 恰好可以使物体a沿水平地面向右做匀速直线运动 已知物体重为200n 所受地面的摩擦力约为80n 假如在5s时间内 物体水平移动了0 6m 不计绳和滑轮的自重 则在此过程中 c a 拉力f做功为30jb 物体重力做功为120jc 拉力f做功的功率为12wd 该装置的机械效率约为60 5 2015 安徽第8题 某同学利用斜面匀速提升重为500n的物体 已知沿斜面的拉力做的功为1000j 斜面的机械效率为60 则物体被提升的高度为1 2m 6 2014 安徽第14题 工人师傅使用一个动滑轮将400n的重物匀速提升到3m高处 假如所用的拉力方向竖直向上 大小为250n 则 b a 拉力所做的功为750jb 机械的效率为80 c 若用该动滑轮提升更重的货物 机械效率将保持不变d 若采用轻质滑轮完成原任务 机械效率将保持不变 7 2013 安徽第19题 某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验 先用弹簧测力计测量钩码所受的重力g 如图甲 再按图乙所示的连接方式组装好滑轮组 并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置 命题点3 机械能8 2016 安徽第14题 掷实心球是某市的中考体育加试项目之一 掷出去的实心球从a处出手后 在空中运动的轨迹如图所示 球最终停在水平地面e点处 不计空气阻力 则实心球 c a 在a处重力势能最小b 在b处动能为零c 在a b c三处机械能相等d 在d处动能为零 解析 本题考查影响动能 重力势能大小的因素 重力势能的大小与物体的质量 高度有关 由图可知 d e两点高度最小 重力势能最小 a