浙江省中考科学一轮复习 第19课 功和功率、机械能课件.ppt

第19课功和功率 机械能 专题一 机械能 学科素养提升 转换法在科学探究中的应用 知识点索引 专题二 机械功 专题三 功率 专题一机械能 知识回顾 知识点索引 1 动能 物体由于 而具有的能 2 重力势能 物体由于 而具有的能 3 弹性势能 物体由于发生 而具有的势能 4 影响动能大小的相关因素 物体的 越大 动能越大 越大 动能也越大 运动 被举高 弹性形变 质量 速度 专题一机械能 知识回顾 知识点索引 5 影响重力势能的相关因素 物体的 越大 越高 具有的重力势能越大 6 影响弹性势能的相关因素 物体的 越大 弹性势能就越大 质量 位置 形变 专题一机械能 知识回顾 知识点索引 7 滚摆 滚摆从最高点开始往下运动时 始点处 最大 为 0 开始向下运动中 开始转换为 动能渐趋增大 势能渐趋减小 机械能总和不变 到达 时 此刻动能最大 反方向的转换 滚摆不断上升过程中 转换为 势能渐趋增大 动能渐趋减小 到达了一个新的最高点时 势能最大 动能为 0 势能 动能 势能 动能 最下端 动能 势能 专题一机械能 知识回顾 知识点索引 8 单摆 将摆锤拉高一定的高度后放手 摆锤在向下摆动的过程中 转化为 在摆锤摆过中点后向上摆动的过程中 转化为 重力势能 动能 动能 重力势能 专题一机械能 知识回顾 知识点索引 9 机械能守恒的含义 在只有重力或弹力对物体 的条件下 或者不受其他外力的作用下 物体的 和 包括重力势能和弹性势能 发生相互转化 但 的总量保持不变 这个规律叫做 定律 做功 动能 势能 机械能 机械能守恒 专题一机械能 知识回顾 知识点索引 10 如果没有摩擦阻力 动能和势能在相互转化的过程中 机械能总量 11 如果存在摩擦阻力 动能和势能在相互转化的过程中 机械能的总量会减少 减少的机械能转化为摩擦产生的 能 保持不变 热 专题一机械能 热点聚焦 知识点索引 提示 在分析动能和势能大小的变化时 需要抓住影响动能 势能的因素的变化 从质量 速度 高度等角度进行分析 得出正确的结论 热点一影响动能 势能的因素 专题一机械能 热点聚焦 知识点索引 例1 2014成都 如图所示 在歼20飞机加速向上运动的过程中 关于飞行员的能量分析 下列说法正确的是 a 动能增加 重力势能不变b 动能不变 重力势能增加c 机械能总量不变d 机械能总量增加 解析在歼20飞机加速向上运动的过程中 飞行员的质量不变 速度增大 其动能增大 高度升高 重力势能增大 故飞行员机械能总量增加 d 专题一机械能 命题设计 知识点索引 视角一识别动能 重力势能 弹性势能 1 2014株洲 在小球从o点由静止开始沿x轴竖直下落的过程中 小球某种形式的能量e随下落高度x变化的图象如图所示 若不计空气阻力 那么这种能量是 a 重力势能b 动能c 机械能d 内能 专题一机械能 命题设计 知识点索引 解析如图 横坐标代表的是能量 纵坐标代表的是物体下降的高度 物体下落时质量保持不变 高度降低 重力势能减小 不计空气阻力 小球下降时 重力势能全部转化为动能 动能增大 机械能的总量不变 专题一机械能 命题设计 知识点索引 视角一识别动能 重力势能 弹性势能 1 2014株洲 在小球从o点由静止开始沿x轴竖直下落的过程中 小球某种形式的能量e随下落高度x变化的图象如图所示 若不计空气阻力 那么这种能量是 a 重力势能b 动能c 机械能d 内能 b 专题一机械能 命题设计 知识点索引 视角二动能大小跟质量 速度的定性关系 重力势能大小跟质量 举高高度的定性关系 2 2014泰安 一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业 该洒水车在洒水的过程中 机械能 选填 增大 减小 或 不变 减小 解析虽然洒水车在匀速行驶 速度不变 但由于洒水过程中质量不断变小 则动能不断变小 同时 由于在水平路面上行驶 高度没有增加 势能不可能增加 故机械能总量肯定会减少 专题一机械能 命题设计 知识点索引 3 2015成都 如图所示 直升飞机悬停在空中 下列对直升飞机能量的分析 正确的是 a 直升飞机具有重力势能b 直升飞机的动能不断转化为重力势能c 直升飞机的重力势能不断转化为动能d 直升飞机的机械能在不断增大 专题一机械能 命题设计 知识点索引 解析直升飞机悬停在空中 有高度 所以具有重力势能 质量不变 高度不变 速度不变 即动能和重力势能都不变 既然动能和重力势能都不变 故没有动能和重力势能的转化 因为动能和重力势能都不变 故机械能不变 专题一机械能 命题设计 知识点索引 3 2015成都 如图所示 直升飞机悬停在空中 下列对直升飞机能量的分析 正确的是 a 直升飞机具有重力势能b 直升飞机的动能不断转化为重力势能c 直升飞机的重力势能不断转化为动能d 直升飞机的机械能在不断增大 a 专题一机械能 命题设计 知识点索引 4 2014兰州 如图所示 在毽子被踢出后竖直上升的过程中 它的动能 重力势能 选填 增大 减小 或 不变 减小 增大 解析毽子上升过程中 动能转化为势能 因此动能减少 势能增加 专题一机械能 命题设计 知识点索引 5 2015资阳 2015年4月25日尼泊尔发生8 1级大地震 造成巨大人员和财产损失 下列有关地震涉及物理知识的说法中错误的是 a 救灾直升飞机保持一定高度匀速飞行并空投物资过程中机械能不变b 强烈地震引发珠峰雪崩 冰雪石块飞速涌下过程中重力势能减小 动能增大 机械能减小c 由于惯性 救援人员必须提前在飞机还未到达目标区域上方时投放物质d 直升飞机升空时 因螺旋桨高速转动在桨上下表面形成压强差使飞机所受升力大于重力 专题一机械能 命题设计 知识点索引 解析在某一高度水平匀速飞行并空投物资 速度和高度是没有发生改变的 但是在空投物资的过程中 飞机的质量在减少 在速度不变时 质量减少 则动能减小 在高度不变时 质量减小 则重力势能减小 所以机械能减小 专题一机械能 命题设计 知识点索引 5 2015资阳 2015年4月25日尼泊尔发生8 1级大地震 造成巨大人员和财产损失 下列有关地震涉及物理知识的说法中错误的是 a 救灾直升飞机保持一定高度匀速飞行并空投物资过程中机械能不变b 强烈地震引发珠峰雪崩 冰雪石块飞速涌下过程中重力势能减小 动能增大 机械能减小c 由于惯性 救援人员必须提前在飞机还未到达目标区域上方时投放物质d 直升飞机升空时 因螺旋桨高速转动在桨上下表面形成压强差使飞机所受升力大于重力 a 专题一机械能 命题设计 知识点索引 视角三弹性势能大小跟弹性形变的定性关系 6 2014杭州 用手将一重为g的铁球缓慢放在一弹簧上 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位置小球的速度变为零 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增加量为 b位置到c位置的过程中铁球所受的重力 选填 大于 小于 等于 弹簧所施加的弹力 整个过程中不计能量损耗 gh gh 小于 专题一机械能 命题设计 知识点索引 视角四动能和势能的相互转化 7 2014广州 滚摆从图中的位置1静止释放 下降经过位置2 继续下降 再上升到达最高点3 这三个位置 滚摆重力势能最大的是 动能为零的 机械能最大的是 填写位置序号 专题一机械能 命题设计 知识点索引 解析滚摆是重力势能和动能相互转化的机械 滚摆升到最高点后 放开手 可以看到滚摆旋转着下降 越转越快 到最低点时滚摆转而上升 回到接近原来的位置 滚摆在最高点位置时重力势能最大 动能为0 在最低点时动能最大 开始释放的位置最高 所以图示三个位置中位置1的重力势能最大 动能为零 机械能最大 专题一机械能 命题设计 知识点索引 视角四动能和势能的相互转化 7 2014广州 滚摆从图中的位置1静止释放 下降经过位置2 继续下降 再上升到达最高点3 这三个位置 滚摆重力势能最大的是 动能为零的 机械能最大的是 填写位置序号 位置1 位置1 位置1 专题一机械能 命题设计 知识点索引 8 2015呼和浩特 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 专题一机械能 命题设计 知识点索引 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的变化 8 2015呼和浩特 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 专题一机械能 命题设计 知识点索引 解析在a到b的过程中 运动员对铅球有一个推力的作用且铅球在推力作用下移动了一段距离 所以在这个阶段 运动员对铅球做了功 铅球离开手 由于惯性继续运动 所以手就不做功了 在b到d的过程中 由于不计空气阻力 所以铅球的机械能不变 在c到d的过程中 铅球的质量不变 高度减小 故重力势能减小 在a到d的过程中 铅球的运动方向和运动快慢都发生了改变 所以运动状态是在不断变化的 专题一机械能 命题设计 知识点索引 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的变化 8 2015呼和浩特 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 b 专题一机械能 命题设计 知识点索引 视角五机械能守恒 9 2014泰州 对于图所示滚摆运动的现象 下列解释中不正确的是 a 动能与势能可以相互转化b 下降时重力势能减小 动能增大c 上升的最大高度逐次降低 说明能量不守恒d 有部分机械能转化为内能 但总能量不变 专题一机械能 命题设计 知识点索引 解析滚摆向上运动的过程中 由于高度升高 重力势能增加 同时速度减小 动能减小 反之 高度降低 重力势能减小 同时速度加大 动能增加 故ab都正确 因为重力势能和动能统称为机械能 上升高度逐次降低 说明有部分机械能转化为内能 但总能量不变 故c错误 d正确 专题一机械能 命题设计 知识点索引 视角五机械能守恒 9 2014泰州 对于图所示滚摆运动的现象 下列解释中不正确的是 a 动能与势能可以相互转化b 下降时重力势能减小 动能增大c 上升的最大高度逐次降低 说明能量不守恒d 有部分机械能转化为内能 但总能量不变 c 专题一机械能 命题设计 知识点索引 10 2015广州 小球在没有空气阻力的情况下 沿无摩擦轨道运动 1 如图1所示 小球从a点静止释放 小球到达c点时速度是否为零 解析 1 小球从a点静止释放 由于不计空气阻力和摩擦 没有机械能的损失 所以小球到达c点时速度是0 是 专题一机械能 命题设计 知识点索引 2 将轨道bc段改为水平 如图2所示 小球仍从a点静止释放 小球经过m点时的机械能大于 小于还是等于其在a点的机械能 以小球经过m点时为计时起点 大致画出小球在mn段运动的速度 时间图线 专题一机械能 命题设计 知识点索引 解析 2 据题目可知 由于不计空气阻力和摩擦 机械能是守恒的 所以小球经过m点时的机械能是等于其在a点的机械能的 同时由于不计空气阻力和摩擦力 小球原来是运动的 所以小球在mn段做匀速直线运动 如下图 专题一机械能 命题设计 知识点索引 2 将轨道bc段改为水平 如图2所示 小球仍从a点静止释放 小球经过m点时的机械能大于 小于还是等于其在a点的机械能 以小球经过m点时为计时起点 大致画出小球在mn段运动的速度 时间图线 等于 专题二机械功 知识回顾 知识点索引 1 做功的两个必要因素 和 2 功的单位 焦耳 简称 焦 1焦 牛 米 3 功的公式 w 作用在物体上的力 物体在力的方向上通过的距离 1 fs 专题二机械功 知识回顾 知识点索引 4 科学上规定 功等于作用在物体上的力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积 5 做功的实质 做功的实质就是 的过程 通过做功的形式将一种能量转化为其他形式的能量 6 物体做了多少功 就有多少 发生了转化 能与功的单位一样 都是 能量转化 能量 焦耳 专题二机械功 热点聚焦 知识点索引 热点二功 提示 分析物体是否做功 主要抓住做功的两个必要因素 一是作用在物体上的力 二是物体在力的方向上通过的距离 二者缺一不可 专题二机械功 热点聚焦 知识点索引 例2 2015广西 下列实例中 力对物体没有做功的是 a 叉车向上举起货物b 小林沿着斜面向上拉动物体c 小欣背着书包上楼d 小明用力推石头但石头不动 专题二机械功 热点聚焦 知识点索引 解析做功要满足两个条件 一是有力 二是物体在力的方向上有通过一段距离 叉车向上举起货物 小林沿着斜面向上拉动物体 小欣背着书包上楼 货物 物体 书包都受到力的作用 并且都在力作用下通过一段距离 因此三个力都有做功 而小明用力推石头但石头不动 石头没有移动距离 有力没有距离 所以没做功 专题二机械功 热点聚焦 知识点索引 例2 2015广西 下列实例中 力对物体没有做功的是 a 叉车向上举起货物b 小林沿着斜面向上拉动物体c 小欣背着书包上楼d 小明用力推石头但石头不动 d 专题二机械功 命题设计 知识点索引 视角一理解功的概念 1 2014成都 如图所示 在水平地面上 小聪用力将箱子拉走了 小明用力推箱子 但箱子没有移走 下面关于做功的分析 正确的 a 小明用了力 他对箱子做了功b 小聪用力拉动了箱子 她对箱子做了功c 小聪在拉箱子的过程中 箱子的重力做了功d 小明 小聪都没有对箱子做功 专题二机械功 命题设计 知识点索引 解析做功的条件是物体受到力 并且在力的方向上通过一定的距离 因此小聪对箱子施加了力 并且箱子被拉动了 所以她有做功 专题二机械功 命题设计 知识点索引 视角一理解功的概念 1 2014成都 如图所示 在水平地面上 小聪用力将箱子拉走了 小明用力推箱子 但箱子没有移走 下面关于做功的分析 正确的 a 小明用了力 他对箱子做了功b 小聪用力拉动了箱子 她对箱子做了功c 小聪在拉箱子的过程中 箱子的重力做了功d 小明 小聪都没有对箱子做功 b 专题二机械功 命题设计 知识点索引 视角二应用功的公式进行简单的计算 2 2014江西 小生同学用100n的推力推动重500n的木箱 使木箱沿推力方向做匀速直线运动 10s内前进了6m 求 小生同学对木箱做的功和功率 专题二机械功 命题设计 知识点索引 视角三做功伴随能量的转化 或转移 3 2014盐城 2014年2月13日 我国运动员李坚柔夺得索契冬奥会女子500m短道速滑金牌 起跑时 她用脚向后蹬冰面以获得向前的力 这说明力的作用是 她冰鞋上的冰刀摩擦冰面 冰面熔化 这是通过 方式改变内能 划过终点线后 由于 她仍向前滑行 相互的 做功 惯性 专题二机械功 命题设计 知识点索引 4 如图所示是一个传送带 a b轮转动带动物体c向右上方匀速运动 物体c没有在皮带上发生滑动 皮带与轮之间不打滑 物体c的重力势能不断增加 这是因为 a 重力做功的缘故b 支持力做功的缘故c 摩擦力做功的缘故d 动能转化为势能的缘故 专题二机械功 命题设计 知识点索引 解析货物随传送带一起匀速斜向上运动 受到重力 支持力和摩擦力的作用 如图所示 重力方向竖直向下 支持力与传送带垂直向上 因为物体c向右上方匀速运动 所以重力和支持力都不做功 物体运动方向与摩擦力方向一致 所以摩擦力对物体做功 物体c的重力势能不断增加 因为物体匀速运动 所以物体的动能不变 没有将动能转化为物体的重力势能 专题二机械功 命题设计 知识点索引 4 如图所示是一个传送带 a b轮转动带动物体c向右上方匀速运动 物体c没有在皮带上发生滑动 皮带与轮之间不打滑 物体c的重力势能不断增加 这是因为 a 重力做功的缘故b 支持力做功的缘故c 摩擦力做功的缘故d 动能转化为势能的缘故 c 专题三功率 知识回顾 知识点索引 1 功率的概念 2 功率的物理意义 用来描述 也可反映能量转化的快慢 3 功率的单位 瓦特 w 千瓦 焦 秒 1瓦 1 4 功率的公式 p p 单位时间内做的功叫功率 物体做功快慢 焦 秒 w t fv 专题三功率 热点聚焦 知识点索引 热点三功率意义的理解 提示 功率描述物体做功的快慢 其大小是由完成的功和所用的时间共同决定的 与其他无关 专题三功率 热点聚焦 知识点索引 例3 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 专题三功率 热点聚焦 知识点索引 解析由题知身高170cm的运动员和身高160cm的运动员举起杠铃的重力相同 根据w gh可知 w1 w2 因为两运动员举起杠铃的时间相同 根据可知 p1 p2 专题三功率 热点聚焦 知识点索引 例3 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 专题三功率 命题设计 知识点索引 视角一功率的概念 1 2015深圳 甲机械比乙机械的功率大 表示两机械在工作时 a 甲做功多b 甲更省力c 甲做功快d 甲用时少 c 解析功率是表示物体做功的快慢的物理量 功率大的做功快 专题三功率 命题设计 知识点索引 2 2014玉林 一个大人和一个小孩分别将5块完全相同的砖运到二楼 如图所示 这个过程中 下列说法正确的是 a 大人对砖做的功比小孩对砖做的功多b 大人对砖做的功比小孩对砖做的功少c 大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大d 大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率小 c 专题三功率 命题设计 知识点索引 视角二应用功率公式进行简单的计算 3 2014益阳 电梯的简化模型如图甲所示 考虑安全 舒适 省时等因素 电梯速度要经过增大 不变和减小的过程 这一过程是通过改变拉力大小来实现的 某次上升过程中电梯所受拉力f随上升高度h变化的图象如图乙所示 这个过程用时1分钟 求这个过程中 1 电梯上升的平均速度 2 拉力做的功 3 拉力做功的功率 专题三功率 命题设计 知识点索引 解 1 电梯上升的高度h 48m 用时间t 60s 电梯上升的平均速度 专题三功率 命题设计 知识点索引 2 拉力在0 4m做的功 w1 f1h1 2 5 104n 4m 1 0 105j 拉力在4 44m做的功 w2 f2h2 2 0 104n 40m 8 0 105j 拉力在44 48m做的功 w3 f3h3 1 5 104n 4m 0 6 105j 综上 上升过程拉力做的功 w w1 w2 w3 1 0 105j 8 0 105j 0 6 105j 9 6 105j 专题三功率 命题设计 知识点索引 答 1 电梯上升的平均速度为0 8m s 2 拉力做的功是9 6 105j 3 拉力做功的功率是1 6 104w 专题三功率 命题设计 知识点索引 视角三从能量的转化来说明功率 4 2014广州 如图 用大小相等的拉力f 分别沿斜面和水平面拉木箱 拉力方向和运动方向始终一致 运动时间tab tcd 运动距离sab scd 比较两种情况下拉力所做的功和功率 a ab段做功较多b ab段与cd段的功一样多c ab段功率较大d ab段与cd段的功率一样大 专题三功率 命题设计 知识点索引 解析因为f1 f2 sab scd 由w fs可知 拉力所做的功相同 故a错误 b正确 由于tab tcd pab pcd 故c d都错误 专题三功率 命题设计 知识点索引 视角三从能量的转化来说明功率 4 2014广州 如图 用大小相等的拉力f 分别沿斜面和水平面拉木箱 拉力方向和运动方向始终一致 运动时间tab