中考物理总复习 第十一章 功和机械能课件.ppt

第十一章功和机械能 考纲内容 第1课时功功率 考情分析 考点梳理 剖析重点实验 重难点突破 课堂精炼 考纲内容 考点1理解做功的两个必要因素 考点2理解功的物理意义 公式及单位 理解功的概念 能计算功 考点3理解功率的物理意义 考点4理解功率的概念 公式及单位 能计算功率 考情分析 近年来广东省试题主要考查力是否做功 功和功率的计算 探究滑轮组和斜面的机械功和功率的内容是力学知识的综合体现 功 功率的计算是中考的重点知识 同学们在复习时要对概念的理解 计算和实验多加掌握 考点梳理 1 做功的两个必要因素 1 作用在物体上的 2 物体在上移动的距离 2 不做功的三种情况 1 有力无距 力作用在物体上 但物体移动距离 如 推而未动 搬而未起 等 2 有距无力 物体移动了一段距离 但在此运动方向上力的作用 如推出去的实心球因惯性在空中飞行的过程中 手对实心球没有做功 一 功 力 没有 这个力的方向 没有受到 3 力距垂直 力作用于物体上 但物体的运动方向与力的方向 人背书包在水平地面上行走 人对书包没有做功 3 功的定义 力学中 功等于与物体在力的移动的距离的乘积 4 计算公式 w 5 功的单位 简称焦 符号是 1j n m 垂直 方向上 力 fs 焦耳 j 1 1 概念 与做功所用之比叫做功率 它在数值上等于单位时间内力所做的功 2 物理意义 表示物体的物理量 它只表示做功的快慢 不表示做功的多少 3 公式 p w t 公式中的p表示 单位 w表示 单位 t表示 单位 二 功率 功 时间 做功快慢 功率 瓦特 功 焦耳 时间 秒 4 功率的单位 简称瓦 符号是w 其他单位 千瓦 符号是kw 单位换算 1w 1j s 1kw w 5 推导公式 当物体在力f的作用下 以速度v做匀速直线运动时 由w fs及v s t 可得p 即在功率一定时 f与v成正比 瓦特 fv 1000 例题跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一 小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率 不计绳重 1 用体重计测量自己的质量m 2 估测自己平均每次跳起的高度h 人的重心上升的高度 3 用 填测量器材 记录跳n次所用的 填物理量与其对应字母 4 数据处理 自己所受的重力g 剖析重点实验 测功率 秒表 时间t mg 每次克服重力所做的功w gh 则跳n次所做的总功w总 nw 平均功率p 5 两人想比较跳绳的平均功率 假设两人跳起的平均高度相同 则 a 频率相同 体重大的功率大b 频率相同 跳的时间长的功率大c 体重相同 频率高的功率小d 体重相同 跳的时间长的功率大 6 小华要想提高跳绳测试的成绩 请你从物理学角度为他提出一条合理的建议 mgh nmgh a nmgh t 加快跳绳频率 降低跳起高度 减肥等 例1 2016 泰州 根据如图所示的几个情景 下列说法正确的是 a 女孩搬起一个箱子 女孩对箱子做了功b 司机费了很大的力也未能推动汽车 但司机对汽车做了功 重难点突破 一 做功的两个必要因素 a c 吊车吊着货物水平移动一段距离 吊车对货物做了功d 足球被踢出后在草地上滚动的过程中 运动员对足球做了功 点拨1 本题要抓住做功的两个必要因素 作用在物体上的力 物体在力的方向上通过的距离 二者缺一不可 2 不做功的三种情况 1 有力无距 力作用在物体上 但物体没有在力的方向上移动距离 如 推而未动 搬而未起 等 2 有距无力 物体移动了一段距离 但在此运动方向上没有受到力的作用 如推出去的实心球因惯性在空中飞行的过程中 手对实心球没有做功 点拨1 3 力距垂直 力作用于物体上 但物体的运动方向与力的方向垂直 人背书包在水平地在上行走 人对书包没有做功 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 变式拓展1 b 例22016年的体育考试已经开始 小王同学选择掷实心球作为自己的考试项目 在考试过程中 他用 50n 的力把重为20n的实心球扔到10m远的地方 球又在地上滚了5m停下 请问整个过程中小王对实心球做的功为 a 500jb 750jc 0jd 条件不足 无法计算 d 二 理解功的物理意义 公式并计算功 点拨2 正确进行功的计算 需要重点掌握下面四个有关力 f 与距离 s 方面的关系 1 方向一致性 在求某一个力做的功时 物体在这个力作用下移动的距离 s 必须与这个力 f 的方向是一致的 2 时间同一性 在功的计算过程中 作用在物体上的力 f 与物体在力的方向上移动的距离 s 也要求具有时间同一性 3 同一物体 用来计算做功的两个物理量还要具备另外一个条件 就是f与s必须是同时对于同一个物体来说的 2015 永州 在水平地面上 用60n的力沿水平方向拉着重为200n的小车前进5m 拉力做功j 重力做功j 300 变式拓展2 0 例3关于功率概念的理解 下列说法中正确的是 a 功率大的机械做的功多b 功率大的机械做功时用的时间少c 单位时间内完成的功越多 则功率越大d 省力多的机械功率大 c 三 理解功率的物理意义 点拨3 功率是单位时间内完成的功的多少的物理量 单位时间内完成的功多 则功率大 与做功多少 时间长短 省力情况无关 图1是甲 乙两物体做功与所需时间的关系图像 由图可知 甲物体的功率p甲与乙物体的功率p乙的大小关系是 a p甲 p乙b p甲 p乙c p甲 p乙d 无法确定 a 变式拓展3 例4 2016 湖北十堰 一辆汽车以20m s的速度在水平路面上沿直线匀速行驶5分钟 汽车的质量为1500kg 行驶时所受阻力为车重的0 2倍 则牵引力为n 此时汽车的功率为kw 重力做的功为j 取g 10n kg 3 103 四 理解功率的概念 公式及单位 能计算功率 60 0 点拨4 1 汽车在水平路面上匀速行驶时处于平衡状态 受到的牵引力和阻力是一对平衡力 根据f 0 2g 0 2mg求出阻力 利用二力平衡条件求出牵引力的大小 2 根据p fv求出汽车的功率 3 重力竖直向下 汽车竖直向下没有移动距离 没有做功 2015 广东 已知小汽车的总质量为1500kg 该车以30m s的速度沿水平方向做匀速直线运动 行驶了180s 汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0 16倍 g 10n kg 求 1 汽车行驶的距离 2 在此过程中汽车的牵引力和功率 变式拓展4 1 由v s t可知 汽车行驶的距离 s vt 30m s 180s 5400m 2 汽车做匀速直线运动 处于平衡状态由平衡条件得 f f 0 16mg 0 16 1500kg 10n kg 2400n牵引力的功率p fs t 2400n 5400m 180s 72000w 答案 1 2016 湖州 以下四幅图中 克服物体重力做功的是 a 人推小车在水平路面上通过一段距离b 人用力搬石头 石头没有被搬动c 叉车把货物从地面抬升到一定高度d 人提书包站在水平输送带上通过一段距离 c 课堂精炼 考点一 做功的必要因素 2 在水平地面上 工人用100n的水平推力推动重150n的箱子 4s内前进了6m 在这个过程中 木箱所受重力对木箱做功为j 工人对木箱做功为j 0 600 3 一位父亲与他5岁的儿子磊磊一起上楼回家 对此 下列说法中错误的是 a 爬相同的楼梯 儿子体重小做的功少b 爬相同的楼梯 儿子比父亲先到达 儿子的功率一定大c 爬相同的楼梯 父亲体重大做的功多d 爬相同的楼梯 父亲比儿子先到达 父亲的功率一定大 b 考点二 理解功及功率 4 2016 巴中 如图2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 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 c 5 2015 昆明 新建成的牛栏江引水济昆工程 是将水从海拔较低的德泽水库 引到海拔较高的盘龙江上游 每年对昆明提供5 67亿立方米的水 耗电及相关运行费用已近10亿元 所以 珍惜水资源是每一个市民应尽的责任和义务 此工程是在德泽水库库区建泵站 将水泵入山坡高处的水池后 再流回昆明 泵站的提水高度约220m 每秒流过水流横截面的水量是18m3 将1 8 104kg的水提高220m 水泵对水所做的功是j 做功的功率是w g取10n kg 水 1 0 103kg m3 3 96 107 3 96 107 6 2016 广东 小明骑车在某段平直的水平路面上由静止开始运动 共用时12s 小明重450n 自行车重250n 轮子与地面的总接触面积是2 10 3m2 图3 1是速度v随时间t变化的关系图像 小明在t 7s时刚好到达这段路程的中点 图3 2是动力f随时间t变化的关系图像 1 请问小明骑自行车在水平地面行驶时 对地面的压强为多大 2 在7 12s内 自行车所受的摩擦阻力是多少 自行车克服摩擦阻力做了多少功 此时功率是多少 3 自行车在0 7s内的平均速度是多少 保留小数点后两位 答案 7 2014 广东 如图4所示是某种升降电梯的工作原理图 它由轿厢 配重 缆绳 滑轮和电动机等部件组成 连接轿厢的两根缆绳非常靠近 轿厢空载时的重量是3100n 配重的重量为3000n 某次电梯载货物的重量是1000n 电梯匀速上升15m所用的时间为10s 不计缆绳重和一切摩擦 在此运动过程中 求 1 轿厢的速度大小 2 配重重力对配重做的功 3 电动机的功率至少是多大 7 1 轿厢速度大小v s t 15m 10s 1 5m s 2 配重下降的距离h s配重重力对配重做的功w g配重h 3000n 15m 4 5 104j 3 缆绳对轿厢的拉力f1 g厢 g货 g配重 3100n 1000n 3000n 1100n缆绳拉力做的功w1 f1s 1100n 15m 1 65 104j电动机的功率至少为p w1 t 1 65 104j 10s 1650w 考纲内容 考情分析 考点梳理 剖析重点实验 重难点突破 课堂精炼 第2课时动能和势能机械能及其转化 考纲内容 考点1能用实例说明物体的动能和势能以及它们之间的相互转化 考点2能用实例说明机械能和其他形式的能的转化 考点3能用实验探究动能的大小与哪些因素有关 考情分析 近年来广东省主要考查机械能的转化 机械能和其他形式的能的转化 常见题型有选择题 填空题 实验探究题 综合应用题 考点梳理 物体能够 就说这个物体具有能量 简称能 能量的单位是 注意 一个物体 能够做功 并不是一定 要做功 也不是 正在做功 或 已经做功 如 山上静止的石头具有能量 但它没有做功 也不一定要做功 它只不过具备做功的本领 一 能量 对外做功 焦耳 1 定义 物体由于而具有的能 2 影响因素 1 速度 质量相同的物体 运动的速度越大 它的动能越 2 质量 运动速度相同的物体 质量越大 它的动能越 二 动能 运动 大 大 1 重力势能 1 定义 物体由于所决定的能 2 影响动能的因素 质量 高度相同时 质量越的物体 重力势能越大 高度 质量相同时 位置越的物体 重力势能越大 2 弹性势能 1 定义 物体由于发生而具有的能 2 影响弹性势能的因素 物体的弹性形变越 它具有的弹性势能越大 三 势能 高度 大 高 弹性形变 大 1 机械能 动能 势能和势能的统称 2 机械能守恒 如果只有动能和势能的相互转化 尽管动能 势能的大小会变化 但机械能的总和 或者说机械能是的 若在动能和势能相互转化的过程中 伴随有其他形式的能的转化 则机械能不守恒 3 水能和风能 水电站是利用水的能来发电的 风力发电机是利用风的能来发电的 四 机械能及其转化 重力 弹性 不变 守恒 重力势 动 例1小宇用如图所示的装置探究 动能的大小与什么因素有关 的实验 1 实验中小球动能的大小是通过观察比较反映出来的 这里用到了物理学研究问题的一种 填 直接测量 放大 或 转换 方法 剖析重点实验 木块被推出的距离 转换 动能 重力势能的大小与什么因素有关 2 为了探究动能的大小与物体运动速度的关系 应选用两个图来分析 并由此得出的实验结论是 3 分析乙 丙两图 得到的实验结论是 其中小球在光滑斜面上从b处滚到底端的过程中 小球的能转化为能 4 小宇要探究重力势能与物体的高度的关系他要选用上述图 具体的操作方法是让小球从 填 相同 或 不同 的高度由静止滚下 甲 乙 质量一定时 速度越大 物体的动能越大 同一速度 质量越大 物体的动能越大 重力势 动 甲 乙 不同 5 通过比较分析甲 乙两图可以得出的结论是 6 本实验中若水平面绝对光滑则不能得出结论 原因是 质量相同的物体 高度越高 重力势能越大 小球与木块将会做匀速直线运动 例1 2016 淄博 如图5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 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 重难点突破 d 一 动能和势能以及它们之间的相互转化 点拨1 1 动能大小的影响因素 质量和速度 质量越大 速度越大 动能越大 2 重力势能大小的影响因素 质量和高度 质量越大 高度越高 重力势能越大 3 机械能 动能 势能 物体没有发生弹性形变 势能只考虑重力势能 变式拓展1 2016 安顺 如图6所示 光滑轨道mnp固定在竖直平面内 np段水平 一小球从m点由静止释放运动到p点的过程中 动能 势能的变化情况是 a m到n的过程 势能不变b m到n的过程 动能减小c n到p的过程 势能增大d n到p的过程 动能不变 d 例2 2016 咸宁 如图7所示 小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动 其中b和d两点在同一水平高度 则下列说法中错误的是 a 小球从a到c加速下滑 重力势能转化为动能b 小球从c到d减速上坡 动能转化为重力势能c 小球在b和d时重力势能和动能都相等d 小球从a到d的过程中部分机械能转化为内能 c 二 机械能和其他形式的能的转化 点拨2 1 影响重力势能的因素有 质量和高度 质量越大 高度越高 重力势能越大 影响动能的因素有 质量和速度 质量越大 速度越快 动能越大 2 没有摩擦 不计能量损失时 机械能是守恒的 若存在摩擦 一部分机械能会变成内能 机械能减小 变式拓展2 2016 泸州 如图8所示 将一小钢球从a点竖直向上抛出 不计空气阻力 经过b点到达最高点c时速度为零 图中hab hbc 下列判断正确的是 a 小钢球在ac段重力势能的增加量与动能的减小量相等b 小钢球运动到最高点c时所受的合力为零c 小钢球在ab段克服重力做功小于在bc段克服重力做功d 就a b c三点而言 小钢球在a点具有的机械能最大 a 1 2016 揭阳 人骑自行车下坡 速度会越来越快 在这过程中 a 人和车的动能保持不变b 人和车的动能增大c 人和车的动能减小d 人和车的重力势能增大 b 课堂精炼 考点一 动能和势能 2 2016 温州 将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压 如图9 放手后笔会向上弹起一定高度 下列关于该过程中能量变化的叙述 其中正确的是 a 向下按笔的过程中 弹簧的弹性势能减小b 向下按笔的过程中 笔的重力势能增大c 笔向上弹起的过程中 笔的重力势能增大d 笔向上弹起的过程中 弹簧的弹性势能增大 c 3 2015 宿迁 如图10 一木块从斜面上匀速滑下 下列说法正确的是 a 木块只受到重力和斜面的支持力b 下滑过程中 木块的重力势能转化为动能c 下滑过程中 木块的重力势能转化为内能d 下滑过程中 木块的机械能保持不变 考点二 机械能转化及其及守恒 c 4 如图11是一种神奇的 魔罐 其制作方法是 橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部 在橡皮筋的中间系一个钩码 当你将 魔罐 在水平地面上滚出后 它能自动滚回来的原因是能转化为能 魔罐 滚回来后不能回到原抛出点的位置 主要原因是 弹性势 动 克服地面间的摩擦力做功 消耗一部分能量 5 图12是皮球落地后弹跳过程中 每隔相等时