中考科学总复习 第20讲 功和功率 机械能课件（考点精讲+13中考真题）.ppt

聚焦中考 科学 第二十讲功和功率机械能 聚焦考点全面夯实 知识网络 分类一机械功与功率 2 功的公式 w 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 注意 f和s必须 同一物体 同一时间 同一方向 3 功的单位 焦耳 简称 焦 1j n m 4 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 物体做了多少功 就有多少发生了转化 能量与功的单位一样 都是 fs 1 能量转化 能量 焦耳 分类一机械功与功率 考点1功 考点梳理 1 做功的两个必要因素 和 要明确 在力的作用下 物体沿力的方向通过了一段距离 那么这个力就对物体做了功 注意 判断做功的标准是 有力 有距离并且力和距离在同一个方向上 不做功的三种情况 a 有力f无距离s 例如举高重物静止不动 虽然用了力 但没在力的方向上通过距离 没做功 b 有距离s没有力f 如正在空中飞行的足球 运动了一段距离 但运动员施加的力已经消失 运动员对其没有做功 c 有力f 也有距离s 但在力的方向上没有通过距离 运动方向和力的方向垂直 此力也不做功 例如水平方向运动的物体 重力不做功 作用在物体上的力 物体在力的方向上通过的距离 分类一机械功与功率 活学活用 1 2012泉州 下列没有对物质做功的是 a 物体在绳子拉力作用下升高b 静止的小车在拉力作用下运动起来c 汽车在刹车阻力的作用下速度降低d 人用力搬石头 石头不动2 2012南通 手抛鸡蛋的杂技演出抛出的鸡蛋从最高处到最低处重力做功大概是 a 0 2jb 2jc 20jd 200j d a 分类一机械功与功率 3 在下列情况中 人对物体是否做功 并说明理由 1 将重物从地面上提起放到肩上 2 将重物提在手中沿水平方向移动50m的距离 3 扛着重物登上三楼 4 举重运动员举起杠铃后 站着坚持3s不动 5 推出去的铅球在空中向前飞行时 放到肩上这个过程做功 放到肩上后不做功 受力但没有在力的方向上通过距离 不做功 力的方向和距离垂直 不在同一直线上 做功 既有力又有距离 并且距离和力的方向一致 不做功 受力但没有在力的方向上通过距离 不做功 铅球在飞行过程中不受推力 依靠的是惯性 分类一机械功与功率 考点2功率 考点梳理 1 功率的概念 功率用来描述 也可反映能量转化的快慢 2 功率的公式 p w t p fv 3 功率的单位 瓦特 w 千瓦 kw 焦 秒 j s 1瓦 w 1 注意 根据p w t可知 当p一定时 w与t成正比 换句话说 使用相同的机械 做功时间长的做功就多 当w一定时 p与t成反比 换句话说 做相同的时 时间用的少的机械的功率就大 当t一定时 w与p成正比 换句话说 做功相同时 功率大的那台机械做的功就多 单位时间内做的功叫功率 物体做功快慢 焦 秒 j s 功率 功 时间 分类一机械功与功率 4 类比功率与速度 活学活用 4 四个同学在石峰公园进行登山比赛 如果规定功率最大者获胜 那么最后胜出者一定是 a 体重最大的一个b 时间最短的一个c 速度最大的一个d 做功最快的一个 d 分类一机械功与功率 5 今年国庆节举行了一次登紫金山比赛 体重相同的小明和小刚两人从太平门沿同一路线登上紫金山 小明是快跑上去的 而小刚是慢跑上去的 则 a 两人登山做的功相同 功率也相同b 小明登山所做功比小刚多 但功率小c 两人登山做的功相同 但功率不同d 小明登山所做功比小刚少 但功率大6 如图所示 挖掘机挖土的速度往往很慢 这是为了 a 保证挖掘质量b 获得较大挖掘动力c 可以节约燃料d 保证挖掘施工安全 c b 7 2012无锡 学习了功率的知识后 小明和几位同学准备开展 比一比谁的功率大 的活动 他们设计了三套方案 测量出各自的体重 爬楼用的时间和爬楼的高度 算出爬楼的功率并进行比较 控制爬楼的时间相同 测量出各自的体重 爬楼的高度 算出爬楼做的功并进行比较 控制爬楼的高度相同 测量出各自的体重 爬楼的时间 算出体重和时间的比值并进行比较 可行的是 a 只有 b 只有 c 只有 d 都可以 分类一机械功与功率 d 分类一机械功与功率 考点3机械效率 考点梳理 1 有用功 额外功及总功的含义 1 有用功 在做功过程中 我们所需要的功 即对人有用的功 用w有用表示 为实现做功目的 对我们要做功的物体做的功是有用功 它在数值上等于达到做功目的而直接用手对物体做的功 2 额外功 在做功过程中 对额外负担所做的功 用w额外表示 额外功是在实现做功目的时 我们对辅助工具 器材所做的功 它并非我们需要 是额外负担 但又不得不做 3 总功 在做功过程中 所做的有用功与额外功之和是总功 用w总表示 即w总 达到做功目的 我们所做的有用功与额外功之和是总功 它在数值上等于利用机械所做的功 注意 区分某一做功过程中的有用功 额外功 关键是弄清做功的目的 然后才可以确定有用功和额外功 w有用 w额外 分类一机械功与功率 2 机械效率的定义及表达式 1 定义 机械效率等于有用功与总功之比 机械效率用希腊字母 表示 2 公式 w有用 w总斜面 gh fl定滑轮 gh fs gh fh g f动滑轮 gh fs gh f 2h g 2f滑轮组 gh fs gh fnh g nf 注意 因为使用机械要克服机械自重和相互部件间的摩擦 做一些额外功 所以机械效率必然小于100 活学活用 8 2012广州 如图剪刀剪纸机械效率为80 这表示 a 若作用在剪刀的动力是1n 则阻力是0 8nb 若作用在剪刀的阻力是1n 则动力是0 8nc 若作用在剪刀的动力做功1j 则有0 2j的功用于剪纸d 若作用在剪刀的动力做功1j 则有0 8j的功用于剪纸 d 分类一机械功与功率 9 机械效率指 其计算公式为 它的大小总 在使用滑轮组做功时 拉力做的功就是功 克服重力做的功就是有用功 10 如图 同一个滑轮组用不同的方法进行组装 若两次提起的物重相同 且不计绳重和摩擦 则两者的机械效率的关系是 甲 乙 使用甲的优点是 使用乙的优点是 有用功与总功的比值 w有用 w总 小于1 总 可以改变用力的方向 更省力 分类一机械功与功率 11 2012威海 水平地面上有一重为5000n的箱子 现用起重机把箱子吊到3m高的位置 所用时间为10s 起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的 如图所示 钢丝绳上的拉力为3000n 求 1 起重机起吊该箱子的机械效率是多少 2 钢丝绳上拉力的功率是多少 解 1 有用功 w有 gh 5000n 3m 15000j 总功 w总 fs f 52h 3000n 2 3m 18000j 起重机起吊该箱子的机械效率 w有 w总 15000j 18000j 83 3 2 钢丝绳上拉力的功率 p w总 t 18000j 10s 1800w 分类二各种各样的能 考点4能量的形成 考点梳理 能量是以多种形式存在的 常见的能量形式有 机械能 光能 内 热 能 电能 化学能 核能 活学活用 12 2012年7月21日 北京特大暴雨导致洪水 造成了北京地区巨大的损失 北海公园近50m挡土墙倒塌 八大处公园多处墙壁坍塌 云蒙山长城遗址公园步道冲毁10余处 门头沟潭柘寺大悲坛侧门被洪水冲坏 多处文物受损 洪水之所以会造成破坏的原因是洪水具有巨大的 13 能量从哪里来 地球上所有能量几乎都来自太阳的能和直接给地球提供的能 被植物通过光合作用吸收的光能转化为能 加热空气 使空气流动 就有了能 空气的动能 促进水循环 使水有了能 机械能 热 光 化学 风 机械 分类三机械能 考点5区别动能和势能 考点梳理 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能 活学活用 14 2012嘉兴 据报道 一辆横穿铁路的拖拉机 因故障而停在铁道上 此时从远处驶来一列火车 尽管司机及时采取紧急制动措施 但是缓慢行驶的列车还是将拖拉机撞 飞 了 这是因为火车的 a 动能很大b 速度很大c 势能很大d 功率很大 运动 被举高 弹性形变 a 分类三机械能 15 下列关于动能和势能的搭配错误的是 d 分类三机械能 考点6影响动能大小的因素 考点梳理 影响动能大小的因素有两点 一是物体的越大 动能越大 二是物体的越大 动能越大 活学活用 16 2012济南 如果汽车 摩托车与列车三种车辆的速度相等 那么按照它们的动能从大到小排列顺序正确的是 a 汽车 摩托车 列车b 列车 汽车 摩托车c 摩托车 汽车 列车d 汽车 列车 摩托车 质量 速度 b 17 2012衢州 小徐利用如图实验来研究物体动能大小与哪些因素有关 让质量不同的钢球从斜面上同一高度静止释放 钢球运动到斜面底部 推动木块运动一段距离后停下 实验数据见下表 分类三机械能 1 表格中的实验数据说明了钢球的动能大小与有关 2 小徐对如何判断钢球的动能大小进行深入思考认为 可以通过比较钢球推动木块移动距离的大小来反映钢球对木块的多少 从而判断钢球动能的大小 质量 做功 分类三机械能 考点7影响势能大小的因素 考点梳理 1 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 2 影响弹性势能的相关因素 物体的越大 弹性势能就越大 活学活用 18 2012岳阳 如图所示 荡秋千的小孩由最低点荡向最高点的过程中 a 速度增大b 动能增大c 重力势能增大d 重力势能转化为动能19 将体积相等的实心塑料球和铅球放在同一水平面上 请你回答 1 哪个球的重力势能大 答 2 你有什么简单易行的措施使它们具有的重力势能一样大 写出一种即可 答 质量 位置 形变 c 铅球 把塑料球抬起一定高度 分类三机械能 20 以下物体具有弹性势能的是 a 被举高的杠铃b 放在盒子里面的皮筋c 行驶中的汽车d 被压缩的弹簧21 2012钦州 如图所示 运动员在射箭比赛时总是要把弓拉得很弯 其主要目的是 a 增大箭的弹性势能b 增大箭的动能c 增大弓的弹性势能d 使箭沿直线运动 d c 分类三机械能 考点8机械能的相互转化 考点梳理 1 滚摆 1 滚摆从最高点开始往下运动时 始点处最大 为零 2 开始向下运动时 开始转化为 动能渐趋增大 势能渐趋减小 机械能总和不变 到达时 动能最大 3 反方向的转化 滚摆不断上升过程中 转化为 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 动能为零 2 单摆 将摆锤拉到一定的高度后放手 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 势能 动能 势能 动能 最下端 动能 势能 重力势能 动能 动能 重力势能 分类三机械能 活学活用 22 2012桂林 如图所示 小华把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子 稳定后松手 头保持不动 铁锁向前摆去又摆回 下列说法正确的是 a 锁不断地来回摆动 是因为动能不断增加b 锁向下摆的过程中 重力势能转化为动能c 锁摆到最低点后会继续上升 是因为受重力作用d 锁摆动的过程中 机械能总量不变 所以摆回来时会碰到鼻子23 2012阜新 下列过程中重力势能转化为动能的是 a 沿坡路匀速向上行驶的汽车b 制动的火车越来越慢c 人造地球同步卫星从远地点向近地点运动的过程d 拉弯的弓把箭射出去 b c 分类三机械能 考点9机械能守恒 考点梳理 机械能守恒的含义 在只有或对物体的条件下 或者不受其他的作用下 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 重力 弹力 做功 外力 动能 势能 机械能 机械能守恒 分类三机械能 活学活用 24 2012包头 如图所示是一个左右对称的凹形槽 将小球从a点由静止释放 若小球由a点到b点运动过程中克服摩擦力做的功用w表示 忽略空气阻力 则下列说法正确的是 a 小球从a点运动到b点的过程中 势能的减少量与动能的增加量之差等于wb 小球能够从a点运动到d点c 小球从a点运动到b点的过程中 势能的减少量等于动能的增加量d 小球从a点运动到c点的过程中 机械能的减少量等于动能的增加量 a 分类三机械能 25 2012梅州 如图所示 一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下 若它在顶端的重力势能为65j 则滑到底端的动能是 a 35jb 50jc 55jd 65j d 聚焦重点专项突破 专项一功 重点提示 分析物体是否做功 主要是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 例1 2012黑龙江 下列几个实例中 力没有做功的是 a 人拉车前进的过程b 人向上搬石头 石头未动c 划火柴的过程d 刹车后车仍向前滑行 点拨 a 人拉车前进的过程 人给车一个向前的力 车向前移动了距离 拉力对车做功 不符合题意 b 用力搬石头 人给石头一个向上的力 石头向上没有移动距离 力对石头没有做功 符合题意 c 划火柴时 克服摩擦做功 不符合题意 d 汽车受到刹车阻力的作用 并且其产生力效果 使汽车由运动变为静止 故刹车阻力对汽车做了功 不符合题意 b 聚焦重点专项突破 对点强化 1 2012保山 下列情景中 人对物体做功的是 a 小车在拉力作用下向前运动b 人提着水桶在水平路面上匀速前进c 小孩推车 车未动d 踢出的足球在地面上滚动一段距离2 今年的体育中考中有一项是掷实心球 实心球出手后仍然能够在空中飞行 实心球在空中飞行的过程中 人 填 有 或 没有 对实心球做功 最终实心球加速落向地面 说明力可以 a 没有 改变物体的运动状态 聚焦重点专项突破 专项二功率 重点提示 功率表示物体做功的快慢 其大小由完成的功和所用时间共同决定的 与其他因素无关 例2 下列关于功率的说法正确的是 a 做功多的物体功率一定大b 做功时间长的物体功率一定小c 完成相同的功 做功时间短的物体功率一定大d 做功越多 做功时间越长的物体功率一定大 点拨 功率的大小是由完成的功和所用的时间共同决定的 选项a仅说明做功的多少 没有说明做功的时间 选项b仅说明做功的时间 没有说明做功的多少 因此选项a b都不正确 根据功率的定义式p w t 在完成相同的前提下 做功时间越短 功率越大 可见选项c正确 对选项d 由于无法确定做功的多少与所用的时间的比值 因此无法比较功率的大小 选项d也是错误的 c 聚焦重点专项突破 对点强化 3 下列关于功率的说法 正确的是 a 功率越大 做功越多b 功率越大 做功越快c 功率越大 越省力d 功率越大 机械效率越大4 无论是人做功 还是利用机械做功 都有做功快与慢的问题 如图所示的两位同学将相同的重物均从一楼搬运到三楼 所用的时间不同 从图中提供的信息 小红归纳了以下说法 正确的是 a 物体做功越多 做功越快b 物体做功时间越短 做功越快c 做相同的功 比较时间 时间越少 做功越快d 时间相同 比较做功的多少 做功越多 做功越快 c b 聚焦重点专项突破 专项三物体间能量的转化 重点提示 自然界能的形式多种多样 不同形式的能之间可以相互转化 解决此类问题一定要先判断原来物体具有什么能 后来物体具有什么能 这样就容易判断能量的转化方向了 例3 2012绵阳 受高空落物伤人的启示 美军正在研制一种名为 上帝之杖 的太空武器 上帝之杖 实质就是高密度 耐高温的金属棒 它要依托太空平台的搭载 借助小型火箭助推和高空下落产生的巨大动能 对地球战略目标实施打击 破坏力巨大 它攻击目标的巨大能量主要来源于 a 小型火箭助推的动能b 与大气摩擦产生的能量c 上帝之杖 本身的内能d 下落过程中重力势能转化的动能 点拨 上帝之杖 在高空下落过程中 质量不变 而高度越来越小 因此其重力势能越来越小 但它的速度越来越快 因此动能越来越大 在下落过程中重力势能转化为动能 它获得的动能越大 破坏力就越强 d 聚焦重点专项突破 对点强化 5 2012娄底 玩 过山车 是一项非常惊险刺激的娱乐活动 如图所示 过山车时而从轨道的最低点d上升到高点a 时而从最高点a飞驰而下 过山车在运动过程中 若不计能量损失 只有动能和势能的相互转化 下列说法正确的是 a a点机械能小于b点机械能b d点动能最大 a点势能最大c d点动能最大 a点机械能最大d a点势能最大 机械能最大 b 聚焦重点专项突破 6 2012佛山 关于体育运动 下列说法正确的是 a 射箭过程中 弓的弹性势能转化为箭的动能b 游泳运动员在水中受到的浮力大于其重力c 足球运动员用头顶球时 头部对球的作用力大于球对头部的作用力d 跳高运动员离开地面后能继续上升是因为不断受到向上动力的作用 a 聚焦热点探究提升 探究影响动能 势能大小的因素 例1 2012厦门 小鹭想探究弹性势能的大小与哪些因素有关 她利用一段弹簧 光滑轨道 物块a和b等器材进行实验 如图所示 用物块将弹簧压缩到一定程度后释放 物块沿轨道向左滑行 最高可冲到光滑斜面虚框处 1 实验时可通过观察同一滑块来判断弹性势能的大小 冲上斜面的高度 聚焦热点探究提升 2 比较图甲 乙两个实验可以初步得出 弹簧的弹性形变越大 具有的弹性势能就 3 若物块冲上斜面的最大高度ha hc hb 弹性形变的大小la lb lc 则物块达到最高处所具有的重力势能ea eb ec的大小关系是 越大 ea eb ec 点拨 1 实验时可通过观察同一滑块冲上斜面的高度来判断弹性势能的大小 2 比较甲与乙两个实验可知 弹簧的形变量la lb 物块冲上斜面的高度ha hb 同一滑块冲上斜面的高度越大 弹簧的弹性势能越大 由此可见 弹簧的弹性形变越大 具有的弹性势能就越大 3 弹簧的形变量越大 弹簧的弹性势能越大 最终物块在最高处时所具有的重力势能越大 因为la lb lc 所以ea eb ec 聚焦热点探究提升 对点强化 1 2012自贡 1 在探究动能与速度关系时不变 让小球从 填 相同 或 不同 的高度滚下 以不同的速度推动木块移动 2 在探究动能与质量关系时 要保持相同 就是让质量不同的小球从滚下 3 物理研究方法有许多 本实验运用了两种方法 一是法 二是转换法 就本题来说 用来表示小球动能大小的方法就是转换法 质量 不同 速度 同一高度 控制变量 小球