安徽省中考物理 教材复习 第10讲 功、功率和机械能课件

1、1第10讲功、功率和机械能考向探究考向探究考点聚焦考点聚焦真题回顾真题回顾 2考点1功、功率及其计算考点聚焦第10讲功、功率和机械能功的功的定义定义及其及其要素要素作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动一段距作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动一段距离，就说这个力对物体做了功离，就说这个力对物体做了功 做功的必要因素是：作用在物体上的做功的必要因素是：作用在物体上的_；物；物体在这个力的方向上移动了体在这个力的方向上移动了_ _ 1、功考向探究考点聚焦力 距离 真题回顾3第10讲功、功率和机械能不做不做功的功的三种三种情况情况物体受力，但在物体受力，但在力的方向上没有力的方向上没有移动距

2、离移动距离 物体由于惯性运物体由于惯性运动一段距离；图动一段距离；图中的足球在滚动中的足球在滚动过程中，脚对它过程中，脚对它没有做功没有做功 有力有距离，力有力有距离，力的方向与运的方向与运 动动 的的 方方 向向_ _ 考向探究考点聚焦垂直 真题回顾4第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦功的计算功的计算物理学中规定，功等于物理学中规定，功等于_与与_的乘积，的乘积，用用W W表示表示公式公式W W_单位单位焦耳，简称焦耳，简称_；符号：；符号：_，1 1 J J1 Nm1 Nm常见功估常见功估测测将两个鸡蛋举高将两个鸡蛋举高1 m1 m做功约为做功约为1 J1 J；一个中学；一个中学生从

3、一楼走上二楼做功约为生从一楼走上二楼做功约为1500 J1500 J；将地面上；将地面上的物理课本捡起来，人对课本做功约为的物理课本捡起来，人对课本做功约为2 J2 J力 物体在力的方向上移动的距离 Fs 焦 J 5第10讲功、功率和机械能功率功率物理意义：表示物体做功的物理意义：表示物体做功的_；比较做功；比较做功的快慢需考虑两个要素：一是物体做了多少功；二是物的快慢需考虑两个要素：一是物体做了多少功；二是物体做功所用的时间体做功所用的时间 定义：功与做功所用时间之比；定义：功与做功所用时间之比；公式：公式：P P_ _ 单位：单位：_，简称瓦，符号：，简称瓦，符号：_；1 W1 W1 J/

4、s1 J/s，1 kW1 kW1000 W 1000 W 2、功率考向探究考点聚焦快慢 瓦特 W 6第10讲功、功率和机械能功率功率推导推导公式公式考向探究考点聚焦Fv 真题回顾7第10讲功、功率和机械能机械机械能能动动能能定义：物体由于定义：物体由于_而具有的能而具有的能 考点2 机械能及其相互转化考向探究考点聚焦运动 质量 速度 真题回顾8第10讲功、功率和机械能机械机械能能势势能能定义：物体由于受到重力并处在一定高度定义：物体由于受到重力并处在一定高度而具有的能而具有的能 影响因素：影响因素：_和和_，物体，物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能的质量越大，位置越高，它具有的重力势能

5、就越大。就越大。公式：公式：E Ep pmgh mgh 定义：物体由于发生弹性形变而具有的能定义：物体由于发生弹性形变而具有的能 影响因素：物体的材料和影响因素：物体的材料和_程度，程度，物体的形变程度越大，它具有的弹性势能就物体的形变程度越大，它具有的弹性势能就越大越大 重力势能弹性势能考向探究考点聚焦质量 高度真题回顾9第10讲功、功率和机械能机械机械能的能的相互相互转化转化物体的动能和势能是可以相互物体的动能和势能是可以相互_的；有摩擦的；有摩擦阻力时，在动能和势能的相互转化中，机械能会阻力时，在动能和势能的相互转化中，机械能会_，如图甲、乙所示。，如图甲、乙所示。如图丙所示，卫星由远地

6、点向近地点运动时，如图丙所示，卫星由远地点向近地点运动时，_减少，减少，_增大，由于没有空气阻力，增大，由于没有空气阻力，机械能机械能_ _ 考向探究考点聚焦形变 转化 减少 重力势能 动能 真题回顾10第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦考点3初高衔接知识点1功：当力F的方向与运动方向成某一角度时，可以把力F分解为与位移方向一致的分力F1和与位移方向垂直的分力F2。设物体在力F的作用下发生的位移大小是s，则分力F1所做的功为F1s cos ，分力F2的方向与位移的方向垂直，所做的功为0。因此，力F对物体所做的功WFscos 。图101真题回顾11第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦真

7、题回顾12第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦5机械能守恒定律：只有重力(和弹簧弹力)做功的情况下，物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化，但机械能的总量保持不变。其表达式为EEpEk或EkEp (即动能的变化量等于势能的变化量)。6功能关系：功是能量转化的量度，某些力做的功等于某些能量的转化。(1)重力做功与重力势能的关系：当运动的方向与重力的方向相同时，重力做多少功，重力势能就减小多少；当运动的方向与重力方向相反时，重力做多少功，重力势能就增加多少。真题回顾13第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦(2)弹力做功与弹性势能的关系：当运动的方向与弹力的方向相同时，弹力做多少功，弹

8、性势能就减小多少；当运动的方向与弹力方向相反时，弹力做多少功，弹性势能就增加多少。(3)力做功与动能的关系：当运动的方向与力(或合力)的方向相同时，力(或合力)做多少功，动能就增加多少；当运动的方向与力(或合力)方向相反时，力(或合力)做多少功，动能就减小多少。即力所做的功等于物体动能的变化，这就是动能定理。真题回顾14探究1功、功率的相关计算与推导第10讲功、功率和机械能考向探究考向探究考点聚焦例1【2017绍兴】如图102所示为四旋翼无人机，质量为1.2 kg，下方悬挂着一个质量为0.1 kg的摄像机。在10 s内无人机从地面竖直上升了20 m，然后边摄像边斜向上飞行了30 s，仪表盘上显

9、示离地高度为36 m。则无人机前10 s对摄像机做功_J，整个过程中，无人机对摄像机做功的功率为_W。(g取10 N/kg)图102 20 0.9真题回顾15第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦变式【2017宜宾】高速公路已广泛应用ETC收费系统，这种系统是使过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。图103是某高速公路入口处的ETC通道示意图，现有一辆总质量m1500 kg的汽车，在进入ETC收费岛区域前s150 m处开始减速，经t14 s后运动至ETC收费岛(图中阴影区域)边界，然后再经t26 s匀速通过ETC收费岛，s236 m。不计车长，g取10 N/kg。(1)求汽车的重力大小。(

10、2)求汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度。(3)若汽车在ETC收费岛匀速行驶时所受阻力为车重力的0.2倍，求汽车通过ETC收费岛时牵引力所做的功和功率。真题回顾16第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦图103真题回顾17第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦真题回顾18第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦探究2机械能及其转化例2 频闪照片是研究物体运动的重要手段。通常一只掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低。如图104所示是小球弹跳过程的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样。比较1、2、3位置时小球机械能的大小，下列说法正确的是()A小球在1位置的机

11、械能小于其在3位置的机械能B小球在1位置的动能最大，3位置的势能最大，2位置的机械能最小C由1位置到3位置的过程中，小球动能减少，势能增大，机械能不变D小球在1位置和2位置的势能相等，动能相等图104 B 真题回顾19第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦解析 因为小球弹跳的高度会越来越低，说明其机械能逐渐减小，小球由1位置运动到3位置时机械能变小，所以1位置的机械能大于3位置的机械能，故A错误。小球在3位置时高度最大，所以3位置的势能最大；小球由1位置运动到3位置速度减小，所以1位置的动能大于3位置的动能，又因1、2位置的高度相同，所以重力势能相同，但从1位置到2位置，小球机械能减小，所以

12、小球在1位置的动能大于其在2位置的动能，故1位置的动能最大；因为小球由1到3再到2，机械能逐渐变小，所以2位置的机械能最小，故B正确。小球在由1位置到3位置的过程中，速度减小，高度增加，所以动能减小，势能增大，但是机械能不断变小，故C错误。小球在1位置比2位置机械能大，重力势能相等，故1位置比2位置动能大，故D错误。真题回顾20第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦变式1如图105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，b点是游戏者所能到达的最低点。对于游戏者由跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是 ()图

13、105 A游戏者的动能一直在增加B游戏者减少的重力势能全部转化为动能C游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能D游戏者到b点时，他的势能为零C 21第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦解析 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；过a点后游戏者的动能先增加后减小，故整个过程中，动能先增加后减小，故A错误。从跳台至a点的过程中，减小的重力势能全部转化为动能；设从a点至b点的过程中有一点O，游戏者在O点受到的重力等于其受到的绳子的拉力，故游戏者在该点时速度最大，动能最大，所以从a点到O点游戏者减小的重力势能将转化为自身的动能与绳子的弹性势能，从O点到b点，游戏者减小的重力势能和动

14、能全部转化成绳子的弹性势能，故B错误。游戏者通过a点后，绳子逐渐被拉长，具有弹性势能，故C正确。游戏者到达b点时处于静止状态，由于还具有一定的高度，所以势能不为零，故D错误。真题回顾22第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦变式2如图106甲所示，物体沿斜面从顶端匀速下滑至底端，在这个过程中，物体的机械能E随时间t的变化关系如图乙所示，其中正确的是 ()乙图106D 真题回顾23第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦解析 物体沿斜面从顶端匀速下滑至底端，质量不变，速度不变，动能不变；由于物体下滑，高度减小，故其重力势能减小；机械能的大小等于重力势能与动能之和，故机械能减小。真题回顾24第1

15、0讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦探究3功、功率和机械能的相关初高衔接例3 如图107所示，一重为G的物体放在粗糙的水平地面上，在斜向上的拉力F的作用下，用时t，向右匀速运动距离s。以下有关物体受力、功和功率的说法中错误的是()图107C 真题回顾25第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦真题回顾26第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦例4 物体的动能大小和其质量、速度有关，用Ek表示，则关系式为Ekmv2；物体的重力势能大小和其所受重力及被举高的高度有关，用Ep表示，则关系式为EpGhmgh。现有一质量为m的钢球，从高为h的光滑斜面上由静止开始自由滚下(不计空气阻力)，如图108所示

16、。(1)在图中作出钢球所受力的示意图。(O点为钢球重力)(2)请用机械能守恒定律证明，不论钢球的质量多大，到达水平面时的速度总是v 。图108真题回顾27第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦(1)如图所示真题回顾28第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦变式1如图109所示，质量为m的物体在与水平面的夹角为的力F的作用下匀速行驶路程s，若将F沿水平方向和竖直方向分解成两个分力，则水平方向的分力做的功为_，竖直方向的分力做的功为_。图109Fscos 0 真题回顾29第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦解析 若将F沿水平方向和竖直方向分解成两个分力，则水平方向的分力为Fcos ，这个力

17、做的功为WFscos 。因为物体没有在竖直方向上通过距离，则竖直方向上的力不做功。真题回顾30第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦变式2物体由于运动而具有的能叫动能，其大小可以用Ekmv2计算，力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这一过程中动能的变化(只受一个力作用)，这个结论叫作动能定理，一质量为2 kg的物体在光滑的水平面上运动，现施加一个F10 N的恒力，力的方向与物体的运动方向相同，使物体的速度由2 m/s增加到5 m/s，求：(1)该力对物体做的功。(2)这段时间内物体运动的距离。真题回顾31第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦真题回顾32第10讲功、功率和机械能考向探究考

18、点聚焦实验突破 突破探究物体的动能跟哪些因素有关考点归纳 1水平面上放置木块的作用：通过木块被撞后移动距离的远近反映物体动能的大小(转换法)。2控制变量法：实验中探究动能与小球质量的关系时，必须保持小球到达斜面底部的速度相同；探究动能与小球速度的关系时，必须保持小球的质量相同。3让体积相同、质量不同的小球从斜面的同一高度由静止释放，目的是使小球到达水平面时具有相同的速度。真题回顾33第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦4小球下滑过程中机械能的变化：机械能减少，重力势能转化为动能。在水平面上滚动时，因为受到摩擦阻力，最后静止，机械能转化为内能。5影响动能大小的因素：物体的质量和物体运动的速度

19、。质量越大、运动速度越大，动能越大。6水平面绝对光滑不能完成实验：木块将一直做匀速直线运动，无法比较木块移动的距离。7超速、超载问题的判断：超速问题质量不变，超载问题速度不变。真题回顾34第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦例 【2017泰州】如图1010所示，在探究物体动能的大小与哪些因素有关时，让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上的同一木块。(1)本实验探究的是_(选填“木块”“小车”或“斜面”)的动能与_的关系，实验中是通过观察_来比较动能大小的。(2)第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块_。小车 速度 木块被撞后移动距离的远近放回原

20、来的位置 真题回顾35第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦（3)若操作正确，第二次实验中木块最终的位置如图乙所示，则此实验的结论是_。质量相同时，物体的速度越大，动能越大真题回顾36第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦【实验拓展】 (4)小车从斜面上滑下到接触木块前，速度_(选填“增大”“减小”或“不变”)，原因是小车的_转化为_。(5)若水平面光滑，本实验_(选填“能”或“不能”)达到目的，原因：_。增大 重力势能 动能不能 水平面光滑时小车和木块将做匀速直线运动，不能通过木块被撞后移动的距离来比较动能的大小 真题回顾37第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦(6)小明认为小车和木

21、块最后都要停下来，是因为受到_的作用，他认为机械能消失了。你认为他的观点正确吗？_，理由是_。(7)此实验也告诉了我们汽车行驶时_(选填“超载”或“超速”)易带来危害。摩擦力 不正确 小车和木块会停下来是因为机械能转化为内能 超速 真题回顾38第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦真题回顾考点1功、功率的计算与推导1【2013安徽8题4分】我国设计的“中华月球车”已登陆月球，图1011为该车的模型。物体在月球表面附近受到的重力仅为在地球表面附近所受重力的，月球车的质量为120 kg，则它在月球表面时受到的重力为_N。若它在月球表面上方竖直下落4 m，则重力对它做的功为_J。(g取10 N/k

22、g)图1011200 800真题回顾39第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦2【2014安徽14题3分】攀岩是一项挑战自然、超越自我的惊险运动。一位攀岩者重力为520 N，背着质量为8 kg的背包，用时40 min登上高为9 m的峭壁。在此过程中攀岩者对背包做功_J，他做功的平均功率是_W。(g取10 N/kg)720 2.25真题回顾40第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦3【2015安徽21题8分】如图1012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m0.2 kg时，沙桶和滑块都做匀速直线运动，速度大小v0.5

23、 m/s。不计滑轮的摩擦，g取10 N/kg，求沙桶和滑块匀速运动时：(1)滑块受到的摩擦力大小。(2)沙桶和沙所受的重力在2 s内做的功。图1012真题回顾41第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦解：(1)沙桶和沙的总重力：Gmg0.2 kg10 N/kg2 N，沙桶和滑块匀速运动，所以滑块受到的摩擦力：fG2 N。(2)沙桶和沙在2 s内移动的距离：hvt0.5 m/s2 s1 m，则沙桶和沙所受的重力在2 s内做的功：WGh2 N1 m2 J。真题回顾42第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦4【2012安徽21题6分】一辆小汽车在平直公路上匀速行驶，发动机的牵引力为2000 N，

24、速度为108 km/h。(1)求小汽车匀速行驶时受到的阻力大小。(2)求牵引力在10 min内所做的功。(3)若发动机的牵引力用F表示，小汽车的速度用v表示，请推导出牵引力的功率公式PFv。真题回顾43第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦真题回顾44第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦图1013真题回顾45第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦真题回顾46第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦考点2机械能及其转化1【2015安徽3题2分】图1014所示为卫星绕地球飞行的轨道示意图，卫星在飞行过程中机械能不变，当卫星运行到近地点时，其动能最_(选填“大”或“小”)。大 真题回顾47第10讲功、功率和机械能考向探究考点聚焦2【2010安徽13题3分】图1015中的四幅图片是生活和生产中