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1、第九章功和機(jī)械能第九章功和機(jī)械能考點梳理考點梳理過關(guān)過關(guān)考點考點1 功功辨一辨 1.被踢飛的足球在空中飛行時，有力對足球做功 ()2.人提著水桶沿水平路面行走一段距離，拉力對水桶做了功 ()3.力的方向與物體移動的方向不垂直，則此力就一定做功 ()4.公式WFs計算功的過程中s一定是在力的方向上通過的距離，且在移動s這一段距離的過程中力的大小不變 ( )想一想 如圖所示，mAmBmC，三個物體在同樣大小的力F的作用下，都沿著力F的方向移動距離s，比較F對三個物體所做的功. 因為對三個物體的作用力都是同樣大小的力F，三個物體在力F 的方向上移動的距離都是s，根據(jù)功的計算公式WFs可知，F(xiàn)、s相同
2、，W也相等，F(xiàn) 對三個物體所做的功一樣多考點考點2 功率功率定定義義功與做功所用時間之比叫做功率提示 做功多的機(jī)械，功率不一定大，同樣做功少的機(jī)械，功率不一定小，功率的大小還要看另一個因素時間但功率大的機(jī)械做功一定快物物理理意意義義表示做功快慢的物理量功率大，說明做功快，單位時間內(nèi)做的功多；功率小，說明做功慢，單位時間內(nèi)做的功少公公式式單單位位國際單位是瓦特，簡稱瓦，用W表示；1kW1000W,1W1J/s想一想1.結(jié)合功率的公式，如何測量人爬樓的功率？(1)用磅秤測出人的質(zhì)量m；(2)用卷尺測出爬樓的高度h；(3)用秒表測出爬樓所用的時間t，爬樓的功率是Pt(mgh).2汽車發(fā)動機(jī)的功率可以
3、通過控制油門改變供油量來改變加大油門可加大功率，減小油門可減小功率；油門調(diào)節(jié)到最大，其功率達(dá)到最大汽車的速度由變速器控制，調(diào)節(jié)變速器改變車速俗稱為“換擋”汽車在爬坡時需要發(fā)動機(jī)有很大的牽引力，這時駕駛員總是采取加大油門同時減小車速的措施試根據(jù)物理知識推出有關(guān)公式，說明駕駛員所采取措施的道理爬坡時需要發(fā)動機(jī)有很大的牽引力，而單靠增大功率無法達(dá)到所需牽引力時，由PFv得，要想使F增大，只能減小速度當(dāng)功率為最大時，速度最小時牽引力最大考點考點3 機(jī)械能及其守恒機(jī)械能及其守恒辨一辨 1.正在做功的物體一定具有能量，但具有能量的物體不一定正在做功() 2一個物體不可以同時具有動能和勢能()思路點撥 物體
4、能夠?qū)ν庾龉?，表示物體具有能量，但具有能量的物體不一定正在做功；動能和勢能沒有必然的聯(lián)系，物體可以同時具有動能和勢能.想一想 1.如圖為某學(xué)校學(xué)生正在開展“每天一小時”校園體育活動的一個場景小紅跳繩經(jīng)過最高點時重力勢能最大，剛落到地面的瞬間，動能最大 2玩悠悠球時，使悠悠球上下來回運(yùn)動悠悠球上升時，動能和重力勢能如何變化？悠悠球下降時，動能和重力勢能如何變化？上升時動能減小，重力勢能增大；下降時動能增大，重力勢能減小教材重點圖片教材重點圖片圖片圖91圖92圖93圖94命題點1.如圖91所示，大人和小孩(大人比小孩重)同時從一樓爬到三樓，大人做的功大于小孩做的功；若兩人在相同時間內(nèi)完成爬樓，大人
5、做功的功率大于小孩做功的功率2如圖92所示，起重機(jī)在15s內(nèi)將質(zhì)量為6t的大石頭豎直勻速提升1m，則起重機(jī)對大石頭做的功是6104J；功率為4103W.3如圖93所示，運(yùn)動員下落時，重力對運(yùn)動員做功(忽略空氣阻力)；重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，與蹦床接觸后，床面發(fā)生彈性形變，運(yùn)動員的動能轉(zhuǎn)化為蹦床的彈性勢能不計阻力和能量損失，運(yùn)動員的機(jī)械能不變.4如圖94所示，當(dāng)衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點向近地點運(yùn)動時，相對于地球高度減小，速度增大，所以動能增大，勢能減小，勢能轉(zhuǎn)化為動能.重點難點重點難點突破突破類型類型 功、功率的計算與推導(dǎo)功、功率的計算與推導(dǎo)1利用公式計算功時，知道其中的兩個量，可以求第三個須注意公式中的F和s
6、應(yīng)具備“三同性”，一是同體性：公式中的F和s必須對應(yīng)于同一個物體，計算力對哪個受力物體做了多少功二是同時性：公式中的F和s是物體沿著力F的方向移動距離為s的整個過程中，始終都存在的，且其大小和方向都不變?nèi)峭蛐裕汗街械腇和s必須方向相同，也就是說s是物體在力的方向上通過的距離，當(dāng)二者不同向時，須把距離s折算成F方向上的那段距離 公式物理量意義注意事項功的計算拉力做功：WFs F表示作用在物體上的拉力； s是物體在拉力方向上通過的 距離 1.力與物體移動的距離必須對應(yīng)于同一物體且同一段時間； 2力的單位用N，距離的單位用m 重力做功：WGh G表示物體的重力； h表示物體下降的高度克服阻力做
7、功：Wfs f表示摩擦阻力； s是物體克服阻力移動的距離2功的計算【例例】2015長沙中考掃地機(jī)器人是智能家用電器的一種，正逐漸進(jìn)入我們的生活如圖所示，是一款集自動清掃技術(shù)和人工智能設(shè)計于一體的地面清掃機(jī)器人小王在室內(nèi)運(yùn)動場上試用中發(fā)現(xiàn)，該機(jī)器人在1min內(nèi)沿直線勻速清掃的距離為18m，若它在運(yùn)動中所受阻力為105N.問：(1)此機(jī)器人在清掃地面時運(yùn)動的速度為多大？(2)此過程中機(jī)器人的水平推力所做的功及功率分別是多大？變式運(yùn)用變式運(yùn)用 2017阜陽模擬已知物體的重力勢能表達(dá)式為EPmgh，動能表達(dá)式為EK mv2；其中m為物體的質(zhì)量，h為物體距離水平地面的高度，v為物體的運(yùn)動速度，g為常量，
8、取10N/kg.如圖所示，將一質(zhì)量為0.4kg的物體從距離地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度拋出不計空氣阻力，物體從被拋出到落地的瞬間，整個過程中機(jī)械能守恒求：(1)物體被拋出時的重力勢能EP和動能EK1；(2)物體從被拋出點至落地的過程中，其重力所做的功W；(3)物體落地前瞬間的動能EK2.21重點實驗重點實驗 聚焦聚焦實驗15：探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)【實驗裝置及結(jié)論】 八下P67圖11.32(1)實驗設(shè)計：從斜面上滾下的鋼球A碰上木塊B后，能將木塊B撞出一段距離在同樣的平面上，木塊B被撞得越遠(yuǎn)，鋼球A的動能越大. (2)實驗方法：控制變量法和轉(zhuǎn)換法. (3)實驗結(jié)論：質(zhì)量相
9、同的物體，運(yùn)動的速度越大，它的動能越大；運(yùn)動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能也越大【命題點全梳理】1同一小球從斜面上不同高度由靜止自由滾到斜面底端時的速度不同，小球所處的高度越大，到達(dá)斜面底端時的速度就越大2質(zhì)量不同的小球從同一斜面的同一高度釋放，運(yùn)動到水平面時，它們速度的大小相等3在探究過程中，要注意控制變量法的運(yùn)用使用同一個斜面(粗糙程度不變)、被推動的是同一木塊、木塊所放置的木板的粗糙程度不變；“讓同一鋼球從不同高度自由滾下”這是控制質(zhì)量不變，研究動能的大小與運(yùn)動速度的關(guān)系；“讓質(zhì)量不同的鋼球和木球從同一高度滾下”是控制運(yùn)動速度不變，研究動能的大小與質(zhì)量的關(guān)系4判斷小球動能的大小時，應(yīng)
10、用了轉(zhuǎn)換法小球從斜面上由靜止開始向下運(yùn)動，撞擊水平木板上的木塊，被撞木塊的運(yùn)動距離越長，小球做的功越多，運(yùn)動的小球所具有的動能越大【例】2016天津中考某同學(xué)在探究“物體的動能和哪些因素有關(guān)”時，提出了如下猜想：猜想一：物體動能大小與物體的質(zhì)量有關(guān)猜想二：物體動能大小與物體的運(yùn)動速度有關(guān)為了驗證上述猜想，老師提供了如下器材：斜槽、刻度尺、三個鋼球(質(zhì)量分別為0.1kg、0.2kg和0.3kg)、木塊和長木板.實驗裝置如圖所示，讓鋼球從高為h的斜槽上由靜止?jié)L下，碰到水平面上的木塊后，將木塊撞出一段距離在同樣的平面上，木塊被撞得越遠(yuǎn)，說明鋼球的動能越大.該同學(xué)利用上述器材和裝置進(jìn)行了實驗，并在下表
11、中記錄了實驗獲得的數(shù)據(jù).次數(shù)鋼球質(zhì)量m/kg鋼球下落的高度h/cm木塊移動的距離s/cm10.110820.1251930.2202640.2101550.3102260.31530次數(shù)鋼球下落高度h/cm鋼球質(zhì)量m/kg木塊移動的距離s/cm1100.182100.2153100.322請你完成下列任務(wù)：(1)為了便于驗證猜想一，請重新設(shè)計一個實驗表格，并將表中的相關(guān)數(shù)據(jù)全部篩選整理后填入你所設(shè)計的表中.思路點撥思路點撥 (1)要驗證猜想一，即驗證物體動能的大小與物體的質(zhì)量的關(guān)系，需要控制物體運(yùn)動的速度不變，即控制鋼球從斜槽的同一高度由靜止?jié)L下來，觀察質(zhì)量不同的鋼球撞擊木塊移動的距離的遠(yuǎn)近，
12、確定鋼球具有的動能的大小所以要選擇原表格中的第1、4、5次實驗數(shù)據(jù)，重新設(shè)計表格；(2)由重新設(shè)計的表格中的數(shù)據(jù)可知，鋼球下落高度相同，即鋼球到達(dá)水平面時的運(yùn)動速度相同，鋼球的質(zhì)量越大，木塊移動的距離越遠(yuǎn)，說明鋼球具有的動能越大由此得出結(jié)論：當(dāng)物體的運(yùn)動速度一定時，物體的質(zhì)量越大，動能就越大.(2)分析重新設(shè)計的表中數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是當(dāng)物體的運(yùn)動速度一定時，物體的質(zhì)量越大，動能就越大.命題挖掘(3)該實驗中所探究物體的動能是指物體球(選填“球”或“木塊”)的動能.(4)該實驗物體的速度是指物體從斜槽上由靜止?jié)L下與木塊即將碰撞時的速度，它是通過高度(選填“高度”或“質(zhì)量”)來改變的.(5)通
13、過比較分析可以得出的結(jié)論是：車輛超速、超載時動能越大，發(fā)生碰撞事故時造成的傷害越大因此請廣大司機(jī)朋友自覺遵守交通規(guī)則，嚴(yán)禁超速、超載.命題點命題點 1 1 功、功率的計算與推導(dǎo)功、功率的計算與推導(dǎo) 功、功率的計算與推導(dǎo)題常結(jié)合小汽車和熱點信息進(jìn)行命題，且多以填空題、計算推導(dǎo)題的形式出現(xiàn)運(yùn)用功及功率的公式及其變形公式進(jìn)行計算試題中常綜合力學(xué)中的重力、阻力及二力平衡等知識六年真題六年真題 全練全練12015安徽中考如圖所示，一輕繩繞過定滑輪，一端與粗糙水平桌面上的滑塊相連，另一端懸掛一個砂桶調(diào)整桶內(nèi)砂的質(zhì)量，當(dāng)砂桶和砂的總質(zhì)量m0.2kg時，砂桶和滑塊都做勻速直線運(yùn)動，速度大小v0.5m/s.不計
14、滑輪的摩擦，求砂桶和滑塊勻速運(yùn)動時：(1)滑塊受到的摩擦力大?。?2)砂桶和砂所受的重力在2s內(nèi)做的功2.2014安徽中考攀巖是一項挑戰(zhàn)自然，超越自我的驚險運(yùn)動一位攀巖者體重為520N，背著質(zhì)量為8kg的背包，用時40min登上高為9m的峭壁在此過程中攀巖者對背包做功720J，他做功的平均功率是2.25W(g取10N/kg)3.2013安徽中考我國設(shè)計的“中華月球車”今年將登陸月球，圖為該車的模型物體在月球表面附近受到的重力僅為在地球表面附近所受重力的 ，月球車的質(zhì)量為120kg，它在月球表面受到的重力為200N若它在月球表面上方豎直下落4m，則重力對它做的功為800J.因為物體的質(zhì)量與其空間
15、位置無關(guān)，所以在月球上月球車的質(zhì)量仍然為120kg；月球車在地球上受到的重力Gmg120kg10N/kg1200N，月球?qū)ξ矬w的引力是地球?qū)ξ矬w引力的六分之一，因此在月球上月球車受到的重力G月 1200N200N，所以它在月球表面上方豎直下落4m，重力對它做的功WG月h200N4m800J.42012安徽中考一輛小汽車在平直公路上勻速行駛，發(fā)動機(jī)的牽引力為2000N，速度為108km/h.(1)求小汽車勻速行駛時受到的阻力大小(2)求牽引力在10min內(nèi)所做的功(3)若發(fā)動機(jī)的牽引力用F表示，小汽車的速度用v表示，請推導(dǎo)出牽引力的功率PFv.猜押預(yù)測 1.2017利辛一模物體由于運(yùn)動而具有的能
16、叫動能，其大小可以用Ek 計算，力在一個過程中對物體做的功，等于物體這一過程中動能的變化(只受一個力作用)，這個結(jié)論叫做動能定理一質(zhì)量2千克的物體在光滑的水平面上運(yùn)動，現(xiàn)施加一個F10N的恒力，力的方向與物體的運(yùn)動方向相同，物體的速度由2m/s增加到5m/s，試計算：(1)該力對物體做功是多少焦耳？(2)這段時間物體運(yùn)動了多少米？命題點命題點 2 2 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化均以選擇題的形式考查，結(jié)合生活中的小圖片對物體的運(yùn)動狀態(tài)以及其位置的變化進(jìn)行分析，進(jìn)而推導(dǎo)出機(jī)械能的變化52016安徽中考擲實心球是某市的中考體育加試項目之一擲出去的實心球從a處出手后，在空中運(yùn)動的軌跡
17、如圖所示，球最終停在水平地面e點處(不計空氣阻力)則實心球()A在a處重力勢能最小B在b處動能為零C在a、b、c三處的機(jī)械能相等D在d處動能為零 C重力勢能的大小與物體的質(zhì)量、高度有關(guān)，據(jù)圖可知，d、e兩點高度最小，重力勢能最小，故A錯誤；據(jù)圖可知，球在b點時，豎直方向是靜止的，但在水平方向上仍有速度，所以此時的動能不是零，故B錯誤；不計空氣阻力，即說明球在空中的機(jī)械能是守恒的，在a、b、c三處的機(jī)械能相等，故C正確；據(jù)圖可知，球達(dá)到d點后沒有靜止，仍然向前滾動，所以動能不是零，故D錯誤62015安徽中考如圖為衛(wèi)星繞地球飛行的軌道示意圖衛(wèi)星在飛行過程中機(jī)械能不變，當(dāng)衛(wèi)星運(yùn)行到近地點時，其動能最
18、大(選填“大”或“小”)衛(wèi)星在繞地球飛行時，機(jī)械能守恒，當(dāng)從遠(yuǎn)地點運(yùn)行到近地點時，相當(dāng)于高度減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，動能增大72013安徽中考關(guān)于能量及能量之間的轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是() A火山具有內(nèi)能，冰山不具有內(nèi)能B火箭在加速上升時，機(jī)械能保持不變C攔河大壩使水位升高，增加了水的重力勢能D墜落的隕石在空中劃過一道亮光時，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C C任何物體無論溫度高低都具有內(nèi)能，同一個物體溫度高內(nèi)能大，溫度低內(nèi)能小但不會等于0或者沒有，A錯誤；火箭加速上升，動能增大，重力勢能增大，機(jī)械能包括動能和勢能，也增大，B錯誤；隕石墜落過程受空氣阻力摩擦生熱，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，D錯誤；水位上升，重心升
19、高，重力勢能增大，C正確猜押預(yù)測 2.2016煙臺中考如圖所示是跳水運(yùn)動員跳板跳水時的情景，跳板跳水運(yùn)動有起跳、騰空、落水幾個階段，若不計空氣阻力，從騰空到落水的過程中( )A動能增加，機(jī)械能增加B重力勢能減小，機(jī)械能減少C動能先減小后增大，機(jī)械能不變D重力勢能先減少后增大，機(jī)械能不變C運(yùn)動員上升過程中質(zhì)量不變，速度減小，動能減??；質(zhì)量不變，高度增大，重力勢能增大；到達(dá)最高點動能為零在下降的過程中，質(zhì)量不變，速度增大，高度減小，動能增大，重力勢能減小；在整個過程中，若不計空氣阻力，機(jī)械能是守恒的，機(jī)械能不變；綜上所述，C選項符合題意3.2016濟(jì)寧中考彈跳桿運(yùn)動是一項廣受歡迎的運(yùn)動，其結(jié)構(gòu)如圖
20、甲所示圖乙是小希玩彈跳桿時由最低位置上升到最高位置的過程，針對此過程，下列分析正確的是()A在a狀態(tài)時彈簧的彈性勢能最大，小希的機(jī)械能為零 Bab的過程中，彈簧的彈力越來越大，在b狀態(tài)時彈力最大 Cbc的過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小希的重力勢能 Dac的過程中，小希先加速后減速，在b狀態(tài)時速度最大D D據(jù)圖可知，a狀態(tài)時彈簧的彈性勢能最大，由于機(jī)械能等于動能加勢能，所以機(jī)械能不為零，故A錯誤；ab的過程中，彈簧的形變程度變小，所以具有的彈性勢能變小，即到達(dá)b點時，彈簧恢復(fù)原狀，所以彈性勢能變?yōu)樽钚。蔅錯誤；ab的過程中，彈簧的形變程度變小，即彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能和重力勢能，即到達(dá)b點動能最大
21、，bc的過程中，動能轉(zhuǎn)化為小希的重力勢能，故C錯誤；據(jù)上面的分析可知，ab的過程中，彈簧的形變程度變小，即彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能和重力勢能，即到達(dá)b點動能最大；bc的過程中，動能轉(zhuǎn)化為小希的重力勢能，所以該過程中，小希先加速后減速，在b狀態(tài)時速度最大，故D正確命題點命題點 3 3 探究影響動能大小的因素探究影響動能大小的因素 探究影響動能大小的因素一般都是在課本實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展延伸，有時探究阻力對運(yùn)動的影響和影響摩擦力大小的因素綜合考查82012安徽中考如圖所示為探究“物體動能的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗實驗步驟如下：.讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，觀察木塊被撞擊后移動的距離.讓不同
22、質(zhì)量的鋼球從斜面上相同的高度由靜止?jié)L下，觀察木塊被撞擊后移動的距離回答下列問題： (1)步驟是為了研究動能大小與速度的關(guān)系 (2)步驟是為了研究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系(3)該實驗中斜面的作用是為了控制鋼球速度的大小，木塊的作用是為了比較鋼球動能的大小(1)讓同一小球從不同的高度由靜止?jié)L下，高度不同，小球到達(dá)水平面速度不同，所以同一小球從不同高度滾下，是為了在質(zhì)量相同時，改變速度，來探究動能和速度的關(guān)系(2)不同質(zhì)量的小球從同一高度靜止?jié)L下，為了獲得相同的速度，所以不同質(zhì)量的小球在同一高度由靜止?jié)L下，是為了在速度相同時，改變質(zhì)量，來探究動能跟質(zhì)量的關(guān)系(3)斜面的作用是為了使小球從相同的高度由靜止
23、滾下獲得相同的速度，或從不同的高度由靜止?jié)L下獲得不同的速度，斜面是為了控制鋼球的速度大小小球推動木塊運(yùn)動的越遠(yuǎn)，小球的動能越大，用木塊運(yùn)動的距離來反映小球動能的大小猜押預(yù)測 4.2017宿州一模實驗小組的同學(xué)用如圖所示的裝置探究“物體動能大小與質(zhì)量和速度的關(guān)系”將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球擺到豎直位置時，撞擊水平木板上的木塊，將木塊撞出一段距離(1)本實驗使鋼球獲得動能的操作方法是讓鋼球從高處擺下，鋼球動能的大小是通過觀察木塊滑行的距離來判斷的(2)從表中數(shù)據(jù)可以看出，他們讓質(zhì)量不同的鋼球從相同高度擺下，使鋼球到達(dá)豎直位置的速度相同，從而探究動能與質(zhì)量的關(guān)系. 實驗次數(shù)鋼球質(zhì)量/g鋼球下擺
24、高度/cm 木塊滑行距離/cm1202030240205836020 (3)在第3次實驗中，木塊被撞后滑出木板，需要重做第3次實驗，甲同學(xué)建議換用同樣較長的木板，乙同學(xué)建議換一個較大的木塊，丙同學(xué)建議降低鋼球下擺的高度你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采用甲同學(xué)的建議 (4)由上述實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可得出結(jié)論：當(dāng)速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大.(1)本實驗使鋼球獲得動能的操作方法是讓鋼球從高處擺下，鋼球動能的大小是通過觀察木塊滑行的距離來判斷的，距離越遠(yuǎn)，動能越大，反之越小(2)從表中可以看出，讓質(zhì)量不同的鋼球從相同高度擺下，使鋼球到達(dá)豎直位置的速度相同，從而探究動能與質(zhì)量的關(guān)系(3)在探究動能與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)保持不同質(zhì)量的鋼球從同一高度擺下，故丙同學(xué)的建議錯誤；同時保持被撞擊的木塊質(zhì)量相同，故乙同學(xué)的建議錯誤；換用同樣較長的木板，比較滑行的距離，可得正確的結(jié)論，故甲同學(xué)的建議正確(4)由上述實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可得出的結(jié)論是：速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大
安徽省中考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 功和機(jī)械能課件
