中考物理復習 第一部分 考點研究 第九講 功和機械能課件.ppt

第 一 部 分 考 點 研 究第 九 講 功 和 機 械 能 考點梳理功和機械能功力學中的功功的計算方式功率動能和勢能能量動能勢能機械能及其轉化定義表達式單位換算公式推導機械能機械能及其轉化水能和風能的利用 力學中的功定義：物理學中把力與_移動距離的乘積叫做機械功，簡稱功.做功的兩個必要因素:一個是_;另一個是_.力不做功的三種情況(1)物體受力，但是物體在該力的方向上_.例如：用力推木箱，木箱沒動.(2)物體移動了一段距離，但在運動的方向上_.例如：被踢出去的足球.(3)物體所受力的方向與物體運動的方向_.例如：背著書包前行.在力的方向上作用在物體上的力物體在力的方向上移動的距離沒有移動距離沒有力的作用垂直 W表示功，單位是J；F表示力，單位是N；s表示沿力的方向移動的距離，單位是m.功的計算公式：W=Fs 表達式：WP t快慢在物理學中，用功率表示做功的 . 公式推導：當物體在力F的作用下，以速度v勻速運動 時，由WFs可得， _.W FsP t t Fv功率1000功做功所用時間定義: 與 之比叫做功率. 單位換算: 1kW= W. 瓦特W千瓦 (kW)W表示某個力做的功，單位是J；t表示做這些功所用的時間，單位是s；P表示功率，單位是_.(注：簡稱瓦，符號是_.工程技術上常用功率單位_.) 能量：物體能夠對外做功，我們就說這個物體具有能量，簡稱能. 能量的單位是_.一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大.焦耳動能定義：物體由于_而具有的能,叫做動能.一切運動的物體都具有動能.影響因素：與物體的質量和速度有關,質量相同的物體，運動的速度越大，它的動能_；運動速度相同的物體，質量越大，它的動能也_.運動越大越大 勢能_和_是常見的兩種勢能.彈性勢能重力勢能定義：在地球表面附近，物體由于 _所具有的能，叫做重力勢能.影響因素：與物體的質量、高度有關，物體的 _越大， _越高，它具有的重力勢能就越大. 2122 23彈性勢能定義：物體由于發(fā)生 _而具有的能，叫做彈性勢能.影響因素：物體的彈性形變越大，它具有的彈性勢能就 _.2425重力勢能被舉高質量高度彈性形變越大 機械能及其轉化機械能：動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能.機械能及其轉化動能和勢能可以相互 _.機械能守恒：如果只有動能和勢能相互轉化，盡管動能、勢能的大小會變化，但機械能的總和 _，或者說，機械能是守恒的.舉例：物體從高處落下，動能增大，勢能減小. 26 27水能和風能的利用：自然界的流水和風都是具有大量機械能的天然資源，水能和風能都可用來發(fā)電.一定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢能越大，能發(fā)出的電就越多.風吹動風車，可以帶動發(fā)電機發(fā)電.保持不變轉化 1. (判 斷 物 體 是 否 做 功 )如圖所示的情景中，人對物體做功的是( )A 圖說物理（ 人 教 八 下 P63圖 11.1-2） （ 人 教 八 下 P63圖 11.1-3 ) 2.(機 械 能 及 其 轉 化 )如圖，小球從斜面上A處由靜止?jié)L下，經過B處，最終在粗糙的水平面上停下，小球從A處剛剛運動到水平面的過程中，小球的動能 (選填“增大”、“減小”或“不變”).(2015泰 州 6題 改 編 )（ 人 教 八 下 P67 圖 11.3-2 ）增大 彈性勢能（ 滬 粵 九 上 P14 圖 11-9(b) ） 3. (機 械 能 及 其 轉 化 ) ( 2015來 賓 16題 改 編 ) 如圖所示為某運動員進行射箭比賽的情景，當運動員將弓拉彎時，弓的 增大 . 4.(機 械 能 及 其 轉 化 )蹦床運動員從高處落下，與蹦床床面接觸后，床面發(fā)生形變.床面發(fā)生形變的過程中，主要是由 能轉化為床的彈性勢能.（ 人 教 八 下 P71圖11.4-1 ）動 5.(機 械 能 及 其 轉 化 )如圖所示，當滾擺自上而下運動時，滾擺的重力勢能 (選填“增大”、“減小”或“不變”)，轉化為動能.(2013黃石 36題 改 編 )（ 人 教 八 下 P71圖11.4-2 ）減小 6.(機 械 能 及 其 轉 化 )如圖所示，當單擺做往復運動時，運動到(選填“A”、“B”或“C”)點的動能最大.（ 人 教 八 下 P71圖11.4-2 ） B 重難點突破一功、功率的計算(重 點 、 難 點 ) 例 1 (2016安 徽 第 一 次 十 校 聯(lián) 考 )如圖是商場的自動扶梯，它的部分幾何尺寸如圖所示，質量為 50 kg的小華站在該扶梯上從商場一樓到二樓用了4 s，則扶梯對他做功 J，小華克服重力做功的功率為 W.1500 375【解析】小華的重力為G=m g=50 kg 10 N/kg=500 N；則扶梯對他做的功為 W=Fs=G h=500 N3 m=1 500 J；小華 克服重力做功的功率為 1500J =375 W4 s . WP= =t 500 50【 解 析 】小華推力100 N是水平方向的，物體的重力500 N是豎直方向的，而物體是在水平地面移動了5 m，小華做功是小華的推力做了功，而不是重力做了功.小華做的功W=Fs=100 N5 m=500 J，功率 .=50 500J W10 sWP= t例 2 (2016東 營 ) 小華用100 N的水平推力，推著重500 N 的物體，在水平地面上10 s內勻速直線運動了5 m，小華做的功是 J，功率是 W. 慣性10 16例 3 (2016安 徽 第 一 次 十 校 聯(lián) 考 )【解析】停止推動后，由于慣性，物體還會向前運動一段距離；物體在力的作用下向前運動了1 m，則推力對物體做的功為W=Fs=10 N1 m=10 J；重力對物體做的功為W=Fh=Gh=20 N0.8 m=16 J. 如圖所示，用10 N的 推力，將桌面上重20 N的物體由A處水平推動1 m到達B處后，停止推動，物體由于 繼續(xù)向前運動了0.2 m，最后掉到地面C處.在此過程中，推力對物體做功 J；重力對物體做功 J. 方 法 指 導(1)功 、 功 率 的 計 算模 型 功 功 率物 體 在 水 平 拉 力 F作 用下 勻 速 移 動 距 離 s， 所用 時 間 為 t W FsP= = =Fvt tW =Fs 物 體 在 平 行 于 斜 面 的拉 力 F作 用 下 勻 速 移 動距 離 s， 所 用 時 間 為 t W =Fs W FsP= = =Fvt t 物 體 在 豎 直 向 上 的拉 力 F作 用 下 勻 速 移動 距 離 h， 所 用 時 間為 t W FhP= = =Fvt tW =Fs (2)計 算 時 注 意 事 項 注 意 三 個 “ 同 一 性 ” ， 即 力 與 物 體 移 動 的 距 離 在 方向 上 必 須 一 致 、 力 與 物 體 移 動 的 距 離 必 須 在 同 一 時 間且 針 對 同 一 個 物 體 ； 運 用 計 算 時 一 定 要 注 意 三 個 量 的 對 應 關 系 .W一 定 是 對 應 t時 間 內 完 成 的 功 ； 注 意 單 位 換 算 .(3)聯(lián) 系根 據 W=Fs與 有 (本 公 式 適 用 于做 勻 速 直 線 運 動 的 物 體 功 率 的 分 析 與 計 算 ， 使 用 時 要注 意 單 位 ) W FsP= = =Fvt tWP= t sv= t 二動能、勢能、機械能變化的判斷(重 點 ) 一中學生騎自行車下坡時，若不蹬腳踏板恰好勻速向下運動.在此過程中，他的動能、勢能和機械能的變化情況是 ( ) A. 動能不變，勢能減小，機械能減小 B. 動能增大，勢能減小，機械能不變 C. 動能減小，勢能減小，機械能減小 D. 動能不變，勢能減小，機械能不變例 4 (2015阜 陽 市 九 中 一 模 ) A 【 解 析 】騎自行車下坡時，由于高度逐漸減小所以該同學的重力勢能不斷減?。挥深}知自行車是勻速運動，所以該同學的動能不變；機械能是動能和勢能之和，所以該同學的機械能減小，故選A. D例 5 （ 2016淄 博 ） 如圖所示，空中加油機正在給勻速水平飛行的戰(zhàn)斗機加油，加油后戰(zhàn)斗機仍以原來的高度和速度做勻速飛行，則戰(zhàn)斗機的 ( )A. 動能不變，勢能不變，機械能不變B. 動能不變，勢能減少，機械能減少C. 動能增加，勢能不變，機械能增加D. 動能增加，勢能增加，機械能增加 【 解 析 】 “加油后戰(zhàn)斗機仍以原來的高度和速度做勻速飛行”，盡管它的速度和高度不變，但由于戰(zhàn)斗機油量增加，質量增大，故動能、重力勢能、機械能均會增加. 方 法 指 導1.機 械 能 內 部 轉 化 情 況 可 用 下 圖 表 示 ： (不 計 能 量 損 失 、物 體 質 量 ) 判 斷 一 個 物 體 的 動 能 、 重 力 勢 能 和 彈 性 勢 能 是 否 改變 ， 看 該 物 體 質 量 、 速 度 、 被 舉 高 的 高 度 、 彈 性 形變 是 否 改 變 . 2.從 隱 含 條 件 判 斷 動 能 、 勢 能 的 變 化 情 況 ：(1)如 從 “ 勻 速 ” v不 變 、 “ 加 速 (越 來 越 快 )”v變 大和 “ 減 速 (剎 車 )”v減 小 ， 判 斷 速 度 大 小 的 變 化 ；(2)從 “ 上 升 ” h變 大 、 “ 下 降 (下 滑 )”h減 小 、 “ 近地 點 (遠 地 點 )”等 判 斷 高 度 的 變 化 ；(3)根 據 “ 光 滑 ” 無 摩 擦 力 做 功 、 “ 粗 糙 ” 克 服 摩擦 做 功 等 ， 判 斷 機 械 能 變 化 或 根 據 動 能 、 勢 能 變 化判 斷 機 械 能 的 變 化 . 3.有 其 他 形 式 能 參 與 時 ， 機 械 能 不 守 恒 ， 如 火 箭 發(fā) 射 時 ， 高 溫 高 壓 燃 氣 做 功 ，內 能 轉 化 為 機 械 能 ， 使 機 械 能 增 大 ； 汽 車 勻 速 下 坡 ， 重 力 勢 能 轉 化 為 內 能 ，動 能 不 變 ， 機 械 能 變 小 .4. 示 例 如 下 模 型 能 量 轉 化小 球 從 光 滑 斜 面 上 滾 下 動 能 增 大 ， 重 力 勢 能 減 小(重 力 勢 能 轉 化 為 動 能 ) 蹦 床 運 動 員 從 高 空 落 到 蹦 床 上 重 力 勢 能 減 小 (人 )， 彈 性 勢 能增 大 (蹦 床 )(重 力 勢 能 轉 化 為 彈性 勢 能 )壓 縮 的 彈 簧 將 小 球 彈 開 彈 性 勢 能 減 小 (彈 簧 )， 動 能 增大 (小 球 )(彈 性 勢 能 轉 化 為 動 能 ) 跳 傘 運 動 員 在 空 中 勻 速 降落 動 能 不 變 ， 重 力 勢 能 減 小(重 力 勢 能 轉 化 為 內 能 ) 實驗突破實驗探究物體的動能跟哪些因素有關(2012.19)命題點： 1. 斜面應選擇光滑長木板 2.斜面的作用(控制物體運動到斜面底部的速度相同) 3.水平面物塊的作用(比較物體動能大小) 4.轉換法的應用(通過水平面上的物體被推動的距離遠近來反映物體動能大小，推動距離越遠，動能越大) 2012.19(3)探究動能的大小與哪些因素有關 5.控制變量法的應用 2012.19(2) (1)探究物體動能的大小與質量的關系(讓 質 量 不 同 的 物 體 從 斜 面 的 同 一 高 度 釋 放 ， 控 制 撞 擊 速 度 相 同 ) (2)探究物體動能的大小與速度的關系(讓 同 一 物 體 從 斜 面 的 不 同 高 度 釋 放 ， 控 制 物 體 的 質 量 相 同 )6.機械能轉化(物 體 從 斜 面 釋 放 運 動 到 水 平 面 ， 重 力 勢 能 轉 化 為 動 能 )實 驗 結 論 ： 物 體 動 能 的 大 小 與 物 體 的 質 量 和 速 度 有 關 ，質 量 相 同 的 物 體 ， 運 動 的 速 度 越 大 ， 動 能 越 大 ； 運 動速 度 相 同 的 物 體 ， 質 量 越 大 ， 動 能 越 大 . 小剛猜想：動能的大 小可能與物體的質量和物體的速度有關.因此，他設計了如下兩種實驗方案： A. 讓同一輛小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑，與放在水平面上的木塊相碰，比較木塊在水平面上移動的距離(如圖甲所示).例 (2015銅 陵 市 四 校 聯(lián) 考 一 模 ) B. 讓不同質量的小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑，與放在水平面上的木塊相碰，比較木塊在水平面上移動的距離(如圖乙所示).上述兩種實驗方案中：(1)A方案是為了探究動能大小與的關系，若木塊被撞后移動的距離越遠，說明小車對木塊的推力 越多，小車撞擊木塊時的動能 .(2)小明想用B方案探究動能大小與質量的關系，該方案是否合理？ ，理由是 .速度做功越大不合理沒有控制小車到達水平面時的速度相同 【解析】（1）實驗中，讓小車處在不同的高度，反映了速度不同，動能的大小與速度有關，小車的動能多少決定了木塊運動距離的長短，此實驗把動能的大小轉換為木塊被撞后運動的距離遠近，距離越遠表明小球的動能越大，推力做功越多；（2）該實驗利用了控制變量法，如果探究動能大小與質量的關系，必須保證小車到達水平面的運動速度相同，應該使小車從斜面的相同高度滑下. (1)小車碰到木塊后，由于受到 的作用，最終會停止，在此過程中小車和木塊的動能轉化為_ 能；(2)若水平面絕對光滑，小車和木塊碰撞后將做運動.摩擦力內勻速直線溫馨提示：精練版