（河北专版）2020中考物理复习方案 第四单元 力学 第14课时 功和机械能课件

第14课时功和机械能考点梳理夯实基础考向探究逐个击破考点一功两个必要因素①作用在物体上的;②物体在力的方向上移动的不做功的三种情况示意图举例踢出去的足球(忽略空气阻力)推而未动,搬而未起人提水桶水平前进,提水桶的力和水桶的重力不做功力距离考点梳理夯实基础考向探究逐个击破（续表）计算W=(F的单位N,s的单位m,则功的单位才是),1J=1N·m。注意:F、s同体、同时、同向常见值从地上拿起一个鸡蛋,缓缓举过头顶,大约做功1J;将地面上的物理课本捡起放桌上,大约做功2JFsJ考点梳理夯实基础考向探究逐个击破考点二功率定义功与做功所用之比叫功率物理意义表示做功的物理量。功率大,说明做功,但做的功不一定多;功率小,说明做功,但做的功不一定少公式P=,变形式W=,t=单位基本单位:(符号:);换算关系:1kW=W,1W=1J/s公式推导当物体在力F的作用下以速度v匀速运动时,由W=Fs和P=𝑾𝒕得,P=𝑭𝒔𝒕=,v的单位必须是m/s时间快慢快慢𝑾𝒕Pt𝑾𝑷瓦特W103Fv考点梳理夯实基础考向探究逐个击破考点三动能和势能项目动能势能重力势能弹性势能区别定义物体由于而具有的能叫动能物体由于受到并处在时所具有的能叫重力势能物体由于发生形变而具有的能叫弹性势能影响因素和运动和被举高的材料和弹性形变程度联系动能和势能在一定条件下可以相互转化运动重力一定高度弹性质量速度质量高度考点梳理夯实基础考向探究逐个击破考点四机械能及其转化1.机械能及其转化概念动能、重力势能和弹性势能统称为巧析机械能转化过程机械能内部转化情况如图所示(不计能量损失、物体质量不变)机械能守恒定律:如果只有动能和势能的相互转化,机械能的总和保持机械能不变考点梳理夯实基础考向探究逐个击破2.常见能量转化举例单摆左→中间:能转化为能;中间→右:能转化为能人造地球卫星近地点→远地点:能转化为能;远地点→近地点:能转化为能近地点时能最大,远地点时能最大(太空中没有空气,机械能守恒)重力势动动重力势动重力势重力势动动重力势考点梳理夯实基础考向探究逐个击破探究一物体做功的两个必要因素1.[2019·保定定兴县一模]下列说法中正确的是()A.用手从地面竖直提起水桶,手竖直向上的拉力对水桶做了功B.提着水桶在路面上水平向前移动一段路程,手竖直向上的拉力对水桶做了功C.抛出手的铅球在空中向前运动的过程中,推力对铅球做了功D.用力推一辆汽车,汽车静止不动,推力在这个过程中对汽车做了功A考点梳理夯实基础考向探究逐个击破2.[2019·黑龙江]如图14-1所示,力对物体做功的是()图14-1C考点梳理夯实基础考向探究逐个击破探究二功、功率的比较及其运算3.[2019·海南]用大小相同的力F,作用在质量不同的物体上,使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s(如图14-2所示),F所做的功分别为W1和W2,则()A.W1=𝟏𝟐W2B.W1=W2C.W1=2W2D.W1=4W2图14-2[答案]B[解析]根据功的计算公式W=Fs,得W1=Fs,W2=Fs。可见W1=W2,故选B。考点梳理夯实基础考向探究逐个击破4.[2018·德州]两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的s-t图像如图14-3所示,根据图像,下列判断正确的是()A.两次物体运动的速度:v1v2B.两次物体所受的拉力:F1F2C.0~6s两次拉力对物体所做的功:W1W2D.0~6s两次拉力对物体做功的功率:P1P2图14-3考点梳理夯实基础考向探究逐个击破[答案]C[解析]由题图可知,在相同时间内,物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,所以v1v2,A错误。同一物体对同一水平面的压力相等,接触面的粗糙程度相同,故两次拉动物体时,物体受到的摩擦力相等;由于物体做匀速直线运动,则物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,两次物体所受的拉力:F1=F2=f,B错误。由图像可知,0~6s物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,又知两次拉力相等,根据W=Fs可知,0~6s两次拉力对物体所做的功W1W2,C正确。0~6s,时间相同,且W1W2,由P=𝑊𝑡可知,两次拉力对物体做功的功率P1P2,D错误。考点梳理夯实基础考向探究逐个击破5.[2018·德阳改编]图14-4甲所示的铁块重力G=4N,被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,当它在沿竖直方向向上的拉力F=6N的作用下向上运动时,铁块受到的摩擦力为N;此时铁块速度v与时间t的关系图像如图乙所示,则4s内拉力F做的功是J,拉力做功的功率是W。图14-4考点梳理夯实基础考向探究逐个击破[答案]24.81.2[解析]由题图乙可知,铁块在竖直方向向上运动时速度保持不变,因此铁块做匀速直线运动,受到平衡力的作用。铁块在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F作用,根据平衡力的特点,铁块受到的摩擦力大小f=F-G=6N-4N=2N。铁块在4s内升高的距离s=vt=0.2m/s×4s=0.8m,因此拉力F做的功W=Fs=6N×0.8m=4.8J,功率P=Fv=6N×0.2m/s=1.2W。考点梳理夯实基础考向探究逐个击破6.[2018·菏泽]小东积极投入到“绿色环保、低碳出行”的新潮流中,他尽量减少驾驶机动车辆外出,坚持骑自行车上下班。小东和自行车的总质量是80kg。当小东以5m/s的速度在平直的公路上骑行时,自行车着地面积为0.01m2,所受阻力是其总重的0.02倍。求:(g取10N/kg)(1)正常行驶的自行车对路面的压强。(2)自行车行驶1000m动力所做的功。(3)自行车行驶的功率。考点梳理夯实基础考向探究逐个击破解:(1)自行车行驶时对路面的压力F=G=mg=80kg×10N/kg=800N,自行车行驶时对路面的压强p=𝐹𝑆=800N0.01m2=8×104Pa。考点梳理夯实基础考向探究逐个击破6.[2018·菏泽]小东积极投入到“绿色环保、低碳出行”的新潮流中,他尽量减少驾驶机动车辆外出,坚持骑自行车上下班。小东和自行车的总质量是80kg。当小东以5m/s的速度在平直的公路上骑行时,自行车着地面积为0.01m2,所受阻力是其总重的0.02倍。求:(g取10N/kg)(2)自行车行驶1000m动力所做的功。(2)因匀速骑行,则自行车行驶的动力F'=f=0.02G=0.02×800N=16N,自行车行驶1000m,动力做的功W=F's=16N×1000m=1.6×104J。考点梳理夯实基础考向探究逐个击破6.[2018·菏泽]小东积极投入到“绿色环保、低碳出行”的新潮流中,他尽量减少驾驶机动车辆外出,坚持骑自行车上下班。小东和自行车的总质量是80kg。当小东以5m/s的速度在平直的公路上骑行时,自行车着地面积为0.01m2,所受阻力是其总重的0.02倍。求:(g取10N/kg)(3)自行车行驶的功率。(3)自行车行驶的时间t=𝑠𝑣=1000m5m/s=200s,自行车行驶时的功率P=𝑊𝑡=1.6×104J200s=80W。考点梳理夯实基础考向探究逐个击破7.[2018·荆门]一辆质量为2t的汽车,在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动,经15s运动200m恰好达到最大速度,接着匀速运动25s关闭发动机,滑行100m停下。其v-t图像如图14-5所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍,求:(g取10N/kg)(1)整个过程中发动机做的功。(2)汽车的最大速度v最大。(3)全程中汽车的平均速度v。图14-5考点梳理夯实基础考向探究逐个击破解:(1)由题意可知,整个过程中发动机的工作时间t=t1+t2=15s+25s=40s,由P=𝑊𝑡可得,整个过程中发动机做的功W=Pt=80×103W×40s=3.2×106J。考点梳理夯实基础考向探究逐个击破7.[2018·荆门]一辆质量为2t的汽车,在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动,经15s运动200m恰好达到最大速度,接着匀速运动25s关闭发动机,滑行100m停下。其v-t图像如图14-5所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍,求:(g取10N/kg)(2)汽车的最大速度v最大。图14-5考点梳理夯实基础考向探究逐个击破(2)汽车的重力G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N,由题意和图可知,15~40s内汽车的速度最大且做匀速直线运动,根据二力平衡条件和题意可得,汽车匀速运动时的牵引力F=f=0.2G=0.2×2×104N=4000N,由P=𝑊𝑡=𝐹𝑠𝑡=Fv可得,汽车的最大速度v最大=𝑃𝐹=80000W4000N=20m/s。考点梳理夯实基础考向探究逐个击破7.[2018·荆门]一辆质量为2t的汽车,在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动,经15s运动200m恰好达到最大速度,接着匀速运动25s关闭发动机,滑行100m停下。其v-t图像如图14-5所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍,求:(g取10N/kg)(3)全程中汽车的平均速度v。图14-5考点梳理夯实基础考向探究逐个击破(3)由v=𝑠𝑡可得,匀速运动的路程s2=v最大t2=20m/s×25s=500m,由图可知,滑行100m所用的时间t3=10s,则全程中汽车的平均速度v=𝑠总𝑡总=𝑠1+𝑠2+𝑠3𝑡1+𝑡2+𝑡3=200m+500m+100m15s+25s+10s=16m/s。考点梳理夯实基础考向探究逐个击破探究三动能、势能、机械能及转化8.[2019·淄博]如图14-6所示,小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中(小球和轨道间存在摩擦),下列说法错误的是()A.小球在A点的重力势能最大B.小球在B点的速度最大C.小球在C点和B点的机械能相等D.小球不能到达D点图14-6考点梳理夯实基础考向探究逐个击破[答案]C[解析]A点是小球的初始位置,由图知,A点和D点的高度最高且相同,因为小球和轨道间存在摩擦,机械能不守恒,所以小球不能到达D点,故D正确,不符合题意。因重力势能与高度和质量有关,则小球在A点的重力势能最大,故A正确,不符合题意。从A点运动到B点的过程中,其重力势能转化为动能,小球在B点时,质量不变,高度最小,所以小球在B点的动能最大,速度最大,故B正确,不符合题意。小球和轨道间存在摩擦,所以会有部分机械能转化为内能,机械能会减小,则小球在C点和B点的机械能不相等,故C错误,符合题意。考点梳理夯实基础考向探究逐个击破9.(多选)[2019·唐山古冶二模]滑雪比赛过程中运动的轨迹如图14-7所示,不计空气阻力,下列说法正确的是()A.从a点向b点运动过程中,重力势能全部转化为动能B.在e点和a点动能都为0,但e点重力势能小于a点C.从c点下落到d点的过程中,重力势能转化为动能D.在a点和e点都处于静止状态,因此机械能相等图14-7BC考点梳理夯实基础考向探究逐个击破10.[2018·成都]如图14-8所示,小邦在国色天乡玩蹦极,不考虑空气阻力,关于他在下降过程中的能量分析,下列说法正确的是()A.弹性绳绷直前,重力势能增大,动能减小B.弹性绳绷直前,重力势能减小,动能不变C.下降到最低点时,动能最小,弹性势能最大D.下降到最低点时,重力势能最大,弹性势能最大图14-8C实验突破素养提升真题回顾把握考向突破一探究物体的动能跟哪些因素有关【设计和进行实验】1.使小球获得动能的方法:让小球从同一斜槽的某一高度由静止滚下。2.实验方法:①转换法:通过木块被撞后移动距离的远近反映物体动能的大小。②控制变量法:实验中探究动能与小球质量的关系,必须保持小球到达水平面的速度相同(方法:使小球从同一斜槽的同一高度由静止滚下);探究动能与小球速度的关系,必须保持小球的质量相同。实验突破素养提升真题回顾把握考向【数据处理和分析】3.设计实验记录表格(如下表所示),分析可得出:物体的质量和物体运动的速度都影响物体动能的大小,且质量越大、运动速度越大,动能越大。