（福建专版）2020中考物理复习方案 第01篇 教材复习 第二单元 力学 第09课时 机械与人 第0

第9课时机械与人第2讲功、功率、机械能教材梳理夯实基础重难探究逐个击破考点一功机械功物理学中把力和物体在上移动距离的乘积叫机械功,简称功两个必要因素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的方向力距离教材梳理夯实基础重难探究逐个击破计算文字式功等于力与物体在力的方向上移动的距离的表达式W=拓展：重力做功W=Gh,摩擦力做功W=fs单位(符号：J);1J=1N·m常见值将两个鸡蛋举高1m做功约为1J;一名中学生从一楼走上二楼做功约为1500J;将地面上的物理课本捡起来,人对课本做功约为2J（续表）乘积Fs焦耳教材梳理夯实基础重难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,单位时间内做的功;功率小,说明做功,单位时间内做的功公式P=变形公式：求功W=,求时间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做匀速直线运动时,由W=Fs和P=𝑊𝑡得,P=𝐹𝑠𝑡=Fv(适用于匀速直线运动)。例如,当汽车上坡时,司机采取换挡的办法,减小速度,以获得较大的牵引力时间快慢快多慢少𝑾𝒕Pt𝑾𝑷瓦特W103教材梳理夯实基础重难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定义物体由于而具有的能物体由于高度位置所具有的能物体因弹性形变而具有的能影响因素和运动和被举高的材料和弹性形变程度运动质量速度质量高度概念动能、重力势能和弹性势能统称为,机械能是最常见的一种形式的能量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,机械能的总和保持教材梳理夯实基础重难探究逐个击破考点四机械能及其转化1.机械能及其转化机械能不变教材梳理夯实基础重难探究逐个击破2.常见能量转化举例滚摆上升：能转化为能;下降：能转化为能单摆左→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,远地点时能最大动重力势重力势动重力势动动重力势动重力势重力势动动重力势教材梳理夯实基础重难探究逐个击破探究一功、功率例1[2019·北京]如图9-14所示为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图,下列说法正确的是()A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功图9-14教材梳理夯实基础重难探究逐个击破[答案]D[解析]由图可知,运动员从发力到上拉、从上拉到翻站和从翻站到上挺的三个过程中,对杠铃都有力的作用,且在力的方向上移动了一段距离,所以运动员都对杠铃做了功;只有举着杠铃稳定站立的过程中,杠铃没有在力的方向上移动距离,所以没有做功。故选D。教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例2[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9-15所示),F所做的功分别为W1和W2,则()图9-15A.W1=12W2B.W1=W2C.W1=2W2D.W1=4W2[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。教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例3[2019·株洲]甲、乙、丙、丁四个同学进行攀岩比赛,他们做的功W与时间t的关系如图9-16所示。若规定做功较快的获胜,则最后胜出的一定是()A.甲B.乙C.丙D.丁图9-16[解析]在相同时间内,做功越多,功率越大,也就是做功越快;由图像知,当时间相同时,甲做功最多,所以由公式P=𝑊𝑡知,甲功率最大,做功最快,故A正确。[答案]A教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例4[2019·连云港]物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图9-17乙时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图丙时,受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则下列关系正确的是()图9-17A.F1=F2P1P2B.F1=F2P1P2C.F1F2P1P2D.F1F2P1P2教材梳理夯实基础重难探究逐个击破[答案]B[解析]由图乙可知,物体做匀速直线运动,速度大小为v乙=𝑠乙𝑡乙=4m2s=2m/s;由图丙可知,物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动,速度大小为v丙=4m/s;因为两次都是做匀速直线运动,则所受推力和摩擦力是平衡力,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,受到的水平推力关系为F1=F2。已知v乙v丙,由P=𝑊𝑡=𝐹𝑠𝑡=Fv可得,两次推力的功率关系为P1P2。例5[2019·威海]图9-18是一款健身器原理图。斜面的倾角为30°,重500N的物块与固定在斜面底端的弹簧相连。小明通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中(此过程弹簧始终处于被拉伸状态),小明对绳的拉力所做的功为1000J,克服弹簧拉力做功300J,则克服物块重力做的功为J,物块与斜面之间摩擦力的大小为N。(忽略绳重、滑轮与轴的摩擦)图9-18教材梳理夯实基础重难探究逐个击破500100[解析]斜面倾角为30°,则物块上升的高度是沿斜面运动距离的一半,即h=0.5s=1m。克服物块重力做的功：W有用=Gh=500N×1m=500J,克服摩擦力做的功W=W总-W有用-W弹=1000J-500J-300J=200J,摩擦力为f=𝑊𝑠=200J2m=100N。教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例6[2019·眉山]如图9-19甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力的作用,其F-t和v-t图像分别如图乙和丙所示。由图像可知,9~12s内,推力对物体做功J;t=2s时,物体受到的摩擦力是N。图9-19183教材梳理夯实基础重难探究逐个击破[解析]从图乙可以看出,9~12s内,人的推力大小为6N,从图丙可以看出,9~12s内,物体运动的速度为1m/s。可得物体在这3s内通过的路程为s=vt=1m/s×3s=3m,推力对物体做功为W=Fs=6N×3m=18J。当t=2s时,由图丙可得,物体处于静止状态,所以受到的是静摩擦力,此时物体处于平衡状态,所以它受到的静摩擦力与推力是一对平衡力,此时物体受到的推力大小为3N,所以f=F'=3N。教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例7[2019·北部湾]我们在超市购物时,常常使用购物车。已知购物车的质量为10kg,小明用10N的水平推力推着购物车沿水平地面运动了4m,用时4s,求：(g取10N/kg)(1)购物车的重力;(2)推力所做的功;(3)推力的功率。解：(1)购物车的重力G=mg=10kg×10N/kg=100N。教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例7[2019·北部湾]我们在超市购物时,常常使用购物车。已知购物车的质量为10kg,小明用10N的水平推力推着购物车沿水平地面运动了4m,用时4s,求：(g取10N/kg)(2)推力所做的功;解：(2)推力所做的功W=Fs=10N×4m=40J。教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例7[2019·北部湾]我们在超市购物时,常常使用购物车。已知购物车的质量为10kg,小明用10N的水平推力推着购物车沿水平地面运动了4m,用时4s,求：(g取10N/kg)(3)推力的功率。解：(3)推力的功率P=𝑾𝒕=𝟒𝟎𝐉𝟒𝐬=10W。探究二动能和势能教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例8[2019·长春]2019年6月5日,我国航天完成首次海上发射,用长征十一号运载火箭将七颗卫星送入太空。火箭加速升空过程中,这七颗卫星的动能()A.变小B.不变C.变大D.无法判断例9[2019·徐州]跳伞运动员打开降落伞后在空中匀速下降,此时运动员和伞受到的空气阻力(选填“”“”或“=”)重力,运动员的重力势能(选填“变大”“变小”或“不变”);以为参照物,运动员是静止的。C=变小降落伞教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例10在开展课外活动时,小李同学遥控一小型无人机匀速竖直上升,无人机匀速竖直上升过程中,无人机的动能(选填“增大”“减小”或“不变”);若无人机速度为2m/s,功率为30W,则无人机重为N。不变15[解析]无人机匀速竖直上升过程中,质量不变,速度不变,则无人机的动能不变;由P=𝑊𝑡=𝐹𝑠𝑡=Fv可得,无人机受到向上的升力F=𝑃𝑣=30W2m/s=15N,无人机匀速竖直上升过程中,所受的重力与升力是一对平衡力,所以无人机重为G=F=15N。探究三动能和势能的相互转化教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例11[2019·福建]踢毽子是一项有益的体育活动。如图9-20所示,毽子某次被踢出后,竖直上升经过某一位置时,毽子的动能和重力势能分别为Ek1和Ep1;下落经过同一位置时,毽子的动能和重力势能分别为Ek2和Ep2,则()A.Ek2Ek1B.Ek2Ek1C.Ep2Ep1D.Ep2Ep1图9-20[答案]B[解析]在毽子上升与下降过程中,毽子都受到空气阻力的作用,机械能在不断减小;在上升、下落经过同一位置时,高度相同,毽子的重力势能相同,而下落时机械能更小,则下落时的动能更小;故A、C、D错误,B正确。教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例12[2019·长沙]下列有关机械能及其转化的说法正确的是()A.弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能B.拦河大坝使上游的水位升高,提高了水的重力势能C.蹦床运动员从高处落下,其动能转化为重力势能D.人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小,动能增大[答案]B[解析]将弓拉弯时,人对弓做功,弓形状发生改变,产生了弹性势能;松手后,弓恢复原状时对箭做功,使箭的速度变大,即增加了箭的动能,故A错误。蹦床运动员从高处落下,运动员的质量不变,速度增大,动能增大,同时高度减小,所以重力势能减小,故是将重力势能转化为动能,故C错误。人造卫星由近地点向远地点运动时,质量不变,高度增大,势能增大;速度变小,动能变小,故D错误。教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例13[2019·南安一模]小球从桌面滚落后的运动轨迹如图9-21所示,C、D两处高度相同。B点的重力势能C点的重力势能;C点的动能D点的动能。(均选填“大于”“小于”或“等于”)图9-21大于大于探究四探究物体的动能跟哪些因素有关教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例14如图9-22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。图9-22(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。小车速度木块被撞后移动距离的远近教材梳理夯实基础重难探究逐个击破(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。(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。放回原来的位置质量相同时,物体的速度越大,动能越大教材梳理夯实基础重难探究逐个击破[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：。(6)小明认为小车和木块最后都要停下来,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。增大重力势能动能不能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