【直击中考】2014届中考物理专题复习功和机械能课件.ppt

1 1功及功的必要因素功及功的必要因素某同学踢足球，球离脚后某同学踢足球，球离脚后飞飞出出10 m10 m，足球，足球飞飞出出10 m10 m的的过过程程中人中人对对足球不做功。力学里足球不做功。力学里规规定：功等于定：功等于_ _ _ _。功包括两个必要因素：一是作用。功包括两个必要因素：一是作用在在_；二是物体在；二是物体在_的方向上通的方向上通过过的距离。的距离。不做功的三种情况：不做功的三种情况：_，例如提重物却没有提，例如提重物却没有提起；有距离无力，如踢出去的足球在地面上起；有距离无力，如踢出去的足球在地面上滚动滚动的的过过程；力程；力和距离垂直，例如物体在水平冰面上滑行，水平方向没有力和距离垂直，例如物体在水平冰面上滑行，水平方向没有力做功，此做功，此时虽时虽然有重力作用在物体上，但重力没有做功。然有重力作用在物体上，但重力没有做功。方向上通过的距离的乘积方向上通过的距离的乘积 力跟物体在力的力跟物体在力的物体上的力物体上的力 力力 有力无距离有力无距离 2 2功的原理功的原理使用扳手使用扳手拧拧螺螺丝丝要省力必要省力必须费须费_ _，钓鱼时钓鱼时要省距要省距离必离必须须_ _，既，既_的机械是没有的。使的机械是没有的。使用机械用机械时时，人，人们们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，所做的功，都不会少于直接用手所做的功，即：即：_ _。使用机械使用机械虽虽然不能省功，但人然不能省功，但人类类仍然使用，是因仍然使用，是因为为使用使用机械或者可以机械或者可以_、或者可以、或者可以_、或者可、或者可以改以改变变_，给给人人类类工作工作带带来很多方便。来很多方便。做做题题遇到的多是理想机械遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力忽略摩擦和机械本身的重力)：使用机械：使用机械时时，人，人们们所做的功所做的功(FsFs)_直接用手直接用手对对重物所做的功重物所做的功(GhGh)。距离距离 费力费力 省力又省距离省力又省距离 使用任何机械都不省功使用任何机械都不省功 省力省力 省距离省距离 力的方向力的方向 等于等于 单位时间单位时间 快慢快慢 4 4机械能及其机械能及其转转化化荡荡秋千秋千时时，人，人处处于最高点于最高点时时，由于人被，由于人被举举高而具有高而具有_能，能，下降下降过过程中，高度程中，高度_ _，重力，重力势势能减小，速度逐能减小，速度逐渐渐增大，增大，动动能能_ _，即人的重力，即人的重力势势能向能向动动能能转转化，到达最低点，人化，到达最低点，人的速度最大，的速度最大，动动能最大，高度最小，重力能最大，高度最小，重力势势能最小，能最小，继续继续向最向最高点上升高点上升过过程中，程中，_能又能又转转化化为为_能，再次到达能，再次到达最高点最高点时时，动动能减小到零，能减小到零，转转化化为为的重力的重力势势能最大。能最大。转转化化过过程程中，若没有能量中，若没有能量损损失，机械能的失，机械能的总总量不量不变变，即两者之和不，即两者之和不变变，这这就是机械能守恒。就是机械能守恒。动动能不能不仅仅与速度有关，与速度有关，还还与物体的与物体的质质量有关，速度相同量有关，速度相同时时，质质量越大，量越大，动动能越能越_ _；同速行；同速行驶驶的火的火车动车动能大于汽能大于汽车车的的动动能。重力能。重力势势能不能不仅仅与高度有关，与高度有关，还还与物体的与物体的质质量有关，高度量有关，高度相同相同时时，质质量越大，重力量越大，重力势势能也越能也越_ _，高度相同的，高度相同的铁钉铁钉和和铁锤铁锤，铁钉铁钉重力重力势势能要能要_铁锤铁锤的重力的重力势势能。能。重力势重力势 减小减小 增大增大 动动 重力势重力势 大大 大大小于小于 典例典例1 1：做功的两个必要因素：做功的两个必要因素例例1 1下列下列实实例中，力例中，力对对物体没有做功的是物体没有做功的是()A A起重机吊起重物起重机吊起重物 B B马马拉拉车车，车车未未动动C C跳水运跳水运动员动员从跳台跳下从跳台跳下 D D举举重运重运动员动员将杠将杠铃举铃举起起 解析解析 B B判断做功判断做功，一看是否有力作用在物体上一看是否有力作用在物体上，二看二看物体是否在力的方向上通物体是否在力的方向上通过过距离。距离。A A中中，起重机起重机对对重物有重物有力的作用力的作用，“吊起吊起”是通是通过过了距离了距离，D D 同理。同理。C C中中，跳水跳水运运动员动员受到的重力向下且人移受到的重力向下且人移动动了距离了距离，故重力做功。故重力做功。B B中中，车车没有移没有移动动距离距离，故力没有做功。故力没有做功。B知识点拨知识点拨 力做功必力做功必须须是有力作用在物体上是有力作用在物体上，且物体在力的方向且物体在力的方向上通上通过过一段距离一段距离，力与距离垂直力与距离垂直时时不做功不做功，力与距离不力与距离不同同时发时发生不做功生不做功，有力没有距离有力没有距离时时不做功不做功，有距离没有有距离没有力力时时也不做功。也不做功。典例典例2 2：功率的测量：功率的测量例例2 2如图如图11111 1所示，粗略测量小明同学做引体向上运动所示，粗略测量小明同学做引体向上运动的功率时，下列物理量不需要测量的是的功率时，下列物理量不需要测量的是()A A小明的小明的质质量量B B单单杠的高度杠的高度C C每次身体上升的高度每次身体上升的高度D D做引体向上的做引体向上的时间时间 解析解析 B B测定功率的大小需要测量功的大小与时间的大小，测定功率的大小需要测量功的大小与时间的大小，而功的大小可以测出人的质量大小与引体向上时身体上升的而功的大小可以测出人的质量大小与引体向上时身体上升的高度，然后算出功率的大小，因此不需要测单杠的高度。高度，然后算出功率的大小，因此不需要测单杠的高度。B典例典例3 3：机械能的探究：机械能的探究 例例3 3在学习势能知识时，小明同学猜想物体的重力势能在学习势能知识时，小明同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下三个因素有关：的大小可能与以下三个因素有关：物体高度；物体高度；物体质量物体质量大小；大小；物体所处地理位置。为了证明自己的猜想，首先决物体所处地理位置。为了证明自己的猜想，首先决定对因素定对因素进行验证。他把橡皮泥平铺在水平面上，让进行验证。他把橡皮泥平铺在水平面上，让1 1个个小球从不同高度自由下落，记录结果如下表所示：小球从不同高度自由下落，记录结果如下表所示：(1)(1)该该同学依据同学依据_判断重力判断重力势势能的大小。能的大小。(2)(2)本本实验实验的的结论结论是是_(3)(3)若想若想对对因素因素进进行行验证验证，你，你认为实验认为实验中中应应控制的控制的变变量是量是_。高度和实验地点高度和实验地点(地理位置地理位置)橡皮泥凹痕深浅程度橡皮泥凹痕深浅程度同一物体所处高度越高，重力势能越大同一物体所处高度越高，重力势能越大方法点评方法点评转换转换法是物理学中重要的探究方法之一法是物理学中重要的探究方法之一，就是将不容易直就是将不容易直接得到的接得到的结论结论通通过间过间接方式体接方式体现现出来。本出来。本题题通通过过小球落到橡小球落到橡皮泥上的作用效果来皮泥上的作用效果来显显示重力示重力势势能的大小与哪些因素有关能的大小与哪些因素有关，探究的过程中要注意条件的变化，即小球从不同高度自由下探究的过程中要注意条件的变化，即小球从不同高度自由下落，也是控制变量法的应用体现。落，也是控制变量法的应用体现。1 1两名举重运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的两名举重运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，如图杠铃所用的时间相等，如图11112 2所示，则所示，则()A A甲运甲运动员动员做功做功较较多，功率多，功率较较小小B B甲运甲运动员动员做功做功较较多，功率多，功率较较大大C C甲运甲运动员动员做功做功较较多，他多，他们们的功率相等的功率相等D D甲、乙运甲、乙运动员动员做功相等，功率相等做功相等，功率相等 解析解析 B B在杠铃重力相同的情况下，举得越高，做的功越在杠铃重力相同的情况下，举得越高，做的功越多。做功时间相同，做功多的功率大。多。做功时间相同，做功多的功率大。B2 2如如图图11113 3所示，所示，ABAB3 3AEAE，ACAC2 2AEAE，ADAD1.51.5AEAE。若把。若把物体从斜面底部沿物体从斜面底部沿ABAB、ACAC、ADAD三个斜面匀速拉到三个斜面匀速拉到顶顶端端A A时时(不不计计摩擦摩擦)，则则()A A沿着沿着ABAB用的拉力最小，做功最多用的拉力最小，做功最多B B沿着沿着ACAC用的拉力最小，做功最多用的拉力最小，做功最多C C沿着沿着ADAD用的拉力最小，做功也最少用的拉力最小，做功也最少D D沿着三个斜面用的拉力不相等，做功一沿着三个斜面用的拉力不相等，做功一样样多多D 解析解析 D D沿着光滑斜面拉沿着光滑斜面拉动动物体物体时时，人人们们所做的所做的额额外功外功为为零零，则则有用功等于有用功等于总总功功，所以拉力所做的功相同。斜面是省所以拉力所做的功相同。斜面是省力机械力机械，当斜面光滑且高度相等时，斜面越长越省力。，当斜面光滑且高度相等时，斜面越长越省力。3 3学校最近学校最近买买了了3030套套总质总质量量为为300 kg300 kg的物理的物理实验实验器材，器材，每套一箱。每套一箱。现现在，某在，某实验员实验员需要把需要把这这批批实验实验器材搬运到器材搬运到14 m14 m高的物理高的物理实验实验室。室。(1)(1)该实验员该实验员需要做多少功？需要做多少功？(不考不考虑虑他克服自身重力所做他克服自身重力所做的功，的功，g g取取10 N/kg)10 N/kg)(2)(2)假假设设他身体可以提供的功率他身体可以提供的功率P P取决于所搬运物体的取决于所搬运物体的质质量量m m(如如图图11114 4所示所示)，若要尽可能快地把，若要尽可能快地把这这批器材搬上去，那批器材搬上去，那么他每次搬运的箱子数么他每次搬运的箱子数应为应为_个。个。(3)(3)不考不考虑虑搬起箱子、放下箱子和下楼的搬起箱子、放下箱子和下楼的时间时间，求他搬运，求他搬运这这批批实验实验器材的最短器材的最短时间时间。答案答案 (1)4.2(1)4.210104 4 J J(2)3(2)3(3)10 min(3)10 min