2016安徽中考物理复习第7课时功和机械能.ppt

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1、第第7 7课时功和机械能课时功和机械能20162016安徽中考物理复习安徽中考物理复习考考纲纲要要求求对相关知识的水平要求对相关知识的水平要求考试要求考试要求 1.知道动能、重力势能知道动能、重力势能(包括了解弹性势能包括了解弹性势能)与与哪些因素有关，知道机械能的概念哪些因素有关，知道机械能的概念A 2.知道机械功的概念、定义式知道机械功的概念、定义式W WFsFs和单位：焦和单位：焦耳耳(简称焦简称焦，符号为符号为J J)；能根据具体情况判断力是；能根据具体情况判断力是否做功；能运用该定义式进行简单的计算否做功；能运用该定义式进行简单的计算 B B 4.能通过具体事例，说明物体的动能和势能

2、之间能通过具体事例，说明物体的动能和势能之间是可以相互转化的是可以相互转化的 A近几近几年安年安徽省徽省中考中考考查考查情况情况年份年份题型题型分值分值难易程度难易程度考点考点2011计算题计算题3分分简单题简单题 利用利用W WFsFs计算功的大小计算功的大小 计算题计算题 3分分 简单题简单题 利用利用W WPtPt计算功的大小计算功的大小 2012实验题实验题 8分分简单题简单题 动能的大小与哪些因素动能的大小与哪些因素有关有关 计算题计算题 4分分中等题中等题 利用利用W WPtPt计算功的大小计算功的大小和和P PFvFv的推导的推导 20132013填空题填空题 2 2分分中等题中

3、等题利用利用W WGhGh计算重力做计算重力做的功的功 选择题选择题 1.51.5分分中等题中等题利用利用W WGhGh计算重力做计算重力做的功的功 20142014填空题填空题 4 4分分简单题简单题功、功率的大小计算功、功率的大小计算考点考点1 1功功定义定义 如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向移动了移动了_，就说这个力对物体做了功，就说这个力对物体做了功 必要必要因素因素 作用在物体上的作用在物体上的_；物体在这个力的方向上移动的物体在这个力的方向上移动的_ 不做功的三种情况不做功的三种情况示意图示意图 力力一段距离一段距离距离距离特点特

4、点 物体受力，但静物体受力，但静止止 物体水平方向不受物体水平方向不受力，因惯性而动力，因惯性而动 有力有距离，力的方有力有距离，力的方向与距离的方向垂直向与距离的方向垂直 举例举例 功的计算功的计算 表述表述 力学中，功等于力学中，功等于_与与_的乘积的乘积 公式公式 W_ 单位单位 _，简称，简称_，符号是，符号是_ 力力物体在力的方向上移动的距离物体在力的方向上移动的距离Fs 焦耳焦耳焦焦J考点考点2 2功率功率比较做功的快慢比较做功的快慢 比较比较方法方法 完成相同的功比较完成相同的功比较_；相同的时间内比较相同的时间内比较_ 功率功率 物理意义物理意义 表示物体做功的表示物体做功的_

5、 定义定义 _与与_之比，在数值上等于之比，在数值上等于_内所做的功内所做的功 公式公式 _ 单位单位 _简称简称_，符号是，符号是_ 1 W1 W1 J/s1 J/s，表示，表示_ 快慢快慢所用的时间所用的时间做功的多少做功的多少功功做功所用时间做功所用时间单位时间单位时间瓦特瓦特瓦瓦W物体每秒做物体每秒做1 J的功的功备注备注 考点考点3 3动能和势能动能和势能定义定义物体物体_，就说这个物体具有能量，简称能，就说这个物体具有能量，简称能实质实质能量是表示物体做功本领大小的物理量，物体做功的过能量是表示物体做功本领大小的物理量，物体做功的过程就是能量的转化过程；一个物体能够做的功越多，表示

6、程就是能量的转化过程；一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大这个物体的能量越大单位单位_1 1能的概念能的概念能够对外做功能够对外做功焦耳焦耳(J)机械能机械能 动能动能 势能势能 重力势能重力势能 弹性势能弹性势能 定义定义 物体由于物体由于_而具有的而具有的能能 物体由于物体由于_而而具有的能具有的能 物体由于发生物体由于发生_而具而具有的能有的能 决定决定因素因素 _和和_ _和和_ _存在存在标志标志 正在运动的物体正在运动的物体 位于高处的物体位于高处的物体 发生弹性形变的物发生弹性形变的物体体 2.2.动动能和能和势势能能运动运动高度高度弹性形变弹性形变质量质量运动的速度运

7、动的速度弹性形变的弹性形变的大小大小(同一物体同一物体)高度高度质量质量考点考点4 4探究动能的大小与什么因素有关探究动能的大小与什么因素有关研究研究方法方法控制变量法：通过小球从斜面上滑下的控制变量法：通过小球从斜面上滑下的_来控制和改变小球滑到水平面上的速度；来控制和改变小球滑到水平面上的速度；转换法：根转换法：根据被撞木块据被撞木块_判断小车动能的大小判断小车动能的大小图例图例运动距离的长短运动距离的长短高度高度研究研究结论结论比较图比较图_和图和图_可知：运动速度相同的可知：运动速度相同的物体，质量越大，它具有的动能就越物体，质量越大，它具有的动能就越_；比较比较图图_和图和图_可知：

8、质量相同的物体，运动的速可知：质量相同的物体，运动的速度越大，它具有的动能就越度越大，它具有的动能就越_拓展拓展探究探究比较上图可知，比较上图可知，_对动能的影响更大。对动能的影响更大。(a)(b)多多(b)(c)多多速度速度考点考点5 5机械能及其转化机械能及其转化定义定义动能、重力势能、弹性势能统称为机械能动能、重力势能、弹性势能统称为机械能相互转化实例相互转化实例 现象与分析现象与分析 下降过程中，越转越下降过程中，越转越_，_转化为转化为_；上升过程中，越转越；上升过程中，越转越_，_转化为转化为_；由于摆轴和绳之间存在摩擦阻力，所由于摆轴和绳之间存在摩擦阻力，所以滚摆每次上升的最大高

9、度逐渐以滚摆每次上升的最大高度逐渐_ 小球从小球从A A点摆向最低点点摆向最低点B B时，越来越时，越来越_，_转化为转化为_；从；从B B点摆向点摆向C C点时，越来越点时，越来越_，_转化为转化为_由于存在空气阻力，单摆每次上升的最大高度逐渐由于存在空气阻力，单摆每次上升的最大高度逐渐_ 快快重力势能重力势能动能动能慢慢 动能动能重力势能重力势能减小减小重力势能重力势能动能动能快快重力势能重力势能减小减小慢慢动能动能相互转化实例相互转化实例 现象与分析现象与分析 铁球与弹簧的碰撞过程中，铁球的铁球与弹簧的碰撞过程中，铁球的_转化为弹簧的转化为弹簧的_；弹簧恢复原；弹簧恢复原状的过程中，弹簧

10、的状的过程中，弹簧的_转化为铁球的转化为铁球的_；由于铁球和木板之间存在摩擦阻力，铁球由于铁球和木板之间存在摩擦阻力，铁球被弹回后，不能到达上次从斜面滚下的被弹回后，不能到达上次从斜面滚下的_ 动能动能动能动能弹性势能弹性势能弹性势能弹性势能高度高度 点点拨拨 在动能和势能转化过程中，如果除重力和弹力在动能和势能转化过程中，如果除重力和弹力外，没有其他外力做功外，没有其他外力做功(即没有其他形式能量补充，或没有能即没有其他形式能量补充，或没有能量损失，或只有动能与势能之间的相互转化量损失，或只有动能与势能之间的相互转化)，则动能、势能，则动能、势能转化过程中机械能的总量保持不变。若问题中出现转

11、化过程中机械能的总量保持不变。若问题中出现“在光滑面在光滑面”“”“不计空气阻力不计空气阻力”等文字，就是表示没有能量损失，此时机等文字，就是表示没有能量损失，此时机械能总量可看作是不变的；在转化过程中，如果有能量损失或械能总量可看作是不变的；在转化过程中，如果有能量损失或其他形式能量的补充，则机械能的总量将发生变化。其他形式能量的补充，则机械能的总量将发生变化。类型一做功的两个必要因素类型一做功的两个必要因素例例1 如图所示的过程中，人对物体做功的是如图所示的过程中，人对物体做功的是()B 例例2 2008安徽安徽一一辆辆汽汽车车在水平路面上匀速行在水平路面上匀速行驶驶：（1）若汽）若汽车车

12、的的牵牵引力用引力用F表示，速度用表示，速度用v表示，表示，发动发动机的功率机的功率用用P表示，表示，请请你推你推导导出出F、P和和v之之间间的关系式：的关系式：P=Fv.（2）若汽）若汽车车的的发动发动机在机在90KW的的额额定功率下工作，此定功率下工作，此时时汽汽车车匀匀速行速行驶驶的速度大小的速度大小为为30m/s，求，求牵牵引力引力F的大小和所受阻力的大小和所受阻力f的的大小大小.类型二功和功率的相关计算类型二功和功率的相关计算（1）因）因为为：P=W/t,W=Fs，v=s/t 所以：所以：P=W/t=Fs/t=Fv 4 4分分（2 2）根据：）根据：P=Fv P=Fv 即：即：F=P

13、/v=F=P/v=90000W90000W/30m/s30m/s=3000N3000N 2 2分分由于汽由于汽车车在匀速行在匀速行驶时驶时受到的阻力受到的阻力f f与与牵牵引力引力F F是一是一对对平衡力平衡力 1 1分分 即：即：f=f=F=F=3000N 3000N 1 1分分 例例3 2009安徽安徽一一辆辆汽汽车车以以72km/h的速度匀速的速度匀速行行驶驶10 min，消耗的汽油，消耗的汽油为为1.2Kg.汽汽车车匀速行匀速行驶时驶时受受到的到的牵牵引力引力F=1.2x103N，汽油的，汽油的热值热值q=4.6 x107J/Kg.问问：(1)汽汽车车在在这这段段时间时间内消耗的功率内

14、消耗的功率(即即1秒秒时间时间内汽内汽油完全燃油完全燃烧烧放出的放出的热热量量)是多少是多少?(2)这这段段时间时间内汽内汽车牵车牵引力做功的功率是多少引力做功的功率是多少?(3)比比较较(1)和和(2)的的结结果，你有什么果，你有什么发现发现?简简要分析原要分析原因因(写出两条即可写出两条即可.（1）汽油完全燃）汽油完全燃烧释烧释放的放的热热量：量：Q放放=mq=4.6107J/kg1.2kg=5.52107J 汽油消耗的功率：汽油消耗的功率：p1=Q/t=5.52107J600s=9.2104W（3分）分）（2）汽）汽车车在在10min内通内通过过的路程：的路程：s=vt=20m/s600

15、s=1.2104m 汽汽车牵车牵引力在引力在10min内做的功：内做的功：W=Fs=1.2103N1.2104m=1.44107J 汽汽车牵车牵引力做功的功率：引力做功的功率：P2=W/t=1.44107J/600s=2.4104W（3分）分）（3）发现发现：汽：汽车牵车牵引力做功的功率小于消耗的功率引力做功的功率小于消耗的功率 原因包括：汽油没有完全燃原因包括：汽油没有完全燃烧烧；废废气气带带走一部分走一部分热热量；量；由于由于热传递损热传递损失一部分能量；克服摩擦消耗一部分能量等。失一部分能量；克服摩擦消耗一部分能量等。（写出其中两条即可）（写出其中两条即可）（3分）分）例例4 2010安

16、徽安徽 某型号汽车发动机的额定功率为某型号汽车发动机的额定功率为6104W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N。在。在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：（l）发动机所提供的牵引力大小；）发动机所提供的牵引力大小；（2）行驶速度的大小；）行驶速度的大小；（3）行驶）行驶5min牵引力所做的功。牵引力所做的功。（1）由于汽车匀速行驶时，受平衡力的作用，）由于汽车匀速行驶时，受平衡力的作用，所以牵引力所以牵引力 F=f=1800N （2分）分）（2）由）由P=F得：汽牛匀速行驶速度得：汽牛匀速行驶速度 P/F=6104W

17、/1800N=33.3 m/s （3分）分）（3)W=Pt=6104W560s=1.8107J （3分）分）例例5 2011安徽安徽 斜面是一种常斜面是一种常见见的的简单简单机械，在生机械，在生产产和生活中利用斜面提升物体可以省力。如和生活中利用斜面提升物体可以省力。如图图所示所示为为 倾倾角角=30的固定斜面，用平行于斜面的拉力的固定斜面，用平行于斜面的拉力F=4N，将一物体从，将一物体从斜面底端匀速拉上斜面底端匀速拉上 斜面，已知物体上升的高度斜面，已知物体上升的高度h=1m (1)求拉力求拉力F做的功；做的功；(2)若斜面的高度若斜面的高度H一定，一定，倾倾角角可以改可以改变变，试试推推

18、导导：在不考：在不考虑虑摩擦摩擦时时，用平行于斜面的拉力，用平行于斜面的拉力F将重将重为为G的物体匀速拉上斜的物体匀速拉上斜面面顶顶端，端，越小越小,F越小。越小。（1）物体上升）物体上升时时沿斜面运沿斜面运动动的距离的距离s=2h=2m（1分）分）故拉力做的功故拉力做的功W=Fs=42J=8J（2分）分）不考不考虑虑摩擦摩擦时时，即即得得F=Gsin 故故G一定一定时时，越小，越小，F越小越小（2分）分）（2）斜面的）斜面的长长 ，（2分）分）例例6 2012安徽安徽 一一辆辆小汽小汽车车在平直公路上匀速行在平直公路上匀速行驶驶，发动发动机的机的牵牵引力引力为为2000 N，速度，速度为为1

19、08 km/h。(1)求小汽求小汽车车匀速行匀速行驶时驶时受到的阻力大小。受到的阻力大小。(2)求求牵牵引力在引力在10 min内所做的功。内所做的功。(3)若若发发动动机机的的牵牵引引力力用用F表表示示，小小汽汽车车的的速速度度用用v表表示示，请请推推导导出出牵牵引力的功率引力的功率PFv。解：（解：（1）因）因为轿车为轿车匀速行匀速行驶时驶时，受到的阻力和，受到的阻力和牵牵引力是引力是一一对对平衡力，所以受到的阻力平衡力，所以受到的阻力f=F=2000N；（2）汽）汽车车行行驶驶的距离：的距离：s=vt=m/s600s=18000m，牵牵引力在引力在10min内所做的功：内所做的功：W=F

20、s=2000N18000m=3.6107J （3）因）因为为：P=W/t,W=Fs，v=s/t 所以：所以：P=W/t=Fs/t=Fv 例例8 2014安徽安徽攀岩是一项挑战自然，超越自我的惊险攀岩是一项挑战自然，超越自我的惊险运动。一位攀岩者体重为运动。一位攀岩者体重为520N，背着生为，背着生为8kg的背包，用时的背包，用时40min登上高为登上高为9m的峭壁。在此过程中攀岩者对背包做功的峭壁。在此过程中攀岩者对背包做功_J，他做功的平均功率是，他做功的平均功率是_W。（。（g取取10N/kg）7202.25 例例7 2013安徽安徽我国我国设计设计的的“中中华华月球月球车车”今年将登今年

21、将登陆陆月月球，球，图为该车图为该车的模型物体在月球表面附近受到的重力的模型物体在月球表面附近受到的重力仅为仅为在在地球表面附近所受重力的地球表面附近所受重力的1/6，月球，月球车车的的质质量量为为120kg，它在月，它在月球表面受到的重力球表面受到的重力为为_N若它在月球表面上方若它在月球表面上方竖竖直下落直下落4m，则则重力重力对对它做的功它做的功为为_J800200 .让同一钢球从斜让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。.让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，观让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由

22、静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。察木块被撞击后移动的距离。回答下列问题：回答下列问题：(1)(1)步骤步骤I I是为了研究动能大小与是为了研究动能大小与_的关系。的关系。(2)(2)步骤步骤是为了研究动能大小与是为了研究动能大小与_的关系。的关系。(3)(3)该实验中斜面的作用是为了控制钢球该实验中斜面的作用是为了控制钢球_的大小，的大小，木块的作用是为了比较钢球木块的作用是为了比较钢球_的大小。的大小。物体运动的速度物体运动的速度质量质量速度速度动能动能类型三影响动能和势能大小的因素类型三影响动能和势能大小的因素例例9 2012安徽安徽 如图所示为探究如图所示为探究“物体动能的大小跟哪

23、物体动能的大小跟哪些因素有关些因素有关”的实验。实验步骤如下：的实验。实验步骤如下：类型四机械能及其转化类型四机械能及其转化例例10小明乘超市的自动扶梯匀速上升过程中小明乘超市的自动扶梯匀速上升过程中(如图所示如图所示)，小明的，小明的()A A动能转化为势能，机械能不变动能转化为势能，机械能不变 B B动能转化为势能，机械能增大动能转化为势能，机械能增大 C C动能不变，势能增大，机械能增大动能不变，势能增大，机械能增大 D D动能不变，势能不变，机械能不变动能不变，势能不变，机械能不变C 例例11 2008安徽安徽下列关于功、能和下列关于功、能和热热量的描述中正确量的描述中正确的是（）的是

24、（）A“嫦娥一号嫦娥一号”飞飞船在加速升空的船在加速升空的过过程中，机械能的程中，机械能的总总量量保持不保持不变变 B汶川地震形成的汶川地震形成的“堰塞湖堰塞湖”之所以危之所以危险险是因是因为这为这些高些高处处的湖水的湖水积积蓄了很大的重力蓄了很大的重力势势能能 C物体的温度越高，具有的物体的温度越高，具有的热热量就越多量就越多 D物体的内能越大，具有的功就越多物体的内能越大，具有的功就越多 例例12 2009安徽安徽一物体沿固定的粗糙斜面匀速下滑，物一物体沿固定的粗糙斜面匀速下滑，物体在下滑的体在下滑的过过程中（程中（）A动动能不能不变变，势势能减小，机械能不能减小，机械能不变变 B动动能不

25、能不变变，势势能减小，机械能减小能减小，机械能减小 C动动能增大，能增大，势势能减小，机械能不能减小，机械能不变变 D动动能增大，能增大，势势能减小，机械能减小能减小，机械能减小 B B 例例13 2010安徽安徽 图中的四幅图片是生活和生产中的场景，图中的四幅图片是生活和生产中的场景，对其能量变化的描述中，错误的是对其能量变化的描述中，错误的是 （）A甲图中，货物被举高后内能增加了甲图中，货物被举高后内能增加了 B乙图中，列车速度增大后动能增加了乙图中，列车速度增大后动能增加了 C丙图中，握力计发生形变后弹性势能增加了丙图中，握力计发生形变后弹性势能增加了 D丁图中，飞机升空后重力势能增加了

26、丁图中，飞机升空后重力势能增加了 A例例14 如如图图所示，撑竿跳高运所示，撑竿跳高运动动的几个的几个阶阶段：助跑、撑竿段：助跑、撑竿起跳、越横杆。助跑起跳、越横杆。助跑时时运运动员动员跑得越快，跑得越快，_越大，从运越大，从运动员动员撑竿起跳到越横杆的撑竿起跳到越横杆的过过程中，有关能量程中，有关能量变变化的情况是：运化的情况是：运动员动员的重力的重力势势能能_，竿的，竿的弹弹性性势势能能_。越。越过过横杆横杆下落下落过过程中，程中，_能能转转化化为为_能。能。动能动能变大变大变小变小重力势重力势动动 例例15 2013安徽安徽 关于能量及能量之关于能量及能量之间间的的转转化，下列化，下列说

27、说法正确的是法正确的是 （）A.火山具有内能，冰山不具有内能火山具有内能，冰山不具有内能B.火箭在加速上升火箭在加速上升时时，机械能保持不，机械能保持不变变C.拦拦河大河大坝坝使水位升高，增加使水位升高，增加了水的重力了水的重力势势能能D.坠坠落的落的陨陨石在空中划石在空中划过过一道亮光一道亮光时时，内能，内能转转化化为为机械能机械能C点评点评 比较动能、势能的大小和判断它们大小的变化，比较动能、势能的大小和判断它们大小的变化，关键是全面考虑决定它们大小的因素，不能只注意一个因素，关键是全面考虑决定它们大小的因素，不能只注意一个因素，忽视其他因素；要克服忽视其他因素；要克服“物体向上运动速度变

28、小，向下运动物体向上运动速度变小，向下运动速度变大速度变大”“物体的重力势能增大或减小，则动能一定减小物体的重力势能增大或减小，则动能一定减小或增大或增大”的思维定势。的思维定势。(1)(1)明确要研究对象和所要研究的过程；明确要研究对象和所要研究的过程；(2)(2)根据物体在初始状态的位置、速度、形变情况，确定根据物体在初始状态的位置、速度、形变情况，确定物体具有的动能、势能；物体具有的动能、势能；(3)(3)根据物体在最终状态的位置、速度、形变情况，确定根据物体在最终状态的位置、速度、形变情况，确定物体具有的动能、势能；物体具有的动能、势能；(4)(4)分析运动过程中是否受摩擦力，如果不考虑摩擦力等分析运动过程中是否受摩擦力，如果不考虑摩擦力等因素，动能与势能总和不变，一种能量减小，另一种能量增因素，动能与势能总和不变，一种能量减小，另一种能量增加，能量发生了转化。加，能量发生了转化。分析动能与势能相互转化的一般步骤分析动能与势能相互转化的一般步骤