2022年中考物理第7講機械能功和功率精講本課件

第7講機械能功和功率考點掃描1．動能是物體由于_______而具有的能量。2．動能的大小與物體_______及物體運動的_______有關(guān)。質(zhì)量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越______；運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能也越_______?？键c一動能(九上教材P76)運動質(zhì)量速度大大1．重力勢能：物體由于________而具有的能量叫做重力勢能。彈性勢能：物體由于________________而具有的能量叫做彈性勢能。2．重力勢能的大小與物體的_______及物體所處的_____有關(guān)。3．彈性勢能的大小跟物體的材料以及_______________的程度有關(guān)，物體發(fā)生的彈性形變越大，物體具有的彈性勢能就越______?？键c二勢能(九上教材P77)被舉高發(fā)生彈性形變質(zhì)量高度發(fā)生彈性形變大1．大量事實表明，動能和勢能可以相互_______。如：單擺，將擺錘拉到一定的高度后放手，擺錘在向下擺動的過程中___________轉(zhuǎn)化為_________，在擺錘擺過中點后向上擺動的過程中_________轉(zhuǎn)化為_____________。(如圖所示，不計能量損失)考點三機械能的相互轉(zhuǎn)化(九上教材P79)P14)轉(zhuǎn)化重力勢能動能動能重力勢能2．物體的動能、勢能轉(zhuǎn)化如下：(機械能守恒，不計能量損失)3．機械能守恒動能和勢能統(tǒng)稱為_________。如果沒有摩擦等阻力，那么在勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化中，機械能的總量保持_______，即機械能守恒。機械能不變4．如果存在摩擦阻力，動能和勢能在相互轉(zhuǎn)化的過程中，機械能的總量會減少。減少的機械能轉(zhuǎn)化為摩擦產(chǎn)生的____能。內(nèi)1．定義：如果物體受到____的作用，并且在這個____________通過了一段距離，我們就說這個力對物體做了功。2．做功的兩個必要因素：___________________和___________________________________。力沒有做功的三種情況：a.物體受到力的作用，但沒有移動距離；b.物體不受外力，由于慣性做勻速直線運動；c.物體通過的距離與受到的力的方向垂直。3．功的單位：_______，簡稱焦，符號是J。1焦＝1N·米?？键c四機械功(九上教材P82)力力的方向上作用在物體上的力物體在力的方向上通過一段距離焦耳4．功的計算公式：功＝力×距離，即W＝_______。(F表示力，單位是____，s表示沿力的方向上移動的距離，單位是____)。FsNm1．定義：單位時間內(nèi)做的功叫功率。2．意義：功率是用來描述物體_____________的物理量。功是能量轉(zhuǎn)化的_______，所以做功快慢也就是能量轉(zhuǎn)化的快慢。因此，功率是表示能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量。3．功率的單位：________，簡稱瓦，符號是W?？键c五功率(九上教材P85)做功快慢量度瓦特注意：1．功率表示物體做功的快慢，而不是做功的多少，做功多功率不一定大。2．汽車行駛在平坦的柏油路面時，需要的牽引力F較小，時速就可大些；在不平坦的路面行駛或上坡時，需要的牽引力較大，就必須改用低速行駛。

重點突破1．機械能的相互轉(zhuǎn)化能根據(jù)動能、重力勢能、彈性勢能定義予以識別，知道動能大小跟質(zhì)量、速度的定性關(guān)系；重力勢能大小與質(zhì)量、舉高高度的定性關(guān)系；彈性勢能與彈性形變的定性關(guān)系。由于機械能為動能與勢能之和，那么機械能的變化有時可通過比較物體變化前后兩種狀態(tài)的動能與勢能之和來判斷，有時可直接判斷過程中是否受到摩擦阻力等。例1如圖，輕質(zhì)彈簧豎直放置，下端固定于地面，上端位于O點時彈簧恰好不發(fā)生形變?，F(xiàn)將一小球放在彈簧上端，再用力向下把小球壓至圖中A位置后由靜止釋放，小球?qū)⒇Q直向上運動并脫離彈簧，不計空氣阻力，則小球()A．運動至最高點時，受平衡力作用B．被釋放瞬間，所受重力大于彈簧彈力C．從A點向上運動過程中，速度先增大后減小D．從O點向上運動過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能C變式1－1如圖，滾擺下降過程中，滾擺的__________能轉(zhuǎn)化為_____能。滾擺上下往復運動過程中，其每次上升所能達到的高度越來越低，滾擺在運動過程中的機械能_________(選填“增加”“減少”或“不變”)。重力勢動減少變式1－2如圖，彈簧下端懸掛一個實心小球，用手托住小球，小球靜止在A點，此時彈簧處于自然長度。釋放小球，小球向下運動到最低點B(不超過彈簧彈性限度)，小球從A點運動到B點的過程中，下列說法正確的是()A．小球的重力勢能一直在減少，動能一直在增加B．小球減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能C．彈簧的彈性勢能不斷增大D．小球運動到B點時，重力勢能最小，動能最大C2．功是能量轉(zhuǎn)化的量度做功的實質(zhì)就是能量轉(zhuǎn)化的過程。物體做了多少功，就有多少能量轉(zhuǎn)化為其他形式的能。因此當我們不便或不能直接求解能量時，可將所求能量轉(zhuǎn)換為通過判斷功的大小來實現(xiàn)。例2木塊在兩端開口且足夠長的豎直筒中自由釋放可向下作勻速直線運動；若木塊在其右側(cè)質(zhì)量為5千克的物體牽引下則可向上作勻速直線運動(繩子質(zhì)量及滑輪與轉(zhuǎn)軸、繩子間的摩擦均忽略不計)，如圖所示，問：(g取10牛/千克)(1)當右側(cè)物體剛落地時木塊所受到的摩擦力的方向為____________。(2)木塊的質(zhì)量為______千克。(3)若右側(cè)物體下落20厘米時其重力做的功為_______焦。豎直向下2.510變式2－1如圖甲所示，物體在水平拉力F的作用下由靜止沿粗糙水平面向右運動，0～6s內(nèi)拉力隨時間變化的規(guī)律如圖乙，速度隨時間變化的規(guī)律如圖丙，則在2～4s內(nèi)，物體克服摩擦力所做的功為()A．10J

B．30J

C．50J

D．80JB變式2－2

(2020，咸寧)如圖所示，質(zhì)量為50kg的同學在做仰臥起坐運動。若該同學上半身的質(zhì)量約為全身質(zhì)量的，則他上半身的重力約為______N，他在一段時間內(nèi)做了40個仰臥起坐，每次上半身重心上升的距離均為0.3m，則他在這段時間克服重力做的功約為______J。30036003．應用功率公式進行計算例3小華和媽媽去超市購物，她們將17kg物品放在小推車中推行，小推車在某段時間內(nèi)速度v隨時間t變化的關(guān)系圖像如圖所示。已知小推車重130N，所受阻力是總重的0.15倍。(g取10N/kg)(1)在0～10s內(nèi)，水平推力_______(選填“大于”“小于”或“等于”)阻力，阻力大小為_______N。(2)10～20s內(nèi)水平推力做了多少功？(3)10～20s內(nèi)水平推力的功率多大？大于45變式3學完《功率》一節(jié)后，老師布置了一項實踐性作業(yè)：利用生活中的測量工具，設計一種測量自己上樓功率的方案。請補充未完成的步驟(需要測量的物理量用相應的字母表示)：(1)_____________________________；(2)用皮尺測出所上樓梯的總高度h；(3)______________________________；(4)上樓功率的表達式P＝__________(g值用該字母表示即可)。用臺秤測出自身的質(zhì)量為m用秒表測量出上樓所用的時間t診斷自測1．如圖所示，木塊沿斜面從頂端勻速下滑的過程中，木塊的()A．重力勢能減小，動能增大B．重力勢能減小，機械能減小C．動能不變，機械能不變D．重力勢能不變，機械能減小機械能轉(zhuǎn)化及守恒B2．如圖所示是蹦床運動員表演的情景。運動員從最低點到達最高點的過程中，運動員的動能和重力勢能變化情況分別是()A．動能減小，重力勢能增大B．動能增大，重力勢能減小C．動能先增大后減小，重力勢能增大D．動能先減小后增大，重力勢能減小C3．如圖，木塊以一定的速度滑過A、B點，到C點滑出下落至D點。A和B、C和D之間的垂直距離均為h。若空氣阻力忽略不計，則對木塊在運動過程中能量變化的分析，正確的是()A．D點與A點相比，動能增加，勢能減少，機械能不變B．A點到C點減少的重力勢能大于C點到D點減少的重力勢能C．B點的動能可能等于A點的動能，但一定大于C點的動能D．B點的動能可能等于D點的動能，但一定大于A點的動能C4．(2021，溫州)一番茄從手中由靜止開始下落，撞擊水面時濺起許多水珠(如圖)，同時番茄仍有較大速度并繼續(xù)下沉。若不計一切機械能損耗，番茄從開始下落至剛好浸沒時減少的勢能()A．等于所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機械能總和B．大于所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機械能總和C．等于所有濺起的水珠在空中上升

過程中增加的機械能總和D．小于所有濺起的水珠在空中上升

過程中增加的機械能總和B5．(2021，嘉興)如圖是雨滴在空中下落過程中速度與時間的關(guān)系圖。雨滴在t1～t3三個時刻中具有的動能分別是E1、E2、E3，不考慮下落過程中雨滴的質(zhì)量變化，則動能的大小關(guān)系是()A．E1<E2<E3

B．E1>E2>E3C．E1<E2＝E3 D．E1＝E2<E3C6．(2021，紹興)滑板是深受青少年喜歡的一項體育運動。如圖是U形滑臺和運動員姿勢的簡化示意圖。運動員在滑臺A處由靜止自由下滑，不計滑臺摩擦和空氣阻力，僅依靠滑行過程中運動員姿勢的自然(不用力)變化，最有可能滑到滑臺C處的是()B7．如圖所示，一個靜止小球從A點沿粗糙程度相同的軌道下滑，經(jīng)B點到達C點，從A點到達C點的過程中，小球的動能____；小球的重力勢能____；小球的機械能____。(選填序號)①保持不變；②一直減??；③先增大后減小；④一直增大；⑤先減小后增大。③⑤②8．以下四幅圖中，克服物體重力做功的是()判斷力是否做功及大小判斷C9．在臺球比賽中，選手推動球桿撞擊白球，白球發(fā)生運動后碰撞其他球。以下說法正確的是()A．在水平桌面滾動的球受到了重力，重力對它做了功B．手推動球桿前進時，手對球桿做了功C．桌面對球的支持力做了功D．白球撞擊黑球后沒有靜止，是因為人的手還在對白球做功B10．(2020，溫州)科學中常用數(shù)學方法來表示某些量的關(guān)系。下列圖像中能用陰影面積表示相應的量是()功、功率相關(guān)判斷B11．(2021，湖州)一端封閉的兩個完全相同的玻璃管(如右圖所示)，甲中裝水，乙中裝食用油。兩個完全相同的金屬小球從O處靜止釋放，下落到P處，小球在食用油中下落的時間更長。比較兩小球從O處到P處的下落情況，則小球()A．重力勢能變化量不相同B．獲得的動能相同C．在食用油中重力做功慢D．機械能不變C12．如圖所示裝置，在水平拉力F的作用下，物體M沿水平地面做勻速直線運動，已知彈簧測力計讀數(shù)為10牛，物體M的運動速度為1米/秒(若不計滑輪與繩子質(zhì)量、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪與軸間摩擦)。那么在此過程中()A．物體M與地面間的摩擦力為5牛B．物體M與地面間的摩擦力為10牛C．水平拉力F做功的功率為20瓦D．1秒內(nèi)滑輪對物體M做功為10焦功、功率相關(guān)計算C13．跳繩是大家喜愛的體育運動之一，小金的質(zhì)量為50千克，每次跳起高度約為6厘米(人整體上升，如圖所示)，一分鐘跳100次，下列說法正確的是()A．向上起跳過程中小金的動能持續(xù)增大B．在整個跳繩過程中小金的機械能守恒C．小金跳一次克服重力做功約3焦D．小金在這一分鐘內(nèi)跳繩的功率約為50瓦D14．用手將一重為G的鐵球緩慢放在一彈簧上，放手后，鐵球從A位置開始向下運動，到達B位置速度達到最大，到達C位置小球的速度變?yōu)榱恪Ｒ阎狝C間的高度差為h，則從A位置到C位置鐵球的重力做功是______；在此過程中彈簧的彈性勢能增加量為______。B位置到C位置的過程中鐵球所受的重力_______(選填“大于”“小于”或“等于”)彈簧所施加的彈力。(整個過程中不計能量損耗)GhGh小于15．(2021，杭州)如圖所示，為兩個光滑的圓弧槽和一段粗糙的水平面相連接的裝置。將質(zhì)量為m的物體從左側(cè)圓弧槽A點由靜止釋放，最高到達右側(cè)圓弧槽B點處，然后再次滑下，最高到達左側(cè)圓弧槽C點處，其中A、B兩點距離水平面的高度分別為H、h。(忽略空氣阻力)(1)物體從A點滑到水平面時，重力所做的功為_______。(2)物體從A點滑到B點的過程中，損失的機械能轉(zhuǎn)化為物體內(nèi)能的效率為η，則物體到達B點時溫度升高了________________。(物體比熱容用c表示)(3)C點距離水平面的高度為_________。mgH2h－H16．(2020，湖州)小明在卸貨點用水平方向的推力把箱子推到D處，如圖甲。經(jīng)過A處4秒后在B處遇到方方，方方迅速取下小箱子，1秒后在C處小明調(diào)整了推力，繼續(xù)將大箱子推到D處才撤去推力。AD段推力與時間的關(guān)系如圖乙，箱子速度與時間的關(guān)系如圖丙。已知大箱子底面積為0.5平方米，質(zhì)量為20千克，小箱子質(zhì)量為5千克。(g取10N/kg)(1)BC段大箱子受到的摩擦力大小為________。(2)AB段大箱子對地面的壓強為_________。(3)CD段小明推力所做的功為________。80

N500Pa600J17．光滑斜面甲與水平面AB平滑連接。從斜面甲高H處靜止釋放小球，小球運動到B點靜止，如圖1。在AB上的C點平滑拼接另一光滑斜面乙，已知AB＝3AC，如圖2。回答下列問題。(1)如果小球從斜面甲高H處靜止釋放，說明小球在乙斜面到達的最大高度h與H的數(shù)量關(guān)系及理由。(2)要使小球在乙斜面到達的最大高度變?yōu)?h，小球應在甲斜面上多高處靜止釋放，并說明理由。18．(2020，臺州)圖中小朋友在玩滑梯游戲。小朋友坐在滑梯頂端，用手輕推滑梯，沿著滑梯開始下滑，且速度越來越大，同時感覺屁股發(fā)燙，到達底端時還會滑出一段距離。請說出其中蘊含的科學道理。答：①“用手輕推滑梯，沿著滑梯開始下滑”利用力的作用是相互的原理；②“沿著滑梯下滑”說明力能改變物體的運動狀態(tài)；③“速度越來越大”是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，相同物體，動能越大，速度越大；④“屁股發(fā)燙”是克服摩擦力做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；⑤“會滑出一段距離”是因為物體具有慣性，要保持原有的運動狀態(tài)。19．將普通塑料水管進行改裝，能做多個實驗。將塑料水管①側(cè)面開口并標上刻度，再將塑料水管②在側(cè)面不同高度開兩個大小合適的口。(1)將兩根塑料管按圖甲連接，選合適的滑塊放入管①，將一鋼球從管②的口放入后，靜止釋放。觀察并記錄_____________。取出鋼球，將滑塊移回原位，將鋼球從另一個口放入，重復實驗。該實驗可驗證動能大小與__________的關(guān)系。滑塊移動的距離速度大小(2)將兩根塑料管按圖乙連接，驗證“重力勢能大小與質(zhì)量的關(guān)系”。請你寫出實驗步驟：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。將一鋼球從管②的任一口放入，靜止釋放，觀察并記錄滑塊移動的距離；取出鋼球，將滑塊移回原位，將另一質(zhì)量不同的鋼球從同一口放入，重復實驗20．(2020，溫州)某跳傘運動員從飛機跳下，沿豎直方向降落，一段時間后打開降落傘，最后安全著地。已知運動員和跳傘設備的總重力為700牛，跳傘過程中下降的速度與時間的關(guān)系如圖甲所示。(1)圖甲中曲線OA段速度越來越大的原因是________________________________________________________________________。(2)圖乙是跳傘過程中部分階段的情景及受力示意圖，其中與圖甲曲線中CD階段對應的是______。(3)計算運動員和跳傘設備的總重力在AB段所做的功。

運動員和跳傘設備的總重力大于阻力③21．(2020，金華)隨著科技的發(fā)展，智能機器人不斷出現(xiàn)在賓館、醫(yī)院、車站等公共場所。被譽為抗疫“智”先鋒的醫(yī)用消毒機器人，可在無人環(huán)境下自主導航，利用閃蒸技術(shù)360°無死角消毒，在此次抗擊“新冠肺炎”中發(fā)揮著重要作用。某品牌消毒機器人部分參數(shù)如下表：(g取10N/kg)請分析計算下列問題：(1)該機器人以運行速度勻速行駛5分鐘，行駛的路程有多少米？(2)若該機器人裝載8千克消毒液并靜止在水平地面上，與地面接觸的總面積為0.008米2，此時該機器人對地面的壓強有多大？(3)該機器人在粗糙程度相同的水平地面上，以運行速度做勻速直線運動，若電池的輸出功率為140瓦，克服摩擦力做功的功率占電池輸出功率的35%，則該機器人受到的摩擦力多大？實驗突破實驗：探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)一、提出問題物體動能大小與哪些因素有關(guān)？二、建立猜想物體動能的大小可能與物體的質(zhì)量、物體的運動速度有關(guān)。三、實驗設計與實施實驗1：探究動能的大小與物體運動速度的關(guān)系改變：物體運動的速度控制：______________相同操作：讓______物體分別從斜面上不同高度處，由靜止開始沿斜面滾下，比較木塊被物體推出的距離s。物體的質(zhì)量同一實驗2：探究動能的大小與物體質(zhì)量的關(guān)系改變：物體的質(zhì)量控制：________________相同操作：讓___________________________________________________________________，比較木塊被物體推出的距離s。四、分析數(shù)據(jù)和現(xiàn)象物體運動的速度不同質(zhì)量的物體分別從斜面上相同的高度處由靜止開始沿斜面滾下物體動能大小與物體質(zhì)量有關(guān)物體動能大小與物體運動速度有關(guān)四、分析數(shù)據(jù)和現(xiàn)象實驗1：若高度越高，s越大，則表明________________________________________。實驗2：若質(zhì)量越大，s越大，則表明___