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1、第十二讲 功和机械能考点 梳理知识点一、力学中的功1.定义：一个 作用在物体上，如果物体在这个力的方向上通过了一段 ，这个力就对物体做了功。2.做功的两个必要因素:一是有 作用在物体上，二是物体在这个力的方向上移动了 。知识点1 功力距离力距离二、功的计算1.定义：力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。2.公式： 。3.单位： 。1J= Nm。4.常考功估测：从地上拿起一个鸡蛋缓缓举过头顶，人对鸡蛋做的功约为1J；普通中学生从一楼走到三楼克服自身重力做的功约为3000J；将地面上的物理课本捡起来放到课桌上，人对课本做的功约为2J。W=Fs焦耳（J）1力对物体不做功的三种情况理解理
2、解举例举例劳而无功物体受到力的作用，但没有移动距离推桌子时，未推动；搬石头时，未搬起不劳无功物体由于惯性而运动一段距离踢出去的足球向前滚动垂直无功物体运动的方向跟力的方向垂直用手提着水桶在水平方向运动夺分点拨示例1一位同学正在进行投掷实心球的训练，以下情境中，他对球做功的是( )A手拿球静止B手托球水平匀速直线运动C将球举起D抛出后的球在空中继续运动C1.定义：功与做功时间之 叫做功率。2.物理意义：表示 的物理量。如某小轿车功率为66kW，表示小轿车1s内做功 J。3.公式： 。4.单位： 。常用单位：千瓦（kW）。换算关系：1kW= W,1W= J/s。5.常考功率估测：普通中学生从一楼走
3、到三楼克服自身重力做功的功率约为100W；普通中学生跳绳的功率约为75W。知识点2 功率比做功快慢6.6104P=W/t瓦特(W)10311.对功和功率的理解：功表示做功的多少，功率表示做功的快慢。功率大的做功不一定多，做功多的功率也不一定大,但功率大的机械做功一定快。在分析功和功率的关系时，必须考虑一个主要因素时间。2.功率推导式P=W/t=Fv的应用：适用于物体做匀速直线运动，其中v的单位是m/s。此公式对功率的实际应用有较大的意义，如汽车发动机的功率一定时，由F=P/v可知，牵引力与速度成反比，所以汽车爬坡时，司机采取的措施是换挡减速，以获取更大的牵引力。夺分点拨示例2妈妈与小明进行爬山
4、比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是( )AW1 W2=1 1BW1 W2=2 3CP1 P2=2 1DP1 P2=2 3D知识点3 动能和势能类别类别动能动能势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 而具有的能物体由于发生 . 而具有的能影响因素物体的 和 .物体的 和 .物体的 .运动高度弹性形变质量运动速度质量被举起的高度弹性形变类别类别动能动能势能势能重力势能弹性势能判断有无物体运动必定具有动能；速
5、度为零，动能为零物体被举高必定具有重力势能；被举起的高度为零，重力势能为零物体有弹性形变必定具有弹性势能；反之，则无说明（1）物体能够 ，就说这个物体具有能量，简称能。能量的单位是 ；（2）一个物体能够做的功越多，表示这个物体具有的能量越 ；（3）正在做功的物体一定具有能量，但具有能量的物体不一定在做功；（4）判断重力势能的大小，一般是以水平地面为标准对外做功焦耳（J）大一、机械能1.定义：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。2.机械能的转化和守恒：如果只有动能与势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和 ，或者说，机械能是守恒的。二、水能和风能的利用1.水能及其利用：流动的水
6、具有动能，高处的水具有势能（重力势能），水所具有的机械能统称为水能。让水流冲击水轮转动，用来汲水、磨面，也可以用来发电。2.风能及其利用：风所具有的机械能统称为风能。生活中利用风能来发电。知识点4 机械能及其转化保持不变示例3如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的( )A重力势能减小，动能增大B动能不变，机械能不变C重力势能减小，机械能减小D重力势能不变，机械能减小C命题点：力是否做功的判断1.下列实例中，力做了功的是( )A. B. C. D.教材图片解读A命题点：功、功率大小的比较2.如图所示，体重较重的大人与较轻的小孩爬上相同的楼梯所用时间相同，下列说法正确的是( )A.大人
7、与小孩做功一样多，两人功率相同B.大人与小孩做功一样多，小孩功率大C.大人比小孩做功多，大人功率大D.大人比小孩做功多，小孩功率大C命题点：机械能及其转化3.如图是人造地球卫星的轨道示意图，人造地球卫星在大气层外环绕地球运行过程中，它在远地点的势能 （选填“大于”“小于”或“等于”）它在近地点的势能；它从近地点向远地点运行的过程中，速度 （选填“变大”“变小”或“不变”）。大于变小考法 聚焦重难点1.克服重力做功：确定重力G；确定重力在竖直方向移动的距离h；根据W=Gh计算功（h的单位：m）；根据P=W/t计算功率（t的单位：s）。焦点1 功、功率的相关计算（重点）2.拉力F（或阻力f）做功：
8、根据“匀速运动”关键词利用二力平衡求得拉力F（或阻力f）；确定沿力的方向移动的距离s；根据W=Fs（或W=fs）计算功（s的单位：m）；根据P=W/t计算功率（t的单位：s），也可通过P=Fv计算功率（v的单位：m/s）。样题1一位体重为500N的同学在跳绳测试中，1min跳180次，设每次腾空的最大高度为4cm，他在跳绳过程中，每跳一次克服重力做的功为 J，整个过程他克服重力所做的功为 J，做功的功率为 W。203.6103601.一辆共享电动自行车行驶时电机输出功率为100W时，可以在平直的公路上以18km/h的速度匀速行驶，则此时该电动自行车所受的阻力为 N，按此速度，该电动自行车行驶5
9、km克服阻力做的功为 J。201105样题21.小黄车即ofo共享单车，它的出现给银川市民带来了极大的方便。小明家距离学校1.2km，他骑着小黄车从家到学校用了4min。若小明蹬自行车的平均功率为500W，求小明从家到学校的过程中：（1）平均速度；（2）牵引力做的功；（3）牵引力的大小。对应训练解：（1）平均速度：vs/t1.2103m/(460s)5m/s；（2）由PW/t可得，牵引力做的功：WPt500W460s1.2105J；（3）由WFs可得，牵引力的大小：FW/s1.2105J/1.2103m100N。从隐含条件中判断速度、高度、质量的变化情况：（1）判断速度大小的变化：匀速（v不变
10、），加速（v变大），减速（v变小）。（2）判断高度的变化：上升（h变大），下降、下滑（h变小）；近地点（h最小），远地点（h最大）。（3）判断质量的变化：投放救灾物资的飞机、正在洒水的洒水车（m减小），空中加油机给直升机加油（直升机质量增大，加油机质量减小）。（4）判断机械能的变化：光滑（无摩擦力做功，机械能不变）；粗糙（克服摩擦力做功，机械能减少）。焦点2 机械能及其转化（重点）样题3如图所示，过山车是一项惊险刺激的游戏项目，下列关于过山车的机械能说法正确的是( )A.刚开始过山车匀速被拉升时，机械能不变B.过山车向下俯冲时，重力势能转化为动能C.通过环形轨道最高点时，重力势能最大，动能为0
11、D.过山车在运行过程中机械能守恒B2.关于机械能及其转化,下列说法中不正确的是( )A.冰壶从离开手到停下来的过程中,机械能转化为内能B.降落伞匀速下降的过程中,重力势能变小,动能不变C.只要物体的位置发生变化,物体的重力势能就一定会发生变化D.电梯匀速上升时,动能不变,重力势能增大,机械能增大C对应训练3.夏日荷花盛开,飘来阵阵花香,这是 现象;“弓开如满月,箭去似流星”形容射箭运动员拉弓放箭的情形,那么在这个过程中弓的 能转化为箭的 能扩散弹性势动素养提升 突破重点实验1.实验器材：质量不同的小球、木块、斜面。2.实验方法：（1）转换法的应用:通过水平面上木块移动的距离来反映小球动能的大小
12、，木块移动得越远，表示小球的动能越大。（2）控制变量法的应用：探究动能大小与质量的关系:控制质量不同的小球从斜面上相同的高度释放；探究动能大小与速度的关系:控制同一小球从斜面上不同的高度释放。实验 探究物体的动能跟哪些因素有关3.实验操作要点及注意事项：（1）让小球从斜面的同一高度由静止开始滚下的目的：控制小球到达水平面时的速度相同。（2）木块最终停止的原因：木块在水平面上受到摩擦力的作用。4.实验数据及实验分析：（1）实验推理与假设:水平面绝对光滑，木块将做匀速直线运动。（2）实验中能量的转化：小球从斜面滚下的过程中：重力势能转化为动能；木块在水平面运动直至静止：动能转化为内能。（3）实验评
13、价与改进：实验中木块被撞出了水平面，改进措施：减小斜面的倾斜程度、降低小球从斜面上滚下的高度、换用更长的木板、减小小球的质量等;实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较，改进措施：增大小球从斜面上滚下的高度、增大小球的质量、将木块换成小车、减小水平面的粗糙程度等。5.实验结论：质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。6.拓展：超速时，质量不变，速度较大，动能较大；超载时，速度不变，质量较大，动能较大。样题如图1所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一光滑斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离
14、s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1h3h2，mAmBmC。（1）小钢球在滚下斜面的过程中，它的 能转化为动能，其动能大小是通过 （选填“高度h”或“距离s”）的大小来反映的。重力势距离s（2）小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有 ，小木块最终会停下来是因为受到 的作用。（3）分析比较甲、乙两组实验可得出结论：物体质量相同时，速度越大，动能越 。（4）分析比较 两组实验可得出物体的动能与质量的关系。（5）如图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高 。惯性阻力（或摩擦力）大甲、丙车速（1）让质量相同的小钢球从同一斜面的不同高度由静止滚下，目的是 。（2）若斜面
15、光滑，则小钢球从斜面顶端由静止滚到斜面底端的过程中，其机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。（ 3 ） 如 果 水 平 面 是 光 滑 的 ， 小 木 块 受 到 小 钢 球 撞 击 后将 。控制小钢球到达水平面的速度相同不变做匀速直线运动问题补充（4）小明根据实验现象认为：小钢球推动小木块移动一段距离后都要停下来，所以小钢球和小木块的机械能最终消失了。你认为他的观点是否正确： ，理由是 .（5）小明利用上述实验器材还准备探究“阻力对物体运动的影响”。为完 成 探 究 任 务 ， 他 还 选 用 了 毛 巾 和 棉 布 进 行 实 验 ， 其 目 的是 。不正确机械能没有消失，只是克服摩
16、擦做功转化成了内能改变物体所受阻力的大小考场 走进益阳中考1.(2018益阳)某建筑工地上一台升降机的箱体连同货物的重量为1500N,在10s内从楼的1层上升到5层,如果每层楼高3m,升降机电动机至少做 J的功,功率至少是 W1.81041.8103命题点1 功和功率的相关计算2.(2016益阳)如图所示,重为150N的物体在大小为40N的水平拉力F作用下,向右匀速运动了10m,所用时间为20s,则拉力做的功是 J,拉力做功的功率为 W400203.(2017益阳)跳伞是一项极具挑战的运动,现在越来越受到人们的喜爱在某次跳伞训练过程中,一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直
17、跳下,其速度与时间的关系如图所示,经15s下落210m后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时30s,求在这个过程中:(1)运动员下落的平均速度;(2)重力做的功;(3)匀速下降时重力做功的功率解:(1)015s下落高度:s1=210m,1530s下落高度:s2=v2t2=6m/s15s=90m,下落总高度:s总=s1+s2=210m+90m=300m,运动员下落的平均速度:v=s总/t总=300m/30s=10m/s;(2)重力做的功:W=Gs总=500N300m=1.5105J;(3)匀速下降时重力做的功:W2=Gs2=500N90m=4.5104J,重力做功的功率:P=W2/t2=4.5104J/15s=3103W4.(2014益阳)电梯的简化模型如图甲所示考虑安全舒适省时等因素,电梯速度要经过增大不变和减小的过程,这一过程是通过改变拉力大小来实现的某次上升过程中电梯所受拉力F随上升高度h变化的图像如图乙所示,这个过程用时1分钟求在这个过程中:(1)电梯上升的平均速度;(2)拉力做的功;(3)拉力做功的功率解:(1)电梯上升的平均速度:v=s/t=48m/60s=0.8m/s;(2)拉力做的功:W=Fs=2.5104N4m+2.0104N40m+1.5104N4m=9.6105J;(3)拉力做功的功率:P=W/t=9.6105J/60s=1.6104W
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