浙江省中考科学复习 第20课时 功和功率 机械能课件.ppt

第二篇物质科学 一 第20课时功和功率机械能 一 机械能考点1识别动能 重力势能和弹性势能a 1 动能是物体由于 而具有的能 2 势能 重力势能 物体由于 而具有的能叫做重力势能 弹性势能 物体由于 而具有的能叫做弹性势能 运动 被举高 弹性形变 考点2知道动能大小跟质量 速度的定性关系a动能的大小与物体的 及物体运动的 有关 质量相同的物体 运动的速度越大 它的动能越 运动速度相同的物体 质量越大 它的动能也越 考点3知道重力势能大小跟质量 举高高度的定性关系a重力势能的大小与物体的 及物体所处的 有关 考点4知道弹性势能大小跟弹性形变的定性关系a弹性势能的大小跟物体的材料以及 的大小有关 弹性形变越大 物体的弹性势能就越 质量 速度 大 大 质量 高度 弹性形变 大 考点5举例说出动能和势能的相互转化a单摆 将摆锤拉高一定的高度后放手 摆锤在向下摆动的过程中 转化为 在摆锤摆过中点后向上摆动的过程中 转化为 重力势能 动能 动能 重力势能 考点6描述机械能守恒的含义a动能和势能统称为 动能和势能之间可以 如果没有摩擦等阻力 那么在势能和动能的相互转化中 机械能的 即机械能守恒 注意不考虑阻力 考点7利用机械能守恒解释简单的现象b1 如果没有摩擦阻力 动能和势能在相互转化的过程中 机械能总量 2 如果存在摩擦阻力 动能和势能在相互转化的过程中 机械能的总量会减少 减少的机械能转化为摩擦产生的 能 机械能 相互转化 总量保持不变 保持不变 热 1 2015 杭州 如图所示是蹦床运动员表演的情景 运动员从最低点到达最高点的过程中 运动员的动能和重力势能变化情况分别是 a 动能减小 重力势能增大b 动能增大 重力势能减小c 动能先增大后减小 重力势能增大d 动能先减小后增大 重力势能减小 c 2 2015 丽水 2015年在苏州举行的第53届世乒赛中首次使用了 40 新球 新球与 40 旧球如图甲所示 小科想比较两种球的弹性大小 做了如下实验 将两球从相同高度由静止同时释放 比较两球落到同一桌面上弹起的高度得出弹性的大小 发现很难比较两球弹起的高度 继续观察 两球在桌面上反复弹跳 发现新球停止弹跳时 旧球还在弹跳 如图乙所示 多次实验结果相同 说明旧球的弹性比新球好 1 乒乓球下落过程中重力势能逐渐 2 该实验体现了转换的思想 将比较球的弹性分别转换为比较弹起的高度和 减小 弹跳时间 二 机械功考点8理解功的概念b1 做功的两个必要因素 和 2 功是作用于物体的力和物体在力的方向上移动的 的 考点9知道功的单位a功的单位 简称焦 符号是j 1焦 1牛米 作用在物体上的力 物体在力的方向上通过的距离 距离 乘积 焦耳 考点10应用功的公式进行简单的计算c公式 功 力 距离 即 力没有做功的三种情况 物体受到力的作用 但没有移动距离 物体不受外力 由于惯性做匀速直线运动 物体通过的距离跟它受到的力的方向垂直 注意 物体做功的多少与物体是否做匀速直线运动 速度多大 接触面是否粗糙均无关 w fs 三 功率考点11说明功率的概念b 1 定义 内做的功叫功率 2 意义 功率是用来描述物体 的物理量 考点12知道功率的单位a功率的单位 简称瓦 符号是w 1瓦 1焦 秒 单位时间 做功快慢 瓦特 考点13应用功率公式进行简单的计算c功率的公式 p fv考点14从能的转化来说明功率b 所以做功快慢也就是能量转化的快慢 因此 功率是表示能量转化快慢的物理量 p w t 功是能量转化的量度 3 2015 自贡 下列说法中正确的是 a 用手从地面竖直提起水桶 手竖直向上的拉力对水桶做了功b 提着水桶在路面上水平向前移动一段路程 手竖直向上的拉力对水桶做了功c 抛出手的铅球在空中向前运动的过程中 推力对铅球做了功d 用力推一辆汽车 汽车静止不动 推力在这个过程中对汽车做了功 a 4 2014 玉林 一个大人和一个小孩分别将5块完全相同的砖运到二楼 如图所示 这个过程中 下列说法正确的是 a 大人对砖做的功比小孩对砖做的功多b 大人对砖做的功比小孩对砖做的功少c 大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大d 大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率小 c 高频点1弹性势能的大小 例1 2015 孝感 如图所示 电梯内一弹簧下挂一物块 当整个电梯突然向上做加速运动时 下列说法正确的是 a 物块速度变大时其惯性增大b 弹簧对物块的拉力等于物块的重力c 弹簧对物块的拉力等于物块对弹簧的拉力d 弹簧伸长了 弹性势能不变 c 解析 a 惯性是物体保持运动状态不变的性质 与物体速度等因素无关 只与物体质量有关 质量越大的物体 惯性越大 所以物块速度变大时 其惯性不变 a说法错误 不符合题意 b 当整个电梯突然向上做加速运动时 弹簧对物块的拉力大于物块的重力 b说法错误 不符合题意 c 弹簧对物块的拉力与物块对弹簧的拉力是一对相互作用力 而相互作用力的大小相等 c说法正确 符合题意 d 弹簧的弹性势能与弹簧的材料及弹簧的长度变化量有关 对于同一弹簧 弹簧的长度变化量越大 弹簧的弹性势能越大 d说法错误 不符合题意 故答案选c 1 2014 杭州 用手将一重为g的铁球缓慢放在一弹簧上 放手后 铁球从a位置开始向下运动 到达b位置速度达到最大 到达c位置小球的速度变为零 已知ac间的高度差为h 则从a位置到c位置铁球的重力做功是 在此过程中弹簧的弹性势能增加量为 b位置到c位置的过程中铁球所受的重力 填 大于 小于 或 等于 弹簧所施加的弹力 整个过程中不计能量损耗 gh gh 小于 高频点2动能势能的相互转化 例2 2015 德州 某运动员做蹦极运动 如图甲所示 从高处o点开始下落 a点是弹性绳的自由长度 在b点运动员所受弹力恰好等于重力 c点是第一次下落到达的最低点 运动员所受弹性绳弹力f的大小随时间t变化的情况如图乙所示 蹦极过程视为在竖直方向的运动 下列判断正确的是 a a 从a点到b点过程中运动员加速下落b 从b点到c点过程中运动员重力势能增大c t0时刻运动员动能最大d 运动员重力大小等于f0 解析 从a到b 绳子伸长 绳子的拉力不断变大 拉力小于重力的过程中 合力向下 故加速度也向下 a正确 从b点到c点过程中相对地面的距离一直在减小 故重力势能减小 b错误 t0时刻弹性绳弹力最大 形变最大 运动员达到最低点 速度为0 动能最小 故c错误 由图乙可知运动员的重力小于f0 故d错误 2 如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景 铅球离手后 在空中飞行过程中动能ek随时间t变化的曲线最接近的是 a 解析 由于铅球离手后上升到一定高度再下落 在铅球上升过程中动能减小 到最高点时动能最小 但不会不存在动能 下落过程中动能增加 高频点3功 功率的简单计算 例3 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 答案 1 0 8m s 2 9 6 105j 3 1 6 104w 解析 1 电梯上升的高度h 48m 用时t 60s 电梯上升的平均速度 2 拉力在0 4m做的功 w1 f1h1 2 5 104n 4m 1 0 105j 拉力在4 44m做的功 w2 f2h2 2 0 104n 40m 8 0 105j 拉力在44 48m做的功 w3 f3h3 1 5 104n 4m 0 6 105j 所以 上升过程拉力做的功 w w1 w2 w3 1 0 105j 8 0 105j 0 6 105j 9 6 105j 3 拉力做功的功率 3 学校新近买了30套总质量为300千克的实验器材 每套一箱 实验员需要把这批实验器材搬运到15米高的实验室 1 该实验员在搬运中 对实验器材总共做功 焦 44100 2 假设他身体可以向外提供的功率p与所搬运物体的质量m的关系如图所示 每次他搬起箱子 放下箱子和下楼的时间t与所搬运物体的质量m关系如表所示 那么他搬完全部箱子 且回到开始搬运处 所用最短时间为 秒 计算结果精确到0 1 1501 8 解析 1 知道实验器材的总质量 利用重力公式求受到的重力 又知道上升的高度 利用w gh求实验员在搬运中对实验器材做的功 2 从p m图像得出三种搬运方法的功率 在 1 中求出了将实验器材全搬到楼上做的总功 利用p w t算出搬运器材上楼用的时间t 从表中数据可以得出每种搬运方法每次搬起箱子 放下箱子和下楼的时间 乘以搬运次数得出每种搬运方法搬起箱子 放下箱子和下楼的时间t t总 t t 为每种办法所用的总时间 通过计算回答 提醒 当重力大于弹性绳对运动员拉力时 运动员做加速运动 当弹性绳对运动员拉力大于重力时 运动员做减速运动 例4 2014 长沙 如图所示是蹦极运动的简化示意图 弹性绳一端固定在o点 另一端系住运动员 运动员从o点自由下落 到a点处弹性绳自然伸直 b点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点 c点是蹦极运动员到达的最低点 忽略空气阻力 下列说法正确的是 a 从o点到c点运动员速度一直减小b 从o点到c点运动员的机械能一直在增大c 从o点到c点运动员的机械能一直在减小d 从o点到a点运动员的机械能不变 d 解析 根据题意可知 从o点到b点的过程中 重力大于弹性绳对运动员的拉力 因此速度越来越大 从b点到c点的过程中 弹性绳对运动员拉力大于重力 运动员的速度开始减小 到达c点时 速度为零 由于不计空气阻力 因此整个过程能量守恒 故abc都是错误的 故选d 例5 2015 衢州 图甲为玩具 跳跳杆 及组成部件 相关信息见表 杆内的弹簧可以自由伸缩 人站上踏板后弹簧受拉伸长 随后收缩将人向上弹起 带动跳跳杆一起向上运动 由于重力作用 人和跳跳杆在到达最高处后会下落 杆着地后 人继续往下运动拉长弹簧 接着弹簧又收缩将人向上弹起 所以人就和杆一起连续跳动 1 人站上踏板弹簧向下伸长的过程中 下列说法正确的是 a 人的重力势能减小b 弹簧的弹性势能增大c 人的机械能守恒 ab 2 玩跳跳杆需要保持身体的平衡和动作的协调 这主要是 填 大脑 小脑 或 脑干 的功能 3 如图乙 质量为60kg 双脚面积为0 04m2的同学在玩跳跳杆 当弹簧的长度为56cm时 踏板与他的双脚完全接触 此时弹簧的弹力通过踏板对脚的压强是多少 踏板的重力忽略不计 弹簧的长度与所受拉力关系如图丙 答案 当弹簧长度56cm时 弹簧的弹力f 800n 受力面积s 0 004m2 2 0 008m2 p f s 800n 0 008m2 1 105pa 小脑 4 上题中的同学在水平地面上连续跳了20次 杆每次上升的高度平均为0 2m 则弹簧克服杆本身重力做功 j 假设杆始终竖直 从能量利用角度分析 跳跳杆本身的重量应该 所以人就和杆一起连续跳动 解析 1 弹簧向下伸长时 人下降 重力势能减小 转化为弹簧的弹性势能 2 小脑控制人的平衡 4 w gh 25n 0 2m 20 100j 跳跳杆自身越轻 在做功时消耗的额外功就越少 100 小一点或轻一点 友情提示 本栏目建议午休时间完成 1 2015 邵阳 如图 小虎用水平向右的力推放在水平地面上的箱子 但没有推动 则此时 a 小虎的推力小于箱子受到的阻力b 小虎的推力大于箱子受到的阻力c 小虎对箱子做了功d 小虎对箱子没有做功 d 第1题图 2 2015 成都 如图所示 直升飞机悬停在空中 下列对直升飞机能量的分析 正确的是 a 直升飞机具有重力势能b 直升飞机的动能不断转化为重力势能c 直升飞机的重力势能不断转化为动能d 直升飞机的机械能在不断增大 a 第2题图 解析 直升飞机由于处于一定的高度 所以具有重力势能 故a正确 由于飞机停在空中不动 重力势能不变 所以b c错 飞机悬停在空中时 动能和重力势能都不变 所以机械能不变 故d错 应选a 3 2014 雅安 如图所示 足球以初速度沿着凹凸不平的草地从a运动到d 下列分析正确的是 a 在b d两点动能相等b 在a d两点机械能相等c 从b到c的过程机械能减少d 从c到d的过程重力势能减少 c 第3题图 4 2015 大连 如图所示 一弹簧的左端固定 右端连接一个小球 把它们套在光滑的水平杆上 a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置 b点是弹簧原长时小球的位置 c点是小球到达最右端的位置 则小球由a点运动到c点的过程中 下列说法正确的是 a 小球在a点 弹簧的弹性势能最小b 小球在b点 小球的速度最小c 从a到b点 小球的动能逐渐增大d 从b点到c点 弹簧的弹性势能逐渐减小 c 第4题图 5 2013 苏州 如图所示的四个实例中 机械能正在减小的是 c 6 把篮球抛向空中 忽略空气阻力 如图哪一图像能正确反映球离手后至落回地面前机械能 e 与篮球离地高度 h 的关系 解析 把篮球抛向空中 忽略空气阻力 只有动能和势能的相互转化 机械能守恒 机械能不变 a 7 2015 镇江 如图1所示 静止在水平面上的物块 受水平拉力f作用 f随时间t的变化关系如图2所示 从t 0开始 小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图3所示 下列说法正确的是 a 0 4s内 物块受到的摩擦力为4nb 8 10s内 物块受到的摩擦力为6nc t 10s时 物块的速度一定小于5m sd 若16s时撤去f 物块将做匀速直线运动 c 第7题图 8 2013 内江 如图甲所示 物体在水平拉力f 12n的作用下 沿水平地面向右做直线运动 传感器发出的超声波遇到运动的物体后将被反射回传感器 传感器显示出物体在水平方向通过的距离随时间变化的s t图像 如图乙所示 则 1 在0 15s内 物体受到的摩擦力的大小是多少 方向如何 2 在0 15s内 拉力f的功率是多少 答案 1 12n 方向水平向左 2 24w 第