功和机械能专题.ppt

专题24功和机械能,考点知识梳理,中考典例精析,专题训练,考点一功1力学里所说的功包含两个必要因素：一是作用在物体上的_，另一个是物体在_上移动的_。2在物理学中，把_与在_方向上移动的_的乘积叫做功，公式：W_，单位：_。3功的原理：使用机械时人们所做的功都_不用机械时所做的功，即使用任何机械都_。,力,力的方向,距离,力,力的,距离,Fs,焦耳,不少于,不省功,考点二功率4物体在_内做的功，叫做功率，它是表示物体做功_的物理量，公式：P_，单位：_。5P_，由该公式可知，在功率P一定时，力F与速度v成反比。,单位时间,快慢,瓦特,Fv,考点三机械效率6_与_的比值叫做机械效率，公式：_。有用功总是小于总功，所以机械效率总_，通常用_表示。7机械效率的计算：(1)斜面：_；(2)用滑轮组提升物体时：_。,有用功,总功,小于1,百分数,影响滑轮组机械效率的因素(不考虑绳重和摩擦)：同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越高；提升同一物体，动滑轮越重，机械效率越_。,低,考点四机械能8物体_对外做功，表示这个物体具有能量。一个物体能够做功，并不一定正在做功。挂在树上的苹果，没有做功，但只要掉下来就能做功，所以它具有能。9物体由于_而具有的能叫动能。物体的动能与_和_有关。质量相同，速度越大，动能_；速度相同，质量越大，动能_。10物体由于_而具有的能叫重力势能。重力势能的大小与_和_有关，质量相同，高度越大，重力势能_；高度相同，质量越大，重力势能_。,能够,运动,质量,速度,越大,越大,被举高,质量,高度,越大,越大,11物体由于发生了_而具有的能叫弹性势能，物体发生_越大，弹性势能越大。重力势能和弹性势能统称为_。,弹性形变,弹性形变程度,势能,考点五机械能及其转化12_和_统称为机械能，动能和势能可以相互转化，在只有_和_相互转化时，机械能的总量_。13能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式_为另一种形式，或者从一个物体_到另一个物体，而在_和_过程中，能量的总量_，这就是能量守恒定律。,动能,势能,动能,势能,不变,转化,转移,转化,转移,保持不变,（2011义乌）掷实心球是我市初中生体育测试项目之一。某同学将质量为2千克的实心球从地上拿起，用双手举高2米后用力抛出，球恰好落在9分线上。在举高过程中该同学克服实心球的重力做功_焦(g取10牛/千克)。【解析】功包含的两个因素为作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离。实心球在力的作用下被举高，根据WGh2kg10N/kg2m40J【答案】40,一足球运动员用100N的力踢一个重为5N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了30m，在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为()A3000JB500JC150JD0J,D,（2011杭州）如图所示，小王用两个相同的滑轮组(摩擦不计)，分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中G1G2，则所用的拉力F1_F2(填“”“”或“”)，其机械效率1_2。(填“”“”或“”),【答案】,利用下图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F50N，则该装置的机械效率是()A40%B50%C80%D100%,A,（2011绍兴）如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上，压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器(压力不超过最大值)，压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一电路。压力传感器不受力时电流表示数是I0。t0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。整个过程中，不计能量损失，电流表示数I随时间t变化的图像如图乙所示，则(),At1时刻，小球动能最小Bt2时刻，弹簧的弹性势能最小Ct2t3这段时间内，弹簧的弹性势能先增加后减少Dt2t3这段时间内，小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能【解析】本题借自由落体与电路图像相结合，考查机械能及转化，难度较大。0t1时刻，球自由下落，动能逐渐增大，t1时刻动能最大，故A错；t1t2时刻，球接触弹簧，动能和重力势能逐渐转化为弹性势能，t2时刻弹性势能达到最大，动能最小，故B错；t2t3时刻，弹簧恢复形变，弹性势能转化为动能和重力势能，因不计能量损失，且图像变化均匀没有衰减，据能量守恒，球得到的动能小于减少的弹性势能，故D对。【答案】D,如图所示，“套圈”出手后，从a点到c点过程中(不计空气阻力)，下列说法正确的是()A“套圈”由a到b的过程中，动能逐渐增大B“套圈”在b点的机械能大于a点的机械能C“套圈”在b到c过程中，机械能逐渐变小D“套圈”由a到b再到c过程中，重力势能先变大后变小,D,功和机械能（时间：50分钟分值：100分）,一、选择题(每小题4分，共44分)1(2011株洲)用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体，两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离s的关系图像如图所示，由图可知，甲、乙两个力的大小关系是()AF甲F乙BF甲F乙，所以A选项正确。答案：A,2(2011广州)跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员()A助跑阶段机械能不变B起跳时机械能为零C经过最高点时动能最大D经过最高点时重力势能最大解析：助跑阶段速度越来越大，动能越来越大，重力势能不变，机械能变大，故A选项错误；起跳时运动员具有较大的动能，因此机械能不为零，故B选项错误；经过最高点时，动能转化为重力势能，因此重力势能变大，动能变小，故C选项错误；经过最高点时，运动员位置最高，重力势能最大，故D选项正确。答案：D,3(2011桂林)如图是小明在体育考试中测试“引体向上”时的示意图。关于“引体向上”，下列说法中正确的是()A身体悬挂不动时，势能为零B身体上升时，重力做功，势能减少C身体下降时，重力做功，势能增加D身体上升时，克服重力做功，势能增加解析：重力势能的大小决定于物体的质量和高度，身体悬挂不动时，人仍然有一定高度，所以重力势能不为零，故A选项错误；身体上升时。克服重力做功，高度增加，重力势能增加，故B选项错误，D选项正确；身体下降时，重力做功，高度减小，重力势能减小，故C选项错误。答案：D,4(2011广安)在一次参观中，外地游客丁先生从渠江公园乘电梯到思源广场，在电梯匀速上升的过程中，丁先生的()A重力势能不断增大B动能不断增大C机械能保持不变D动能转化为重力势能解析：电梯匀速上升时，丁先生的动能不变，重力势能增加，机械能增加，这一过程是电能转化为机械能，因此只有选项A正确。答案：A,5(2010中考变式题)如右图所示，是探究“动能的大小与什么因素有关”实验的示意图。小球从a处滚下，在c处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到d处停下。下面的一些判断正确的是()A从a到b，小球的势能不变，动能增大B从b到c，小球的势能增大，动能增大C到达c处，小球的势能最小，动能最大D到达d处，小球的动能为零，小木块的动能最大,解析：小球从a到b，高度减小、速度增大，重力势能减小，动能增大，势能转化为动能，A错误；从b到c，小球继续下降，势能减小，动能增大，B错误；到达c处，小球高度最低，势能最小，动能最大，C正确；到达d处时，小球与木块共同停下，所以二者的动能都变成零，D也错误。答案：C,6(2012中考预测题)下列简单机械中，能省功的是()A扳手B天平C理发剪刀D以上三个均不省功解析：根据功的原理，使用任何机械都不省功，因此D项正确。答案：D,7(2011威海)图中是一个两面光滑的斜面，大于，同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点，所需拉力分别为FA、FB，所做功分别为WA、WB，则()AFAFBWAWBBFAFBWAWB解析：因两个斜面均光滑，根据功的原理可知，沿两个不同斜面将同一物体匀速拉到顶端，所做的功相等，由功的原理可知FGh/L，沿边AC拉上顶端所用的拉力较小。答案：B,8(2011重庆)如图所示，用拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是()A对物体做的功是额外功B拉力F做的功是有用功C拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍D增加物体重力可以增加滑轮组的机械效率,答案：D,9(2012中考预测题)载人飞船完成各项任务后，在返回的过程中，返回舱进入大气层将通过一段黑障区，这一段时间飞船将“烧成”一个大火球，如图所示，而飞船内的宇航员和设备则安然无恙。下列说法正确的是()A飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦内能转化为机械能B飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦机械能转化为内能C飞船“燃烧”是航天员为了消除太空细菌采取的高温消毒措施D飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，从而放出了大量的热保护了飞船,解析：飞船在返回地球过程中，离地面越来越近，速度很大，进入大气层，与空气摩擦产生热量而使飞船成为一个火球，暗示其内能增大。飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，从而吸收大量的热保护了飞船。本题答案为B。答案：B,10(2011北京)(多选)小阳打排球，排球离开手后向上运动到一定高度又落回地面。不计空气阻力。关于排球离开手后的运动过程，下列说法中正确的是()A排球在上升过程中，小阳对排球做功B排球在下落过程中，排球的重力势能变小C排球在上升过程中，排球受到的力的方向竖直向下D排球在下降过程中，排球所受的重力做功越来越快解析：排球在上升的过程中，小阳对排球已经没有力的作用，故不可能做功，A选项错误；排球下落的过程中，高度降低，故重力势能变小，B选项正确；排球在上升的过程中，排球受到的力只有重力，故方向是竖直,向下，C选项正确；排球在下落的过程中，速度越来越大，即单位时间通过的s变大，做功越来越快，D选项正确。答案：BCD,11(2012中考预测题)将一支有弹力后盖的圆珠笔按在桌面上，松开手，发现圆珠笔将竖直向上跳起。下列是圆珠笔从松手到上升至最高点的过程中有关能量转化的分析，正确的是()A动能重力势能弹性势能B内能动能重力势能C弹性势能动能重力势能D动能重力势能内能解析：圆珠笔弹起时弹簧的弹性势能减小，动能增大，弹性势能转化为动能；上升过程中动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能，因此C项正确。答案：C,二、填空题(每空3分，共30分)12(2011嘉兴)请分析以下两个有关能量的问题。(1)“强弩之末势不能穿鲁缟者也”。强弩之末不能穿透薄薄的丝绸，说明物体的动能大小与它的_有关。(2)旋转图中的吸管后，将可乐罐放在桌面上，罐就会运动起来，这是因为罐中的橡皮筋积蓄了_能。,解析：本题考查影响动能和弹性势能大小的因素。物体的动能大小与其质量和速度有关，“强弩之末”说明其速度很慢，此时动能很小，所以不以穿透薄薄的丝绸；物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，橡皮筋发生弹性形变后，积蓄了弹性势能。答案：(1)速度(2)势(弹性势),13(2011衢州)2010年10月1日，“嫦娥二号”由长征三号丙运载火箭发射升空。火箭在加速上升过程中，燃料燃烧时把化学能转化为_能，使火箭的机械能增大；火箭利用向后喷出气流而使自身受力前进。这是运用了力的作用是_的原理。解析：本题中火箭上升过程中化学能转化为内能，且火箭受到的力是相互的，火箭受到气流的作用力，同时气流也受到火箭的作用力。答案：内(或热)相互,14(2010中考变式题)如图，长为3米的匀质平板的中点能绕固定的支点转动，平板与水平地面的夹角为30，在板上站两个小孩。已知20千克的甲小孩位于板的中点，30千克的乙小孩位于板的左端。现两个小孩均以0.1米/秒的速度同时向右慢慢移动，_秒时间后平板开始转动；乙同学在这一过程中克服自身重力做功的功率为_瓦。(g10牛/千克),解析：当杠杆处于平衡状态时杠杆开始转动，根据杠杆的平衡条件：G甲l甲G乙l乙，20千克10牛/千克l甲30千克10牛/千克(1.5米l甲)，得l甲0.9米，所以当甲、乙都走0.9米时杠杆开始转动，甲、乙走的时间为ts/v0.9米/(0.1米/秒)9秒。乙小孩在这一过程中上升的高度为0.45米，PW/tGh/tmgh/t30千克10牛/千克0.45米/9秒15瓦。答案：95,15(2011宁波)2011年5月15日，在国际田联钻石联赛上海站男子110m栏比赛中，刘翔首次采用七步上栏技术，并以13.07s获得冠军，创造了该项目今年世界最好成绩！(1)在这次比赛中，刘翔跑完110m的平均速度是_m/s；(保留两位小数)(2)若体重为87kg的刘翔在跨栏时重心上升了0.32m，则他每跨过一个栏需要克服重力做功_J。(g取10N/kg),答案：(1)8.42(2)278.4,16(2012中考预测题)洒水车在工作时做匀速直线运动。一辆洒水车从街道的一头工作到街的另一头，它的动能将_，车轮所受路面的摩擦力将_。(填“增大”“减小”或“不变”)解析：洒水车匀速直线运动，速度不变，但洒水后其质量减小，因此动能减小。洒水车的重力减小，对地面的压力减小，因此所受地面的摩擦力也会减小。答案：减小减小,三、实验探究题(12分)17(2011绍兴)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；(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)。,答案：(1)4.5104(2)1518.2,四、计算题(14分)18(2011安徽)斜面是一种常见的简单机械，在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力。如图所示为倾角30的固定斜面，用平行于斜面的拉力F4N，将一物体从斜面底端匀速拉上斜面，已知物体上升的高度h1m。(1)求拉力F做的功；(2)若斜面的高度H一定，倾角可以改变，试推导：在不考虑摩擦时，用平行于斜面的拉力F将重为G的物体匀速拉上斜面顶端。越小，F越小。,如图（甲）所示，重为80N的物体在大小为10N，水平向左的拉力F1作用下，沿水平地面以3m/s的速度做匀速直线运动如图（乙）所示，保持拉力F1不变，用水平向右的拉力F2，拉物体匀速向右运动1m若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则（）,解：A、物体向左运动时，F1的功率P1=F1v=10N23m/s=60W，故A错误；B、图甲中是一只动滑轮，用2段绳子拉动物体，匀速运动时，拉力与摩擦力是一对平衡力，故摩擦力为2F1=210N=20N，所以B错误；C、由于物体G和地面没有改变，故所受摩擦力没有改变，仍为20N，方向向左，同时物体向左还受两股绳子施加的拉力，每股绳子的拉力为10N，物体右侧滑轮为动滑轮，对物体的拉力为2F2，因此，2F2=2F1+f=40N，所以F2=F1+f=10N+20N=20N；故C错误；D、在滑轮与绳子质量及滑轮轴处摩擦均不计的情况下，拉力F2做的功W=F22s=20N21m=40J，所以D正确故选D,19如图所示，牵引车通过滑轮组匀速打捞起河水中的物体A，在被打捞的物体没有露出水面之前，牵引车控制绳子自由端，使物体A以0.4m/s的速度匀速上升，牵引车对绳的拉力为F1，F1的功率为P1；当被打捞的物体完全露出水面后，牵引车控制绳子自由端，使物体A以0.3m/s的速度匀速上升，牵引车对绳的拉力为F2，F2的功率为P2，且P1=P2已知动滑轮重100N，物体完全露出水面后滑轮组的机械效率为80%（若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg），则被打捞的物体A的密度为3.2103kg/m3,10如图所示，牵引车通过滑轮组匀速打捞起河水中的物体A，在被打捞的物体没有露出水面之前，牵引车控制绳子自由端，使物体A以0.4m/s的速度匀速上升，牵引车对绳的拉力为F1，F1的功率为P1；当被打捞的物体完全露出水面后，牵引车控制绳子自由端，使物体A以0.3m/s的速度匀速上升，牵引车对绳的拉力为F2，F2的功率为P2，且P1=P2已知动滑轮重100N，物体完全露出水面后滑轮组的机械效率为80%（若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg