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文档简介
1、2013年2月中考一轮复习精品课件人教版物理九年级第1517章第第2323课时功课时功 机械功率机械功率第第2424课时功课时功率率第第2525课时动课时动能势能机械能及其转化能势能机械能及其转化第第28课时能量的转化和守恒课时能量的转化和守恒能源与可持续发展能源与可持续发展第第2727课时比热容热机课时比热容热机第第26课时分子热运动内能课时分子热运动内能功机械效率人教版人教版 考点聚焦人教版人教版考点考点1功功1 1功的定义功的定义_作用在物体上,物体在这个力的方向移动了作用在物体上,物体在这个力的方向移动了_,力的作用显示出成效,力学中就说这个力做了功。,力的作用显示出成效,力学中就说这
2、个力做了功。2 2功的两个必要因素功的两个必要因素(1)1)作用在物体上的作用在物体上的_;(2)(2)物体在力的方向上通过的物体在力的方向上通过的_。力力距离距离力力距离距离 考点聚焦人教版人教版 点拨点拨 常见不做功的三种情况:常见不做功的三种情况:有力无距:如搬而未起,推而未动;有力无距:如搬而未起,推而未动;有距无力:如物体在光滑的水平面上做匀速直线运动;有距无力:如物体在光滑的水平面上做匀速直线运动;力距垂直:水平方向运动的物体,由于运动方向与重力力距垂直:水平方向运动的物体,由于运动方向与重力 方向垂直,故重力不做功方向垂直,故重力不做功 考点聚焦人教版人教版文字描述文字描述_与物
3、体在力的方向上通过的与物体在力的方向上通过的_的乘积的乘积公式表达公式表达W_功的单位功的单位_,1 J1 Nm感受功感受功的大小的大小把一个鸡蛋举高把一个鸡蛋举高1 m所做的功大约是所做的功大约是0.5 J3 3功的计算功的计算 注意注意 力与物体移动的距离在方向上必须一致,力与物体力与物体移动的距离在方向上必须一致,力与物体移动的距离必须对应于同一物体且同一段时间。移动的距离必须对应于同一物体且同一段时间。力力距离距离Fs焦耳焦耳 考点聚焦人教版人教版考点考点2 2功的原理功的原理使用机械时,人们所做的功都不会少于不用机械时所做使用机械时,人们所做的功都不会少于不用机械时所做的功;即:使用
4、任何机械都的功;即:使用任何机械都_。这也是一个普遍的。这也是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。结论,对于任何机械都适用。 说明说明 使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械下使或者可以省力,或者可以省距离,或是因为使用机械下使或者可以省力,或者可以省距离,或者可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。者可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。使用机械要省力必须费使用机械要省力必须费_,要省距离必须费,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是不存在的。力,既省力又省距离的机械是不存在的。一般做题遇到的多是理想机械一般做题遇到的多是理想机械(
5、 (忽略摩擦和机械本身忽略摩擦和机械本身的重力的重力) ),理想情况用机械时,人们所做的功,理想情况用机械时,人们所做的功( (FsFs) )等于不用等于不用机械而直接用手对重物所做的功机械而直接用手对重物所做的功( (GhGh) )。不省功不省功距离距离 考点聚焦人教版人教版考点考点3 3 机械效率机械效率三种功三种功概念概念计算方法计算方法有用功有用功机械对机械对_做的功做的功W有用有用_额外功额外功机械克服机械克服_和和_做的功做的功W额外额外_(滑轮组滑轮组不考虑摩擦不考虑摩擦)总功总功有用功和额外功有用功和额外功_W总总_认识认识“机械效率机械效率”定义定义有用功和总功的有用功和总功
6、的_,用符号,用符号_表示表示公式公式 _物体物体G物物h自重自重摩擦摩擦G动动h总和总和W有用有用W额外额外比值比值= W有用有用/W总总 考点聚焦人教版人教版说明说明机械效率是一个机械效率是一个_,通常,通常用用_表示,由于有用功总表示,由于有用功总_总功,故机械效率总总功,故机械效率总_意义意义机械效率是标志机械做功性能机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量,但机械效率的高好坏的物理量,但机械效率的高低并不决定使用机械是省力还是低并不决定使用机械是省力还是费力费力比值比值百分数百分数小于小于小于小于1 1 考点聚焦人教版人教版考点考点4 4机械效率的测量机械效率的测量名称名称测滑轮组的机
7、械效率测滑轮组的机械效率测斜面的机械效率测斜面的机械效率原理原理 测量工具测量工具_测量量测量量绳子移动距离绳子移动距离s、物、物体上升高度体上升高度h、拉力、拉力F、物体重力物体重力G斜面长斜面长L、斜面高、斜面高h、拉力拉力F、物体重力、物体重力G注意注意事项事项必须使弹簧测力计必须使弹簧测力计_提升提升重物,以保证测力计重物,以保证测力计示数大小不变示数大小不变必须使弹簧测力计必须使弹簧测力计沿斜面沿斜面_拉动物体,以保证测拉动物体,以保证测力计示数大小不变力计示数大小不变弹簧测力计、刻度尺弹簧测力计、刻度尺竖直向上匀速竖直向上匀速匀速向上匀速向上 考点聚焦人教版人教版考点考点4 4机械
8、效率的测量机械效率的测量相关量计算相关量计算数据数据处理处理得出得出结论结论滑轮组中动滑轮个数越滑轮组中动滑轮个数越多越省力,但机械效率多越省力,但机械效率_;同一机械,提升的重物同一机械,提升的重物越多,机械效率越多,机械效率_提升同一物体时,斜面提升同一物体时,斜面的机械效率与粗糙程度和的机械效率与粗糙程度和倾斜角度有关。斜面越陡、倾斜角度有关。斜面越陡、越光滑,机械效率越光滑,机械效率_提高提高方法方法减小减小_;增加增加_使接触面变使接触面变_;增大斜面的增大斜面的_评估评估交流交流重物提升高度不影响滑轮重物提升高度不影响滑轮组的机械效率组的机械效率倾斜程度一定的斜面,倾斜程度一定的斜
9、面,机械效率与物体沿斜面上机械效率与物体沿斜面上升的高度无关升的高度无关越低越低越高越高越高越高动滑轮的重和摩擦动滑轮的重和摩擦物重物重光滑光滑倾斜角倾斜角 考点聚焦人教版人教版 【点拨点拨】 利用滑轮组提升重物时,在不考虑绳重和摩擦的情况下,利用滑轮组提升重物时,在不考虑绳重和摩擦的情况下,产生额外功的原因是动滑轮的自重,即产生额外功的原因是动滑轮的自重,即W W额外额外G G动动h h,滑轮组的机,滑轮组的机械效率最终可表示为:械效率最终可表示为:利用定滑轮、动滑轮和滑轮组提升相同重物,上升相同高利用定滑轮、动滑轮和滑轮组提升相同重物,上升相同高度时,度时,定定动动组组;利用斜面提升重物,
10、克服摩擦所做的功为额外功,即:利用斜面提升重物,克服摩擦所做的功为额外功,即:W W额额外外fLfL。 知识纵横人教版人教版知识纵横知识纵横简单机械的一些功和机械效率简单机械的一些功和机械效率图图23231 1 知识纵横人教版人教版知识纵横知识纵横 归类示例人教版人教版归类示例归类示例 类型一功类型一功例例1 1 20112011广安广安 在图在图232的四种情境中,人对的四种情境中,人对物体做功的是物体做功的是()图图23232 2A A提着水桶在水平地面上匀速前进提着水桶在水平地面上匀速前进B B扛着米袋慢慢爬上楼梯扛着米袋慢慢爬上楼梯C C用力推汽车,用力推汽车,汽车没动汽车没动D D举
11、着杠铃原地不动举着杠铃原地不动B 归类示例人教版人教版【点评点评】本题考查对做功概念的理解,题目典型,难度本题考查对做功概念的理解,题目典型,难度不大,是中考命题的热点;该类型的习题还会涉及功的简单不大,是中考命题的热点;该类型的习题还会涉及功的简单计算和功的原理的考查。计算和功的原理的考查。 归类示例人教版人教版【解析解析】判断是否对物体做功一看是否有力作用在物体判断是否对物体做功一看是否有力作用在物体上,二看物体是否在力的方向上通过距离。上,二看物体是否在力的方向上通过距离。甲中甲中“力与距力与距离垂直离垂直”不做功;乙中有力且沿力的方向移动了距离,故做不做功;乙中有力且沿力的方向移动了距
12、离,故做了功;丙、丁中了功;丙、丁中“有力无距离有力无距离”不做功。不做功。 归类示例人教版人教版 类型二机械效率及测量类型二机械效率及测量例例2 2 【20112011重庆重庆】如图如图23233 3所示,用拉力所示,用拉力F F使物使物体竖直匀速上升,下列说法正确的是体竖直匀速上升,下列说法正确的是( () ) A A对物体做的功是额外功对物体做的功是额外功 B B拉力拉力F F做的功是有用功做的功是有用功 C C拉力拉力F F移动的距离是物体移动距离的移动的距离是物体移动距离的2 2倍倍 D D增加物体重力可以增大滑轮组的机械效率增加物体重力可以增大滑轮组的机械效率图图23233 3D
13、归类示例人教版人教版【解析解析】利用滑轮组提升重物时,克服物体重力所做的利用滑轮组提升重物时,克服物体重力所做的功为有用功,克服机械自重和摩擦做的功为额外功,拉力功为有用功,克服机械自重和摩擦做的功为额外功,拉力F做的功为总功,故做的功为总功,故A、B错误;分析题图可知,由三股绳子承错误;分析题图可知,由三股绳子承担重物,所以拉力担重物,所以拉力F移动的距离是物体上升高度的移动的距离是物体上升高度的3倍,倍,C错错误;正确选项为误;正确选项为D。 归类示例人教版人教版例例3 3探究探究“斜面的机械效率斜面的机械效率”的实验装置如图的实验装置如图23234 4所示,某实验小组提出了所示,某实验小
14、组提出了“斜面的机械效率与斜面的倾斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关斜程度有关”的猜想,下表是该小组根据此猜想进行实的猜想,下表是该小组根据此猜想进行实验所记录的数据:验所记录的数据:图图23234 4 归类示例人教版人教版斜面斜面倾斜倾斜程度程度小车小车A重重G/N斜面斜面高度高度h/m沿斜沿斜面拉面拉力力F/N斜面斜面长长s/m有用有用功功W有用有用/J总功总功W总总/J机械机械效率效率较缓较缓5.00.11.50.50.50.7566.67%较陡较陡5.00.22.50.511.25最陡最陡5.00.33.40.51.788.24%(1)(1)请将表格中空格处的数据填写完整。请将表格中空
15、格处的数据填写完整。(2)(2)由以上表格小明得出由以上表格小明得出“斜面越陡,机械效率越高斜面越陡,机械效率越高”的结论,要得到此结论需要控制不变的因素有:的结论,要得到此结论需要控制不变的因素有:_;_;_。80%1.5物体的重力物体的重力斜面的长度斜面的长度斜面的粗糙程度斜面的粗糙程度 归类示例人教版人教版(3)(3)分析表格中的实验数据还可推知:高度相同的斜面,分析表格中的实验数据还可推知:高度相同的斜面,越长越越长越_(_(选填选填“省力省力”或或“费力费力”)”);斜面在我们;斜面在我们生活中的应用有生活中的应用有_(_(只写出一条即可只写出一条即可) )。【点评点评】机械效率的探
16、究是中考命题的热点,涉及滑机械效率的探究是中考命题的热点,涉及滑轮组、斜面、杠杆的机械效率,命题较全面,综合考查轮组、斜面、杠杆的机械效率,命题较全面,综合考查了分析归纳、计算运用的能力了分析归纳、计算运用的能力。盘山公路盘山公路省力省力 归类示例人教版人教版 【解析解析】 (1)根据根据计算出机械效率为计算出机械效率为80%,根据,根据W有用有用Gh计算出有用功为计算出有用功为1.5 J; (2)探究探究“斜面的机械效率斜面的机械效率”采用了控制变量的方法,要采用了控制变量的方法,要探究斜面机械效率与倾斜程度的关系需要保持斜面的粗探究斜面机械效率与倾斜程度的关系需要保持斜面的粗糙程度、斜面长
17、度、物体重力不变;糙程度、斜面长度、物体重力不变;(3)斜面是一种省力斜面是一种省力机械,高度相同时,斜面越长越省力,生活中的斜面有机械,高度相同时,斜面越长越省力,生活中的斜面有盘山公路、楼梯等。盘山公路、楼梯等。 归类示例人教版人教版例例4 4用如图用如图235所示实验装置测量杠杆的机械效所示实验装置测量杠杆的机械效率,实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较率,实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。长杠杆下面的钩码缓缓上升。图图23235 5 归类示例人教版人教版 (1)(1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,
18、测力计的示数F F为为_N_N,钩码总重,钩码总重G G为为1.0 N1.0 N,钩码上升高度,钩码上升高度h h为为0.1 m0.1 m,测力计移动距离测力计移动距离s s为为0.3 m0.3 m,则杠杆的机械效率为,则杠杆的机械效率为_%_%。请 写 出 使 用 该 杠 杆 做 额 外 功 的 一 个 原 因 :请 写 出 使 用 该 杠 杆 做 额 外 功 的 一 个 原 因 :_。(2)(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A A、B B两点,测量两点,测量并
19、计算得到如下表所示的两组数据:并计算得到如下表所示的两组数据:由于使用杠杆时需要克服杠杆自重由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力克服摩擦力)等做功等做功0.566.7 归类示例人教版人教版 次数次数钩码悬钩码悬挂点挂点钩码总钩码总重重G/N钩码移钩码移动动距离距离h/m拉力拉力F/N测力计测力计移移动距离动距离s/m机械效机械效率率/%1A点点1.50.100.70.3071.42B点点2.00.151.20.3083.3根据表中数据,能否得出根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的杠杆的机械效率与所挂钩码的重力有关,钩码越重其效率越高重力有关,钩码越重其效率越高”的结论?的结
20、论?答:答:_;请简要说明两条理由:;请简要说明两条理由:_。不能不能两次实验时钩码没有挂在同一位置仅根据一次对比实两次实验时钩码没有挂在同一位置仅根据一次对比实验得出结论是不可靠的验得出结论是不可靠的 归类示例人教版人教版 类型三类型三功、机械效率相关计算功、机械效率相关计算例例5 5 【20112011龙岩龙岩】如图如图236所示,动滑轮重所示,动滑轮重20 N,物体重,物体重80 N,不计绳重和摩擦,不计绳重和摩擦:图图23236 6 归类示例人教版人教版 (1)请你在图中画出一种绕绳方法。请你在图中画出一种绕绳方法。(2)根据你的绕绳方法,用滑轮组将物体匀速提升根据你的绕绳方法,用滑轮
21、组将物体匀速提升1 m时,时,求作用在绳子上的拉力、有用功和滑轮组的机械效率。求作用在绳子上的拉力、有用功和滑轮组的机械效率。【点评点评】本题考查对做功概念的理解,题目典型,难本题考查对做功概念的理解,题目典型,难度不大,是中考命题的热点;该类型的习题还会涉及功的度不大,是中考命题的热点;该类型的习题还会涉及功的简单计算和功的原理的考查。简单计算和功的原理的考查。 归类示例人教版人教版2)F1/21/2(G物物G动动)1/21/2(80 N20 N)50 N,W有用有用G物物h80 N1 m80 J,W总总Fs50 N21 m100 J,W W有用有用/ /W W总总80 J/100 J80
22、J/100 J80% 。 归类示例人教版人教版(2)F1/31/3(G物物G动动)1/31/3(80 N20 N)33.3 N,W有用有用G物物h80 N1 m80 J,W总总Fs33.3 N31 m100 J,W W有用有用/W/W总总80 J/100 J80 J/100 J80% 80% 。 归类示例人教版人教版解析解析 本题较开放,一定一动的滑轮组的绕线方法有本题较开放,一定一动的滑轮组的绕线方法有“定起定起”和和“动起动起”两种方式,绕线方法不同,承担重物的两种方式,绕线方法不同,承担重物的绳子股数不同,具体的计算也不同,计算过程见答案。绳子股数不同,具体的计算也不同,计算过程见答案。
23、功率人教版人教版 考点聚焦人教版人教版考点聚焦考点聚焦考点考点功率功率定义定义_内所做的内所做的_物理意义物理意义表示做功表示做功_的物理量。所以功率大,说明的物理量。所以功率大,说明做功做功_,单位时间内做的功多;功率小,说,单位时间内做的功多;功率小,说明做功明做功_,单位时间内做的功少,单位时间内做的功少公式公式P单位单位_(符号:符号:_) 1 kW_W,1 W1 J/s备注备注功率的公式功率的公式P是指平均功率,即在是指平均功率,即在t时间内的平时间内的平均功率,而不是某一时刻的瞬时功率;当物体在力均功率,而不是某一时刻的瞬时功率;当物体在力F作用下,以速度作用下,以速度v匀速运动时
24、,有:匀速运动时,有:WFs,v ,可得:可得:P_FvFv单位时间单位时间功功快慢快慢快快慢慢瓦特瓦特W W10103 3 考点聚焦人教版人教版 点拨点拨 功率表示做功快慢,不表示做功多少;做功多功率表示做功快慢,不表示做功多少;做功多少由功率和时间共同决定。少由功率和时间共同决定。 知识纵横人教版人教版知识纵横知识纵横 功、功率和机械效率功、功率和机械效率功功功率功率机械效率机械效率定义定义物体在力的方物体在力的方向上通过了一段向上通过了一段距离就说力做了距离就说力做了功功单位时间内完单位时间内完成的功成的功有用功与总功有用功与总功的比值的比值物理物理意义意义表示力的作用表示力的作用成效成
25、效表示做功的快表示做功的快慢慢表示机械做功表示机械做功的效率的效率单位单位焦耳焦耳(J)瓦瓦(W)比值,无单位比值,无单位 知识纵横人教版人教版说明说明机械做功多,其功率不一定大,机械机械做功多,其功率不一定大,机械效率也不一定高,功率和机械效率没有效率也不一定高,功率和机械效率没有必然联系。如:必然联系。如:10 W的电动机工作的电动机工作20 s,做功做功200 J;100 W的电动机工作的电动机工作1 s做功做功100 J;大功率的吊车若只吊一袋水泥,;大功率的吊车若只吊一袋水泥,其机械效率就会很低其机械效率就会很低 归类示例人教版人教版归类示例归类示例 类型一功率类型一功率例例1 【2
26、010宁波宁波】学习了功率的知识后,小科和几位同学习了功率的知识后,小科和几位同学准备做学准备做“比一比谁的功率大比一比谁的功率大”的活动。以下是他们设计的三套方的活动。以下是他们设计的三套方案,其中可行的是案,其中可行的是() 控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬上楼的高度,控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬上楼的高度,算出功率进行比较算出功率进行比较控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼用的时间,控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼用的时间,算出功率进行比较算出功率进行比较测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出功测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出
27、功率进行比较率进行比较D 归类示例人教版人教版【点评点评】这个题目的立意是考查相关物理知识与日常这个题目的立意是考查相关物理知识与日常生活中常见的一些现象的整合,这是引导师生共同关注生活中常见的一些现象的整合,这是引导师生共同关注生活实际。生活实际。A只有只有B只有只有 C只有只有 D 归类示例人教版人教版 解析解析 测定功率的大小需要测量功的大小与时间的大测定功率的大小需要测量功的大小与时间的大小,而功的大小可以测出人的质量大小与爬楼的高度,小,而功的大小可以测出人的质量大小与爬楼的高度,然后算出功率的大小,基本公式,比较时可以采用控制然后算出功率的大小,基本公式,比较时可以采用控制变量法,
28、即可以控制爬楼的时间相同,也可以控制爬楼变量法,即可以控制爬楼的时间相同,也可以控制爬楼的高度相同,还可以测量出各自的体重、爬楼用的时间的高度相同,还可以测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出功率进行比较。和爬楼的高度,算出功率进行比较。 归类示例人教版人教版 类型二功率计算类型二功率计算例例2 2 【20102010烟台烟台】电动自行车轻便、实用、无污染,电动自行车轻便、实用、无污染,很受人们喜爱。若某人骑电动自行车在一段平直的公路很受人们喜爱。若某人骑电动自行车在一段平直的公路上匀速行驶了上匀速行驶了150 m,用时,用时30 s,电动自行车的牵引力为,电动自行车的牵引力为20
29、N,求在此过程中:,求在此过程中:(1)电动自行车速度的大小;电动自行车速度的大小;(2)牵引力所做的功;牵引力所做的功;(3)牵引力做功的功率。牵引力做功的功率。【点评点评】功率除了定义式以外,在实际的应用中,还经功率除了定义式以外,在实际的应用中,还经常用到另一个公式:常用到另一个公式:PFv,这个公式主要用于计算汽车运行,这个公式主要用于计算汽车运行中发动机的功率,一般的匀速直线运动也适用。中发动机的功率,一般的匀速直线运动也适用。 归类示例人教版人教版 解析解析 (1)(1)根据速度公式直接计算即可,根据速度公式直接计算即可, v vs/ts/t150 m/30 s150 m/30 s
30、5 5 m/sm/s。 (2)(2)W WFsFs20 N20 N150 m150 m3000 J3000 J。(3)(3)P PW/tW/t3000 J/30s3000 J/30s100 W 100 W ,或或P PFvFv20 N20 N5 5 m/sm/s100 W100 W。动能势能机械能及其转化人教版人教版 考点聚焦人教版人教版考点聚焦考点聚焦考点考点1动能和势能动能和势能1能的定义能的定义物体能够物体能够_,表示这个物体具有能量,简称能,表示这个物体具有能量,简称能。【点拨点拨】 (1)(1)能量是表示物体做功本领大小的物理量,能量是表示物体做功本领大小的物理量,即能量可以用能够做
31、功的多少来衡量;即能量可以用能够做功的多少来衡量;(2)(2)一个物体一个物体“能够做功能够做功”并不是一定并不是一定“要做功要做功”,也,也不是不是“正在做功正在做功”或或“已经做功已经做功”。如:山上静止的石头。如:山上静止的石头具有能量,但它没有做功,也不一定要做功。具有能量,但它没有做功,也不一定要做功。对外做功对外做功 考点聚焦人教版人教版2 2动能和势能动能和势能高度高度运动运动举高举高弹性弹性质量质量速度速度质量质量 考点聚焦人教版人教版考点考点2 2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探究课题探究课题动能的大小与什么因素有关动能的大小与什么因素有关影响因素影
32、响因素物体质量、运动速度物体质量、运动速度探究方法探究方法控制变量法、转换法控制变量法、转换法实验装置实验装置实验过程实验过程让体积相同的钢球和木球从同一高度下滑,目让体积相同的钢球和木球从同一高度下滑,目的是使两球到达水平面时的的是使两球到达水平面时的_;是为了探;是为了探究动能与物体究动能与物体_的关系;的关系;通过通过_来显示物来显示物体动能的大小体动能的大小实验结论实验结论甲、乙说明:甲、乙说明:_相同的物体,质量越相同的物体,质量越大,它的动能大,它的动能_;甲、丙说明:;甲、丙说明:_相相同的物体,运动速度越大,它的动能同的物体,运动速度越大,它的动能_;速度对物体动能的影响更大速
33、度对物体动能的影响更大质量质量速度相同速度相同被撞物体移动距离的长短被撞物体移动距离的长短运动速度运动速度越大越大越大越大质量质量 考点聚焦人教版人教版考点考点3 3 机械能及其转化机械能及其转化 1 1机械能机械能动能和势能统称为机械能。动能和势能统称为机械能。单位是单位是_,简称,简称_,符号是,符号是_。【点拨点拨】重为重为1N1N的物体被提升的物体被提升1m1m所获得的能量就是所获得的能量就是1J1J。【易错点易错点】一个物体具有动能,可以说是具有机械能,但反过一个物体具有动能,可以说是具有机械能,但反过来一个物体具有机械能,却不一定具有动能,因为它可能只具来一个物体具有机械能,却不一
34、定具有动能,因为它可能只具有势能有势能。2 2机械能及其转化机械能及其转化机械能守恒定律:如果只有机械能守恒定律:如果只有_的相互转化,机械能的相互转化,机械能的总和的总和 _ _。不变不变焦耳焦耳焦焦J动能和势能动能和势能 考点聚焦人教版人教版能量转化举例能量转化举例 滚摆滚摆上升:上升:_能转化成能转化成_能;下降:能;下降:_能转化为能转化为_能能单摆单摆左左中间:中间:_转化为转化为_;中间中间右:右:_转化为转化为_人造地球人造地球卫星卫星近地点近地点远地点:远地点:_转化为转化为_;远地;远地点点近地点:近地点:_转化为转化为_近地点时动近地点时动能最大,远地点时能最大,远地点时_
35、最大最大重力势能重力势能动动重力势重力势重力势重力势动动势能势能动能动能动能动能重力势能重力势能动能动能势能势能势能势能动能动能 考点聚焦人教版人教版【点拨点拨】(1)(1)物体动能和重力势能间的转化规律物体动能和重力势能间的转化规律 考点聚焦人教版人教版(2)(2)动能与弹性势能间的转化规律动能与弹性势能间的转化规律动能转化为弹性势能:速度减小,形变增大;动能转化为弹性势能:速度减小,形变增大;弹性势能转化为动能:速度增大,形变减小。弹性势能转化为动能:速度增大,形变减小。(3)(3)题目中如果有题目中如果有“在光滑斜面上滑动在光滑斜面上滑动”,则表示没,则表示没有能量损失有能量损失机械能守
36、恒;如果有机械能守恒;如果有“在斜面上匀速下在斜面上匀速下滑滑”,则表示有能量损失,则表示有能量损失机械能不守恒。机械能不守恒。 知识纵横人教版人教版知识纵横知识纵横 能量是跟做功有密切联系的概念,能量反映了能量是跟做功有密切联系的概念,能量反映了物体具有做功的本领,能量的大小可以用物体具有做功的本领,能量的大小可以用能够做功的能够做功的多少来衡量多少来衡量,即,即功是能量转化的量度功是能量转化的量度;所以机械能的;所以机械能的单位跟功的单位相同,也是焦耳。单位跟功的单位相同,也是焦耳。 具有能量的物体要通过对外做功来体现,但也可具有能量的物体要通过对外做功来体现,但也可以不做功。以不做功。
37、归类示例人教版人教版归类示例归类示例 类型一类型一动能与势能动能与势能例例1 1 20112011武汉武汉 如图如图25251 1所示,某同学将两个相同的斜面并排所示,某同学将两个相同的斜面并排放在水平桌面上,利用它们探究物体的动能或重力势能与哪些因素有关。放在水平桌面上,利用它们探究物体的动能或重力势能与哪些因素有关。(1)(1)将将A A、B B两球两球( (mAmAmBmB) )分别从两斜面的相同高度处由静止同时释分别从两斜面的相同高度处由静止同时释放,观察到它们并排滚动且始终相对静止。这表明在滚动的任一时刻,放,观察到它们并排滚动且始终相对静止。这表明在滚动的任一时刻,两球的速度两球的
38、速度_,且两球的速度跟,且两球的速度跟_无关。无关。 质量质量相同相同 归类示例人教版人教版图图25251 1(2)(2)分别在水平桌面上的分别在水平桌面上的C C、CC处放置相同的木块,再处放置相同的木块,再将两球分别从两斜面的相同高度处由静止同时释放,观察到将两球分别从两斜面的相同高度处由静止同时释放,观察到_ _ _ _ _ _ _ _ _ 球 将 木 块 撞 得 更 远 。 由 此 可 得 出 结 论 :球 将 木 块 撞 得 更 远 。 由 此 可 得 出 结 论 :_;_。B运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越大运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越大质量越大,它的重力势能越
39、大质量越大,它的重力势能越大 归类示例人教版人教版例例2 2 【20112011嘉兴嘉兴】请分析以下两个有关能量的问题。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势不能穿鲁缟者也”。强弩之末不能穿透薄。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薄的丝绸,说明物体的动能大小与它的_有关。有关。(2)旋转图旋转图252中的吸管后,将可乐罐放在桌面上,罐中的吸管后,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就会运动起来,这是因为罐中的橡皮筋积蓄了_能。能。图图25252 2【点评点评】本题考查了影响动能的因素及弹性势能的本题考查了影响动能的因
40、素及弹性势能的概念,难度不大,得分率较高;本知识点还会以实验探概念,难度不大,得分率较高;本知识点还会以实验探究题的形式进行考查。究题的形式进行考查。速度速度势势(弹性势)弹性势) 归类示例人教版人教版解析解析 (1)动能的大小与物体的质量和速度两个因素有关,动能的大小与物体的质量和速度两个因素有关,据题意可知,据题意可知,“强弩之末势不能穿鲁缟者也强弩之末势不能穿鲁缟者也”强调的是动能大强调的是动能大小与物体速度的关系;小与物体速度的关系;(2)分析题意可知,旋转图中的吸管,分析题意可知,旋转图中的吸管,使橡皮筋发生了弹性形变,具有了弹性势能。使橡皮筋发生了弹性形变,具有了弹性势能。 归类示
41、例人教版人教版 类型二类型二机械能及其转化机械能及其转化例例3 320112011滨州滨州 在学习在学习“机械能及其转化机械能及其转化”时,时,“想想做做想想做做”栏目提供了如图栏目提供了如图25253 3所示的情景,用绳所示的情景,用绳子把一个铁锁悬挂起来,把铁锁拿近自己的鼻子,稳定子把一个铁锁悬挂起来,把铁锁拿近自己的鼻子,稳定后松开手,头保持不动,锁向前摆去又摆回来。下列说后松开手,头保持不动,锁向前摆去又摆回来。下列说法正确的是法正确的是( () ) 图图25253 3CA A铁锁在摆动的过程中机械能保持不变铁锁在摆动的过程中机械能保持不变B B铁锁摆动到最低点时动能最小铁锁摆动到最低
42、点时动能最小C C铁锁在下降过程中,重力势能转化为动能铁锁在下降过程中,重力势能转化为动能D. D. 铁锁在上升过程中,重力势能转化为动能铁锁在上升过程中,重力势能转化为动能 归类示例人教版人教版【点评点评】分析此类问题时要找准物体的起点和终点,分析此类问题时要找准物体的起点和终点,物体的位置升高则重力势能增加,动能减小;相反,物体的位置升高则重力势能增加,动能减小;相反,位置降低,重力势能减小,动能增加。在动能和势能位置降低,重力势能减小,动能增加。在动能和势能的转化过程中有能量的损失,主要是克服摩擦转化成的转化过程中有能量的损失,主要是克服摩擦转化成内能。内能。 归类示例人教版人教版解析解
43、析 分析题意可知,在铁锁摆动的过程中不能忽分析题意可知,在铁锁摆动的过程中不能忽略摩擦的影响,所以铁锁要克服摩擦做功,一部分机略摩擦的影响,所以铁锁要克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能,机械能将会减小,故械能转化为内能,机械能将会减小,故A错误;铁锁在错误;铁锁在摆动到最低点时重力势能几乎全部转化为动能,动能摆动到最低点时重力势能几乎全部转化为动能,动能达到最大,故达到最大,故B错误;铁锁上升时动能转化为重力势能,错误;铁锁上升时动能转化为重力势能,下降时重力势能转化为动能,故下降时重力势能转化为动能,故C对、对、D错误。错误。分子热运动 内能人教版人教版 考点聚焦人教版人教版考点聚焦考点考
44、点1 1分子热运动分子热运动分子分子动理论动理论物质是由大量物质是由大量_组成的;分子在组成的;分子在永不停息地做永不停息地做_运动;分子间有相运动;分子间有相互作用的互作用的_和和_分子分子热运动热运动因分子的运动跟温度有关,所以这种无因分子的运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫分子的规则运动叫分子的_。温度越。温度越_,分子热运动越剧烈,分子热运动越剧烈分子分子无规则无规则引力引力斥力斥力热运动热运动高高扩扩散散现现象象生活生活举例举例“花气袭人知骤暖花气袭人知骤暖”,“墙角放煤,日久变黑墙角放煤,日久变黑”,“酒香不怕巷子深酒香不怕巷子深”,“槐花飘香槐花飘香”,“樟脑丸樟脑丸变没变没”
45、说明说明分子在不停地做分子在不停地做_、分子间有、分子间有_影响影响因素因素扩散现象与扩散现象与_有关,且温度越高,扩散进有关,且温度越高,扩散进行得越行得越_定义定义不同的物质相互不同的物质相互_时,彼此进入对方的现时,彼此进入对方的现象叫扩散象叫扩散无规则运动无规则运动间隙间隙温度温度快快接触接触 考点聚焦人教版人教版 点拨点拨 扩散只能发生在不同物质之间;气体、液体、固体扩散只能发生在不同物质之间;气体、液体、固体之间都可以发生扩散现象,不同状态的物质之间也可以发生之间都可以发生扩散现象,不同状态的物质之间也可以发生扩散。扩散。内能定义内能定义物体内部所有分子热运动的动能与分子物体内部所
46、有分子热运动的动能与分子_的总和的总和叫做物体的内能叫做物体的内能决定因素决定因素温度、质量、材料、状态;由于分子在永不停息地做温度、质量、材料、状态;由于分子在永不停息地做_,所以物体的内能永不为,所以物体的内能永不为_改变方式改变方式 _ _实质实质内能的内能的_能量的能量的_生活举例生活举例晒太阳、烧水做饭、哈气取暖晒太阳、烧水做饭、哈气取暖 钻木取火、摩擦生热、钻木取火、摩擦生热、搓手取暖搓手取暖势能势能无规则运动无规则运动零零热传递热传递做功做功转移转移转化转化考点考点2 2 内能及热量内能及热量 考点聚焦人教版人教版补充说补充说明明热传递条件:物体间存热传递条件:物体间存在在_;热
47、传递方向:能量从热传递方向:能量从_物体传递到物体传递到_物物体,直到两物体体,直到两物体_为止为止做功的两种情况:一做功的两种情况:一是外界对物体做功,物是外界对物体做功,物体内能体内能_,其他形,其他形式能转化为式能转化为_;二;二是物体对外界做功,物是物体对外界做功,物体内能体内能_,_转化为其他形式的能转化为其他形式的能联系联系热传递和做功在改变物体热传递和做功在改变物体的内能上是等效的的内能上是等效的温度差温度差高温高温低温低温温度相同温度相同会增加会增加内能内能会减少会减少内能内能图图261 考点聚焦人教版人教版 点拨点拨 当物体对外做功时,由于内能减少,温度降低,当物体对外做功时
48、,由于内能减少,温度降低,图图26261 1的实验中会观察到两个现象:一是橡皮塞被弹起,二的实验中会观察到两个现象:一是橡皮塞被弹起,二是瓶口有大量是瓶口有大量“白气白气”出现出现( (液化现象液化现象) )。 考点聚焦人教版人教版概念概念在热传递过程中,传递在热传递过程中,传递_叫做叫做热量,用热量,用符号符号_表示表示单位单位_(符号:符号:_)关系关系物体吸收热量,内能物体吸收热量,内能_;放出热量,内能;放出热量,内能_说明说明热量是一个过程量,伴随着热传递的产生而出现、热量是一个过程量,伴随着热传递的产生而出现、终止而消失;物体本身并没有热量,不能说某个物体终止而消失;物体本身并没有
49、热量,不能说某个物体“具有具有”或或“含有含有”热量,更不能说热量,更不能说“比较比较”两物体两物体热量的多少,只能说物体热量的多少,只能说物体“吸收吸收”或或“放出放出”了热量了热量2 2热量热量内能的多少内能的多少Q Q焦耳焦耳J J减少减少增加增加 考点聚焦人教版人教版内能内能机械能机械能含义含义所有分子动能和分子势能所有分子动能和分子势能的总和的总和物体动能与势能的总和物体动能与势能的总和研究研究对象对象微观世界的所有分子微观世界的所有分子宏观世界的整个物体宏观世界的整个物体决定决定因素因素与物体的质量、温度、状与物体的质量、温度、状态有关,而与物体的外在运态有关,而与物体的外在运动形
50、式无关;物体的内能永动形式无关;物体的内能永不为零不为零与整个物体的质量、运与整个物体的质量、运动速度、相对高度和弹性动速度、相对高度和弹性形变程度有关;物体的机形变程度有关;物体的机械能可能为零械能可能为零补充补充说明说明内能是不同于机械能的另一种形式的能,但是两者之内能是不同于机械能的另一种形式的能,但是两者之间可以相互转化间可以相互转化1 1内能与机械能的区别内能与机械能的区别知识纵横知识纵横 考点聚焦人教版人教版现象及实质现象及实质分子分子运动运动分子运动是微观现象,扩散、蒸发等是分子运分子运动是微观现象,扩散、蒸发等是分子运动的结果动的结果物体物体运动运动物体运动是宏观现象,飞扬的灰
51、尘、液体和气物体运动是宏观现象,飞扬的灰尘、液体和气体流动等现象都是物体运动的结果体流动等现象都是物体运动的结果2.2.分子运动与物体运动的区别分子运动与物体运动的区别 考点聚焦人教版人教版温度温度状态量状态量物体温度升高,物体温度升高,内能增加,不一内能增加,不一定吸热定吸热钻木取火、钻木取火、摩擦生热摩擦生热热量热量过程量过程量物体吸收热量,物体吸收热量,不一定升温不一定升温晶体熔化、晶体熔化、水沸腾水沸腾内能内能状态量状态量物体内能增加,物体内能增加,不一定升温不一定升温晶体熔化、水晶体熔化、水沸腾沸腾物体内能增加,物体内能增加,不一定吸热不一定吸热钻木取火、摩钻木取火、摩擦生热擦生热3
52、 3温度、热量、内能的区别温度、热量、内能的区别 考点聚焦人教版人教版 点拨点拨 理解下列各物理名词中理解下列各物理名词中“热热”的含义:的含义:(1)(1)热传递中的热传递中的“热热”是指热量;是指热量;(2)(2)热现象中的热现象中的“热热”是指温度;是指温度;(3)(3)热膨胀中的热膨胀中的“热热”是指温度;是指温度;(4)(4)摩擦生热中的摩擦生热中的“热热”是指内能。是指内能。 归类示例人教版人教版归类示例 类型一类型一 分子热运动分子热运动例例1 120112011漳州漳州 春天即将到来时,漫山遍野的青梅散春天即将到来时,漫山遍野的青梅散发出阵阵清香,这是香气分子在空气中发出阵阵清
53、香,这是香气分子在空气中_形成的。形成的。如果天气晴暖,香气更浓,因为温度高,香气物质分子无规如果天气晴暖,香气更浓,因为温度高,香气物质分子无规则运动更加则运动更加_的缘故。的缘故。 点拨点拨 分子动理论包括:分子动理论包括:(1)(1)物质是由大量分子组成的;物质是由大量分子组成的;(2)(2)分子是永不停息地运动着的;分子是永不停息地运动着的;(3)(3)分子间存在着相互作用分子间存在着相互作用的引力和斥力。本题只是从分子热运动这个视角来考查,还的引力和斥力。本题只是从分子热运动这个视角来考查,还可以从其他角度进行考查。可以从其他角度进行考查。无规则运动无规则运动剧烈剧烈 归类示例人教版
54、人教版 解析解析 春天即将到来时,漫山遍野的青梅散发出阵阵清春天即将到来时,漫山遍野的青梅散发出阵阵清香,这是扩散现象。物质是由分子组成的,分子在永不停息香,这是扩散现象。物质是由分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动即分子热运动,扩散现象是分子热运动的宏地做无规则运动即分子热运动,扩散现象是分子热运动的宏观表现;分子热运动与温度有关,温度越高,分子热运动越观表现;分子热运动与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈。剧烈。 归类示例人教版人教版例例2 2 20112011株洲株洲 如图如图26262 2所示,将两个铅柱的底面削所示,将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两铅块就会结
55、合起来,甚平、削干净,然后紧紧地压在一起,两铅块就会结合起来,甚至下面吊一个钩码都不能把它们拉开。这个实验说明了至下面吊一个钩码都不能把它们拉开。这个实验说明了( () )图图26262 2A A一切物质的分子都在不停地做无规则运动一切物质的分子都在不停地做无规则运动B B分子之间存在引力分子之间存在引力C C分子之间存在斥力分子之间存在斥力D D分子之间存在间隙分子之间存在间隙B 归类示例人教版人教版 类型二内能及其改变类型二内能及其改变 例例3 3改变内能有不同的方式,图改变内能有不同的方式,图26263 3甲是在一个配有活甲是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花,当迅速压下
56、活塞塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花,当迅速压下活塞时,可看见筒内棉花燃烧起来,这是通过时,可看见筒内棉花燃烧起来,这是通过_方式使玻璃方式使玻璃筒内的空气筒内的空气_增加,温度升高,达到棉花的燃点,使棉增加,温度升高,达到棉花的燃点,使棉花燃烧。图乙是通过花燃烧。图乙是通过_方式把试管里的水加热至沸腾。方式把试管里的水加热至沸腾。图图263做功做功内能内能热传递热传递 归类示例人教版人教版 点拨点拨 做功和热传递对于改变物体内能是等效的。对物做功和热传递对于改变物体内能是等效的。对物体做功,物体的内能增加;物体对外做功,内能减小。这体做功,物体的内能增加;物体对外做功,内能减小。这样的
57、过程可能还会伴随着物态变化。样的过程可能还会伴随着物态变化。 解析解析 做功和热传递是改变物体内能的两种方式,图做功和热传递是改变物体内能的两种方式,图甲是利用压力做功的方式增加筒内气体的内能,使乙醚甲是利用压力做功的方式增加筒内气体的内能,使乙醚温度升高,达到着火点使棉花燃烧起来;图乙是利用酒温度升高,达到着火点使棉花燃烧起来;图乙是利用酒精灯给试管加热,属于通过热传递方式改变物体的内能。精灯给试管加热,属于通过热传递方式改变物体的内能。 归类示例人教版人教版 类型三类型三 温度热量内能温度热量内能例例4 4 20112011威海威海 下列关于温度、热量和内能的说法中下列关于温度、热量和内能
58、的说法中正确的是正确的是 ( () )A A物体温度升高,一定吸收了热量物体温度升高,一定吸收了热量B B物体放出热量时,温度一定降低物体放出热量时,温度一定降低C C物体温度升高,内能一定增加物体温度升高,内能一定增加D D物体内能增加时,温度一定升高物体内能增加时,温度一定升高 点拨点拨 本题考查了温度、热量、内能三者之间的关系,本题考查了温度、热量、内能三者之间的关系,在区分时要明确三个方面:改变物体内能方式有两种,即做功在区分时要明确三个方面:改变物体内能方式有两种,即做功和热传递,物体内能改变不一定要吸、放热;晶体熔化过程吸和热传递,物体内能改变不一定要吸、放热;晶体熔化过程吸热不升
59、温,内能增加;晶体的凝固过程放热不降温,内能减小。热不升温,内能增加;晶体的凝固过程放热不降温,内能减小。C 归类示例人教版人教版 解析解析 物体温度升高,内能一定增加;而改变内能物体温度升高,内能一定增加;而改变内能的方式有做功和热传递,所以温度的升高可能是做功改的方式有做功和热传递,所以温度的升高可能是做功改变的,也可能是物体吸收了热量,故变的,也可能是物体吸收了热量,故A A错误、错误、C C正确;晶正确;晶体的凝固过程要放热,内能会减小,但温度不变,故体的凝固过程要放热,内能会减小,但温度不变,故B B错错误;晶体的熔化过程要吸热,内能会增加,但温度不变,误;晶体的熔化过程要吸热,内能
60、会增加,但温度不变,故故D D错误。错误。比热容热机人教版人教版 考点聚焦人教版人教版考点聚焦考点考点1 1比热容的探究与计算比热容的探究与计算实验实验装置装置实验实验设计设计怎样比较水和食用油吸热能力的差异?方法一怎样比较水和食用油吸热能力的差异?方法一_;方法二;方法二_1 1探究:不同物质的吸热能力探究:不同物质的吸热能力吸收相同热量,比较升温多少吸收相同热量,比较升温多少升高相同温度,比较吸热多少升高相同温度,比较吸热多少 考点聚焦人教版人教版探究探究方法方法实验过程中应当控制水和食用油的质量实验过程中应当控制水和食用油的质量_,升高相同温度或吸收相同热量升高相同温度或吸收相同热量(即
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