第十讲功和机械能-副本

1、第十讲 功和机械能第十讲 功和机械能 感受宁夏中考1机械能1.(2012宁夏)2012年6月16日我国成功发射了“神九”载人飞船,并将于6月18日与在轨的“天宫一号”对接。在“神九”升空过程中,对地而言,它的机械能_(选填“增加”或“减少”)；在穿越大气层时,“神九”克服摩擦,将机械能转化成_ 。 功与功率的有关计算增加内能2.(2015宁夏)2015年6月6日,在湖北武汉举行的亚洲田径锦标赛中,中国选手李玲在女子撑杆跳决赛中以4.66m的成绩打破亚洲记录。请结合撑杆跳的过程示意图(如图),回答下列问题。(1)在助跑阶段,李玲受到地面对她的静摩擦力而前进,这个力的方向与她前进的方向_(选填“相

2、同”或“相反”)；助跑的目的是在起跳前获得较大的_。(2)撑杆起跳时,由于_,李玲继续前冲,从开始起跳到碳纤维轻质撑杆(不考虑其质量)达到最大弹性形变的过程中,发生了怎样的能量转化？(3)李玲越过横杆后,在1s时间内落地,若李玲的质量是50kg,求她下落过程中重力做功的功率。(g=10N/kg)相同速度(动能)惯性答：人的动能转化为人的重力势能和撑杆的弹性势能。解：人的重力G=mg=50kg10N/kg=500N重力做的功W=Gh=500N4.66m=2330J做功的功率P=(2019年宁夏)36.（4分）电动自行车给人们出行带来了方便，但同时也造成大量交通事故。某市为了减小交通事故率，要求电

3、动自行车“净重不大于40kg，设计时速不大于20km/h，电动机额定连续输出功率应不大于240W，脚踏骑行功能能正常使用”。请你根据初中所学的物理知识解释：为什么要限定电动自行车的质量和速度?质量越大的物体，具有的惯性越大（1分），在发生紧急情况时，电动车刹车距离越长，越容易造成交通事故（1分）。在质量一定时，速度越大，物体具有的动能就越大（1分），发生事故时造成的损伤就越严重（1分），所以要限定电动自行车的质量和时速。（能从质量与惯性的角度正确说出质量与惯性的关系得2分，能从影响动能大小的因素方向正确说出动能与质量和速度的关系得2分）(2018宁夏)。利用小明的实验装置，提出一个还能研究的物

4、理问题，并请写出研究该问题的主要操作方法问题1：势能和动能的转化；操作方法：剪断细线，小球下落重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动能；问题2：动能和势能相互转化；操作方法：让小球摆动起来，从高处摆向低处时，重力势能转化为动能；从低处摆向高处时，动能转化为重力势能；问题3：探究物体表面是否水平；操作方法：把小车放在研究物体表面，待小球静止后观察小球的重力作用线是否与小车低板面或上支架垂直从近几年宁夏中考试卷分析中可看出:1.本讲内容考查频率最多的考点为:功及功的大小计算；机械效率；功率；功率的计算；能量；机械能及其转化。2.知识点纵向分布较多及知识综合考查点为功和功率的计算；影响动能

5、和势能的因素；动能和势能的转化。3.功和机械能在宁夏物理中考所占比值较重的知识考点部分,分值一般为38分,基本考查形式为选择、应用题。4.本讲知识点的考查题型常常以选择题、填空题或应用题呈现,题型常选取当年的热点事件或交通安全方面的知识作为背景提出,综合力与运动的关系、惯性、机械运动、机械能及其转化等知识对考生进行综合应用考查。预计2020年在中考命题中依旧会选取生活中的热点事件或常见的现象,要求考生对现象运用功、功率、能的转化知识进行分析解答,正确运用相应知识解读现象,合理运用公式求解计算可以较好地提高本讲得分率！功和机械能功力学中的功定义及符号两个必要因素作用在物体上的力物体在力的方向上移

6、动的距离不做功的三种情况有力无距离有距离无力有力、有距离但垂直功的计算公式及单位、单位符号功率物理意义定义及符号公式、推导公式单位、单位符号动能和势能能量定义单位动能定义实验：探究动能与什么因素有关大小与质量有关与速度有关重力势能定义大小与质量有关与高度有关弹性势能大小定义与弹性形变有关与材料、粗细、长短有关机械能及其转化机械能定义机械能转化机械能守恒人造卫星水能和风能的利用功和机械能 核心知识梳理2 典例精讲精练3命题规律 主要考查结合影响动能、势能的影响因素正确分析能的转变,常出现在选择题或填空题中。解题技法 （1）首先分析决定动能大小的因素,决定重力势能(或弹性势能)大小的因素看动能和重

7、力势能(或弹性势能)如何变化。（2）还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大如果除重力和弹力外没有其他外力做功(即：没有其他形式能量补充或没有能量损失),则动能和势能转化过程中机械能不变。（3）题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失机械能不守恒。机械能及其转化例1(2012宁夏)如图男孩打弹弓的情景,你能联想到哪些物理知识？(至少写出两条)(1)_；(2)_ 。力可以改变物体的形状橡皮筋的弹性势能转化为子弹的动能（合理即可）分析结合图片和生活经验,可从动能和势能的变化方面、力的作用效果、弹性势能的大小跟物体发生弹性形变大小关

8、系等方面入手提出物理知识。变式题1(2015银川贺兰四中三模)2013年12月2日,总质量近3.8吨的“嫦娥三号”探测器从西昌卫星发射中心发射升空(如图a所示),奔向38万千米外的月球。12月14日“嫦娥三号”着陆器落月后,15日与“玉兔号”巡视器成功分离。(1)如图a火箭向下喷出高温高压气体,“嫦娥三号”腾空的过程中用到的物理知识有：物体间力的作用是_的；力可以改变物体的_。(2)“嫦娥三号”近月制动被月球捕获,进入环月圆轨道,飞行4天后,从环月圆轨道变轨至椭圆轨道(如图b),从远月点向近月点运动时,它的机械能_势能 _。(均选填“变大”“变小”或“不变”)(3)“嫦娥三号”着陆器抵月留下深

9、深的“足迹”如图c所示,“嫦娥三号”四个腿都设计成了“大脚丫”，目的是_ (4)“玉兔”抵月在阳光中留下美丽的“倩影”(如图d),“倩影”形成是由于光的 _形成。相互 运动状 态变小不变增大受力面积,减小对月球表面的压强。直线传播5)从地球到月球,“嫦娥三号”的质量_(选填“变大”“变小”或“不变”)。(6)“玉兔号”巡视器俗称月球车。月球车为什么不使用减震性能更好的充气橡胶轮胎？不变答：月球表面没有空气，充气轮胎容易爆裂。命题规律 此类考题主要考查学生对功、功率的公式及其变形公式的灵活运用,考题难度不大。解题技法 正确运用公式或其变形公式分析解答。功和功率的计算例2(2013宁夏)2013年

10、6月2日,卡塔尔跳高选手巴希姆,在国际田联钻石联赛中跳出2.4m的惊人佳绩,一举打破中国宿将朱建华保持了29年之久的亚洲纪录。(1)若巴希姆的质量为50kg,他从地面起跳至最高位置,所用的时间约为0.8s,在此过程中他克服重力所做的功是多少？功率多大？(g取10N/kg,忽略空气阻力)解：(1)G=mg=50kg10N/kg=500N,克服重力所做的W=Gh=5002.4m=1200J；功率P= =1500W。动能逐渐减小,势能逐渐增大。(2)说出他从地面起跳至最高位置的过程中,动能、势能的变化情况。分析(1)知道人的质量可以求人的重力,利用W=Gh求他克服重力所做的功；利用功率公式求功率；(

11、2)判断运动员的动能大小变化,主要从速度的变化进行判断。判断重力势能的变化,主要从高度的变化进行判断。变式题2(2014宁夏)2014年3月27日,在全国青年举重锦标赛暨青奥会选拔赛上,宁夏选手李艳在女子53公斤级比赛中发挥出色,摘得挺举冠军头衔。(g=10N/kg)(1)若李艳把100kg的杠铃在2.5s内举高1.6m,则她做功的功率是多大？(2)李艳举着100kg的杠铃被拍照时,请你估算她对地面的压强是多大？解：(1)她做的功：W=Gh=mgh=100kg10N/kg1.6m=1600J,她做功的功率：P= =640W；(2)李艳举着100kg的杠铃被拍照时,对地面的压力：F=G总=m总g

12、=(100kg+53kg)10N/kg=1530N,双脚着地总面积约为：S=则她对地面的压强：探究物体的动能跟哪些因素有关实验考点1.转换法的应用。2.控制变量法的应用。3.机械能及其转化。4.木块运动到末端之外的解决办法(降低斜面的竖直高度,即把斜面适当放缓点)。实验拓展1.让不同的小球从斜面的同一高度释放的目的：让小球滚动到斜面底端时的速度相同。2.实验中,假设平面无阻力会出现的情况：小车速度将不会减小,永远运动下去。例3(2016吴忠二中一模) 为了模拟研究汽车超载、超速带来的安全隐患,某同学设计了如图实验,让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,与放在水平面上的纸盒相碰后,铁球与纸盒

13、在水平面上共同移动一段距离后静止。(1)如图甲、乙所示,让小球从同一高度开始运动的目的是使两球到达水平面时具有相同的_；该实验是通过观察_来比较铁球动能的大小的。(2)用来研究超速安全隐患时,应该选用质量_(填“相同”或“不同”)的铁球从斜面的_(填“相同”或“不同”)位置由静止释放,实验时应选择_ 两图所示实验进行比较。通过这个实验得到的结论是 _。速度纸盒通过的距离相同不同甲、丙质量一定，速度越大，动能越大(3)请列举汽车超载的两个危害：_；_ _ 。超载的汽车质量大,惯性大,急刹车后滑行距离大,容易出交通事故汽车的总重过大,对路面的压力大,在受力面积不变的情况下,压强增大,超过路面的承受

14、能力而损坏路面分析(1)要研究动能与质量的关系,必须保证速度相同,质量不同,同一高度的目的是控制速度相同；物体动能的多少是由物体对外做功的多少来确定,而物体对外做功的多少又是通过纸盒通过的距离来表现的；(2)动能大小的影响因素：质量和速度。质量一定时,速度越大,动能越大；速度一定时,质量越大,动能越大。对照图示,结合控制变量法可得出结论;(3)超载的危害：压强是表示压力作用效果的物理量,压强的大小与压力和受力面积大小有关。超载的汽车质量大,惯性大,急刹车后滑行距离大,容易出交通事故。变式题3(2016济宁)小希用如图1所示的实验装置探究影响物体动能大小的因素.(1)本实验运用了物理研究方法中的转换法：用_来表示小球动能的大小。木块被推动的距离(2)小希通过实验探究发现质量和速度都是影响动能大小的因素,得出实验结论后,又提出了新的问题：物体的质量和速度对物体动能的影响一样大吗？小希查阅了相关资料,收集了一些物体的动能(如表所示),结合生活经验分析