鄂尔多斯专版2020中考物理复习方案第一篇教材梳理第07课时功和机械能课件

第7课时功和机械能第一篇教材梳理思维导图构建体系教材梳理夯实基础1.功

思维导图构建体系教材梳理夯实基础考点一功、功率及其计算定义

作用在物体上的力,使物体在力的方向上移动一段距离,就说这个力对物体做了功。

做功的两个必要因素:一是作用在物体上的

;二是物体在

移动了距离

计算

功等于

与

的乘积,公式为W=

,功的单位为焦耳(J),1J=1N·m。

注意:计算功的大小时:①方向要一致:s、F的方向要一致;②时间要一致:F、s要有同时性;③同一物体:F、s必须是针对同一物体来说的常见值

将两个鸡蛋举高1m做功约为1J;一个中学生从一楼走上二楼做功约为1500J;将地面上的物理课本捡起来,人对课本做功约为2J力力的方向上力物体在力的方向上移动距离Fs思维导图构建体系教材梳理夯实基础【点拨】不做功的三种情况(其他情况都做功)示意图特点

物体在水平方向不受力,因具有惯性而动

物体受力,但静止

有力有距离,但力的方向与距离的方向垂直举例

踢出去的足球

推而未动,搬而未起

人提水桶水平前进,提水桶的力和水桶的重力不做功思维导图构建体系教材梳理夯实基础2.功率功率

物理意义:表示物体做功的

;比较做功的快慢需考虑两个要素:一是物体做了多少功;二是物体做功所用的时间

定义:功与做功所用时间之比;

公式:P=

单位:

,简称瓦,符号:

;

1W=1J/s,1kW=1000W功率推导公式

由于P=且W=Fs,可推导:P=

=

(v为物体在F作用下运动的平均速度)

快慢瓦特WFv思维导图构建体系教材梳理夯实基础考点二机械能及其转化运动质量速度

质量高度形变思维导图构建体系教材梳理夯实基础机械能的相互转化

物体的动能和势能是可以相互

的。有摩擦阻力时,在动能和势能的相互转化中,机械能会

,如图甲、乙所示,我们称之为机械能不守恒。

若不考虑摩擦力等消耗能量的因素,则机械能的总和

,或者说机械能是

的。如图丙所示,卫星由远地点向近地点运动时,

减少,

增大,由于没有空气阻力,机械能

转化减少保持不变守恒重力势能动能不变思维导图构建体系教材梳理夯实基础【点拨】判断机械能是否守恒,注意:(1)对象是整体还是个体;(2)分析关键字,如“不计空气阻力”“不计摩擦”“光滑”等,说明不考虑机械能损失的情况。教材图解1.[2017·鄂州]图7-1所示生活实例中,力对物体做功的有 (

)图7-1思维导图构建体系教材梳理夯实基础A.甲和乙

B.甲和丙

C.乙和丙

D.丙和丁B2.如图7-2所示,大石头质量为0.6t,起重机的吊钩15s将大石头沿竖直方向匀速提升1m,提升过程中,起重机提升大石头做的功为

J,起重机提升大石头的功率为

W。若起重机的吊钩将大石头再水平移动2m,则整个过程中起重机做的总功为

J。(g取10N/kg)

思维导图构建体系教材梳理夯实基础图7-26×1032.6×1034×1023.如图7-3所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,做好后将它从不太陡的斜面滚下,观察到的现象是

,产生此现象的原因是

。思维导图构建体系教材梳理夯实基础图7-3重力势能与动能和弹性势能相互转化罐子从斜面滚下后又返回重难探究逐个突破实验突破素养提升1.如图7-4所示,下列说法正确的是 (

)图7-4A.图甲中,女孩搬起一个箱子,女孩对箱子做了功B.图乙中,司机费了很大的力未能推动汽车,但司机对汽车做了功C.图丙中,吊车吊着石块水平移动一段距离,吊车对石块做了功D.图丁中,足球被踢出后在草地上滚动的过程中,运动员对足球做了功探究一功和功率的理解及应用A重难探究逐个突破实验突破素养提升2.如图7-5所示是某公司研发的智能服务机器人,它具有净化室内空气、陪伴老人聊天散步等功能。若它在50N的牵引力作用下,以0.5m/s的速度在水平地面匀速直线行驶60s,求:(1)它行驶的路程。(2)此过程中牵引力所做的功。(3)牵引力做功的功率。图7-5解：（1）行驶的路程s=vt=0.5m/s×60s=30m。重难探究逐个突破实验突破素养提升2.如图7-5所示是某公司研发的智能服务机器人,它具有净化室内空气、陪伴老人聊天散步等功能。若它在50N的牵引力作用下,以0.5m/s的速度在水平地面匀速直线行驶60s,求:(2)此过程中牵引力所做的功。图7-5（2）牵引力所做的功W=Fs=50N×30m=1500J。重难探究逐个突破实验突破素养提升2.如图7-5所示是某公司研发的智能服务机器人,它具有净化室内空气、陪伴老人聊天散步等功能。若它在50N的牵引力作用下,以0.5m/s的速度在水平地面匀速直线行驶60s,求:(3)牵引力做功的功率。图7-5重难探究逐个突破实验突破素养提升3.扫地机器人是智能家用电器的一种。正逐渐进入我们的生活,如图7-6所示,是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人。小五在室内运动场上试用中发现,该机器人在1min内沿直线匀速清扫的距离为18m,若它在运动中所受阻力为105N。求:(1)此机器人在清扫地面时运动的速度。(2)此过程中机器人所受牵引力所做的功及功率。图7-6重难探究逐个突破实验突破素养提升3.扫地机器人是智能家用电器的一种。正逐渐进入我们的生活,如图7-6所示,是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人。小五在室内运动场上试用中发现,该机器人在1min内沿直线匀速清扫的距离为18m,若它在运动中所受阻力为105N。求:(2)此过程中机器人所受牵引力所做的功及功率。图7-6重难探究逐个突破实验突破素养提升4.如图7-7甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。由图像可知,0~3s内,推力对物体做功为

J;t=5s时,物体受到的摩擦力是

N;9~12s内,推力对物体做功的功率为

W。图7-70618重难探究逐个突破实验突破素养提升5.[2018·德州]两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的s-t图像如图7-8所示。根据图像,下列判断正确的是(

)A.两次物体运动的速度v1<v2B.两次物体所受的拉力F1>F2C.0~6s两次拉力对物体所做的功W1>W2D.0~6s两次拉力对物体做功的功率P1<P2图7-8C重难探究逐个突破实验突破素养提升重难探究逐个突破实验突破素养提升6.如图7-9所示是跳水运动员跳板跳水时的情景,跳板跳水运动有起跳、腾空、落水几个阶段,若不计空气阻力,从腾空到落水的过程中 (

)A.动能增加,机械能增加B.重力势能减小,机械能减少C.动能先减小后增大,机械能不变D.重力势能先减少后增大,机械能不变探究二机械能及其转化图7-9C重难探究逐个突破实验突破素养提升7.如图7-10所示是一种游戏,叫蹦极。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在高处,从高处跳下。图中a点是弹性绳自然下垂时的位置,c点是游戏者所到达的最低点。对于游戏者由跳台至最低点的过程中,若不计空气阻力,则下列说法正确的是 (

)A.游戏者的动能一直在增加B.游戏者减少的重力势能全部转化为动能C.游戏者通过a点之后,绳子具有弹性势能D.游戏者到c点时,他的势能为零图图7-10C重难探究逐个突破实验突破素养提升[解析]在到达a点之前,游戏者的重力势能转化为动能,动能逐渐增大;过a点后游戏者的动能先增加后减小,故整个过程中,动能是先增大后减小,故A错误。从跳台至a点的过程中,减小的重力势能全部转化为动能。设从a点至c点的过程中有一点b,游戏者在b点受到的重力等于其受到的绳子的拉力,故游戏者在该点速度最大,动能最大,所以从a点到b点游戏者减小的重力势能将转化为自身的动能与绳子的弹性势能;从b点到c点,游戏者减小的重力势能和其全部的动能转化成绳子的弹性势能,故B错误。游戏者通过a点后,绳子逐渐被拉长,绳子具有弹性势能,故C正确。游戏者到c点时由于还具有一定的高度,所以他的势能(即重力势能)不为零,故D错误。重难探究逐个突破实验突破素养提升突破一探究物体的动能跟哪些因素有关【设计和进行实验】1.使小球获得动能的方法:让小球从同一斜槽的某一高度由静止滚下。2.实验方法:①转换法:通过木块被撞后移动距离的远近反映物体动能的大小。②控制变量法:实验中探究动能与小球质量的关系,必须保持小球到达水平面的速度相同(方法:使小球从同一斜槽的同一高度由静止滚下);探究动能与小球速度的关系,必须保持小球的质量相同。重难探究逐个突破实验突破素养提升【数据处理和分析】3.设计实验记录表格(如下表所示),分析可得出:物体的质量和物体运动的速度都影响物体动能的大小,且质量越大、运动速度越大,动能越大。次数小球质量m/kg小球下落的高度h/cm木块移动的距离s/cm123…4.超速、超载问题的判断:超速问题质量不变,超载问题速度不变。重难探究逐个突破实验突破素养提升【交流、反思与评估】5.小球从开始运动到静止过程中机械能的变化:在斜槽上运动时,机械能减少,重力势能转化为动能和内能;在水平面上运动时,因为受到摩擦阻力,最后静止,机械能转化为内能。6.水平面绝对光滑不能完成实验:木块将一直做匀速直线运动,无法比较木块移动的距离。重难探究逐个突破实验突破素养提升例1为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图7-11甲、乙所示实验装置进行实验。(1)若要探究动能大小与速度的关系,应选择图

(选填“甲”或“乙”)装置进行实验。木块在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力

,克服摩擦力做功的功率

。若斜槽光滑,小球从斜槽顶端由静止滚到斜槽底部的过程中,其机械能

。(后三空均选填“变大”“不变”或“变小”)

图7-11不变乙不变变小重难探究逐个突破实验突破素养提升(2)如果做图乙②实验时,木块被撞后滑出木板掉落,为防止因此造成木块损坏,需改进图乙②实验,再与图乙①实验对比。在不改变木板长度的情况下,应该采用以下方法

。(填选项前字母)

A.换用质量更小的小球B.给水平木板铺上毛巾C.适当降低小球的高度D.换用一个较重的木块C重难探究逐个突破实验突破素养提升(3)同组小红发现木块被撞击后移动的距离没有其他同学的明显,认为是木块太重导致滑动摩擦力太大造成的。为了验证猜想,小红设计了如图7-12所示“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验,当接触面粗糙程度不变,用弹簧测力计拉动木块匀速直线运动时,通过多次实验得到了表一中的相关数据,请你根据表中数据帮她分析得出滑动摩擦力f与压力F之间的数量关系式为

。若探究动能实验中使用的木块质量确实较大,为确保实验仍有较明显的现象,请写出你的改进方法:

。

实验次数12345木块对木板的压力F/N23456弹簧测力计示数F示/N0.60.91.21.51.8图7-12表一增大小球下滚的高度(其他答案合理均可)f

=0.3F重难探究逐个突破实验突破素养提升(4)小红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?①小红查阅了相关资料,收集了一些物体的动能(如表二所示),结合生活经验分析表中数据,你认为在“质量”和“速度”这两个因素中,对物体动能影响较大的是

。表二一些物体的动能行走的牛约60J跑百米的运动员约3×102J飞行的步枪子弹约5×108J速度重难探究逐个突破实验突破素养提升②如图7-13所示为某段道路的标志牌,请结合所学知识进行解释,对机动车限定最高行驶速度,是因为

;对不同车型限定不一样的最高行驶速度,是因为

。

图7-13(5)图7-11中的实验装置的水平面如果绝对光滑,还能得出结论吗?

,原因是

。

(6)用如图7-11乙①中的实验装置探究阻力对物体运动的影响,必须增加的器材是

。(填选项前字母)

A.倾斜程度不同的斜面B.粗糙程度不同的水平面C.质量不同的小球

速度相同时,质量越大动能越大质量一定时,速度越大动能越大

在光滑水平面上,木块不能停下来,不能B也就无从比较小球动能的大小了小红又用如图7-14所示的实验装置做探究物体动能大小与哪些因素有关的实验,她将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离。·实验拓展·重难探究逐个突破实验突破素养提升图7-14实验次数钢球质量m/g钢球下摆高度h/cm木块滑行距离s/cm1203035240306536030表三重难探究逐个突破实验突破素养提升(7)本实验使钢球获得动能的操作方法是

。

(8)从表三数据可知,实验中控制了

相同,从而探究动能与

的关系。

(9)第1次实验时若不考虑能量损失,钢球对木块最多可做

J的功。第3次实验时,木块被撞后滑出木板无法记录数据,需要重做第3次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度,你认为应当采用

同学的建议。(g取10N/kg)

(10)由上述实验数据和现象可得出结论:

。

让钢球从高处摆下质量速度甲0.06速度一定时,质量越大,动能越大重难探究逐个突破实验突破素养提升突破二探究重力势能的大小与什么因素有关【设计和进行实验】1.实验方法:①转换法:通过沙坑的凹陷程度反映物体重力势能的大小。②控制变量法:实验中探究重力势能与物体质量的关系,必须保持物体高度相同(方法:不同物体从同一高度由静止落下);探究重力势能与高度的关系,必须保持物体的质量相同(方法:同一物体从不同高度由静止落下)。重难探究逐个突破实验突破素养提升次数物体质量m/g物体下落的高度h/m陷入沙坑的深度s/m1234【数据处理和分析】2.设计实验记录表格(如下表所示),分析可得出:物体的质量和物体所处的高度都影响物体的重力势能大小,且质量越大、所处高度越大,重力势能越大。重难探究逐个突破实验突破素养提升【交流、反思与评估】3.物体下落过程中未接触沙子时机械能的变化:考虑空气阻力的情况下,机械能减少,重力势能转化为动能和内能。接触沙子后,因为受到摩擦阻力,最后静止,所以机械能转化为内能。4.计算物体的重力势能(Ep=mgh)。重难探究逐个突破实验突破素养提升例2小夏同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发,并产生了如下猜想。猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关;猜想二:物体的重力势能与物体的下落高度有关;猜想三:物体的重力势能与物体的运动路径有关。为此小夏设计了如图7-15所示的实验:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处由静止释放,其中D球从光滑弯曲管道上端由静止滑入,最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。图7-15重难探究逐个突破实验突破素养提升实验数据如表一所示:表一实验序号铅球代号铅球的质量/g下落的高度/m陷入沙坑的深度/m①A2000.50.1②B4000.50.25③C20010.2④D20010.2(1)本实验中,采用的探究问题的方法有

。(写出一种方法即可)

(2)本实验中,铅球的重力势能大小是通过

来反映的。

控制变量法铅球陷入沙坑的深度