第20课功和功率、机械能

第20课功和功率、机械能考点扫描考试内容考试要求1.能的多种形式①列举能的多种形式(机械能、内能、电能、化学能、核能等)a2.机械能①识别动能、重力势能、弹性势能a②知道动能大小跟质量、速度的定性关系a③知道重力势能大小跟质量、举高高度的定性关系a④知道弹性势能大小跟弹性形变的定性关系a⑤举例说出动能和势能的相互转化a⑥描述机械能守恒的含义a⑦利用机械能守恒定律解释简单的现象b3.机械功①理解功的概念b②理解功的单位a③应用功的公式进行简单的计算c④解释做功伴随能的转化(或转移)b4.功率①说明功率的概念b②知道功率的单位a③应用功率公式进行简单的计算c④从能的转化来说明功率b知识结构要点梳理一、能的多种形式(能也称能量)能量是以多种形式存在的，常见的能量形式有：机械能；光能；内(热)能；电能；化学能；核能。二、机械能(动能和势能统称机械能)1．动能(1)动能的概念：物体由于而具有的能。(2)动能大小的相关因素：物体的越大，动能越大；越大，动能也越大。2．重力势能(1)重力势能的概念：物体由于而具有的能。(2)重力势能的相关因素：物体的越大，越高，具有的重力势能越大。运动质量速度被举高质量位置3．弹性势能(1)弹性势能的概念：物体由于发生而具有的势能。(2)弹性势能的相关因素：物体的越大，弹性势能就越大。4．物体的动能和势能可以相互转化。5．机械能守恒(1)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。弹性形变形变保持不变热练一练1(1)在举世瞩目的2008年北京奥运会开幕式上，体操王子——李宁点燃奥运会主火炬。如图所示，他在匀速升空的过程中，下列说法正确的是()A．动能不变，重力势能不变B．动能不变，机械能增加C．动能增加，重力势能增加D．动能增加，机械能不变解析:因为是匀速升空，所以动能不变，但是他匀速升空使重力势能增加，机械能包括动能和势能，所以机械能增加。B(2)如图所示，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化情况是()A．重力势能增大，弹性势能减小B．重力势能减小，弹性势能增大C．重力势能减小，弹性势能减小D．重力势能增大，弹性势能增大解析:小明下压时高度降低，所以重力势能减小，弹簧的形变程度变大，所以弹性势能增大。B(3)如图所示，一个小球从光滑曲面的顶端自由滑下，滑到曲面上的A点时，具有的重力势能为55J，则小球滑到底端时的动能是(忽略空气阻力)()A．等于55JB．小于55JC．大于55JD．无法确定解析因为是光滑曲面，又忽略空气阻力，所以机械能守恒，而在A点时势能为55J，则小球在最高点时，势能大于55J，则到最低点时动能大于55J。C三、功1．做功的两个必要因素:和要明确“在力的作用下，物体沿力的方向通过了一段距离，那么这个力就对物体做了功”。2．功的公式：W＝科学上规定：功等于作用在物体上的力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。注意点：F和s必须“同一物体”、“同一时间”、“同一方向”。3．功的单位：焦耳(简称“焦”)，1焦＝牛·米。4．做功的实质：做功的实质就是的过程，通过做功的形式将一种能量转化为其他形式的能量。物体做了多少功，就有多少发生了转化。能与功的单位一样，都是。作用在物体上的力物体在力的方向上通过的距离Fs1能量转化能量焦耳练一练２(1)一位九年级学生沿着教学楼的楼梯匀速上了三楼，该同学登楼做的功最接近于()A．3JB．30JC．300JD．3000J解析:假设一个学生的质量为50kg，g＝10N/kg，所以该学生重力为500N，一层楼为3米，到三楼为6米，根据公式W＝Fs＝Gh,求得W＝3000J。(2)沿水平方向分别拉重1000N和500N的两辆车做匀速直线运动，若两车都前进10m，且所用水平拉力都是200N，设拉力对较重的车做功为W1，对较轻的车做功为W2，则()A．W1W2B．W1W2C．W1＝W2D．无法判断解析:拉两车的力都为200牛，且两车都在力的方向上移动了10m，根据公式W＝Fs，求得W1＝W2。DC四、功率1．功率的概念：。功率用来描述，也可反映能量转化的快慢。2．功率的公式：P＝；P＝。3．功率的单位：瓦特(W)、千瓦、焦/秒；1瓦＝1。单位时间内做的功叫功率物体做功快慢W/tFv焦/秒练一练3.王小虎同学听到上课铃响了，他一口气从一楼跑到三楼，所用时间为10秒。那么他上楼过程中，克服自己重力做功的功率最接近下面哪个值()A．3WB．30WC．300WD．3000W解析:假设该同学质量50kg，g＝10N/kg，到三楼为6m，根据公式W＝Fs＝Gh，求得W＝3000J，因为所用时间为10s，再根据公式P＝W/t，求得P＝300W。C热点聚焦深度剖析要点提示:做功的两个必要条件的理解和应用。热点一做功的两个必要条件典例分析１某人用水平方向的力拉着一辆小车沿水平公路前进，小车所受的拉力、重力分别对小车的做功情况是()A．拉力对小车做了功，重力对小车没有做功B．拉力对小车没有做功，重力对小车做了功C．拉力和重力都没有对小车做功D．拉力和重力都对小车做了功解析:判断力对物体是否做功，一般可以从功的两个必要因素去判断，现在知道人的拉力和小车的重力都作用在小车上，但小车只在拉力方向上移动一段距离，因此，这两个力中只有拉力对小车做功。答案A对点训练1．(2010恩施)在校运会中，小翔参加了铅球比赛。如果他用200N的力，将重50N的铅球投到了10m远处。则下列关于他投球时做功情况的说法中，正确的是()A．做功2000JB．做功500JC．没有做功D．条件不足，无法计算解析:在扔出铅球后，铅球由于惯性飞到10m远处，所以无法计算。答案:D热点二功率意义的理解要点提示:功率描述物体做功的快慢，其大小是由完成的功和所用的时间共同决定的，与其他无关。该知识点被考查的频率较高。典例分析２下列关于功率的说法正确的是()A．做功多的物体功率一定大B．做功时间长的物体功率一定小C．完成相同的功，做功时间短的物体功率一定大D．做功越多、做功时间越长的物体功率一定大解析:功率的大小是由完成的功和所用的时间共同决定的。选项A仅说明做功的多少，没有说明做功的时间；选项B仅说明做功所用的时间，没有说明做功的多少，因此选项A、B都不正确。根据功率的定义式P＝W/t，在完成相同功的前提下，做功时间越短，功率越大，可见选项C正确。对选项D，由于无法确定所做的功与所用的时间的比值，因此无法比较功率的大小，故也是错误的。答案:C对点训练2．关于功率，下列叙述正确的是()A．做功用的时间越少，功率越大B．功率越大，做的功越多C．做功越快，功率越大D．做功的时间越多，功率越大解析:功率是表示物体做功快慢的物理量，功率的公式P＝W/t，因此功率的大小取决于做功的大小和做功时间的多少。而不是其中一个量的大小。故选C。答案:C热点三物体动能的相关因素要点提示:物体动能的大小与物体的质量、速度两个因素有关。典例分析3如图所示，一辆轿车和一辆货车在平直的公路上做匀速直线运动，可以判定()A．轿车的动能一定比货车大B．货车的动能一定比轿车大C．轿车的动能一定与货车的动能相等D．轿车的动能可能比货车大解析:物体动能的大小与物体的质量、速度两个因素有关，质量越大，速度越大，动能越大。因为本题中轿车和货车的质量、运动速度都未知，故无法确定它们的动能哪个大。答案:D对点训练3．(2010莱芜)一位司机驾驶大货车在某路段行驶，由于超速被警察拦住，警察对司机说：“先生，刚才你的车速为70km/h，超速了。”这位司机不满地说：“为什么小车的限速为80km/h，而大车的限速却为60km/h，不合理！”如果让你从物理学角度向司机解释，你会告诉他，这是由于()A．物体的惯性跟速度和质量有关B．摩擦力的大小跟速度和质量有关C．物体的动能跟速度和质量有关D．压强的大小跟速度和质量有关解析:因为物体动能的大小与物体的质量、速度两个因素有关，如果速度相同，大车的质量越大，动能也越大，发生危险时，造成的危害就大，所以，必须降低速度，减少动能，以降低危险。答案:C实验探究典例分析4(2010荆州)在学习势能的知识时，小明同学猜想物体重力势能的大小可能与以下两个因素有关：A.物体的高度；B.物体的质量。为了证明自己的猜想，他把橡皮泥平铺在水平面上，让同一小球从不同高度自由下落，记录结果如下表。实验次数球离橡皮泥的高度/m球在橡皮泥中的凹陷程度11.0较浅22.0较深33.0很深(1)由记录结果可以得到的实验结论是：_____________________________________________；(2)若想对另一个因素进行验证，你认为小明应该怎么做？______________________________________________。解析:本题其实是课本中学生活动内容的变形，球相当于装有水的瓶子，橡皮泥相当于沙子。都是通过观察凹陷程度来说明势能的大小。答案:(1)质量一定时，物体高度越高，重力势能越大(2)让几个质量不同的小球从同一高度自由下落，观察球在橡皮泥中凹陷程度4．下图是研究影响动能大小因素的实验装置示意图。对点训练(1)将一只木球放在E点，由静止释放，木球可将斜面底部的小木块撞到A处停下；若该木球放在F点释放，可将斜面底部的小木块撞到B处停下。比较A、B两图可得出结论：相同质量的物体，速度越大，动能_______；(2)将体积大小与木球相同的铁球放在E点释放时可将斜面底部的小木块撞到C点，甚至更远的地方，比较A、C两次实验现象得出结论：______________________________________________。答案:(1)越大(2)相同速度的两物体，物体质量越大，动能越大易错警示典例分析5如图，同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出(不计空气阻力和摩擦)，设小球刚落地时的速度分别为v1、v2、v3，则()A．v1＞v2＞v3B．v1＜v2＜v3C．v1＝v2＝v3D．v1＜v3＜v2误选B．认为速度为v3的小球抛的最远，所以速度最大；D.认为速度为v2的小球从最高处落下，所以速度最大。解析:本题应该从能量的转化和守恒的角度来做，三个小球原来在同一高度，势能相同；以相同速度抛出，动能相同，因此它们的机械能总量相同。在抛出后，不计空气阻力和摩擦，因此机械能守恒，落地时三个小球的机械能相同，因为落地时的水平高度相同，因此势能相同，所以动能还是相同。故速度相同。答案C完成考点跟踪训练20