2015安徽中考物理复习第12课时_功和机械能

第12课时功和机械能2015安徽中考物理复习考纲要求对相关知识的水平要求考试要求1.知道动能、重力势能(包括了解弹性势能)与哪些因素有关，知道机械能的概念A2.知道机械功的概念、定义式W＝Fs和单位：焦耳(简称焦，符号为J)；能根据具体情况判断力是否做功；能运用该定义式进行简单的计算BB4.能通过具体事例，说明物体的动能和势能之间是可以相互转化的A3.知道功率的物理意义、定义式P＝Wt和单位：瓦特(简称瓦，符号为W)；能结合生产、生活实际说明机械(包括用电器)功率的意义；能运用该定义式进行简单的计算近几年安徽省中考考查情况年份题型分值难易程度考点2011计算题3分简单题利用W＝Fs计算功的大小计算题3分简单题利用W＝Pt计算功的大小2012实验题8分简单题动能的大小与哪些因素有关计算题4分中等题利用W＝Pt计算功的大小和P＝Fv的推导2013填空题2分中等题利用W＝Gh计算重力做的功选择题1.5分中等题利用W＝Gh计算重力做的功2014填空题4分简单题功、功率的大小计算考点1功定义如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向移动了____________，就说这个力对物体做了功必要因素①作用在物体上的______；②物体在这个力的方向上移动的________不做功的三种情况示意图力一段距离距离特点物体受力，但静止物体水平方向不受力，因惯性而动有力有距离，力的方向与距离的方向垂直举例功的计算表述力学中，功等于____与___________________________的乘积公式W＝________单位________，简称______，符号是______力物体在力的方向上移动的距离Fs焦耳焦J考点2功率比较做功的快慢比较方法①完成相同的功比较__________________；②相同的时间内比较__________________功率物理意义表示物体做功的________定义______与____________之比，在数值上等于________内所做的功公式________单位________简称______，符号是______1W＝1J/s，表示___________________快慢所用的时间做功的多少功做功所用时间单位时间瓦特瓦W物体每秒做1J的功P＝Wt备注①公式P＝Wt表示做功物体在t时间内的平均功率；②公式P＝Fv表示物体的瞬间功率，推导过程如下：P＝Wt＝Fst＝Fv考点3动能和势能定义物体____________，就说这个物体具有能量，简称能实质能量是表示物体做功本领大小的物理量，物体做功的过程就是能量的转化过程；一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大单位________1．能的概念能够对外做功焦耳(J)机械能动能势能重力势能弹性势能定义物体由于______而具有的能物体由于______而具有的能物体由于发生____________而具有的能决定因素______和____________________和________________________________________存在标志正在运动的物体位于高处的物体发生弹性形变的物体2.动能和势能运动高度弹性形变质量运动的速度弹性形变的大小(同一物体)高度质量考点4探究动能的大小与什么因素有关研究方法①控制变量法：通过小球从斜面上滑下的________来控制和改变小球滑到水平面上的速度；②转换法：根据被撞木块________________判断小车动能的大小图例运动距离的长短高度研究结论①比较图______和图______可知：运动速度相同的物体，质量越大，它具有的动能就越______；②比较图______和图______可知：质量相同的物体，运动的速度越大，它具有的动能就越________拓展探究比较上图可知，________对动能的影响更大。(a)(b)多(b)(c)多速度考点5机械能及其转化定义动能、重力势能、弹性势能统称为机械能相互转化实例现象与分析①下降过程中，越转越____，_________转化为____；上升过程中，越转越___，______转化为__________；②由于摆轴和绳之间存在摩擦阻力，所以滚摆每次上升的最大高度逐渐________①小球从A点摆向最低点B时，越来越___，_______转化为________；从B点摆向C点时，越来越______，________转化为________②由于存在空气阻力，单摆每次上升的最大高度逐渐________快重力势能动能慢动能重力势能减小重力势能动能快重力势能减小慢动能相互转化实例现象与分析①铁球与弹簧的碰撞过程中，铁球的________转化为弹簧的________；弹簧恢复原状的过程中，弹簧的__________转化为铁球的________；②由于铁球和木板之间存在摩擦阻力，铁球被弹回后，不能到达上次从斜面滚下的_______动能动能弹性势能弹性势能高度[点拨]在动能和势能转化过程中，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，或只有动能与势能之间的相互转化)，则动能、势能转化过程中机械能的总量保持不变。若问题中出现“在光滑面”“不计空气阻力”等文字，就是表示没有能量损失，此时机械能总量可看作是不变的；在转化过程中，如果有能量损失或其他形式能量的补充，则机械能的总量将发生变化。类型一做功的两个必要因素例1如图所示的过程中，人对物体做功的是()B例2[2008·安徽]一辆汽车在水平路面上匀速行驶：（1）若汽车的牵引力用F表示，速度用v表示，发动机的功率用P表示，请你推导出F、P和v之间的关系式：P=Fv.（2）若汽车的发动机在90KW的额定功率下工作，此时汽车匀速行驶的速度大小为30m/s，求牵引力F的大小和所受阻力f的大小.类型二功和功率的相关计算（1）因为：P=W/t,W=Fs，v=s/t所以：P=W/t=Fs/t=Fv…………4分（2）根据：P=Fv即：F=P/v=90000W/30m/s=3000N…………2分由于汽车在匀速行驶时受到的阻力f与牵引力F是一对平衡力………1分即：f=F=3000N……………1分例3[2009·安徽]一辆汽车以72km/h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油为1.2Kg.汽车匀速行驶时受到的牵引力F=1.2x103N，汽油的热值q=4.6x107J/Kg.问：(1)汽车在这段时间内消耗的功率(即1秒时间内汽油完全燃烧放出的热量)是多少?(2)这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少?(3)比较(1)和(2)的结果，你有什么发现?简要分析原因(写出两条即可.（1）汽油完全燃烧释放的热量：Q放=mq=4.6×107J/kg×1.2kg=5.52×107J汽油消耗的功率：p1=Q/t=5.52×107J600s=9.2×104W（3分）（2）汽车在10min内通过的路程：s=vt=20m/s×600s=1.2×104m汽车牵引力在10min内做的功：W=Fs=1.2×103N×1.2×104m=1.44×107J汽车牵引力做功的功率：P2=W/t=1.44×107J/600s=2.4×104W（3分）（3）发现：汽车牵引力做功的功率小于消耗的功率．原因包括：汽油没有完全燃烧；废气带走一部分热量；由于热传递损失一部分能量；克服摩擦消耗一部分能量等。（写出其中两条即可）（3分）例4[2010·安徽]某型号汽车发动机的额定功率为6×104W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N。在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：（l）发动机所提供的牵引力大小；（2）行驶速度的大小；（3）行驶5min牵引力所做的功。（1）由于汽车匀速行驶时，受平衡力的作用，所以牵引力F=f=1800N（2分）（2）由P=Fυ得：汽牛匀速行驶速度υ＝P/F=6×104W/1800N=33.3m/s（3分）（3)W=Pt=6×104W×5×60s=1.8×107J（3分）例5[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θ=30°的固定斜面，用平行于斜面的拉力F=4N，将一物体从斜面底端匀速拉上斜面，已知物体上升的高度h=1m(1)求拉力F做的功；(2)若斜面的高度H一定，倾角θ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，θ越小,F越小。sinHsWW总有用sinHGHF（1）物体上升时沿斜面运动的距离s=2h=2m……（1分）故拉力做的功W=Fs=4×2J=8J………………（2分）不考虑摩擦时，即得F=Gsinθ故G一定时，θ越小，F越小……（2分）（2）斜面的长，………（2分）例6[2012·安徽]一辆小汽车在平直公路上匀速行驶，发动机的牵引力为2000N，速度为108km/h。(1)求小汽车匀速行驶时受到的阻力大小。(2)求牵引力在10min内所做的功。(3)若发动机的牵引力用F表示，小汽车的速度用v表示，请推导出牵引力的功率P＝Fv。解：（1）因为轿车匀速行驶时，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，所以受到的阻力f=F=2000N；（2）汽车行驶的距离：s=vt=m/s×600s=18000m，牵引力在10min内所做的功：W=Fs=2000N×18000m=3.6×107J（3）因为：P=W/t,W=Fs，v=s/t所以：P=W/t=Fs/t=Fv例8[2014·安徽]攀岩是一项挑战自然，超越自我的惊险运动。一位攀岩者体重为520N，背着生为8kg的背包，用时40min登上高为9m的峭壁。在此过程中攀岩者对背包做功________J，他做功的平均功率是_________W。（g取10N/kg）7202.25例7[2013·安徽]我国设计的“中华月球车”今年将登陆月球，图为该车的模型．物体在月球表面附近受到的重力仅为在地球表面附近所受重力的1/6，月球车的质量为120kg，它在月球表面受到的重力为_________N．若它在月球表面上方竖直下落4m，则重力对它做的功为_________J．800200Ⅰ.让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。Ⅱ.让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。回答下列问题：(1)步骤I是为了研究动能大小与_________________的关系。(2)步骤Ⅱ是为了研究动能大小与_________________的关系。(3)该实验中斜面的作用是为了控制钢球__________的大小，木块的作用是为了比较钢球________的大小。物体运动的速度质量速度动能类型三影响动能和势能大小的因素例9[2012·安徽]如图所示为探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验。实验步骤如下：类型四机械能及其转化例10小明乘超市的自动扶梯匀速上升过程中(如图所示)，小明的()A．动能转化为势能，机械能不变B．动能转化为势能，机械能增大C．动能不变，势能增大，机械能增大D．动能不变，势能不变，机械能不变C例11[2008·安徽]下列关于功、能和热量的描述中正确的是（）A．“嫦娥一号”飞船在加速升空的过程中，机械能的总量保持不变B．汶川地震形成的“堰塞湖”之所以危险是因为这些高处的湖水积蓄了很大的重力势能C．物体的温度越高，具有的热量就越多D．物体的内能越大，具有的功就越多例12[2009·安徽]一物体沿固定的粗糙斜面匀速下滑，物体在下滑的过程中（）A．动能不变，势能减小，机械能不变B．动能不变，势能减小，机械能减小C．动能增大，势能减小，机械能不变D．动能增大，势能减小，机械能减小BB例13[2010·安徽]图中的四幅图片是生活和生产中的场景，对其能量变化的描述中，错误的是（）A．甲图中，货物被举高后内能增加了B．乙图中，列车速度增大后动能增加了C．丙图中，握力计发生形变后弹性势能增加了D．丁图中，飞机升空后重力势能增加了A例14如图所示，撑竿跳高运动的几个阶段：助跑、撑竿起跳、越横杆。助跑时运动员跑得越快，________越大，从运动员撑竿起跳到越横杆的过