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第十章功和机械能常考类型剖析类型一功功率的计算例1（’14扬州）“4·18”前夕，公共自行车出现在扬州城道路旁，极大地方便了市民生活，小常租借了一辆自行车，在10s内行驶了40m，骑车时受到的平均阻力是20N，这段时间内，他克服阻力做的功为_____J，平均功率为______W.80080【解析】克服阻力做功.W＝fs=20N×40m=800J；平均功率P=.W800s10J800tW功、功率的计算（1）功的计算：名称公式物理意义解题注意事项解题步骤拉力（牵力）所做的功W=Fs①F为作用在物体上的拉力(牵引力)①力与物体移动的距离在方向上必须是一致的;力与物体移动的距离必须对应同一物体、同一段时间;①先确定力的大小；名称公式物理意义解题注意事项解题步骤拉力（牵引力）所做的功W=Fs②s为在拉力(牵引力)的方向上物体通过的距离②当物体做匀速运动时根据二力平衡求解牵引力;③力的单一定要用牛顿,距离的单位一定要用米②再确定距离的多少名称公式物理意义解题注意事项解题步骤重力做的功W=Gh①G为物体的重力；②h为物体克服重力被提升的高度①重力计算过程中质量的单位换算；②看清题目中求的是单个物体的重力还是几个物体的重力③选择适当的公式进行计算名称公式物理意义解题注意事项解题步骤拉力（牵引力）所做的功W=Fs②s为在拉力(牵引力)的方向上物体通过的距离②当物体做匀速运动时根据二力平衡求解牵引力;③力的单一定要用牛顿,距离的单位一定要用米②再确定距离的多少公式解题注意事项解题步骤功率计算P=P=Fv①P、W、t必须对应于同一段时间和同一物体；①题目中若出现距离,则考虑公式P=，先计算功的多少，找到时间，再用该公式计算;tWtW公式解题注意事项解题步骤功率计算P=P=Fv②P=具有普遍性，不限制物体的运动状态；P=Fv必须是物体做匀速直线运动状态②题目中若出现速度，没有距离，则考虑公式P=Fv,先找力的大小，再确定物体在该力方向上的速度，最后用公式计算即可tWtW公式解题注意事项解题步骤功率计算P=P=Fv②P=具有普遍性，不限制物体的运动状态；P=Fv必须是物体做匀速直线运动状态②题目中若出现速度，没有距离，则考虑公式P=Fv,先找力的大小，再确定物体在该力方向上的速度，最后用公式计算即可公式推导：tWtWFvtsFtFstWP变式题1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，背着质量为8kg的背包，用时40min登上高为9m的峭壁.在此过程中攀岩者对包做功____J，他做功的平均功率是_____W.（g取10N/kg）7202.25【解析】此题是在竖直方向上克服重力做功的情况.所以要用公式W=Gh计算，因为计算的是攀岩者对背包做的功，所以G应该表示的是背包的重力，h为攀岩的高度.背包受到的重力为：G包=mg=8kg×10N/kg＝80N，对背包做功为：W=G包h=80N×9m=720J.第二个空为攀岩者做功的平均功率，攀岩者做的功既包括对背包做的功，又包括他克服自身重力做的功.他做的总功W总=（G人+G包）h=(520N+80N)×9m＝5400J，他做功的平均功率为：W.252s6040J5400.tWP类型二机械能及其转化【命题解读】机械能及其转化考查17次，在选择题、填空题、简答题、实验题中均有考查，多以卫星、跳伞、蹦床等为背景进行考查，考查内容涉及动能的变化、机械能的变化、动能和重力势能的相互转化、动能和弹性势能的相互转化.其中，动能的变化为重点考查内容.例2（’13龙东）在一次军事演习中，一架飞机沿水平方向一边匀速飞行，一边投放军用物资，在此过程中飞机的动能_____（选填“变大”、“变小”或“不变”），物资在加速下落过程中，动能和重力势能之间的转化情况是：___________________.变小重力势能转化为动能【解析】影响动能的因素有两个：一是运动时的速度，二是质量.飞机匀速飞行，说明速度大小没有变化，边飞行边投放军用物资，飞机和机上的军用物资总质量减小，所以动能减小；物资下落过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，然而运动速度在增加，动能在增加，所以重力势能转化为动能.动能和势能转化问题的分析方法：（1）首先分析决定动能大小的因素和决定重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化.（2）要注意动能和势能相互转化过程中的能量损耗和补充，如果除重力和弹力外没有其他外力做功，则动能和势能转化过程中机械能不变.（3）题目中如果有“在光滑斜面上滑动”，则表示没有能量损失——机械能守恒；如果有“在斜面上匀速下滑”，则表示有能量损失——机械能不守恒.变式题2（’14莱芜）如图所示，一个物体沿粗糙的斜面匀速下滑，下滑过程中，下列判断正确的是（）A.物体的动能不变，机械能不变B.物体的重力势能减小,机械能减小C.物体的动能转化为重力势能D.物体的重力势能转化为动能B【解析】由【类型突破】可知：物体的动能不变，重力势能减小；由于“机械能=动能+势能”，故机械能减小；故A选项错误，B选项正确.由于物体的动能不变，重力势能减小；所以不是动能转化为重力势能，也不是重力势能转化为动能.故C、D都错误.故选B.实验探究物体的动能跟哪些因素有关（2013年黔南州19题）实验突破（1）转换法的应用（通过观察木块被推动的距离来判断动能的大小）；（2）控制变量法的应用；（3）探究动能与速度的关系时，控制小球的质量相同；（4）探究动能与质量的关系时，控制小球的速度相同；（5）选择同一个小球从不同高度释放进行实验的目的（控制小球的质量相同）；（6）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部的速度相同）;（7）结合牛顿第一运动定律的内容对该实验现象进行描述和判断.实验结论：运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大.例如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置.（1）该实验利用了转换法，通过观察_______________来判断_____（选填“小球”或“木块”）动能的大小.木块移动的距离小球（2）让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与_____的关系.（3）换用质量不同的小球，使它们从斜面的_____（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与_____的关系.速度相同质量【解析】此题重在运用了两种科学的研究方法：控制变量法和转换法.通过对比实验，控制不变量，改变研究量来进行对比实验，从相同高度滚下可使小球到达水平面的初始速度相同，来研究动能与质量的关系.从不同高度滚下，可使物体在水平面的初始速度不同，但保持质量相同，从而研究动能与速度的关系.可以通过木块移动的距离长短来表示小球动能的大小，利用控制变量的思想归纳结论.（1）小球碰到木块后,由于受到_______的作用,最终会停止,在此过程中小球和木块的动能转化为___能.（2）如果实验中水平面绝对光滑,实验将_____（选填“能”或“不能”）达到实验目的，原因是________________________________________________________.摩擦力木块将与小球一直做匀速直线运动，无法比较木块移动的距离内不能（3）本实验过程中，除了要保持运动的路线与木块的中心在同一条直线上这一点之外，还有其他的注意事项，如果不按照这些注意事项进行实验，会导致实验不能得出正确的结论，请任意写出一点注意事项_________________________.自由滚下小球需由静止【解析】（1）由于受到摩擦力的作用，木块和小球动能转化为内能；（2）如果本实验中的水平面绝对光滑，小球撞到木块后将与木块一起做匀速直线运动，则无法通过木块移动的距离比较动能的大小，因此不能达到实验的目的；（3）实验中需要保持小球由静止自由滚下，使小球初始速度为零.