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第八章功和机械能考点1考点2考点3功1.功的定义和功的计算做功的两个必要因素一是力作用的物体上,二是物体在力的方向上移动距离定义功等于力和物体在力的方向上移动的距离的乘积单位焦耳,符号J公式W=Fs考点1考点2考点32.常见不做功的三种情况示意图没有力,有距离有力,没有距离有力,也有距离特点物体在运动方向上不受力,因惯性而动物体受力,但静止有力有距离,力的方向与距离的方向垂直举例踢出去的足球,脚对球不做功推而未动,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考点1考点2考点3功率比较项要点说明物理含义功率用来表示做功的快慢。功率越大,表示做功越快①功率的大小由做功多少和做功时间的长短共同决定,在分析问题时,不能认为做功多的物体功率就大,因为做功时间不确定;也不能认为做功时间短功率就一定大,因为做功的多少不确定。功率大,表示该物体做功快,并不表示它做功一定多,做功的多少还跟做功的时间有关。②定义式P=𝑊𝑡适用于各种情况下功率的计算,它算出的是平均功率,有时也用其变形式W=Pt来计算功的大小定义功与做功所用时间之比叫做功率公式定义式P=𝑊𝑡推导式P=Fv(用此公式计算,必须采用国际单位制)数值与单位功率在数值上等于单位时间内物体所做的功。国际单位制中,功率的单位是瓦特(W),1W=1J/s;1kW=103W推导式P=Fv只适用于做匀速直线运动的物体,它算出的是瞬时功率考点1考点2考点3机械能及其转化机械能能量定义一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能理解①能量表示物体做功本领大小的物理量;能量可以用能够做功的多少来衡量。②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”,也不是“正在做功”或“已经做功”。如:山上静止的石头具有能量,但它没有做功,也不一定要做功考点1考点2考点3项目概念特点决定大小的因素动能物体由于运动而具有的能量一切运动的物体都具有动能质量、速度势能重力势能物体由于被举高而具有的能量一切被举高的物体都具有重力势能质量、高度弹性势能物体由于发生弹性形变而具有的能量一切发生弹性形变的物体均具有弹性势能形变程度、材料共同点具有能的物体都能够做功无外力作用下机械能的转化考点1考点2考点3命题点图片练一练功的计算、判断是否做功(人教八下P63图11.1-3)(人教八下P64图11.1-4)(人教八下P63图11.1-3)1.(2019·怀化中考)下列所示现象中,对物体做了功的是(C)A.搬而未起B.提着滑板在水平路面上前行C.人将木箱推到斜面的顶端D.举着杠铃在空中不动考点1考点2考点3命题点图片练一练(人教八下P71图11.4-2)(说明:也可以考查机械能的转化)2.(2019·马鞍山一模)如图所示的单摆,如果不考虑空气阻力的影响,小球将在ABC间不停地往复运动。小球从A运动到B的过程中,机械能不变(选填“逐渐变小”或“保持不变”);绳子的拉力对小球不做功(选填“做功”或“不做功”)考点1考点2考点3命题点图片练一练比较做功的快慢(沪粤九上P9图11-12)3.如图所示,两位搬运工人均从一楼搬运物体到三楼,楼层高度相同。(1)采用做相同的功,比较做功时间的方法比较做功快慢。(2)采用在相同时间内,比较做功的多少的方法比较做功快慢弹性势能(人教八下P69图11.3-6)(说明:还可以考查弹力和力的作用效果)4.(2019·山东临沂中考)如图是运动员参加射箭比赛时的场景,下列说法错误的是(B)A.运动员将弓举起的过程对弓做功B.弓被拉的越弯产生的弹力越小C.弓被拉的越弯弹性势能越大D.箭被射出说明力可以改变物体的运动状态考点1考点2考点3命题点图片练一练机械能及其转化(人教八下P69图11.4-6)5.(2019·甘肃武威中考)迄今为止,我国已发射40余颗北斗导航卫星。若某卫星沿椭圆轨道绕地球运行,如图所示,则卫星从远地点向近地点运行的过程中,重力能转化为动能(人教八下P71图11.4-1)6.如图所示,运动员在进行蹦床比赛,运动员离开蹦床向上运动到一定高度又落到蹦床上。不计空气阻力,关于运动员离开蹦床后的运动过程,上升过程中,动能转化为重力势能,到达最高点运动员的速度为零,动能为零(人教八下P69图11.4-3)7.(2018·安徽铜陵一模)如图所示,一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到刚贴到自己的鼻子,然后从静止时释放。当铁锁摆回时不会(选填“会”或“不会”)打到你的鼻子考法1考法2考法3考法4功及其计算例1(2019·北京中考)如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法正确的是()DA.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功考法1考法2考法3考法4解析:从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以运动员对杠铃做了功,故A错;从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以运动员对杠铃做了功,故B错;从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以运动员对杠铃做了功,故C错;举着杠铃稳定站立的过程中,运动员施加了力,但杠铃没移动距离,所以运动员对杠铃不做功,故D正确。考法1考法2考法3考法4例2(2019·湖南邵阳中考)一物体在水平拉力F的作用下,沿力的方向以0.2m/s的速度匀速运动了4s,拉力F大小为5N,4s内拉力F做的功为()A.1JB.3JC.2JD.4JD解析:物体移动的距离s=vt=0.2m/s×4s=0.8m,拉力F做的功W=Fs=5N×0.8m=4J。方法归纳对物体做功的条件有力有距离,力对物体不一定做功,物体必须在力的方向上通过了距离,即力的方向和物体前进的距离的方向一致,力对物体才做功。力对物体做功的两个条件:一是力,二是物体沿力的方向通过的距离。两个条件缺一不可。考法1考法2考法3考法4对应练1在水平桌面上,将重为20N的木块沿直线匀速向前推了5m,所用的推力为4N,撤去推力后,木块由于惯性又前进了1m,则推力所做的功是20J,重力所做的功为0J。解析:物体在推力作用下移动的5m是做功过程,靠惯性移动的1m不做功,在重力的方向上没有移动距离,所以重力不做功。即W推=F×s=4N×5m=20J,重力做的功为0J。考法1考法2考法3考法4功率及其计算例3(2019·四川宜宾中考)如图所示,一个物体静止于光滑水平面上的O点,在水平恒力F作用下开始向右加速运动,依次经过a、b、c三个点,且a、b之间和b、c之间的距离相等,F在ab段做功W1,做功功率P1;在bc段做功W2,做功功率P2,则有W1=W2,P1P2(选填“”或“=”或“”)。解析:由题知,a、b之间和b、c之间的距离相等,拉力恒定,根据W=Fs可知,两个过程中拉力做的功相等,即W1=W2。物体向右做加速运动,速度在不断增大,运动相等的路程,所用的时间减少,可知,拉力做功的功率为P1P2。考法1考法2考法3考法4方法归纳功的计算功的计算公式有W=Fs和W=Pt,其s是力在力的方向上移动的距离。功率的计算公式有P=𝑊𝑡和P=Fv,其F是牵引力,v是物体运动的速度。考法1考法2考法3考法4对应练2(2019·四川凉山州中考)“绿色环保,低碳出行。”一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶,发动机的功率为200kW,速度为72km/h。公交车行驶1h,发动机做的功为7.2×108J,公交车行驶的路程为72000m。解析:W=Pt=200×103W×3600s=7.2×108J;s=vt=20m/s×3600s=72000m。考法1考法2考法3考法4动能和势能大小的比较例4(2019·广西桂林中考)如图所示,物块在光滑斜面上由静止开始下滑,依次经过a、b两个点,不计空气阻力,比较物块在a、b两点的能量,下列说法正确的是()A.物块在a点动能大B.物块在b点动能大C.物块在b点重力势能大D.物块在a、b两点的重力势能一样大B解析:物块在光滑斜面上由静止开始下滑(不计空气阻力),在下滑过程中,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能变大;由于a点的位置要高于b点的位置,所以a处的重力势能大于b处的重力势能;物块在下滑过程中动能变大,所以物块在b点动能大,故B正确,ACD错误。考法1考法2考法3考法4方法归纳动能、势能的比较动能、势能和动量都是高中学习的重要内容,中考时会有与之衔接的内容。动能:物体由于运动而具有的能量,其大小等于物体的质量与速度平方乘积的一半,即Ek=12mv2。势能:物体由于被举高而具有的能量,其大小等于物体的重力与高度的乘积,即Ep=Gh=mgh。考法1考法2考法3考法4对应练3(2019·云南中考)第24届冬奥会将于2022年在北京张家口举办,高山滑雪是冬奥会的重要竞赛项目之一,如图所示是滑雪运动员从山顶加速下滑训练的情境。在下滑过程中运动员的动能增大,重力势能减小(均选填“减小”“增大”或“不变”)。解析:滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中,运动员的质量不变,速度变大,故动能增大,同时高度变小,故重力势能减小。考法1考法2考法3考法4机械能及其转化例5(2019·广东深圳中考)如图,弧形轨道ab段光滑,bc段粗糙,小球从a点经最低点b运动至c点。下列分析正确的是()A.从a到b的过程中,小球动能转化为重力势能B.经过b点时,小球动能最大C.从b到c的过程中,小球动能增大D.从a到c的过程中,小球机械能守恒B解析:从a到b的过程中,小球质量不变,高度降低,速度变大,故重力势能减少,动能增大,属于重力势能转化为动能,故A错误;小球从a运动到b动能增大;从b运动到c动能减小,则在b点处小球动能最大,故B正确;小球从b到c的过程中,高度增加,同时克服摩擦力做功,速度减小,则小球的动能减小,故C错误;bc段弧形轨道粗糙,因此小球在bc段运动时会克服摩擦力做功,会有一部分机械能转化为内能,则机械能会减小,故D错误。考法1考法2考法3考法4方法归纳机械能及其转化(1)判断能量之间的转化,关键是分析物体的质量、速度、高度或形变程度如何变化,具体如下。一般,减小的某种形式的能转化为增加的另一种形式的能。(2)有其他形式能参与时,机械能不守恒,如火箭发射时,高温高压燃气做功,内能转化为机械能,使机械能增大;汽车匀速下坡,重力势能转化为内能,动能不变,机械能变小。考法1考法2考法3考法4对应练4(2019·湖北宜昌中考)如图所示,过山车是一项惊险刺激的游戏项目,下列关于过山车的机械能说法正确的是()A.刚开始过山车匀速被拉升时,机械能不变B.过山车向下俯冲时,重力势能转化为动能C.通过环形轨道最高点时,重力势能最大,动能为0D.过山车在运行过程中机械能守恒B考法1考法2考法3考法4解析:刚开始过山车匀速被拉升时,质量不变,速度不变,高度增加,故动能不变,重力势能变大,而机械能等于动能与重力势能之和,所以机械能变大,故A错误;过山车向下俯冲时,质量不变,高度降低、速度变大,所以重力势能变小,动能变大,重力势能转化为动能,故B正确;通过环形轨道最高点时,高度最大,重力势能最大,但此时其在水平方向上速度不为零,此时动能不为零,故C错误;过山车在运行过程中需要克服空气阻力和摩擦阻力做功,会有一部分机械能转化为内能,所以机械能变小,即机械能不守恒,故D错误。实验点探究物体的动能跟哪些因素有关考查方向:如何使物体获得动能、控制变量法和转换法的理解和运用、实验的设计和评估。项目要点实验方法控制变量法、转换法实验装置实验过程1.如图甲和乙,让同一个小球从不同的高度滑下,记录木块移动的距离。2.如图甲和丙让不同的小球从相同的高度滑下,记录木块移动的距离实验结论如图甲、乙所示,当物体的质量一定,速度越大,动能越大;如图甲、丙所示,速度不变时,质量越大,动能越大实验点注意事项:为了控制小球到达水平面的速度,必须让小球从斜面的同一高度滑下。用木块移动的距离表示小球动能的大小。实验点例题(2019·黑龙江绥化中