
1.了解:功與功率的單位;機(jī)械能概念。
2.會(huì):計(jì)算功的大小;計(jì)算功率;解釋生活中利用動(dòng)能或勢(shì)能的現(xiàn)象。
3.理解:功的概念;功與速度的關(guān)系;動(dòng)能和勢(shì)能的概念。
4.掌握:功率的概念;影響物體動(dòng)能和勢(shì)能大小的因素;機(jī)械能守恒定律。
一、思維導(dǎo)圖
二、知識(shí)梳理
知識(shí)點(diǎn)一:功
1.功的定義:一個(gè)力作用在物體上,使物體在 力的方向上通過一段 距離 ,這個(gè)力就對(duì)物體做了功。
2.功的公式:功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式:。
3.功的單位:國(guó)際單位制中,功的單位是:焦耳,符號(hào)是J,1J= 1N·m 。
4.功的公式的應(yīng)用:①分清哪個(gè)力對(duì)物體做功,計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力;②公式中S一定是在力的方向上通過的距離,強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng);③功的單位“焦”(?!っ?= 焦),不是力和力臂的乘積(牛·米,力臂單位不能寫成“焦”)。
要點(diǎn)詮釋:
(1)理解判斷的依據(jù):
依據(jù):做功的兩個(gè)必要因素。
重點(diǎn):抓住力作用在物體上是否有“成效”。
(2)明白不做功的三種情況:
A. 物體受力,但物體沒有在力的方向上通過距離,此情況叫“勞而無功”。
B. 物體移動(dòng)了一段距離,但在此運(yùn)動(dòng)方向上沒有受到力的作用(如物體因慣性而運(yùn)動(dòng)),此情況叫“不勞無功”。
C. 物體既受到力,又通過一段距離,但兩者方向互相垂直(如起重機(jī)吊起貨物在空中沿水平方向移動(dòng)),此情況叫“垂直無功”。
(3)在分析做功情況時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
A. 當(dāng)物體的受力方向與運(yùn)動(dòng)方向不垂直時(shí),這個(gè)力就要做功。
B. 一個(gè)物體同時(shí)受幾個(gè)力的作用時(shí),有一些力做了功,有些力沒有做功,因此講做功必須指出是哪一個(gè)力對(duì)哪一個(gè)物體做功。
C. 什么叫物體克服阻力做功:若物體在運(yùn)動(dòng)方向上受到一個(gè)與此方向相反的力F的作用,我們通常說物體克服阻力F做了功。
比如:在豎直向上,物體克服重力做功,功的大小為W=Gh;在水平方向上,物體克服摩擦力做功,功的大小為W=fs。
(4)有力才有可能做功,沒有力根本不做功。
(5)F與s的方向應(yīng)在同一直線上(初中要求)(比如一個(gè)人提著一重物G,從山腳順著一之字形的山路爬到山頂,此時(shí)人克服重力做功所移動(dòng)的距離并不是山路的長(zhǎng),而是從山腳到山頂?shù)母?。?br>(6)做功的多少,由W=Fs決定,而與物體的運(yùn)動(dòng)形式無關(guān)。
知識(shí)點(diǎn)二:功率
1.定義:?jiǎn)挝粫r(shí)間里完成的功;或說成:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)力作做的功。
2.功率的物理意義:功率是表示力做功快慢的物理量;即單位時(shí)間內(nèi)完成的功。
3.公式:。
4.單位:在國(guó)際單位制中,功率單位是瓦特,符號(hào)是 W 。常用單位還有千瓦(kW)、馬力。
換算關(guān)系:。
5.功率公式的解釋:
(1)物體在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),則拉力做功的功率等于力與物體速度的乘積,即。
(2)利用該公式時(shí)要注意:拉力F必須是恒力,且物體運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)不變;v的單位必須用m/s,這樣算出的功率單位才是W;速度v跟拉力F必須對(duì)應(yīng),即v必須是受到拉力的物體在拉力的方向上移動(dòng)的速度。
要點(diǎn)詮釋:
(1) 注意區(qū)別功與功率:功率與功是兩個(gè)不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率”則表示做功的“快慢”,“多少”與“快慢”的意義不一樣,只有在做功時(shí)間相同時(shí),做功多的就做功快;否則,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大,也就是說:功率與功和時(shí)間兩個(gè)因素有關(guān)。
(2)由P=W/t變形為P=F·v可知:功率一定時(shí),力F與速度v成反比。
(3)將上述歸納:
知識(shí)點(diǎn)三:動(dòng)能
1.什么是動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能。如圖所示,物體都具有動(dòng)能。
2.影響動(dòng)能的因素
物體動(dòng)能的大小與兩個(gè)因素有關(guān):一是物體的質(zhì)量,二是物體運(yùn)動(dòng)的速度大小。當(dāng)物體的質(zhì)量一定時(shí),物體運(yùn)動(dòng)的速度越大其動(dòng)能越大,物體的速度越小其動(dòng)能越小;具有相同運(yùn)動(dòng)速度的物體,質(zhì)量越大動(dòng)能越大,質(zhì)量越小動(dòng)能越小。
3.動(dòng)能是“由于運(yùn)動(dòng)”而產(chǎn)生的,一定不要把它理解成“運(yùn)動(dòng)的物體具有的能量叫動(dòng)能”,不運(yùn)動(dòng)的物體也具有能量,但不具有動(dòng)能。例如在空中飛行的飛機(jī),不但有動(dòng)能而且還具有其它形式的能量。
要點(diǎn)詮釋:
(1)一切運(yùn)動(dòng)的物體都有動(dòng)能。
(2)動(dòng)能是“由于運(yùn)動(dòng)”這個(gè)原因而產(chǎn)生的,一定不要把它理解成“運(yùn)動(dòng)的物體具有的能量叫動(dòng)能”。例如在空中飛行的飛機(jī),不但有動(dòng)能而且還具有其它形式的能量。
知識(shí)點(diǎn)四:勢(shì)能
1.重力勢(shì)能:物體由于被舉高而具有的能量,叫做重力勢(shì)能。
(1)重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量和高度有關(guān)。物體的質(zhì)量越大,被舉得越高,則它的重力勢(shì)能越大。
(2)重力勢(shì)能是“被舉高”這個(gè)原因而產(chǎn)生的,一定不要把它理解成“被舉高的物體具有的能量叫重力勢(shì)能”,被舉高的物體具有重力勢(shì)能,同時(shí)也具有其他形式能量。例如在空中飛行的飛機(jī),不但有重力勢(shì)能而且還具有其它形式的能量。
2.彈性勢(shì)能:物體由于發(fā)生彈性形變,而具有的能叫做彈性勢(shì)能。如圖所示,撐桿跳高時(shí)彎曲的桿、拉開的弓箭都具有彈性勢(shì)能。
彈性勢(shì)能的大小與彈性形變的程度有關(guān);形變程度越大,其彈性勢(shì)能越大。
要點(diǎn)詮釋:
(1)一切被舉高的物體都有重力勢(shì)能。
(2)重力勢(shì)能是“被舉高”這個(gè)原因而產(chǎn)生的,一定不要把它理解成“被舉高的物體具有的能量叫重力勢(shì)能”。例如在空中飛行的飛機(jī),不但有重力勢(shì)能而且還具有其它形式的能量。
(3)一切發(fā)生彈性形變的物體都有彈性勢(shì)能。
(4)彈性勢(shì)能是“由于發(fā)生彈性形變”這個(gè)原因而產(chǎn)生的,一定不要把它理解成“發(fā)生彈性形變的物體具有的能量叫彈性勢(shì)能”。
知識(shí)點(diǎn)五:機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
1.動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。
2.動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
(1)在一定的條件下,動(dòng)能和重力勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如將一塊小石塊,從低處拋向高處,再?gòu)母呦侣涞倪^程中,先是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,后又是重力勢(shì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
(2)在一定的條件下,動(dòng)能和彈性勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如跳水運(yùn)動(dòng)員,在起跳的過程中,壓跳板是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能,跳板將運(yùn)動(dòng)員反彈起來是彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
(3)機(jī)械能守恒:如果一個(gè)過程中,只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能的總和就保持不變,這個(gè)規(guī)律叫做機(jī)械能守恒。
(4)水能和風(fēng)能的利用:自然界的流水和風(fēng)能都是具有大量機(jī)械能的天然資源。利用水能發(fā)電,一定量的水,上、下水位差越大,水的重力勢(shì)能越大,能發(fā)出的電就越多。利用風(fēng)能發(fā)電,在風(fēng)力資源豐富的地區(qū),可以同時(shí)安裝幾十臺(tái)到幾百臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī),組成“風(fēng)車田”聯(lián)在一起供電。
考點(diǎn)一:功與功的計(jì)算
【備考方略】
1.如果一個(gè)力作用在物體上,物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了一段距離,就說這個(gè)力做了功。功是物理學(xué)中表示力對(duì)距離的累積的物理量;公式:W=Fs;在國(guó)際單位制中力F的單位是(N),距離s的單位是(m),功的單位就是?!っ祝∟·m)。功的單位有一個(gè)專門的名稱—焦耳,簡(jiǎn)稱焦,用字母(J)表示。
2.即使存在力,也可能沒有做功。例如,在水平地面上拉動(dòng)重物,水平拉力做了功,但重力沒有做功,因?yàn)樵谥亓Ψ较蛏蠜]有產(chǎn)生路程;同樣,桌上的一本書,盡管桌對(duì)書有支持力,但因沒有位移而沒有做功。
3.普通力的功:W=Fs;重力的功:W=Gh。
4.對(duì)于“功”,主要考查學(xué)生對(duì)概念的理解和掌握程度,主要內(nèi)容有:功概念的認(rèn)識(shí)以及簡(jiǎn)單計(jì)算,能解釋生活中做功例子等。涉及功的考題,常見題型是選擇題和計(jì)算型填空題,均屬于基礎(chǔ)題型,試題難度以中等為主;難度較高主要是涉及功的大型計(jì)算題,這類題型屬于綜合計(jì)算題,考查學(xué)生計(jì)算題能力和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力。
【經(jīng)典例題】(2021·黑龍江大慶市)一定質(zhì)量的物體在水平拉力的作用下沿同一水平面做直線運(yùn)動(dòng),其路程(s)—時(shí)間(t)關(guān)系如圖所示,下列正確的是( )。
A.物體20s時(shí)的速度大于8s時(shí)的速度;
B.0~12s物體所受的拉力大于12s~24s物體所受的拉力;
C.0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功;
D.0~12s拉力做功的功率小于12s~24s拉力做功的功率
【答案】C。
【解析】A.由圖,12~24s斜率小于0~12s,斜率越大速度越大,故物體20s時(shí)的速度小于8s時(shí)的速度,故A錯(cuò)誤;
B.兩段都是勻速直線運(yùn)動(dòng),拉力等于摩擦力,因?yàn)閴毫痛植诔潭葲]變,所以摩擦力沒變,拉力相同,故B錯(cuò)誤;
C.0~12s運(yùn)動(dòng)距離6m,12~24s運(yùn)動(dòng)距離2m,因?yàn)槔ο嗤?,根?jù)W=Fs,0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功,故C正確;
D.0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功,時(shí)間相同,根據(jù),0~12s拉力做功的功率大于12s~24s拉力做功的功率,故D錯(cuò)誤。故選C。
【舉一反三】
1.(2021·湖南常德市)下面四幅圖中所描述的力,對(duì)物體做了功的是( )。
A.使小車向前運(yùn)動(dòng)了一段距離的推力;
B.搬石頭但沒有搬動(dòng),手對(duì)石頭的力;
C.托著貨物停在水平地面上,叉車對(duì)貨物的力;
D.提著滑板在水平路面上前行,手提滑板的力
【答案】A。
【解析】A.推著小車向前移動(dòng)一段距離,對(duì)物體施加了力,并在力的方向上移動(dòng)了一段距離,故A符合題意;
B.搬而未起,有力但是無距離,不做功,故B不符合題意;
C.托著貨物停在水平地面上,叉車對(duì)貨物有力但是無距離,不做功,故C不符合題意;
D.提著滑板在水平路面上前行,手提滑板有力,但是在力的方向上沒有距離,即力的方向與運(yùn)動(dòng)的方向垂直,不做功,故D不符合題意。故選A。
2.(2021·湖北十堰市)某汽車公司對(duì)自主研發(fā)的無人駕駛汽車性能進(jìn)行測(cè)試,甲、乙兩輛完全相同的汽車在同一水平路面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),且v甲<v乙,若不計(jì)空氣阻力,則汽車受到的牽引力F甲和F乙以及牽引力在相同時(shí)間內(nèi)所做的功W甲和W乙之間的關(guān)系正確的是( )。
A.F甲<F乙,W甲<W乙B.F甲>F乙,W甲>W(wǎng)乙
C.F甲=F乙,W甲<W乙D.F甲=F乙,W甲=W乙
【答案】C。
【解析】在水平方向上,甲、乙兩輛汽車都受牽引力F與摩擦力f作用,兩輛汽車都做勻速直線運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),所以F甲=f甲,F(xiàn)乙=f乙;甲、乙兩輛完全相同的汽車在同一水平路面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),兩輛汽車對(duì)水平路面的壓力相等,都等于汽車自身的重力;接觸面的粗糙程度相同,所以兩輛汽車所受的摩擦力大小相等,即f甲=f乙,所以牽引力F甲=F乙。因?yàn)椋瑅甲<v乙,所以在相同的時(shí)間內(nèi)路程關(guān)系是:s甲<s乙,F(xiàn)甲=F乙。根據(jù)W=Fs可知,W甲<W乙,故ABD錯(cuò)誤,C正確。故選C。
3.(2021·江蘇中考真題)下列有關(guān)中學(xué)生的估測(cè)符合實(shí)際的是( )。
A.眨眼一次的時(shí)間約為3s;
B.正常步行的速度約為1.4km/h;
C.游泳時(shí)受到的浮力約為500N;
D.完成一次引體向上做的功約為2000J
【答案】C。
【解析】A.眨一次眼的時(shí)間約是十分之一秒,故A不符合題意;
B.正常步行的速度約為1m/s,合3.6km/h,故B不符合題意;
C.人體重約500N,人密度與水相當(dāng),可認(rèn)為懸浮在水中,浮力與重力相等,因此游泳時(shí)受到的浮力約為500N,故C符合題意;
D.人體重約500N,完成一次引體向上,上升高度為手臂長(zhǎng),約0.6m,因此做的功約為
故D不符合題意。故選C。
考點(diǎn)二:功率及其計(jì)算
【備考方略】
1.功與做功所用時(shí)間之比稱為功率,它在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)所做的功,用P表示。功率表示力做功快慢程度。
2.在國(guó)際單位制中,規(guī)律單位是瓦特(W)。常用單位還有千瓦(kW),1kW=1×103W;馬力,1馬力=735W。
3.對(duì)“功率”的考查主要有對(duì)功率概念的理解和掌握程度,主要內(nèi)容有:功率概念的認(rèn)識(shí)以及簡(jiǎn)單計(jì)算,能進(jìn)行功率的計(jì)算并利用功率解釋生活中例子等。
功率在中考中出現(xiàn)概率很高并經(jīng)常與功的概念結(jié)合出現(xiàn)。考題主要題型以填空題、選擇題和計(jì)算題為主,常見題型是選擇題和計(jì)算型填空題,均屬于基礎(chǔ)題型,試題難度以中等為主;難度較高主要集中在判斷物體(力)做功功率并與效率結(jié)合在一起的題目,通過對(duì)功率的計(jì)算考查學(xué)生對(duì)功率概念的理解程度。
【經(jīng)典例題】(2021·湖南岳陽市)小明兩次分別用時(shí)60s、40s把同一捆書從一樓勻速搬上三樓,比較兩次搬書過程對(duì)書做功和做功的功率,判斷正確的是( )。
A.用時(shí)少的做功多B.用時(shí)少的做功功率大
C.用時(shí)多的做功多D.用時(shí)多的做功功率大
【答案】B。
【解析】AC.由題意可知,搬的是同一捆書,而且兩次上樓的高度均不變,由W=Gh
可知,兩次搬書過程對(duì)書做功相同,故AC錯(cuò)誤;
BD.兩次所做的功相同,由
可知,用時(shí)少的做功功率大,用時(shí)多的做功功率小,故B正確,D錯(cuò)誤。故選B。
【舉一反三】
1.(2021·黑龍江大慶市)小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的滑輪組裝置,當(dāng)施加圖乙所示隨時(shí)間變化的水平拉力F時(shí),重物的速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖丙所示。不計(jì)繩與滑輪的重量及滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦,繩對(duì)滑輪的拉力方向近似看成水平方向。在0-1s內(nèi),重物受到地面的摩擦力為______N,在2s-3s內(nèi),拉力F做功的功率為______W。
【答案】300;300。
【解析】[1]由丙圖可知,在0-1s內(nèi),物體靜止,整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài),以動(dòng)滑輪和物體為整體受力分析,水平方向物體受到的摩擦力等于動(dòng)滑輪受到繩子的拉力,所以物體所受的摩擦力為
[2]由丙圖可知,在2s-3s內(nèi),物體以0.5m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)乙圖,此時(shí)拉力為200N,繩子移動(dòng)的速度為:;
拉力的功率為:。
2.(2021·吉林中考真題)一輛汽車在平直的公路上勻速行駛,50s內(nèi)通過的路程是1000m,它的速度為______m/s,汽車受到的牽引力為3000N,牽引力做功的功率為______W。
【答案】20;6×104。
【解析】[1]汽車的運(yùn)動(dòng)速度
[2]牽引力做功的功率
3.(2021·湖北荊州市)經(jīng)過三年的緊張施工建設(shè),荊州復(fù)興大道主線于2020年12月31日貫通,如圖甲,為荊州市居民出行帶來極大的方便。圖乙為復(fù)興大道高架橋的部分路段示意圖,水平路面AB長(zhǎng)400m、斜坡BC長(zhǎng)200m、坡高CD高4m??傎|(zhì)量m為1.5t的小汽車,每個(gè)輪胎與水平路面接觸面積為0.1m,當(dāng)它以大小不變的速度v通過AB段和BC段,共用時(shí)36s;小汽車在AB段和BC段行駛時(shí)受到的阻力始終是車總重的0.01倍,小汽車通過AB段時(shí),牽引力的功率為P1,通過BC段時(shí),牽引力的功率為P2,g=10N/kg。求:
(1)小汽車靜止在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)p是多大?
(2)小汽車的速度v是多少km/h?
(3)小汽車通過AB段時(shí),牽引力的功率P1是多少?
(4)小汽車牽引力的功率P1與P2之比是多少?
【答案】(1);(2);(3);(4)。
【解析】(1)小汽車靜止在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓力:F=G=mg=1.5103kg10N/kg=1.5104N
已知輪胎與水平路面總接觸面積S=0.4m2,公交車靜止在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)
(2)小汽車的速度v是:
(3)小汽車通過AB段時(shí),牽引力:
小汽車通過AB段時(shí),牽引力的功率P1:
(4)通過BC段時(shí),小汽車克服重力和摩擦了做功,BC段的摩擦力
通過BC段時(shí),小汽車用的時(shí)間為12s,通過BC段時(shí),牽引力的功率為P2等于重力做功的功率與阻力做功的功率之和
小汽車牽引力的功率P1與P2之比
答:(1)小汽車靜止在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)p是;(2)小汽車的速度v是60km/h;(3)小汽車通過AB段時(shí),牽引力的功率P1是;(4)小汽車牽引力的功率P1與P2之比是。
考點(diǎn)三:動(dòng)能及其應(yīng)用
【備考方略】
1.物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫動(dòng)能。質(zhì)量相同的物體,運(yùn)動(dòng)速度越大,它的動(dòng)能越大;運(yùn)動(dòng)速度相同的物體,質(zhì)量越大,具有的動(dòng)能就越大。
2.“動(dòng)能”主要考查物體是否具有動(dòng)能、動(dòng)能大小比較以及影響物體動(dòng)能大小的因素。
【經(jīng)典例題】(2021·浙江衢州市)如圖所示,物塊在拉力F的作用下沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。物塊的相關(guān)科學(xué)量隨時(shí)間變化規(guī)律的圖像正確的是( )。
A.B.C.D.
【答案】B。
【解析】A.物塊在拉力F的作用下沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),路程與時(shí)間成正比,圖像應(yīng)為正比例函數(shù),故A錯(cuò)誤;
B.物塊在拉力F的作用下沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度不變,動(dòng)能不變,故B正確;
C.物塊在斜面的位置逐漸升高,重力勢(shì)能隨時(shí)間的增加而增大,故C錯(cuò)誤;
D.運(yùn)動(dòng)過程中,物塊動(dòng)能不變,重力勢(shì)能增加,則機(jī)械能增加,故D錯(cuò)誤。故選B。
【舉一反三】
1.(2021·湖北十堰市)如圖所示,“和諧號(hào)”高鐵滿載旅客從十堰東站緩緩駛出前往武漢,下列說法正確的是( )。
A.列車由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng),列車的慣性增大了;
B.列車加速前進(jìn)時(shí),列車的動(dòng)能一直增加;
C.列車受到的牽引力和鐵軌對(duì)它的支持力是平衡力;
D.“和諧號(hào)”高鐵外形設(shè)計(jì)成流線型是為了增大對(duì)地面壓力提高行駛穩(wěn)定性
【答案】B。
【解析】A.慣性是物體保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì),慣性的大小只取決于物體的質(zhì)量,質(zhì)量越大,慣性越大,故A錯(cuò)誤;
B.列車加速前進(jìn),列車的質(zhì)量不變,速度變大,動(dòng)能變大,故B正確;
C.牽引力沿水平方向,鐵軌對(duì)它的支持力沿豎直方向,這兩個(gè)力不在同一條直線上,不是一對(duì)平衡力,故C錯(cuò)誤;
D.“和諧號(hào)”高鐵外形設(shè)計(jì)成流線型是為了減小運(yùn)行時(shí)空氣對(duì)它的阻力以提高車速,故D錯(cuò)誤。故選B。
2.(2021·河南中考真題)為迎接 2022 年北京冬奧會(huì),運(yùn)動(dòng)員積極訓(xùn)練。關(guān)于圖中的項(xiàng)目,下列說法正確的是( )。
A.跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員在下落過程中,重力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做功;
B.短道速滑運(yùn)動(dòng)員在轉(zhuǎn)彎滑行過程中,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變;
C.花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員向前滑行,是由于受到慣性的作用;
D.?dāng)S出后的冰壺對(duì)冰面的壓力與其重力是相互作用力
【答案】A。
【解析】A.跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員在下落過程中,受重力,并且在重力的方向上移動(dòng)了距離,故重力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做功,故A正確;
B.短道速滑運(yùn)動(dòng)員在轉(zhuǎn)彎滑行過程中,速度方向發(fā)生變化,故運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化,故B錯(cuò)誤;
C.花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員向前滑行,是由于慣性,慣性不是力,不能用作用,故C錯(cuò)誤;
D.?dāng)S出后的冰壺對(duì)冰面的壓力與地面對(duì)冰壺的支持力是相互作用力,故D錯(cuò)誤。故選A。
3.(2021·北京中考真題)在體育課上,小康用胳膊將排球向上墊起后,排球上升過程中運(yùn)動(dòng)得越來越慢。下列說法中正確的是( )。
A.排球在脫離胳膊后能繼續(xù)上升,是由于排球所受的重力小于排球的慣性;
B.排球在脫離胳膊后的上升過程中,受到方向向上的力;
C.排球在脫離胳膊后的上升過程中,重力勢(shì)能逐漸減??;
D.排球在脫離胳膊后的上升過程中,動(dòng)能逐漸減小
【答案】D。
【解析】A.排球在脫離胳膊后能繼續(xù)上升,是由于排球具有向上運(yùn)動(dòng)的慣性,一切物體都有慣性,故A錯(cuò)誤;
B.排球在脫離胳膊后的上升過程中,如果不考慮空氣阻力,排球受到方向豎直向下的重力,故B錯(cuò)誤;
C.排球在脫離胳膊后的上升過程中,克服重力做功,位置升高,重力勢(shì)能逐漸增加,故C錯(cuò)誤;
D.排球在脫離胳膊后的上升過程中,受重力作用,速度逐漸減小,動(dòng)能逐漸減小,故D正確。故選D。
考點(diǎn)四:影響動(dòng)能大小的因素
【備考方略】
1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄坑绊憚?dòng)能大小的因素。
【實(shí)驗(yàn)器材】木板,長(zhǎng)方形木塊,質(zhì)量不同的小球。
【實(shí)驗(yàn)原理】運(yùn)動(dòng)的小球碰到水平桌面上的木塊,木塊被推的越遠(yuǎn),說明小球?qū)δ緣K做的功越多,小球動(dòng)能越大。
【實(shí)驗(yàn)步驟】一、實(shí)驗(yàn)裝置如圖。
二、讓小球A從斜面頂端自由滾下,小球碰到木塊B后,將B推動(dòng)一段路程,記錄路程大小s1,并計(jì)入表格。
三、讓小球A從斜面中間位置自由滾下,小球碰到木塊B后,將B推動(dòng)一段路程,記錄路程大小s2,并計(jì)入表格。
四、換另一個(gè)質(zhì)量不同的小球,重復(fù)上述兩步實(shí)驗(yàn),并記錄路程s3、s4;數(shù)據(jù)并計(jì)入表格。
五、實(shí)驗(yàn)表格
六、整理器材。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】物體動(dòng)能與質(zhì)量有關(guān),與速度有關(guān)。質(zhì)量越大、速度越大的物體,動(dòng)能越大。
2.考查內(nèi)容
【經(jīng)典例題】(2021·湖北中考真題)如圖所示是“探究物體動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)實(shí)驗(yàn)中,讓同一個(gè)鋼球從斜面上的不同高度由靜止自由滾下,是為了探究鋼球動(dòng)能的大小與______的關(guān)系;
(2)本實(shí)驗(yàn)是通過比較木塊被撞擊后______來比較鋼球動(dòng)能大??;
(3)小明猜想,如果水平面是光滑的,木塊被撞擊后將會(huì)______。
【答案】速度;移動(dòng)距離;做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
【解析】(1)[1]實(shí)驗(yàn)中,讓同一個(gè)鋼球從斜面上的不同高度由靜止自由滾下,保證鋼球的質(zhì)量相等,鋼球從斜面上的不同高度由靜止自由滾下,改變的是鋼球到達(dá)水平面的速度,故這一操作步驟為了探究鋼球動(dòng)能的大小與速度的關(guān)系。
(2)[2]本實(shí)驗(yàn)利用轉(zhuǎn)換的方法,通過比較木塊被撞擊后移動(dòng)距離來比較鋼球動(dòng)能大小,木塊被撞擊后移動(dòng)距離越遠(yuǎn),表明鋼球具有的動(dòng)能越大。
(3)[3]根據(jù)牛頓第一定律,物體不受力時(shí),將保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,如果水平面是光滑的,木塊被撞擊后將會(huì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
【舉一反三】
1.(2021·內(nèi)蒙古中考真題)學(xué)完動(dòng)能知識(shí)后,小亦同學(xué)用如圖所示裝置模擬汽車超速帶來的安全隱患,甲、乙兩圖中的小車、斜面、木板、木塊均完全相同。
(1)實(shí)驗(yàn)中,通過比較小車推動(dòng)木塊距離的遠(yuǎn)近來判斷小車動(dòng)能的大小,這種研究方法叫______法。
(2)由圖中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得到的結(jié)論是______。
【答案】轉(zhuǎn)換;在質(zhì)量一定時(shí),物體的速度越大,動(dòng)能越大,安全隱患越大。
【解析】[1]研究物體的動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān),動(dòng)能大小不易直接體現(xiàn),所以通過小車對(duì)木塊做功的多少來體現(xiàn)小車的動(dòng)能大小,即通過比較小車推動(dòng)木塊距離的遠(yuǎn)近來判斷小車動(dòng)能的大小,這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法。
[2]兩小車質(zhì)量相同,乙圖中小車由靜止下滑的高度較大,運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)的速度也較大,乙圖中小車推動(dòng)木塊通過的距離較遠(yuǎn),所以乙圖中小車的動(dòng)能也較大,故由圖中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得到的結(jié)論是:在質(zhì)量一定時(shí),物體的速度越大,動(dòng)能越大,安全隱患越大。
2.(2021·天津中考真題)興趣小組的同學(xué)認(rèn)為車禍的危害程度與汽車的動(dòng)能大小有關(guān),于是他們進(jìn)行了如下探究:
(提出問題)汽車的動(dòng)能大小跟什么因素有關(guān)?
(猜想假設(shè))由“十次車禍九次快”可猜想:汽車的動(dòng)能可能跟______有關(guān);
由“安全駕駛莫超載”可猜想:汽車的動(dòng)能可能跟______有關(guān)。
(進(jìn)行實(shí)驗(yàn))他們做了如圖所示的三次實(shí)驗(yàn):用金屬球模擬汽車,讓金屬球從斜槽的某一高度由靜止開始滾下,碰到水平面上的物塊,將物塊撞出一段距離。
物塊被撞得越遠(yuǎn),說明金屬球到達(dá)水平面時(shí)的動(dòng)能就越______;
(分析論證)分析甲、丙兩圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可以初步得到的結(jié)論是:______;
(實(shí)踐應(yīng)用)用甲、乙兩圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所得到的結(jié)論,可以解釋汽車______(選填“超載”或“超速”)行駛時(shí)危險(xiǎn)性大的原因。
【答案】速度;質(zhì)量;大;質(zhì)量相同時(shí),汽車(物體)的速度越大,動(dòng)能越大;超載。
【解析】[1]“十次車禍九次快”是速度快容易車禍,所以汽車的動(dòng)能可能跟速度有關(guān)。
[2]“安全駕駛莫超載”是超載質(zhì)量大容易車禍,所以汽車的動(dòng)能可能跟質(zhì)量有關(guān)。
[3]物塊被撞得越遠(yuǎn),球?qū)ξ飰K做功越多,金屬球到達(dá)水平面時(shí)的動(dòng)能就越大。
[4]分析甲、丙兩圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,質(zhì)量一樣,球位置越高,到水平面速度越大,物塊運(yùn)動(dòng)越遠(yuǎn),結(jié)論是質(zhì)量相同時(shí),物體的速度越大,動(dòng)能越大。
[5]甲、乙兩圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,高度一樣,球質(zhì)量大,物塊運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn),說明速度一樣時(shí),質(zhì)量越大,物體動(dòng)能越大,故可以解釋汽車超載行駛時(shí)危險(xiǎn)性大的原因。
3.(2020?鄂爾多斯)某實(shí)驗(yàn)小組在“探究影響動(dòng)能大小的因素”實(shí)驗(yàn)中,準(zhǔn)備的器材有:質(zhì)量分別為m、2m兩個(gè)鋼球,木塊和斜面等。實(shí)驗(yàn)過程如圖:
(1)本實(shí)驗(yàn)是通過 來反映鋼球動(dòng)能大小的。
(2)為了探究物體動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系,應(yīng)選擇 兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。
(3)實(shí)驗(yàn)中為了探究動(dòng)能大小與速度的關(guān)系,應(yīng)讓質(zhì)量相同的鋼球,從同一斜面 (填“相同高度”或“不同高度”)由靜止?jié)L下。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明:當(dāng)質(zhì)量一定時(shí),鋼球速度越大,動(dòng)能越 。這個(gè)結(jié)論可用解釋汽車 (填“超速”或“超載”)帶來的危害。
(4)實(shí)驗(yàn)裝置中,如果水平面光滑,能否完成本實(shí)驗(yàn)的探究?jī)?nèi)容?并說明理由。 。
【答案】(1)木塊移動(dòng)距離;(2)乙丙;(3)不同高度;大;超速;(4)不能,木塊將做勻速直線運(yùn)動(dòng),無法停下來。
【解析】(1)該實(shí)驗(yàn)中鋼球動(dòng)能的大小是通過木塊被撞距離的遠(yuǎn)近體現(xiàn)的,木塊被撞得越遠(yuǎn),說明鋼球的動(dòng)能越大,這里采用了轉(zhuǎn)換法的思想;
(2)為了探究物體動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)中采用的是控制變量法,需要控制速度相同,質(zhì)量不同,即使質(zhì)量不同的鋼球從相同斜面的相同高度由靜止自由滾下;故選用乙丙進(jìn)行對(duì)比;
(3)實(shí)驗(yàn)中為了探究動(dòng)能大小與速度的關(guān)系,應(yīng)控制質(zhì)量相同,速度不同,即應(yīng)讓質(zhì)量相同的鋼球,從同一斜面不同高度由靜止?jié)L下;實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明:當(dāng)質(zhì)量一定時(shí),鋼球速度越大,推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離越遠(yuǎn),動(dòng)能越大;這個(gè)結(jié)論可用解釋汽車超速帶來的危害;
(4)水平面是光滑的,則木塊在水平方向上受力為0,豎直方向上受到平衡力作用,根據(jù)牛頓第一定律,運(yùn)動(dòng)的物體在沒有受到力的作用時(shí),將一直做勻速直線運(yùn)動(dòng),無法通過木塊移動(dòng)的距離來判定動(dòng)能的大小。
故答案為:(1)木塊移動(dòng)距離;(2)乙丙;(3)不同高度;大;超速;(4)不能,木塊將做勻速直線運(yùn)動(dòng),無法停下來。
考點(diǎn)五:勢(shì)能及其應(yīng)用
【備考方略】
1.重力勢(shì)能:對(duì)于重力勢(shì)能,其大小由地球和地面上物體的相對(duì)位置決定。物體質(zhì)量越大、位置越高、做功本領(lǐng)越大,物體具有的重力勢(shì)能就越多。
判斷一個(gè)物體是否具有重力勢(shì)能,關(guān)鍵看此物體相對(duì)某一個(gè)位置有沒有被舉高,即相對(duì)此位置有沒有一定的高度。若有,則物體具有重力勢(shì)能,若沒有,則物體不具有重力勢(shì)能。
2.彈性勢(shì)能:由于物體發(fā)生形變而具有的能量。確定彈性勢(shì)能的大小需選取零勢(shì)能的狀態(tài),一般選取彈簧未發(fā)生任何形變,而處于自由狀態(tài)的情況下其彈力勢(shì)能為零。
3.本考點(diǎn)主要考查物體是否具有勢(shì)能,勢(shì)能大小比較以及影響勢(shì)能大小的因素(勢(shì)能分為重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能)。動(dòng)能和勢(shì)能考題中,注意聯(lián)系生活實(shí)際,把所學(xué)知識(shí)與生活相結(jié)合。
【經(jīng)典例題】(2021·陜西中考真題)如圖所示為拉弓射箭的情景,下列說法正確的是 ( )。
A.用力將弓拉彎說明力可以改變物體的形狀;
B.箭被射出的過程中,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能;
C.射出的劍可以繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槭艿綉T性作用;
D.斜向上射出的箭在空中飛行時(shí)重力勢(shì)能不變
【答案】A。
【解析】A.用力將弓拉彎,弓的形狀發(fā)生了變化,故說明力可以改變物體的形狀,故A正確;
B.箭被射出的過程中,彈性勢(shì)能變小,動(dòng)能變大,故彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,故B錯(cuò)誤;
C.射出的劍可以繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)是因?yàn)閼T性,而不是慣性作用,因?yàn)閼T性不是力,故C錯(cuò)誤;
D.斜向上射出的箭在空中飛行時(shí),高度變大,故重力勢(shì)能變大,故D錯(cuò)誤。故選A。
【舉一反三】
1.(2021·浙江溫州市)一顆番茄從手中由靜止開始下落,撞擊水面時(shí)濺起許多水珠如圖,同時(shí)番茄仍有較大速度并繼續(xù)下沉。若不計(jì)一切機(jī)械能損耗,番茄從開始下落至剛好浸沒時(shí)減少的勢(shì)能( )。
A.等于所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機(jī)械能總和;
B.大于所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機(jī)械能總和;
C.等于所有濺起的水珠在空中上升過程中增加的機(jī)械能總和;
D.小于所有濺起的水珠在空中上升過程中增加的機(jī)械能總和
【答案】B。
【解析】若不計(jì)一切機(jī)械能損耗,番茄從開始下落至剛好浸沒時(shí),番茄具有一定的速度,具有一定的動(dòng)能,所有減少的勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,另一部分轉(zhuǎn)化為所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機(jī)械能,所以番茄從開始下落至剛好浸沒時(shí)減少的勢(shì)能大于所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機(jī)械能總和。故選B。
2.(2021·云南中考真題)同學(xué)們正在進(jìn)行排球訓(xùn)練,排球離開手后先向上運(yùn)動(dòng),達(dá)到最高點(diǎn)后落下,下列說法正確的是( )。
A.排球離開手上升過程中一直受到托力的作用;
B.排球下落過程中重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增大;
C.排球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)受平衡力的作用;
D.排球運(yùn)動(dòng)過程中與空氣摩擦產(chǎn)生熱量,機(jī)械能不變
【答案】B。
【解析】A.排球離開手上升過程中不受托力作用,故A錯(cuò)誤;
B.排球下落過程中高度減小,重力勢(shì)能減小,速度增大,動(dòng)能增大,故B正確;
C.排球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)只受重力,不受平衡力,故C錯(cuò)誤;
D.排球運(yùn)動(dòng)過程中與空氣摩擦產(chǎn)生熱量,機(jī)械能減小,故D錯(cuò)誤。故選B。
3.(2021·湖北中考真題)幾個(gè)同學(xué)在玩蕩秋千時(shí),感到秋千往返擺動(dòng)的時(shí)間是有規(guī)律的。于是對(duì)“哪些因素影響秋千往返擺動(dòng)的時(shí)間”提出下列猜想∶(1)可能與秋千的擺長(zhǎng)l有關(guān); (2)可能與人和秋千坐墊的總質(zhì)量有關(guān);(3)可能與秋千擺幅(擺動(dòng)時(shí)人離開中心點(diǎn)B的最大距離)有關(guān)。于是進(jìn)行了如圖實(shí)驗(yàn),將細(xì)繩一端固定在O點(diǎn),另一端拴一小球制成一個(gè)擺,讓小球自由往返擺動(dòng),記錄數(shù)據(jù)如下表。
請(qǐng)回答下列問題∶
(1)實(shí)驗(yàn)序號(hào)3、4探究的是擺往返擺動(dòng)一次的時(shí)間跟___________(選填 “擺長(zhǎng)”“擺球質(zhì)量”或“擺幅”的關(guān)系;
(2)從本次實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)論是∶擺往返擺動(dòng)一次的時(shí)間由___________決定;
(3)本實(shí)驗(yàn)用到的科學(xué)研究方法是___________;
(4)擺鐘是利用本實(shí)驗(yàn)的原理制成的。某一擺鐘變慢了,要調(diào)準(zhǔn)它,應(yīng)將擺鐘的擺長(zhǎng)調(diào)___________(選填“長(zhǎng)”或“短”)。
【答案】擺幅;擺長(zhǎng);控制變量法;短。
【解析】(1)[1]實(shí)驗(yàn)序號(hào)3、4擺長(zhǎng)相同,擺球的質(zhì)量相同,擺幅不同,探究的是擺往返擺動(dòng)一次的時(shí)間跟擺幅的關(guān)系。
(2)[2]由2、3次試驗(yàn)可知,擺球往返擺動(dòng)一次的時(shí)間與擺球的質(zhì)量無關(guān),由3、4次試驗(yàn)可知,擺球往返擺動(dòng)一次的時(shí)間與擺球的擺幅無關(guān),由1、5兩次實(shí)驗(yàn)可知,擺球往返擺動(dòng)一次的時(shí)間與擺球的擺長(zhǎng)有關(guān),從本次實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)論是∶擺往返擺動(dòng)一次的時(shí)間由擺長(zhǎng)決定。
(3)[3]本實(shí)驗(yàn)用到的科學(xué)研究方法是: 控制變量法,控制其它量相同,只改變其中的一個(gè)量。
(4)[4]擺鐘是利用本實(shí)驗(yàn)的原理制成的,根據(jù)擺往返擺動(dòng)一次的時(shí)間由擺長(zhǎng)決定,擺長(zhǎng)越長(zhǎng),往返擺動(dòng)一次的時(shí)間越長(zhǎng);某一擺鐘變慢了,要調(diào)準(zhǔn)它,應(yīng)將擺鐘的擺長(zhǎng)調(diào)短。
考點(diǎn)六:機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
【備考方略】
1.物體由于做機(jī)械運(yùn)動(dòng)所具有的能量,叫機(jī)械能。機(jī)械能包括動(dòng)能、勢(shì)能兩種,勢(shì)能又包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。
2.動(dòng)能和勢(shì)能是可以相互轉(zhuǎn)化的
在滾擺實(shí)驗(yàn)中可以看到,滾擺旋轉(zhuǎn)著下降,越轉(zhuǎn)越快。到最低點(diǎn)時(shí),滾擺轉(zhuǎn)而上升,上升中它越轉(zhuǎn)越慢,直到差不多回到原來的位置。然后它又下降、上升,重復(fù)原來的運(yùn)動(dòng)。滾擺下降時(shí),它的重力勢(shì)能越來越小,動(dòng)能越來越大,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。滾擺上升時(shí),它的動(dòng)能越來越小,重力勢(shì)能越來越大,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。
3.機(jī)械能守恒:如果物體只有重力或彈力做功,則物體運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)換,但他們的總和(即總機(jī)械能)保持不變。
4.本考點(diǎn)主要涉及到動(dòng)能和勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化以及機(jī)械能守恒;當(dāng)物體只受重力作用時(shí),物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和不變,這就是機(jī)械能守恒。在機(jī)械能轉(zhuǎn)化和守恒考題中,注意把物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)與生活實(shí)際,把所學(xué)知識(shí)與生活相結(jié)合。
【經(jīng)典例題】(2021·甘肅蘭州市)飛機(jī)在林場(chǎng)上空某一高度噴灑農(nóng)藥時(shí),水平勻速飛行,關(guān)于飛機(jī)的動(dòng)能和勢(shì)能變化下列說法中正確的是( )。
A.動(dòng)能減少,勢(shì)能減少B.動(dòng)能減少,勢(shì)能增加
C.動(dòng)能增加,勢(shì)能減少D.動(dòng)能不變,勢(shì)能不變
【答案】A。
【解析】當(dāng)飛機(jī)在某一高度水平勻速飛行噴灑農(nóng)藥時(shí),其質(zhì)量在不斷減小,高度和速度不變,因此,由動(dòng)能和重力勢(shì)能的影響因素可知,其動(dòng)能和重力勢(shì)能均減小。故選A。
【舉一反三】
1.(2021·湖南張家界市)張家界大峽谷玻璃橋高空蹦極體驗(yàn)項(xiàng)目正式對(duì)公眾開放,不考慮空氣阻力,關(guān)于人在蹦極下降過程中的能量分析,下列選項(xiàng)中正確的是( )。
A.彈性繩繃直前,人的重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增大,機(jī)械能增大;
B.彈性繩剛好繃直時(shí),人的重力勢(shì)能最小,動(dòng)能最大;
C.下降到最低點(diǎn)的過程中人的機(jī)械能守恒;
D.下降到最低點(diǎn)時(shí),人的重力勢(shì)能最小,彈性繩的彈性勢(shì)能最大
【答案】D。
【解析】A.彈性繩繃直前,人在重力的作用下向下做加速運(yùn)動(dòng),人的質(zhì)量不變,高度變小,人的重力勢(shì)能減小,人的質(zhì)量不變,速度變大,動(dòng)能增大,不計(jì)空氣阻力,人的機(jī)械能是守恒的,保持不變,故A錯(cuò)誤;
B.彈性繩剛好繃直時(shí),人繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),人的重力大于彈性繩的彈力,向下做加速運(yùn)動(dòng)當(dāng)彈力等于人的重力時(shí),速度最大,動(dòng)能最大,故B錯(cuò)誤;
C.下降到最低點(diǎn)的過程中,人的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈性繩的彈性勢(shì)能,所以人的機(jī)械能不守恒,故C錯(cuò)誤;
D.下降到最低點(diǎn)時(shí),高度最小,所以人的重力勢(shì)能最小,此時(shí)彈性繩發(fā)生的形變程度最大,彈性繩的彈性勢(shì)能最大,故D正確。故選D。
2.(2021·甘肅中考真題)如圖所示,小球從左側(cè)斜面的P點(diǎn)由靜止釋放,在右側(cè)斜面上能到達(dá)的最高位置是Q點(diǎn),M、N是小球運(yùn)動(dòng)過程中先后通過的兩個(gè)等高點(diǎn),下列關(guān)于該過程的說法中正確的是( )。
A.小球在左側(cè)斜面向下運(yùn)動(dòng)的過程中,重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;
B.小球從P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中,機(jī)械能保持不變;
C.小球從P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中,所受支持力不做功;
D.小球通過M、N兩點(diǎn)時(shí)的速度大小相等
【答案】C。
【解析】A.由于最高點(diǎn)P和Q不等高,故機(jī)械能不守恒,存在摩擦力,故小球在左側(cè)斜面向下運(yùn)動(dòng)的過程中,重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能,故A錯(cuò)誤;
B.小球從P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中,存在阻力,機(jī)械能減小,故B錯(cuò)誤;
C.小球從P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中,支持力與運(yùn)動(dòng)的距離是垂直的,故所受支持力不做功是正確的,故C正確;
D.由于機(jī)械能減小,M、N兩點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能相同,故小球通過M、N兩點(diǎn)時(shí)的速度大小不相等,故D錯(cuò)誤。故選C。
3.(2021·江蘇蘇州市)如圖,質(zhì)量為2m的物塊P下方連接有一個(gè)質(zhì)量為m的鉤碼,上端通過細(xì)線繞過輕質(zhì)定滑輪連接一質(zhì)量為2m的物塊Q,將它們由靜止釋放,在物塊P下落到地面的過程中,P、Q間細(xì)線拉力大小為F。(細(xì)線重力及各處的摩擦均不計(jì),鉤碼落地后不彈起)( )。
A.鉤碼落地前F=3mg,Q的機(jī)械能增大;B.鉤碼落地前F2mg,P的機(jī)械能減小
【答案】B。
【解析】物塊P、物塊Q和鉤碼在同一根繩上,運(yùn)動(dòng)情況相同,把鉤碼和物塊P看成一個(gè)整體,這個(gè)整體和物塊Q所受的合力大小相等,則
所以繩上的拉力為,物塊P和Q合力方向和運(yùn)動(dòng)方向一致,所以機(jī)械能增大。故選B。功(W)
功率(P)
概念
當(dāng)一個(gè)力作用在物體上,物體在這個(gè)力作用下通過一段距離。這個(gè)力對(duì)物體做了功
功與做功所用時(shí)間之比
單位
功的單位是力的單位與距離的單位的乘積?!っ祝步薪苟?。1J=1N·m。
功率的單位也是復(fù)合單位,焦/秒,叫做瓦特。1W=1J/S
計(jì)算
W=Fs
其它
以下三種情況力對(duì)物體不做功:
(1)“不勞無功”,物體通過了距離,但沒有力作用在物體上;
(2)“不動(dòng)無功”有力作用在物體上,物體靜止不動(dòng),沒有通過距離;
(3)“勞而無功”,有力作用在物體上,物體也通過了距離,但力的方向和通過的距離方向互相垂直,沿力方向上物體沒有通過距離。
比較做功快慢的方法有:
(1)比較相同時(shí)間內(nèi)做的功,做功多的做功快;
(2)比較做相同的功所用時(shí)間,所用時(shí)間少的做功快;
(3)比較功和時(shí)間的比值,比值大的做功快。
行駛的汽車
飛翔的小鳥
空中的客機(jī)
自由下落的小球
撐桿跳高
拉開的弓箭
實(shí)驗(yàn)步驟
小球A
實(shí)驗(yàn)步驟
小球B
次數(shù)
路程s/cm
次數(shù)
路程s/cm
斜面頂端s1
1
斜面頂端s3
1
2
2
3
3
斜面中間s2
1
斜面中間s4
1
2
2
3
3
考查方向
解答思路
研究方法
轉(zhuǎn)換法(動(dòng)能大小轉(zhuǎn)換成木塊移動(dòng)距離)
如果水平面絕對(duì)光滑能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>不能,在光滑平面上,木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)
比較哪兩步可以看出動(dòng)能與速度有關(guān)
步驟二、三
比較哪兩步可以看出動(dòng)能與物體質(zhì)量有關(guān)
步驟二、四
判斷動(dòng)能和質(zhì)量有關(guān)必須
控制小球到水平面時(shí)速度相同
判斷動(dòng)能和速度有關(guān)必須
使用相同小球
起點(diǎn)位置越高
小球達(dá)到斜面底端速度越大
木塊運(yùn)動(dòng)距離越大
動(dòng)能越大
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
擺長(zhǎng)1/m
擺球質(zhì)量/g
擺幅/m
擺球往返擺動(dòng)一次的時(shí)間/s
1
0.7
20
0.05
1.7
2
1.0
20
0.08
2.0
3
1.0
30
0.05
2.0
4
1.0
30
0.08
2.0
5
1.3
20
0.05
2.3
這是一份中考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè):專題13 功和機(jī)械能(含解析),共36頁。試卷主要包含了了解,理解,掌握,功率公式的解釋等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份中考物理一輪復(fù)習(xí)講測(cè)練專題13 功和機(jī)械能(測(cè)試)(教師版),共14頁。試卷主要包含了選擇題,填空題,計(jì)算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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