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第12讲功和机械能,考点,一,功,（,高频考点）,考点二,功率（高频考点）,考点三,动能、势能,类型一,判断物体是否做功,类型二,功、功率的相关计算,类型三,动能和势能的影响因素及机械能的转化,预学案,记易,精讲案,学易,考点四,机械能及其转化（高频考点）,预学案,记易,考点一功(高频考点,),即学即练,1.(2018长沙)下列关于功的说法正确的是,( ),A.小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对汽车做了功,B.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功,C.足球在水平地面上滚动一段距离时,重力对足球做了功,D.举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃做了功,D,2.(2018盐城)小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上,他对课本所做,功最接近于,( ),A.0.02 JB.0.2 JC.2 JD.20 J,C,特别提醒,判断一个力对物体是否做功,关键要看物体是否在这个力的方向上移动,一段距离(即理解功的计算公式中力与物体移动距离的关系是解题的关,键)。在利用功的计算公式进行计算时,力与物体移动的距离在方向上必须一,致。,考点二功率(高频考点),3.(2018临沂)新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸 爸,驾汽车驶电动在平直公路上匀速行驶12 km,用时10 min。已知该车的总质量为,1.6,10,3,kg,行驶中阻力为车重的0.05,此过程中该车牵引力做功,9.6,10,6,J,功率为,16,kW。(,g,=10 N/kg)。,即学即练,4.(2018自贡)如图所示,一物体在水平向右的拉力,F,1,作用下以3 m/s的速度在,水平地面上匀速运动了10 m,拉力,F,1,所做的功为,W,1,功率为,P,1,。若该物体在水,平向右的拉力,F,2,作用下以2 m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10 m,拉,力,F,2,所做的功为,W,2,功率为,P,2,则,W,1,=,W,2,P,1,P,2,(选填“”、“”或“=”)。,特别提醒,功率表示做功的快慢,功表示做功的多少。一个力做功的多少由功率和,时间两个因素决定,功率大的做功不一定多,做功多的功率也不一定大。在分,析功和功率的关系时,必须考虑时间的因素。,考点三动能、势能,5.(2018襄阳)在排球比赛中,小明把排球竖直向上抛出,排球在运动中动能,E,随时间,t,变化的图像最接近的是,( ),即学即练,A,特别提醒,一般而言,规定物体在“水平地面”上的重力势能为零。,考点四机械能及其转化(高频考点),6.(2018乐山)人造地球卫星在大气层外环绕地球运行(不受空气阻力),当它从,远地点向近地点运动时,( ),A.动能减小,势能增大,机械能不变,B.动能减小,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,C,即学即练,7.(2018黄冈)暴雨天,在山体滑坡的地方极易发生泥石流,原因之一是:在雨水,的作用下,滑坡处的泥石与地面(泥石)之间的,摩擦力,减小了。泥石流在向下,游流动的过程中,重力势能转化为动能,(填主要的能量转化)。与水流相比,由,于相同体积泥石流的质量较大,故具有的,动,能较大,其造成的破坏和损失更,大,因此,暴雨天,尤其在山体滑坡的地方,要加强防范泥石流灾害。,特别提醒,在考虑机械能是否守恒时,一般考虑机械能有没有转化为其他形式的能,量或其他形式的能量有没有转化为机械能,如有则不守恒,没有则守恒。题中,如果有“在光滑斜面上滑动”表示没有能量损失机械能守恒;“斜面上,匀速下滑”表示有能量损失机械能不守恒;人坐电梯匀速上升时,电能转,化为重力势能,机械能不守恒。,押图练,通易,精讲案,学易,类型一判断物体是否做功,(近三年未考),【命题解读】多以选择题、填空题形式出现,主要考查做功的必要条件,注,意三种不做功的情况:一是有力没距离;二是有距离没力;三是有力有距离,但,在力的方向上没有移动距离。,例1,(2014曲靖)下列情景中的各个力,没有做功的是,( ),B,命题思路,主要考查不做功的三种情况,有距离无力;有力无距离;力和距离,的方向垂直。,失分警示,判断一个力对物体是否做功,关键要看物体是否在这个力的方向,上移动一段距离(即理解功的计算公式中力与物体移动距离的关系是解题的,关键)。,1.(2017黄冈)滑板车是深受小朋友们喜爱的玩具,使用时一只脚站在滑板上,另一只脚蹬地,滑板车就能载着人前进。蹬地时人对车,做功,(选填“做功”或,“不做功”);蹬地的脚离地后,人和车由于,惯性,一起继续向前滑行,滑行时以,人为参照物,滑板车是,静止,(选填“运动”或“静止”)的。,真题实战,类型二功、功率的相关计算,(近三年云南3次,曲靖2次),【命题解读】一般在填空题和综合题中考查,常以日常活动,如跑步、搬运,物体、提升物体、踢球等为背景出题,考查功和功率计算公式的使用。,例2,(2017曲靖)国产大飞机C919成功首飞,标志着我国航空事业一个新时代,的开启。若飞机滑行60 min后以70 m/s的速度起飞,滑行过程中的平均速度,为35 m/s,那么跑道的长度至少需要,1.26,10,5,m。某段时间内飞机在空中水平,飞行了10 km,受到的平均阻力为6,10,4,N,则这段时间内飞机克服阻力做的功,为,6,10,8,J。,命题思路,主要考查功的计算,解决此类题关键是对功的公式的熟练应用。,本题同时考查了速度的计算。,失分警示,本题考查了学生对功的公式的应用,注意单位的换算。,2.(2018重庆)如图所示,某公司研发的智能服务机器人,它具有净化室内空,气、陪伴老人聊天散步等功能。若它在50 N的牵引力作用下,以0.5 m/s的速,度在水平地面匀速直线行驶60 s,求:,真题实战,(1)它行驶的路程;,(2)此过程中牵引力所做的功。,答案,(1)30 m(2)1 500 J,类型三动能和势能的影响因素及机械能的转化,(近三年云南3次,昆明1次,曲靖2次),【命题解读】主要在选择题和填空题中考查动能和重力势能大小的判断,只要知道影响动能、重力势能大小的因素即可解答。(1)动能大小的影响因,素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大;(2)重力势能大小的影响因素:,质量、被举高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。,例3,(2017云南)“六一”儿童节期间,小朋友在锦江山公园里荡秋千,当秋千,从高处落下时,重力势能,变小,(选填“变大”“变小”或“不变”),不再用力,推时,秋千最后会停下来,在此过程中机械能,不守恒,(选填“守恒”或“不守,恒”)。,失分警示,在考虑摩擦等阻力的情况下,机械能并不守恒,而是会逐渐转化为,内能。,3.(2018连云港)如图所示是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图,与站,台连接的轨道有一定坡度。从节能的角度分析,这样的设计可以让列车无动,力滑行进站时将,动,能转化为,重力势,能储存起来,此过程中机械能总量,减少,。,真题实战,易混点辨析,功和功率的关系,功,功率,不同点,功等于力,F,与物体在力的方向上移动的距离,s,的乘积,功与做功所用时间之比,公式:,W,=,Fs,=,Pt,公式:,P,=,W,/,t,=,Fv,表示做功的多少,表示做功的快慢,易混点,1.做功的多少决定于功率和时间,只单独强调某一方面是错误的,2.功率的大小由功和时间共同决定,只单独强调某一方面是错误的,例4,关于功,下列说法正确的是,( ),A.力越大做功越多,B.物体在力的方向上移动的距离越大做功越多,C.做功所用的时间越长做功越多,D.功等于作用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离的乘积,D,试真题,练易,命题点一功、功率的相关计算,1.(2015昆明)新建成的牛栏江引水济昆工程,是将水从海拔较低的德泽水库,引到海拔较高的盘龙江上游。每年对昆明提供5.67亿立方米的水,耗电及相,关运行费用已近10亿元。所以,珍惜水资源是每一个市民应尽的责任和义,务。此工程是在德泽水库库区建泵站,将水泵入山坡高处的水池后,再自流回,昆明。泵站的提水高度约220 m,每秒流过水流横截面的水量是18 m,3,将1.8,10,4,kg的水提高220 m,水泵对水所做的功是,3.96,10,7,J,做功的功率是,3.96,10,7,W。(,g,取10 N/kg,水,=1.0,10,3,kg/m,3,),2.(2017昆明)用细线悬挂的小球从如图所示位置静止释放,若忽略空气阻力,那么小球在最高点的势能,等于,下降至最低点的动能;实际上,小球在摆动过程,中,会与空气摩擦产生热,摆幅逐渐减小,最终停下来,那么在摆动过程中由于,摩擦而转化的内能,等于,小球在最高点所具有的势能。(均选填“大于”、,“等于”或“小于”),3.(2014昆明)草原发生大面积蝗灾时,农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗,虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时,它的,( ),A.动能不变,势能不变,B.动能减少,势能增加,C.动能增加,势能减少,D.动能减少,势能减少,D,4.(2015曲靖)人进行各种活动都要消耗能量,下表列出了人在一些活动中消,耗的功率:,人体活动,以5 m/s的速,度骑自行车,打篮球,百米,赛跑,引体,向上,消耗的平,均功率(W),500,600,800,400,(1)小明以5 m/s的速度由家里骑自行车到学校用时5 min,小明家到学校,的距离是多少?,(2)若小明完成一次引体向上需要时间0.5 s,通过的距离为0.4 m,小明做引体,向上的拉力是多大?,答案,(1)1 500 m(2)500 N,命题点二探究机械能(动能、重力势能、弹性势能)与哪些因素有关,5.(2018曲靖)某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三,个体积相同的小球,它们的质量关系为,m,1,m,2,=,m,3,实验的情景如图所示。,(1)通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小,应用的物理方法是,转换法,(选填“转换法”或“类比法”)。,(2)分析甲、乙两种情况可知,重力势能的大小与物体的,质量,有关。,(3)质量为,m,3,的小球落入细沙后,速度不断减小至静止,它的机械能转化为,内,能。,(4)同学们还发现小球离地面越高,下落到地面所用的时间越长,他们测出了,小球自由下落高度,h,和下落时间的平方,t,2,的数据如下表,分析数据,写出,h,与,t,2,的,关系式为,h,=4.9,t,2,。,实验次数,1,2,3,4,5,6,h,/米,2.45,4.9,7.35,9.5,12.25,14.7,t,2,/秒,2,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,过实验,行易,实验探究物体的动能跟哪些因素有关,【命题点】,1.实验器材的选择。,2.斜面的作用(改变物体到达水平面时,速度,的大小)。,3.水平面的作用(使物体在竖直方向上受力平衡,在水平方向上只受,摩擦,力)。,4.转换法的应用(通过水平面上木块被撞击时,移动的距离,来判断物体动能,的大小)。,5.控制变量法的应用:,(1)研究动能与质量的关系,选择质量,不同,的小球,让小球从斜面的,相同,高度由静止释放,使小球撞击水平面上的木块,观察木块移动的距离。,(2)研究动能与速度的关系,控制,质量,一定(选择同一小球实验),让小球从斜,面的,不同,高度由静止释放,使小球撞击水平面上的木块,观察木块移动的距,离。,6.机械能的相互转化:,(1)从斜面到达水平面:,重力势,能转化为动能。,(2)两物体撞击后,运动一段距离停下来,动能转化为,内能,。,7.与阻力对运动的影响实验结合考查(如果水平面光滑,小球将做,匀速直线,运动)。,8.运动的相对性:以水平面上的木块为参照物,小球在滚下的过程中是,运动,的。,9.若水平面光滑,能否达到实验目的(不能,原因是小球将做匀速直线运动,无,法比较运动的距离,也就无法比较物体动能的大小)。,10.若水平面上铺上摩擦力稍大的材料,不用撞击木块,能否达到实验目的(能,可以通过比较小球在水平面上运动的距离,比较物体动能的大小)。,11.实验结论:物体动能的大小与,质量,和,运动速度,有关。运动速度相同,的物体,质量越大,它的动能也,越大,;质量相同的物体,运动的速度越大,它的,动能,越大,。,例,(2018安徽)下图为探究物体(钢球)动能大小跟哪些因素有关的实验装置。,(1)实验原理:,钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动,到达斜面底端时的速度只与钢球,起点位置的高度有关,起点位置越高,该速度越,大,。,钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动,在水平木板上撞击木块,木块运动,的距离越长,运动钢球所具有的动能越,大,。,(2)实验现象:,同一钢球从斜面上不同高度处由静止向下运动,在水平木板上撞击木块,钢,球开始向下运动时的起点位置越,高,木块运动的距离越长。,质量不同的钢球从斜面上同一高度由静止向下运动,在水平木板上撞击木,块,钢球的质量越,大,木块运动的距离越长。,命题思路,该题考查学生对于“探究物体动能跟哪些因素有关”实验的理,解和掌握,由于动能的大小与质量和速度有关,所以要重点掌握控制变量法,同时也要注意转换法的应用。,
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