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1、第八章 功和机械能 简单机械 第13讲 功和机械能,考点一 功 1.力学里所说的功，包含两个必要因素：一个是作用 在物体上的_；另一个是物体在这个力的方向上移动 的_. 2.常见的不做功的三种情况： (1)有力F无_； (2)有距离s无_； (3)有力F，也有距离s，但在力F的方向上没有通过距 离s(即运动方向和力的方向_).,力,距离,距离s,力F,垂直,3.在物理学中，把_和物体在_的方向上通过的 _的乘积叫做功.计算公式：_，功的单位 是_，符号是_.,力,力,距离,W=Fs,焦耳,J,考点二 功率 1.在物理学中，用_表示物体做功的快慢.功与做 功所用_之比叫做功率，它在数值上等于_
2、_内所做的功.功率的表达式为_.在国际单位 制中，功率的单位是_，符号是_. 2. =_，由这个公式可知，在功率一定时， 力F与速度v成反比，因此汽车在上坡时，司机采取 换低速挡的方法减小_，以获得较大的牵引力.,功率,时间,单位,时间,瓦特,W,Fv,速度,考点三 动能和势能 1.物体由于_而具有的能叫做动能.动能的大小跟物体 的_和_有关.运动物体的质量越大，速度越大， 这个物体的动能就越_. 2.物体由于_所决定的能叫做重力势能.物体重力势能 的大小跟物体的_和位置的_有关.物体的质量越 大，位置越高，它具有的重力势能就越_. 3.物体由于发生_而具有的能叫弹性势能.物体的 弹性势能的大
3、小跟物体发生_形变的程度有关，物体 的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大.,运动,质量,速度,大,高度,质量,高低,大,弹性形变,弹性,考点四 机械能及其转化 _和_统称为机械能.大量研究结果表明，如果 只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小 会变化，但机械能的总和_.,动能,势能,不变,考点一 功 命题点：(1)功的定义；(2)功的两个必要因素；(3)功的公式与运用. 例1（2013福州)如图所示的情景中，关于力对杯子 做功的描述正确的是（ ）,解析：本题考查功的两个必要因素.A、B两个选项中，杯子没有沿力的方向通过距离，属于不动无功；C选项中，托力与杯子通过距离的方向垂直，属于垂直
4、无功；D选项中，杯子沿托力方向通过了一段距离，托力做了功.故选D. 答案：D,例2（2013自贡)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（ ） A0.02 J B0.2 J C2 J D20 J 解析：本题考查功的估算.物理课本重约3 N，桌面高约0.7 m，W=Fs=3 N0.7 m=2.1 J.故C选项最符合. 答案：C,考点二 功率 命题点：(1)功率的定义；(2)功率的公式与运用. 例3（2013武汉)三位同学准备进行爬楼比赛，看看谁的功率大.他们展开了如下的讨论： 甲：只有测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，才能进行比较； 乙：在爬楼的时间相同时，只要
5、测出各自的体重、爬楼的高度，就可以进行比较； 丙：在爬楼的高度相同时，只要测出各自的体重、爬楼的时间，就可以进行比较.,上述说法中，你认为合理的是（ ） A.甲、乙和丙 B.甲和乙 C.甲和丙 D.乙和丙 解析：本题考查功率.人爬楼时，需要克服人的重力做功，根据功率的计算公式 可知，测量人的重力、爬楼的高度、爬楼的时间可以比较功率.在时间相同时，比较功的大小或在爬楼高度相同时，比较体重和爬楼时间也可以比较功率. 答案：D,例4（2013长沙)2013年长沙体育中考，男生新设引体向上项目.如图是引体向上的示意图，小云同学在半分钟内做了12个规范的引体向上.已知小云的质量为60 kg，每次引体向上
6、他能将自身重心提高0.4 m，则小云每做一次引体向上所做的功为_J，整个过程中的平均功率为_W.(g取10 Nkg),解析：本题考查功和功率的计算.小云做引体向上，是克服重力做功，已知他的质量根据G=mg求出他的重力，即G=mg=60 kg10 N/kg=600 N，根据W=Gh求出克服重力做的功，即W=Gh=600 N0.4 m=240 J，整个过程共做了12个，可以求出整个过程中做的总功是 2 880 J，根据 答案：240 96,考点三 动能和势能 命题点：(1)动能和势能的概念；(2)动能和势能的影响因素. 例5（2013滨州)今年6月1日，我国引进的首架波音787客机飞赴广州交付使用
7、.当波音787客机加速起飞上升的过程中，下列说法正确的是（ ） A.动能增大，重力势能减小 B.动能减小，重力势能减小 C.动能增大，重力势能增大 D.动能减小，重力势能增大,解析：本题考查动能和重力势能的影响因素.物体的质量越大，速度越大，动能越大；质量越大，高度越高，物体的重力势能越大.飞机加速上升的过程中，质量保持不变，高度和速度都在增加，则动能和重力势能都不断增大. 答案：C,例6（2013湛江)图1是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上；图2是探究“牛顿第一定律”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静
8、止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动，请回答以下问题：,(1)图1实验的目的是探究钢球动能的大小与_的 关系.通过木块被推动距离的大小，说明钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小，这种常用的实验方法是_法. (2)图2实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下的目的是：_.水平面越光滑，小车受到的摩擦力越_（填“大”或“小”），根据小车运动距离的远近，推理得出：运动的物体如果不受外力作用，将永远做_.,(3)小明同学想在图1基础上继续探究物体动能的大小与质量的关系，请你帮他设计实验，写出简要的实验步骤及论证方法：_.,解析：本题是对影响动能大小的因素、力和运动的关系的综合考查.(1)题
9、图中让钢球从不同高度由静止滚下，是探究钢球动能大小与速度的关系，因为钢球从不同的高度滚下，到达水平面时速度不同，质量相同，推动木块的距离不同，说明物体的质量相同时，速度不同具有的动能不同，这里用木块被推动的距离的大小来表示钢球的动能的大小，用的是转换法；,(2)让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下的目的是使小车具有相同的速度，水平面越光滑说明小车受到的摩擦力越小，最后根据理想推理法得出运动的物体如果不受外力作用，将永远做匀速直线运动； (3)探究物体动能的大小与质量的关系，应控制物体的速度不变，选用不同质量的物体从同一高度滑下，根据推动木块的远近，得出结论.,答案：(1)速度 转换 (2)保
10、持小车在水平面上的速度一样 小 匀速直线运动 (3)步骤:取两个质量不同的小球A、B 让两个小球分别从同一高度自由滑下 论证：通过观察两个小球分别推动木块的距离大小判断动能与质量的关系.,考点四 机械能及其转化 命题点：(1)机械能的概念；(2)机械能之间的相互转化. 例7（2013广州)如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球（ ） A.在b、d两点动能相等 B.在a、d两点动能相等 C.从b到c的过程机械能减少 D.从c到d的过程重力势能减少,解析：本题考查机械能及其转化.足球在运动中沿着凹凸不平的草地运动，足球在运动过程中，克服摩擦力做功，故总的机械能减少，C选项正确
11、；b和d两点的高度相同所以势能相等，因为存在摩擦力，所以机械能减少，机械能等于动能和势能之和，所以d处动能小于b处，A选项错误；克服摩擦力做功的多少无法计算，故无法判断a、d两点足球的动能，B选项错误；由c到d过程中足球位置升高，重力势能增加，所以D选项错误. 答案：C,1.在如图所示的四种情境中，人对物体做功的是（ ） A.提着水桶在水平地面上匀速前进 B.扛着米袋爬上楼梯 C.用力推汽车，汽车没动 D.举着杠铃原地不动 答案：B,2.一个人用同样大小的水平方向的力拉着木箱,分别在光滑和粗糙两种水平地面上前进相同的距离,关于拉力所做的功,下列说法中正确的是( ) A.在粗糙地面上做功较多 B
12、.在光滑地面上做功较多 C.两次做功一样多 D.条件不够,无法比较两次做功的多少 答案：C,3.(原创)如图所示，是位于美国亚 利桑那州的华拉派印第安自然保护 区的科罗拉多空中走廊(悬空玻璃 观景台)，因建在大峡谷西端距 谷底1 200 m的悬崖上，被誉为 人类建筑史上的一大奇迹.在这样的高度，一只篮球做自由落体坠落，需15 s才能到达地面.如果篮球的质量为600 g，则下落过程中，篮球的重力所做的功和功率分别是(g取10 N/kg)( ),A.720 J 48 W B.7200 J 480 W C.7.2105 J 4.8103 W D.7.2106 J 4.8104 W 答案：B,4.如图
13、所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，关于该洒水车，下列说法正确的是( ) A.机械能不变，重力势能不变 B.机械能变小，重力势能、 动能变小 C.机械能不变，动能变小 D.机械能变小，动能不变 答案：B,5.如图所示，蚂蚁用10-3 N的力 拉着树叶，10 s内沿拉力方向前 进了10 cm，则蚂蚁对树叶做功 为_J，此时的功率为_W. 答案：110-4 110-5,6.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它由近地点向远地点运行时，卫星的动能_(填“增大” “减小”或“不变”)，卫星的势能_(填“增大” “减小”或“不变”). 答案：减小 增大,考点训练 13,一、选择题（每小题3分
14、，共36分） 1.（2013湘西)在水平地面上，用50 N的水平拉力拉重为100 N的小车，使小车沿水平方向前进了5 m，这时拉力所做的功是( ) A50 J B250 J C750 J D0 J 答案：B,2.(原创)如图所示，用F=10 N的水平推力推着重为20 N 的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了 30 J的功，则在这一过程中( ) A.物体一定运动了1 m B.重力做的功一定为60 J C.物体一定受到10 N的摩擦力 D.物体一定运动了3 m 答案：D,3.如图所示，在水平拉力F的作用下，使物体沿水平面做匀速直线运动，若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计，已知物体与地面间的
15、摩擦力为5 N，物体运动的速度为2 m/s，则拉力做功的功率大小为（ ） A.5 W B.10 W C.15 W D.20 W 答案：B,4.中考体育测试跳绳的项目中，某同学在1 min 内跳了180次，每次跳的高度大约为5 cm.他跳绳时的功率大约为（ ） A.1000 W B.100 W C.10 W D.1 W 解析：一名中学生的质量约60 kg，每次跳的高度约为5 cm =0.05 m，做功为W0=Fs=Gs=mgs=60 kg10 N/kg0.05 m =30 J,1 min跳180次做的功是W=30 J180=5 400 J，他跳绳的功率 故选择B. 答案：B,5.一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是（ ）,A.W1W2W3 B.W1W2=W3 C.W1=W2=W3 D.W1=W2W3 解析：做功要同时满足两个必要因素：一是要有力的作用；二是物体在力的方向上通过了一段距离.在这三个过程中力的大小相同，通过的距离相同，依据W=Fs可知，力在这三个过程中所做的功相等.C正确. 答案：C,
