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1、-2-3-4-一、功和功率1.功的概念:作用在物體上的力,使物體在力的方向上通過了一段距離,我們就說這個(gè)力對(duì)物體做了功.重點(diǎn)認(rèn)知 判斷做功與否的兩個(gè)必要因素:一是有力作用在物體上;二是物體在這個(gè)力的方向上通過了一段距離.2.功的計(jì)算:W=Fs.3.功率:功與時(shí)間的比值叫功率.功率是一個(gè)描述做功快慢的物理量.重點(diǎn)認(rèn)知 功率大是指做功快;功率小是指做功慢.功率大小由做功多少和所用時(shí)間共同決定.5.功率的單位:瓦 (W)、 千瓦 (kW), 1 kW=103 W. -5-二 、機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1.動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能.動(dòng)能大小與質(zhì)量和速度有關(guān).重點(diǎn)認(rèn)知 判斷動(dòng)能的增減,關(guān)鍵是看影響動(dòng)能大

2、小的兩個(gè)因素如何變化:速度不變時(shí),質(zhì)量增大,動(dòng)能增加;質(zhì)量不變時(shí),速度增大,動(dòng)能增加.2.重力勢(shì)能:物體由于高度所決定的能叫重力勢(shì)能.重力勢(shì)能的大小與物體質(zhì)量和物體所處高度有關(guān).重點(diǎn)認(rèn)知 判斷重力勢(shì)能的增減,關(guān)鍵是看影響重力勢(shì)能的兩個(gè)因素如何變化:高度不變時(shí),質(zhì)量增大,重力勢(shì)能增加;質(zhì)量不變時(shí),高度增大,重力勢(shì)能增加.3.彈性勢(shì)能:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫彈性勢(shì)能.彈性勢(shì)能的大小與材料和彈性形變程度有關(guān).重點(diǎn)認(rèn)知 同種材料的物體,彈性形變?cè)酱?彈性勢(shì)能越大.-6-4.機(jī)械能:動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能.重點(diǎn)認(rèn)知 動(dòng)能和勢(shì)能是可以相互轉(zhuǎn)化的,如果只有動(dòng)能和勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化,沒有其他形式的能參

3、與,則機(jī)械能守恒.-7-考點(diǎn)1功【例1】 在如圖11-1所示的四種情境中,人對(duì)物體做功的是()A.提著水桶在水平地面上勻速前進(jìn)B.扛著米袋慢慢爬上樓梯C.用力推汽車,汽車沒動(dòng)D.舉著杠鈴原地不動(dòng)-8-【解析】 A選項(xiàng)中人對(duì)水桶的力是豎直向上的,而水桶是在水平方向上移動(dòng)了一段距離,在力的方向上沒有移動(dòng)距離,所以沒有做功;C、D兩個(gè)選項(xiàng)中人都有力作用在物體上,但物體都沒有運(yùn)動(dòng),所以沒有做功;B選項(xiàng)中扛著米袋慢慢爬上樓梯,人對(duì)米袋有一個(gè)豎直向上的力,且米袋在力的方向上通過了一段距離,所以人有做功,故選B.【點(diǎn)撥】 判斷做功與否的兩個(gè)必要因素:一是有力作用在物體上;二是物體在這個(gè)力的方向上通過了一段距

4、離.兩者缺一不可.【答案】 B-9-【變式訓(xùn)練1】 下列有關(guān)力做功的說法中正確的是 (A)A.用水平力推著購物車前進(jìn),推車的力做了功B.把水桶從地面上提起來,提水桶的力沒有做功C.書靜止在水平桌面上,書受到的支持力做了功D.掛鉤上的書包靜止時(shí),書包受到的拉力做了功-10-考點(diǎn)2功率【例2】 鄂州是一座具有悠久歷史和燦爛文化的城市,三國時(shí)期吳王孫權(quán)在此建都,以武而昌,當(dāng)時(shí)稱此地為武昌.“千年往事人何在,遺跡猶存說仲謀.”目前國內(nèi)最大的孫權(quán)雕像矗立在鄂州江灘孫權(quán)廣場(chǎng),如圖11-2所示,該雕像用花崗巖雕刻而成,總高11.8 m,質(zhì)量150 t,底座與地面的接觸面積是30 m2.求:(1)雕像對(duì)地面的

5、壓強(qiáng)是多少;(2)在搬運(yùn)過程中,起重機(jī)在30 s內(nèi)將該雕像勻速豎直提高了2 m,則起重機(jī)的拉力對(duì)雕像所做的功和功率分別是多少.-11-【解析】 (1)雕像對(duì)地面的壓力F=G=mg=1.5105 kg9.8 N/kg=1.47106 N(2)起重機(jī)的拉力對(duì)雕像所做的功W=Gh=mgh=1.5105 kg9.8 N/kg2 m=2.94106 J【答案】 (1)4.9104 Pa;(2)2.94106 J;9.8104 W -12-【變式訓(xùn)練2】 中學(xué)生小華在一次跳繩的體能測(cè)試中,1 min內(nèi)跳了120次,每次跳離地面的高度約為5 cm,則他跳繩時(shí)的功率最接近 (B)A.5 WB.50 WC.50

6、0 W D.5 000 W-13-考點(diǎn)3機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化【例3】 如圖11-3所示,鉛球從出手到將要落地的過程中,下列說法正確的是(不計(jì)空氣阻力) ()A.鉛球由ab時(shí),動(dòng)能逐漸增大B.鉛球在b點(diǎn)的機(jī)械能大于a點(diǎn)的機(jī)械能C.鉛球由bc時(shí),機(jī)械能逐漸減小D.鉛球在c點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大-14-【解析】 不計(jì)空氣阻力,不考慮摩擦生熱則此過程機(jī)械能守恒,鉛球在a、b、c三點(diǎn)的機(jī)械能相等.鉛球由ab時(shí),動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,動(dòng)能逐漸減小,重力勢(shì)能不斷增大,由bc時(shí),重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,重力勢(shì)能逐漸減小,動(dòng)能不斷增大.鉛球的質(zhì)量不變,hbhahc,可判斷c點(diǎn)時(shí)鉛球重力勢(shì)能最小,所以鉛球在c點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大.綜上所述,D

7、項(xiàng)正確.【點(diǎn)撥】 影響動(dòng)能大小的兩個(gè)因素:物體質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度;影響重力勢(shì)能大小的兩個(gè)因素:物體質(zhì)量和所處高度.【答案】 D-15-【變式訓(xùn)練3】 圖11-4是老師在課堂上進(jìn)行的滾擺演示實(shí)驗(yàn)示意圖,下列說法不正確的是 (A)A.滾擺運(yùn)動(dòng)過程中,機(jī)械能守恒B.滾擺向下運(yùn)動(dòng)時(shí),重力勢(shì)能部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能C.滾擺向上運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能部分轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能D.滾擺上升的最大高度逐漸降低-16-【例題】 在探究“物體動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,小麗同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn).讓鐵球從同一斜面上某處由靜止開始向下運(yùn)動(dòng),然后與放在水平面上的紙盒相碰,鐵球與紙盒在水平面上共同移動(dòng)一段距離后靜止.(1)要探

8、究動(dòng)能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)選用甲、乙兩圖;實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保證鐵球到達(dá)水平面時(shí)的初速度相同,為了達(dá)到這一目的所采取的具體操作方法是讓鐵球從同一斜面的同一高度由靜止開始運(yùn)動(dòng).(2)選用甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是質(zhì)量相同的物體,運(yùn)動(dòng)的速度越大,它具有的動(dòng)能就越大.-17-(3)該實(shí)驗(yàn)是通過觀察紙盒被撞擊后移動(dòng)的距離來比較鐵球動(dòng)能的大小,從而得出結(jié)論的.下面的四個(gè)實(shí)例中也采用這種研究方法的是C.A.認(rèn)識(shí)電壓時(shí),我們可以用水壓來類比B.用磁感線來描述磁場(chǎng)C.探究電功大小與哪些因素有關(guān),通過重物提升的高度來判斷電流做功的多少D.保持電阻不變,改變電阻兩端電壓,探究電流與電壓關(guān)系(4)若水平面絕對(duì)光滑,鐵球

9、將做勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng).-18-【練習(xí)題】1.(2016廣東)如圖所示是“探究物體動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)中讓鋼球從斜面上某個(gè)高度由靜止沿斜面滾下,在底部與靜止在水平面上的木塊發(fā)生碰撞,木塊沿水平面向右運(yùn)動(dòng)直至停止.-19-(1)實(shí)驗(yàn)中是通過觀察木塊移動(dòng)的距離遠(yuǎn)近來判斷鋼球的動(dòng)能大小.(2)讓同一鋼球從斜面的不同高度由靜止開始滾下,目的是探鋼球的動(dòng)能大小與速度的關(guān)系.(3)換用質(zhì)量不同的鋼球從斜面的相同高度由靜止開始滾下,目的是探究鋼球的動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系.(4)木塊最終會(huì)停下來的主要原因是受到阻力(或摩擦力)的作用,在此過程中木塊通過做功方式把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.(5)如果木塊

10、在運(yùn)動(dòng)過程中所受的摩擦阻力為0,木塊將一直做勻速直線運(yùn)動(dòng).-20-2.某同學(xué)在體育活動(dòng)中,從鉛球下落陷入沙坑的深度情況猜想到:物體的重力勢(shì)能可能與物體的質(zhì)量、下落高度和運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān).于是設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn):用大小、形狀相同的A、B、C、D四個(gè)鉛球,其中A、C、D三球的質(zhì)量為m,B球質(zhì)量為2m,讓A、B兩球從距沙表面高H靜止下落,C球從距沙表面高2H靜止下落,D球從距沙表面高2H的光滑彎曲管道上端靜止滑入,最后從管道下端豎直地落下(球在光滑管道中運(yùn)動(dòng)的能量損失不計(jì)).實(shí)驗(yàn)測(cè)得A、B兩球陷入沙深度分別為h1和h2,C、D兩球陷入沙深度均為h3,且h1h2tcd,運(yùn)動(dòng)距離sab=scd,比較兩種情

11、況下拉力所做的功和功率 (B)A.ab段做功較多B.ab段與cd段做的功一樣多C.ab段功率較大D.ab段與cd段的功率一樣大-28-6.(2013廣州)如圖11-9所示,足球以初速度v沿著凹凸不平的草地從a運(yùn)動(dòng)到d,足球 (C)A.在b、d兩點(diǎn)動(dòng)能相等B.在a、d兩點(diǎn)動(dòng)能相等C.從b到c的過程機(jī)械能減少D.從c到d的過程重力勢(shì)能減少-29-7.(2013茂名)在探究“物體動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,讓不同質(zhì)量的鐵球從斜面的同一高度由靜止釋放,撞擊同一木塊,比較木塊運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)近,如圖11-10所示.下列說法中正確的是 (B)A.鐵球從斜面上滾下來的過程中動(dòng)能一直減小B.這樣做的目的是研究

12、物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系C.這樣做的目的是研究物體的動(dòng)能大小與高度的關(guān)系D.這樣做的目的是研究物體的動(dòng)能大小與速度的關(guān)系-30-8.(2015茂名)如圖11-11所示,物體沿斜面從頂端勻速下滑到底端.在這過程中,物體的速度v、通過的距離s、機(jī)械能E和動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化如下列選項(xiàng)所示,則錯(cuò)誤的是 (C)9.(2014汕尾)如圖11-12所示,小朋友沿著滑梯勻速下滑的過程中,下列說法正確的是 (B)A.他受到的重力不做功B.他的重力勢(shì)能減少C.他的動(dòng)能增加D.他的機(jī)械能不變-31-10.(2015揭陽)甲、乙兩人在相同的水平路面上,分別以1 m/s和0.5 m/s的速度將兩個(gè)完全相同的木箱沿

13、直線勻速推動(dòng)了10 m.在此過程中,甲推木箱的力等于(填“大于”“小于”或“等于”)乙推木箱的力,甲(填“甲”或“乙”)做功的功率更大.11.(2015廣東)從桌面掉到地上的乒乓球會(huì)自動(dòng)彈起,球在上升過程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能.由于球與空氣有摩擦,上升過程中球的機(jī)械能減少(變小).-32-12.(2013廣東)利用圖11-13所示裝置探究“物體的動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”.將小球A、B分別拉到與豎直方向成一定角度的位置,然后都由靜止釋放,當(dāng)小球擺動(dòng)到豎直位置時(shí),將與靜止在水平面上的木塊C發(fā)生碰撞,木塊都會(huì)在水平面上滑行一定距離后停止.圖中的擺長L都相同,12,球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB,(mAmB).-33-(1)如圖甲、乙所示,同時(shí)釋放A、B,觀察到它們并排擺動(dòng)且始終相對(duì)靜止,同時(shí)到達(dá)豎直位置這表明兩小球在擺動(dòng)過程中的任一時(shí)刻的速度大小與小球的質(zhì)量無關(guān).(2)如圖甲、乙所示,觀察到B球能將木塊C撞得更遠(yuǎn)由此可得出結(jié)論:速度相同時(shí),物體質(zhì)量越大,它的動(dòng)能越大.(3)圖乙中小球B到達(dá)豎直位置時(shí)的速度小于(選填“大于”“小于”或“等于”)圖丙中小球B到達(dá)豎直位置時(shí)的速度,如圖乙、丙所示,圖丙中木塊C滑行得更遠(yuǎn)些,由此可得出結(jié)論:質(zhì)量相同時(shí),物體速度越大,它的動(dòng)能越大.