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中考复习 第十一章 功和机械能  

2015-04-01 12:37:20|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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【转载】

2014-02-21 08:04:47|  分类: 教育教学 |  标签: |举报 字号大中小


本文转载自物理《中考复习 第十一章 功和机械能》

中考复习 第十一章   功和机械能

课标解读

中考考点清单

            考点一 功

            考点二 功率

            考点三 动能和势能

            考点四 机械能及其转化

常考类型剖析

            类型一  判断是否做功

            类型二  功、功率的计算

            类型三 动能、势能的影响因素

            类型四 机械能转化

实验突破 

         实验一   探究动能的大小与什么因素有关

         实验二  探究重力势能的大小与什么因素有关

备选例题

 课标解读(2011修订版)

1.结合实例,认识功的概念.

2.知道动能、势能和机械能.通过实验,了解动能和势能的相互转化.

3.知道机械功和功率.用生活中的实例说明机械功和功率的含义.

 

 中考考点清单

考点一 功

1.力学中的功

(1)通常而言,如果一个①力作用在物体上,物体在这个②力的方向上移动了距离,就说这个力对物体做了功.

(2)做功的两个必要因素:一个是③作用在物体上的力.另一个是④物体在力的方向上移动的距离.  

2.功的计算

(1)力学中,功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积.

(2)计算公式:⑤W=Fs,F表示力,s表示沿力的方向移动的距离,W表示功.

(3)在国际单位制中,力的单位是牛,距离的单位是米,功的单位是⑥牛·米,它有一个专门的名称叫做⑦焦耳,简称⑧焦,符号是⑨J.

    常考功的估算

    将地面上的物理课本捡起放到桌子上,人对课本做的功约为 2 J;从地上拿起一个鸡蛋,缓缓举过头顶大约做功 1 J

考点二 功率

1.①功与②做功所用时间之比叫做功率,在物理学中用功率表示③做功的快慢 ,它在数值上等于④单位时间内所做的功.

2.表达式:P=⑤.

3.在国际单位制中,功的单位是焦耳,时间的单位是秒,则功率的单位是⑥焦耳每秒,它有个专门的名称叫做⑦瓦特,简称⑧瓦,符号是⑨W,其他常用单位⑩千瓦,1 kW= 111000W.1 000

    常考的功率的估算

    中学生跳绳的功率约为60 W;优秀运动员短时间运动的功率约一千瓦;小轿车的功率为数十千瓦至数百千瓦.

考点三 动能和势能

1.能量:物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量,简称能,能量的单位是①焦耳,一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大.

2.动能

(1)动能:物体由于②运动而具有的能,叫做动能,一切运动的物体都具有动能.

(2)影响因素:质量相同的物体,③运动速度 越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,④质量越大,它的动能也越大.

3.势能

(1)⑤重力势能和⑥弹性势能是常见的两种势能.

(2)重力势能:在地球表面附近,物体由于⑦高度所决定的能,叫做重力势能、物体的质量越大,位置越⑧高 ,它具有的重力势能就越大.

(3)弹性势能:物体由于发生⑨弹性形变而具有的能,叫做弹性势能.物体的⑩形变量越大,它具有的弹性势能就越大.

考点四 机械能及其转化

1.动能、重力势能和弹性势能统称为机械能.

2.机械能及其转化

(1)动能和势能可以相互①转化.如一个物体从高处下落,物体的重力势能转化成它的动能;弯弓射箭时,弓的弹性势能转化成箭的动能;蹦床运动员从高处落下,与蹦床接触后,运动员的动能转化成蹦床的弹性势能;滚摆下降时,重力势能转化为动能,上升时动能转化为重力势能;单摆上升和下降过程中动能和重力势能发生相互转化.

 (2)机械能守恒: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,但机械能的总和不变,或者说机械能是守恒的.

(3)水能和风能的利用:自然界的流水和风都是具有大量的机械能资源.水能和风能都可用来发电,一定量的水,上、下水位差越大,水的重力势能越

大,能发出的电就越多;风吹动风车,可以带动发电机发电.

 常考类型剖析

类型一  判断是否做功(备选例题)

例1(’13盐城)下列情形中对物体没有做功的是( A   )

A、举着杠铃不动                  B、将弹簧拉力器拉长

C、将实心球抛向空中              D、把掉在地上的羽毛球捡起来

【解析】举着杠铃静止不动!人给杠铃一个向上的力,杠铃向上没有移动距离,人对杠铃没有做功,故A选项符合题意;将弹簧拉力器拉长,对弹簧施加了力,并且在力的方向上移动了距离,因此 对弹簧做功了!故B选项不符合题意;将实心球抛向空中!在抛球的过程中,人对实心球施加了力,并且在力的方向上移动了距离, 因此人对实心球做功了,故C选项不符合题意;把掉在地上的羽毛球捡起来,人给羽毛球一个向上的力,并且羽毛球向上移动了距离,所以人对羽毛球做功了,故D选项不符合题意.故选A.

变式题1(’13贵阳改编)将一物块静置于斜面上A点,此时物块的机械能为12J.放手后物块沿斜面滑下在水平面上滑行至B点停下,如右图所示,整个过程中有重力和摩擦力对物做功。

【解析】物块沿斜面滑下,并在水平面上滑到B点停下来。在整个过程中物块始终受到重力、摩擦力和支持力的作用,而支持力始终与支持面垂直,根据做功的两个必要因素可知,在整个过程中,重力和摩擦力对物块做了功.

 

类型二  功、功率的计算(备选例题)

例2(’12邵阳)兵兵同学拉着重为100N的物体在2s内沿水平方向匀速向右移动5m,所用拉力是20N。下列说法正确的是(  C  )

A、重力做功500J      B、拉力做功500J

C、拉里做功100J      D、拉力的功率为100W

 变式题2 (’13泉州)雪橇是雪地常见的交通工具。若狗拉着雪橇以10m/s的速度在水平雪地上沿直线匀速滑行,雪橇受到的阻力是200N,则狗在5min内做了6×105J 的功,功率为2×103W。

 类型三 动能、势能的影响因素(备选例题)

例3(’11张家界)1970年4月24日,我国成功发射了第一颗人造地球卫星,如右图所示,是该卫星绕地球运行的轨迹图,当卫星运行到近地点时,它的动能最大,势能最小  (均选填“大”或“小”)。

【解析】当卫星运行到近地点时,高度变小,重力势能最小,重力势能转化为动能,动能最大.

 

变式题3 (’13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,当波音787客机加速起飞上升的过程中,下列说法正确的是( C )

  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】加速起飞上升,加速说明速度在增大,客机的质量不变,速度增大,故动能增大;起飞上升,说明高度在升高,客机质量不变,高度升高,因此重力势能也增大,只有C符合题意.

 

类型四 机械能转化(备选例题)

 

例4 下列过程中重力势能转化为动能的是(  C  )

A、沿坡路匀速向上行驶的汽车                   B、制动的火车越来越慢

C、人造地球同步卫星从远地点向近地点运动的过程 D、拉弯的弓把箭射出去

【解析】沿坡路匀速向上行驶的汽车,动能不变,重力势能增大,A错误;制动的火车速度变小,质量和高度不变,动能减小,重力势能不变,B错误;人造地球同步卫星从远地点向近地点运动,所处高度变小,重力势能减小,运动速度变大,动能增大,重力势能转化为动能,C正确;拉弯的弓把箭射出去将弹性势能转化为动能,D错误.

 

变式题4(’13龙东)在一次军事演习中,一架飞机沿水平方向一边匀速飞行一边投放军用物资,在此过程中,飞机的动能变小(选填“变大”、“变小”或“不变”),物资在加速下落的过程中,动能和重力势能之间的转化情况是重力势能转化为动能

 【解析】影响动能 的因素有连个;一是运动时的速度,二是质量。飞机匀速飞行,说明速度大小没变,边飞行边投放军用物资,飞机和内部的军用物资的总质量在减小,所以动能在减小;物资在下落过程中,质量不变,高度在减小,重力势能在减小。可是运动速度在增加,动能在增加,所以重力势能转化为动能。

 

实验突破

实验一   探究动能的大小与什么因素有关

  命题点

1、转换法的应用(通过观察木块被推动的距离来判断物体动能的大小)

2、让同一小球从同一斜面的不同高度滑下的目的(控制质量相同研究动能大小与速度的关系)

3、让质量不同的小球从同一斜面的同一高度滑下的目的( 控制速度相同探究动能的大小与质量的关系)

4、控制变量的应用

 5、实验推理与假设 (当小球运动到斜面底端时!所受的外力突然全部消失!则小球将保持原来的速度一直运动下去)

实验结论:动能的大小与物体的质量和运动的速度有关。在速度相同时,物体的质量越大,动能越大,在质量相同时,物体的速度越大,动能越大。

 

例1(’12娄底)如图所示,是探究“动能的大小与那

些因素有关”的实验:

(1)用质量不同的A、B两个小球(mA>mB)碰撞静止在同一水平面上的纸盒,实验中控制小球的高度相同,是为了控制两球到达底端时速度相同;实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小,可以比较A、B两个小球的动能的大小。

    (2)将甲与乙两实验比较可知小球动能的大小与小球的速度有关;将甲与丙两实验比较可知小球动能的大小与小球的质量有关。

(3)本次实验采用物理最常用的一种实验方法是 控制变量法.

【解析】(1)从同一高度滑下到达底端时的速度相同,小球推动纸盒运动对纸盒做功,纸盒被推的越远,说明小球的动能越大;(2)比较甲和乙可知小球下滑的高度不同,到达底端时的速度不同,这是研究动能大小与速度的关系;甲与丙下滑的高度相同,但它们的质量不同,是研究动能大小与质量的关系;(3)由于有多个量影响动能的大小!所以要采用

控制变量的方法.

针对训练1(’13黔南州)如图所示甲是探究“动能的大小与什么因素有关”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,碰到水平桌面上的同一木块,乙是探究“阻力对运动物体的影响” 的实验装置,实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,在粗糙程度不同的水平面上运动。请回答下列问题:

(1)甲、乙两组实验,采用了探究实验中常用的方法是控制变量法 .

(2)甲实验中,通过观察木块被推动的距离 可以判断钢球动能的大小。

(3)由乙实验可以推理得出,如果运动的小车在水平面上不受力时,它会做    匀速直线运动;牛顿第一定律就是在该实验 基础上进行推理、归纳而得出的。

 【解析】(1)由于动能及阻力大小同时与多个因素有关,在研究与其中一个因素之间的关系时,需要采用控制变量法。(2)在探究“动能的大小与什么因素有关”的实验中,是通过观察钢球对木块做功的多少,即通过判断木块被推动的距离大小来比较钢球动能大小的。(3)根据牛顿第一定律可知,如果小车在水平面上不受力,运动状态将不会改变,会一直做匀速直线运动.

 实验二  探究重力势能的大小与什么因素有关

 命题点

1、实验目的(研究重力势能大小与物体的质量和高度的关系)

2、判断重力势能大小的依据(观察物体落下时沙地或泥地的凹陷程度,或者篮球落下时的形变程度)

3、实验方法( 控制变量法和转换法,探究重力势能的大小与质量的关系,控制高度相同,作法是是让小球从同一高度落下;探究重力势能的大小与高度的关系,控制小球的质量不变,做法是使用同一小球)

实验结论:重力势能的大小与物体的质量和高度有关。在质量相同时,高度越大重力势能越大;在高度相同时,质量越大重力势能越大,反之亦然.

 

例2 小明为了研究影响物体重力势能大小的因素进行了如下实验:让物体自由下落冲击小方桌,小方桌的桌腿是四根钉子,并放置在沙箱的沙面上。

(1)他通过观察小方桌陷入沙子的深度来判断物体重力势能的大小。

(2)比较图中A和B,是通过控制质量大小来验证重力势能的大小与高度 的关系.

(3)要研究重力势能的大小与质量是否有关,应选择图中的B和C进行对比实验.

(4)进一步分析A、B、C、三图可得出的结论是:质量相同时,高度越高的物体重力势能越大;高度相同时,质量越大的物体重力势能越大.

【解析】(1)物体从高处掉下来,砸在小方桌上后!方桌会陷入细沙中,小方桌陷得越深表明物体具有的重力势能越大,所以可以通过观察小方桌陷入细沙中的深度来判断物体重力势能的大小;(2)题图A、B两物体的质量相等,高度不等,根据“ 控制变量法” 的特点可知,这是为了控制质量相同来研究重力势能与高度的关系;(3) 要研究重力势能与物体的质量的关系,应控制高度相同而改变物体的质量,所以就分析题图BC;(4)分析A、B、C 可看出:质量相同时高度越高物体的重力势能越大,高度相同时质量越大物体的重力势能越大.

针对训练2(’13辽阳)如图所示的是”探究影响重力势能大小因素“的实验过程。(容器中装有沙子,A和B为实心铁块,A的质量比B小)

 (1)由乙丙两图可探究重力势能的大小与质量的关系,结论是:当被举的高度 一定时,质量越大,重力势能越大.

(2)由甲丙两图不能(选填”能“或”不能“)探究重力势能的大小与高度的关系,理由是 两个铁块的质量不同.

(3)本实验是通过观察小桌陷入沙中的深度来判断重力势能大小的,这也是物理探究过程中较常用的转换法。利用本实验装置还可探究影响压力作用效果的因素. 

【解析】(1)要探究重力势能与质量的关系应控制悲剧的高度相同,故应选乙丙两图;得到的结论是;当被举的高度一定时,质量越大,重力势能越大;(2)要探究重力势能与高度的关系应控制质量相同,如图所示没有控制质量相同故不能进行探究;(3)本实验是通过观察小桌陷入沙中的深度来显示重力势能的大小的,这种方法在物理上交”转换法“;利用本实验装置还可以探究影响压力作用效果的因素实验。

 

       备选例题

类型一  判断是否做功

例1  在下列四种情境中,人对物体做功的是( D )

A.提着水桶在水平地面上匀速前进  B.举着杠铃原地不动

C.用力推汽车,汽车没动          D.扛着米袋慢慢爬上楼梯

【解析】提着水桶在水平地面上匀速前进,人给水桶一个向上的力,水桶向上没有移动距离,人对水桶没有做功.A不符合题意;举着杠铃原地不动,人给杠铃一个向上的力,杠铃向上没有移动距离,人对杠铃没有做功.B不符合题意;用力推汽车,

 汽车没动,人给汽车一个向前的力,汽车向前没有移动距离,人对汽车没有做功.C不符合题意;扛着米袋慢慢爬上楼梯,人给米袋一个向上的力,米袋在力的作用下向上移动的距离,人对米袋做功.D符合题意.故选D.

例2  在图《向左走,向右走》的漫画中,在50s的时间内,男孩提着重15N的小提琴水平向左匀速走了100m,女孩用5N的水平拉力拉箱子向右匀速走了100m,他们中,对物体有做功的是女孩(填“男孩”或“女孩”),做功为500 N.

 【解析】小男孩对小提琴施加竖直向上的拉力,水平向左匀速运动时在竖直方向上没有移动距离,所以没有做功;小女孩施加的拉力是水平方向上的,在水平方向上有力且移动了距离,所以小女孩做了功;小女孩做的功:W=Fs=5N×100m=500J.

 

类型二  功、功率的计算

例1  如图所示,用10N的水平推力推重为20N的物体 沿水平方向做匀速直线运动.若5s内推力对物体做了80J的功,则在这一过程中,物体沿水平方向运动了8 m,推力做功的功率为16W.

 例2  某同学用20牛的水平力匀速推动一辆重200牛的自行车,在10秒钟内自行车沿水平方向前进3米,则该同学对自行车做功60焦,功率为6瓦.

类型三  动能、势能大小变化的判断

例1  在运载火箭的推动下,“神舟九号”载人飞船飞离地面的过程中,速度越来越大, 在此过程中,运载火箭所具有的动能变大(选填“变大”、“不变”或“变小”),是因为运载火箭动能的大小与其速度 有关.

【解析】运载火箭飞离地面的过程中,速度越来越大,表明其动能变大.

 

例2  如图所示,小球在竖直向下的力F作用下,将竖直轻弹簧压缩并处于静止,若将力F撤去,小球将向上弹起并离开弹簧,直到速度为零时为止,则小球在上升上升过程中,下列说法正确的是( A ) 

【解析】A小球上升过程受到重力和弹簧的弹力,当弹力大于重力时,小球向上加速,当弹力小于重力后,小球开始减速,离开弹簧做竖直上抛运动,速度进一步减小,所以小球的动能先增大后减小,故A正确;B由①的分析可知:当弹簧弹力等于重力时,速度最大,此时动能最大,故B错误;C弹簧在被压缩到最短时即初始位置弹性势能最大,故C错误;D小球动能减为零时,速度为零,上升到最高点,此时重力势能最大,故D错误.故选A.

 

类型四  机械能及其转化

例1  如图所示关于势能和动能相互转化的事例,下列说法中正确是(B )

 

A.甲图弹簧将小车向右推开过程中,动能转化为弹簧的弹性势能

B.乙图中小明脚踩滑板从高处向下滑动越来越快,是重力势能转化为动能

C.丙图中地铁列车进站时从坡底滑到坡顶过程中,重力势能转化为动能

D.丁图中小球从A摆到O′时,动能转化为重力势能

【解析】A、甲图弹簧将小车向右推开过程中,弹性势能转化为动能,故A错误;B、小明脚踩滑板从高处向下滑动越来越快,是重力势能转化为动能,故B正确;C、地铁列车进站时从坡底滑到坡顶过程中,动能转化为重力势能.故C错误;D、小球从A摆到O′时,是重力势能转化成动能.故D错误.故选B.

例2  如图是人造地球卫星的轨道示意图,人造地球卫星在大气层外环绕地球运行,它从近地点向远地点运行的过程中动能转化 重力势能,机械能 不变(选填“变大”、“变小”或“不变”).

【解析】卫星在绕地球运动过程中,质量不变,卫星从近地点运动到远地点的过程中,速度不断减小,动能不断变小.卫星从近地点运动到远地点的过程中,和地球的相对高度不断增大,势能不断增大.在整个过程中,没有受到任何阻力作用,机械能守恒.

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