第6講 功和機械能,判斷力是否做功,玩轉重慶10年中考真題,一,命題點1,1(2009重慶6題3分)如圖所示，李晶同學將放在課桌 邊的文具盒水平推至課桌中央，她針對此過程提出了 如下的猜想你認為合理 的是 ( ),第1題圖,A. 文具盒所受重力對它做了功 B. 文具盒所受支持力對它做了功 C. 文具盒所受的推力F對它做了功 D. 在此過程中沒有力對文具盒做功,【答案】C,命題點2,機械能及其轉化,3(2010重慶6題3分)2010年4月14日，青海玉樹發生強烈地 震地震后運送救災物資的飛機對災區投放物品，物品在 空中勻速下落的過程中，其動能和重力勢能的變化是( ) A. 動能增加，重力勢能增加 B. 動能減小，重力勢能減小 C. 動能不變，重力勢能減小 D. 動能不變，重力勢能增加,C,命題點2,4(2016重慶B卷9題2分)2016年4月24日定為首個中國航 天日，是為了紀念我國首枚人造衛星東方紅一號發射成 功，衛星加速升空的過程中重力勢能_，動能_ (均選填“變大”、“變小”或“不變”),變大,變大,5(2009重慶13題2分)許多同學都很喜歡設計和參加“多米諾骨牌效應”活動(按一定距離排列的骨牌，碰倒第一塊骨牌后，其他所有的骨牌會依次倒下)，其中的物理原理是：骨牌倒下時，_轉化為_，這部分能量就轉移給下一張骨牌，下一張骨牌倒下時具有的能量更大，骨牌被推倒的速度越來越快(均選填“動能”或“重力勢能”),重力勢能,動能,1“月球彈跳”位于重慶數字科技館四樓宇航科技展廳，戴上VR眼鏡、坐上彈跳支架，就仿佛置身月球表面人在勻速下降過程中，其動能和重力勢能的變化是 ( ),A. 動能增大，重力勢能減小 B. 動能增大，重力勢能增大 C. 動能不變，重力勢能減小 D. 動能減小，重力勢能增大,考向拓展1題圖,C,2隨著我國經濟的發展，城市的建筑越建越高，但如果不注意建筑上的物體(例如放在陽臺上的花盆)，就會有“高空拋物砸傷人”的危險在物體落下的過程中，它具有的_能轉化成_能,重力勢,動,命題點3,功、功率的相關計算,6(2017重慶A卷18題6分)重慶至德國杜伊斯堡的中歐班列全程約10 800 km，運行時間約300 h中歐班列在平直路面勻速行駛時，和諧型大功率機車提供的牽引力約9.6 107 N求： (1)中歐班列運行時的平均速度約為多少千米每小時？,解：(1)中歐班列運行時的平均速度v 36 km/h,(2)中歐班列在平直路面以v20 m/s勻速行駛時，機車 功率約為多少瓦？,解：(2)由于中歐班列以v20 m/s做勻速直線運動， 則機車的功率：P Fv9.6107 N20 m/s1.92109 W,8(2014重慶A卷18題6分)為預防和處置公共場所突發 恐怖襲擊事件，重慶應急處置小分隊的民警駕駛“風火 輪”(單警自平衡電動巡邏車)在重慶火車北站廣場巡邏，如圖所示若一名警察騎著該 巡邏車以5 m/s的速度勻速前進 1 min到達犯罪現場求：,第8題圖,(1)出發前警察距犯罪現場多遠？,解：(1) t1 min60 s, 出發前警察距犯罪現場s vt5 m/s60 s 300 m,(2)若巡邏車發動機的輸出功率為500 W，該巡邏車在勻速行駛過程中受到的阻力多大？,解：(2)巡邏車在勻速行駛過程中受到的牽引力 F 100 N 因為勻速行駛，所以受到的阻力fF100 N,9(2014重慶B卷18題6分)據悉成渝高鐵客運專線全長 308 km，如圖所示是永川中山路成渝高鐵客運專線建 設現場，一架質量為9105 kg的箱梁正在吊裝施工， 設箱梁在 10 s 內僅勻速下降0.2 m求： (1)在這10 s內箱梁下降的速度是多大？,第9題圖,解：(1)10 s內箱梁下降的速度v 0.02 m/s,(2)在這10 s內箱梁重力做的功是多少？,解：(2)箱梁的重力 Gmg9105 kg10 N/kg9106 N 重力做的功 WGh9106 N0.2 m1.8106 J,11(2012重慶20題8分)如圖所示，是我市部分中小學投入使用的新型安全校車，這種校車的性能完全符合校車12項安全標準中考期間，中學的學生乘坐這種新型安全校車到9 km 外的考點參加考試，校車行駛了15 min 后安全到達考點求：,第11題圖,(1)校車在送考生過程中的平均速度；,解：(1)校車行駛時間t15 min0.25 h 平均速度v 36 km/h,(2)若校車和學生總質量為9 000 kg，車輪與地面接觸總面積為0.15 m2，求校車對水平路面的壓強；,解：(2)校車對地面的壓力 FGmg9 000 kg10 N/kg9104 N 校車對地面的壓強 p 6105 Pa,(3)若校車以12 m/s的速度在一段平直路面上勻速行駛， 校車受到的牽引力是4 500 N，求校車發動機牽引力的 功率,解：(3)牽引力的功率 P Fv4 500 N12 m/s54 000 W,考點梳理,功和機械能,功,功率,動能和勢能,機械能及其轉化,功,定義：物體在 _的作用下,在 _移動了一段距離,我們就說這個力對物體做了功. 做功的兩個必要因素：(1) _ ；(2) _.,三種不做功的情況,功的計算,常考功的估測：a.將地面上的物理課本撿起放到桌子上,人對課本做的功約為2 J；b.從地上拿起一個雞蛋,緩緩舉過頭頂，此過程中對雞蛋做的功大約為1 J；c.一名中學生從一樓走到二樓做的功約為1 500 J.,力,力的方向上,有力作用在物體上,物體在這個力的方向上移動了一段距離,三 種 不 做 功 的 情 況,功 的 計 算,定義:力學中，功等于 _與物體在力的方向上移動的 _的乘積.,公式：,_,F表示力，單位是N. s表示沿力的方向上移動的距離，單位是m. W表示功，單位是J.,變形公式：F= _ （求力），s= _ （求路程）. 拓展：重力做功W=_,摩擦力做功W= _.,力,距離,WFs,Gh,fs,功 率,物理意義：表示 _的物理量.它在數值上等于 _所做的功. 公式：P,_,W表示某個力做的功，單位是J. t表示做功所用的時間，單位是s. P表示做功的功率，單位是W.,推導公式：P _(v為物體在F作用下運動的平均速度). 單位：基本單位是 _,簡稱 _,符號是 _. 單位換算:1 kW= _W.,常考功率的估測：a.普通中學生正常步行上樓的功率約為600 W；b.中學生跳繩的功率約為60 W.,做功快慢,單位時間,Fv,瓦特,瓦,W,103,動 能 和 勢 能,動能:影響因素：質量、速度.質量相同的物體， _越大，動能越大；速度相同的物體，質量越 _ ，動能越大.,勢 能,重力勢能和彈性勢能是常見的兩種勢能 重力勢能：影響因素：質量、被舉起的高度.質量相同的物體, _越高，重力勢能越大;高度相同的物體，質量越大，重力勢能越 _. 彈性勢能：影響因素：彈性形變.彈性形變越大,彈性勢能越大.,速度,大,高度,大,機 械 能 及 其 轉 化,機械能：動能、重力勢能和彈性勢能統稱為機械能動能和勢能可以相互轉化. 重力勢能 動能 彈性勢能. 機械能守恒：如果只有動能和勢能相互轉化,盡管動能、勢能的大小會變化,但機械能的總和 _ , 或者說,機械能是守恒的.,速度增大，高度減小,速度減小，高度增大,速度減小，彈性形變增大,速度增大，彈性形變減小,保持不變,圖說物理,（RJ八下P63 圖11.1-2、11.1-3）,1.如圖所示的四種情景中，人對物體的力做功的是_圖，不做功的是_圖(2017鄂州22改編),甲、乙,丙、丁,(HK八年級 P103圖63、 RJ八下P69 圖11.36),2.如圖所示是某選手射箭比賽的圖片，在射箭比賽時要使勁拉弓，其主要目的是為了增大_能，射箭的過程中機械能的轉化情況是_(2016株洲14改編),彈性勢,彈性勢能轉化為動能,(RJ八下P73 圖11.46),3.如圖所示為衛星繞地球飛行的軌道示意圖，衛星在飛行過程中機械能不變，當衛星運行到近地點時，其動能最_(選填“大”或“小”)當它從近地點向遠地點運動時動能轉化為_，速度_(選填“增大”、“減小”或“不變”)(2016丹東4改編),大,重力勢能,減小,(HK八年級P209 圖1044、 RJ八下P71 圖11.42),4.如圖滾擺和小球向下運動時，_能轉化為_能；如果只有這兩種能量相互轉化，機械能總和_(選填“變大”、“變小”或“不變”)若小球重2 kg，BC間高度差為10 cm，則小球從B運動到C時克服重力做功為_J(g10 N/kg) (2016聊城6改編),重力勢,動,不變,2,重難點突破,例 1 用起重機將質量為5 t的集裝箱以0.4 m/s的速度勻 速提升了10 m，隨后以1 m/s的速度勻速平移了5 m. (1)上升過程中起重機的拉力對集裝箱做的功是_J；,【解析】根據題意可知，集裝箱的重力Gmg5103 kg10 N/kg5104 N，提升速度為v10.4 m/s，提升高度h10 m，平移的速度為v21 m/s，平移距離為s 5 m；(1)勻速提升集裝箱時，起重機的拉力等于集裝箱 的重力，故拉力做功為W1FhGh5104 N10 m5105 J；,【答案】5105,(2)上升過程中起重機的拉力對集裝箱做功的功率是_W；,【解析】(2)拉力做功的功率為P1 Fv1 5104 N0.4 m/s2104 W；,2104,(3)平移過程中起重機的拉力對集裝箱做的功是_J；,【解析】(3)平移過程中起重機的拉力方向豎直向上，集裝箱的運動方向為水平方向，所以拉力和運動方向垂直，故拉力對集裝箱不做功，即做功為0；,0,(4)若上升過程中起重機功率恒為20 kW，則該過程需要_s.,(4)由P 得，t2 25 s.,25,例 2 (1)正在進行灑水作業的灑水車勻速在街道上行 駛，灑水車的動能_，機械能_ (2)沿斜面勻速向上推動物體運動，物體的動能 _，重力勢能_，機械能_ (3)直升機在空中勻速上升的過程中(忽略燃油的變 化)，直升機的動能_，重力勢能_， 機械能_,減小,減小,增大,不變,增大,不變,增大,增大,(4)冬奧會上滑雪運動員從山坡上勻速滑下，運動員的動能 _，重力勢能_，機械能_ (5)從桌面上掉到地面的乒乓球會自動彈起，乒乓球在上升 的過程中重力勢能_，由于乒乓球與空氣有摩擦， 則上升過程中機械能_ (6) 火箭升空的過程中，動能_，重力勢能_， 該過程將燃料的_能轉化為 _能；當飛船進 入固定軌道進行繞地飛行時，由遠地點運動到近地點時， 動能_，重力勢能_,不變,增大,減小,減小,增大,減小,增大,內,機械,增大,減小,命題點：,實驗突破,實驗,探究動能的大小跟哪些因素有關,1控制小球下落高度相同的目的(控制小球到達斜面底端 的速度相同) 2選擇同一個小球進行實驗的目的(控制小球的質量相同) 3實驗方法(轉換法、控制變量法),實驗視頻,4轉換法的應用(通過木塊被撞后運動的_遠近 反映動能的大小，運動距離越遠，動能越_) 5控制變量法的應用 a探究動能大小與質量的關系質量_(選填“相 同”或“不同”)的兩小球，從_高度由靜止釋放， 控制物體速度不變 b探究動能大小與速度的關系質量_(選填“相 同”或“不同”)的兩小球，從_高度由靜止釋放， 控制物體質量不變,距離,大,不同,同一,相同,不同,6機械能及其轉化(物體從斜面釋放運動到水平面時，重 力勢能轉化為動能；兩物體碰撞后運動一段距離停下來， 這個過程中兩物體的動能轉化為內能) 7實驗推理與假設(當水平面絕對光滑時，小球將做 _運動) 實驗結論： 質量相同的物體，運動的速度越_，它的動能越大； 運動速度相同的物體，質量越大，它的動能越_,勻速直線,大,大,例 如圖所示是“探究物體動能的大小與哪些因素有 關”的實驗裝置實驗中讓鋼球從斜面上某個高度由 靜止沿斜面滾下，在底部與靜止在水平面上的木塊發 生碰撞，木塊沿水平向右運動直至停止,例題圖,(1)實驗中是通過觀察_來判斷鋼球的動能大小,【解析】(1)實驗中應用到轉換法的思想，將小球的動能大小轉化為木塊在水平方向移動的距離，通過比較木塊移動的距離遠近，來比較小球的動能大小；,木塊移動的距離遠近,(2)讓同一鋼球從斜面的不同高度由靜止開始滾下，目的是探究鋼球的動能大小與_的關系,【解析】(2)同一個小球確保質量相同，小球從斜面不同 位置滾下到達水平面的速度不同，這是為了探究動能大小與小球速度的關系；,速度,(3)換用質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能大小與_的關系,【解析】(3)選用不同質量的小球，確保小球在同一高度滾下，到達水平面時速度的大小相同，是為了探究動能大小與質量的關系；,質量,(4)木塊最終會停下來的主要原因是_ _，在此過程中木塊通過_的方式把動能轉化為內能,【解析】(4)由于木塊在水平面受到了阻力作用，所以木塊最終會停下來，在此過程中木塊通過做功的方式將動能轉 化為內能；,受到阻力(或摩擦力) 的作用,做功,(5)如果木塊在運動過程中所受的摩擦阻力為0，木塊