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第十一章功和機(jī)械能,考點(diǎn)1功,考點(diǎn)2功率,辨一辨?做功多的機(jī)械，功率不一定大，同樣做功少的機(jī)械，功率不一定小，功率的大小還要看另一個(gè)因素——時(shí)間．但功率大的機(jī)械做功一定快．(),√,想一想?結(jié)合功率的公式，如何測(cè)量人爬樓的功率？(1)用磅秤測(cè)出人的質(zhì)量m；(2)用卷尺測(cè)出爬樓的高度h；(3)用秒表測(cè)出爬樓所用的時(shí)間t；(4)爬樓的功率是P＝.,考點(diǎn)3機(jī)械能及其守恒★,辨一辨?1.正在做功的物體一定具有能量，但具有能量的物體不一定正在做功．(√)2.一個(gè)物體不可以同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能．(),思路點(diǎn)撥?物體能夠?qū)ν庾龉?，表示物體具有能量，但具有能量的物體不一定正在做功；動(dòng)能和勢(shì)能沒有必然的聯(lián)系，物體可以同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能.,想一想?1.如圖為某學(xué)校學(xué)生正在開展“每天一小時(shí)”校園體育活動(dòng)的一個(gè)場(chǎng)景．小紅跳繩經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能最大，剛落到地面的瞬間，動(dòng)能最大．,2．玩悠悠球時(shí)，使悠悠球上下來回運(yùn)動(dòng)．悠悠球上升時(shí)，動(dòng)能和重力勢(shì)能又如何變化？悠悠球下降時(shí)，動(dòng)能和重力勢(shì)能又如何變化？,上升時(shí)動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大下降時(shí)動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小,【教材重點(diǎn)圖片】,重點(diǎn)難點(diǎn)突破,1．機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化：在只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化時(shí)，相互轉(zhuǎn)化情況如下：,類型1機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化,(1)一般而言，規(guī)定物體在“水平地面上”沒有重力勢(shì)能，即此時(shí)物體的重力勢(shì)能為零．(2)不考慮摩擦?xí)r，動(dòng)能和勢(shì)能總和不變，一種能量減少，另一種能量增加，減少的能量轉(zhuǎn)化為增加的能量．2．機(jī)械能守恒條件：只有動(dòng)能和勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能守恒．若克服其他力做功，則機(jī)械能不守恒.,【例1】[2017臨朐一模]將一支有彈力后蓋的圓珠筆按在桌面上，松開手，會(huì)發(fā)現(xiàn)圓珠筆豎直向上跳起．下列是圓珠筆從松手到上升至最高點(diǎn)的過程中有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的分析，正確的是(C)A.動(dòng)能→重力勢(shì)能→彈性勢(shì)能B.內(nèi)能→動(dòng)能→重力勢(shì)能C.彈性勢(shì)能→動(dòng)能→重力勢(shì)能D.動(dòng)能→重力勢(shì)能→內(nèi)能,【思路點(diǎn)撥】將有彈力后蓋的圓珠筆按在桌面上，此時(shí)圓珠筆具有彈性勢(shì)能，松手后彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為圓珠筆的動(dòng)能，隨后圓珠筆上升，重力勢(shì)能增大，故動(dòng)能又轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能.,變式運(yùn)用?1、[2017泰安模擬]跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)階段如圖所示，則運(yùn)動(dòng)員()A.在助跑階段機(jī)械能不變B.在起跳時(shí)機(jī)械能為零C.經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大D.經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能最大,D助跑階段，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量不變，速度逐漸增大，因此動(dòng)能增大；運(yùn)動(dòng)員的高度不變，因此重力勢(shì)能不變，機(jī)械能等于動(dòng)能和勢(shì)能的和，動(dòng)能增大，重力勢(shì)能不變，因此機(jī)械能增大，故A錯(cuò)；起跳時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的速度達(dá)到最大值，動(dòng)能達(dá)到最大值，重力勢(shì)能不變，機(jī)械能達(dá)到最大值，故B錯(cuò)；經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)，豎直方向速度為零，只有水平方向的速度，故動(dòng)能最小，高度最大，重力勢(shì)能最大，故C錯(cuò)、D正確．,2、[2016文華期末]下列四幅圖中，動(dòng)能和勢(shì)能之間沒有發(fā)生轉(zhuǎn)化的是(),A壓路機(jī)的速度不變，質(zhì)量不變，動(dòng)能不變，沒有發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，故A符合題意；上升的滾擺，高度增加，重力勢(shì)能增大，速度減小，動(dòng)能減小，所以是將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能的過程，故B不符合題意；用弓將箭射出去，弓的彈性勢(shì)能減小，箭的動(dòng)能增大，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故C不符合題意；過山車向下俯沖，高度減小，重力勢(shì)能減小，速度變大，動(dòng)能變大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故D不符合題意．,類型2有關(guān)功和功率的綜合計(jì)算,【例2】[2017濰城模擬]如圖是引體向上的示意圖，在體育課中，小明同學(xué)在半分鐘內(nèi)做了12個(gè)規(guī)范的引體向上．已知小明的質(zhì)量為60kg，每次引體向上他能將自身重心提高0.4m，求：(g取10N/kg)(1)小明每做一次引體向上所做的功是多少？(2)小明整個(gè)過程中的功率是多少？,變式運(yùn)用?3、掃地機(jī)器人是智能家用電器的一種，它正逐漸進(jìn)入我們的生活．如圖所示是一款集自動(dòng)清掃技術(shù)和人工智能設(shè)計(jì)于一體的地面清掃機(jī)器人．小王在室內(nèi)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上試用中發(fā)現(xiàn)，該機(jī)器人在1min內(nèi)沿直線勻速清掃的距離為18m，若它在運(yùn)動(dòng)中所受阻力為105N，問：,(1)此機(jī)器人在清掃地面時(shí)運(yùn)動(dòng)的速度為多大？(2)此過程中機(jī)器人的水平推力所做的功及功率分別是多大？,重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)聚焦,實(shí)驗(yàn)16：探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān),【實(shí)驗(yàn)裝置及結(jié)論】,(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：從斜面上滾下的鋼球A碰上木塊B后，能將木塊B撞出一段距離．在同樣的平面上，木塊B被撞得越遠(yuǎn)，鋼球A的動(dòng)能越大.,(2)實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法和轉(zhuǎn)換法.(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)的速度越大，它的動(dòng)能越大；運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動(dòng)能也越大．,【命題點(diǎn)全梳理】1．同一小球從斜面上不同高度由靜止自由滾到斜面底端時(shí)的速度不同，小球所處的高度越大，到達(dá)斜面底端時(shí)的速度就越大．2．質(zhì)量不同的小球從同一斜面的同一高度釋放，運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)，它們速度的大小相等．3．在探究過程中，要注意控制變量法的運(yùn)用：①使用同一個(gè)斜面(粗糙程度不變)、被推動(dòng)的是同一木塊、木塊所放置的木板的粗糙程度不變．②“讓同一鋼球從不同高度自由滾下”這是控制質(zhì)量不變，研究動(dòng)能的大小與運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系．③“讓質(zhì)量不同的鋼球和木球從同一高度滾下”是控制運(yùn)動(dòng)速度不變，研究動(dòng)能的大小與質(zhì)量的關(guān)系．4．判斷小球動(dòng)能的大小時(shí)，應(yīng)用了轉(zhuǎn)換法．小球從斜面上由靜止開始向下運(yùn)動(dòng)，撞擊水平木板上的木塊，被撞木塊的運(yùn)動(dòng)距離越長(zhǎng)，小球做的功越多，運(yùn)動(dòng)小球所具有的動(dòng)能越大.,【例】[2017宿遷中考]在“探究影響動(dòng)能大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，如圖a、b、c所示，讓質(zhì)量為m、2m的兩個(gè)小球分別從斜面上由靜止?jié)L下，小球撞擊放在水平木板上的木塊，使木塊滑動(dòng)，虛線位置為木塊滑動(dòng)一段距離后停止的位置.,(1)小球動(dòng)能是由重力勢(shì)能(填某種能量)轉(zhuǎn)化來的.(2)實(shí)驗(yàn)中通過木塊滑動(dòng)的距離反映小球動(dòng)能的大小.(3)比較a、c兩圖進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，可以探究小球的動(dòng)能與速度的關(guān)系.(4)比較a、b兩圖進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，可以得到小球的動(dòng)能隨質(zhì)量增大而增大.,【思路點(diǎn)撥】(1)小球動(dòng)能是由重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化來的；(2)實(shí)驗(yàn)中通過木塊滑動(dòng)的距離反映小球動(dòng)能的大小；(3)要探究動(dòng)能與速度的關(guān)系，需保持小球的質(zhì)量不變，讓同一小球從斜面不同高度自由滾下，可知應(yīng)比較a、c兩圖的實(shí)驗(yàn)；(4)比較a、b兩圖的實(shí)驗(yàn)可得：小球的動(dòng)能隨質(zhì)量的增大而增大.,命題挖掘?(5)實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)們聯(lián)想到在許多公交事故中，造成安全隱患的因素有汽車的“超載”與“超速”，進(jìn)一步想知道，在影響物體動(dòng)能大小的因素中，哪個(gè)對(duì)動(dòng)能影響更大？于是利用上述器材進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)定，得到的數(shù)據(jù)如下表：,(a)為了探究“超載”安全隱患，應(yīng)選擇1和3兩個(gè)序號(hào)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較.(b)為了探究“超速”安全隱患，應(yīng)選擇1和2兩個(gè)序號(hào)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較.分析表格中對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：速度對(duì)物體動(dòng)能的影響更大，當(dāng)發(fā)生交通事故時(shí)，由此造成的危害更嚴(yán)重.,六年真題全練,命題點(diǎn)1功和功率★,1．[2014泰安中考]如圖所示，用F＝20N的水平推力推著重為40N的物體沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，若推力F對(duì)物體做了40J的功，則在這一過程中(),A．重力做的功一定為40JB．物體一定受到20N的摩擦力C．物體一定運(yùn)動(dòng)了2mD．物體一定運(yùn)動(dòng)了4m,C,2．[2016泰安中考]學(xué)習(xí)物理要注意聯(lián)系生活實(shí)際，觀察物理現(xiàn)象，以下說法符合實(shí)際的是()①泰安市冬天最低氣溫約－30℃；②人正常步行速度約為2.1m/s；③通過家庭節(jié)能燈中的電流約為100mA；④手托兩個(gè)雞蛋勻速向上抬高1m約做功1J.A．只有①、②B．只有②、③C．只有①、④D．只有③、④,D泰安市冬季最低氣溫在－10℃左右，①不符合實(shí)際；人正常步行速度約為1m/s，②不符合實(shí)際；通過家庭節(jié)能燈中的電流約為100mA，③符合實(shí)際；兩個(gè)雞蛋的重力在1N左右，手托兩個(gè)雞蛋勻速向上抬高1m約做功W＝Gh＝1N1m＝1J，④符合實(shí)際．故選D.,3．[2016泰安中考]如圖所示，物體A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4m/s的速度運(yùn)動(dòng)了2s，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為5N.則拉力F做功為J.,圖中使用的是動(dòng)滑輪，拉力等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，即F＝5N，在拉力F方向上移動(dòng)的距離s＝2s物＝2v物t＝20.4m/s2s＝1.6m，拉力做的功W＝Fs＝5N1.6m＝8J.,8,猜押預(yù)測(cè)?1、[2016攀枝花中考]如圖所示，木塊放在水平面上，用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉木塊使其做直線運(yùn)動(dòng)，兩次拉動(dòng)木塊得到的s－t圖象分別是圖乙中的圖線①②，兩次對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)分別為F1、F2，兩次拉力的功率分別為P1、P2，則F1F2，P1P2.(均選填“”),盡管彈簧測(cè)力計(jì)兩次拉動(dòng)木塊的速度不同，由于都是勻速運(yùn)動(dòng)，拉力與滑動(dòng)摩擦力都是一對(duì)平衡力，在壓力和接觸面的粗糙程度不變的情況下，滑動(dòng)摩擦力的大小不變，所以，F(xiàn)1＝F2；由乙圖，第一次拉動(dòng)木塊的速度較大，根據(jù)P＝Fv，所以P1>P2.,＝,>,2、如圖，是小球從某高度處由靜止下落h過程的路程與時(shí)間關(guān)系圖，下圖中，重力對(duì)該球做功的功率與速度關(guān)系正確的圖線是(),B,命題點(diǎn)2機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化★4．[2016泰安中考]下列事例中，由彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的是()A．風(fēng)吹動(dòng)樹葉B．秋千從高處向低處擺動(dòng)C．汽車沿盤山公路勻速前進(jìn)D．拉彎的弓把箭射出,D風(fēng)吹動(dòng)樹葉，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，沒有彈性勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，故A錯(cuò)誤；秋千從高處向低處擺動(dòng)，其質(zhì)量不變，高度減小，重力勢(shì)能減小，同時(shí)動(dòng)能增加，即重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故B錯(cuò)誤；汽車沿盤山公路勻速前進(jìn)，其動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增大，機(jī)械能增大，即消耗燃料的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C錯(cuò)誤；拉彎的弓具有彈性勢(shì)能，將箭射出，即將彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故D正確．,5．[2012泰安中考]人騎自行車下坡時(shí)，速度越來越快，下列關(guān)于這一運(yùn)動(dòng)過程的說法中，正確的是()A．人與車的動(dòng)能增大，重力勢(shì)能增大B．人與車的動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小C．人與車的動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大D．人與車的動(dòng)能不變，重力勢(shì)能不變,B人騎自行車下坡時(shí)，質(zhì)量不變，速度越來越快，動(dòng)能增大，高度減小，重力勢(shì)能減小．,6．[2015泰安中考]當(dāng)殲20飛機(jī)加速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，飛行員的機(jī)械能(選填“增大”、“不變”或“減小”)．,當(dāng)殲20飛機(jī)加速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)轱w行員的質(zhì)量不變，速度增大，所處的高度增大，所以動(dòng)能增大，重力勢(shì)能增大，故飛行員的機(jī)械能增大．,7．[2014泰安中考]一輛在水平路面上勻速行駛的灑水車正在灑水作業(yè)．該灑水車在灑水的過程中，機(jī)械能(選填“增大”、“減小”或“不變”)．,灑水車在灑水過程中，質(zhì)量減小、速度不變，則動(dòng)能減小，重力勢(shì)能減小，故機(jī)械能減?。?增大,減小,猜押預(yù)測(cè)?3、[2017樂山中考]如甲圖所示，小球從豎直放置的彈簧上方一定高度處由靜止開始下落，從a處開始接觸彈簧，壓縮至c處時(shí)彈簧最短．從a至c處的過程中，小球在b處速度最大．小球的速度v和彈簧被壓縮的長(zhǎng)度ΔL之間的關(guān)系如乙圖所示．不計(jì)空氣阻力，則從a至c處的過程中，下列說法中正確的是(),A．小球所受重力始終大于彈簧的彈力B．小球的重力勢(shì)能先減小后增大C．小球減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能D．小球的動(dòng)能一直減小,當(dāng)小球速度減小時(shí)，重力小于彈力，故A錯(cuò)誤；小球的高度一直減小，質(zhì)量不變，因而其重力勢(shì)能一直減小，故B錯(cuò)誤；小球減少的機(jī)械能用來克服彈簧的彈力做功，轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，故C正確；從a到b，小球速度增大，動(dòng)能增大，故D錯(cuò)誤．,C,命題點(diǎn)3有關(guān)功和功率的綜合計(jì)算★通常以生活中的體育與健身項(xiàng)目或者生產(chǎn)運(yùn)輸中的情景來考查功和功率的計(jì)算；通常以計(jì)算題的形式進(jìn)行考查．,8．[2016泰安中考]如圖甲所示是使用汽車打撈水庫(kù)中重物的示意圖，汽車通過定滑輪牽引水下一個(gè)質(zhì)量均勻分布的正方體重物，在整個(gè)打撈過程中，汽車以恒定的速度v＝0.1m/s向右運(yùn)動(dòng)．圖乙是此過程中汽車?yán)跟時(shí)間t變化的圖象．設(shè)t＝0時(shí)汽車開始提升重物，忽略水的阻力和滑輪的摩擦，g取10N/kg.求：,(1)水庫(kù)水的深度；(2)重物的密度；(3)整個(gè)打撈過程中汽車的最小功率．,猜押預(yù)測(cè)?4、[2016安丘模擬]電梯是高層住宅必備的交通工具．如圖甲所示是某種升降電梯工作原理圖，它由轎廂、對(duì)重、電動(dòng)機(jī)、鋼絲繩、滑輪等部件連接組成，電動(dòng)機(jī)和對(duì)重通過鋼絲繩分別給轎廂施加拉力，連接轎廂的兩根鋼絲繩非常靠近，轎廂與對(duì)重的運(yùn)動(dòng)方向始終相反．對(duì)重的質(zhì)量為400kg，空轎廂的質(zhì)量是500kg，額定載重量是1000kg.某次電梯滿載上升時(shí)的v－t圖象如圖乙所示．不計(jì)鋼絲繩重力和一切摩擦．(g取10N/kg),(1)電梯勻速上升的高度是多少？(2)電梯勻速運(yùn)動(dòng)階段，對(duì)重的重力做的功是多少？(3)電梯勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)鋼絲繩對(duì)轎廂拉力的功率是多少？(4)簡(jiǎn)述對(duì)重的作用．(至少兩條),