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第10講功和機(jī)械能 2011 2015年江西省中考試題統(tǒng)計(jì)與命題預(yù)測 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)1功 1 力學(xué)里所說的功包括兩個(gè)必要因素 一是作用在物體上的力 二是物體在力的方向上通過的距離 2 不做功的三種情況 有力無距離 有距離無力 力和距離垂直 3 力學(xué)里規(guī)定 功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積 公式 W Fs 4 功的單位 焦耳 1J 1N m 把兩個(gè)雞蛋舉高1m做的功大約是1J 易錯(cuò)易混警示公式W Fs的應(yīng)用 分清哪個(gè)力對物體做功 計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力 公式中s一定是在力的方向上通過的距離 是對應(yīng)關(guān)系 功的單位 J 不要和力與力臂的乘積 N m 不能寫成 J 單位搞混 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 5 功的原理 內(nèi)容 使用機(jī)械時(shí) 人們所做的功 都不會(huì)少于直接用手所做的功 即使用任何機(jī)械都不省功 公式表達(dá) 理想機(jī)械 忽略摩擦和機(jī)械本身的重力 W總 W有用 實(shí)際情況 W總 W有用 W額 說明 功的原理是一個(gè)普遍的結(jié)論 對于任何機(jī)械都適用 功的原理告訴我們 使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離 要省距離必須費(fèi)力 既省力又省距離的機(jī)械是沒有的 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)2功率 1 表示做功快慢的物理量 2 定義 功與做功所用時(shí)間之比叫做功率 功率在數(shù)值上等于單位時(shí)間里完成的功 4 單位 W 其他常用單位kW 換算 1kW 103W 5 比較功率大小的方法 根據(jù)公式可知 W一定 P與t成反比 t一定 P與W成正比 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)3動(dòng)能 勢能1 能量 一個(gè)物體能夠做功 我們就說這個(gè)物體具有能量 簡稱能 理解 能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量 能量可以用能夠做功的多少來衡量 一個(gè)物體 能夠做功 并不是一定 要做功 也不是 正在做功 或 已經(jīng)做功 如 山上靜止的石頭具有能量 但它沒有做功 也不一定要做功 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 2 動(dòng)能與勢能比較 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)4動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化1 無外力作用下 能的轉(zhuǎn)化 2 判斷機(jī)械能是否守恒的兩種方法 1 只有重力和彈力做功的情況下 機(jī)械能守恒 若在動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中 受到摩擦力和各種阻力以及有其他力的作用 即重力和彈力以外的力做功 會(huì)使機(jī)械能轉(zhuǎn)化成其他形式的能 機(jī)械能減少 或其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 使機(jī)械能增加 2 在動(dòng)能與勢能相互轉(zhuǎn)化過程中 通過機(jī)械能等于動(dòng)能和勢能的和來判斷機(jī)械能是否改變 如果機(jī)械能的總量發(fā)生改變 則說明機(jī)械能不守恒 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 方法總結(jié)動(dòng)能與勢能轉(zhuǎn)化問題的分析 1 首先分析決定動(dòng)能大小的因素 決定重力勢能 或彈性勢能 大小的因素 看動(dòng)能和重力勢能 或彈性勢能 如何變化 2 注意動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量損失和增大 如果除重力和彈力外沒有其他外力做功 即沒有其他形式能量補(bǔ)充或沒有能量損失 則動(dòng)能 勢能轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能不變 考法1 考法2 考法1功和功率的計(jì)算功和功率的計(jì)算往往在同一個(gè)問題中出現(xiàn) 而力是否做功又先需要根據(jù)做功的兩個(gè)必要條件加以判斷 基于功和功率的關(guān)系 常常用到公式P Fv 例1 2015江蘇南通啟東市月考 如圖甲所示 木塊放在水平面上 用彈簧測力計(jì)沿水平方向拉木塊做直線運(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 兩次對應(yīng)的彈簧測力計(jì)示數(shù)分別為F1 F2 兩次拉力的功率分別為P1 P2 兩次木塊的動(dòng)能分別為E1 E2 則F1F2 P1P2 E1E2 均選填 考法1 考法2 解析 1 木塊兩次都進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng) 拉力等于滑動(dòng)摩擦力 滑動(dòng)摩擦力相等 拉力F相等 即F1 F2 2 從圖象中可以判斷出 的運(yùn)動(dòng)速度v較小 根據(jù)公式P Fv 當(dāng)拉力相等時(shí) 速度越大 拉力的功率越大 即P1 P2 3 因?yàn)?的速度大 因此E1 E2 答案 方法總結(jié)本題通過圖象可以判斷木塊進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng) 勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體受到平衡力作用 根據(jù)平衡力條件判斷拉力和滑動(dòng)摩擦力大小關(guān)系 根據(jù)P Fv判斷功率大小的變化 考法1 考法2 考法2動(dòng)能和勢能的變化與轉(zhuǎn)化從動(dòng)能決定于質(zhì)量和速度 重力勢能決定于質(zhì)量和高度的角度命題考查某種形式能量的變化情況 或是從相互轉(zhuǎn)化的角度考查能量轉(zhuǎn)化的方向 例2 2015黑龍江中考模擬 如圖是小明到上海 歡樂谷 游玩乘坐過山車時(shí)的情景 當(dāng)小明乘坐的無動(dòng)力小車從圖中軌道的A點(diǎn)自由滑到軌道B點(diǎn)的過程中 小車動(dòng)能 選填 增加 減少 或 不變 若該小車從軌道的A點(diǎn)由靜止開始自由滑行 則小車 選填 能 或 不能 到達(dá)軌道的C點(diǎn) 考法1 考法2 解析 小車從A點(diǎn)到B點(diǎn) 小車的質(zhì)量不變 速度不斷增大 動(dòng)能不斷增大 由于小車在A點(diǎn)和C點(diǎn)只具有重力勢能 小車的質(zhì)量不變 A點(diǎn)高度小于C點(diǎn)高度 小車在A點(diǎn)的重力勢能小于C點(diǎn)的重力勢能 小車從軌道的A點(diǎn)由靜止開始自由滑行 即使在沒有摩擦力的情況下 小車也是無法到達(dá)C點(diǎn)的 何況此時(shí)還有摩擦力 所以小車更不會(huì)到達(dá)C點(diǎn) 答案 增加不能 方法總結(jié)機(jī)械能大小的變化可以從兩個(gè)角度進(jìn)行判斷 1 從動(dòng)能和重力勢能大小進(jìn)行判斷機(jī)械能 動(dòng)能 重力勢能 2 如果不存在摩擦阻力做功時(shí) 機(jī)械能守恒 存在摩擦阻力做功時(shí) 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 機(jī)械能減小 內(nèi)能增大 探究 物體動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān) 1 實(shí)驗(yàn)器材 斜面 小車 木塊 鉤碼 彈簧測力計(jì) 刻度尺 2 實(shí)驗(yàn)操作過程 1 將質(zhì)量不同 大小相同的小車從斜面同一高度釋放 小車沿斜面下滑至水平面繼續(xù)運(yùn)動(dòng) 碰撞靜止木塊 分別記錄兩次結(jié)果 2 將同一小車從斜面不同高度釋放 小車沿斜面下滑至水平面繼續(xù)運(yùn)動(dòng) 碰撞靜止木塊 分別記錄兩次結(jié)果 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 動(dòng)能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān) 質(zhì)量相同時(shí) 速度越大 動(dòng)能越大 速度相同時(shí) 質(zhì)量越大 動(dòng)能越大 例題 2015湖南長沙中考 為了模擬研究汽車超載和超速帶來的安全隱患 小亮同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲 乙 丙所示的探究實(shí)驗(yàn) 將A B C三個(gè)小球先后從同一裝置 高度分別為hA hB hC的位置滾下 mA mBhB 推動(dòng)小木塊運(yùn)動(dòng)一段距離后靜止 請你對以下問題進(jìn)行解答 1 選擇甲 丙兩圖所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較 是用來研究帶來的安全隱患 2 選擇甲 乙兩圖所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較 可以得到的結(jié)論是 解析 1 題中甲 丙兩圖是選擇到達(dá)水平面的速度相等 質(zhì)量不同的A C小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 該實(shí)驗(yàn)是研究超載帶來的危害 超載是指汽車的速度一定時(shí) 質(zhì)量越大動(dòng)能越大 2 題中甲 乙兩圖中的小車質(zhì)量相同 速度不同 該實(shí)驗(yàn)說明在質(zhì)量不變時(shí) 速度越大 汽車的動(dòng)能越大 安全隱患越大 答案 1 超載 2 在質(zhì)量不變時(shí) 速度越大 汽車的動(dòng)能越大 安全隱患越大方法總結(jié)此類實(shí)驗(yàn)題目是考查對控制變量法和轉(zhuǎn)換法的掌握情況以及如何正確地對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析 歸納出正確的結(jié)論 影響動(dòng)能大小的因素是物體的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度的大小 明確影響動(dòng)能大小的因素 知道自由滾下的物體到達(dá)水平面的速度取決于物體的高度 與物體質(zhì)量無關(guān)