2022年人教版物理八年级下册期末复习+九年级中考复习力学专题——功和机械能

力学专题④　功和机械能

命题点1　功、功率的相关计算

一、

1.定义：如果一个①______作用在物体上，物体在这个②______________上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功．

2.做功的两个必要因素：一个是作用在物体上的③______；另一个是物体在这个④______的方向上移动了⑤______．

3.不做功的三种情况

4.功的计算 

(1)力学中，功等于⑥______与物体在力的方向上移动的⑦__________的乘积．

(2)公式：W＝⑧________  变形式：求力F＝，求距离s＝；

拓展：重力做功W＝Gh，克服摩擦力做功W＝fs.

二、功率

1.物理意义：在物理学中，用功率表示⑩______________．

2.定义：⑪________与⑫__________________之比叫做功率，它在数值上等于⑬____________所做的功．

3.公式：P＝⑭________   注：P、W、t必须对应于同一时间的同一物体．

4.推导式：当物体在力F的作用下，以速度v做匀速直线运动时，由W＝Fs可得，P＝＝＝Fv.(速度单位必为m/s)

5.单位换算：1 kW＝⑮________W.

重难点突破

功、功率的相关计算

例1一题多设问 (竖直运动)用起重机将质量为5 t的集装箱匀速提升10 m，随后再以1 m/s的速度匀速水平移动了5 m，g取10 N/kg.求：

(1)上升过程中起重机的拉力对集装箱做功是______J.

(2)若集装箱上升的速度为0.5 m/s，则上升过程中起重机的拉力对集装箱做功的功率是________W.

(3)水平移动过程中起重机的拉力对集装箱做功是________J.

(4)若上升过程中起重机以20 kW的恒定功率将集装箱匀速提升，则提升过程需要________s.

(5)该起重机的箱梁质量为9×105 kg，箱梁在10 s内匀速下降了0.2 m，在这10 s内箱梁重力做的功是________J，重力做功的功率是________W.

例2一题多设问 (水平运动)请根据题干信息，完成下列问题(g取10 N/kg)：

(1)一辆小汽车以90 km/h的速度沿水平公路匀速行驶10 min，受到的阻力恒为2 000 N，则牵引力所做的功是________J，功率是________W.

(2)一辆总重为1.2×104 N的小汽车在水平公路上匀速行驶15 km，用时10 min.此过程中小汽车受到的阻力为总重力的0.2倍，则该过程中小汽车牵引力所做的功是________J，功率是________W.

(3)一辆电动汽车电动机的额定功率为60 kW，汽车在额定功率下以20 m/s 的速度在水平公路上匀速行驶，5 min内牵引力所做的功是________J，小汽车受到的阻力是________N.

例3　(F－t和v－t图像)(2020贺州)如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F－t和v－t图像分别如图乙、丙所示，则在t＝3 s时，物体受到的摩擦力为________N；在第4 s到第6 s内，拉力F对物体所做的功为________J.

例4 (功和功率的计算)(2017省卷)常用机器人潜入水下打捞沉船上的物体．(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg)

(1)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.03 m3、密度为2.5×103 kg/m3的实心物体静止不动，该力的大小是多少？

(2)若机器人在水下30 m处将该物体匀速竖直向上运至水面需时间150 s，物体竖直上升所需的动力F与物体运动速度v的关系如图所示，求：

①物体上升的速度是多少？②这个过程动力F对物体做了多少功？

命题点2　机械能及其相互转化(2～3分)　

一、动能

1.定义：物体由于①________而具有的能．一切②________的物体都具有动能．

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

二、势能

1.重力势能

(1)定义：在地球表面附近，物体由于被举高而具有的能．

(2)影响因素：物体的⑤________越大，⑥________越高，它具有的重力势能就⑦________．一般而言，规定物体在“水平地面”上的重力势能为零．

2.弹性势能

(1)定义：物体由于发生⑧______________而具有的能．

(2)影响因素：在弹性限度内，物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越⑨________．

三、机械能：⑩______、⑪____________和弹性势能统称为机械能．

四、相互转化：

五、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⑮________，或者说，机械能是⑯________的．

六、常考隐含条件解读：当物体质量不变时：

(1)匀速→速度不变，动能不变；加速→速度增大，动能增大；减速→速度减小，动能减小．

(2)上升→高度增大，重力势能增大；下降→高度减小，重力势能减小．

(3)光滑、不计阻力→无机械能转化为内能；粗糙→有机械能转化为内能．

实验突破——科学探究素养提升

实验　探究物体的动能跟哪些因素有关

例　兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：

提出问题

汽车的动能大小跟什么因素有关？

猜想与假设

由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟________有关；

由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟________有关.

设计与进行实验

他们用钢球模拟汽车做了如图所示的实验：

(1)该实验所探究物体的动能是指________(选填“木块”或“钢球”)的动能.

(2)运动的钢球碰上木块后，能将木块撞出一段距离．在同样的水平面上，木块被撞得越远，钢球对木块做的功就越______，钢球的动能就越______，通过木块被撞后移动距离的远近来反映钢球动能大小的方法在物理学中叫做____________.

(3)将钢球放在同一斜面上不同高度处由静止释放，第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应进行的操作是______________________________.

分析与论证

(4)通过图示实验，记录的实验数据如下表所示.

①比较甲、乙两图进行的实验，探究的是动能与________的关系，将钢球放在同一斜面上不同高度处由静止释放，目的是使钢球在撞击木块时______不同，通过实验数据可以得出结论：质量相同的物体，____________________.

②比较乙、丙两图进行的实验，探究的是动能与________的关系，让不同质量的两个钢球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时具有相同的________．分析实验数据得出的结论是________________________________.

交流与评估

(5)(2020营口改编)三次实验中，碰撞前动能最小的是图________(选填“甲”“乙”或“丙”)中的钢球，原因是________________________________．

(6)(2021天津改编)用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车________(选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因.

(7)(2018辽阳改编)如果做甲图实验时，木块被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成木块损坏需改进甲图实验，再与乙图实验对比．在不改变木板长度的情况下，应采用以下________方法(填字母).

A. 换用质量更小的钢球　　　　　　　　　　B. 给水平木板铺上毛巾

C. 适当降低钢球的高度                    D. 换用一个较重的硬纸盒

(8)在探究动能大小与质量的关系时，若不用木块，在桌面上铺一条毛巾，________(选填“可以”或“不可以”)用钢球在毛巾表面滚动的距离来体现.

(9)(2020雅安改编)小丽看了小组同学的实验后，认为根据甲、丙两图也可得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？________(选填“正确”或“错误”)，理由是______________________________________

______________________________.

全国视野  创新设问

(10)  (创新装置)(2020雅安改编)同组的同学用如图丁、戊所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度(h2＞h1)由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是________的(选填“正确”或“错误”)，理由________________________

_______________________________________________.

广东省卷10年真题及拓展(2012～2021)

类型　机械能及其相互转化

1. (2019省卷)如图，用细线系住小球悬挂在O点，将小球拉至A点释放，从A点经过B点运动到C点的过程中，小球的重力势能先变小后________，动能先________后________．(均选填“变大”“变小”或“不变”)

2. (2017省卷)火箭加速升空时，对于火箭搭载的卫星来说，动能________，重力势能________，卫星的机械能是由火箭燃料的________能转化而来的．

3. (2019深圳)如图，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球从a点经最低点b运动至c点．下列分析正确的是(　　)　　　　　

A. 从a到b的过程中，小球动能转化为重力势能　　　　

B. 经过b点时，小球动能最大

C. 从b到c的过程中，小球动能增大                  

D. 从a到c的过程中，小球机械能守恒

课后练习

考点：功、功率

1. (2019北京)如图为一名举重运动员做挺举动作时的几个状态图．下列说法中正确的是(　　)

A. 从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功

B. 从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功

C. 从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功

D. 举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功

2. (2019海南)用大小相同的力F作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s(如图)，F所做的功分别为W1和W2，则(　　)

A. W1＝W2      B. W1＝W2     C. W1＝2W2      D. W1＝4W2

考点：机械能及其相互转化

3. (2021泰安)在蹦床比赛中，运动员从高处落到蹦床上又被弹起，该过程中有关机械能及其转化的说法正确的是(　　)

A. 运动员上升到最高点时重力势能为零

B. 运动员下降过程中机械能增大

C. 运动员从高处下落到蹦床前，重力势能转化为动能

D. 运动员弹离蹦床后，上升的过程中，弹性势能转化为动能

考点：探究物体的动能跟哪些因素有关

4. (2013省卷22题6分)利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”．将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止．图中的摆长L都相同，θ1<θ2，球A、B的质量分别为mA、mB(mA<mB)．

第7题图

(1)如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的________无关．

(2)如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：________________________________．

(3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度________(选填“大于”“小于”或“等于”)图丙中小球B到达竖直位置时的速度．如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：______________________________．