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2024年中考物理一轮复习 专题12 功和机械能(4考点+11考向)(讲义) (全国通用)
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这是一份2024年中考物理一轮复习 专题12 功和机械能(4考点+11考向)(讲义) (全国通用),文件包含专题12功和机械能4考点+11考向讲义原卷版docx、专题12功和机械能4考点+11考向讲义解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共49页, 欢迎下载使用。
目录
考情分析TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc9356" PAGEREF _Tc9356 \h 2
知识建构 \l "_Tc29643" PAGEREF _Tc29643 \h 2
\l "_Tc10235" 考点一 功3
夯基·必备基础知识梳理 \l "_Tc27985" PAGEREF _Tc27985 \h 3
提升·必考题型归纳 \l "_Tc24719" PAGEREF _Tc24719 \h 4
\l "_Tc16966" 考向01 功与判断力对物体是否做功 PAGEREF _Tc16966 \h 4
\l "_Tc6973" 考向02 功的计算 PAGEREF _Tc6973 \h 5
\l "_Tc17589" 考点二 功率 PAGEREF _Tc17589 \h 6
夯基·必备基础知识梳理 \l "_Tc24359" PAGEREF _Tc24359 \h 6
提升·必考题型归纳 \l "_Tc28528" PAGEREF _Tc28528 \h 7
\l "_Tc4073" 考向01 功率 PAGEREF _Tc4073 \h 7
\l "_Tc12497" 考向02 功率的计算 PAGEREF _Tc12497 \h 8
\l "_Tc23521" 考向03 功率的测量 PAGEREF _Tc23521 \h 9
\l "_Tc6093" 考点三 动能和势能 PAGEREF _Tc6093 \h 10
夯基·必备基础知识梳理 \l "_Tc14695" PAGEREF _Tc14695 \h 10
提升·必考题型归纳 \l "_Tc28271" PAGEREF _Tc28271 \h 12
\l "_Tc29697" 考向01 功和能的关系 PAGEREF _Tc29697 \h 12
\l "_Tc24249" 考向02 动能和势能的大小 PAGEREF _Tc24249 \h 13
\l "_Tc12282" 考向03 探究动能大小的影响因素 PAGEREF _Tc12282 \h 14
\l "_Tc15598" 考向04 探究重力势能大小的影响因素 PAGEREF _Tc15598 \h 15
\l "_Tc13597" 考点四 机械能及其转化 PAGEREF _Tc13597 \h 17
夯基·必备基础知识梳理 \l "_Tc19418" PAGEREF _Tc19418 \h 17
提升·必考题型归纳 \l "_Tc13429" PAGEREF _Tc13429 \h 19
\l "_Tc13350" 考向01 动能和势能之间的转化 PAGEREF _Tc13350 \h 19
\l "_Tc2235" 考向02 机械能转化与守恒 PAGEREF _Tc2235 \h 20
一、课标考点分析
二、考情分析
《功和机械能》是力学的重点内容,也是必考内容。本单元考题在中考试卷中所占分值一般在2-6分之间。对本单元的考查,从出现概率看,主要有:判断力对物体是否做功、功与功率的简单计算、动能和势能的概念、探究动能大小的影响因素、机械能及其转化等。
考点一 功
一、功的概念
对“物体在力的方向上移动距离”的理解
力对物体做功时,物体的移动方向并非一定要与力的方向完全一致,移动的方向和力的方向有夹角(夹角不等于90°)时力也对物体做功。如图中,拉力F对物体做功。
二、功的计算
1.功
2.对公式W=Fs的理解
3.应用公式W=Fs计算功时的注意事项
4.功的公式的变形公式及其应用
5.对做功的两种表述
(1)力的方向与物体移动方向一致,称为力对物体做功。
(2)力的方向与物体运动方向相反,可以称为克服某个力做功。如克服重力做功:向上抛出某个物体时,重力方向向下,物体运动方向向上,对于该物体,我们一般说物体克服重力做功。
考向01 功与判断力对物体是否做功
(1)判断了是否做功的两个必要因素(作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离)是否同时存在;
(2)看是否符合三种不做功的情况,即有距离无力、有力无距离、有力有距离但力的方向与物体移动的方向垂直。
【例1】下列四幅图中,力有对物体做功的是( )。
A. 推车未推动 B. 提着滑板水平前行
C. 搬石未搬起 D. 用绳子提升物体
【变式1-1】如图所示,举重比赛时,运动员第一阶段把杠铃很快举过头顶,第二阶段使杠铃在空中静止3s。下列关于运动员对杠铃做功的说法中正确的是( )。
A.他在第一阶段内没做功B.他在第二阶段内没做功
C.他在两个阶段内都没做功D.他在两个阶段内都做了功
【变式1-2】关于功的概念,下列说法正确的是( )。
A. 只要有力作用在物体上,力就对物体做功;
B. 物体只要移动了距离,就有力对它做了功;
C. 只要有力作用在物体上,物体在力的方向上又移动了距离,则这个力就对物体做了功;
D. 有力作用在物体上,物体又移动了距离,这个力就一定对物体做了功
考向02 功的计算
【例2】小明同学用15N的水平推力推动重为100N的超市购物车。购物车自静止开始在10s内沿水平方向前进了10m。在整个过程中推力做功为___________J,重力做功为___________J。
【变式2-1】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________m。
【变式2-2】用大小不同的力F甲、F乙且F甲>F乙,分别拉同一个物体,两个力所做的功W与物体在力的方向上移动的距离的关系图象描述正确的是( )。
A.B.C.D.
【变式2-3】如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0~6s内拉力随时间变化的规律如图乙,速度随时间变化的规律如图丙,则在2~4s内,拉力所做的功为( )。
A.10JB.30JC.50JD.80J
考点二 功率
一、功率
1.功率的概念
做功“多少”与“快慢”的意义不同,做功多的不一定做功快,做功少的不一定做功慢。只有做功时间相同时,做功多的做功才快,即功率才大。所以,描述功率时不能说物体做功越多,功率越大,也要注意时间的多少,一般描述为单位时间内(或相同时间内),物体做功越多,功率越大。
2.功和功率的比较
二、功率的测量
1.功率的测量
【实验原理】由可知,要测量功率,必须测物体(或机械)所做的功W和完成这些功所用的时间t。如果我们要测自己上楼的功率,需测出自己的重力G(或质量m)、楼层的高度h和上楼所用时间t。
【实验器材】体重计(或磅秤),皮尺(或米尺),计时器(停表、手表等)。
【实验步骤】(1)体重计(或磅秤)测出自己的质量(m),求出自己的重力G。
(2)用皮尺(或米尺)测出所登楼层的高度h(或测出一个台阶的高度h0,然后数出楼梯的台阶数n,则所登楼层高度为h=nh0)。
(3)用停表(或手表)测出自己上楼所用时间t。
功率的计算式为:或。
2.实验注意事项
(1)测量人上楼的功率时,登楼梯是克服人自身重力做功。
(2)测量过程中,应测量楼层的高度,而不测量楼梯的长度。
(3)做功的时间越短,测量误差越大,因此在测量时要适当增加做功所用时间,以减小测量误差。
考向01 功率
【例1】甲、乙两人爬楼比赛,同时从一楼出发跑上五楼,结果甲先到而获胜,则下列说法正确的是( )。
A.甲做功多, 甲的功率大;
B.乙做功多,乙的功率大;
C.若两人的体重相同,则甲做的功多,甲的功率大;
D.若两人做的功相同,则甲用时少,甲的功率大
【变式1-1】一个物体由A点自由下落时,相继经过B、C两点,如图所示,已知AB=BC,物体在AB段重力做功W1,功率P1;在BC段重力做功W2,功率P2,则下列关系正确的是( )。
A.W1= W 2,P1>P2 B.W1= W 2,P1=P2 C.W 1=W2,P1<P2 D.W1≠W 2,P1≠P2
【变式1-2】甲、乙两个集装箱质量相同。先用起重机将甲集装箱以1m/s的速度提升10m,再将乙集装箱以2m/s的速度提升10m,那么起重机( )。
A.第一次做功多,功率大 B.第二次做功多,功率大
C.两次做功一样多,功率一样大 D.两次做功一样多,第二次功率大
【变式1-3】甲、乙两台机器,甲的功率比乙的大,则( )。
A.甲做的功比乙做的功多 B.甲做功比乙做功快;
C.甲做功所用的时间比乙的少 D.以上说法都不对
考向02 功率的计算
【例2】某九年级同学家住5楼,一天,他提着装有10个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家里过程中,下列估算不合理的是( )。
A.他提鸡蛋的力做的功约为60JB.他提鸡蛋的力做功的功率约为10W
C.他爬楼做的功约为6×103JD.他爬楼做功的功率约为1×102 W
【变式2-1】如图所示,AC>BC,在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端,推力分别为F1、F2,功率分别为P1、P2,推力做功为W1、W2,在不考虑摩擦的情况下:F1______F2,P1______P2,W1______W2(均选填“>”“h2,木块B两次移动的过程中受到的摩擦力分别为f1和f2,则f1 f2(“大于”“等于”或“小于”);两次克服摩擦力所做的功为W1和W2,则W1______W2 ;
(3)若水平面绝对光滑,则本实验______(选填“能”或“不能”)达到探究的目的。
【变式3-1】如图所示是“探究物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中,让同一个钢球从斜面上的不同高度由静止自由滚下,是为了探究钢球动能的大小与 ______ 的关系。
(2)本实验是通过比较木块被撞击后 ______ 来比较钢球动能大小。
(3)小明猜想,如果水平面是光滑的,木块被撞击后将会 ______ 。
【变式3-2】物理兴趣小组决定对超载超速问题进行一次模拟探究,经讨论后认为,可以用小球作为理想模型,代替汽车作为研究对象。如图,将小球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一小木块向前移动一段距离s后停下,完成甲、乙、丙三次实验,其中,。
(1)把小球放在同一高度由静止开始沿斜面滚下是为了控制到达平面的___________相同;
(2)实验中超载超速带来的危害程度用表示,这种研究方法叫___________;
(3)研究超载带来的危害时,选择甲、乙、丙三次实验中的___________进行比较;
(4)为比较超载超速带来的危害程度,兴趣小组利用上述器材进行定量研究。得到数据如下表:
请根据上表数据分析,货车超载20%与超速20%两者相比,潜在危害更大的是___________。
考向04 探究重力势能大小的影响因素
在探究实验中,需要探究影响重力势能的三个因素,应用到了控制变量法。
(1)当研究物体的重力势能与物体质量关系时,需要保持下落高度和运动路径相同,改变物体质量;
(2)研究物体重力势能与下落高度的关系时,需要保持物体质量和运动路径相同,改变下落高度;
(3)当研究物体重力势能与运动路径的关系时,需要保持物体质量和下落高度相同,改变运动路径。据此分析解答。
【例4】沈仔细同学在研究“影响重力势能大小的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:重力势能的大小可能与物体的质量有关;
猜想二:重力势能的大小可能与物体所在的高度有关;
猜想三:重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。
他为了验证猜想,准备了如下实验器材:花泥(易产生塑性形变)若干块,刻度尺一把, 体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示。
为验证猜想,他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落,测得A、B小球陷入花泥的深度为h1和h2,如图甲所示;然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落,质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)测得C、D小球陷入花泥的深度均为h3,且h1
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