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    2020中考人教版物理 专题复习 教案:功和机械能复习(1)
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    2020中考人教版物理 专题复习 教案:功和机械能复习(1)

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    这是一份2020中考人教版物理 专题复习 教案:功和机械能复习(1),共12页。教案主要包含了重点,考点分析,选择题,简答与计算题等内容,欢迎下载使用。

    一、学习目标:

    1. 使学生深刻理解功的概念,明确功的公式,掌握功的计算。

    2. 知道什么是机械功以及怎样量度机械功的大小。会理解和计算机械功和功率。

    3. 知道什么是机械效率,它的大小与哪些因素有关。

    4. 知道动能和势能的初步概念以及决定它们大小的因素,了解动能和势能如何转化。

     

    二、重点、难点:

    重点:功和功率的概念;机械功和机械能的概念;机械效率的计算和怎样提高机械效率;动能和势能的转化。

    难点:做功的两个因素;结合实际理解功率的概念。

     

    三、考点分析:

    详见各章节考点分析

     

    知识梳理

     

    经典例题

    知识点一:功和机械效率

    1:在平地上,用50N的水平推力推动重100N的箱子,前进了10m,推箱子的小朋友做了多少功?如果把这个箱子匀速举高1.5m,他做了多少功?

    思路分析:水平推箱子做的功W,等于水平推力F 和水平前进的距离 s 的乘积 Fs 。匀速举箱子时用的力F与箱子重G大小相等、方向相反。举高箱子时是F克服重力(阻力)G使箱子在F方向上升高了h,所做的功W2FhGh,这种情况下,常常为了简便而说成克服阻力G做的功W2Gh

    答案:

    F50Ns10mG100Nh1.5m

    WFs50N×10m500J

    W2Gh100N×1.5m150J

    答:他推箱子做功500J,举箱子做功150J

    解题后的思考:题中给了两个力:50N100N,也给了两个距离:10m1.5m。千万不要死记乱套公式,算出两个功:W100N×10m1000JW250N×1.5m75J[来源:Zxxk.Com]

    对于公式,务必要在理解的基础上记忆、运用。WFs 中的 F 是使物体在它的方向上通过距离s的力,s 是物体在 F 方向上通过的距离。

     

    2:重为100N的物体在光滑水平面上匀速移动80m,则重力对物体做的功是多少?

    思路分析:重力的方向竖直向下,在竖直方向上物体没有发生移动;物体在光滑水平面上移动,是由于物体有惯性,可以保持运动状态不变。水平方向上没有受到作用力。

    答案:WGh 100N·0m0J

    解题后的思考:力对物体做功,必须有力作用在物体上,且物体在力的方向上通过距离。如果有作用力,但在力的方向上没发生移动,或者不受作用力。物体静止或匀速直线运动,都没有力对物体做功。

     

    32540N的货物。如图所示,滑轮组把它提升1.7m。若不考虑摩擦,也不考虑滑轮和绳子的物重,则:

    1)绳端拉力F是多少N

    2)绳端移动的距离是多少m

    3)若考虑摩擦、滑轮和绳子的物重,需在绳端施力800N,滑轮组的机械效率是多少?

    思路分析:使用滑轮组时,重物 G n 段绳子承担,提起重物 G 所用的力 F 就是重物G n 分之一;由于重物 G 是由 n 段绳子承担,当重物升高 h m 时,绳末端移动的距离 snh m;若考虑摩擦、滑轮和绳子的物重,滑轮组的机械效率等于有用功和总功的比值。

    答案:

    1)绳端拉力FG/n 2540N/4635N

    2)绳端移动的距离snh 4×1.7m 6.8m

    3)滑轮组的机械效率η W有用/W Gh/Fs Gh/Fnh G/Fn 2540N/4×800N79%

    解题后的思考:如何判断有用功、额外功、总功,是解机械效率有关问题的关键,解题时可以用机械做功的目的来分析。凡是用机械来升高物体的,使物体升高所做的功为有用功;且有W有用Gh,即有用功等于被升高的物体的重力与其提升高度的乘积。凡是动力做的功就是总功,且有WFs,它等于力与机械在动力作用下移动的距离的乘积。而用来克服摩擦和机械自身重力所做的功为额外功:WWW有用

     

    知识点二:功率

    例:高出水面30m处有一个容积是50m3的水箱,要用一台离心式水泵给水箱抽水,1h能把水箱充满即可。这台水泵的功率至少是多少kW?(取g 10N/kg

    思路分析:这道题要求的是功率。功率PW/t,其中t1h,而W可以根据WGh 求出,其中G50m3水重,h30mG 的值,由水的体积V和密度ρ求出质量m以后就可以知道。

    解题思路:P W/t W Gh GmgmρV

    答案:

    m ρV 1×103kg/m3×50m3 5×104kg

    G mg 5×104kg×10N/kg 5×105N

    W Gh 5×105N×30m 1.5×107J

    P W/t 1.5×107J/3600s 4200W 4.2kW

    答:水泵的功率应不小于4.2kW

     

    知识点三:机械能

    1下面的物体中,只具有动能的是______;只具有势能的是______;既具有动能、又具有势能的是        

    A. 停在地面上的汽车。

    B. 正在空中飞行的飞机。

    C. 被起重机吊在空中静止的货物。

    D. 弹簧。

    E. 正在水平铁轨上行驶的火车。

    思路分析:停在地面上的汽车没有运动,它不具有动能;因其在地面上,它也不具有势能。

    正在空中飞行的飞机,它在运动着,具有动能;它离地面有一定的高度,又具有重力势能。

    在空中静止的货物,它不具有动能,只具有重力势能。

    弹簧在没有发生弹性形变时,它不具有弹性势能。

    正在水平铁轨上行驶的火车,只具有动能不具有势能。

    答案:只具有动能的是E;只具有势能的是C;既具有动能又具有势能的是B

    解题后的思考:在确定物体具有何种能量时,应按照动能、重力势能、弹性势能的定义,分析物体是否在运动,是否被举高,是否发生了弹性形变,符合哪一种能量的定义,就确定物体具有哪一种能量。

     

    2下列物体各具有什么形式的机械能?

    1)高速升空的火箭;

    2)被拉长的弹弓橡皮条;

    3)被水电站拦河坝拦住的上游水;

    4)竖直到达最高点的上抛小球。

    思路分析:对照动能、重力势能、弹性势能的定义,即能判断出上述物体各具有什么形式的机械能。

    答案:1)高速升空的火箭,速度不为零,且高度在增加,因此具有动能和势能。

    2)被拉长的弹弓橡皮条发生弹性形变,具有弹性势能。

    3)被水电站拦河坝拦住的上游水是流动的,具有动能;同时水位又被拦河坝提得较高,因此又具有重力势能。

    4)小球被竖直抛到最高点时,不再运动,速度为零,因此只具有重力势能。

     

    3判断下列几种情况下,物体的动能、势能是否发生变化?是增加了还是减小了?

    1)货物在钢丝绳的牵引下上升,但速度在减小;[来源:§§]

    2)电梯上升得越来越快;

    3)汽车在平直公路上匀速前进;

    4)弯曲的钢锯条在逐渐变直

    思路分析:1)货物在上升过程中,离地面的高度增加,运动速度减小。

    2)电梯在上升过程中,离地面的高度及运动速度都增加。

    3)汽车在平直公路上匀速行驶时,其离地面的高度和运动速度都没有发生变化。

    4)弯曲的钢锯条在逐渐变直的过程中,弹性形变逐渐减小。

    答案:1)货物的重力势能增加,动能减小。

    2)电梯的重力势能增加,动能增加。

    3)汽车的重力势能、动能都不变。

    4)钢锯条的弹性势能减小。

    解题后的思考:在说明动能的大小和变化时,应抓住质量和速度进行分析;说明势能的大小和变化时,应抓住质量和离地面的高度或抓住弹性形变的情况进行分析。

     

    4一只乒乓球由高处静止下落撞击地板后又上升,在整个过程中,乒乓球机械能转化的情况是(  

    A. 势能动能势能。

    B. 动能势能势能。

    C. 动能势能动能势能动能。

    D. 势能动能势能动能势能。

    思路分析:乒乓球在高处,由于被举高而具有(重力)势能。在下落过程中,高度降低,速度增大,在撞击地板前,球的全部(重力)势能转化为动能。在撞击地板的一瞬间,由于球发生形变,球的动能转化为球的弹性势能。球在恢复形变的过程中,弹性势能又转化成动能,使球产生一个反方向的速度(如不考虑能的损失,则此速度与球撞击地板前的速度大小相同),向上弹起。在上升的过程中,动能又逐渐转化成(重力)势能,直至动能为零。从下落至反弹到最高点的全过程中,经历的能量变化过程是:(重力)势能动能(弹性)势能动能(重力)势能。[来源:学科网][来源:||]

    答案:D

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    同步测试

    选择题

    1. 下列各种说法中,正确的是:( 

    A. 质量大的物体一定比质量小的物体动能大

    B. 速度大的物体一定比速度小的物体动能大

    C. 质量相同的物体,放在高位置比放在低位置的一定做功多

    D. 放在同一高度的两个物体质量大的势能大

    2. 在下图的四种情境中,人对物体做功的是( 

              A    B     C     D

    A. 提着桶在水平面上行走 

    B. 举着杠铃原地不动 

    C. 用力搬石头但没有搬动 

    D. 推着小车水平面上匀速前进

    3. 一辆汽车以1m/s的速度匀速地从山脚开到山顶上,则它的:( 

    A. 机械能守恒           B. 势能变大,动能变小[来源:学科网]

    C. 势能和动能都变小        D. 势能变大,动能不变

    4. 如图用大小恒为20N的水平向右的拉力,拉着重50N的物体沿水平方向向右运动5m,该拉力所做的功是( 

    A. 100J   B. 250J   C. 350J   D. 0J

    5. 下面事例中,由重力势能转化成动能的是( 

    A. 风吹动风车转动

    B. 拉弯的弓把箭射出去

    C. 拧紧的发条带动钟表指针转动

    D. 秋千从高处向低处摆动

    6. 小红在学习中收集了一些与机械能有关的实例,如图所示,其中机械能增大的是( 

    7. 某物理兴趣小组的同学学习了功率知识后,进行了“比一比谁上楼功率大”的比赛。其中某同学从一楼跑到三楼用了10s,则他上楼过程中的功率大约是( 

    A. 3   B. 30   C. 300   D. 3000

    8. 建筑工地上,起重机几分钟内就能把所需的砖送到楼顶,如果人直接用滑轮组来提升则需要几个小时,其原因是( 

    A. 起重机的功率大,做功多

    B. 起重机的机械效率高,做功慢

    C. 起重机的功率大,做功快

    D. 起重机的机械效率高,做功多

    9. 如图所示,在水平拉力F作用下,使重40N的物体A匀速移动5m,物体A受到地面的摩擦力为5N,不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦,拉力F做的功为( 

    A. 50J       B. 25J      C. 100J      D. 200J

    10. 某人用如图所示的滑轮组匀速提起260N的物体,所用的力为100N,物体提高1m。则下列说法中正确的是( 

    A. 拉力做的有用功是100J

    B. 拉力做的总功是260J

    C. 滑轮组的机械效率是65%[来源:学科网ZXXK]

    D. 物体上升过程中动能转化为重力势能[来源:学科网ZXXK]

     

    填空题

    11. 人用水桶从井中提水的时候,对水所做的功是______________,对桶和绳所做的功是___________(选填有用功额外功

    12. 从能量转化的角度看,水往低处流是把________________能转化为_______能。 

    13. 下列物体中:A. 挂在屋顶上的电灯;B. 被拉开的弹簧门;C. 空中飞行的小鸟;D. 在冰场上滑行的运动员;E. 从斜坡上滚下的石头;F. 在平直公路上行驶的汽车;只具有动能的是___________;只具有势能的是___________;既具有动能,又具有势能的是________

    14. 如图所示,一个重为G的物体,用拉力F使它沿着长s,高h的斜面AB,由A拉上平台BC,在这过程中拉力做的功是_________;所做的有用功为_________;则该斜面的机械效率为_______

    15. 建高楼时首先要打好地基原相同高度的相同地桩,经打击后某一瞬时三个地桩所处的位置如图所示由此可知,打桩时,三个重锤中______________锤的做功本领最大如果AB两锤的质量相同,则刚开始下落时:___________锤的高度要低一些如果BC两锤刚下落时的高度相同,则____________锤的质量要大一些

    16. 某物体浸没在水中,正在竖直上升,如图甲所示,它的受力情况如图乙所示,则浮力F的大小为_____N,合力的大小为_____N,物体在上表面露出水面前,上升了10cm,在此过程中,浮力对物体做的功为_____J

     

    实验探究题

    17. 学生在做模拟蹦极的小实验(如图所示)。一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在a点,b点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,c点是小石块从a点自由下落所能到达的最低点。在小石块从a点到c运动过程中,以下说法正确的是( 

    A. 小石块动能一直在增加

    B. 小石块减的重力势能全部转化为动能

    C. 小石块经过b点时,橡皮筋具有弹性势能

    D. 小石块到达c点时,动能为零

    18. 在测滑轮组的机械效率的实验中,用同一滑轮组进行两次实验,得到下表数据:

    次数

    钩码质量(g

    钩码上升的高度(m[来源:..Z.X.X.K]

    弹簧秤示数(N

    弹簧秤移动的距离(m

    1

    200

    0.1

    1

    0.3[来源:学科网ZXXK]

    2

    300

    O. 2

    1.4

    0.6

    1)所用滑轮组中动滑轮、定滑轮的最少个数分别为___________

    2)两次实验的机械效率分别为______________________

    3)两次实验所测机械效率___________同(填“不”或“相”),其原因是___________

    19. 如图是探究动能大小与哪些因素有关的实验

    1)实验中你通过观察___________知道动能的大小。

    2)实验中采用___________方法,使得铜球与钢球滚到水平面的速度相同。

    3甲和丙探究的问题是___________

    20. 在综合实践活动课上,李明同学发现学校运动场地上有若干大小不等的铅球,如图所示,于是他想利用这些器材亲自体验一下“重力势能的大小与哪些因素有关”

    1)请你帮他设计应如何去做。

    2)说明该实践中怎样判断物体重力势能的大小。

    21. 我们看杂技演员从高处跳下落在蹦床上,又被弹起的过程如图所示,请你写出演员在表演时涉及到2个物理知识。

    1____________________________________

    2____________________________________

     

    简答与计算

    22. 2018527日上午9时,长沙黑石铺湘江大桥正式竣工,黑石铺大桥东起开心区大托铺,与107国道相接,西至城县塘镇与319国道相连,使长常高速公路与京珠高速公路连在一起,大桥全长3068m,一辆质量为2.0×103kg的小汽车,从桥东匀速至桥西所用时间为200s,所受的阻力是2.0×103N,问:

    1)小汽车从桥东到桥西行驶的速度是多大?

    2)小汽车牵引力所做的功是多大?

    3)小汽车此时的功率是多大?

    23. 一个工人用如图所示的滑轮组匀速提2000N的货物,所用拉力为600N,绳子自由端被拉下4m。求:

    1)此滑轮组的机械效率多大?

    2)你认为此滑轮组的机械效率与哪些因素有关?

    24. 如图是利用潮汐发电的原理图。左方为陆地和海湾,中间为水坝,其下有通道,无论涨潮或落潮,水流经过通道均可带动发电机发电。一昼夜中两次涨、落潮,四次发电。涨潮时,堵住通道,潮水涨至最高水位时打开通道,进水发电,如图甲所示;当海湾水位涨至最高时,堵住通道,如图乙所示;落潮至最低水位时,打开通道放水发电,如图丙所示。(海水的密度1.0×103/m3)以下是某小型潮汐发电站的一组数据,据此回答下列问题:(说明:1kW·h3.6×106J

    水坝高度

    15m

    海湾面积

    4.5×106m2

    涨潮海湾最高水位

    10m

    发电机日平均发电量

    4.0×104kW·h

    退潮海湾最低水位

    6m

    水轮发电机总效率

    10%

    1)当海湾水位涨至最高时,海湾底部所受水的压强是多少?

    2)每次涨潮(或落潮)经过通道水的质量为多少?

    3)试计算每日水流对水轮发电机做了多少功?

     

     

     


    一、选择题[来源:学科网ZXXK]

    1. D  解析:物体的动能大小与物体的质量和速度两个因素有关,AB错;重力势能大小与物体的质量及其被举高的高度有关,D对;物体的重力势能大,不代表其做功一定多,C错。

    2. D  解析:A力与物体移动的距离垂直;B C有力无距离。故力均不做功。

    3. D  解析:匀速运动动能不变,高度增加,重力势大。

    4. A  解析:根据WFs20N×5m100J,物重50N是干扰因素。

    5. D  解析:A是动能转化为动能,BC是弹性势能转化为动能。

    6. A  解析:B动能不变,重力势能减小,机械能减小;C动能不变,重力势能不变,机械能不变;D只有动能和重力势能发生相互转化,机械能守恒;

    7. C  解析:人的体重约为50kg,层高约为3m,则:PW/tmgh/t300W

    8. C  解析:两种情景下对物体做有用功和总功一样多,起重机做的额外功多,机械效率低,但所用的时间少,做功快,功率大。

    9. B  解析:法1F2f10NS1s/22.5mWFs25J;法2:本题情景机械效率为100%,所以WWfs25J

    10. C  解析:拉力做的有用功是:Gh260J,拉力做的总功是:Fs400J;滑轮组的机械效率是65%;因为匀速上升,动能不变。

    二、填空题

    11. 有用功   额外功

    12. 重力势  

    13. DF   AB   CE

    14. Fs   Gh   Gh/Fs

    15. B   A   B

    16. 6   2   0.6

    三、实验探究

    17. D

    18. 1)一个动滑轮、一个定滑轮;

    266.7%71.4%.

    3)不,其原因是第二次实验提升重物的重力较大,使有用功在总功中所占的比例较大,所以第二次的机械效率高。

    19. 1)物体运动的距离

    2)控制起点高度相同

    3)动能的大小与物体运动的速度的关系

    20. 1将质量不同铅球从同一高度释放,落至地面(沙坑);将同一铅球从不同高度释放,落至地面(沙坑);2根据铅球对地面的作用效果(或引起地面形变的大小、砸出坑的深浅、对地面做功多少),作用效果越明显(或引起地面形变越大、砸出坑的深度越深、对地面做功越多)物体的重力势能越大。反之,重力势能越小。

    21. 开放性题目,重力方向是竖直向下的;重力势能转化为动能;动能转化为弹性势能;弹性势能转化为动能;可以改变物体的形状;物体间力的作用是相互的;物体具有惯性;可以改变物体的运动状态。

    简答与计算

    22. 解:

    1vs/t3068m/200s15.34m/s

    2)由二力平衡条件可得Ff2.0×103N

    WFs2.0×103N×3068m6.14×106J

    3PW/t6.14×106J/200s3.07×104W

    23. 解:

    1ηW/WGh/Fs2000N×1m/600×4m83.3

    2)与物重有关;与动滑轮重有关;与绳重有关(或者与绳和滑轮之间摩擦有关或者与滑轮和轴之间摩擦有关)。

    24. 解:

    1P1.0×103/m3×10N/×10m1.0×105Pa

    2m1.0×103/m3×4.5×106m2×10m6m)=1.8×1010

    3

     

     

     

     

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