![2020中考人教版物理 专题复习 教案:功和机械能复习(1)01](http://img-preview.51jiaoxi.com/2/6/6046005/0/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![2020中考人教版物理 专题复习 教案:功和机械能复习(1)02](http://img-preview.51jiaoxi.com/2/6/6046005/0/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![2020中考人教版物理 专题复习 教案:功和机械能复习(1)03](http://img-preview.51jiaoxi.com/2/6/6046005/0/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
2020中考人教版物理 专题复习 教案:功和机械能复习(1)
展开一、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
例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W1,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W2=F′h=Gh,这种情况下,常常为了简便而说成克服阻力G做的功W2=Gh。
答案:
F=50N,s=10m,G=100N,h=1.5m。
W1=Fs=50N×10m=500J。
W2=Gh=100N×1.5m=150J。
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:50N、100N,也给了两个距离:10m、1.5m。千万不要死记乱套公式,算出两个功:W1=100N×10m=1000J,W2=50N×1.5m=75J。[来源:Zxxk.Com]
对于公式,务必要在理解的基础上记忆、运用。W=Fs 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。
例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:W=Gh =100N·0m=0J
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。
例3:重2540N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 由 n 段绳子承担,提起重物 G 所用的力 F 就是重物G 的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 s=nh 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F=G/n =2540N/4=635N
(2)绳端移动的距离s=nh =4×1.7m =6.8m
(3)滑轮组的机械效率η = W有用/W总 = Gh/Fs = Gh/Fnh = G/Fn = 2540N/(4×800N)≈79%
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W总=Fs,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:W额=W总-W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P=W/t,其中t是1h,而W可以根据W=Gh 求出,其中G是50m3水重,h是30m。G 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 → G=mg→m=ρV
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
例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。
例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。
例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:学§科§网]
(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。
例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:学|科|网]
答案:D
同步测试
一、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. 推着小车在水平面上匀速前进
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. 3W B. 30W C. 300W D. 3000W
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]
二、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”或“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,在这个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A、B两锤的质量相同,则刚开始下落时:___________锤的高度要低一些,如果B、C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浮的大小为_____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。
三、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点的运动过程中,以下说法正确的是( )
A. 小石块动能一直在增加
B. 小石块减小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:学.科.网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(选填“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___________的方法,使得铜球与钢球滚到水平面的速度相同。
(3)图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的2个物理知识。
(1)____________________________________
(2)____________________________________
四、简答与计算题
22. 2018年5月27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,西至望城县坪塘镇与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,从桥东匀速行驶至桥西所用时间为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升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是多大?
(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。(海水的密度为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·h=3.6×106J)
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)经过通道的水的质量为多少?
(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;重力势能的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中力与物体移动的距离垂直;B C中有力无距离。故力均不做功。
3. D 解析:匀速运动动能不变,高度增加,重力势能变大。
4. A 解析:根据W=Fs=20N×5m=100J,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:P=W/t=mgh/t=300W。
8. C 解析:两种情景下对物体做的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1:F=2f=10N,S1=s/2=2.5m,W=Fs=25J;法2:本题情景机械效率为100%,所以W总=W有用=fs=25J。
10. C 解析:拉力做的有用功是:Gh=260J,拉力做的总功是:Fs=400J;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 动
13. DF AB CE
14. Fs Gh Gh/Fs
15. B A B
16. 6 2 0.6
三、实验探究题
17. D
18. (1)一个动滑轮、一个定滑轮;
(2)66.7%、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)将质量不同的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、对地面做功的多少),作用效果越明显(或引起地面的形变越大、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,①重力方向是竖直向下的;②重力势能转化为动能;③动能转化为弹性势能;④弹性势能转化为动能;⑤力可以改变物体的形状;⑥物体间力的作用是相互的;⑦物体具有惯性;⑧力可以改变物体的运动状态。
四、简答与计算题
22. 解:
(1)v=s/t=3068m/200s=15.34m/s
(2)由二力平衡条件可得F=f=2.0×103N
W=Fs=2.0×103N×3068m=6.14×106J
(3)P=W/t=6.14×106J/200s=3.07×104W
23. 解:
(1)η= W有用/W总 =Gh/Fs=(2000N×1m)/(600×4m)=83.3%
(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:
(1)P==1.0×103㎏/m3×10N/㎏×10m=1.0×105Pa
(2)m==1.0×103㎏/m3×4.5×106m2×(10m-6m)=1.8×1010㎏
(3)
2020中考人教版物理 专题复习 教案:光(1): 这是一份2020中考人教版物理 专题复习 教案:光(1),共15页。教案主要包含了重点等内容,欢迎下载使用。
2020中考人教版物理 专题复习 教案:声学(1): 这是一份2020中考人教版物理 专题复习 教案:声学(1),共9页。教案主要包含了重点,实验探究等内容,欢迎下载使用。
2020中考人教版物理 专题复习 教案:物态变化复习(1): 这是一份2020中考人教版物理 专题复习 教案:物态变化复习(1),共11页。教案主要包含了学习目标,重点,考点分析等内容,欢迎下载使用。