(山西专用)2021中考物理一轮复习 第三部分 力学 第11讲 功和机械能习题
中考物理一轮复习讲义第11章功和机械能考点知识梳理+例题+满分必练
第11章功和机械能考点梳理考点1 功1、功的含义一个力作用在物体上,并且物体在这个力的方向上通过了一段距离,则这个力有了“成效”就说这个力对物体做了功.2、做功的两个必要因素：(1)作用在物体上的力；(2)物体在力的方向上通过的距离.这两个因素缺一不可.不做功有三种情况：①物体受到了力,但保持静止；②物体由于惯性运动了距离,但不受力；③物体受力的方向与运动的方向相互垂直,这个力不做功.3、功的计算(1)计算公式力学中规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积,即W＝Fs.(2)功的单位功的单位是焦耳,符号为J,1 J＝1 N·m.(3)计算时的注意事项a．分清是哪个力对物体做功,即明确公式中的F；b．公式中的“s”是在力F的方向上通过的距离,必须与“F”对应；c．F、s的单位分别是N、m,得出功的单位才是J.考点2 机械效率1、有用功使用机械做功时,对人们有用的功叫有用功,用W有用表示.也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功,也等于在理想情况下(即不考虑摩擦和机械本身的重力)人们所做的功,或者是机械对物体做的功.在提升物体时,W有用＝Gh.2、额外功使用机械时,对人们没有用但又不得不做的功叫额外功,用W 额表示.额外功的来源主要有：①提升物体时,克服机械自重、容器重、绳重等所做的功；②克服机械的摩擦所做的功.3、总功人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功,用W 总表示.它等于有用功和额外功的总和,即W 总＝W 有用＋W 额,或人对机械的动力为F,则W 总＝Fs.4、机械效率(1)定义：有用功与总功的比值叫做机械效率.(2)公式：η＝W 有用W 总×100% 由于总是存在额外功,使得W有用＜W 额,所以η总是小于1；影响机械效率的主要因素有摩擦和机械自重等.考点3 功率1、定义单位时间内所做的功叫做功率,用符号“P ”表示；功率是表示物体做功快慢的物理量.2、公式P ＝W t(其中W 是物体所做的功,单位是J ；t 是做功所用的时间,单位是s) 3、单位功率P 的国际单位是瓦特,符号是W,1 W ＝1 J/s ；常用单位还有kW,1 kW ＝103 W.4、功率与机械效率的区别功率和机械效率是两个不同的概念,功率表示物体做功的快慢,即单位时间内所做的功；机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的功是有用的.它们之间的物理意义不同,也没有直接联系,功率大的机械,机械效率不一定大；机械效率高的机械,功率也不一定大.考点4 动能和势能1、能量一个物体能够______,就说这个物体具有能.能量是表示物体______本领大小的物理量,能量的大小可用能够做功的多少来量度,一个物体能够做的功越多,它具有的能量就越大.2、动能(1)定义：物体由于______而具有的能叫做动能.(2)影响因素：物体动能的大小与物体的______和运动的______有关,物体的质量越大,运动的速度越大,具有的动能就______.3、重力势能(1)定义：物体由于________而具有的能叫做重力势能.(2)影响因素：重力势能的大小与物体的______和________________有关,物体的质量越大,被举得越高,具有的重力势能就______.4、弹性势能(1)定义：物体由于____________而具有的能叫做弹性势能.(2)影响因素：弹性势能的大小与物体__________的程度有关,物体的弹性形变程度越大,具有的弹性势能就______.考点5 机械能及其转化1、机械能分类定义影响因素动能物体由于运动而具有的能物体的质量、运动的速度势能重力势能体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能物体的质量、所处的高度弹性势能物体因发生弹性形变而具有的能物体的弹性形变程度考点5 机械能守恒1、机械能守恒的条件：只有动能和势能的相互转化,而没有机械能转化为其他形式的能,也没有其他形式的能转化为机械能．(1)只有重力或弹力做功．(2)除重力、弹力外,物体还受其他力,但其他力不做功．(3)除重力、弹力外,还有其他力做功,但其他力做功之和为零．2、易错提示：机械能守恒是一个理想化的定律.(1)在动能和势能相互转化的过程中,由于不可避免地要克服阻力对外做功,消耗一部分自身的机械能,所以机械能总量会变小．(2)在理想情况下(忽略对外所做的功),可以认为在动能和势能相互转化过程中,机械能的总量保持不变．(3)从空中自由下落的物体,如果忽略空气阻力,其机械能是守恒的；沿光滑水平面或光滑斜面自由运动的物体,其机械能也是守恒的．典例·解读1．巧判物体是否做功的方法判断物体是否做功的关键是看是否满足做功的两个必要条件：一是有力作用在物体上；二是物体在力的方向上要移动距离.二者缺一不可,若力和物体移动的距离垂直,即使移动距离力也不会做功.例1、如图所示,李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央,她针对此过程提出了如下的猜想.你认为合理的是( ).A．文具盒所受重力对它做了功B．文具盒所受支持力对它做了功C．文具盒所受的推力F对它做了功D．在此过程中没有力对文具盒做功答案：C解析：本题考查做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离.将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央,文具盒在重力的方向上没有通过距离,所以重力和支持力都没有对它做功；在水平方向上,文具盒移动了一段距离,所以文具盒所受的推力F对它做了功.2．机械效率高低类问题透析机械效率由有用功和总功两个因素决定,分析机械效率高低时,不能只考虑一个因素.具体分析时,应注意以下三点：(1)当总功一定时,机械做的有用功越多,则额外功越少,机械效率就越高.(2)当有用功一定时,机械所做的总功越少或额外功越少,机械效率就越高.(3)当额外功一定时,机械所做的总功越多,有用功在总功中所占的比例就越大,机械效率就越高.例2、小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如图所示),分别将同一物体匀速提高到相同高度,滑轮组的机械效率分别为η1、η2.下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦)( ).A ．F 1＞F 2,η1＝η2B ．F 1＞F 2,η1＞η2C ．F 1＜F 2,η1＝η2D ．F 1＜F 2,η1＞η2答案：A解析：从题图中可以看出,两个滑轮组分别由两段绳和三段绳承担,故F 1＝12G 总,F 2＝13G 总,因此F 1＞F 2；不计绳重及摩擦,滑轮组的机械效率η＝W 有用W 总＝W 有用W 有用＋W 额外＝G 物h G 物h ＋G 动h ＝G 物G 物＋G 动,故两滑轮组机械效率相等,即η1＝η2.巧判动能和势能大小的方法（1）不能仅凭速度比较动能的大小,物体的动能由物体的质量、物体的速度共同决定.（2）不能仅凭高度比较重力势能的大小,重力势能的大小由物体的质量和高度共同决定,比较不同物体的重力势能的大小,必须同时考虑质量、高度两个因素.例3、下列说法中正确的是（ ）A ．高速飞行的子弹比缓慢飞行的飞机动能大B ．一根弹簧被拉长时弹性势能增大,被压缩时弹性势能减小C ．天空中一滴雨的高度比被举起的夯的重力势能大D ．刚刚离开飞机的跳伞运动员在下落的某个过程中动能可能不变答案：D解析：A选项不正确,原因是不能单纯从速度上比较动能的大小,动能的大小是由速度和质量共同决定的,只有知道质量的大小和速度的大小以及动能的计算方法,才能比较子弹和飞机的动能大小.B选项不正确,弹簧被拉长和弹簧被压缩时弹簧的弹性势能都在变大.C选项不正确,选项所给出的条件不足,即质量和高度没有具体的数值,所以它们的重力势能无法进行比较. D选项正确,理解的关键在“可能”,若某段时间跳伞运动员在空中匀速下降时,其速度不变,且质量也未变,故动能不变.易错剖析易错点对于动能和势能的概念缺乏全面理解或陷入思维误区例4、洒水车在水平公路上匀速行驶,行驶中不断洒水,在此过程中洒水车（）A．动能不变 B．动能减小 C．动能增大 D．无法判断动能变化情况答案：B错解：A错因：错选A者是认为洒水车匀速运动,其速度不变故动能不变.解析：本题中洒水车不断洒水,其质量不断减小,所以尽管其速度不变,但动能在减小.例5、如图所示,图中速度v的方向是小强同学在体育中考“原地掷实心球”项目测试中球出手时的飞行方向.对从球出手到落地的过程,下面关于机械能的一些说法中正确的是(空气阻力忽略不计)( )A.球出手时动能最大B.球出手时势能最大C.球落地时机械能最大D.球的机械能保持不变【解析】选D.从球出手到落地的过程中,球先上升后下降,上升过程中,动能转化为重力势能,最高点动能为零,重力势能最大.下降过程中,重力势能转化为动能,重力势能减小,动能增大.整个过程动能先减小后增大,重力势能先增大后减小.不计空气摩擦,动能和重力势能的总和机械能不变,故选D.例6、如图所示,a、b为竖直向上运动的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线(不计空气阻力),其中________是“动能-高度”关系图线,小石块上升的最大高度为________m,小石块在最高点时的机械能为________J. 答案：a 4 2【解析】本题考查机械能的转化及守恒.小石块在上升过程中(不计空气阻力),动能全部转化为重力势能,动能越来越小,重力势能越来越大,故图线a 是“动能-高度”关系图线.从图像中发现：小石块上升的最大高度为4m.小石块在最高点时,动能为0,重力势能等于2J,所以此时小石块的机械能等于动能与重力势能之和即2J.例7、一名普通中学生从地上拿起一个鸡蛋,并把它缓缓举过头顶,此过程中他对鸡蛋做的功约为( )A.0.1JB.1JC.10JD.100J【解析】选B.本题考查功的估测.一个鸡蛋的质量约50g,重力约0.5N ；举过头顶,高度约2m,所做的功为W=Fs=Gh=0.5N ×2m=1J,B 正确.例8、(多选)如图,物体在相同力F 的作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s,力F 做的功分别为W 1、W 2、W 3,则下列说法中正确的是( )A.W 2=W 3B.W 2>W 3C.W 1=W 2D.W 1>W 3【解析】选A 、C.本题考查做功的计算.拉力相同,移动距离相同,所以力F 做的功W 1=W 2=W 3=Fs.故选A 、C. 例9、小华用200N 的水平推力在水平地面上推着重为300N 的箱子,在10s 内箱子匀速前进了0.5m,在这个过程中,小华对箱子做功________J,小华对箱子做功的功率是________W,箱子与水平地面间的滑动摩擦力是________N.答案：100 10 200【解析】本题考查功和功率的计算.推力做的功为W=Fs=200N ×0.5m=100J,小华对箱子做功的功率P=W t =100 J10 s =10W.箱子受的是平衡力,所以摩擦力等于推力,f=F=200N.例10、某运动员做蹦极运动,如图甲所示,从高处O 点下落,A 点是弹性绳的自由长度,在B 点运动员所受弹力恰好等于重力,C 点是第一次下落到达的最低点.运动员所受弹性绳弹力F 的大小随时间t 变化的情况如图乙所示(蹦极过程视为在竖直方向上的运动),下列判断正确的是( )A.从A点到B点过程中运动员加速下落B.从B点到C点过程中运动员重力势能增大C.t0时刻运动员动能最大D.运动员重力大小等于F0【解析】选A.本题考查机械能的变化.运动员从A点到B点的过程中,重力大于弹力,故运动员加速下落,故A正确；从B点到C点的过程中,弹力大于重力,运动员减速下落,到达C点时,处于静止状态,动能最小,而从A点到C点的过程中,运动员的质量不变,高度减小,故重力势能不断减小,故B、C错误；由图像可知,最终运动员处于静止状态,此时重力与弹力相等,弹力的大小为0.6F0,故D错误.例11、为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小亮同学设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验.将A、B、C三个小球先后从同一装置,高度分别为h A、h B、h C的位置滚下(m A=m B<m C,h A=h C>h B),推动小木块运动一段距离后静止,请你对以下问题进行解答：(1)选择甲、丙两图所示实验进行比较,是用来研究________________带来的安全隐患.(2)选择甲、乙两图所示实验进行比较,可以得到的结论是________________________________________.答案：(1)超载(2)质量相同时,速度越大,动能越大,越难停车,危险性更大【解析】本题考查动能大小的探究实验.超速是指汽车的质量一定,速度越大,动能越大,选择质量相等到达水平面速度不同的A、B小球,即甲、乙两图即可以实现；超载是指汽车的速度一定时,质量越大,动能越大,选择到达水平面的速度相等,质量不同的A、C小球进行实验,即可实现.综上分析可得答案.满分·必练练习一功和功率一、单项选择题1.(龙东)如图所示,力对物体做功的是( )2. (山西)2019年1月,全国第二届青年运动会滑雪比赛在我省大同进行．如图是赛场上滑雪运动员正在加速下滑时的情景．此过程中运动员( )A. 重力势能增加B. 动能保持不变C. 相对地面是运动的D. 运动状态保持不变3. (河池)甲、乙两位同学同时爬上20 m 的高楼,甲用时40 s,乙用时50 s ．若m 甲>m 乙,则下列说法正确的是( )A. 以甲为参照物,乙是静止的B. 甲爬楼的速度较大C. 乙爬楼做的功较多D. 乙爬楼的功率较大4.(邵阳)一物体在水平拉力F 的作用下,沿力的方向以0.2 m/s 的速度匀速运动了4 s,拉力F 大小为5 N,4 s 内拉力F 做的功为( )A. 1 JB. 3 JC. 2 JD. 4 J5. (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 (如图所示),F 所做的功分别为W 1和W 2,则( )A. W 1＝12W 2 B. W 1＝W 2 C. W 1＝2W 2 D. W 1＝4W 26. (杭州)跳绳是大家喜爱的体育运动之一,小金的质量为50千克,每次跳起高度约为6厘米(人整体上升,如图所示),一分钟跳100次,下列说法正确的是( )A. 向上起跳过程中小金的动能持续增大B. 在整个跳绳过程中小金的机械能守恒C. 小金跳一次克服重力做功约3焦D. 小金在这一分钟内跳绳的功率约为50瓦二、双项选择题7. (长沙改编)下列有关机械能及其转化的说法正确的是( )A. 弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能B. 拦河大坝使上游的水位升高,提高了水的重力势能C. 蹦床运动员从高处落下,其动能转化为重力势能D. 人造卫星从近地点飞向远地点时势能增大,动能减小8. (贵阳改编)如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面,一小球由A点以速度v沿轨道滚下,经另一侧等高点B后到达最高点C.下列关于小球滚动过程的分析正确的是( )A. 整个过程只有重力在对小球做功B. 小球在A、B两点具有的动能相同C. 小球在A、B、C三点的速度大小关系是v A>v B>v CD. 小球在A点具有的机械能大于它在C点具有的重力势能9. (荆州改编)如图所示,粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接,弹簧左端固定．小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中(空气阻力忽略不计),下列说法正确的是( )A. 在弹簧恢复原状的过程中,弹簧的弹性势能部分转化为小木块P的动能B. 小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒C. 小木块P在斜面上向上运动时,动能减小,重力势能增加D. 小木块P运动到最高点时处于平衡状态三、填空题10. (徐州改编)跳伞运动员打开降落伞后在空中匀速下降,此时运动员和伞受到的空气阻力________重力(选填“＞”“＜”或“＝”),运动员的重力势能________(选填“变大”“变小”或“不变”)．11.(连云港)小明同学用20 N的水平推力,将重为280 N的购物车沿水平地面向前推动了10 m,在此过程中,推力对购物车做功______J,购物车的重力做功________J；一个皮球落地后弹起,弹起的高度越来越低,皮球在运动过程中,机械能总量________(选填“增加”“减少”或“保持不变”)．12.如图所示,将一小球与固定在竖直墙壁上的轻质弹簧相连,小球可以在光滑的水平面上滑动．当小球在O点时,弹簧处于自然伸长的状态,若将小球推至B点,此时小球受到弹簧的弹力方向是______；松手后小球经过O点时的动能________(选填“最大”或“最小”)．13.(荆门改编)如图所示,重为5 N的铁块紧紧吸附在磁性平板的下表面,若用2 N的水平力向右拉铁块时,铁块匀速运动,若用3 N的水平力拉动铁块前进了0.5 m,铁块受到的摩擦力大小为________N,拉力对铁块做的功为________J.四、实验探究题14.(绥化)如图,某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同一水平面上的同一木块,木块移动一段距离后停止．(1)小球滚下斜面的过程中,它的________能转化为动能,其动能大小是通过木块移动的距离来反映的．(2)分析比较________两次实验,可探究出的结论是：质量相同的物体,速度越大,动能越大．(3)甲实验中若木块的重力为1 N,水平移动的距离是30 cm.则重力对木块做功________J.(4)如果水平面光滑,则________(选填“能”或“不能”)完成本实验．五、综合题15. (德州)2018年10月24日,港珠澳大桥正式建成通车．如图所示,一辆汽车行驶在其中一段长15 km的直桥上,已知：汽车的总质量为1.5 t(包括车、车上的人和物品等),轮胎与地面的总接触面积为0.2 m2,汽车以90 km/h的速度匀速通过大桥的这一段路段,行驶过程中受到的阻力为900 N．(g取10 N/kg)求：(1)汽车静止在水平地面时对地面的压强；(2)此过程中汽车牵引力所做的功；(3)此过程中汽车牵引力做功的功率．练习二机械能一、单项选择题1. (宁波)2018年6月29日,一则题为《20秒60级台阶他抱着晕倒的女士冲向医院》的新闻报道让救人兵哥哥、东部战区海军战士朱墨岩刷屏全国．在这20 s内,朱墨岩登台阶的平均功率接近( )A. 5.5 WB. 55 WC. 550 WD. 5 500 W2.(台州)立定跳远时的动作分解如图,在此过程中运动员( )A. 上升时,动能减小,势能减小B. 上升时,动能增大,势能增大C. 下落时,势能增大,动能减小D. 下落时,势能减小,动能增大3. (泰州)如图,一个小球在地面上弹跳．下列分析错误．．是( )A. 小球从A处到B处重力势能增大B. 小球从B处到C处动能增大C. 小球在B处比D处重力势能大D. 小球在A、C、E三处机械能总量相等4.(连云港)如图所示,一物块从光滑斜面上A点由静止滑下,B为斜面AC的中点,设物块在AB段重力做功为W1,重力的功率为P1；在BC段重力做功为W2,重力的功率为P2.则下列关系正确的是( )A. W1>W2P1>P2B. W1＝W2P1＝P2C. W1＝W2P1<P2D. W1<W2P1<P2二、双项选择题5.(安徽改编)如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置．压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球,小球就在AB间做往复运动(已知AO＝OB)．小球从A位置运动到B位置的过程中,下列判断正确的是( )A. 小球的动能不断增加B. 弹簧的弹性势能先减小后增大C. 小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等D. 在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变6. (通辽)用弹簧测力计两次水平拉同一木块,使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图像,下列说法正确的是( )A. 木块两次做匀速直线运动时,弹簧测力计示数分别为F1、F2,则F1>F2B. 木块两次受到滑动摩擦力分别为F1′、F2′,则F1′＝F2′C. 两次拉力分别在10 s内对木块做功为W1、W2,则W1<W2D. 两次拉力分别在10 s内对木块做功的功率为P1、P2,则P1>P2三、填空题7.(绵阳)2019年1月3日,嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆．嫦娥四号探测器在距离月球表面100米高处悬停,对月球表面识别,并自主避障,选定相对平坦的区域后,开始缓慢地竖直下降,最后成功软着陆．从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中,嫦娥四号探测器的重力势能________,机械能________．(均选填“增加”“不变”或“减少”)8.(无锡)如图所示,将钢锯条固定在桌面边缘,将棋子放在钢锯条的端部,然后用手将锯条的端部压下一段距离,松手后,棋子会被弹起一定的高度,此过程中,钢锯条的弹性势能转化为棋子的_______势能,增加钢锯条被下压的距离,发现棋子被弹起的高度增加,实验表明,物体的________越大,它的弹性势能越大．9.(临沂)新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱．小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12 km,用时10 min.已知该车的总质量为1.6×103 kg,行驶中阻力为车重的0.05倍,此过程中该车牵引力做功________ J,功率为________ kW.(g取10 N/kg)10.在体育考试中男生设引体向上项目．如图是引体向上的示意图,小明在半分钟内做了12个规范的引体向上．已知小明的质量为60 kg,每次引体向上他能将自身重心提高0.4 m,则小明每做一次引体向上所做的功为________J,整个过程中的平均功率为________W．(g取10 N/kg)四、综合题11. (南通)一新型无人驾驶电动汽车的质量为 1.6×103 kg,性能测试时,汽车在平直的公路上匀速行驶6.0×103m,用时300 s,共消耗电能1.2×107 J,测得电机输出的机械功率为3.2×104 W,g取10 N/kg.求：(1)汽车的重力；(2)汽车电机的效率；(3)汽车受到的阻力．核心·素养1. (苏州)将皮球从离地某一高度O点处水平抛出,球落地后又弹起,它的部分运动轨迹如图所示,下列说法正确的是( )A. 皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等B. 皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零C. 皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能D. 若将皮球表面涂黑,则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑2.(双选)一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动,物体运动的路程－时间图像如图所示,根据图像,下列判断正确的是( )A. 物体10 s时的速度大于4 s时的速度B. 0～6 s拉力对物体所做的功大于6～12 s拉力对物体所做的功C. 0～6 s拉力对物体做功的功率小于6～12 s拉力对物体做功的功率D. 0～6 s物体所受的拉力等于6～12 s物体所受的拉力3. (咸宁)甲、乙是两个完全相同的网球．如图所示,在同一高度同时以大小相等的速度,将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出,不计空气阻力．抛出时两球机械能________(选填“相等”或“不相等”)；落地前的运动过程中,甲球的动能________(选填“增大”“不变”或“减小”),乙球的机械能________(选填“增大”“先增大后减小”“不变”或“减小”)．4. (宜宾)如图所示,一个物体静止于光滑水平面上的O点,在水平恒力F作用下开始向右加速运动,依次经过a、b、c三个点,且a、b之间和b、c之间的距离相等,F在ab段做功W1,做功功率P1；在bc段做功W2,做功功率P2,则有W1______W2,P1______P2.(均选填“＞”“＝”或“＜”)5.(眉山)如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,其F－t和v－t图像分别如图乙和图丙所示．由图像可知,9～12 s内,推力对物体做功________J；t＝2 s时,物体受到的摩擦力是________N.6. (福建)踢毽子是一项有益的体育活动．如图,毽子某次被踢出后,竖直上升经过某一位置时,毽子的动能和重力势能分别E k1和E P1,下落经过同一位置时,毽子的动能和重力势能分别为E k2和E P2,则( )A. E k2＞E k1B. E k2＜E k1C. E P2＞E P1D. E P2＜E P17. (镇江)自动感应门俯视图如图所示：当有物体进入半径为2 m的虚线圆(圆心为O)内时,宽度均为2 m的两扇感应门立即向两边匀速开启,开启速度为0.1 m/s,感应门在物体离开虚线圆后关闭．在水平地面上,人用100 N的水平推力F推动宽D＝40 cm的货物,使货物的中央沿虚线s垂直地匀速通过该门．此过程中货物受到的摩擦力大小为________N,从门开始开启到货物被推至门处的过程中,推力F做的功为____J；为能安全通过该感应门,货物运动的速度应不超过____m/s.。
2021年中考物理专题复习之第十一章功和机械能专题复习教案
教案：2021年中考物理专题复习之第十一章功和机械能一、教学内容1. 功的概念和计算公式，以及各种功的计算方法。
2. 功率的概念和计算公式，以及各种功率的计算方法。
3. 机械能的概念、分类和守恒定律。
4. 各种机械能的转化和守恒现象的分析。
二、教学目标1. 让学生掌握功和功率的概念、计算方法，能够正确计算各种功和功率。
2. 让学生理解机械能的概念、分类和守恒定律，能够分析各种机械能的转化和守恒现象。
3. 培养学生的实验操作能力，提高学生的物理综合素质。
三、教学难点与重点1. 难点：各种功的计算方法，功率的计算方法，机械能的转化和守恒现象的分析。
2. 重点：功和功率的概念，机械能的概念、分类和守恒定律。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、实验器材（如杠杆、滑轮、小车等）。
2. 学具：课本、练习册、笔记本。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过演示实验，让学生观察和感受机械能的转化和守恒现象。
2. 知识讲解：讲解功、功率的概念和计算方法，以及机械能的概念、分类和守恒定律。
3. 例题讲解：分析并解答典型例题，让学生掌握各种功和功率的计算方法，以及机械能的转化和守恒现象的分析。
4. 随堂练习：让学生独立完成练习题，巩固所学知识。
6. 作业布置：布置相关作业，巩固所学知识。
六、板书设计板书设计如下：功和机械能功：概念、计算方法、各种功的计算功率：概念、计算方法、各种功率的计算机械能：概念、分类、守恒定律、转化和守恒现象七、作业设计1. 题目：计算下列各种功和功率。
（1）一个物体在水平面上移动5m，施加的力为10N，求功。
（2）一个物体做匀速直线运动，速度为2m/s，时间为3s，求功率。
（3）一个物体从高处自由落下，下落过程中没有空气阻力，求机械能的转化和守恒现象。
2. 答案：（1）功 = 力× 距离= 10N × 5m = 50J（2）功率 = 功 / 时间= 50J / 3s ≈ 16.67W（3）物体从高处自由落下，没有空气阻力，所以重力势能转化为动能，机械能守恒。
备战中考物理一轮教材章节复习第十一章功和机械能(共23张PPT)
第十一章 功和机械能
知识讲解
2
考点1：机械功 用生活中的实例说明机械功的含义。
1、定义：一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一 段距离 ,就说这个力做了功。
2、做功的两个必要因素: 作用在物体上的力 、物体在这个力的方 机械功 向上 移动的距离 。
3、计算公式 W=Fs 4、功的单位是 焦耳 ,简称 焦 ,符号为 J 。1 J=1 N·m
的功为 _____7_.2_×__1_0_8_____J，公交车行驶的路程为 ___7_2_0_0_0_______
m。
考点2：功率
做功的快慢--功率
定义：把做功的多少与所用时间的比值叫做功率。 物理意义：表示做功快慢的物理量
公式:
P=
W t
国际制单位： 瓦特 简称瓦
符号W
例1：中学生小华在一次跳绳的体能测试中，1min内跳了120次，每次 跳离地面的高度约为5cm，则他跳绳时的功率最接近（ B ）
A.着地瞬间,两球的动能相等 B.甲球在P点和Q点的机械能相等 C.释放瞬间,两球的重力势能相等 D.从释放到着地,两球所受重力做的功相等
21
2、如图所示，小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中（小球和
轨道间存在摩擦），下列说法错误的是（ C ）
A、小球在A点的重力势能最大 B、小球在B点的速度最大
①动能先减小后增大,在最高点动能为0
②A到B的过程中,运动员对铅球做了功
③A到C的过程中,地球对铅球做了功
④落地前铅球运动状态始终是变化的
A.只有①②是正确的
B.只有③④是正确的
C.只有②③是正确的
D.只有①④是正确的
例4：物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图 甲时，受到的水平推力为 F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时， 受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为 P1和P2。则下列关系正确
人教版物理中考复习第十一章 功和机械能复习
反馈练习二
4如图所示的铁块重力G=4N，被吸附在竖直放置且足 够长的磁性平板上,当他在竖直方向上拉力F=6N的作 用下向上运动, 则铁块受到的摩擦力为__2_N.铁块此时 速度v与时间t的关系图象如图乙所示, 4s内拉力F做的 功是_4_.8_J。
13
反馈练习二
5跳绳是一种简便易行的锻炼方式．如图所示描绘了 小明同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化 的图象．由图象可知，他的重心移动的最大高度为 ___6cm．若该同学身体质量为50kg，则他跳一次克服 重力做_______3_0J功，1min内克服重力做功的功率为 ________W75．
（4）定义式：P =W/t
（5）单位：瓦（W），常用还有千瓦（kW）。 换算关系：1 kW=103W。
（6）机械功率与牵引力、速度的关系：P=Fv。
5.功率公式的解释：（1）物体在拉力F的作用下，以速度v 沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于力与
物体速度的乘积，即P=Fv（2）利用该公式时要注意：拉力F
C．6000J D．60000J
6.如图所示，用不变的拉力 F 匀速拉动重为 G 的物体A，使物体 A 沿水平方向移动了一段距离s，在此过程中拉力F 做的功为 （ ）C A. Fs B. Gs C. 2Fs D. (G+F)s
10
分二 功率
（1）物理意义：表示做功快慢的物理量。 （2）定义：功与做功所用时间之比叫做功率。 （3）功率在数值上等于单位时间内所做的功。
分三 机械能：动能和势能
（2）势能：重力势能与弹性势能是两种常见的势能。 ①重力势能： a．定义：物体由于高度所决定的能，叫做重力势能。 b．决定重力势能大小的因素：物体的质量、高度。 （a）质量相同时，物体被举得越高，具有的重力势能越大； （b）高度相同时，物体的质量越大，具有的重力势能越大。 ②弹性势能： a．定义：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。 b．决定弹性势能大小因素：物体发生的弹性形变越大，它具有 的弹性势能越大。 3．机械能分类比较：
中考物理一轮复习第11章功和机械能课件100
【教材重点图片】
重 点 图 片
1.功率的理解 如图11.2－1所示，大人和小孩(大人比小孩重)同时从一楼爬到三楼，大人做的功 ① 大于 小孩做的功；若两人在相同时间内完成爬楼，大人做功的功率② 大于 小孩做功的功率．(均选填“等于”、“大于”或“小于”) 2.功率的计算 如图11.2－2所示，起重机在15s内将质量为6t的大石头竖直匀速提升1m，则起重 命 机对大石头做的功是③ 6× 104 J，功率为④ 4× 103 W. 题 3.机械能及其转化 点 (1)如图11.4－1所示，运动员下落时，⑤ 重力 对运动员做功(忽略空气阻力)； 运动员的⑥ 重力势 能转化为他的⑦ 动 能，与蹦床接触后，床面发生弹性形 变，运动员的⑧ 动 能转化为蹦床的⑨ 弹性势 能，不计阻力和能量损失，运 动员的机械能⑩ 不变 (选填“增加”、“减小”或“不变”). (2)如图11.4－6所示，当卫星从远地点向近地点运动时，相对于地球高度⑪ 减 小 ，速度⑫ 增大 ，所以动能增大，势能⑬ 减小 (前三空均选填“不变”、 “增大”或“减小”)，⑭ 势 能转化为⑮ 动 能.
公式
单位
国际单位是⑦ 瓦特 ，简称瓦，用⑧ 算关系：1kW＝⑨ 1000 W,1W＝1J/s
W
表示；换
辨一辨►做功多的机械，功率不一定大，同样做功少的机械， 功率不一定小，功率的大小还要看另一个因素——时间．但功 率大的机械做功一定快．( √ )
想一想►结合功率的公式，如何测量人爬楼的功率？
(1)用 磅秤 测出人的质量m；
物体发生⑧ 弹性形变 的程度
2021年中考物理一轮复习第十一章功和机械能复习提纲
第十一章功和机械能考点一功1、功：⑴力学中的功：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向移动了一段距离，这个力的作用就显示出成效，力学里就说这个力做了功。
⑵功的两个因素：一个是作用在物体上的力，另一个是物体在这个力的方向上通过的距离。
两因素缺一不可。
⑶不做功的三种情况：①物体受到了力，但保持静止。
即有力无距离。
例如搬石头没有搬动。
②物体由于惯性运动通过了距离，但不受力。
即有距离无力。
例如：在空中飞行的足球，脚对它没有做功。
③物体受力的方向与运动的方向相互垂直，这个力也不做功。
即有力有距离但垂直。
例如：用手提一桶水在水平路面上走动，手的拉力对桶没有做功。
2、功的计算：⑴计算公式：物理学中，功等于力与力的方向上移动的距离的乘积。
即：W=Fs。
⑵符号的意义及单位：W表示功，单位是焦耳(J)，1J=1N·m；F表示力，单位是牛顿(N)；s表示距离，单位是米(m)。
⑶计算时应注意的事项：①分清是哪个力对物体做功，即明确公式中的F。
②公式中的“s”是在力F的方向上通过的距离，必须与“F”对应。
③F、s的单位分别是N、m，得出的功的单位才是J。
考点二功率1、定义：单位时间里完成的功。
2、物理意义：表示做功快慢的物理量。
3、公式：①定义公式：P= W/t。
使用该公式解题时，功W的单位用焦（J），时间t的单位用秒（s），功率P的单位用瓦（W）。
②导出公式：P =Fυ。
公式中P表示功率，F表示作用在物体上的力，υ表示物体在力F的方向上运动的速度。
使用该公式解题时，功率P的单位用瓦（W），力F的单位用牛（N），速度υ的单位用米/秒（m/s）。
4、单位：主单位W，常用单位kW，它们间的换算关系是：1kW=103W某小轿车功率66kW，它表示：小轿车１s 内做功66000J5、机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。
功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即有用功与总功的比值。
2021山西中考物理复习《功和机械能》专题
2021年中考物理《功和机械能》专题1.在图1甲、乙中,图甲中地面粗糙,图乙中地面光滑,质量分别为m 、2m 的两个物体在大小为F 的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离,则下列结论正确的是 ( )A.图甲中F 做的功小于图乙中F 做的功B.图甲中F 做的功等于图乙中F 做的功C.图甲中F 做的功大于图乙中F 做的功D.条件不足,无法确定图甲、乙中F 做的功谁大2.2019年4月23日,在宁波举行的举重亚锦赛上,我国选手李大银“提铃”上举,成功将195 kg 的杠铃高高举起,获得举重冠军。
在此过程中,他对杠铃做的功最接近 ( )A.200 JB.400 JC.2000 JD.4000 J3.频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一。
如图2所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置,不计空气阻力。
在小球下落的过程中,下列说法正确的是 ( )A.小球的重力势能逐渐增大B.小球的机械能逐渐减小C.小球的重力在ab 段做功比在cd 段多D.小球的重力在ab 段做功比在cd 段慢4.如图3所示是中考体育测试中掷出实心球时的运动情景。
下列说法正确的是 ( )A.实心球做曲线运动是手对实心球推力作用的结果B.实心球在b 点时,高度最高,动能最大C.实心球从a 点运动到c 点的过程中,动能越来越大D.实心球从a 点运动到b 点的过程中,动能转化为重力势能5.将不同质量的钢球从如图4所示光滑轨道ABCD 上的A 点释放,通过水平面BC,运动到斜面CD 上的过程中,下列相关解释中正确的有 ( )A.从A 运动到B 的过程中重力势能转化为动能B.钢球在水平面BC 上由于受到惯性,所以能继续向前运动C.钢球在斜面CD 上受到的重力和支持力是一对平衡力D.钢球的质量越大,到达B 点时的速度越大6.下列生活实例中,对图片描述正确的有 ( )A.甲图:不计阻力及能量损耗,网球从刚撞击球拍到球拍形变最大的过程中,网球的机械能守恒B.乙图:铁锁来回摆动最终停下,铁锁在下降过程中,重力势能全部转化为动能C.丙图:人造地球卫星由于不受空气阻力,只有动能和势能间的相互转化D.丁图:跳水运动员从高处落下,动能转化为重力势能7.图6是小伟教学楼楼梯结构图,小伟所在班级教室在3楼,某次小伟从教学楼一楼上三楼所用时间10 s,请估算此过程小伟所做的功约为 J,小伟的重力势能 (选填“增大”“减小”或“不变”),小伟爬楼的平均速度约为 m/s 。
中考物理一轮复习第十一章功和机械能(2021年整理)
中考物理一轮复习第十一章功和机械能编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（中考物理一轮复习第十一章功和机械能）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第十一章 功和机械能目录： 核心知识归纳 考点题型分类核心知识归纳知识点一 功1．做功的两个必要因素 (1)作用在物体上的① __力_ .（2)物体在② __这个力的方向上移动的距离。
2．定义:功等于① _力__ 与② _物体在力的方向上移动的距离 _ 的乘积。
3．公式： _ W ＝Fs__. 4．单位: __焦耳（J)___。
考点二 功率1．意义：功率是表示① _做功快慢__的物理量。
做功② _快__ ， 功率大。
2．定义：功率等于① _ 功__ 与② _做功所用时间____之比. 3．公式:① _______。
变形公式：② ______，③ W ＝Pt_. 推导公式：④ _P ＝Fv__。
4．单位（1）国际单位：① _瓦(W)_. (2)常用单位：② _千瓦(kW ）__.W P t＝Wt p＝知识点三 机械能及其转化1．能量：物体能够对外① _做功 ,物体就具有② __能量_ 。
单位为③ __焦耳（J)_。
3．机械能守恒：如果只有动能和势能的转化，机械能是 __守恒_的. 注意：（1)动能定理：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化.公式：W ＝E k2－E k1.(2)动能的表达式：E k ＝ m v 2。
（3)重力势能的表达式:E p ＝mgh （在大多数情况下,h 为物体 距离参考平面的高度)。
2021年中考物理一轮复习一遍过第十一章功和机械能综合备课含解析
(1）原理：运动的钢球A碰上木块B后，能将B撞出一段距离s。在同样的水平面上，B被撞得越远,A对B做的功就越多,A的动能就越大,通过B被撞的远近来反映物体A动能大小的方法在物理学中属于____(选填“控制变量法"或“转换法”)。
考点三：动能
★典例五：（2020·龙东)炎热的夏天，一辆正在喷洒消毒液的汽车匀速行驶在水平公路上,汽车的动能惯性（变大、变小或不变）.
【答案】变小 变小
【解析】物体动能大小与物体的质量和速度有关；惯性的大小只与物体的质量有关；正在喷洒消毒液匀速行驶的汽车质量不断减小，惯性减小，速度不变，故动能减小。
2
轮胎总触地面积
5cm2
【解析】（1）小林骑该电动平衡车的速度v＝12km/h，时间t＝15min＝ h，
由v＝ 可得，小林家到市民广场的距离s＝vt＝12km/h× h＝3km；
（2)小林驾驶自平衡车时，车对地面的压力：
F＝G总＝（m人+m车）g＝（40kg+10kg)×10N/kg＝500N，
车对水平地面的压强：p＝ ＝ ＝1×106Pa。
考点五:机械能及其转化
★典例九：（2020·东莞)2020年5月5日,长征五号B运载火箭首飞任务取得圆满成功(如图所示），实现空间站阶段飞行任务首战告捷，拉开我国载人航天工程“第三步”任务序幕.火箭在加速升空时，动能，重力势能(两空均选填“变大”、“变小"或“不变”，忽略燃料质量的损耗)；“柔性充气式货物返回舱试验舱”本质是带有“充气热盾”的飞船，膨胀起来的充气外壳能把飞船进入大气层的动能转化为能，从而减小飞船速度,保护飞船不受损害。
(1）求F在OP段做的功______；
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习题
第11讲功和机械能
基础满分考场零失误
选择题(每小题3分,共15分)
1.(xx·天津)中国选手张湘祥在奥运会上获得男子举重62 kg级冠军,挺举成绩是176 kg,图为他比赛时的照片。
他在挺举过程中对杠铃做的功最接近( )
A.600 J
B.1 200 J
C.1 800 J
D.3 400 J
2.(xx·北京)(多选)如图所示为冬奥会的一些运动项目,关于这些项目中的情景,下列说法中正确的是( )
A.跳台滑雪运动员在空中下落的过程中,重力势能不变
B.短道速滑运动员在转弯滑行的过程中,运动状态不变
C.冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动,是由于冰壶具有惯性
D.冰球运动员用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中,冰球所受重力没有做功
3.(xx·天津)用细线将小球系好后,固定在天花板上,做成一个摆。
如图所示,小球从A点摆动到B点的过程中( )
习题
A.速度变小,动能变大
B.速度变小,动能变小
C.速度变大,重力势能变小
D.速度变大,重力势能变大
4.(xx·扬州)下列人或物体运动到最高点,若外力全部撤销,能保持做匀速直线运动的是( )
5.(xx·陕西)在高速公路长下坡路段的外侧,常设有如图所示的避险车道,供刹车失灵的车辆
的是( )
自救。
当失控车辆冲上该车道时,被强制减速停车。
下列说法不正确
．．．
A.避险车道相当于一个斜面
B.以相同速度行驶时,大货车比小轿车的动能大
C.下坡路段刹车失灵的大货车动能越来越大
D.大货车冲上避险车道时,动能全部转化为重力势能
能力提升提分真功夫
一、选择题(每小题3分,共12分)
习题
6.(xx·南京)在粗糙程度相同的水平面上,手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置;松手后,木块最终静止在图乙所示位置。
下列说法中正确的是( )
A.弹簧恢复原状过程中,弹簧的弹性势能增大
B.木块离开弹簧后最终会停下,说明物体的运动需要力来维持
C.木块离开弹簧后减速运动过程中,水平面对木块的阻力不变
D.图乙中,木块受到的重力和木块对水平面的压力是一对平衡力
7.(xx·枣庄)妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是( )
A.W1 W2=2 1 P1 P2=6 1
B.W1 W2=2 3 P1 P2=2 1
C.W1 W2=2 1 P1 P2=3 2
D.W1 W2=2 1 P1 P2=2 3
8.(xx·绍兴)如图,木块以一定的速度滑过A、B点,到C点滑出下落至D点。
A和B、C和D 之间的垂直距离均为h,若空气阻力忽略不计,则对木块在运动过程中能量变化的分析,正确的是( )
A.D点与A点相比,动能增加,势能减少,机械能不变
B.A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C.B点的动能可能等于A点的动能,但一定大于C点的动能
习题
D.B点的动能可能等于D点的动能,但一定大于A点的动能
9.(xx·河南)(双选)如图所示,水平木板上有甲、乙两个木块,甲的质量大于乙的质量。
两木块
下表面的粗糙程度相同。
甲、乙分别在水平拉力F1和F2的作用下,以相同速度匀速直线运动了相同时间,下列说法中正确的是( )
A.F1大于F2
B.F1比F2做功多
C.F2比F1的功率大
D.甲的重力做功较多
二、实验探究(3分)
10.(xx·宁波)据报道,高空坠物伤人事件时有发生。
某专业研究小组对物体从高空落到地面的
破坏力进行如下实验研究:
实验器材:1 cm厚的石膏板若干,质量为50 g的鸡蛋数枚。
实验过程:无风环境下,将鸡蛋从楼上静止释放,砸中铺在草坪上的石膏板,记录实验现象。
实验
楼层实验现象
序号
15鸡蛋破碎,石膏板凹陷且出现一圈圈螺旋状的裂纹
215鸡蛋破碎,石膏板被砸中的地方出现小坑且破裂
325鸡蛋破碎发出巨响,石膏板被击穿
(1)实验中,鸡蛋从高空坠落的破坏力可以通过反映出来。
(2)根据实验现象,可以得出:同一物体从高空落到地面的破坏力与有关。
(3)实验后,小科对高空落下的雨滴不会对人造成伤害感到好奇。
他通过查阅资料知道:雨滴从
高空落下的过程中,受到的空气阻力与雨滴速度的平方成正比,达到最大速度后,水滴匀速落向地面。
雨滴下落过程中机械能(选填“增大”“不变”或“减小”)。
对于下落的雨滴不伤人的现象,小科将进一步探究。
预测猜押把脉新中考
习题
综合应用(11题2分,12题6分,共8分)
11.(2021·改编预测)如图为我国某水电站,其工作原理如图所示,用电低谷时(如深夜),水电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来;用电高峰时,再利用上水库中的水发电。
(ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg)
(1)蓄能时,水被抽到上水库中,电能转化为水的;
(2)发电时,若该水电站上水库可用于发电的库容量为7.86×106立方米,上下水库平均水位差为637米,上水库中可用于发电的水流到下水库,水的重力做功为焦。
12.(2021·改编预测)如图为某田径锦标赛中,我国选手李玲在撑杆跳的过程示意图(如图),回答下列问题。
(1)在助跑阶段,该选手受到地面对她的静摩擦力而前进,这个力的方向与她前进的方向
(选填“相同”或“相反”);助跑是为了在起跳前获得较大的。
(2)撑杆起跳时,由于,该选手继续前冲,从开始起跳到碳纤维轻质撑杆(不考虑其质量)达到最大弹性形变的过程中,发生了怎样的能量转化?
习题
(3)该选手越过横杆后,在1 s时间内落地,若该选手的质量是50 kg,横杆最大高度为4.66 m,求下落过程中重力做功的功率。
(g=10 N/kg)
答案精解精析
必胜题·测易
1.D
2.CD
3.C
4.C
5.D
6.C
7.D
8.C
9.AB
10.答案(1)石膏板形变程度(2)下落高度(3)减小
11.答案(1)重力势能(2)5.00 682×1013
12.答案(1)相同速度(动能)
(2)惯性人的动能转化为人的重力势能及撑杆的弹性势能。
(3)2 330 W
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