【中考冲刺】2020中考物理总复习板块：第十一单元 功和机械能

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解析 人用力推箱子但没有推动,人对箱子有力的作用,但箱子没有在力的方向 上移动距离,所以人对箱子不做功,A错误;起重机在提升货箱的过程中,起重机 给货箱一个向上的力,货箱在力的方向上移动了距离,所以做了功,B正确;平直道 路骑自行车行进的过程中,地面对自行车的支持力与自行车移动的方向互相垂 直,所以地面对自行车的支持力不做功,C错误;踢出去的足球在空中飞行的过程 中,足球由于惯性向前运动,不再受到脚的作用力,所以脚对球的力对球没有做 功,D错误。
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
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解析 铅球从出手到最高点过程中速度减小,此过程动能减小,到达最高点时, 竖直方向上速度为零,水平方向上仍有速度,故铅球到达B点时,动能不为零,在下 落的过程中,速度不断增大,到达地面最大,此过程动能增大,整个过程动能先减 小再增大,①错误;铅球离手后,由于惯性移动了距离,但不再受到推力的作用,故 A到B过程中,运动员对铅球没有做功,②错误;铅球受到重力方向竖直向下,从B 到C的过程中铅球在重力作用下向下运动了一段距离,则B到C过程中,地球对铅 球做了功,所以A到C过程中地球对铅球做了功,③正确;在A到C的过程中,铅球运 动的方向和快慢都发生了改变,所以运动状态在不断变化,④正确。
考点二 功率
考法分析 本部分为泰安中考的重点,主要考查功率的意义、利用功率公式和 功率公式的变形式进行计算、结合力学和电学的知识进行综合计算等,题型有 选择题、填空题和计算题。
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例3 (2019泰安泰山一模,18,1分)如图所示,物体A以20 cm/s的速度,在水平地面 上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为3 N,水平拉力的功率为 1.2 W。 (滑轮、弹簧测力计的重力以及滑轮与绳的摩擦不计)
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1.对物体做功情况分析
例1 (2018泰安岱岳二模,13,2分)运动员正在参加铅球比赛,铅球离手后,在空中
飞行过程中轨迹如图所示。若不计空气阻力,则下列关于铅球离手后状态判断
中正确的是 ( B )
①动能先减小后增大,在最高点B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
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变式1-1 (2019北京海淀一模,9,2分)如图为一些生活中常见的情景,对于这些 情景,下列说法中正确的是 ( B )
A.人用力推箱子但没有推动,人对箱子的推力做了功 B.起重机吊着货箱匀速竖直上升的过程中,起重机对货箱的拉力做了功
C.小学生沿平直道路骑车行进的过程中,地面对车的支持力做了功 D.踢出去的足球在空中飞行的过程中,人脚对足球的作用力做了功
必要因素 做功的两个必要因素: 作用在物体上的力 、物体在这个力的方向上 移动的距离
三种不 示意 (有距离无力)
(有力无距离)
做功的 图
情况 特点 物体在水平方向不受力,因 物体受力,但处于静止状态
惯பைடு நூலகம்而运动
(力与移动方 向相互垂直)
有力、有距离,但力的方向与距离 的方向垂直
举例 踢出去的足球;射出后的子 推而未动,搬而未起 弹
学生背书包平直前进,背书包的力 和书包的重力不做功
计算 功等于 力 和物体在力的方向上移动的距离的乘积。计算公式 W=Fs
单位 功的单位是 焦耳 ,简称 焦 ,符号为 J 。1 J=1 N·m
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▶点拨 (1)做功的过程实质上是能量转化的过程。计算做功多少时,要注意三 个“同一”性:即力与物体移动的距离在方向上必须一致、力与物体移动的距 离必须对应于同一物体且同一段时间。 (2)一个力做功的多少由F、s决定,与物体的运动状态无关。 (3)常考的功:手托两个鸡蛋匀速向上抬高1 m约做功1 J;中学生从一楼走到三楼 做功约为3 000 J。
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例4 (2016泰安,14,2分)下列事例中,由弹性势能转化为动能的是 ( D )
A.风吹动树叶
B.秋千从高处向低处摆动
C.汽车沿盘山公路匀速前进
D.拉弯的弓把箭射出
解析 风吹动树叶,说明风具有动能,没有弹性势能和动能的转化,故A错误;秋
千从高处向低处摆动,其质量不变,高度减小,重力势能减小,同时动能增加,即重
解析 因为拉力F与弹簧测力计的示数相等,所以F=3 N;因为动滑轮省一半力,
但要多移动一半的距离,所以绳子自由端运动的速度是物体A运动速度的2倍。
所以,v绳=2vA=2×20
cm/s=40
cm/s=0.4
m/s,拉力的功率P= W
t
=
Fs t
=Fv=3
N×0.4
m/s
=1.2 W。
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考法突破 计算功率时应注意以下两点:(1)利用公式P=W 时,单位要统一,功的单位是J,时
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总纲目录
泰安考情分析 基础知识过关 泰安考点聚焦 核心实验突破 随堂巩固训练
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泰安考情分析
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基础知识过关
知识点一 功、功的计算 知识点二 功率 知识点三 机械能及其守恒
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知识点一 功、功的计算
概念 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
机 动能 械 能
概念
物体由于 运动 而具有的能
影响因素 动能的大小与物体的 质量 和 速度 有关。物体的 质量 越大, 速度 越 大,其动能越大。一切 运动 的物体都具有动能
势能 重力势能 概念
物体由于 被举高 而具有的能量
影响因素 重力势能的大小与物体的 质量 和 高度 有关,物体的质量越大,高 度越大,重力势能 越大
弹性势能 概念
物体由于发生 弹性形变 而具有的能
机械能守恒
影响因素 同一物体的 弹性形变 越大,具有的弹性势能越大 在一定条件下,动能和势能可以相互 转化 。若只有动能和势能相互转化,机械能的总 和 不变 ,或者说,机械能是守恒的
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▶点拨 (1)正在做功的物体,一定具有能,但没有做功的物体,不一定没有能。 例如:静止在山顶的石块,没有做功,但它具有做功的能力,因此同样具有能。 (2)在动能和势能相互转化的过程中,往往存在着摩擦和各种阻力,从而使一部分 机械能转化为内能等其他形式的能,机械能的总量会减少。 (3)物体质量一定时,速度越大,具有的动能就越多,能够做功的本领就越强,所以 汽车运动的越快,碰到障碍物时能够做的功就越多,对障碍物的损坏就越大,不 是由于惯性大而引起的。 (4)功是描述物体在力的作用下取得的成效,是一个过程量;而能量是物体本身所 具有的,是一个状态量。
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考法突破 紧扣做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在这个力的方向上 移动的距离。只有这两个因素同时满足时,力才对物体做功。作用在物体上的 力与物体移动的方向只要不垂直,则此力就一定做功;踢足球、掷铅球时,球在 飞行的过程中,人对球不做功;但在人与球相互作用的过程中,人一定对球做功。
解析 小球A从斜面顶端滚到底端,重力做功W=Gh=10 N×0.1 m=1 J;斜面对小 球的支持力的方向与斜面垂直,小球在支持力的方向上没有移动距离,因此支持 力对小球做功为0 J;小球在水平面运动时,重力的方向与水平面垂直,而小球在 重力的方向上没有移动距离,因此重力对小球做功为0 J。
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泰安考点聚焦
考点一 功 考点二 功率 考点三 机械能及其转化
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考点一 功
考法分析 本部分为泰安中考考查的重点,主要考查对做功概念的理解,即做功 的两个必要因素。重点考查利用功的公式进行计算,除了直接利用功的公式进 行计算外,还经常与力学的其他知识综合考查,题型有选择题、填空题和计算题。
减小汽车的速度是为了 ( B )
A.保证安全
B.获取更大的动力
C.省油
D.增大惯性
解析 当功率一定时,减小速度可以增大牵引力。
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考点三 机械能及其转化
考法分析 这部分主要考查对物体机械能转化的分析、在机械能的转化过程 中动能及势能的变化情况等,主要结合实例有:滚摆、单摆、篮球的落地过程、 滑滑梯等,通过对物体运动过程的分析得出物体的能量转化过程。主要以选择 题和填空题的形式进行考查。
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考法突破 计算功时,必须注意力与移动的方向上的一致性,作用在物体上的力F不能与距 离s相互垂直。
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变式2-1 如图,斜面长度为0.2 m,高度为0.1 m,重为10 N的小球从斜面顶端滚到 底端,重力做功为 1 J;斜面对小球的支持力为6 N,支持力对小球做功为
0 J。小球在水平面上运动了0.5 m,重力做功为 0 J。
t
时功率;当物体在力F作用下,沿力的方向以速度v匀速运动时,可得P= W = Fs=
tt
Fv。 (2)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。
知识点三 机械能及其守恒
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能量
物体能够对外 做功 ,我们就说物体具有能量,简称能。物体能够做的 功 越多,具有 的能量越大。能量的单位是 焦耳
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2.功的计算 例2 (2018泰安岱岳二模,18,1分)用大小恒为10 N的水平拉力恰好能拉着一个 重40 N的物体在水平地面上做匀速直线运动,速度v=2 m/s,10 s后撤掉水平拉力, 由于惯性物体又向前滑行了2 m才停了下来,则全过程中物体克服摩擦力做功
220 J。
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解析 s1=vt=2 m/s×10 s=20 m,物体在水平地面上做匀速直线运动,处于平衡状 态,则物体受到的拉力和摩擦力为一对平衡力,即摩擦力f=F=10 N,则10 s内克服 摩擦力做功W1=fs1=10 N×20 m=200 J;当10 s后撤掉水平拉力,由于压力和接触面 的粗糙程度不变,因此物体受到的摩擦力不变,仍为10 N,所以10 s后物体克服摩 擦力做功W2=fs2=10 N×2 m=20 J;则全过程中物体克服摩擦力做功W=W1+W2= 200 J+20 J=220 J。
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变式4-1 (2019泰安,9,2分)如图所示,粗糙程度相同的斜面与水平面在a点相连, 弹簧左端固定在竖直墙壁上,弹簧处于自由状态时右端在b点,小物块从斜面的c 点由静止自由滑下,与弹簧碰撞后又返回到斜面上,最高到达d点。下列说法正 确的是 ( B ) A.弹簧被压缩到最短时,弹性势能最小 B.小物块从c向a运动的过程中,重力势能减小 C.小物块从b向a运动的过程中,动能增加 D.小物块在整个运动过程中,机械能守恒
力势能转化为动能,故B错误;汽车沿盘山公路匀速前进,其动能不变,重力势能增
大,机械能增大,即消耗燃料的内能,转化为机械能,故C错误;拉弯的弓具有弹性
势能,将箭射出,即将弹性势能转化为动能,故D正确。
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考法突破 分析动能与势能相互转化的一般步骤: (1)明确研究对象和研究过程。 (2)根据物体在初始状态的位置、速度、形变情况,确定物体具有的初动能、势能。 (3)根据物体在最终状态的位置、速度、形变情况,确定物体具有的末动能、势能。 (4)根据初末动能和势能,明确其变化及转化情况,即被转化的能量是减少的,转 化成的能量是增加的。 (5)分析运动过程中是否受到摩擦力。如果不考虑摩擦力,动能与势能总和不变, 一种能减小,另一种能增加。
解析 由图象可知,15 s至30 s内运动员以6 m/s的速度做匀速直线运动,所以,匀 速下降时,重力做功的功率P=W = Fs =Fv=Gv=600 N×6 m/s=3.6×103 W。
tt
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变式3-2 汽车爬坡时,驾驶员的操作是:加大油门,同时将变速器换成低速挡。
加大油门使发动机发挥最大的功率,换用低速挡是为了减速。那么,在爬坡时,
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知识点二 功率
物理意义 功率是表示 做功快慢 的物理量
定义 公式
功与 做功时间 之比叫功率
功率的计算公式为
W
P= t
单位
国际单位制中功率的单位是 瓦特 ,简称 瓦 ,符号为 W ;功率的常用单位还 有 千瓦 ,符号为 kW 。1 kW= 1 000 W,1 W=1 J/s
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▶点拨 (1)功率的公式P=W 是指在t时间内的平均功率,而不是某一时刻的瞬
t
间的单位是s,计算出的功率的单位是W;(2)做匀速直线运动的物体的功率可用 推导式P=Fv计算,该公式是功率的又一个计算公式,在解决一些有关机动车的 功率问题时,应用此公式解题会更简便。
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变式3-1 (2018泰安东平二模,19,1分)跳伞是一项极具挑战的运动,越来越受到人 们的喜爱。在某次跳伞训练过程中,一位体重为600 N的运动员从空中悬停的直升 机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经过15 s下落210 m后, 再匀速直线下落15 s,运动员匀速下降时重力做功的功率是 3.6×103 W。