1、中考物理一轮复习第九讲功和机械能第九讲功和机械能 知识回顾 考点梳理考点一 功1. 力学中的功(1)定义：如果一个_作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段_，就说这个力对物体做了功。(2)两个必要因素：作用在物体上的_；物体在力的方向上移动的_。(3)力不做功的三种情况：a.无距离无功：物体受到力的作用，但物体在该力的方向上_。如图A，力F不做功。b.无力无功：物体移动距离，但在运动方向上_的作用。如图B，人将铅球推出去，球由于惯性继续运动，不计空气阻力，水平方向上没有力对物体做功。c.力和速度方向垂直无功：物体受力的方向与物体运动方向_，如图C，力F对物体不做功。2. 功的计算(1)定
2、义：力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的_。(2)公式：(3)单位：牛米，它有一个专门的名称叫_，简称焦，符号是J，1 J1 Nm。中考常考的功：将地面上的物理课本捡起放到桌子上，人对课本做的功约为2 J；从地上拿起一个鸡蛋，缓缓举过头顶做功大约为1 J；中学生走到三楼，重力做的功约为3 000 J。 3. 机械功原理(1)内容：利用机械做功时，动力对机械所做的功与机械所做的功是相等的；即利用机械不省功，也就是说省力的机械必费距离，省距离的机械必费力。(2)使用机械的好处：使用机械虽不能省功，但它或可省力或可省距离，或可改变力的方向，给人类工作带来很多方便。 (3)适用范围：功的原理
3、是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。考点二 功率1. 物理意义：在物理学中，用功率表示做功的_。2. 定义：_与_之比叫做功率，它在数值上等于_所做的功。3.公式：变形式：，。4.单位：基本单位是_，简称瓦，符号是W，工程技术还常用千瓦，符号是kW。单位换算：1 kW103W。5. 公式推导：当物体在力的作用下以速度匀速运动时，由可得,。中考常考的功率：人骑自行车时的功率为6080 W；普通中学生以正常速度爬楼的功率为100 W；家用轿车发动机的功率为80 kW。考点三 动能和势能1. 能量：物体能够_，我们就说这个物体具有能量，简称能能量的单位是_。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能
4、量越大。2. 动能(1)定义：物体由于_而具有的能，叫做动能，一切运动的物体都具有动能。(2)影响因素：动能只和物体的质量和速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能_；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能_。3. 势能(1)常见的两种势能：_势能和 _势能。(2)重力势能定义：在地球表面附近，物体由 _所决定的能，叫做重力势能。影响因素：重力势能的大小只和物体的质量和位置有关。物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越_。(3)弹性势能定义：物体由于发生_而具有的能，叫做弹性势能。影响因素：弹性势能的大小只和弹簧的弹性形变有关。物体的弹性形变越大，它的弹性势能越大。考点四 机械
5、能及其转化1. 定义：_、 _和_统称为机械能。2. 机械能内部转化情况机械能内部转化情况可用图表示：(不计能量损失、物体质量)判断一个物体的动能、重力势能和弹性势能是否改变，看该物体质量、速度、被举高的高度、弹性形变是否改变。3. 机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和_，或者说，机械能是守恒的。重点难点突破命题点一 功、功率的计算例1小华用100 N的水平推力，推着重500 N的物体，在水平地面上10 s内匀速直线运动了5 m，小华做的功是_J，功率是_W。【解析】 小华施加的推力100 N是水平方向的，物体的重力500 N是竖直方向的，而物体在
6、水平地面移动了5 m，小华做的功是小华的推力做的功，而不是重力做的功小华做的功WFs100 N5 m500 J，功率。【答案】500 50考向训练1如图是商场的自动扶梯，它的部分几何尺寸如图所示，质量为 50 kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼用了4 s，则扶梯对他做功_J，小华克服重力做功的功率为_W。 考向训练2 质量为1.2 t的某型号轿车发动机的额定功率为6104 W，汽车在额定功率下沿水平路面匀速行驶时，受到的阻力是车重的0.2倍，发动机所提供的牵引力大小为_；轿车匀速行驶5 min牵引力做的功_J(g取10 N/kg)。考向训练3 学业水平体育测试立定跳远项目中，体重为500
7、N的某同学从最高点到落地点的过程中，重心下降的最大距离为0.3 m，用时0.5 s，轨迹如图则此过程重力做的功为_J，重力的平均功率_W，此次跳远人消耗的能量至少_J。 命题点二 机械能及其转化例2 一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，则下列说法中不正确的是 () A. 小球在下落过程中动能不变B. 小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能C. 小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功D. 小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率【解析】小球由静止开始下落，速度越来越大，动能变大，A错误，符合
8、题意；小球在C点的高度小于在B点的高度，在C点的重力势能小于在B的重力势能，B正确，不符合题意；小球位于地球的附近，所受重力大小不变，A、B两点间的距离等于B、C两点间的的距离，根据重力做功公式WGh可知，WABWBC，C正确，不符合题意；小球在下落过程中速度越来越大，通过相同的距离时间越来越小，即小球通过AB段的时间小于BC段的时间，小球在AB段与BC段重力做功相等，根据功率公式可知，PABPBC，D正确，不符合题意。故选A。 【答案】A考向训练4 2016年4月24日定为首个中国航天日，是为了纪念我国首枚人造卫星东方红一号发射成功，卫星加速升空的过程中重力势能_，动能_(均选填“变大”“变
9、小”或“不变”)。 考向训练5 如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行，则战斗机的 ()A. 动能不变，势能不变，机械能不变 B. 动能不变，势能减少，机械能减少C. 动能增加，势能不变，机械能增加 D. 动能增加，势能增加，机械能增加实 验 剖 析实验一 探究物体的动能跟哪些因素有关命题方向1. 斜面应选择光滑长木板2. 水平面物块的作用(比较物体动能的大小)3. 转换法的应用(通过水平面上的物体被推动的距离远近来反映物体动能的大小，推动距离越远，动能越大)4. 控制变量法的应用(1)探究物体动能的大小与质量的关系(让质量不同的物体从斜
10、面的同一高度释放,控制撞击速度相同)(2)探究物体动能的大小与速度的关系(让同一物体从斜面的不同高度释放，控制物体的质量相同)5机械能转化(物体从斜面释放运动到水平面，重力势能转化为动能)实验结论：物体动能的大小与物体的质量和速度有关，质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。例1物体由于运动而具有的能，叫做动能在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，小明提出如下猜想：A. 物体的动能可能与物体的质量有关；B. 物体的动能可能与物体的速度有关。设计以下探究实验：让质量为m的小球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动运动的小球碰上水平面上静止的木块后，能
11、将木块撞出一段距离s.实验过程如图甲、乙、丙所示，图中m1m2、s1s2、s1s3、h1”“”或“2 m，h22 mB. h12 m，h22 m，h22 m D. h12 m7.如图所示，质量为2 kg的物体放在斜面的顶端A点，斜面高AC为0.8 m，斜面长AB为1.4 m，则不计摩擦和空气阻力，求：(1)物体由静止沿斜面从A滑至B点，重力做了多少功？(2)物体做功的过程就是能量转化的过程，例如本题中重力做了多少功，物体的动能就增加了多少物理学中动能的计算公式为Ekmv2，请计算物体到达B点的速度。参考答案知识回顾 考点梳理力 距离 力 距离 无距离 无力垂直乘积 焦耳瓦特 对外做功 焦耳运动
12、 越大越大 重力弹性 高度 大 弹性形变 动能 重力势能 弹性势能 不变 考向训练1. 1500 375 2.2.4103 N 1.81073.150 300 150 4.变大 变大 5.D实验剖析实验延伸1 （1）降低小球从斜面下滑时的高度 （2）摩擦力 内 （3）匀速直线 （4）有利于使木块沿着木板方向做直线运动 针对训练1. 上 水平方向 【解析】人提滑板在路上行走，手对滑板的力和滑板的重力平衡，方向是竖直向上的，而滑板只在水平方向上运动，在拉力方向上(竖直方向上)没有通过距离，所以拉力不做功。2. 30015 【解析】无人机上升10 s升力所做功WPt30 W10 s300 J；而无人
13、机10 s上升的距离是svt2 m/s10 s20 m，所以无人机的重力15 N。【一题多解】无人机的重力还可以这样求：15 N。3. 400 20【解析】拉力所做的功是WFs40 N10 m400 J；拉力做功的功率是P20 W。4. 10 16 【解析】物体在力的作用下向前运动了1 m，则推力对物体做的功为WFs10 N1 m10 J；重力对物体做的功为WFhGh20 N0.8 m16 J。5. 大大 【解析】弹簧具有弹性，小车将弹簧压缩后，弹簧发生了弹性形变，弹性形变越大，具有的弹性势能越大，松手后，转化为的动能越多，小车运动的越远。6. 【解析】小球从A点到B点，将重力势能转化为动能，
14、故速度逐渐变大，在从B点到C点过程中，将动能转化为重力势能，故速度逐渐变小，所以小球从A点到C点的过程中，动能是先增大后减小；因为轨道粗糙，在小球运动过程中，要克服摩擦做功，消耗一部分机械能，故机械能一直减小。7. C 【解析】由做功公式WFs，功就是在力的方向上移动一定距离。重力方向竖直向下，要克服重力做功，即物体在重力的作用下竖直向上移动一段距离。A、D选项在水平方向移动重力不做功，B选项用力搬石头石头没有搬起，s为零不做功，C选项叉车让货物上升，克服重力做功；故选C。8. B 【解析】火箭加速升空过程中，火箭搭载卫星运动，卫星相对于火箭静止，具有和火箭相同的速度。卫星在上升过程中质量不变
15、，速度增加，高度增加，则动能增加，重力势能增加。机械能是动能与势能之和，即机械能增加。故选B。9. D 【解析】球离脚后，在水平草地上向前滚动的过程中，靠惯性运动，球脱离了脚，脚没有给球施加力，对球不做功，在重力方向没有移动距离，即重力也不做功，故D正确，A、B、C都错误。故选D。10. B 【解析】甲图中B随A在水平面上一起做匀速直线运动，B和A 相对静止，所以B不受摩擦力，A选项错误；甲图中，A受到的拉力和地面对它的摩擦力是平衡力为10 N，乙图中A受到的B对它的摩擦力和地面对A的摩擦力是一对平衡力，地面对A的摩擦力为10 N，B选项正确；甲图中力F做功WFs10 N1 m10 J，C选项
16、错误；乙图中拉力F的功率P1 W，D选项错误。故选B。11. D 【解析】小球在整个运动过程中，质量不变，从M到N时，高度减小，速度增大，因此势能减小，动能增大。当从N到P时，根据牛顿第一定律，小球在光滑的水平面上做匀速直线运动，因此动能不变，势能不变。故选D。12. C 【解析】由于空气阻力及球和地面碰撞使球的机械能减小，转化为内能了所以球在同一高度，弹跳次数越多，具有的动能越少，球速度越小，而速度越小，球受到的空气阻力越小，且球上升最大高度越小，根据Wfs可知，球克服摩擦阻力做功越小所以从A到B机械能减少120 J100 J20 J，则从B到C机械能减少会小于20 J，则C机械能应大于10
17、0 J20 J80 J，小于100 J。故选C。13. C 【解析】小石块在下落的过程中高度逐渐减小，重力势能逐渐减小，由于小球在下落过程中速度逐渐增大，在相同时间内通过的路程逐渐增大，故重力势能减小的速度在逐渐增大。图像C正确反映了重力势能随时间变化的关系。14. D 【解析】不考虑空气阻力，说明小球在摆动过程中，机械能守恒，D正确；小球从A点摆动到B点的过程中，小球的高度减小，重力势能减小，而小球的速度增大，故动能增大，因此是将重力势能转化为动能，A错误；小球摆动到最低点B点时，速度最大，故动能最大，B错误；小球摆动到最高点C时，由于高度最高，故重力势能最大，C错误。故选D。15.(1)做
18、功 (2)速度 (3)质量不同的小球 【解析】(1)纸盒被推得越远，小球对纸盒做功越多，表明小球的动能越大；(2)让小球从不同的高度滚下，是为了使小球到达水平面时具有不同的初速度，对比甲乙两图可知，小球的动能与速度有关；(3)若要验证动能大小与质量的关系，需要添加的一个器材是质量不同的小球。16. 解：(1)根据WFs可知，该队员爬坡时牵引力为：600 N；(2) 该队员爬坡时的功率为：600 W；（3）运动员爬坡时所做的功包括克服重力所做的功和克服阻力所做的功，即WW重W阻，W重Gh800 N10 m8 000 J，所以克服阻力所做的功为：W阻WW重12 000 J8 000 J4 000 J。爬坡时受到的阻力为：200 N。17. 解：(1)汽车在水平方向上受水平向前的牵引力F和水平向后的阻力f的共同作用，在这两个力作用下，汽车匀速运动，由平衡条件得：fF2 400 N；(2)运动时间t5 min300 s，行驶的路程s900 m，汽车牵引力做的功WFs2 400 N900 m2.16106 J；功率7 200 W。(3)因为P，WFs，则PFv，所以F。由F与v之间的关系式可知，在功率P一定时，要
