第10講功和機(jī)械能 2011 2015年江西省中考試題統(tǒng)計(jì)與命題預(yù)測(cè) 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)1功 1 力學(xué)里所說(shuō)的功包括兩個(gè)必要因素 一是作用在物體上的力 二是物體在力的方向上通過(guò)的距離 2 不做功的三種情況 有力無(wú)距離 有距離無(wú)力 力和距離垂直 3 力學(xué)里規(guī)定 功等于力跟物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積 公式 W Fs 4 功的單位 焦耳 1J 1N m 把兩個(gè)雞蛋舉高1m做的功大約是1J 易錯(cuò)易混警示公式W Fs的應(yīng)用 分清哪個(gè)力對(duì)物體做功 計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力 公式中s一定是在力的方向上通過(guò)的距離 是對(duì)應(yīng)關(guān)系 功的單位 J 不要和力與力臂的乘積 N m 不能寫成 J 單位搞混 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 5 功的原理 內(nèi)容 使用機(jī)械時(shí) 人們所做的功 都不會(huì)少于直接用手所做的功 即使用任何機(jī)械都不省功 公式表達(dá) 理想機(jī)械 忽略摩擦和機(jī)械本身的重力 W總 W有用 實(shí)際情況 W總 W有用 W額 說(shuō)明 功的原理是一個(gè)普遍的結(jié)論 對(duì)于任何機(jī)械都適用 功的原理告訴我們 使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離 要省距離必須費(fèi)力 既省力又省距離的機(jī)械是沒(méi)有的 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)2功率 1 表示做功快慢的物理量 2 定義 功與做功所用時(shí)間之比叫做功率 功率在數(shù)值上等于單位時(shí)間里完成的功 4 單位 W 其他常用單位kW 換算 1kW 103W 5 比較功率大小的方法 根據(jù)公式可知 W一定 P與t成反比 t一定 P與W成正比 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)3動(dòng)能 勢(shì)能1 能量 一個(gè)物體能夠做功 我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能量 簡(jiǎn)稱能 理解 能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量 能量可以用能夠做功的多少來(lái)衡量 一個(gè)物體 能夠做功 并不是一定 要做功 也不是 正在做功 或 已經(jīng)做功 如 山上靜止的石頭具有能量 但它沒(méi)有做功 也不一定要做功 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 2 動(dòng)能與勢(shì)能比較 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)4動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化1 無(wú)外力作用下 能的轉(zhuǎn)化 2 判斷機(jī)械能是否守恒的兩種方法 1 只有重力和彈力做功的情況下 機(jī)械能守恒 若在動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中 受到摩擦力和各種阻力以及有其他力的作用 即重力和彈力以外的力做功 會(huì)使機(jī)械能轉(zhuǎn)化成其他形式的能 機(jī)械能減少 或其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 使機(jī)械能增加 2 在動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中 通過(guò)機(jī)械能等于動(dòng)能和勢(shì)能的和來(lái)判斷機(jī)械能是否改變 如果機(jī)械能的總量發(fā)生改變 則說(shuō)明機(jī)械能不守恒 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 方法總結(jié)動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化問(wèn)題的分析 1 首先分析決定動(dòng)能大小的因素 決定重力勢(shì)能 或彈性勢(shì)能 大小的因素 看動(dòng)能和重力勢(shì)能 或彈性勢(shì)能 如何變化 2 注意動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中的能量損失和增大 如果除重力和彈力外沒(méi)有其他外力做功 即沒(méi)有其他形式能量補(bǔ)充或沒(méi)有能量損失 則動(dòng)能 勢(shì)能轉(zhuǎn)化過(guò)程中機(jī)械能不變 考法1 考法2 考法1功和功率的計(jì)算功和功率的計(jì)算往往在同一個(gè)問(wèn)題中出現(xiàn) 而力是否做功又先需要根據(jù)做功的兩個(gè)必要條件加以判斷 基于功和功率的關(guān)系 常常用到公式P Fv 例1 2015江蘇南通啟東市月考 如圖甲所示 木塊放在水平面上 用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉木塊做直線運(yùn)動(dòng) 兩次拉動(dòng)木塊得到的s t圖象分別是圖乙中的圖線 兩次對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)分別為F1 F2 兩次拉力的功率分別為P1 P2 兩次木塊的動(dòng)能分別為E1 E2 則F1F2 P1P2 E1E2 均選填 考法1 考法2 解析 1 木塊兩次都進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng) 拉力等于滑動(dòng)摩擦力 滑動(dòng)摩擦力相等 拉力F相等 即F1 F2 2 從圖象中可以判斷出 的運(yùn)動(dòng)速度v較小 根據(jù)公式P Fv 當(dāng)拉力相等時(shí) 速度越大 拉力的功率越大 即P1 P2 3 因?yàn)?的速度大 因此E1 E2 答案 方法總結(jié)本題通過(guò)圖象可以判斷木塊進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng) 勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體受到平衡力作用 根據(jù)平衡力條件判斷拉力和滑動(dòng)摩擦力大小關(guān)系 根據(jù)P Fv判斷功率大小的變化 考法1 考法2 考法2動(dòng)能和勢(shì)能的變化與轉(zhuǎn)化從動(dòng)能決定于質(zhì)量和速度 重力勢(shì)能決定于質(zhì)量和高度的角度命題考查某種形式能量的變化情況 或是從相互轉(zhuǎn)化的角度考查能量轉(zhuǎn)化的方向 例2 2015黑龍江中考模擬 如圖是小明到上海 歡樂(lè)谷 游玩乘坐過(guò)山車時(shí)的情景 當(dāng)小明乘坐的無(wú)動(dòng)力小車從圖中軌道的A點(diǎn)自由滑到軌道B點(diǎn)的過(guò)程中 小車動(dòng)能 選填 增加 減少 或 不變 若該小車從軌道的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始自由滑行 則小車 選填 能 或 不能 到達(dá)軌道的C點(diǎn) 考法1 考法2 解析 小車從A點(diǎn)到B點(diǎn) 小車的質(zhì)量不變 速度不斷增大 動(dòng)能不斷增大 由于小車在A點(diǎn)和C點(diǎn)只具有重力勢(shì)能 小車的質(zhì)量不變 A點(diǎn)高度小于C點(diǎn)高度 小車在A點(diǎn)的重力勢(shì)能小于C點(diǎn)的重力勢(shì)能 小車從軌道的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始自由滑行 即使在沒(méi)有摩擦力的情況下 小車也是無(wú)法到達(dá)C點(diǎn)的 何況此時(shí)還有摩擦力 所以小車更不會(huì)到達(dá)C點(diǎn) 答案 增加不能 方法總結(jié)機(jī)械能大小的變化可以從兩個(gè)角度進(jìn)行判斷 1 從動(dòng)能和重力勢(shì)能大小進(jìn)行判斷機(jī)械能 動(dòng)能 重力勢(shì)能 2 如果不存在摩擦阻力做功時(shí) 機(jī)械能守恒 存在摩擦阻力做功時(shí) 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 機(jī)械能減小 內(nèi)能增大 探究 物體動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān) 1 實(shí)驗(yàn)器材 斜面 小車 木塊 鉤碼 彈簧測(cè)力計(jì) 刻度尺 2 實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程 1 將質(zhì)量不同 大小相同的小車從斜面同一高度釋放 小車沿斜面下滑至水平面繼續(xù)運(yùn)動(dòng) 碰撞靜止木塊 分別記錄兩次結(jié)果 2 將同一小車從斜面不同高度釋放 小車沿斜面下滑至水平面繼續(xù)運(yùn)動(dòng) 碰撞靜止木塊 分別記錄兩次結(jié)果 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 動(dòng)能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān) 質(zhì)量相同時(shí) 速度越大 動(dòng)能越大 速度相同時(shí) 質(zhì)量越大 動(dòng)能越大 例題 2015湖南長(zhǎng)沙中考 為了模擬研究汽車超載和超速帶來(lái)的安全隱患 小亮同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲 乙 丙所示的探究實(shí)驗(yàn) 將A B C三個(gè)小球先后從同一裝置 高度分別為hA hB hC的位置滾下 mA mBhB 推動(dòng)小木塊運(yùn)動(dòng)一段距離后靜止 請(qǐng)你對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行解答 1 選擇甲 丙兩圖所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較 是用來(lái)研究帶來(lái)的安全隱患 2 選擇甲 乙兩圖所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較 可以得到的結(jié)論是 解析 1 題中甲 丙兩圖是選擇到達(dá)水平面的速度相等 質(zhì)量不同的A C小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 該實(shí)驗(yàn)是研究超載帶來(lái)的危害 超載是指汽車的速度一定時(shí) 質(zhì)量越大動(dòng)能越大 2 題中甲 乙兩圖中的小車質(zhì)量相同 速度不同 該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明在質(zhì)量不變時(shí) 速度越大 汽車的動(dòng)能越大 安全隱患越大 答案 1 超載 2 在質(zhì)量不變時(shí) 速度越大 汽車的動(dòng)能越大 安全隱患越大方法總結(jié)此類實(shí)驗(yàn)題目是考查對(duì)控制變量法和轉(zhuǎn)換法的掌握情況以及如何正確地對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析 歸納出正確的結(jié)論 影響動(dòng)能大小的因素是物體的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度的大小 明確影響動(dòng)能大小的因素 知道自由滾下的物體到達(dá)水平面的速度取決于物體的高度 與物體質(zhì)量無(wú)關(guān)