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第10講功和機械能 2011 2015年江西省中考試題統(tǒng)計與命題預測 考點1 考點2 考點3 考點4 考點1功 1 力學里所說的功包括兩個必要因素 一是作用在物體上的力 二是物體在力的方向上通過的距離 2 不做功的三種情況 有力無距離 有距離無力 力和距離垂直 3 力學里規(guī)定 功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積 公式 W Fs 4 功的單位 焦耳 1J 1N m 把兩個雞蛋舉高1m做的功大約是1J 易錯易混警示公式W Fs的應用 分清哪個力對物體做功 計算時F就是這個力 公式中s一定是在力的方向上通過的距離 是對應關系 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1 考點2 考點3 考點4 5 功的原理 內(nèi)容 使用機械時 人們所做的功 都不會少于直接用手所做的功 即使用任何機械都不省功 公式表達 理想機械 忽略摩擦和機械本身的重力 W總 W有用 實際情況 W總 W有用 W額 說明 功的原理是一個普遍的結(jié)論 對于任何機械都適用 功的原理告訴我們 使用機械要省力必須費距離 要省距離必須費力 既省力又省距離的機械是沒有的 考點1 考點2 考點3 考點4 考點2功率 1 表示做功快慢的物理量 2 定義 功與做功所用時間之比叫做功率 功率在數(shù)值上等于單位時間里完成的功 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1 考點2 考點3 考點4 考點3動能 勢能1 能量 一個物體能夠做功 我們就說這個物體具有能量 簡稱能 理解 能量表示物體做功本領大小的物理量 能量可以用能夠做功的多少來衡量 一個物體 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 但它沒有做功 也不一定要做功 考點1 考點2 考點3 考點4 2 動能與勢能比較 考點1 考點2 考點3 考點4 考點4動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化1 無外力作用下 能的轉(zhuǎn)化 2 判斷機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 機械能守恒 若在動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中 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 會使機械能轉(zhuǎn)化成其他形式的能 機械能減少 或其他形式的能轉(zhuǎn)化為機械能 使機械能增加 2 在動能與勢能相互轉(zhuǎn)化過程中 通過機械能等于動能和勢能的和來判斷機械能是否改變 如果機械能的總量發(fā)生改變 則說明機械能不守恒 考點1 考點2 考點3 考點4 方法總結(jié)動能與勢能轉(zhuǎn)化問題的分析 1 首先分析決定動能大小的因素 決定重力勢能 或彈性勢能 大小的因素 看動能和重力勢能 或彈性勢能 如何變化 2 注意動能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量損失和增大 如果除重力和彈力外沒有其他外力做功 即沒有其他形式能量補充或沒有能量損失 則動能 勢能轉(zhuǎn)化過程中機械能不變 考法1 考法2 考法1功和功率的計算功和功率的計算往往在同一個問題中出現(xiàn) 而力是否做功又先需要根據(jù)做功的兩個必要條件加以判斷 基于功和功率的關系 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 用彈簧測力計沿水平方向拉木塊做直線運動 兩次拉動木塊得到的s t圖象分別是圖乙中的圖線 兩次對應的彈簧測力計示數(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 木塊兩次都進行勻速直線運動 拉力等于滑動摩擦力 滑動摩擦力相等 拉力F相等 即F1 F2 2 從圖象中可以判斷出 的運動速度v較小 根據(jù)公式P Fv 當拉力相等時 速度越大 拉力的功率越大 即P1 P2 3 因為 的速度大 因此E1 E2 答案 方法總結(jié)本題通過圖象可以判斷木塊進行勻速直線運動 勻速直線運動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摩擦力大小關系 根據(jù)P Fv判斷功率大小的變化 考法1 考法2 考法2動能和勢能的變化與轉(zhuǎn)化從動能決定于質(zhì)量和速度 重力勢能決定于質(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 歡樂谷 游玩乘坐過山車時的情景 當小明乘坐的無動力小車從圖中軌道的A點自由滑到軌道B點的過程中 小車動能 選填 增加 減少 或 不變 若該小車從軌道的A點由靜止開始自由滑行 則小車 選填 能 或 不能 到達軌道的C點 考法1 考法2 解析 小車從A點到B點 小車的質(zhì)量不變 速度不斷增大 動能不斷增大 由于小車在A點和C點只具有重力勢能 小車的質(zhì)量不變 A點高度小于C點高度 小車在A點的重力勢能小于C點的重力勢能 小車從軌道的A點由靜止開始自由滑行 即使在沒有摩擦力的情況下 小車也是無法到達C點的 何況此時還有摩擦力 所以小車更不會到達C點 答案 增加不能 方法總結(jié)機械能大小的變化可以從兩個角度進行判斷 1 從動能和重力勢能大小進行判斷機械能 動能 重力勢能 2 如果不存在摩擦阻力做功時 機械能守恒 存在摩擦阻力做功時 機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 機械能減小 內(nèi)能增大 探究 物體動能的大小跟哪些因素有關 1 實驗器材 斜面 小車 木塊 鉤碼 彈簧測力計 刻度尺 2 實驗操作過程 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)運動 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)運動 碰撞靜止木塊 分別記錄兩次結(jié)果 實驗結(jié)論 動能大小與物體的質(zhì)量和速度有關 質(zhì)量相同時 速度越大 動能越大 速度相同時 質(zhì)量越大 動能越大 例題 2015湖南長沙中考 為了模擬研究汽車超載和超速帶來的安全隱患 小亮同學設計了如圖甲 乙 丙所示的探究實驗 將A B C三個小球先后從同一裝置 高度分別為hA hB hC的位置滾下 mA mBhB 推動小木塊運動一段距離后靜止 請你對以下問題進行解答 1 選擇甲 丙兩圖所示實驗進行比較 是用來研究帶來的安全隱患 2 選擇甲 乙兩圖所示實驗進行比較 可以得到的結(jié)論是 解析 1 題中甲 丙兩圖是選擇到達水平面的速度相等 質(zhì)量不同的A C小球進行實驗 該實驗是研究超載帶來的危害 超載是指汽車的速度一定時 質(zhì)量越大動能越大 2 題中甲 乙兩圖中的小車質(zhì)量相同 速度不同 該實驗說明在質(zhì)量不變時 速度越大 汽車的動能越大 安全隱患越大 答案 1 超載 2 在質(zhì)量不變時 速度越大 汽車的動能越大 安全隱患越大方法總結(jié)此類實驗題目是考查對控制變量法和轉(zhuǎn)換法的掌握情況以及如何正確地對實驗現(xiàn)象進行分析 歸納出正確的結(jié)論 影響動能大小的因素是物體的質(zhì)量和運動速度的大小 明確影響動能大小的因素 知道自由滾下的物體到達水平面的速度取決于物體的高度 與物體質(zhì)量無關