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第一部分　考点突破
第12讲　功和机械能
(5年5考,3.5~11分)
1．定义:物理学中规定,作用在物体上的力,使物体在____的方向上移动了一段______,就说这个力对物体做了功.
2．做功的两个必要因素:一个是__________________;另一个是________________________________.
功
距离
作用在物体上的力
物体在这个力的方向上移动的距离
力
3．常见的三种不做功的情况:①“劳而无功”:物体受力但没有发生距离;②“垂直无功”:物体所受力的方向和移动的距离方向垂直;③“不劳无功”:物体运动了一段距离但是在此运动方向上没有受到力的作用.
4．功的计算公式:_________.单位:______,1 J=___N·m.
注意:利用公式W=Fs计算功时,力F的单位用牛(N),距离s的单位用米(m),功W的单位用焦(J).
W=Fs
焦耳
1
【回归教材1】　(多选题)下列几种情景中,人对物体做了功的是(　　)　
A．图甲,小车在推力的作用下向前运动了一段距离
B．图乙,物体在绳子拉力的作用下升高
C．图丙,搬而未起
D．图丁,提着滑板在水平路面上前行
AB
1．物理意义:功率是用来表示__________的物理量.
2．定义:物理学中,把____与做功所用的______之比叫做功率.
3．公式:________.国际单位:__________,常用单位:___________,换算关系:1 kW=________.
4．推导公式:根据P=和W=Fs可以推导出P=_____.
注意:利用推导公式P=Fv进行计算时,v的单位必须用国际单位m/s.
(1 m/s=3.6 km/h)
功率(高频考点)
做功快慢
功
时间
P=
瓦特(W)
千瓦(kW)
1000W
Fv
【回归教材2】　如图所示,一个大人和一个小孩在相同的时间内爬完相同的楼梯(大人的质量大于小孩的质量).下列说法正确的是(　　)
A．大人比小孩做功多,大人比小孩做功快
B．大人与小孩做功相同,两人做功一样快
C．大人与小孩做功相同,小孩做功比大人快
D．大人比小孩做功少,小孩做功比大人快
(RJ八下P65)
A
1．能的定义:一个物体______对外做功,我们就说它具有______.物体______________越多,它具有的能量越大.
2．动能:物体由于______而具有的能叫做动能.一切______的物体都具有动能,静止的物体没有动能;动能的大小与物体的______和______有关.
机械能及其转化(高频考点)
能够
能量
能够对外做功
运动
运动
质量
速度
3．势能包括__________和__________.
(1)重力势能:物体由于________________________而具有的能.它的影响因素有:物体____________和______.
(2)弹性势能:物体由于发生__________而具有的能.影响因素有:物体的__________程度.
4．机械能:物体的______和______统称为机械能.机械能的单位是______.动能与势能之间可以相互转化,机械能与其他形式的能也可以相互转化.如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和______,或者说机械能是______的.
重力势能
弹性势能
受到重力并处在一定高度
所处的高度
质量
弹性形变
弹性形变
动能
势能
焦耳
不变
守恒
【回归教材3】　把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到自己的鼻子附近,稳定后松手,铁锁向前摆去,如图所示.下列说法中正确的是(　　)
A．铁锁摆回时一定会打到鼻子
B．铁锁最终会停下来是因为机械能消失了
C．铁锁由高处摆到低处的过程中重力势能
主要转化为动能
D．铁锁上升的最大高度逐次降低,是由于受到
重力的作用
(RJ八下P72)
C
为了探究动能大小的影响因素,利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动.
探究物体的动能跟哪些因素有关
(1)该实验中所探究的是______(选填“钢球”或“木块”)的动能大小,通过________________判断其动能大小,这种研究问题的方法叫做______法.
(2)要探究动能大小与物体质量的关系应选用________两图,实验中应控制______________________相同,具体的做法是让______不同的钢球从斜面的______(选填“同一”或“不同”)高度由______滑下,此处用到的研究方法是__________法.
钢球
木块移动的距离
转换
甲、丙
钢球到达水平面的速度
质量
同一
静止
控制变量
(3)要探究动能大小与速度的关系应选用________两图,可探究出的结论是:______相同的物体,速度越大,物体的动能______.
甲、乙
质量
越大
【实验拓展】
(4)若图甲中木块的重力为1 N,水平移动的距离是30 cm,则重力对木块做功___J.
(5)钢球从斜面上滑下时,钢球的________能转化为____能;从斜面的底端直至停止的过程中,动能转化为____能,全程中钢球的机械能______(选填“增大”“减小”或“不变”).
0
重力势
动
内
减小
(6)实验中木块最终停下来是因为受到________________的作用.若斜面下方水平面光滑,本实验______(选填“能”或“不能”)达到实验目的.
(7)实验中若使用的木块质量较大,为确保实验仍有较明显的现象,可______(选填“增大”或“减小”)钢球由静止下滑的高度.
摩擦力(或阻力)
不能
增大
【拓展创新】
(8)某同学用如图丁所示的装置探究动能的大小与质量和速度的关系,他将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离.要想探究动能与质量的关系,合理的操作是______________________________________,要想探究动能与速度的关系,合理的操作是________________________________.
将不同质量的钢球从同一高度由静止释放
将同一钢球从不同高度由静止释放
1．[科学思维](2021·桂林)如图所示,小桂和小林一起坐在秋千凳上荡秋千,他们的重力分别是G1、G2,且G1A．W1>W2 B．W1=W2
D．P1=P2 C．P1功和功率的相关计算(高频考点,5年5考,多在计算应用题中考查)
C
2．(2022·贺州)用50 N的水平力推物体向前移动2 m,用时4 s;推力对物体所做的功为_____J,推力做功的功率为____W.
100
25
3．(2023·广西28题6分)在劳动实践活动中,小明在平直的道路上用推车运送小麦,如图所示.他用60 N的水平推力推着推车,以1 m/s的速度匀速前进了一段距离,所用的时间为5 s.求:
(1)推车通过的路程;
解:由v=可知,推车通过的路程
s=vt=1 m/s×5 s=5 m
答:略.
(2)推车受到的阻力;
解:因为推车在平直道路上匀速行驶,处于平衡状态,所以推力与阻力是一对平衡力,两者大小相等,即f=F=60 N
答:略.
(3)推力做的功.
解:推力做的功W=Fs=60 N×5 m=300 J
答:略.
4．(2022·柳州)一辆汽车在1 000 N的牵引力作用下做匀速直线运动,60 s内行驶了600 m.求这个过程中:
(1)汽车的速度;
解:汽车的速度v===10 m/s
答:略.
(2)汽车牵引力做的功;
解:汽车牵引力做的功
W=Fs=1 000 N×600 m=6×105 J
答:略.
(3)汽车牵引力做功的功率.
解:汽车牵引力的功率
P===10 000 W
答:略.
变式1　 2022年10月20日,央视公开表示一架歼-20赫然与三架攻击-11隐身无人机同框飞行(如图甲所示).攻击-11(如图乙所示)无人机具备高隐身、强突防和精确打击能力,是世界上最先进的无人机之一.它的最大飞行速度为0.9马赫(1马赫=340 m/s),在此速度下巡航时发动机推力为51 200 N,巡航时间可达3.5 h以上.(g=10 N/kg)求:
甲
乙
(1)攻击-11的最大飞行速度为多少千米每小时;
解:v=0.9马赫=0.9×340 m/s=306 m/s=1 101.6 km/h
答:攻击-11的最大飞行速度为1 101.6 km/h.
(2)攻击-11以最大飞行速度巡航3.5 h所做的功;
解:攻击-11以最大飞行速度巡航3.5 h运动的距离
s=vt=1 101.6 km/h×3.5 h=3 855.6 km=3 855 600 m
攻击-11以最大飞行速度巡航3.5 h所做的功
W=Fs=51 200 N×3 855 600 m=197 406 720 000 J
答:攻击-11以最大飞行速度巡航3.5 h所做的功为197 406 720 000 J.
(3)攻击-11以最大速度巡航时的功率.
解:攻击-11以最大速度巡航时的功率
P===Fv=51 200 N×306 m/s=15 667 200 W
答:攻击-11以最大速度巡航时的功率为15 667 200 W.
5．(2022·北部湾经济区)2022年5月31日,我国自主研制的大型两栖飞机——“鲲龙”AG600在广东珠海首飞成功.返航时,飞机在减速下降过程中(　　)
A．动能增大,重力势能减小
B．动能减小,机械能不变
C．动能增大,重力势能增大
D．动能减小,机械能减小
机械能及其相互转化(高频考点,5年5考,多在选择题中考查)
D
6．(2022·百色)北京时间2022年6月5日10时44分,神舟十四号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射.关于飞船在离地加速升空过程中能量的变化,下列说法正确的是(　　)
A．动能增大,势能增大,机械能增大
B．动能增大,势能不变,机械能增大
C．动能增大,势能减小,机械能不变
D．动能减小,势能增大,机械能不变
A
变式2　 如图所示,长征二号F遥十六运载火箭于2023年5月30日在酒泉卫星发射中心点火起飞,顺利将神舟十六号载人飞船送入预定轨道,发射圆满成功.火箭成功点火,燃料的化学能转化为______;火箭加速上升过程中机械能______;进入太空预定轨道后,在轨绕地球飞行过程中其机械能______.(后两空选填“增大”“减小”或“不变”)
内能
增大
不变
7．(多选题)(2022·柳州)如图所示,一只蚂蚁以大小不变的速度沿碗中虚线从A点爬到B点,此过程中蚂蚁的(　　)　
A．动能先变小后不变
B．动能不变
C．重力势能先变小后不变
D．重力势能不变
BC
8．(2021·玉林)熟透的苹果从树上落下的过程中,下列说法正确的是(　　)
A．动能减小,重力势能减小
B．动能增大,重力势能增大
C．动能增大,重力势能减小
D．动能减小,重力势能增大
C
9．(2019·桂林)如图所示,物块在光滑斜面上由静止开始下滑,依次经过a、b两个点,不计空气阻力,比较物块在a、b两点的能量,下列说法正确的是(　　)
A．物块在a点动能大
B．物块在b点动能大
C．物块在b点重力势能大
D．物块在a、b两点的重力势能一样大
B
10．[科学探究](2023·广西24题5分)在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下,将静止在水平面上的木块撞出一段距离,如图所示.
(1)在钢球从斜槽滚下的过程中,钢球的重力势能转化为______.
探究物体的动能跟哪些因素有关(5年2考)
动能
(2)实验表明,钢球质量越大,将木块撞得越远,对木块做功越____.钢球的动能就越____.
(3)在水平面上,被撞出的木块由于受到__________力的作用而停下.假如水平面光滑且足够长,它将做______直线运动.
多
大
阻(摩擦)
匀速
11．(2022·玉林)如图1所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验,将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一木块在水平面向前移动一段距离s后停下.先后完成甲、乙、丙所示的三组实验.
(1)小钢球在滚下斜面的过程中,其动能大小是通过_______(选填“高度h”或“距离s”)大小来反映的.
(2)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时,速度越大,动能越____.
(3)分析比较________两组实验可得,物体速度相同时,质量越大,动能越大.
大
甲、丙
距离s
(4)综合上述可知,如图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高______.
(5)在实验中,若增大水平面的粗糙程度,则木块移动的距离将______(选填“增大”“不变”或“减小”).
图2
减小
速度

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