鄂爾多斯專版2020中考物理復(fù)習(xí)方案第一篇教材梳理第07課時功和機(jī)械能課件

第7課時功和機(jī)械能第一篇教材梳理思維導(dǎo)圖構(gòu)建體系教材梳理夯實基礎(chǔ)1.功

思維導(dǎo)圖構(gòu)建體系教材梳理夯實基礎(chǔ)考點一功、功率及其計算定義

作用在物體上的力,使物體在力的方向上移動一段距離,就說這個力對物體做了功。

做功的兩個必要因素:一是作用在物體上的

;二是物體在

移動了距離

計算

功等于

與

的乘積,公式為W=

,功的單位為焦耳(J),1J=1N·m。

注意:計算功的大小時:①方向要一致:s、F的方向要一致;②時間要一致:F、s要有同時性;③同一物體:F、s必須是針對同一物體來說的常見值

將兩個雞蛋舉高1m做功約為1J;一個中學(xué)生從一樓走上二樓做功約為1500J;將地面上的物理課本撿起來,人對課本做功約為2J力力的方向上力物體在力的方向上移動距離Fs思維導(dǎo)圖構(gòu)建體系教材梳理夯實基礎(chǔ)【點撥】不做功的三種情況(其他情況都做功)示意圖特點

物體在水平方向不受力,因具有慣性而動

物體受力,但靜止

有力有距離,但力的方向與距離的方向垂直舉例

踢出去的足球

推而未動,搬而未起

人提水桶水平前進(jìn),提水桶的力和水桶的重力不做功思維導(dǎo)圖構(gòu)建體系教材梳理夯實基礎(chǔ)2.功率功率

物理意義:表示物體做功的

;比較做功的快慢需考慮兩個要素:一是物體做了多少功;二是物體做功所用的時間

定義:功與做功所用時間之比;

公式:P=

單位:

,簡稱瓦,符號:

;

1W=1J/s,1kW=1000W功率推導(dǎo)公式

由于P=且W=Fs,可推導(dǎo):P=

=

(v為物體在F作用下運動的平均速度)

快慢瓦特WFv思維導(dǎo)圖構(gòu)建體系教材梳理夯實基礎(chǔ)考點二機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化運動質(zhì)量速度

質(zhì)量高度形變思維導(dǎo)圖構(gòu)建體系教材梳理夯實基礎(chǔ)機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化

物體的動能和勢能是可以相互

的。有摩擦阻力時,在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化中,機(jī)械能會

,如圖甲、乙所示,我們稱之為機(jī)械能不守恒。

若不考慮摩擦力等消耗能量的因素,則機(jī)械能的總和

,或者說機(jī)械能是

的。如圖丙所示,衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點向近地點運動時,

減少,

增大,由于沒有空氣阻力,機(jī)械能

轉(zhuǎn)化減少保持不變守恒重力勢能動能不變思維導(dǎo)圖構(gòu)建體系教材梳理夯實基礎(chǔ)【點撥】判斷機(jī)械能是否守恒,注意:(1)對象是整體還是個體;(2)分析關(guān)鍵字,如“不計空氣阻力”“不計摩擦”“光滑”等,說明不考慮機(jī)械能損失的情況。教材圖解1.[2017·鄂州]圖7-1所示生活實例中,力對物體做功的有 (

)圖7-1思維導(dǎo)圖構(gòu)建體系教材梳理夯實基礎(chǔ)A.甲和乙

B.甲和丙

C.乙和丙

D.丙和丁B2.如圖7-2所示,大石頭質(zhì)量為0.6t,起重機(jī)的吊鉤15s將大石頭沿豎直方向勻速提升1m,提升過程中,起重機(jī)提升大石頭做的功為

J,起重機(jī)提升大石頭的功率為

W。若起重機(jī)的吊鉤將大石頭再水平移動2m,則整個過程中起重機(jī)做的總功為

J。(g取10N/kg)

思維導(dǎo)圖構(gòu)建體系教材梳理夯實基礎(chǔ)圖7-26×1032.6×1034×1023.如圖7-3所示,在一個罐子的蓋和底各開兩個小洞,將小鐵塊用細(xì)繩綁在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋兩端穿過小洞用竹簽固定,做好后將它從不太陡的斜面滾下,觀察到的現(xiàn)象是

,產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是

。思維導(dǎo)圖構(gòu)建體系教材梳理夯實基礎(chǔ)圖7-3重力勢能與動能和彈性勢能相互轉(zhuǎn)化罐子從斜面滾下后又返回重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升1.如圖7-4所示,下列說法正確的是 (

)圖7-4A.圖甲中,女孩搬起一個箱子,女孩對箱子做了功B.圖乙中,司機(jī)費了很大的力未能推動汽車,但司機(jī)對汽車做了功C.圖丙中,吊車吊著石塊水平移動一段距離,吊車對石塊做了功D.圖丁中,足球被踢出后在草地上滾動的過程中,運動員對足球做了功探究一功和功率的理解及應(yīng)用A重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升2.如圖7-5所示是某公司研發(fā)的智能服務(wù)機(jī)器人,它具有凈化室內(nèi)空氣、陪伴老人聊天散步等功能。若它在50N的牽引力作用下,以0.5m/s的速度在水平地面勻速直線行駛60s,求:(1)它行駛的路程。(2)此過程中牽引力所做的功。(3)牽引力做功的功率。圖7-5解：（1）行駛的路程s=vt=0.5m/s×60s=30m。重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升2.如圖7-5所示是某公司研發(fā)的智能服務(wù)機(jī)器人,它具有凈化室內(nèi)空氣、陪伴老人聊天散步等功能。若它在50N的牽引力作用下,以0.5m/s的速度在水平地面勻速直線行駛60s,求:(2)此過程中牽引力所做的功。圖7-5（2）牽引力所做的功W=Fs=50N×30m=1500J。重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升2.如圖7-5所示是某公司研發(fā)的智能服務(wù)機(jī)器人,它具有凈化室內(nèi)空氣、陪伴老人聊天散步等功能。若它在50N的牽引力作用下,以0.5m/s的速度在水平地面勻速直線行駛60s,求:(3)牽引力做功的功率。圖7-5重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升3.掃地機(jī)器人是智能家用電器的一種。正逐漸進(jìn)入我們的生活,如圖7-6所示,是一款集自動清掃技術(shù)和人工智能設(shè)計于一體的地面清掃機(jī)器人。小五在室內(nèi)運動場上試用中發(fā)現(xiàn),該機(jī)器人在1min內(nèi)沿直線勻速清掃的距離為18m,若它在運動中所受阻力為105N。求:(1)此機(jī)器人在清掃地面時運動的速度。(2)此過程中機(jī)器人所受牽引力所做的功及功率。圖7-6重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升3.掃地機(jī)器人是智能家用電器的一種。正逐漸進(jìn)入我們的生活,如圖7-6所示,是一款集自動清掃技術(shù)和人工智能設(shè)計于一體的地面清掃機(jī)器人。小五在室內(nèi)運動場上試用中發(fā)現(xiàn),該機(jī)器人在1min內(nèi)沿直線勻速清掃的距離為18m,若它在運動中所受阻力為105N。求:(2)此過程中機(jī)器人所受牽引力所做的功及功率。圖7-6重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升4.如圖7-7甲所示,水平地面上的物體,受到方向不變的推力F的作用,其F-t和v-t的圖像分別如圖乙、丙所示。由圖像可知,0~3s內(nèi),推力對物體做功為

J;t=5s時,物體受到的摩擦力是

N;9~12s內(nèi),推力對物體做功的功率為

W。圖7-70618重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升5.[2018·德州]兩次水平拉動同一物體在同一水平面上做勻速直線運動,兩次物體運動的s-t圖像如圖7-8所示。根據(jù)圖像,下列判斷正確的是(

)A.兩次物體運動的速度v1<v2B.兩次物體所受的拉力F1>F2C.0~6s兩次拉力對物體所做的功W1>W2D.0~6s兩次拉力對物體做功的功率P1<P2圖7-8C重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升6.如圖7-9所示是跳水運動員跳板跳水時的情景,跳板跳水運動有起跳、騰空、落水幾個階段,若不計空氣阻力,從騰空到落水的過程中 (

)A.動能增加,機(jī)械能增加B.重力勢能減小,機(jī)械能減少C.動能先減小后增大,機(jī)械能不變D.重力勢能先減少后增大,機(jī)械能不變探究二機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化圖7-9C重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升7.如圖7-10所示是一種游戲,叫蹦極。游戲者將一根有彈性的繩子一端系在身上,另一端固定在高處,從高處跳下。圖中a點是彈性繩自然下垂時的位置,c點是游戲者所到達(dá)的最低點。對于游戲者由跳臺至最低點的過程中,若不計空氣阻力,則下列說法正確的是 (

)A.游戲者的動能一直在增加B.游戲者減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能C.游戲者通過a點之后,繩子具有彈性勢能D.游戲者到c點時,他的勢能為零圖圖7-10C重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升[解析]在到達(dá)a點之前,游戲者的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,動能逐漸增大;過a點后游戲者的動能先增加后減小,故整個過程中,動能是先增大后減小,故A錯誤。從跳臺至a點的過程中,減小的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能。設(shè)從a點至c點的過程中有一點b,游戲者在b點受到的重力等于其受到的繩子的拉力,故游戲者在該點速度最大,動能最大,所以從a點到b點游戲者減小的重力勢能將轉(zhuǎn)化為自身的動能與繩子的彈性勢能;從b點到c點,游戲者減小的重力勢能和其全部的動能轉(zhuǎn)化成繩子的彈性勢能,故B錯誤。游戲者通過a點后,繩子逐漸被拉長,繩子具有彈性勢能,故C正確。游戲者到c點時由于還具有一定的高度,所以他的勢能(即重力勢能)不為零,故D錯誤。重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升突破一探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)【設(shè)計和進(jìn)行實驗】1.使小球獲得動能的方法:讓小球從同一斜槽的某一高度由靜止?jié)L下。2.實驗方法:①轉(zhuǎn)換法:通過木塊被撞后移動距離的遠(yuǎn)近反映物體動能的大小。②控制變量法:實驗中探究動能與小球質(zhì)量的關(guān)系,必須保持小球到達(dá)水平面的速度相同(方法:使小球從同一斜槽的同一高度由靜止?jié)L下);探究動能與小球速度的關(guān)系,必須保持小球的質(zhì)量相同。重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升【數(shù)據(jù)處理和分析】3.設(shè)計實驗記錄表格(如下表所示),分析可得出:物體的質(zhì)量和物體運動的速度都影響物體動能的大小,且質(zhì)量越大、運動速度越大,動能越大。次數(shù)小球質(zhì)量m/kg小球下落的高度h/cm木塊移動的距離s/cm123…4.超速、超載問題的判斷:超速問題質(zhì)量不變,超載問題速度不變。重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升【交流、反思與評估】5.小球從開始運動到靜止過程中機(jī)械能的變化:在斜槽上運動時,機(jī)械能減少,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能;在水平面上運動時,因為受到摩擦阻力,最后靜止,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。6.水平面絕對光滑不能完成實驗:木塊將一直做勻速直線運動,無法比較木塊移動的距離。重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升例1為了探究物體動能大小與哪些因素有關(guān),同學(xué)們設(shè)計了如圖7-11甲、乙所示實驗裝置進(jìn)行實驗。(1)若要探究動能大小與速度的關(guān)系,應(yīng)選擇圖

(選填“甲”或“乙”)裝置進(jìn)行實驗。木塊在水平面上滑動時,受到水平面的摩擦力

,克服摩擦力做功的功率

。若斜槽光滑,小球從斜槽頂端由靜止?jié)L到斜槽底部的過程中,其機(jī)械能

。(后三空均選填“變大”“不變”或“變小”)

圖7-11不變乙不變變小重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升(2)如果做圖乙②實驗時,木塊被撞后滑出木板掉落,為防止因此造成木塊損壞,需改進(jìn)圖乙②實驗,再與圖乙①實驗對比。在不改變木板長度的情況下,應(yīng)該采用以下方法

。(填選項前字母)

A.換用質(zhì)量更小的小球B.給水平木板鋪上毛巾C.適當(dāng)降低小球的高度D.換用一個較重的木塊C重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升(3)同組小紅發(fā)現(xiàn)木塊被撞擊后移動的距離沒有其他同學(xué)的明顯,認(rèn)為是木塊太重導(dǎo)致滑動摩擦力太大造成的。為了驗證猜想,小紅設(shè)計了如圖7-12所示“探究滑動摩擦力與壓力大小關(guān)系”的實驗,當(dāng)接觸面粗糙程度不變,用彈簧測力計拉動木塊勻速直線運動時,通過多次實驗得到了表一中的相關(guān)數(shù)據(jù),請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)幫她分析得出滑動摩擦力f與壓力F之間的數(shù)量關(guān)系式為

。若探究動能實驗中使用的木塊質(zhì)量確實較大,為確保實驗仍有較明顯的現(xiàn)象,請寫出你的改進(jìn)方法:

。

實驗次數(shù)12345木塊對木板的壓力F/N23456彈簧測力計示數(shù)F示/N0.60.91.21.51.8圖7-12表一增大小球下滾的高度(其他答案合理均可)f

=0.3F重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升(4)小紅通過實驗探究發(fā)現(xiàn)質(zhì)量和速度都是影響動能大小的因素,得出實驗結(jié)論后,又提出了新的問題:物體的質(zhì)量和速度對物體動能的影響一樣大嗎?①小紅查閱了相關(guān)資料,收集了一些物體的動能(如表二所示),結(jié)合生活經(jīng)驗分析表中數(shù)據(jù),你認(rèn)為在“質(zhì)量”和“速度”這兩個因素中,對物體動能影響較大的是

。表二一些物體的動能行走的牛約60J跑百米的運動員約3×102J飛行的步槍子彈約5×108J速度重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升②如圖7-13所示為某段道路的標(biāo)志牌,請結(jié)合所學(xué)知識進(jìn)行解釋,對機(jī)動車限定最高行駛速度,是因為

;對不同車型限定不一樣的最高行駛速度,是因為

。

圖7-13(5)圖7-11中的實驗裝置的水平面如果絕對光滑,還能得出結(jié)論嗎?

,原因是

。

(6)用如圖7-11乙①中的實驗裝置探究阻力對物體運動的影響,必須增加的器材是

。(填選項前字母)

A.傾斜程度不同的斜面B.粗糙程度不同的水平面C.質(zhì)量不同的小球

速度相同時,質(zhì)量越大動能越大質(zhì)量一定時,速度越大動能越大

在光滑水平面上,木塊不能停下來,不能B也就無從比較小球動能的大小了小紅又用如圖7-14所示的實驗裝置做探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)的實驗,她將鋼球從某一高度由靜止釋放,鋼球擺到豎直位置時,撞擊水平木板上的木塊,將木塊撞出一段距離?！嶒炌卣埂ぶ仉y探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升圖7-14實驗次數(shù)鋼球質(zhì)量m/g鋼球下擺高度h/cm木塊滑行距離s/cm1203035240306536030表三重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升(7)本實驗使鋼球獲得動能的操作方法是

。

(8)從表三數(shù)據(jù)可知,實驗中控制了

相同,從而探究動能與

的關(guān)系。

(9)第1次實驗時若不考慮能量損失,鋼球?qū)δ緣K最多可做

J的功。第3次實驗時,木塊被撞后滑出木板無法記錄數(shù)據(jù),需要重做第3次實驗,甲同學(xué)建議換用同樣較長的木板,乙同學(xué)建議換一個較大的木塊,丙同學(xué)建議降低鋼球下擺的高度,你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采用

同學(xué)的建議。(g取10N/kg)

(10)由上述實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可得出結(jié)論:

。

讓鋼球從高處擺下質(zhì)量速度甲0.06速度一定時,質(zhì)量越大,動能越大重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升突破二探究重力勢能的大小與什么因素有關(guān)【設(shè)計和進(jìn)行實驗】1.實驗方法:①轉(zhuǎn)換法:通過沙坑的凹陷程度反映物體重力勢能的大小。②控制變量法:實驗中探究重力勢能與物體質(zhì)量的關(guān)系,必須保持物體高度相同(方法:不同物體從同一高度由靜止落下);探究重力勢能與高度的關(guān)系,必須保持物體的質(zhì)量相同(方法:同一物體從不同高度由靜止落下)。重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升次數(shù)物體質(zhì)量m/g物體下落的高度h/m陷入沙坑的深度s/m1234【數(shù)據(jù)處理和分析】2.設(shè)計實驗記錄表格(如下表所示),分析可得出:物體的質(zhì)量和物體所處的高度都影響物體的重力勢能大小,且質(zhì)量越大、所處高度越大,重力勢能越大。重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升【交流、反思與評估】3.物體下落過程中未接觸沙子時機(jī)械能的變化:考慮空氣阻力的情況下,機(jī)械能減少,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能。接觸沙子后,因為受到摩擦阻力,最后靜止,所以機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。4.計算物體的重力勢能(Ep=mgh)。重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升例2小夏同學(xué)在體育活動中,從鉛球下落陷入沙坑的深度情況受到啟發(fā),并產(chǎn)生了如下猜想。猜想一:物體的重力勢能與物體的質(zhì)量有關(guān);猜想二:物體的重力勢能與物體的下落高度有關(guān);猜想三:物體的重力勢能與物體的運動路徑有關(guān)。為此小夏設(shè)計了如圖7-15所示的實驗:用大小、形狀相同的A、B、C、D四個鉛球分別從距離沙表面某高度處由靜止釋放,其中D球從光滑彎曲管道上端由靜止滑入,最后從管道下端豎直落下(球在光滑管道中運動的能量損失不計)。圖7-15重難探究逐個突破實驗突破素養(yǎng)提升實驗數(shù)據(jù)如表一所示:表一實驗序號鉛球代號鉛球的質(zhì)量/g下落的高度/m陷入沙坑的深度/m①A2000.50.1②B4000.50.25③C20010.2④D20010.2(1)本實驗中,采用的探究問題的方法有

。(寫出一種方法即可)

(2)本實驗中,鉛球的重力勢能大小是通過

來反映的。

控制變量法鉛球陷入沙坑的深度