名师整理最新物理中考专题复习《功和机械能》精品教案.docx
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名师整理最新物理中考专题复习《功和机械能》精品教案
第十一章功和机械能
考点分布
考查频率
考点内容
命题趋势
1.功
★★★★
1.理解机械功和功率的概念,知道做功的过程是能量转化或转移的过程。
2.知道影响动能、势能大小的因素。
3.理解动能和势能以及他们的转化和守恒。
4.能用实例说明机械能和其他形式的能的转化。
本章内容常考:
功、功率计算、影响动能势能的因素、或与机械、机械能及其转化,功和功率常与压强、浮力综合计算,多以选择题、实验计算形式出现,分值约8分。
2.功率
★★★★
3.动能和势能
★★★★
4.机械能及其转化
★★★★
知识点一:
功
1.做功的两个必要因素:
一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上移动距离。
不做功的三种情况:
①有力无距,如一位同学推车未动;②有距无力,如足球离开脚后水平移动;③力距垂直,如提着水桶水平移动。
2.做功公式是W=Fs,在国际单位制中功的单位是焦耳(焦),符号是J。
公式W=Fs中F和s的同体性、同向性和同时性。
3.功的原理:
使用任何机械都不省功。
知识点二:
功率
1.功率:
物体做的功与所用时间的比叫做功率,它是表示做功快慢的物理量。
2.公式P=
,其单位有瓦特(W)、千瓦(kW)。
还可以推导出公式P=
=
=
=Fv,由公式可知:
当功率一定时,减小速度,可以增大牵引力,如汽车上坡要换低速挡等。
3.测功率原理是P=
,需测物理量有物重、上升高度、所用时间。
知识点三:
机械能
1.功和能的关系
(1)一个物体具有能量,可以用来做功,反过来,一个物体能够做功,它就具有能量。
可用做功的多少来衡量物体具有能量的大小。
(2)功是能量转化的量度,做功过程一定伴随能量转化,做了多少功,就有多少能量发生了转化。
(3)具有能的物体只表示物体可以做功,但不一定“正在做功”或“已经做功”。
2.能:
一个物体能够做功,就说这个物体具有能量(能),它是表示物体做功本领大小的物理量,其单位与功的单位相同,也是焦(J)。
3.动能:
物体由于运动而具有的能叫动能,其大小与质量和运动速度有关,一切运动的物体都具有动能。
4.重力势能:
物体由于被举高而具有的能叫重力势能,其大小与质量和被举的高度有关。
5.弹性势能:
物体发生弹性形变而具有的能叫弹性势能,同一物体发生弹性形变越大,具有的弹性势能越大。
6.机械能:
动能和势能统称为机械能。
7.机械能的转化:
动能和势能在一定条件下可以相互转化,若只有动能和势能之间的转化(不计各种阻力),机械能的总量不变,或者说机械能是守恒的。
如考虑阻力的影响,机械能的总量减小。
总机械能守恒(不计能量损失,物体质量不变).
易错点1 在做功的两个必要因素的理解中,误认为沿斜面滚下的长度是物体重力做功时通过的距离。
典例1:
如图所示,将一个重3N的物体匀速拉到斜面顶端,人沿斜面向上的拉力为2N,物体沿斜面移动的距离为0.8m,上升的高度为0.4m,则物体重力做功为J.
【错解】2.4,理由:
克服物体重力所做的功:
W=Gh=3N×0.8m=2.4J。
【析错】
(1)克服物体重力所做的功是有用功,利用W=Gh计算拉力所做的有用功;
(2)使用任何机械都不省功,拉力所做的功是总功,利用W=Fs计算拉力所做的功;机械效率等于有用功与总功的比值.
【正解】1.2,理由:
(1)已知G=3N,h=0.4m,所以克服物体重力所做的功:
W=Gh=3N×0.4m=1.2J。
易错点2 若每层楼高3m,上到四楼误认为上升的高度是12m。
典例2:
(2019•武昌区一模)食物也是一种“燃料”,营养成分在人体细胞里与氧结合,提供细胞组织所需的能量。
从能量转化与守恒角度来说,食物提供的________能会转化为________能和机械能等。
人体摄入的能量(营养师常称之为热量)过多或过少,都有损于健康。
瘦猪肉所含能量约为“6×103J/100g”,一个60kg的中学生,从一楼步行至教学楼4楼(走了3个楼层),每层楼高3m,他克服重力做功________J(g=10N/kg),如果他上楼消耗能量完全来自他食用的瘦猜肉,他至少食用________g瘦猪肉。
【错解】答案为:
化学;内;7200;120。
理由:
从一楼到四楼(走了4个楼层),上楼高度:
h=3m×3=9m,上楼做功:
W=Gh=mgh=60kg×10N/kg×4×3m=7200J;如果他上楼消耗能量完全来自他食用的瘦猪肉,则瘦猪肉提供的能量:
E=W=7200J,
瘦猪肉所含能量为6×103J/100g=60J/g,他需要食用瘦猪肉的质量:
。
【析错】
(1)判断能量的转化,我们主要看它要消耗什么能量,得到什么能量,总是消耗的能量转化为得到的能量;
(2)根据W=Gh=mgh求出他克服重力做的功,然后根据瘦猪肉所含能量约为“6×103J/100g”求出需要瘦猪肉的质量。
【正解】答案为:
化学;内;5400;90。
理由:
(1)食物所提供的化学能可以转化为人体需要的内能和机械能等;
(2)从一楼步行至教学楼4楼时(走了3个楼层),克服重力做的功:
W=Gh=mgh=60kg×10N/kg×3×3m=5400J;如果他上楼消耗能量完全来自他食用的瘦猪肉,则瘦猪肉提供的能量:
E=W=5400J,
瘦猪肉所含能量为6×103J/100g=60J/g,他需要食用瘦猪肉的质量:
。
易错点3 误认为做功多的机械功率一定大。
典例3:
(2019春•建瓯市校级月考)下列关于功率的说法正确的是( )
A.功率越大,物体做功越多B.功率越大,物体做功时间越短
C.功率越大,物体做功时间越长D.功率越大,物体做功越快
【错解】选A,理由:
做功多的机械,功率一定大。
【析错】物体在单位时间所做的功叫功率,是描述物体做功快慢的物理量。
物体做功的多少与功率大小和做功时间都有关系。
【正解】选D,理由:
A、做功的多少与功率大小和做功时间都有关系,功率越大,物体做功不一定越多,故A错误;BC、不知道做功的多少,功率越大,物体做功时间不一定越短,也不一定越长,故BC错误;D、功率是描述物体做功快慢的物理量,功率越大,表示物体做功越快,故D正确。
故选:
D。
易错点4在分析动能和势能变化时,往往容易忽略质量的变化。
典例4:
(2019•金水区校级模拟)在党的十九大以后,中国空军开始了“飞没有飞过的航线,到没有到过的区域”的远离陌生区域的作战训练,如图所示,是在一次训练中,空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油,则空中加油机的( )
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.动能减小,势能减小,机械能减小D..动能增加,势能增加,机械能增加
【错解】选A,理由:
空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油,则空中加油机质量不变,速度不变,高度不变,动能不变,重力势能不变.
【析错】动能大小的影响因素:
质量、速度.质量越大,速度越大,动能越大.
(2)重力势能大小的影响因素:
质量、被举得高度.质量越大,高度越高,重力势能越大.
【正解】选C,理由:
加油机仍以原来的高度和速度匀速飞行,给战斗机加油过程中,由于加油机的油量减少,质量减少,所以加油机的动能减小;加油机的质量减小,高度不变,其重力势能减小;机械能等于动能与势能的总和,加油机没有发生弹性形变,不考虑弹性势能;加油机的动能减小,重力势能减小,则机械能减小。
故C正确。
故选:
C。
易错点6 在蹦极现象,误认为橡皮绳只要伸长,人的动能一定减小。
典例6:
(2019•芜湖二模)如图所示情景是一种蹦极游戏,游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在高处,从高处跳下。
图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置,b点是游戏者所到达的最低点。
对于游戏者离开跳台到最低点的过程中,下列说法错误的是( )
A.游戏者的动能一直在增加B.游戏者的重力势能一直在减少
C.游戏者通过a点之后,绳子具有弹性势能D.游戏者到b点时,他的动能为零
【错解】选B,理由:
橡皮绳伸长,人的动能一定减小,人的重力势能增加.
【析错】从游戏者的动能和重力势能大小的影响因素考虑,从弹性绳的弹性势能考虑。
动能大小的影响因素:
质量和速度,质量不变时,速度越大,动能越大。
重力势能大小的影响因素:
质量和高度,质量不变时,高度越小,重力势能越小。
弹性势能大小的影响因素:
弹性形变的大小,发生弹性形变的难易程度。
形变越大,越难,弹性势能越大。
【正解】选A,理由:
A、游戏者从最高点到a时,重力势能转化为动能,重力势能越来越小,动能越来越大。
从a点到c点的过程中,上段受到向下的合力改变物体的运动状态,速度越来越快,动能越来越大;下段受到向上的合力改变物体的运动状态,速度越来越慢,动能越来越小,最低点时速度为零。
所以整个过程中,游戏者的动能先增大后减小,最后动能为零。
故A错误。
B、游戏者在下落的过程中,质量不变,高度不断减小,重力势能不断减小。
故B正确。
C、游戏者通过a点后,绳子逐渐被拉长,具有弹性势能,故C说法正确。
D、游戏者到达最低点时,速度为零,则动能为零。
故D正确。
故选:
A。
易错点6 不注意题目条件,误认为机械能转化过程中机械能的总量总是不变的。
典例6:
(2019•安徽模拟)如图所示为游乐园里的过山车,下列说法正确的是( )
A.过山车运动的整个过程中机械能守恒B.过山车在下滑的过程中动能转化为重力势能
C.过山车冲上坡时,动能、重力势能均增大D.过山车运动到最低点时动能最大
【错解】选A,理由:
机械能转化过程中机械能的总量总是不变的,A说法正确。
【析错】机械能是指动能和重力势能的和,动能与物体的速度有关,重力势能与物体的高度有关。
【正解】D,理由:
A、由于过山车与轨道间有摩擦,需要克服摩擦力做功,故机械能不守恒,故A错误;B、过山车在下滑的过程中重力势能转化为动能,故B错误;C、过山车冲上坡时动能减小,重力势能增大,故C错误;D、过山车运动到最低点时,重力势能最小,动能最大,故D正确。
故选:
D。
知识点一:
功
典例1:
(2019•株洲)在篮球比赛中,运动员对篮球没有做功的过程是( )
A.运球B.扣篮C.擦板D.跳投
【考查方向】力是否做功的判断.
【名师点睛】本题要抓住做功的两个必要因素:
作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可.
【答案】C
【解析】擦板是运动员将篮球投出后,利用篮板改变篮球的运动方向;在擦板时,球已经离开了手,运动员对篮球没有力的作用,所以运动员对篮球没有做功;
而运球、扣篮、跳投时,运动员对篮球均有力的作用,且篮球沿力的方向移动了距离,运动员都对篮球做了功,故C符合题意,ABD不符合题意;故选:
C。
典例2:
(2019•长沙)下列关于功的说法正确的是( )
A.小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对汽车做了功
B.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功
C.足球在水平地面上滚动一段距离时,重力对足球做了功
D.举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃做了功
【考查方向】力是否做功的判断.
【名师点睛】做功的两个必要因素:
作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致);二者缺一不可。
【答案】D
【解析】A、用力推发生故障的汽车而未推动时,只有力没有距离;故推力对汽车没有做功;故A错误;B、吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,拉力方向竖直向上,移动距离的方向水平向前;两个方向相互垂直,故吊车的拉力对重物没有做功;故B错误;C、足球在水平地面上滚动一段距离时,移动距离的方向水平向前,重力的方向竖直向下;两个方向相互垂直,故重力对足球没有做功;故C错误;D、运动员从地面将杠铃举起的过程中,力的方向竖直向上,移
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