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文檔簡介
第十一章功和機械能
一、考點知識梳理
(-)功
1、力學上的功
(1)如果一個力作用在物體上,物體在這個力的方向上移動了一段距離,就說這個力對
物體做了功。
(2)做功的兩個必要因素是作用在物體上的力和物體在力的方向上通過的距離。判斷一
個力是否做了功,必須同時滿足功的兩個必要的條件,缺一不可,否則就沒有做功。
注意:在下列三種情況下,力對物體沒有做功:
(D物體沒有受到力的作用,但因為慣性通過一段距離,也就沒有力做功;
(2)物體受到力的作用,但沒有移動距離,也就不可能在力的方向上通過距離,力對物
體不做功:
(3)物體受到了力的作用,同時也運動了一段路程,但在力的方向上沒有通過距離,這
個力也就沒有對物體做功。
2、功的計算
(1)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。
(2)功的計算公式為也,其中W表示功,單位是焦耳;F表示力,單位牛頓;s表示
沿力的方向移動的距離,單位是米。
注意:應用功的計算公式W=Fs進行計算時,必須注意以下幾點:
(1)要明確是哪個力對哪個物體做功,或者是哪個施力物體對哪個受力物體做功。
(2)公式中的F是作用在物體上的力,公式中的s是物體在力的作用下“在力的方向上
通過的距離”,即注意“F”和“s”的同體性和同向性,否則在計算功時容易出現(xiàn)錯誤。
(3)W=Fs中的F是使物體沿著F方向移動s距離過程中始終作用在物體上的力,其大小
和方向是不變的。
練習:用70N的力踢一只重10N的皮球,皮球向前沿水平地面滾動20m,則腳對皮球做
的功是
注意:判斷力是否對物體做功時,關鍵是看力是否對物體產生了“效果”,如物體的一
定狀態(tài)是否在力的作用下改變的,物體的形狀是否由于此力發(fā)生了改變,如用力使彈簧片發(fā)
生了彎折等。只要力對物體產生了效果,則此力便對物體做了功。
(二)功率
1、功率的概念
(1)要比較物體做功的快慢,必須考慮的兩個因素是做功的多少和時間。
(2)功率是表示物體做功的快慢的物理量,把物體單位時間內所做的功叫做功率。
注意:在物理學中,這種給功率下定義的方法叫做比值法。在我們物理學中很多物理量
的定義是采用了這種方法,如我們已經學過的速度、密度、壓強等的定義,這種定義方法直
觀、明了,很容易寫出其數(shù)學表達式。
2、功率的計算
(1)功率的計算公式為P=巴W,其他P表示功率,單位是瓦技;w表示做功的多少,單
位是焦耳;t表示時間,單位是救。
w
注意:由公式可t知,做功的快慢與做功的多少是不同的。做的功多,做功不一
定快,即功率不一定大,因為這個功可能在較長的時間內完成。要比較功率的大小,必須同
時考慮兩個因素:做功的多少和完成這些功所用的時間。做功相同時,所用時間少的功率大;
相同的時間內,做功多的其功率大。
w
當物體在力的作用下,以速度v勻速運動時,公式P可變形為
wFsFvt
P=-=—=—=Fv,即功率等于力與力的方向上運動速度的乘積。當物體的功率一
ttt
定時,其一定速度的大小與其牽引力的大小成反比。利用這知識可以知道:汽車在上坡時,
當功率一定時,減慢速度是為了增大牽引力,這有利于上坡。
(2)功率的主單位是瓦特,簡稱瓦(W),常用的單位還有kW、MW。在車輛中,常用“馬
力”來表示汽車的發(fā)動機功率的大小。
單位之間的換算關系是:1皿=10比1取=10加,1馬力=735W。
(3)功率與機械效率的區(qū)別
功率和機械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢,即單位時間內完成的功;機
械效率表示機械做功的效率,即所做的總功中有多大比例的有用功。
練習:小明用200N的水平推力推動重為300N的箱子,是箱子在水平地面上10s內勻速
前進了0.5m,在這個過程中,小明對箱子做的功是迦J,功率是"W。
注意:有關功和功率的計算時,要明確作用在物體上的力與物體在力的方向上移動的距
離,既要選對力,又要找正確距離,不能張冠李戴。
2
(三)動能和勢能
1、動能
(1)物體能夠對外做功,我們就說這個物體具有能量,簡稱能,單位為焦耳,用字母』
表示。一個物體能夠做的功越多,表示這個物體的能量越大。
注意:要注意對“物體能夠做功就是具有能量”這句話的理解,能夠做功并非一定正在
做功,由于所處的環(huán)境不同,它可能正在做功,也可能目前沒有做功。
(2)物體由于運動而具有的能叫做動能,其大小因素與質量和速度有關。
注意:凡是運動的物體都具有動能,物體的動能與物體的質量和速度有關,質量越大,
速度越大,物體具有的動能就越大。在比較動能大小時,必須同時考慮到物體的質量和速度
的大小。
練習:質量較大的飛機與質量較小的遠程導彈,若它們的動能相等,那么速度大的是導
理。
注意:物體動能山質量和速度共同決定,所以比較動能時.,對于不同的物體來說,要同
時比較它們的速度和質量,如果速度相同,質量大的物體動能大;若質量相同,速度大的物
體動能大。而時于同物體,只須要比較其速度即可。
2、勢能
(1)物體由于被舉高或發(fā)生彈性形變時具有的能叫勢能。前者叫重力勢能,后者叫彈性
勢能。
(2)重力勢能的大小與高度、質量有關,質量相同的物體,高度越大,重力勢能越大;
高度相同的物體,質量越大,它的重力勢能也越大。
彈性勢能的大小與形變的大小有關,物體的彈性形變越大,彈性勢能越大。
注意:通過木樁打入沙中的深度,直觀地將高處所具有的重力勢能的大小顯現(xiàn)出來。木
樁被打入沙中的深度越深,說明重物對木樁做功越多,重物的重力勢能越大。這是利用了轉
換法。
練習:飛行的子彈能擊穿靶子是因為子彈具有動能;流水能推動竹排是山于流水就有動
能;滑雪運動員能從高處滑下來是由于運動員具有重力勢能;拉彎的弓箭能將箭射出是由于
拉彎的弓具有彈性勢能。
(四)機械能及其轉化
1、機械能及其轉化
(1)機械能是動能和勢能的統(tǒng)稱。勢能包括重力勢能和彈性勢能。
3
(2)物體具有機械能的總量等于動能、勢能兩種能量之和。
(3)動能和勢能可以相互轉化。如果只有動能和勢能相互轉化,機械能的總和保持不變,
或者說,機械能是守恒的。
注意:人造地球衛(wèi)星的運動,近地點動能(速度)最大,勢能最小,遠地點勢能最大,動
能(速度)最小。近地點向遠地點一定時,動能轉化為勢能,遠地點向近地點一定,勢能轉化
為動能,整個過程機械能守恒。
滾擺上升和下落過程中,如果不計空氣阻力,機械能守恒。上升時動能轉化為重力勢能,
下降時重力勢能轉化為動能。最低點速度最大,動能最大,重力勢能最小;最高點重力勢能
最大,動能最小。若考慮空氣阻力,滾擺每次上升的高度減小,機械能轉化為內能,機械能
減小。
練習:跳水運動員騰空跳起向上運動后再向下落入水中,若不計空氣阻力,則運動員的
重力勢能先增大,后減小,運動員的機械能不變。(填“增大”、“減小”或“不變”)
注意:物體的動能和重力勢能的大小分別山兩個因素決定,在質量一定時,其動能大小
由速度決定,重力勢能大小由高度決定,抓住不變的量,分析另?個量的變化情況。
2、水能和風能的利用
(1)空氣在流動過程中具有的機械能叫做風能;流動的水具有動能,高處的水具有勢能,
水所具有的機械能統(tǒng)稱水能。
(2)水力發(fā)電站和風力發(fā)電站可以將機械能轉化為電能。
(3)水電站的工作原理:
利用高處的水落下時把重力勢能轉化為動能,水的一部分動能轉移到水輪機,利用水輪
機帶動發(fā)電機把機械能轉化為電能。
(4)水電站修筑攔河大壩的目的:
為了提高水位,增大水的重力勢能,那么水下落時能轉化為更多的動能,通過發(fā)電機就
能轉化為更多的電能。
二、重點難點解讀
例1.(2014?畢節(jié)市)用彈簧測力計水平拉著重8N的木塊,在水平長木板上2秒鐘內
勻速移動了0.5m,如圖所示,木塊受到的摩擦力是—N,木塊所受重力做功—J,彈簧秤
拉力拉木塊所做功的功率是—W.
4
答案:2.4;0;0.6
解析:(1)由圖可知,拉力12M丁才次;做勺速1線運動,,f=P=2.4N;
(2)由于木塊水平移動,在重力的一,向上沒有移‘二,」嗎,所以重力做功為0;
(3)拉力做功:W=Fs=2.4NX0.5m「二八|]故功功率?,==工2匕0.6口.
2S
考點:彈簧測力計的使用與讀數(shù);一的計算;己率的計算.
例2:(2014?蘭州)下列有關力學知識的說法中正確的是()
A.用漿向后劃水,船就會向前運動,利用了力的作用是相互的
B.做勻速直線運動的物體,速度越大,受到的力也就越大
C.電梯勻速上升的過程中,電梯對人的支持力不做功
D.踢出去的足球,能繼續(xù)向前滾動,是因為足球受到了慣性的作用
答案:A
解析:A、用槳向后劃船,由于物體間力的住用是相尸的,水前二施加向前的反作用力,于是船就會向前運
動,故A正確;
B、因為勻速直線運動的定義就是方向不文謔度大小不變的運動,速度為一定值,與所受到的力無關,
故B錯誤;
C、電梯對人有向上的力,并且向上移動了距一.二C錯誤;
D、踢出去的足球,由于慣性,仍保持原來公運動狀態(tài)向前運動而不是受到慣性,故D錯誤.
故選:A.
考點:力作用的相互性;句速直線運或;慣性現(xiàn)笈;力是否做功的判斷.
例3:(2014?泉州)如圖所示為我國首輛“玉兔號”月球車.登月前,在水平地面上進行了
測試,月球車勻速直線行駛180m用時60min,若車的質量為140kg,受到地面的摩擦阻力為
500N,網狀輪子與地面接觸的總面積為0.02m2.求:
(1)月球車受到的重力;
5
(2)月球車對水平地面的壓強;
(3)月球車在測試過程中的功率.
答案:(1)月球車受到的重力是1372N;
(2)月球車對水平地面的壓弓雖為6.86X::ra;
(3)月球車在測試過程中的功率為25W.
解析:已知:時間t=60min=3600s,距離s=18「?.:上運m=140kg-H力f=500N,接觸面積S=0.02m;.
求:(1)月球車受到的重力G=?;(2)月球車葉水平地面的周雖p=??(3)月球車在測試過程中的功率P=?
解:⑴月球車受到的重力G=mg=140kgX9.8N/kg=1372N:
(2)月球車對地面的兀刀XG=1〃2N,
月球車對水平地面的壓強>_=W77、6.86\10'Pa;
0.02m2
(3)克服摩瘵力做的功”-ts=5OONXl:..『gxioj,
月球車在測試過程中的功率;…二出425時
3600s
考點:壓強的大小及其+再;重力妁不售;功汽的計算
例4:(2014?黔東南州)如圖所示,已知人造地球衛(wèi)星繞地球運行的軌道是橢圓形的,有
一近地點和遠地點,下面關于衛(wèi)星的說法正確的是()
A.當衛(wèi)星從遠地點向近地點運動時,速度變大
B.當衛(wèi)星從近地點向遠地點運動時,速度變大
C.當衛(wèi)星在遠地點時,動能最大,重力勢能最小
D.當衛(wèi)星在近地點時,動能最小,重力勢能最大
6
答案:A
解析:物體由于運動而具有的能叫做動能,動能大小與質量和速度有關;物體由于被舉高而具有的能叫敝
重力勢能,重力勢能與物體的質量和高度有天.
衛(wèi)星在太空中飛行時,在近地點,速度最大?小能達到最氣亡刀勢能達到最??;在遠地點時,速度最小,
動能最小,重力勢能最大.
故選A.
考點:動能和勢能的大小變化
三、鞏固練習熱身:
1.(2014?玉林)一個大人和一個小孩分別將5塊完全相同的磚運到二樓,如圖所示,這個
過程中,下列說法正確的是()
京乂我淞我!紅3袋
Ah?一
八.
A.大人對磚做的功比小孩對磚做的功多
B.大人對石專做的功比小孩對磚做的功少
C.大人對磚做功的功率一定比小孩對質做功的功率大
D.大人對磚做功的功率一定比小孩對磚做功的功率小
答案:C
解析:根據(jù)題意可知大人和小孩運法時的刀相同,貸時的高度相同,根據(jù)公式歸Fs可知,大人和一個小孩
對債所做的功相同;
大人運徒用時10s,小孩運能用時35s,根褥<式尸=匕尸.;穴人對傳做功的功率一定比小孩對錢做功的
功率大.
故選C.
考點:功的大小比較;功率大小的比較
2.(2014?宜昌)下列關于功率的說法正確的是()
A.功率大的機器做的功一定多B.功率大的機器做功時間一定短
C.功率大的機器做功一定快D.功率大的機器機械效率一定高
7
答案:c
解析:物體在單位時間完成的功叫功率,功堂是學科即描述物體化功快慢的物理量,等于功和敝功時間的
比值;功率和機械效率沒有必然的聯(lián)系.
A、功率等于功和做功時間的比值,做功時間彳確定,功率大小不確定.此選項錯誤;
B、功率等于功和做功時間的比值,時間短功多少不通…,功率大小不確定.此選項錯誤;
C、功率是比較物體做功快慢的物理量,做功產MW功率大.產五項正確;
D、功率和機械效率之間沒有關系.此選項鏤、吳.
故選C.
考點:功率的概念
3.(2014?常德)下列物體在運動過程中,動能轉化為勢能的是()
A.汽車沿斜坡向下運動B.汽車在水平公路上勻速行駛
C.投籃時,籃球向下運動過程中D.蕩秋千時,秋千上升過程中
答案:D
解析:A、汽車沿斜坡向下運動時,高度降低,重力勢能減少:二度加快,動能噌大;所以是重力勢能轉化
為動能.
B、汽車在水平路面上勺速行駛的過程,速度不動能不變;高度不變,重力勢能不變;
C、投籃時,籃球向下運動過程中,速度噌大,動能噌大;高度減小加,重力勢能夠小,重力勢能轉化成動
能;
D、蕩秋千時,秋千上升過程中,速度減小?功能減小,此:?名度噌大,重力勢能增大;動能轉化為重力勢
能;
故選D.
考點:機械能及其轉化
4.(2014?郴州)從飛機空投的救災物資在下落過程中,逐漸減小的物理量是()
A.重力勢能B.動能C.重力D.質量
8
答案:A
解析:重力勢能大小的葡響因素:質量和高度.質運越大,高度越高,重力勢能越大.動能大小的影響因
素:質量和速度.質量越大,速度越大,乃工越大.巴圭是物仁壽身的一種屬性,不隨位置、.形狀、狀態(tài)
的變化而變化.重力跟質量成正比.
A、救災物資下落過程中,質量不變,高度減小,重力勢能濫〃符合題意.
B、救災物資下落過程中,質量不變,速度噌大,動第二不符合題意.
C、重力跟質量成正比,質量不變,重力不變.高合題意.
D、質量是物體本身的一種屬性,位置變化,質量不變,不符合臚
故選A.
考點:勢能的影響因素
5.(2014?懷化)下列物體具有彈性勢能的是()
A.在水平公路上行駛的小轎車B.懸掛在天花板上的電燈
C.被拉開的彈弓D.在空中飛行的飛機
答案:C
解析:物體由于發(fā)生彈性形變而同匯的能,口”卜彈性勢危.
A、在水平公路上行駛的小轎車,只具有力能,'"百發(fā)生岬上形變,因此沒有彈性勢能;
B、懸掛在天花板上的電燈,具有一定高度,具有重力時上,沒有彈性勢能;
C、被拉開的彈弓,發(fā)生了彈性形變,具有彈妙.:匕
D、在空中飛行的飛機具有動能和重力勢j.,沒有彈性勢能.
故選C.
考點:能;動能和勢能的概念
6.(2014?廣西)下列圖形是體育運動的瞬間,其中運用物理知識分析正確的是()
9
A.
體操運動員在手上涂防滑粉是為了誠少摩擦
舉重運動員舉著杠部原她不動,他對杠鈴做了功
拉彎的弓將箭射出,工弓的彈性勢能轉化千篇的動能
跳高運動員將竿壓彎,說明力可以改變物體的運動狀態(tài)
答案:C
解析:A、體操運動員在手上涂防滑粉是為了在壓力一審時,噌大二觸面的粗糙程度、噌大摩瘵力,所以該
選項不正確;
B、舉重運動員舉著杠鈴原地不動,在力的句上沒有移動距離,所以他對杠鈴沒有做功,故該選項不正確;
C、當運動員將弓拉開時,弓發(fā)生了彈性形力,噌加了松片丁.當人松手后,弦對箭做功消耗彈性勢能,箭
的速度增加,即噌加了動能,故該選項正確;
D、跳高運動員將竿壓彎,說明力改變了物體與形狀,而入是運動狀有,所以該選項錯誤.
故選C.
考點:噌大或減小摩爆的方法;力的作用,叔果;力二否做功的切斷;動能和勢能的轉化與守恒.
7.(2014?邵陽)如圖,跳傘運動員在空中勻速直線下降的過程中,下列說法正確的是()
10
A.人和傘的總重力大于空氣的阻力B.人和傘的總重力等于空氣的阻力
C.人和傘的重力勢能在增大D.人和傘的動能在減小
答案:B
解析:因為跳傘運動員做勻速直線運動,卑重力死阻力作用,并且受力平衡,即受到的重力與阻力是一
對平衡力,所以重力等于阻力,故選項A錯誤,選項B正玲
跳傘運動員在空中勻速下落時,質量不受,高度豺小?;」、,重力勢能越來越小,故選項C錯誤;
跳傘運動員在空中勺速下落時,質量不變,立生不變,動能不變,故選項C錯誤.
考點:力與運動的關系;動能和勢能的六小變化
8.(2014?婁底)如圖所示,小球從距離地面-定高度的。點沿x軸豎直落下,不計空氣阻
力,圖象表示小球某種形式的能量E隨下落高度x的變化情況.E可能表示小球的()
A.動能B.內能C.機械能D.重力勢能
答案:A
解析:動能大小的影響因素:質量、速度.質量越速度越大,動能越大.重力勢能大小的葡響因素:
質量、被舉得高度.質量越大,高度越高堇力勢靜」大.機〃能=動能+勢能.物體沒有發(fā)生彈性形變時,
不考慮彈性勢能.
如圖,橫坐標代表的是能量,縱坐標代表的學科砥物體下降的二鹿.據(jù)圖能看出隨著高度的減小,能量的
形式是增加的,
A、物體下落時質量保持不變,速度變快,故不小攵大,故符合題意;
B、由于不計空氣的阻力,所以在小球下降遼程中,滬二內機械能匕以失,故內能不變,故不符合題意;
C、由于不計空氣的阻力,所以在小球下降過?中,沒有力械能的洋大,機械能不變,故不符合題意;
D、物體下落時質量保持不變,高度變小,故重力勢能變小,故不符合題意;
故選A.
11
考點:動能和勢能的大小變化
9.(2014?佛山)如圖所示,小宇從公園里的滑梯上滑下,在滑下的過程中,卜列說法正確
的是()
A.人與滑梯接觸部位感到好燙,是因為太陽把滑梯曬熱了
B.由于慣性,當他滑到滑梯底部時難以立即停下來
C.人受到的重力與摩擦力是一對平衡力
D.人的重力勢能變小,但總的機械能不變
答案:B
解析:A、小宇從滑梯上滑下,臀部和滑梯之間存在摩除.克服摩咚做功,機械能轉化為內能,臀部內能噌
加,溫度升高,有灼熱的感覺,不是因為太陽把滑梯曬熱了,故A錯誤.
B、小宇原來是運動的,當他滑到滑梯底,H,由于慣性仍保持原來的運動狀態(tài),所以難以立即停下
來,故B正確.
C、人受到的重力與滑梯對他的支持力是一對甲七,「次C錯誤.
D、小孩從滑梯上自由滑下的過程中,克服摩嚓成功,部分機械能轉化成了內能,機械能變小,故D錯誤.
故選B.
考點:慣性;平衡力的辨別;動能和勢樊力轉化與、恒.
10.(2014?梅州)如圖所示是投擲鉛球的場景.下列說法中不正確的是()
C~、、.
'.a.a
A.鉛球離開手后能繼續(xù)運動是因為具有慣性
B.鉛球在空中下落過程中重力勢能不斷增大
C.鉛球在空中運動時.運動狀態(tài)不斷改變
D.鉛球在地上越滾越慢.是因為受到了摩擦阻力的作用
答案:B
12
解析:鉛球被投擲出去,由于推力的作田不靜止/3/一個、度,開始運動,當鉛球離開人手后就不再受
力的作用,但由于鉛球具有慣性,要保持原力;的運小,晨態(tài)不變所以鉛球在空中會繼續(xù)運動.
鉛球下落的過程中,質量不變,高度減小、速度噌大,故將聲力勢能不斷減小,動能常大.
鉛球在空中運動時.運動狀態(tài)不斷改變,落在地上廣/為受到了摩擦阻力的作用越滾越慢,最終停下來.
綜上分析,ACD正確,E錯誤.
考點:慣性;物體運動狀態(tài)變化的原因動能和勢端的大小變,二
11.(2014?蘭州)如圖所示,在鍵子被踢出后豎直.上升的過程中,它的動能—,重力勢能
(選填“增大”、“減小”或“不變”).
答案:減小,噌大
解析:物體由于運動而具有的能叫做動能,影響動能大小的因素是質量和速度;物體由于被舉高而具有的
能叫做重力勢能,影響重力勢能大小的因工是質量和聲工.
健子被蹋出后豎直上升的過程中,質量不變,,左.小,因此k工減小;高度增大,因此重力勢能噌大.
考點:動能和勢能的大小變化
12.(2014?柳州)在自行車和汽車這兩種交通工具中,山熱機提供動力的是.騎自行
車溜坡,速度會越來越快,是因為其勢能在減小,動能在.
答案:汽車;噌大
解析:(1)熱機的工作原理:將燃料的內產入化為枷鼠造.
燃料直接在發(fā)動機汽缸內燃燒產生動力的熱機印?做內燃機,汽車的,力機械就是內燃機中的汽油機;
(2)動能的決定因素有兩個:質量和速度.質量越大,速度越物體的動能越大.重力勢能的決定因素
有兩個:質量和舉高的高度.質量越大,工度越高,物<"全力勢能越大.
自行車在下坡過程中,質量不變,高度減小,a,其重力勢能夠,、;質量不變,速度變大,所以其動能變
大.
考點:熱機;動能和勢能的大小變化
13.(2014?蘭州)如圖所示是“探究物體動能的大小與如此因素有關”的實驗裝置.
13
(1)該實驗利用了轉換法,通過觀察—來判斷(選填“小球”或“木塊”)動能的
大??;
(2)讓同一小球從斜面的不同高度由靜止?jié)L下,推動木塊做功.目的是為了探究動能的大
小與—的關系;
(3)換用質量不同的小球,使它們從斜面的—(選填“相同”或“不同”)高度由靜止
滾下,推動木塊做功,目的是為了探究動能的大小與的關系.
答案:(1)木塊移動的距離;小球;(2)速度;(3)相同;質量
解析:(1)實驗中,通過小球推動木塊運動距離的大小來反映小球動能的大??;
(2)實驗表明動能的大小與物體的速度和學科隨質量有關;若探究速度對動能的登響,應使小球的質量相
同,速度不同,所以需使同一小球的小車從燈面的不同高號止滑下;
(3)若探究質量對動能的影響,應使小球的誣仁乙匚質量不同所以需使質量不相同的小球從斜面的同
高度由靜止滑下.
考點:探究隨響物體動能大小的因素
14.(2014?漳州)在探究“動能大小跟哪些因素有關”的實驗中,課本“加油站”指出,“小
球在光滑斜面上由靜止開始下滑,到達斜面底端的速度只與起點的高度有關,起點越高,到
達底端的速度越大.”請你從能量轉化的角度解釋其中的道理.
答案:同一小球,高度越高,重力勢能拈八,小球屋斜面上門I。,重力勢能轉化為動能,重力勢能越大,
到達斜面底端的動能就越大;動能與速度和里量有芳質量不E>J,當動能越大,速度就越大.
解析:整個過程中重力勢能轉化為動能,機械能守恒.同一"速,高度越高,重力勢能越大;小球從斜面
上滑下,重力勢能轉化為動能,重力勢能越大,到"」':工底端的動能就越大;動能與速度和質量有關,質
里不變時,當動能越大,速度就越大.
考點:探究影響物體動能大小的因素
15.(2014?廈門)如圖1所示,水平地面上有一塊密度O.SXIO'kg/m)高1.2m的長方體木
塊.小林用水平推力F把木塊向前推動,此過程中,推力F和木塊前進的速度v的大小隨時
間t的變化情況分別如圖2
甲、乙所示.求:
14
至1至2
(1)木塊靜止時對地面的壓強;
(2)在3-5s內,推力對木塊所做的功;
(3)請在圖2丙中,畫出0-6s內木塊所受的摩擦力f隨時間t變化的圖線.
答案:(1)木塊靜止時對地面的壓強為6000Pa;
(2)在3-5s內,推力對木塊所做的功為400J,
(3)如圖所示:
解析:(1)??.木塊是長方體,放在水平地面時?
..?由p=£=£=娛回絲pgh可知:
5sss
::
對水平地面的壓強p=Pgh=O.5X10kg/mX1.2mx10N/kg=6n00Pas
(2)由圖??芍?-5s內的運動速度V:=1A/S.推力F:=200N,
由v=可得,在3-5s內移動的距離為:s:=v:,.-lm/sX2s=c
推力做功:W=F:s:=200NX2m=400J;
(3)由圖丙可知,用200N的水平推力能庾木年習速前進電?我此時木笆所受的摩爆力和推力是水平方向上
的一對平衡力,摩爆力等于推力等于200N.
木箱在1?3s內做加速運動,受到的摩瘵力內滑動摩擦力,滑動摩瘵力與推力大小無關,物體間接觸面與
物體間壓力不變,物體受到的滑動摩爆力不變,則1s?3s木箱受到的摩瘵力大小為200N.
在0?1s內物體沒有移動,處于靜止狀態(tài),摩瘵力與推力相平衡,即此時摩擦力為100N,圖冢如下圖:
考點:壓強的大小及其計算;力與圖冢的結合;功的計算.
四、中考預測展望:
15
L校車安全備受社會關注,國家出臺了《校車安全管理條例》.每位同學上車后都要養(yǎng)成系
扎安全帶的習慣,這是為了防止在校車行駛的過程中突然剎車時山于—造成的傷害;當校
車在剎車過程中,其動能(選填“增大”、“減小”或“不變”);每輛校車上都配備
有緊急逃生錘,遇到突發(fā)緊急情況時,學生可用逃生錘打破玻璃安全逃生,為了更容易打破
玻璃,應選擇圖中—(選填字母).
答案:慣性;誠??;C
解析:(1)系安全帶是為了防止在校車行映的過程中X然剎在'由于慣性造成的傷害;
(2)當校車在剎車過程中,質量不變,速度變小,則動能夠‘:
(3)當壓力一定時,力的作用面積越??;其作用學工、覆果越明顯,因此,從圖上看,C圖的作用面積是
最小的,故只有C符合題意.
考點:慣性;動能;噌大壓強的方法及工也用
2.(2014?咸寧)在自由下落過程中物體運動速度會越來越快.一個物體由A點自由下落,
相繼經過B、C兩點,已知AB=BC,如圖所示,物體在AB段重力做功W”做功功率R;在BC
段重力做功生,做功功率臭,則下列關系正確的是()
。*
I
QC
A.W】WW2Pi^P2B.WFW2PFP2C.WFW2PI>P2D.WFW2Pi<P2
16
答案:D
解析:,/AB=BC.
二根據(jù)W=Gh可知,物體在AB段和BC段做的功相等,即”丁見;
.二小球在自由下落時做加速運動,
根據(jù)t=宜可知,小球在BC段運力的時間短
V
,根據(jù)公式P=¥可知,物體在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率,即P:<P;.
t
故選D.
考點:功的大小比較;功率大小匕比較.
3.如圖所示,用彈簧測力計水平勻速拉動重為5N的木塊,使它沿水平方向在10s內移動了
1m,則在這個過程中木塊受到的摩擦力是—N,水平拉力的功率是W.
答案:1.8;0.18
解析:木塊做勻速直線運動,拉力等于摩部:J,木塊之盜直聲匕上靜止,水平木板對木塊的支持力等于木
塊的重力.
彈簧測力計分度值為O.2N;示數(shù)為1.8N,拉力等于摩煤力為,8N;
拉力做功W=Fs=l.8NXlm=l.8J.
拉力的功率p==LJJ=o.18W.
10s
考點:二力平衡條件的應用;功率的計算
4.起重機把一個質量為0.5t的工件在15s內勻速的向上提升了6m,則起重機提升工
件的拉力為N,起重機提升工件的功率W.(g取10N/kg)
答案:5000;2000
解析:二力平衡的條件是:大小相等方向相及、作用在一條直線上、作用在一個物體上.
由題意知,拉力與工件的重力是一對平津力,所以,-r^^SOOkgX10N/kg=5000N;
起重機提升工件的功率:P=至能皿50叱:."/kgX6m
-2000W.
ttt15s
考點:二力平衡條件的應用;功率的計售
5.如圖所示,籃球撞擊到地面時發(fā)生彈性形變,產生—(選填“彈力”、“重力”或“摩
擦力”),這個過程中,籃球的動能轉化為—能.(不考慮機械能的損失)
17
答案:彈力;彈性勢
解析:物體發(fā)生彈性形變時,會產生彈力,同時會具有彈性曠能.彈性勢能與動能之間可以相互轉化.
如圖,籃球撞擊到地面時發(fā)生彈憶形變,會>,吃力;這個過程中,籃球的動能轉化為彈性勢能.
考點:彈力,動能和勢能的轉化與守恒
6.如圖是“探究動能大小與哪些因素有關”的實驗裝置.
(1)實驗中為了保證不變,應始終使用同?個小球;
(2)讓小球A從不同的高度山靜止開始滾下,是為了研究小球到達水平面時動能的大小是
否與有關;
(3)實驗中通過比較物塊B在同一水平面上被撞擊的來比較小球A到達水平面時動能
的大小;
(4)實驗表明,質量相同時,小球的速度越大,動能越.
\
答案:(1)質量;(2)速度;(3)距離;(4)大.
解析:(1)使用同一個小球,是為了保證物體的質量不變;
(2)讓小球A從不同的高度由靜止開始滑下,小球到達水平面時的速度不同,是為了研究小球動能的大小
是否與速度有關;
(3)實驗中通過比較物塊B在同一水平面上祉,:一電離來比較?:球A到達水平面時動能的大小;
(4)質量相同時,小球的速度越大,動能越
考點:探究置響物體動能大小的因素
7.電梯的簡化模型如圖甲所示,考慮安全、舒適、省時等因素,電梯速度要經過增大、不變
和減小的過程.這一過程是通過改變拉力大小來實現(xiàn)的.某次上升過程中電梯所受拉力F
隨上升高度h變化的圖象如圖乙所示.這個過程用時1分鐘,求這個過程中:
18
4拉力F▲FQO4、)
(1)電梯上升的平均速度;
(2)拉力做的功;
(3)拉力做功的功率.
答案:(1)電梯上升的平%速度為
(2)拉力做的功是9.6X10T
(3)拉力做功的功率是1.6X10W.
解析:(1)電梯上升的涵度h=48m、.二。:詞t=60s,
電梯上升的平均速度:v=--i=i^0.8m/s;
tt60s
(2)拉力在0-4m做的以I:W;=F;h.-2.5X10T:\4m=l.OX10;J,
拉力在4-44m做的功,W;=F;h:=2.z、1CTNX”“I=8.0XZJ
拉力在44-48m做的功:W:=F:h:=l.5X10NXd-0.6X1^,
所以,上升過程拉力做的功:W=W;+W;+W:=1.0X107+6:<10=J-K).6X107=9.6X107;
(3)拉力做功的功率:尸=竺=2@51??;;L6X10'w
tIJ
考點:變速運動與平均速度;功匕才算;功率不計算
8.某質量為0.05g的雨滴勻速下落,速度為7m/s,勻速下落距離為700m,g=9.8N/kg,
假設雨滴在下落過程中質量保持不變.
(1)求這段勻速下落過程中重力對雨滴所做的功;
(2)求這段勻速下落過程中重力的功率;
(3)已知c加=4.2X10」/(kg?C),勻速下落過程中雨滴克服阻力所做的功42%轉化為雨滴
的內能,求這部分內能使雨滴溫度升高多少?
19
答案:(1)這段勻速下落過程中重力對汽酒所做”力為0.35,
(2)這段勻速下落過程中重力的功率為0.CJ5W;
(3)這部分內能使雨滴溫度升高0.7c.
解析:(1)重力做功:W=Gh=mgh=0.05X10':kgX10N/kgXTO!"=0.35J;
(2)這段勻速下落過程中重力的J率:p=&£卜;jngv=0.05X10''kgX10N/kgX
7m/s=0.0035W;
,/
(3)由題知,Q-=WX42%=0.35JX42%=O.147J,
:
?/Q-=cmAt,即:0.147J=4.2X10J/(kg?T3)X0.u5X10kiAAt,解
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