1、第12讲 功和机械能,预学案记易,精讲案学易,预学案记易,考点一 功(高频考点),即学即练,1.(2018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,D,2.(2018盐城)小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上,他对课本所做 功最接近于 ( ) A.0.02 J B.0.2 J C.2 J D.20 J,C,特别提醒判断一个力对物体是否做功,关键要看物
2、体是否在这个力的方向上移动 一段距离(即理解功的计算公式中力与物体移动距离的关系是解题的关 键)。在利用功的计算公式进行计算时,力与物体移动的距离在方向上必须一 致。,考点二 功率(高频考点),3.(2018临沂)新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸 爸驾汽车驶电动在平直公路上匀速行驶12 km,用时10 min。已知该车的总质量为 1.6103 kg,行驶中阻力为车重的0.05,此过程中该车牵引力做功9.6106J,功率为 16 kW。(g=10 N/kg)。,即学即练,4.(2018自贡)如图所示,一物体在水平向右的拉力F1作用下以3 m/s的速度在 水平地面上匀速运动了
3、10 m,拉力F1所做的功为W1,功率为P1。若该物体在水 平向右的拉力F2作用下以2 m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10 m,拉 力F2所做的功为W2,功率为P2,则W1=W2,P1P2(选填“”、“”或“=”)。,特别提醒功率表示做功的快慢,功表示做功的多少。一个力做功的多少由功率和 时间两个因素决定,功率大的做功不一定多,做功多的功率也不一定大。在分 析功和功率的关系时,必须考虑时间的因素。,考点三 动能、势能,5.(2018襄阳)在排球比赛中,小明把排球竖直向上抛出,排球在运动中动能E 随时间t变化的图像最接近的是 ( ),即学即练,A,特别提醒一般而言,规定物体在“水平地面”
4、上的重力势能为零。,考点四 机械能及其转化(高频考点),6.(2018乐山)人造地球卫星在大气层外环绕地球运行(不受空气阻力),当它从 远地点向近地点运动时 ( ) A.动能减小,势能增大,机械能不变 B.动能减小,势能减小,机械能减小 C.动能增大,势能减小,机械能不变 D.动能增大,势能减小,机械能减小,C,即学即练,7.(2018黄冈)暴雨天,在山体滑坡的地方极易发生泥石流,原因之一是:在雨水 的作用下,滑坡处的泥石与地面(泥石)之间的摩擦力减小了。泥石流在向下 游流动的过程中,重力势能转化为动能(填主要的能量转化)。与水流相比,由 于相同体积泥石流的质量较大,故具有的动能较大,其造成的
5、破坏和损失更 大,因此,暴雨天,尤其在山体滑坡的地方,要加强防范泥石流灾害。,特别提醒在考虑机械能是否守恒时,一般考虑机械能有没有转化为其他形式的能 量或其他形式的能量有没有转化为机械能,如有则不守恒,没有则守恒。题中 如果有“在光滑斜面上滑动”表示没有能量损失机械能守恒;“斜面上 匀速下滑”表示有能量损失机械能不守恒;人坐电梯匀速上升时,电能转 化为重力势能,机械能不守恒。,押图练通易,精讲案学易,类型一 判断物体是否做功(近三年未考),【命题解读】 多以选择题、填空题形式出现,主要考查做功的必要条件,注 意三种不做功的情况:一是有力没距离;二是有距离没力;三是有力有距离,但 在力的方向上没
6、有移动距离。,例1(2014曲靖)下列情景中的各个力,没有做功的是 ( ),B,命题思路 主要考查不做功的三种情况,有距离无力;有力无距离;力和距离 的方向垂直。,失分警示 判断一个力对物体是否做功,关键要看物体是否在这个力的方向 上移动一段距离(即理解功的计算公式中力与物体移动距离的关系是解题的 关键)。,1.(2017黄冈)滑板车是深受小朋友们喜爱的玩具,使用时一只脚站在滑板上, 另一只脚蹬地,滑板车就能载着人前进。蹬地时人对车做功(选填“做功”或 “不做功”);蹬地的脚离地后,人和车由于惯性一起继续向前滑行,滑行时以 人为参照物,滑板车是静止(选填“运动”或“静止”)的。,真题实战,类型
7、二 功、功率的相关计算(近三年云南3次,曲靖2次),【命题解读】 一般在填空题和综合题中考查,常以日常活动,如跑步、搬运 物体、提升物体、踢球等为背景出题,考查功和功率计算公式的使用。,例2(2017曲靖)国产大飞机C919成功首飞,标志着我国航空事业一个新时代 的开启。若飞机滑行60 min后以70 m/s的速度起飞,滑行过程中的平均速度 为35 m/s,那么跑道的长度至少需要1.26105m。某段时间内飞机在空中水平 飞行了10 km,受到的平均阻力为6104 N,则这段时间内飞机克服阻力做的功 为6108 J。,命题思路 主要考查功的计算,解决此类题关键是对功的公式的熟练应用。 本题同时
8、考查了速度的计算。,失分警示 本题考查了学生对功的公式的应用,注意单位的换算。,2.(2018重庆)如图所示,某公司研发的智能服务机器人,它具有净化室内空 气、陪伴老人聊天散步等功能。若它在50 N的牵引力作用下,以0.5 m/s的速 度在水平地面匀速直线行驶60 s,求:,真题实战,(1)它行驶的路程; (2)此过程中牵引力所做的功。 答案 (1)30 m (2)1 500 J,类型三 动能和势能的影响因素及机械能的转化(近三年云南3次,昆明1次, 曲靖2次),【命题解读】 主要在选择题和填空题中考查动能和重力势能大小的判断, 只要知道影响动能、重力势能大小的因素即可解答。(1)动能大小的影
9、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、被举高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。,例3(2017云南)“六一”儿童节期间,小朋友在锦江山公园里荡秋千,当秋千 从高处落下时,重力势能变小(选填“变大”“变小”或“不变”),不再用力 推时,秋千最后会停下来,在此过程中机械能不守恒(选填“守恒”或“不守 恒”)。,失分警示 在考虑摩擦等阻力的情况下,机械能并不守恒,而是会逐渐转化为 内能。,3.(2018连云港)如图所示是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图,与站 台连接的轨道有一定坡度。从节能的角度分析,这样的设计可以让列车无动 力滑行进站时将
10、动能转化为重力势能储存起来,此过程中机械能总量减少。,真题实战,易混点辨析,例4关于功,下列说法正确的是 ( ) A.力越大做功越多 B.物体在力的方向上移动的距离越大做功越多 C.做功所用的时间越长做功越多 D.功等于作用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离的乘积,D,试真题练易,命题点一 功、功率的相关计算,1.(2015昆明)新建成的牛栏江引水济昆工程,是将水从海拔较低的德泽水库, 引到海拔较高的盘龙江上游。每年对昆明提供5.67亿立方米的水,耗电及相 关运行费用已近10亿元。所以,珍惜水资源是每一个市民应尽的责任和义 务。此工程是在德泽水库库区建泵站,将水泵入山坡高处的水池后,再自
11、流回 昆明。泵站的提水高度约220 m,每秒流过水流横截面的水量是18 m3,将1.8 104 kg的水提高220 m,水泵对水所做的功是3.96107 J,做功的功率是3.96107 W。(g取10 N/kg,水=1.0103 kg/m3),2.(2017昆明)用细线悬挂的小球从如图所示位置静止释放,若忽略空气阻力, 那么小球在最高点的势能等于下降至最低点的动能;实际上,小球在摆动过程 中,会与空气摩擦产生热,摆幅逐渐减小,最终停下来,那么在摆动过程中由于 摩擦而转化的内能等于小球在最高点所具有的势能。(均选填“大于”、 “等于”或“小于”),3.(2014昆明)草原发生大面积蝗灾时,农业部
12、门利用飞机喷洒农药消灭蝗 虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时,它的 ( ) A.动能不变,势能不变 B.动能减少,势能增加 C.动能增加,势能减少 D.动能减少,势能减少,D,4.(2015曲靖)人进行各种活动都要消耗能量,下表列出了人在一些活动中消 耗的功率:,(1)小明以5 m/s的速度由家里骑自行车到学校用时5 min,小明家到学校 的距离是多少? (2)若小明完成一次引体向上需要时间0.5 s,通过的距离为0.4 m,小明做引体 向上的拉力是多大? 答案 (1)1 500 m (2)500 N,命题点二 探究机械能(动能、重力势能、弹性势能)与哪些因素有关,5.(2018曲靖)
13、某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三 个体积相同的小球,它们的质量关系为m1m2=m3,实验的情景如图所示。(1)通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小,应用的物理方法是,转换法(选填“转换法”或“类比法”)。 (2)分析甲、乙两种情况可知,重力势能的大小与物体的质量有关。 (3)质量为m3的小球落入细沙后,速度不断减小至静止,它的机械能转化为内 能。 (4)同学们还发现小球离地面越高,下落到地面所用的时间越长,他们测出了 小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如下表,分析数据,写出h与t2的 关系式为h=4.9t2。,过实验行易,实验 探究物体的动能跟哪些因素有
14、关,【命题点】,1.实验器材的选择。,2.斜面的作用(改变物体到达水平面时速度的大小)。,3.水平面的作用(使物体在竖直方向上受力平衡,在水平方向上只受摩擦 力)。,4.转换法的应用(通过水平面上木块被撞击时移动的距离来判断物体动能 的大小)。,5.控制变量法的应用: (1)研究动能与质量的关系,选择质量不同的小球,让小球从斜面的相同 高度由静止释放,使小球撞击水平面上的木块,观察木块移动的距离。 (2)研究动能与速度的关系,控制质量一定(选择同一小球实验),让小球从斜 面的不同高度由静止释放,使小球撞击水平面上的木块,观察木块移动的距 离。,6.机械能的相互转化: (1)从斜面到达水平面:重
15、力势能转化为动能。 (2)两物体撞击后,运动一段距离停下来,动能转化为内能。,7.与阻力对运动的影响实验结合考查(如果水平面光滑,小球将做匀速直线 运动)。,8.运动的相对性:以水平面上的木块为参照物,小球在滚下的过程中是 运动 的。,9.若水平面光滑,能否达到实验目的(不能,原因是小球将做匀速直线运动,无 法比较运动的距离,也就无法比较物体动能的大小)。,10.若水平面上铺上摩擦力稍大的材料,不用撞击木块,能否达到实验目的(能, 可以通过比较小球在水平面上运动的距离,比较物体动能的大小)。,11.实验结论:物体动能的大小与 质量和 运动速度有关。运动速度相同 的物体,质量越大,它的动能也 越
16、大;质量相同的物体,运动的速度越大,它的 动能 越大。,例(2018安徽)下图为探究物体(钢球)动能大小跟哪些因素有关的实验装置。(1)实验原理: 钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动,到达斜面底端时的速度只与钢球 起点位置的高度有关,起点位置越高,该速度越大。 钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动,在水平木板上撞击木块,木块运动,的距离越长,运动钢球所具有的动能越大。 (2)实验现象: 同一钢球从斜面上不同高度处由静止向下运动,在水平木板上撞击木块,钢 球开始向下运动时的起点位置越高,木块运动的距离越长。 质量不同的钢球从斜面上同一高度由静止向下运动,在水平木板上撞击木 块,钢球的质量越大,木块运动的距离越长。,命题思路 该题考查学生对于“探究物体动能跟哪些因素有关”实验的理 解和掌握,由于动能的大小与质量和速度有关,所以要重点掌握控制变量法, 同时也要注意转换法的应用。,
