1、第十一 章 功和机械能,考点1 功,考点2 功率,辨一辨做功多的机械，功率不一定大，同样做功少的机械，功率不一定小，功率的大小还要看另一个因素时间但功率大的机械做功一定快( ),想一想结合功率的公式，如何测量人爬楼的功率？ (1)用 磅秤 测出人的质量m； (2)用 卷尺 测出爬楼的高度h； (3)用 秒表 测出爬楼所用的时间t； (4)爬楼的功率是 P .,考点3 机械能及其守恒,辨一辨1.正在做功的物体一定具有能量，但具有能量的物体不一定正在做功( ) 2.一个物体不可以同时具有动能和势能( ),思路点拨物体能够对外做功，表示物体具有能量，但具有能量的物体不一定正在做功；动能和势能没有必然
2、的联系，物体可以同时具有动能和势能.,想一想1.如图为某学校学生正在开展“每天一小时”校园体育活动的一个场景小红跳绳经过最高点时 重力势 能最大，刚落到地面的瞬间， 动 能最大,2玩悠悠球时，使悠悠球上下来回运动悠悠球上升时，动能和重力势能又如何变化？悠悠球下降时，动能和重力势能又如何变化？,上升时动能减小，重力势能增大 下降时动能增大，重力势能减小,【教材重点图片】,重点难点突破,做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上通过的距离只有这两个因素同时满足时，力才对物体做功 不做功的三种情况：,类型1 功,【例1】2017鄂州中考下列生活实例中，力对物体做功的有( ),
3、【思路点拨】做功的两个必要条件：一是物体受到力的作用；二是物体在这个力的方向上通过一定的距离推着小车前进，人对小车有推力的作用，小车在推力的方向上通过了距离，所以推力对小车做了功；用力提着滑板在水平路面上前行，此过程中，拉力与距离的方向垂直，故拉力没有做功；绳子对物体有向上的拉力，物体在拉力的方向上通过了距离，所以拉力对物体做了功；人用力搬石头但没有搬动，有力作用在石头上，但石头没有通过距离，故力对物体没有做功所以做了功的是甲和丙,B,变式运用1.2017长春中考一位同学正在进行投掷实心球的训练，以下情境中，他对球做功的是( ) A手拿球静止 B手托球水平匀速直线运动 C将球举起 D抛出后的球
4、在空中继续运动,C 手拿球静止，有力，但球没有在力的方向上移动距离，故没有做功，故A错误；手托球水平匀速直线运动，有力，但球没有在力的方向上移动距离，故没有做功，故B错误；将球举起，有力作用在球上，球在力的方向上通过了一定的距离，故有力做功，故C正确；球飞出去，球由于惯性向前运动，有距离，但没有对球施加力，没有对球做功，故D错误,类型2 功和功率的综合计算,【例2】 2017兰州中考某同学在10s内做了5个“引体向上”，他的质量为60kg，每次上升的高度为40cm.该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是_240_J，10s内做功的功率为_120_W(g10N/kg),思路点拨该同学所受的重力
5、Gmg60kg10N/kg600N；h0.4m，完成一次引体向上，克服重力做的功WGh600N0.4m240J；在10s内做了5个“引体向上”，则10s内做的总功W总5W5240J1200J，10s内做功的功率P,变式运用2017连云港中考如图所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以1m/s速度在水平地面上匀速运动10m，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2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则W1_W2，P1_”、“”或“”),物体两次匀速运动时，对地面的压力等于其重力不变，与地面接触面的粗糙程度也不变，因而
6、受到地面的摩擦力大小相等，则拉力相等，即F1F2f；物体两次移动的距离相等，均为10m，由WFs可知，两次做的功相等，即W1W2；功率PFv，由于向右的速度大，因而P1P2.,1机械能之间的相互转化：在只有动能和势能相互转化时，相互转化情况如下：,类型3 机械能及其转化,解读：(1)一般而言，规定物体在“水平地面上”没有重力势能，即此时物体的重力势能为零 (2)不考虑摩擦时，动能和势能总和不变，一种能量减少，另一种能量增加，减少的能量转化为增加的能量 2机械能守恒条件：只有动能和势能之间相互转化时，机械能守恒若克服其他力做功，则机械能不守恒.,【例3】2017乐山中考如甲图所示，小球从竖直放置
7、的弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短从a至c处的过程中，小球在b处速度最大小球的速度v和弹簧被压缩的长度L之间的关系如乙图所示不计空气阻力，则从a至c处的过程中，下列说法中正确的是( ),A小球所受重力始终大于弹簧的弹力 B小球的重力势能先减小后增大 C小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能 D小球的动能一直减小,C,【思路点拨】在小球向下压缩弹簧的过程中，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力；在ab段，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大；随着弹簧压缩量的增大，弹力逐渐增大，在b处弹力与重力相等，小球的速度达到最大；小球再向下运动(bc段)，弹
8、力大于重力，合力向上，小球速度减小；小球从a至c的过程中，高度一直减小，小球的重力势能一直在减小；小球下落压缩弹簧的过程中，不计空气阻力，机械能守恒，则小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能；由图乙可知，小球的速度先增大后减小，则小球的动能先增大后减小,变式运用3.2017泰安模拟跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员( ),D 助跑阶段，运动员的质量不变，速度逐渐增大，因此动能增大；运动员的高度不变，因此重力势能不变，机械能等于动能和势能的和，动能增大，重力势能不变，因此机械能增大，故A错；起跳时，运动员的速度达到最大值，动能达到最大值，重力势能不变，机械能达到最大值，故B错；经过最高点时，竖直
9、方向速度为零，只有水平方向的速度，故动能最小，高度最大，重力势能最大，故C错、D正确,A在助跑阶段机械能不变 B在起跳时机械能为零 C经过最高点时动能最大 D经过最高点时重力势能最大,重点实验聚焦,实验17：探究物体的动能跟哪些因素有关,【命题点全梳理】 1转换法的应用：通过木块被撞击的远近反映动能的大小 2选择同一小球从斜面的不同高度自由滚下的目的：研究动能大小与速度的关系 3让不同的小球从斜面的同一高度释放的目的：让小球滚到斜面底部的速度相同 4实验推理与假设：当水平面绝对光滑时，小球将做匀速直线运动 5实验中必须使用同一个斜面；被撞击的是同一木块；使小球运动的路线与木块的中心在同一条直线
10、上,【例1】 2017宿迁中考在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图a、b、c所示，让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置.,(1)小球动能是由 重力势能 (填某种能量)转化来的. (2)实验中通过 木块滑动的距离 反映小球动能的大小. (3)比较 a、c 两图进行的实验，可以探究小球的动能与速度的关系. (4)比较a、b两图进行的实验，可以得到小球的动能随质量增大而 增大 .,【思路点拨】(1)小球动能是由重力势能转化来的；(2)实验中通过木块滑动的距离反映小球动能的大小；(3)要探究动能与速度的关
11、系，需保持小球的质量不变，让同一小球从斜面不同高度自由滚下，可知应比较a、c两图的实验；(4)比较a、b两图的实验可得：小球的动能随质量的增大而增大,命题挖掘(5)实验后，同学们联想到在许多公交事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如下表：,(a)为了探究“超载”安全隐患，应选择 1和3 两个序号的实验进行比较. (b)为了探究“超速”安全隐患，应选择 1和2 两个序号的实验进行比较. 分析表格中对应的实验数据可知： 速度 对物体动能的影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危
12、害更严重.,实验18：探究重力势能的大小与什么因素有关,【命题点全梳理】 1转换法的应用：通过观察物体落下时陷入沙地的深浅间接反映物体重力势能的大小 2将同一物体从不同高度自由下落的目的：探究重力势能与高度的关系 3将不同质量的物体从相同高度自由下落的目的：探究重力势能与质量的关系,【例2】某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2
13、H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1h2h3.,(1)本实验中，铅球的重力势能大小是通过_铅球陷入沙子的深度_来反映的 (2)比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，_质量越大，重力势能越大_ (3)比较_A、C_两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大 (4)比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径_无关_
14、(选填“有关”或“无关”) (5)小球在下落过程陷入沙面前，将重力势能转化为_动_能，陷入沙中后到小球静止过程中，将机械能转化为_内_能,【思路点拨】(1)本实验中，铅球的重力势能大小通过铅球陷入沙子的深度来反映；(2)比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越 大，重力势能越大；(3)要研究重力势能与高度的关系，需要保持球的质量一定，所以选择A、C两球；(4)比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，运动路径不同，陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关；(5)球在下落过
15、程陷入沙面前，高度减小，速度增大，所以将重力势能转化为动能；当球陷入沙中，与沙子之间存在摩擦，最终静止，将机械能转化为内能.,命题挖掘(6)本实验运用了两种方法，一种是转换法，另一种是_控制变量_法 (7)实验中，释放重物时要保证其由_静止_下落.,六年真题全练,命题点1 功和功率的综合计算,12013滨州中考如图所示，工人利用定滑轮将重为30N的物体在10s内匀速提升2m，不计摩擦，在此过程中拉力F做功的功率为_W.,6 不计摩擦，FG30N，sh2m，拉力做的功WFs30N2m60J；又因为t10s，所以拉力F做功的功率P,22013滨州中考校车安全备受社会关注，国家出台了校车安全管理条例
16、我市无棣县是教育部指定的全国校车运行试点单位之一，装备的专用校车的部分技术参数如表所示(g10N/kg),(1)每位同学上车后都要养成系扎安全带的习惯，这是为了防止在汽车行驶过程中_紧急刹车_(选填“突然加速”或“紧急刹车”)时由于惯性造成的伤害； (2)每辆校车上都配备紧急逃生锤，遇到突发紧急情况时，学生可以用逃生锤打破玻璃安全逃生为了更容易打破玻璃，应选择图( C ),(3)若每个轮胎与地面的接触面积为0.05m2，则该校车空载静止在水平地面上时对地面的压强是多大？ (4)初中学业考试期间，某学校学生乘坐该校车到考点参加考试，校车以60km/h的速度在水平路面上匀速行驶了20min后安全到
17、达考点已知校车受到的阻力为5000N，求校车牵引力所做的功是多少？,32012滨州中考为节约能源，某型号汽车在关闭发动机后，通过小型发电机将减速运动过程的部分动能转化为电能储存在蓄电池中表中所示是该型号汽车的部分技术参数，其中，耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积(燃油的密度0.7103kg/m3，热值q4.6107J/kg),(1)发电机的工作原理是_电磁感应原理_，在发电过程中，动能除了能转化为电能外，由于线圈有电阻，还有部分能量转化为_内_能 (2)据表中信息，求汽车正常行驶100km消耗燃油的质量和完全燃烧这些燃油产生的热量 (3)若汽车沿平直公路在800N的牵引力作用下，以
18、25m/s的速度匀速行驶1000m，求此过程中，汽车牵引力做的功和牵引力的功率,解：(2)消耗燃油的体积V10L10103m3 燃油的质量mV0.7103kg/m310103m37kg 完全燃烧这些燃油产生的热量 Q放mq7kg4.6107J/kg3.22108J (3)汽车牵引力做的功WFs800N1000m8105J 牵引力的功率PFv800N25m/s2104W,4.2014滨州中考端午节赛龙舟是我国传统项目之一如图所示是一次龙舟赛，某队龙舟和运动员总质量为2.5103kg，该队以1min40s的成绩夺得500m比赛冠军已知该龙舟在运动过程中受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.12倍(g
19、10N/kg)，请分析计算： (1)该队龙舟受到的浮力； (2)该队龙舟在500m比赛过程中的平均速度； (3)若把比赛过程中该队龙舟的运动看作匀速直线运动，则运动员在比赛过程中划船时的功率,解：(1)龙舟的重力Gmg2.5103kg10N/kg2.5104N 龙舟受到的浮力F浮G2.5104N,猜押预测1.2017德阳中考 一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的路程(s)时间(t)图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是( ),A物体10s时的速度大于4s时的速度 B06s拉力对物体所做的功大于612s拉力对 物体所做的功 C06s拉力对物体做功的功率小于612s拉力 对物
20、体做功的功率 D06s物体所受的拉力大于612s物体所受的拉力,B 从图象上看，06s和612s物体以不同的速度做匀速直线运动，而06s过程中通过的路程是3m，612s的过程中通过路程为1m，因为相同时间内通过的路程越多，速度越大，因此06s过程中的速度大于612s的过程中的速度，即4s时的速度大于10s时的速度，故A错误；从图中可以看出，06s过程中通过的距离为3m；612s的过程中通过的距离为1m；而拉力相同，由WFs可知，0至6s内拉力做的功大于6s至12s内拉力做的功，故B正确；由于速度发生了改变，根据PFv，由06s过程中的速度大于612s的过程中的速度可知，06s拉力对物体做功的功
21、率大于612s拉力对物体做功的功率，故C错误；因为物体做匀速直线运动，拉力等于阻力，06s物体所受的拉力等于612s物体所受的拉力，故D错误,2.2017杭州中考如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10N，物体M的运动速度为1m/s(若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦)，那么在此过程中( )A物体M与地面间的摩擦力为5N B物体M与地面间的摩擦力为10N C水平拉力F做功的功率为20W D1秒内滑轮对物体M做功为10J,3.2017邵阳中考如图所示，物体在5N的水平拉力F作用下，沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动了4s，拉
22、力F的功率为_W.,2,绳子自由端的速度v20.2m/s0.4m/s，拉力F的功率PFv5N0.4m/s2W.,4.2017菏泽中考我国自主研发的“蛟龙4500”深海潜水器的质量是2104kg，长度有8m，高为3.5m，宽度是3m.潜水器被轮船上的机械牵引出水面时的情景如图所示(g10N/kg)问：潜水器离开水面沿竖直方向匀速上升12m， (1)牵引机械对潜水器的拉力有多大？ (2)牵引机械对潜水器所做的功是多少？ (3)假如牵引机械提升时间为2min，牵引机械的功率应为多少？,解：(1)潜水器离开了水面受到重力和拉力两个力作用，因为匀速上升所以这两个力为一对平衡力牵引机械对潜水器的拉力F拉G
23、mg2104kg10N/kg2105N (2)牵引力做的功WFs2105N12m2.4106J (3)牵引力的功率P,命题点2 机械能及其转化52016滨州中考把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部(如图所示)，松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是( ) A是由水的内能转化来的 B是由水的重力势能转化来的 C是由乒乓球的内能转化来的 D是由乒乓球的化学能转化来的,B 松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上，乒乓球在上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能不断减小，重力势能转化为乒乓球的机械能，故乒乓球的机械能不断增加
24、,62013滨州中考今年6月1日，我国引进的首架波音787客机飞赴广州交付使用当波音787客机加速起飞上升的过程中，下列说法正确的是( ) A动能增大，重力势能减小 B动能减小，重力势能减小 C动能增大，重力势能增大 D动能减小，重力势能增大,C 物体的质量越大，速度越大，动能越大；质量越大，高度越高，物体的重力势能越大飞机加速上升的过程中，质量保持不变，高度和速度都在增加，则动能和重力势能都不断增大,72017滨州中考2016年8月16日，我国用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星(简称“量子卫星”)“墨子号”发射升空如图所示，火箭在加速上升的过程中( )A动能不变，重力势能增加
25、，机械能增加 B动能增加，重力势能不变，机械能增加 C动能增加，重力势能增加，机械能增加 D动能不变，重力势能不变，机械能不变,C 火箭在加速上升的过程中，质量不变，“加速”动能增加；“上升”重力势能增加；机械能动能势能，所以机械能也增加故选C.,82014滨州中考如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，长时间后滚摆会停止上下摆动从能量角度对其分析，下列说法不正确的是( ) A滚摆沿着悬线向下运动时，重力势能减小，动能增加 B滚摆到最低点后又上升，动能转化为重力势能 C滚摆整个运动过程中，机械能守恒 D滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆具有的机械能减小,C 滚摆向上运动的过程
26、中，由于高度升高，速度减小，则重力势能增加，动能减小，即动能转化为重力势能，A、B两选项说法正确；滚摆在运动的过程中，每次上升的高度逐渐减小，说明机械能转化为内能，故机械能会减小，C选项说法错误，D选项说法正确,猜押预测5.2017郴州中考改革开放以来，我国的航天事业得到了空前的发展，并取得了举世瞩目的成就如图所示，为我国神舟号飞船返回舱减速降落的情景返回舱在此过程中 ( ),A动能减小，重力势能减小 B动能增大，重力势能增大 C动能不变，重力势能减小 D动能减小，重力势能不变,A 返回舱减速降落的过程中，质量不变，速度变小，高度变小，则返回舱的动能减小、重力势能减小,A,6.2017杭州中考
27、如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的( )A重力势能减小，动能增大 B重力势能减小，机械能减小 C动能不变，机械能不变 D重力势能不变，机械能减小,B 木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，质量不变，速度不变，高度减小，因而动能不变，重力势能减小，机械能减小，故选B.,命题点3 探究动能大小的影响因素,92012滨州中考小红猜想动能的大小可能与物体的质量m和运动速度v有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与物体的质量m和运动速度v的关系：,甲、乙两组实验中： (1)甲图中让不同质量的两个小球从斜面的同一高度自由滚下，目的是使两球到达水平面时，具有相同的_速度_ (2)选
28、用图甲探究的是动能与_质量_的关系，比较分析实验现象，得出的结论是：_运动速度一定时，物体质量越大，动能越大_ (3)选用图乙探究的是动能与_运动速度_的关系，比较分析实验现象，得出的结论是：_物体质量一定时，运动速度越大，动能越大_,(1)速度 (2)质量 运动速度一定时，物体质量越大，动能越大 (3)运动速度 物体质量一定时，运动速度越大，动能越大 (1)在此实验中，让小球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时能够具有相同的速度(2)甲图中两球的高度相同，这样到达水平面时的速度相同，但它们的质量不同，所以可以探究动能与质量的关系；质量越大的小球把水平面上的木块撞击的越远，说明小球的动能越
29、大，由此可以得出的结论是：在运动速度一定时，物体质量越大，动能越大(3)乙图中两球的质量相同，高度不同，到达水平面时的速度不同，所以可以探究动能与运动速度的关系；高度越高的小球运动到斜面底端时速度越大，把木块撞击的越远，因此说明其动能越大；由此可以得出的结论是：物体质量一定时，运动速度越大，动能越大,猜押预测7.2017泰州中考如图所示，在探究物体动能的大小与哪些因素有关时，让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上同一木块,(1)本实验探究的是_小车_(选填“木块”、“小车”或“斜面”)的动能与_速度_的关系，实验中是通过观察_木块在水平面上运动的距离_来比较动能大小的； (
30、2)第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块_放到原来的位置_； (3)若操作正确，第二次实验木块最终的位置如图乙所示，则此实验的结论是_质量相同时，速度越大，动能越大_,(1)小车 速度 木块在水平面上运动的距离 (2)放到原来的位置 (3)质量相同时，速度越大，动能越大 (1)由图知，两相同小车分别从同一斜面不同高度由静止滑下，小车的质量相同，初速度不同，所以可探究动能与小车初速度的关系；实验中通过小车推动木块移动的距离来反映动能的大小；(2)在实验的过程中，通过木块滑动的距离来判定动能的大小，故重新实验时，应把木块恢复到原位置；(3)由图可知，甲撞击木块移动的距离远，故结论为：在质量相同的情况下，速度越大，动能越大,
