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第10講功和機(jī)械能,2013~2015年初中學(xué)業(yè)水平考試試題統(tǒng)計(jì)與命題解讀,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,考點(diǎn)3,考點(diǎn)4,考點(diǎn)1功(1)力學(xué)里所說(shuō)的功包括兩個(gè)必要因素:一是作用在物體上的力;二是物體在力的方向上通過(guò)的距離。(2)不做功的三種情況:有力無(wú)距離、有距離無(wú)力、力和距離垂直。(3)力學(xué)里規(guī)定:功等于力跟物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積。公式:W=Fs(4)功的單位:焦耳,1J=1Nm。把兩個(gè)雞蛋舉高1m做的功大約是1J。易錯(cuò)易混警示公式W=Fs的應(yīng)用①分清哪個(gè)力對(duì)物體做功,計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力。②公式中s一定是在力的方向上通過(guò)的距離,是對(duì)應(yīng)關(guān)系。③功的單位“J”不要和力與力臂的乘積(Nm,不能寫(xiě)成“J”)單位搞混。,,,,,,,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,考點(diǎn)3,考點(diǎn)4,(5)功的原理:①內(nèi)容:使用機(jī)械時(shí),人們所做的功,都不會(huì)少于直接用手所做的功,即使用任何機(jī)械都不省功。②公式表達(dá):理想機(jī)械(忽略摩擦和機(jī)械本身的重力):W總=W有用。實(shí)際情況:W總=W有用+W額。說(shuō)明:①功的原理是一個(gè)普遍的結(jié)論,對(duì)于任何機(jī)械都適用。②功的原理告訴我們:使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離,要省距離必須費(fèi)力,既省力又省距離的機(jī)械是沒(méi)有的。,,,,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,考點(diǎn)3,考點(diǎn)4,考點(diǎn)2功率(1)表示做功快慢的物理量。(2)定義:功與做功所用時(shí)間之比叫作功率。功率在數(shù)值上等于單位時(shí)間里完成的功。(4)單位:W,其他常用單位kW。換算:1kW=103W。(5)比較功率大小的方法:根據(jù)公式可知:W一定,P與t成反比;t一定,P與W成正比。,,,,,,,,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,考點(diǎn)3,考點(diǎn)4,考點(diǎn)3動(dòng)能、勢(shì)能1.能量:一個(gè)物體能夠做功,我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能量,簡(jiǎn)稱(chēng)能。理解:①能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量;能量可以用能夠做功的多少來(lái)衡量。②一個(gè)物體“能夠做功”并不是一定“要做功”,也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”。如:山上靜止的石頭具有能量,但它沒(méi)有做功,也不一定要做功。,,,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,考點(diǎn)3,考點(diǎn)4,2.動(dòng)能與勢(shì)能比較:,,,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,考點(diǎn)3,考點(diǎn)4,考點(diǎn)4動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化1.(無(wú)外力作用下)能的轉(zhuǎn)化:2.判斷機(jī)械能是否守恒的兩種方法:(1)只有重力和彈力做功的情況下,機(jī)械能守恒。若在動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中,受到摩擦力和各種阻力以及有其他力的作用(即重力和彈力以外的力做功)會(huì)使機(jī)械能轉(zhuǎn)化成其他形式的能,機(jī)械能減少,或其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,使機(jī)械能增加。(2)在動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中,通過(guò)機(jī)械能等于動(dòng)能和勢(shì)能的和來(lái)判斷機(jī)械能是否改變:如果機(jī)械能的總量發(fā)生改變,則說(shuō)明機(jī)械能不守恒。,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,考點(diǎn)3,考點(diǎn)4,特別提醒動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化問(wèn)題的分析(1)首先分析決定動(dòng)能大小的因素,決定重力勢(shì)能(或彈性勢(shì)能)大小的因素——看動(dòng)能和重力勢(shì)能(或彈性勢(shì)能)如何變化。(2)注意動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中的能量損失和增大——如果除重力和彈力外沒(méi)有其他外力做功(即沒(méi)有其他形式能量補(bǔ)充或沒(méi)有能量損失),則動(dòng)能、勢(shì)能轉(zhuǎn)化過(guò)程中機(jī)械能不變。,考法1,考法2,考法1功和功率的計(jì)算功和功率的計(jì)算往往在同一個(gè)問(wèn)題中出現(xiàn),而力是否做功又先需要根據(jù)做功的兩個(gè)必要條件加以判斷;基于功和功率的關(guān)系,常常用到公式P=Fv。例1如圖甲所示,木塊放在水平面上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉木塊做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。兩次拉動(dòng)木塊得到的s-t圖象分別是圖乙中的圖線(xiàn)①、②。兩次對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)分別為F1、F2,兩次拉力的功率分別為P1、P2,兩次木塊的動(dòng)能分別為E1、E2,則F1F2,P1P2,E1E2。(均選填“”),考法1,考法2,解析:(1)木塊兩次都進(jìn)行勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),拉力等于滑動(dòng)摩擦力,滑動(dòng)摩擦力相等,拉力F相等,即F1=F2。(2)從圖象中可以判斷出,②的運(yùn)動(dòng)速度v較小,根據(jù)公式P=Fv,當(dāng)拉力相等時(shí),速度越大,拉力的功率越大,即P1>P2。(3)因?yàn)棰俚乃俣却?因此E1>E2。答案:=>>方法點(diǎn)撥本題通過(guò)圖象可以判斷木塊進(jìn)行勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體受到平衡力作用,根據(jù)平衡力條件判斷拉力和滑動(dòng)摩擦力大小關(guān)系,根據(jù)P=Fv判斷功率大小的變化。,,,考法1,考法2,考法2動(dòng)能和勢(shì)能的變化與轉(zhuǎn)化從動(dòng)能決定于質(zhì)量和速度、重力勢(shì)能決定于質(zhì)量和高度的角度命題考查某種形式能量的變化情況;或是從相互轉(zhuǎn)化的角度考查能量轉(zhuǎn)化的方向。例2如圖是小明到上?！皻g樂(lè)谷”游玩乘坐過(guò)山車(chē)時(shí)的情景,當(dāng)小明乘坐的無(wú)動(dòng)力小車(chē)從圖中軌道的A點(diǎn)自由滑到軌道B點(diǎn)的過(guò)程中,小車(chē)動(dòng)能(選填“增加”“減少”或“不變”);若該小車(chē)從軌道的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始自由滑行,則小車(chē)(選填“能”或“不能”)到達(dá)軌道的C點(diǎn)。,考法1,考法2,解析:小車(chē)從A點(diǎn)到B點(diǎn),小車(chē)的質(zhì)量不變,速度不斷增大,動(dòng)能不斷增大。由于小車(chē)在A點(diǎn)和C點(diǎn)只具有重力勢(shì)能,小車(chē)的質(zhì)量不變,A點(diǎn)高度小于C點(diǎn)高度,小車(chē)在A點(diǎn)的重力勢(shì)能小于C點(diǎn)的重力勢(shì)能,小車(chē)從軌道的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始自由滑行,即使在沒(méi)有摩擦力的情況下,小車(chē)也是無(wú)法到達(dá)C點(diǎn)的,何況此時(shí)還有摩擦力,所以小車(chē)更不會(huì)到達(dá)C點(diǎn)。答案:增加不能方法點(diǎn)撥機(jī)械能大小的變化可以從兩個(gè)角度進(jìn)行判斷(1)機(jī)械能=動(dòng)能+重力勢(shì)能,從動(dòng)能和重力勢(shì)能大小進(jìn)行判斷。(2)如果不存在摩擦阻力做功時(shí),機(jī)械能守恒,存在摩擦阻力做功時(shí),機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,機(jī)械能減小,內(nèi)能增大。,,,探究“物體動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān)”1.實(shí)驗(yàn)器材:斜面、小車(chē)、木塊、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺。2.實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程:(1)將質(zhì)量不同、大小相同的小車(chē)從斜面同一高度釋放,小車(chē)沿斜面下滑至水平面繼續(xù)運(yùn)動(dòng),碰撞靜止木塊,分別記錄兩次結(jié)果。(2)將同一小車(chē)從斜面不同高度釋放,小車(chē)沿斜面下滑至水平面繼續(xù)運(yùn)動(dòng),碰撞靜止木塊,分別記錄兩次結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:動(dòng)能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。質(zhì)量相同時(shí),速度越大,動(dòng)能越大;速度相同時(shí),質(zhì)量越大,動(dòng)能越大。,例題(2015湖南長(zhǎng)沙)為了模擬研究汽車(chē)超載和超速帶來(lái)的安全隱患,小亮同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲、乙、丙所示的探究實(shí)驗(yàn)。將A、B、C三個(gè)小球先后從同一裝置,高度分別為hA、hB、hC的位置滾下(mA=mBhB),推動(dòng)小木塊運(yùn)動(dòng)一段距離后靜止,請(qǐng)你對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行解答。(1)選擇甲、丙兩圖所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較,是用來(lái)研究帶來(lái)的安全隱患(2)選擇甲、乙兩圖所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較,可以得到的結(jié)論是。,解析:(1)題中甲、丙兩圖是選擇到達(dá)水平面的速度相等,質(zhì)量不同的A、C小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)是研究超載帶來(lái)的危害,超載是指汽車(chē)的速度一定時(shí),質(zhì)量越大動(dòng)能越大;(2)題中甲、乙兩圖中的小車(chē)質(zhì)量相同,速度不同,該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明在質(zhì)量不變時(shí),速度越大,汽車(chē)的動(dòng)能越大,安全隱患越大。答案:(1)超載(2)在質(zhì)量不變時(shí),速度越大,汽車(chē)的動(dòng)能越大,安全隱患越大方法點(diǎn)撥此類(lèi)實(shí)驗(yàn)題目是考查對(duì)控制變量法和轉(zhuǎn)換法的掌握情況,及如何正確地對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析,歸納出正確的結(jié)論。影響動(dòng)能大小的因素是物體的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度的大小;明確影響動(dòng)能大小的因素,知道自由滾下的物體到達(dá)水平面的速度取決于物體的高度,跟質(zhì)量無(wú)關(guān)。,,,