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第10講功和機械能,2013~2015年初中學業(yè)水平考試試題統(tǒng)計與命題解讀,考點1,考點2,考點3,考點4,考點1功(1)力學里所說的功包括兩個必要因素:一是作用在物體上的力;二是物體在力的方向上通過的距離。(2)不做功的三種情況:有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。(3)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。公式:W=Fs(4)功的單位:焦耳,1J=1Nm。把兩個雞蛋舉高1m做的功大約是1J。易錯易混警示公式W=Fs的應(yīng)用①分清哪個力對物體做功,計算時F就是這個力。②公式中s一定是在力的方向上通過的距離,是對應(yīng)關(guān)系。③功的單位“J”不要和力與力臂的乘積(Nm,不能寫成“J”)單位搞混。,,,,,,,考點1,考點2,考點3,考點4,(5)功的原理:①內(nèi)容:使用機械時,人們所做的功,都不會少于直接用手所做的功,即使用任何機械都不省功。②公式表達:理想機械(忽略摩擦和機械本身的重力):W總=W有用。實際情況:W總=W有用+W額。說明:①功的原理是一個普遍的結(jié)論,對于任何機械都適用。②功的原理告訴我們:使用機械要省力必須費距離,要省距離必須費力,既省力又省距離的機械是沒有的。,,,,考點1,考點2,考點3,考點4,考點2功率(1)表示做功快慢的物理量。(2)定義:功與做功所用時間之比叫作功率。功率在數(shù)值上等于單位時間里完成的功。(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1,考點2,考點3,考點4,考點3動能、勢能1.能量:一個物體能夠做功,我們就說這個物體具有能量,簡稱能。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衡量。②一個物體“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,但它沒有做功,也不一定要做功。,,,考點1,考點2,考點3,考點4,2.動能與勢能比較:,,,考點1,考點2,考點3,考點4,考點4動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化1.(無外力作用下)能的轉(zhuǎn)化:2.判斷機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,機械能守恒。若在動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中,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)會使機械能轉(zhuǎn)化成其他形式的能,機械能減少,或其他形式的能轉(zhuǎn)化為機械能,使機械能增加。(2)在動能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中,通過機械能等于動能和勢能的和來判斷機械能是否改變:如果機械能的總量發(fā)生改變,則說明機械能不守恒。,考點1,考點2,考點3,考點4,特別提醒動能與勢能轉(zhuǎn)化問題的分析(1)首先分析決定動能大小的因素,決定重力勢能(或彈性勢能)大小的因素——看動能和重力勢能(或彈性勢能)如何變化。(2)注意動能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量損失和增大——如果除重力和彈力外沒有其他外力做功(即沒有其他形式能量補充或沒有能量損失),則動能、勢能轉(zhuǎn)化過程中機械能不變。,考法1,考法2,考法1功和功率的計算功和功率的計算往往在同一個問題中出現(xiàn),而力是否做功又先需要根據(jù)做功的兩個必要條件加以判斷;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,用彈簧測力計沿水平方向拉木塊做直線運動。兩次拉動木塊得到的s-t圖象分別是圖乙中的圖線①、②。兩次對應(yīng)的彈簧測力計示數(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)木塊兩次都進行勻速直線運動,拉力等于滑動摩擦力,滑動摩擦力相等,拉力F相等,即F1=F2。(2)從圖象中可以判斷出,②的運動速度v較小,根據(jù)公式P=Fv,當拉力相等時,速度越大,拉力的功率越大,即P1>P2。(3)因為①的速度大,因此E1>E2。答案:=>>方法點撥本題通過圖象可以判斷木塊進行勻速直線運動,勻速直線運動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動能和勢能的變化與轉(zhuǎn)化從動能決定于質(zhì)量和速度、重力勢能決定于質(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如圖是小明到上海“歡樂谷”游玩乘坐過山車時的情景,當小明乘坐的無動力小車從圖中軌道的A點自由滑到軌道B點的過程中,小車動能(選填“增加”“減少”或“不變”);若該小車從軌道的A點由靜止開始自由滑行,則小車(選填“能”或“不能”)到達軌道的C點。,考法1,考法2,解析:小車從A點到B點,小車的質(zhì)量不變,速度不斷增大,動能不斷增大。由于小車在A點和C點只具有重力勢能,小車的質(zhì)量不變,A點高度小于C點高度,小車在A點的重力勢能小于C點的重力勢能,小車從軌道的A點由靜止開始自由滑行,即使在沒有摩擦力的情況下,小車也是無法到達C點的,何況此時還有摩擦力,所以小車更不會到達C點。答案:增加不能方法點撥機械能大小的變化可以從兩個角度進行判斷(1)機械能=動能+重力勢能,從動能和重力勢能大小進行判斷。(2)如果不存在摩擦阻力做功時,機械能守恒,存在摩擦阻力做功時,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,機械能減小,內(nèi)能增大。,,,探究“物體動能的大小跟哪些因素有關(guān)”1.實驗器材:斜面、小車、木塊、鉤碼、彈簧測力計、刻度尺。2.實驗操作過程:(1)將質(zhì)量不同、大小相同的小車從斜面同一高度釋放,小車沿斜面下滑至水平面繼續(xù)運動,碰撞靜止木塊,分別記錄兩次結(jié)果。(2)將同一小車從斜面不同高度釋放,小車沿斜面下滑至水平面繼續(xù)運動,碰撞靜止木塊,分別記錄兩次結(jié)果。實驗結(jié)論:動能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。質(zhì)量相同時,速度越大,動能越大;速度相同時,質(zhì)量越大,動能越大。,例題(2015湖南長沙)為了模擬研究汽車超載和超速帶來的安全隱患,小亮同學設(shè)計了如圖甲、乙、丙所示的探究實驗。將A、B、C三個小球先后從同一裝置,高度分別為hA、hB、hC的位置滾下(mA=mBhB),推動小木塊運動一段距離后靜止,請你對以下問題進行解答。(1)選擇甲、丙兩圖所示實驗進行比較,是用來研究帶來的安全隱患(2)選擇甲、乙兩圖所示實驗進行比較,可以得到的結(jié)論是。,解析:(1)題中甲、丙兩圖是選擇到達水平面的速度相等,質(zhì)量不同的A、C小球進行實驗,該實驗是研究超載帶來的危害,超載是指汽車的速度一定時,質(zhì)量越大動能越大;(2)題中甲、乙兩圖中的小車質(zhì)量相同,速度不同,該實驗說明在質(zhì)量不變時,速度越大,汽車的動能越大,安全隱患越大。答案:(1)超載(2)在質(zhì)量不變時,速度越大,汽車的動能越大,安全隱患越大方法點撥此類實驗題目是考查對控制變量法和轉(zhuǎn)換法的掌握情況,及如何正確地對實驗現(xiàn)象進行分析,歸納出正確的結(jié)論。影響動能大小的因素是物體的質(zhì)量和運動速度的大小;明確影響動能大小的因素,知道自由滾下的物體到達水平面的速度取決于物體的高度,跟質(zhì)量無關(guān)。,,,