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1、中考物理总复习：第11章功和机械能（117页）【知【知识识互互联联】【答案速填】【答案速填】作用在物体上的力和物体在这个力的方向上移动作用在物体上的力和物体在这个力的方向上移动的距离的距离W=FsW=Fs功与做功所用时间之比功与做功所用时间之比P=P=物体由于运动而具有的能物体由于运动而具有的能物体质量、物体运动的速度物体质量、物体运动的速度在地球表面附近物体由于受到重力并处在一定高度在地球表面附近物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能时所具有的能质量、高度质量、高度物体由于发生弹性形变而具有的能物体由于发生弹性形变而具有的能只有动能和势能相互转化时只有动能和势能相互转化时,动能、势能的大
2、小变化动能、势能的大小变化,但机械能的总和不变但机械能的总和不变3.3.公式公式:_:_。4.4.国国际单际单位位:焦耳焦耳,符号符号:_:_。W=FsW=FsJ J二、功率二、功率1.1.比比较较做功快慢的方法做功快慢的方法:(1)(1)做功相同比做功相同比时间时间,时间时间_,_,做功越快做功越快;(2)(2)时间时间相同比做功相同比做功,做功做功_,_,做功越快。做功越快。2.2.意意义义:表示做功的表示做功的_。3.3.概念概念:功与做功所用功与做功所用时间时间_。4.4.公式公式:_:_。越短越短越多越多快慢快慢之比之比5.5.单单位位:(1)(1)国国际单际单位位:W:W。(2)(
3、2)常用常用单单位位:kW:kW。(3)(3)换换算算:1 kW=10:1 kW=103 3W W。三、三、动动能和能和势势能能项项目目动动能能势势能能重力重力势势能能弹弹性性势势能能区区别别定定义义物体由于物体由于_而具而具有的能有的能物体由于物体由于处处在一定在一定_而具有的能而具有的能物体由于物体由于发发生生_而具有的能而具有的能运运动动高度高度弹弹性形性形变变项项目目动动能能势势能能重力重力势势能能弹弹性性势势能能区区别别决决定定因因素素物体的物体的_越大越大,运运动动的的_越越大大,它的它的动动能越大能越大物体的物体的_越大越大,位置位置_,_,它具它具有的重力有的重力势势能就越大能
4、就越大物体的物体的_越大越大,它它具有的具有的弹弹性性势势能就越大能就越大联联系系动动能和能和势势能在一定条件下可以相互能在一定条件下可以相互_质质量量速度速度质质量量越高越高弹弹性性形形变变转转化化四、机械能及其四、机械能及其转转化化1.1.机械能机械能:(1)(1)定定义义:_:_、重力、重力势势能和能和_的的统统称。称。(2)(2)转转化化:动动能和能和势势能可以相互能可以相互转转化。化。(3)(3)守恒守恒:如果只有如果只有动动能和能和势势能相互能相互转转化化,尽管尽管动动能和能和势势能的大小会能的大小会变变化化,但机械能的但机械能的总总和和_,_,如不如不计计空空气阻力气阻力,小球在
5、小球在摆动摆动的的过过程中机械能程中机械能_。动动能能弹弹性性势势能能不不变变保持不保持不变变2.2.水能和水能和风风能能:(1)(1)能量能量:流流动动的水和的水和风风具有大量的具有大量的_能。能。(2)(2)利用利用:_,:_,即将水能和即将水能和风风能具有的能具有的_能能转转化化为为_能。能。机械机械发电发电机械机械电电【读图读图认认知】知】1.1.如如图图所示所示,大人和小孩大人和小孩(大人比小大人比小孩重孩重)同同时时从从一楼爬到三楼一楼爬到三楼,大人做大人做的功的功_小孩做的功小孩做的功;若两人在相若两人在相同同时间时间内完成爬楼内完成爬楼,大人做功的功率大人做功的功率_小孩的功率
6、。小孩的功率。(均均选选填填“等于等于”“”“大于大于”或或“小于小于”)”)大于大于大于大于2.2.如如图图所示所示,当当卫卫星从星从远远地点向近地点运地点向近地点运动时动时,相相对对于于地球高度地球高度_,_,速度速度_,_,所以所以动动能增大能增大,势势能能_,_,(均均选选填填“不不变变”“”“增大增大”或或“减小减小”)_”)_能能转转化化为为_能。能。减小减小增大增大减小减小势势动动3.3.如如图图,滚摆滚摆从从图图中的位置中的位置1 1静止静止释释放放,下降至位置下降至位置2,2,再上升到达最高点再上升到达最高点3,3,这这三个位置中三个位置中滚摆滚摆重力重力势势能最大能最大的是
7、位置的是位置_,_,动动能能为为零的是位置零的是位置_,_,动动能最大的是能最大的是位置位置_、机械能最大的是位置、机械能最大的是位置_。(填写位置填写位置编编号号)1 11 1、3 32 21 14.4.如如图图,起重机在起重机在15 s15 s内将内将质质量量为为6 t6 t的大石的大石头竖头竖直匀直匀速提升速提升1 m,1 m,则则起重机起重机对对大石大石头头做的做的功是功是_J;_J;功率功率为为_W_W。6106104 44104103 35.5.如如图图,运运动员动员下落下落时时,_,_对对运运动员动员做功做功(忽略空气忽略空气阻力阻力);_);_能能转转化化为为_能能,与与蹦蹦床
8、接触后床接触后,床面床面发发生生弹弹性形性形变变,运运动员动员的的_能能转转化化为蹦为蹦床的床的_能能,不不计计阻力和能量阻力和能量损损失失,运运动员动员的机械能的机械能_(_(选选填填“增加增加”“”“减小减小”或或“不不变变”)”)。重力重力重力重力势势动动动动弹弹性性势势不不变变考点考点1 1 判断物体是否做功判断物体是否做功1.1.做功的两个必要因素做功的两个必要因素:(1)(1)必必须须有力作用在物体上。有力作用在物体上。(2)(2)物体在物体在这这个力的方向上移个力的方向上移动动了距离。了距离。2.2.几种常几种常见见的没有做功的情况的没有做功的情况:几种几种情况情况有距离无力有距
9、离无力有力无距有力无距离离“力力”“”“距距”垂直垂直分析分析说说明明物体在某个物体在某个方向不受力方向不受力但由于但由于惯惯性性而运而运动动一段一段距离距离时时物体受力物体受力但保持静但保持静止状止状态态物体受到的力与运物体受到的力与运动动方向始方向始终终垂直垂直,物体物体在力的方向上没有移在力的方向上没有移动动距离距离几种几种情况情况有距离无力有距离无力有力无距离有力无距离“力力”“”“距距”垂直垂直实实例例 被踢被踢飞飞的足的足球在空中球在空中飞飞行行时时 用力推汽用力推汽车车,汽汽车车未未动动 人提着水桶沿水人提着水桶沿水平路面行走一段平路面行走一段距离距离【提分技法】【提分技法】力的
10、方向与物体移力的方向与物体移动动的方向不垂直的方向不垂直,则则此力就一定做功。此力就一定做功。【规规避失分点】避失分点】踢足球、踢足球、掷铅掷铅球球时时,球在球在飞飞行的行的过过程中程中,人不做功人不做功;但在但在人与球相互作用的人与球相互作用的过过程中程中,人一定做功。人一定做功。【典例【典例1 1】(2016(2016泰州中考泰州中考)根据如根据如图图所示的几个情景所示的几个情景,下列下列说说法正确的是法正确的是()A.A.女孩搬起一个箱子女孩搬起一个箱子,女孩女孩对对箱子做了功箱子做了功B.B.司机司机费费了很大的力也未能推了很大的力也未能推动动汽汽车车,但司机但司机对对汽汽车车做做了功
11、了功C.C.吊吊车车吊着吊着货货物水平移物水平移动动一段距离一段距离,吊吊车对货车对货物做了功物做了功D.D.足球被踢出后在草地上足球被踢出后在草地上滚动滚动的的过过程中程中,运运动员对动员对足球足球做了功做了功【解题关键】【解题关键】解答本题抓住以下关键解答本题抓住以下关键:关键关键1:1:判断是否有力作用在物体上。判断是否有力作用在物体上。关键关键2:2:判断力的方向与物体移动的方向是否垂直判断力的方向与物体移动的方向是否垂直,不垂不垂直就做功。直就做功。【解析】【解析】选选A A。本题考查做功的两个必要因素。女孩搬。本题考查做功的两个必要因素。女孩搬起一个箱子起一个箱子,对箱子施加了力的
12、作用对箱子施加了力的作用,且箱子在力的方且箱子在力的方向上通过了一段距离向上通过了一段距离,因而女孩对箱子做了功因而女孩对箱子做了功,故故A A正确正确;司机费了很大的力也未能推动汽车司机费了很大的力也未能推动汽车,汽车虽然受了力汽车虽然受了力,但没有移动距离但没有移动距离,因而司机没有对汽车做功因而司机没有对汽车做功,故故B B错误错误;吊车吊着货物水平移动一段距离吊车吊着货物水平移动一段距离,吊车对货物施加的力吊车对货物施加的力的方向的方向,与货物移动的方向垂直与货物移动的方向垂直,吊车没有对货物做功吊车没有对货物做功,故故C C错误错误;足球被踢出后在草地上滚动的过程中足球被踢出后在草地
13、上滚动的过程中,运动员运动员对足球没有力的作用对足球没有力的作用,因而运动员没有对足球做功因而运动员没有对足球做功,故故D D错误。错误。【典例【典例2 2】(2015(2015钦钦州中考州中考)如如图图所示的所示的单摆单摆,让让小球小球从从A A点静止点静止释释放放,小球从小球从A A点向点向B B点点摆动摆动的的过过程中程中,小球受小球受到的重力到的重力对对小球小球_功功,细绳对细绳对小球的拉力小球的拉力_功。功。(均均选选填填“做做”或或“不做不做”)”)【解析】【解析】关键点关键点1:1:明确有力有距离明确有力有距离,力对物体不一定做功力对物体不一定做功,物体物体必须在力的方向上通过了
14、距离必须在力的方向上通过了距离,力对物体才做功力对物体才做功;关键点关键点2:2:明确小球从明确小球从A A点向点向B B点摆动的过程中点摆动的过程中,小球的高小球的高度降低度降低,在重力的作用下沿重力的方向移动了距离在重力的作用下沿重力的方向移动了距离,所所以小球受到的重力对小球做了功以小球受到的重力对小球做了功;关键点关键点3:3:明确细绳对小球的拉力方向与小球的运动方明确细绳对小球的拉力方向与小球的运动方向垂直向垂直(小球运动的方向沿圆弧的切线方向小球运动的方向沿圆弧的切线方向,拉力的方拉力的方向是沿圆弧的半径指向圆心向是沿圆弧的半径指向圆心),),小球没有在拉力的作用小球没有在拉力的作
15、用下移动距离下移动距离,故细绳对小球的拉力没有做功。故细绳对小球的拉力没有做功。答案答案:做不做做不做【备选备选例例题题】1.(20131.(2013杭州中考杭州中考)在甲、乙两在甲、乙两图图中中,甲甲图图地面粗糙、地面粗糙、乙乙图图地面光滑。地面光滑。质质量分量分别为别为m m、2m2m的两个物体在大小的两个物体在大小为为F F的恒力作用下的恒力作用下,在力的方向上前在力的方向上前进进了相同的距离了相同的距离,则则下下列列结论结论正确的是正确的是()A.A.甲甲图图中中F F做的功小于乙做的功小于乙图图中中F F做的功做的功B.B.甲甲图图中中F F做的功等于乙做的功等于乙图图中中F F做的
16、功做的功C.C.甲甲图图中中F F做的功大于乙做的功大于乙图图中中F F做的功做的功D.D.条件不足条件不足,无法确定甲、乙无法确定甲、乙图图中中F F谁谁做的功大做的功大【解析】【解析】选选B B。本题考查功的计算。本题甲、乙两种情。本题考查功的计算。本题甲、乙两种情况况,作用在物体上的力作用在物体上的力F F相等相等,在力的方向上前进了相同在力的方向上前进了相同的距离的距离,由由W=FsW=Fs可知可知,做了相同的功做了相同的功,跟接触面的粗糙程跟接触面的粗糙程度无关。度无关。2.(20142.(2014曲靖中考曲靖中考)如如图图情景中的各个力情景中的各个力,没做功的没做功的是是()【解题
17、关键】【解题关键】解答本题需抓住以下关键解答本题需抓住以下关键:关键关键1:1:明确各图中是否有力。明确各图中是否有力。关键关键2:2:明确各图中物体移动的方向与力的方向是否垂明确各图中物体移动的方向与力的方向是否垂直。直。【解析】【解析】选选B B。本题考查做功的两个必要因素。做功的。本题考查做功的两个必要因素。做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。石头被撬起的过程中撬棍在手的压力上通过的距离。石头被撬起的过程中撬棍在手的压力方向上通过了一段距离方向上通过了一段距离,所以石头被撬起的过程中手向所以石头被撬起的过程中手向
18、下压撬棍的力做了功下压撬棍的力做了功;足球飞向空中后足球飞向空中后,人对球就没有人对球就没有了力了力,所以人对球没有做功所以人对球没有做功;货物被提升的过程中货物被提升的过程中,货物货物在绳子拉力的方向上通过了距离在绳子拉力的方向上通过了距离,所以货物被提升的过所以货物被提升的过程中绳子的拉力对货物做了功程中绳子的拉力对货物做了功;由于重力的方向竖直向由于重力的方向竖直向下下,在爬楼梯时人在竖直方向上通过了距离在爬楼梯时人在竖直方向上通过了距离,所以重力所以重力做了功。故选做了功。故选B B。考点考点2 2 功和功率的功和功率的计计算算1.1.公式公式物理量意物理量意义义解解题题注意事注意事项
19、项功功的的计计算算拉力做功拉力做功:W=FsW=FsF F表示作用在物体上的表示作用在物体上的拉力拉力;s s是物体在拉力方向上是物体在拉力方向上通通过过的距离的距离力与物体移力与物体移动动的距离必的距离必须须对应对应于同一物于同一物体且同一段体且同一段时时间间力的力的单单位用位用N,N,距离的距离的单单位位用用m m重力做功重力做功:W=Gh:W=GhG G表示物体的重力表示物体的重力;h h表示物体下降的高度表示物体下降的高度克服阻力做克服阻力做功功:W=fs:W=fsf f表示摩擦阻力表示摩擦阻力;s;s是物是物体克服阻力移体克服阻力移动动的距离的距离公式公式物理量意物理量意义义解解题题
20、注意事注意事项项功功率率的的计计算算 W W表示在表示在这这段段时间时间内做的功内做的功;t t表示做功所用的表示做功所用的时间时间PP、W W、t t必必须对须对应应于同一段于同一段时间时间和和同一物体同一物体时间时间的的单单位用位用s,s,功的功的单单位用位用J,J,功率功率的的单单位才会是位才会是W,W,速速度的度的单单位用位用m/sm/sP=FvP=FvF F表示拉力表示拉力;v v表示物体在拉力表示物体在拉力方向上的速度方向上的速度2.2.功和功率的估功和功率的估测测:估估测测力的大小和物体在力的方向上力的大小和物体在力的方向上移移动动的距离的距离,估算功。再根据估算功。再根据时间时
21、间估算功率。估算功率。【规规避失分点】避失分点】功率与功的关系功率与功的关系:做功多的机械做功多的机械,功率不一定大功率不一定大,同同样样做做功少的机械功少的机械,功率不一定小功率不一定小,功率的大小功率的大小还还要看另一个要看另一个因素因素时间时间。但功率大的机械做功一定快。但功率大的机械做功一定快。【典例【典例3 3】(2016(2016西宁中考西宁中考)西宁市湟水河河道改造西宁市湟水河河道改造工程中工程中,装装载载机机5 s5 s内将一内将一块块重重2 000 N2 000 N的石的石块块匀速匀速举举高高3 m,3 m,装装载载机的机的举举力力对对石石块块做功做功为为_J,_J,举举力做
22、力做功的功率功的功率为为_W_W。【解析】【解析】装载机的举力对石块做功为克服石块重力装载机的举力对石块做功为克服石块重力做功做功,W=Gh=2000N,W=Gh=2000N3m=63m=610103 3J;J;举力做功的功率为举力做功的功率为P=1 200 WP=1 200 W。答案答案:6 610103 31.21.210103 3【典例【典例4 4】(2015(2015长长沙中考沙中考)扫扫地机器人是智能家用地机器人是智能家用电电器的一种器的一种,它正逐它正逐渐进渐进入我入我们们的生活。如的生活。如图图所示是一款所示是一款集自集自动动清清扫扫技技术术和人工智能和人工智能设计设计于一体的地
23、面清于一体的地面清扫扫机机器人。小王在室内运器人。小王在室内运动场动场上上试试用中用中发现发现,该该机器人在机器人在1 min1 min内沿直内沿直线线匀速清匀速清扫扫的距离的距离为为18 m,18 m,若它在运若它在运动动中中所受阻力所受阻力为为105 N,105 N,问问:(1)(1)此机器人在清此机器人在清扫扫地面地面时时运运动动的速度的速度为为多大多大?(2)(2)此此过过程中机器人的水平推力所做的功及功率分程中机器人的水平推力所做的功及功率分别别是是多大多大?【解题关键】【解题关键】解答本题时应抓住以下关键解答本题时应抓住以下关键:关键关键1:1:明确路程、时间已知明确路程、时间已知
24、,如何求速度。如何求速度。关键关键2:2:明确机器人的水平推力等于其受到的阻力。明确机器人的水平推力等于其受到的阻力。关键关键3:3:明确功、功率的计算公式。明确功、功率的计算公式。【规范解答】【规范解答】本题考查速度的计算方法、平衡状态本题考查速度的计算方法、平衡状态的应用、功与功率的计算。的应用、功与功率的计算。(1)(1)由速度的计算公式得由速度的计算公式得:v=0.3 m/s:v=0.3 m/s(2)(2)因为机器人在室内做匀速直线运动因为机器人在室内做匀速直线运动,说明它处于说明它处于平衡状态平衡状态,水平方向受到的力是平衡力水平方向受到的力是平衡力,所以所以F=FF=F阻阻=105
25、 N105 N推力做功推力做功:W=Fs=105 N18 m=1 890 J:W=Fs=105 N18 m=1 890 J推力的功率推力的功率:P=31.5 W:P=31.5 W答案答案:(1)0.3 m/s(1)0.3 m/s(2)1 890 J(2)1 890 J31.5 W31.5 W【备选备选例例题题】1.(20141.(2014咸宁中考咸宁中考)在自由下落在自由下落过过程中物体运程中物体运动动速度会越来越快。一个物体由速度会越来越快。一个物体由A A点自由下落点自由下落,相相继经过继经过B B、C C两点两点,已知已知AB=BC,AB=BC,如如图图所示所示,物体物体在在ABAB段重
26、力做功段重力做功W W1 1,做功功率做功功率P P1 1;在在BCBC段重力做功段重力做功W W2 2,做功功率做功功率P P2 2,则则下列关系正确的是下列关系正确的是()A.WA.W1 1WW2 2 P P1 1PP2 2B.WB.W1 1=W=W2 2 P P1 1=P=P2 2C.WC.W1 1=W=W2 2 P P1 1PP2 2D.WD.W1 1=W=W2 2 P P1 1PP2 2【解题探究】【解题探究】解答本题时需思考以下三个问题解答本题时需思考以下三个问题:(1)(1)物体在物体在ABAB、BCBC两段受到重力是否相等两段受到重力是否相等?(2)(2)如何计算如何计算ABA
27、B、BCBC两段重力所做的功两段重力所做的功?(3)(3)如何计算如何计算ABAB、BCBC两段重力所做功的功率两段重力所做功的功率?提示提示:(1)(1)相等相等;(2);(2)根据根据W=GhW=Gh计算计算;(3);(3)根据根据P=P=计算。计算。【解析】【解析】选选D D。本题考查功、功率大小的比较。因为。本题考查功、功率大小的比较。因为AB=BC,AB=BC,所以根据所以根据W=GhW=Gh可知可知,物体在物体在ABAB段和段和BCBC段做的功段做的功相等相等,即即W W1 1=W=W2 2;因为小球在自由下落时做加速运动因为小球在自由下落时做加速运动,所所以根据以根据t=t=可知
28、可知,小球在小球在BCBC段运动的时间短段运动的时间短,所以根据所以根据公式公式P=P=可知可知,物体在物体在ABAB段重力做功功率小于段重力做功功率小于BCBC段重段重力做功功率力做功功率,即即P P1 1PP2 2。2.(20142.(2014安徽中考安徽中考)攀岩是一攀岩是一项项挑挑战战自然自然,超越自我超越自我的惊的惊险险运运动动。一位攀岩者体重。一位攀岩者体重为为520N,520N,背着背着质质量量为为8 kg8 kg的背包的背包,用用时时40 min40 min登上高登上高为为9 m9 m的峭壁。在此的峭壁。在此过过程中攀岩者程中攀岩者对对背包做功背包做功_J,_J,他做功的平均他
29、做功的平均功率是功率是_W_W。(g(g取取10N/kg)10N/kg)【解题探究】【解题探究】解答本题时需思考以下两个问题解答本题时需思考以下两个问题:(1)(1)攀岩者对背包的拉力是多大攀岩者对背包的拉力是多大?(2)(2)背包随攀岩者向上移动的距离是多少背包随攀岩者向上移动的距离是多少?提示提示:(1)(1)等于背包的重力等于背包的重力,即即80N80N。(2)9 m(2)9 m。【解析】【解析】本题考查了机械功和功率的计算。背包受到本题考查了机械功和功率的计算。背包受到的重力为的重力为:G=mg=8kg10 N/kg=80 N,:G=mg=8kg10 N/kg=80 N,对背包做功为对
30、背包做功为:W=Gh=80NW=Gh=80N9 m=720 J,9 m=720 J,他做的总功他做的总功W W总总=(G=(G人人+G)h+G)h=(520N+80 N)=(520N+80 N)9m=5400J,9m=5400J,他做功的平均功率为他做功的平均功率为:P=2.25WP=2.25W。答案答案:7207202.252.253.3.学校最近学校最近买买了了3030套套总质总质量量为为300 kg300 kg的的实验实验器材器材,每每套一箱。套一箱。实验员实验员需要把需要把这这批批实验实验器材搬运到器材搬运到15 m15 m高的高的实验实验室。室。(1)(1)该实验员该实验员在搬运中在
31、搬运中,对实验对实验器材器材总总共做功共做功_J_J。(2)(2)假假设设他身体可以向外提供的功他身体可以向外提供的功率率P P与所搬运物体的与所搬运物体的质质量量m m的关系如的关系如图图所示所示,每次他搬起箱子、放下箱每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的子和下楼的时间时间t t与所搬运物体的与所搬运物体的质质量量m m的关系如表所示的关系如表所示,那么他搬完全部箱子那么他搬完全部箱子,且回到且回到开始搬运开始搬运处处,所用最短所用最短时间为时间为_s(_s(计计算算结结果精果精确到确到0.1,g0.1,g取取10 N/kg)10 N/kg)。搬运搬运质质量量m/kgm/kg1 10 02 20
32、 03 30 0时间时间t/st/s4 40 06 60 07 70 0【解析】【解析】(1)(1)实验员对实验器材总共做的功为实验员对实验器材总共做的功为W=GhW=Gh=mgh=300 kg10 N/kg15 m=4.510=mgh=300 kg10 N/kg15 m=4.5104 4J J。(2)(2)表格表格中提供的时间是搬起箱子、放下箱子和下楼的时间中提供的时间是搬起箱子、放下箱子和下楼的时间,这个时间不包括搬箱子上楼的时间。搬完全部箱子这个时间不包括搬箱子上楼的时间。搬完全部箱子,回到开始搬运处所用的时间应该是搬箱子上楼的时间回到开始搬运处所用的时间应该是搬箱子上楼的时间加上搬起箱
33、子、放下箱子和下楼的时间加上搬起箱子、放下箱子和下楼的时间(这个时间也这个时间也就是表格中提供的时间就是表格中提供的时间)。每次搬运。每次搬运10 kg10 kg时时,所用总所用总时间为时间为 +40 s30=2 325 s;+40 s30=2 325 s;每次搬运每次搬运20 kg20 kg所用时间为所用时间为 +60 s15=1 650 s;+60 s15=1 650 s;每次搬运每次搬运30 kg30 kg所用时间为所用时间为 +70 s10=1 518.2 s +70 s10=1 518.2 s。答案答案:(1)4.510(1)4.5104 4(2)1 518.2(2)1 518.2考
34、点考点3 3 机械能及其机械能及其转转化化1.1.机械能之机械能之间间的相互的相互转转化化:在只有在只有动动能和能和势势能相互能相互转转化化时时,相互相互转转化情况如下化情况如下:解解读读:(1):(1)一般而言一般而言,规规定物体在定物体在“水平地面上水平地面上”没有重没有重力力势势能能,即此即此时时物体的重力物体的重力势势能能为为零。零。(2)(2)不考不考虑虑摩擦摩擦时时,动动能和能和势势能能总总和不和不变变,一种能量减少一种能量减少,另一种能量增加另一种能量增加,减少的能量减少的能量转转化化为为增加的能量。增加的能量。2.2.机械能守恒条件机械能守恒条件:只有只有动动能和能和势势能之能
35、之间间相互相互转转化化时时,机械能守恒。若克服其他力做功机械能守恒。若克服其他力做功,则则机械能不守恒。机械能不守恒。【规规避失分点】避失分点】(1)(1)正在做功的物体一定具有能量正在做功的物体一定具有能量,但具有能量的物体但具有能量的物体不一定正在做功。不一定正在做功。(2)(2)一个物体可以同一个物体可以同时时具有具有动动能和能和势势能。能。(3)(3)判断重力判断重力势势能的大小能的大小,一般是以水平地面一般是以水平地面为标为标准。准。【典例【典例5 5】(2016(2016淄博中考淄博中考)如如图图所示所示,空中加油机正空中加油机正在在给给匀速水平匀速水平飞飞行的行的战战斗机加油斗机
36、加油,加油后加油后战战斗机仍以原斗机仍以原来的高度和速度做匀速来的高度和速度做匀速飞飞行行,则战则战斗机的斗机的()A.A.动动能不能不变变,势势能不能不变变,机械能不机械能不变变B.B.动动能不能不变变,势势能减少能减少,机械能减少机械能减少C.C.动动能增加能增加,势势能不能不变变,机械能增加机械能增加D.D.动动能增加能增加,势势能增加能增加,机械能增加机械能增加【解析】【解析】选选D D。本题考查动能、重力势能、弹性势能大。本题考查动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素及掌握动能、重力势能、弹性势能、机小的影响因素及掌握动能、重力势能、弹性势能、机械能的大小变化情况。加油后战斗机仍以原
37、来的高度械能的大小变化情况。加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行和速度做匀速飞行,战斗机油量增加战斗机油量增加,质量增大质量增大,动能增动能增大。战斗机的质量增大大。战斗机的质量增大,高度不变高度不变,重力势能增大。机重力势能增大。机械能械能=动能动能+势能势能,战斗机没有发生弹性形变战斗机没有发生弹性形变,不考虑弹不考虑弹性势能。动能增大性势能。动能增大,重力势能增大重力势能增大,机械能增大。故机械能增大。故A A、B B、C C错误错误,D,D正确。故选正确。故选D D。【典例【典例6 6】(2016(2016广州中考广州中考)图图甲中玩具猩猩手中的香甲中玩具猩猩手中的香蕉以相同大小
38、的速度蕉以相同大小的速度转动转动。如。如图图乙所示乙所示,香蕉香蕉(看成点看成点)从最高位置从最高位置1 1转转到最低位置到最低位置2 2的的过过程中程中,其其动动能能_、重力重力势势能能_、机械能、机械能_ _ _。(均均选选填填“增大增大”“”“不不变变”或或“减小减小”)”)【解析】【解析】解答本题需要注意以下关键点解答本题需要注意以下关键点:关键点关键点1:1:明确动能的大小与质量和速度有关。香蕉在明确动能的大小与质量和速度有关。香蕉在转动的过程中转动的过程中,速度、质量都不变速度、质量都不变,其动能不变其动能不变;关键点关键点2:2:明确力势能的大小与质量和高度有关。最高明确力势能的
39、大小与质量和高度有关。最高位置位置1 1转到最低位置转到最低位置2 2的过程中的过程中,香蕉的速度、质量不变香蕉的速度、质量不变,但高度降低但高度降低,重力势能减小重力势能减小;关键点关键点3:3:明确物体的机械能是动能与重力势能的总和。明确物体的机械能是动能与重力势能的总和。香蕉的动能不变香蕉的动能不变,重力势能减小重力势能减小,则香蕉的机械能减小。则香蕉的机械能减小。答案答案:不变减小减小不变减小减小【备选备选例例题题】1.(20151.(2015聊城中考聊城中考)如如图图所示所示,捻捻动滚摆动滚摆的的轴轴使其升高使其升高后后释释放放,观观察察滚摆滚摆运运动过动过程程,长时间长时间后后滚摆
40、滚摆停止上下停止上下滚滚动动。下列。下列说说法正确的是法正确的是()A.A.滚摆滚摆下降下降时时,重力重力势势能减小能减小,动动能减小能减小B.B.滚摆滚摆到最低点后又上升到最低点后又上升,重力重力势势能能转转化化为动为动能能C.C.滚摆滚摆整个运整个运动过动过程中程中,机械能守恒机械能守恒D.D.滚摆滚摆每次上升的高度逐每次上升的高度逐渐渐减小减小,说说明明滚摆滚摆的机械能减的机械能减小小【解题探究】【解题探究】解答本题时思考以下几个问题解答本题时思考以下几个问题:(1)(1)滚摆在上升和下降过程中滚摆在上升和下降过程中,有其他力做功吗有其他力做功吗?(2)(2)滚摆在上升时滚摆在上升时,速
41、度和高度如何变化速度和高度如何变化?(3)(3)滚摆在下降时滚摆在下降时,速度和高度如何变化速度和高度如何变化?提示提示:(1)(1)有有,克服空气阻力做功。克服空气阻力做功。(2)(2)速度减小速度减小,高度增加。高度增加。(3)(3)速度变大速度变大,高度减小。高度减小。【解析】【解析】选选D D。本题考查机械能的定义及动能和重力势。本题考查机械能的定义及动能和重力势能的相互转化能的相互转化,注意在不计空气阻力和摩擦时注意在不计空气阻力和摩擦时,机械能机械能总量是保持不变的。滚摆下降时总量是保持不变的。滚摆下降时,质量不变质量不变,速度增大速度增大,故动能增加故动能增加,高度减小高度减小,
42、即重力势能减小即重力势能减小,故故A A错误错误;滚摆滚摆到最低点后又上升到最低点后又上升,质量不变质量不变,速度减小速度减小,动能减小动能减小,同同时高度增加时高度增加,重力势能增加重力势能增加,故是将动能转化为重力势故是将动能转化为重力势能的过程能的过程,故故B B错误错误;由于空气的摩擦由于空气的摩擦,所以整个过程中所以整个过程中,一部分机械能会转化为内能一部分机械能会转化为内能,故机械能是减小的故机械能是减小的,故故C C错错误误;滚摆每次上升的高度逐渐减小滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆的机械能说明滚摆的机械能减小减小,D,D正确。故选正确。故选D D。2.(20122.(201
43、2泰安中考泰安中考)人人骑骑自行自行车车下坡下坡时时,不用蹬不用蹬车车自由自由滑行的滑行的过过程中速度也会越来越快程中速度也会越来越快,下列关于下列关于这这一运一运动过动过程的程的说说法中法中,正确的是正确的是()A.A.人与人与车车的的动动能增大能增大,重力重力势势能增大能增大B.B.人与人与车车的的动动能增大能增大,重力重力势势能减小能减小C.C.人与人与车车的的动动能减少能减少,重力重力势势能增大能增大D.D.人与人与车车的的动动能不能不变变,重力重力势势能不能不变变【解析】【解析】选选B B。本题考查动能和重力势能的转化。自行。本题考查动能和重力势能的转化。自行车下坡时车下坡时,速度越
44、来越快速度越来越快,质量不变质量不变,动能增加动能增加,高度减高度减小小,重力势能减小。故选重力势能减小。故选B B。3.(20153.(2015莆田中考莆田中考)莆田是国家莆田是国家级级射箭射箭训练训练基地基地,2015,2015年年3 3月份全国射箭冠月份全国射箭冠军赛军赛在我市在我市举举行。如行。如图图所示所示,拉拉满满的弓箭射出的弓箭射出,是弓的是弓的_能能转转化化为为箭的箭的_能。能。【解析】【解析】关键点关键点1:1:明确拉弯的弓发生弹性形变明确拉弯的弓发生弹性形变,具有弹具有弹性势能性势能;关键点关键点2:2:明确把箭射出的过程中明确把箭射出的过程中,弓的弹性形变变小弓的弹性形变
45、变小,弓的弹性势能减小弓的弹性势能减小,箭的速度增加箭的速度增加,箭的动能增大箭的动能增大,因此因此弓的弹性势能转化为箭的动能。弓的弹性势能转化为箭的动能。答案答案:弹性势动弹性势动4.(20144.(2014牡丹江中考牡丹江中考)如如图图所示所示,篮篮球撞球撞击击到地面到地面时发时发生生弹弹性形性形变变,产产生生_(_(选选填填“弹弹力力”“”“重力重力”或或“摩擦力摩擦力”),”),这这个个过过程中程中,篮篮球的球的动动能能转转化化为为_能。能。(不考不考虑虑机械能的机械能的损损失失)【解题关键】【解题关键】解答本题需抓住以下关键解答本题需抓住以下关键:关键关键1:1:明确弹力产生的原因即
46、物体发生弹性形变。明确弹力产生的原因即物体发生弹性形变。关键关键2:2:篮球发生弹性形变时篮球发生弹性形变时,篮球的速度减小篮球的速度减小,弹性形弹性形变的程度增大。变的程度增大。【解析】【解析】本题考查弹力的产生和能量的转化。如题图本题考查弹力的产生和能量的转化。如题图,篮球撞击到地面时发生弹性形变篮球撞击到地面时发生弹性形变,会产生弹力会产生弹力;这个过这个过程中程中,篮球的动能转化为弹性势能。篮球的动能转化为弹性势能。答案答案:弹力弹性势弹力弹性势【知【知识识拓展】拓展】多米多米诺诺骨牌效骨牌效应应多米多米诺诺骨牌效骨牌效应发应发生生时时,骨牌瞬骨牌瞬间间依次倒下的依次倒下的场场面蔚面蔚
47、为为壮壮观观,其其间显间显示的示的图图案丰富多彩案丰富多彩,令人惊令人惊叹叹,其中其中蕴蕴含着含着丰富的科学道理丰富的科学道理,这这就是就是“多米多米诺诺骨牌效骨牌效应应”。该该效效应产应产生的能量是十分巨大的。生的能量是十分巨大的。这这种效种效应应的物理道的物理道理是理是:骨牌骨牌竖竖着着时时,重心重心较较高高,倒下倒下时时重心下降重心下降,倒下倒下过过程中程中,将其重力将其重力势势能能转转化化为动为动能能,它倒在第二它倒在第二张张牌上牌上,这这个个动动能就能就转转移到第二移到第二张张牌上牌上,第二第二张张牌将第一牌将第一张张牌牌转转移移来的来的动动能和自己倒下的能和自己倒下的过过程中由本身
48、具有的重力程中由本身具有的重力势势能能转转化来的化来的动动能之和能之和,再再传传到第三到第三张张牌上牌上所以每所以每张张牌牌倒下的倒下的时时候候,具有的具有的动动能都比前一能都比前一张张牌大牌大,因此它因此它们们的的速度一个比一个快速度一个比一个快,也就是也就是说说,它它们们依次依次获获得的能量一得的能量一个比一个大。个比一个大。主主题题探究物体的探究物体的动动能跟哪些因素有关能跟哪些因素有关【实验实验方法】方法】_法、法、_法。法。【实验实验装置】装置】控制控制变变量量转换转换【实验实验关关键键】(1)(1)动动能大小的比能大小的比较较:比比较较同一水平面上木同一水平面上木块块被撞的距被撞的
49、距离的离的远远近。木近。木块块运运动动的距离越的距离越远远,具有的具有的动动能能_。(2)(2)探究探究动动能与物体速度的关系。能与物体速度的关系。思路思路:控制控制_不不变变,只改只改变变_。例如。例如,让让同一同一钢钢球从不同高度由静止开始球从不同高度由静止开始滚滚下。下。越大越大质质量量物体速度物体速度(3)(3)探究探究动动能与物体能与物体质质量的关系。量的关系。思路思路:控制控制_不不变变,只改只改变变_。例如。例如,让让不同不同钢钢球从同一高度由静止开始球从同一高度由静止开始滚滚下。下。物体速度物体速度质质量量【要点探究】【要点探究】(1)(1)在在实验实验中中,为为什么什么让让不
50、同的不同的钢钢球从同一高度由静止球从同一高度由静止开始开始滚滚下下?提示提示:目的是控制不同的钢球在撞击木块时速度相同。目的是控制不同的钢球在撞击木块时速度相同。(2)(2)在在实验实验中中,为为什么什么让让同一个同一个钢钢球从不同高度由静止球从不同高度由静止开始开始滚滚下下?提示提示:目的是控制同一个钢球在撞击木块时速度不同。目的是控制同一个钢球在撞击木块时速度不同。(3)(3)实验实验中中,假假设设平面没有阻力平面没有阻力,会出会出现现什么什么现现象象?提示提示:木块将永远做匀速直线运动。木块将永远做匀速直线运动。(4)(4)在在实验实验中中,木木块块运运动动到平面的末端之外到平面的末端之