2021年浙江省中考科学复习课件第20讲　机械能　功和功率（课件 41张PPT)

第20讲　机械能　功和功率
思维导图
考点扫描
1．动能是物体由于 而具有的能。
2．动能的大小与物体 及物体运动的 有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越____；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越 。
考点一　动能(九上教材P76)
运动
质量
速度
大
大
1．下列物体具有动能的是( )
A．悬挂在天花板上的吊灯
B．静止在山顶上的大石头
C．飞行的飞机
D．拉开的弹弓
C
1．重力势能：物体由于 而具有的能叫做重力势能。
弹性势能：物体由于 而具有的能叫做弹性势能。
2．重力势能的大小与物体的质量及物体所处的高度有关。
3．弹性势能的大小跟物体的材料以及 的大小有关，弹性形变越大，物体的弹性势能就越____。
考点二　势能(九上教材P77)
被举高
发生弹性形变
发生弹性形变
大
2．无人机已被应用于诸多领域。在无人机匀速上升的过程中，对其分析正确的是( )
A．质量增大　　B．动能减小
C．机械能不变 D．重力势能增大
D
1．大量事实表明，动能和势能可以相互 。如：单摆，将摆锤拉高一定的高度后放手，摆锤在向下摆动的过程中 转化为 ，在摆锤摆过中点后向上摆动的过程中 转化为 。(如图所示)
考点三　机械能的相互转化(九上教材P79)
转化
重力势能
动能
动能
重力势能
2．机械能守恒
动能和势能统称为 。如果没有摩擦等阻力，那么在势能和动能的相互转化中，机械能的总量保持不变，即机械能守恒。
3．如果存在摩擦阻力，动能和势能在相互转化的过程中，机械能的总量会减少。减少的机械能转化为摩擦产生的 能。
机械能
内
3．(2020，绥化)人造地球卫星绕地球从近地点向远地点运动时，下列说法正确的是( )
A．势能变小
B．动能不变
C．动能转化为重力势能
D．机械能变小
C
1．定义：如果物体受到 的作用，并且在
通过了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。
2．做功的两个必要因素： 和
。
力没有做功的三种情况：a.物体受到力的作用，但没有移动距离；b.物体不受外力，由于惯性做匀速直线运动；c.物体通过的距离与受到的力的方向垂直。
考点四　机械功(九上教材P82)
力
力的方向上
作用在物体上的力
物体在力的方向上通过的距离
3．功的单位： ，简称焦，符号是J。1焦＝1 N·米。
4．功的计算
公式：功＝力×距离，即W＝ 。(F表示力，单位是 ，s表示沿力的方向上移动的距离，单位是 )
焦耳
Fs
N
m
4．(2020，湘潭)用20N的水平推力，将重为280N的购物车沿水平地面向前推动了5m。在此过程中，购物车的重力做功 J，水平推力对购物车做功 J。
0
100
1．定义：单位时间内做的功叫功率。
2．意义：功率用来描述物体 的物理量。功是能量转化的 ，所以做功快慢也就是能量转化的快慢。因此，功率是表示能量转化快慢的物理量。
3．功率的单位： ，简称瓦，符号是W。
考点五　功率(九上教材P85)
做功快慢
量度
瓦特
【备考补充】
1．功率表示物体做功的快慢，而不是做功的多少，做功多功率不一定大。
2．汽车行驶在平坦的柏油路面时，需要的牵引力F较小，时速就可大些；在不平坦的路面行驶或上坡时，需要的牵引力较大，就必须改用低速行驶。
5．(2020，长沙)小杰背着书包回家，在水平路面上行走100m用时100s，乘坐电梯从1楼到21楼用时30s，以下符合实际的是( )
A．电梯对小杰做功约3.6×103J
B．小杰乘坐电梯上升时，对书包不做功
C．电梯对小杰做功的功率约1200W
D．小杰在水平路面行走时，重力做功的功率约600W
C
精讲释疑
能根据动能、重力势能、弹性势能定义予以识别，知道动能大小跟质量、速度的定性关系；重力势能大小与质量、举高高度的定性关系；弹性势能与弹性形变的定性关系。由于机械能为动能与势能之和，那么机械能的变化有时可通过比较物体变化前后两种状态的动能与势能之和来判断，有时可直接判断过程中是否受到摩擦阻力等。
题型一　机械能的相互转化
【例1】　(2019，南通)如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球( )
A．运动至最高点时，受平衡力作用
B．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力
C．从A点向上运动过程中，速度先增大后减小
D．从O点向上运动过程中，重力势能转化为动能
C
1．如图，滚摆下降过程中，滚摆的 能转化为 能。滚摆上下往复运动过程中，其每次上升所能达到的高度越来越低，滚摆在运动过程中的机械能 (选填“增加”“减少”或“不变”)。
重力势
动
减少
2．(2020，黄石)如图，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球向下运动到最低点B(不超过弹簧弹性限度)，小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是( )
C
A.小球的重力势能一直在减少，动能一直在增加
B．小球减少的重力势能全部转化为动能
C．弹簧的弹性势能不断增大
D．小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大
做功的实质就是能量转化的过程。物体做了多少功，就有多少能量转化为其他形式的能。因此当我们不便或不能直接求解能量时，可将所求能量转换为通过判断功的大小来实现。
题型二　功是能量转化的量度
【例2】　(2019，杭州)木块在两端开口且足够长的竖直筒中自由释放可向下作匀速直线运动；若木块在其右侧质量为5千克的物体牵引下则可向上作匀速直线运动(绳子质量及滑轮与转轴、绳子间的摩擦均忽略不计)，如图所示，问：(g取10牛/千克)
(1)当右侧物体刚落地时木块所受到的摩擦力的方向为
。
(2)木块的质量为 千克。
(3)若右侧物体下落20厘米时其重力做的功为____焦。
竖直向下
2.5
10
3．(2020，荆门)如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0～6s内拉力随时间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在2～4s内，物体克服摩擦力所做的功为( )
A．10J　　B．30J　　
C．50J　　D．80J
B
4．(2020，咸宁)如图所示，质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的 ，则他上半身的重力约为 N，他在一段时间内做了40个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则他在这段时间克服重力做的功约为
J。
300
3600
题型三　应用功率公式进行计算
【例3】　小华和妈妈去超市购物，她们将17 kg物品放在小推车中推行，小推车在某段时间内速度v随时间t变化的关系图像如图所示。已知小推车重130 N，所受阻力是总重的0.15倍。(g取10 N/kg)
(1)在0～10s内，水平推力 (
填“大于”“小于”或“等于”)阻
力，阻力大小为 N。
大于
45
(2)10～20 s内水平推力做了多少功？
(3)10～20 s内水平推力的功率多大？
5．(2020，赤峰)学完《功率》一节后，老师布置了一项实践性作业：利用生活中的测量工具，设计一种测量自己上楼功率的方案。请补充未完成的步骤(需要测量的物理量用相应的字母表示)：
(1) ；
(2)用皮尺测出所上楼梯的总高度h；
(3) ；
(4)上楼功率的表达式P＝ (g值用该字母表示即可)。
用台秤测出自身的质量为m
用秒表测量出上楼所用的时间t
诊断自测
1．(2019，台州)立定跳远时的动作分解如图，在此过程中运动员( )
A．上升时，动能减小，势能减小
B．上升时，动能增大，势能增大
C．下落时，势能增大，动能减小
D．下落时，势能减小，动能增大
D
2．(2020，湖州)在无风的环境中雨滴的降落可简化为两个过程，先加速竖直降落，后匀速竖直降落。雨滴(忽略质量变化)在( )
A．加速降落过程中只受重力作用
B．加速降落过程中机械能逐渐增大
C．匀速降落过程中减少的重力势能全都转化成内能
D．匀速降落过程中机械能保持不变
C
3．(2020，枣庄)一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上，如果对木块施加的水平拉力为F，如图甲所示；F的大小与时间t的关系如图乙所示；木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。以下说法正确的是( )
C
A．当t＝1s时，木块受到的摩擦力是0
B．当t在2～4s内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为5N
C．当t在4～6s内，拉力F的功率为6W
D．当t在2～6s内，木块的机械能保持不变
4．(2020，镇江)如图所示，某同学站在电梯内的电子秤上，在电梯向下匀速运动的过程中，该同学的重力势能 ，机械能 (上述两空均选填“增大”“减小”或“不变”)。在电梯减速停靠一楼的过程中，电子秤的示数比该同学所受重力 。
减小
减小
大
5．(2020，河北)蹦极是一种运动游戏。
如图中A点是弹性绳自然下垂时绳下
端的位置，B点是游戏者所能到达的
最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中(忽略空气阻力)，其重力势能逐渐转化为____能；游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的 能逐渐增加；到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，所以游戏者在B点时 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态。
动
弹性势
不是
6．(2020，东营)我国自行设计的新型履带式水陆两栖坦克，如图所示，它既可像普通坦克一样在陆地上高速行驶，又能像船一样在水中航行。该坦克的质量为22t，配备发动机的最大功率为420kW。若在水中匀速航行时，最大速度为18km/h，此时受到的阻力为
。
8.4×104N