人教版中考物理专题复习功和机械能

专题训练三 功和机械能 【学习目标】 1.做功的两个必要因素，功的计算； 2.知道功率的概念、计算公式和单位，能说明有关问题并进行计算； 3.理解动能、重力势能的初步概念，知道什么是弹性势能； 4.知道动能的大小与质量和速度有关，重力势能的大小与质量和高度有关；知道弹性势能的大小与弹性 形变有关； 5.能解释一些动能和势能相互转化的简单现象； 6.能解释有关动能和势能相互转化的例子。 【知识网络】 【要点梳理】 要点一、功 1.做功的两个必要因素： (1)作用在物体上的力； (2)物体在力的方向上通过的距离。 2.不做功的三种情况 （1 ）物体受力, 但物体没有在力的方向上通过距离。此情况叫“劳而无功” 。 （2 ）物体移动了一段距离, 但在此运动方向上没有受到力的作用( 如物体因惯性而运动) 。此情况叫“不 劳无功” 。 （3 ）物体既受到力, 又通过一段距离, 但两者方向互相垂直( 如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动) 。 此情况叫“垂直无功” 。 3.功的计算： （1 ）公式：一般式 W＝Fs ；常用式 W＝Gh(克服重力做功) 或 W ＝f 阻 s(克服摩擦阻力做功) 。 （2 ）单位：焦耳(J) 4.注意事项： （1 ）F 与 s 的方向应在同一直线上( 初中要求)(比如一个人提着一重物 G,从山脚顺着“之”字形的山路 爬到山顶, 此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的长, 而是从山脚到山顶的高) （2 ）做功的多少, 由 W ＝Fs 决定, 而与物体的运动形式无关. 要点诠释： 1.判断物体做功的依据: 做功的两个必要因素，重点抓住力作用在物体上是否有“成效” 。 2.在分析做功情况时还应注意以下几点： （1 ）当物体的受力方向与运动方向不垂直时, 这个力就要做功。 （2 ）一个物体同时受几个力的作用时, 有一些力做了功, 有些力没有做功。因此, 讲做功必须指出是哪一 个力对哪一个物体做功。 （3 ）什么叫物体克服阻力做功: 若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力 F的作用, 我们通常说 物体克服阻力 F 做了功。 比如: 物体在竖直向上运动 h 的过程中, 物体克服重力做功, 功的大小为 W ＝Gh； 再如：物体在水平方向上向前运动 s,物体克服摩擦力做功, 功的大小为 W ＝fs。 要点二、功率 1.物理意义：表示物体做功的快慢。 2.定义：物体在单位时间内所做的功。 3.计算式：， P 表示功率，W 表示功，t 表示时间，使用公式计算功率时，必须注意 W 和 t 的 对应关系。W 为在 t 时间内所做的功，而 t 为做 W 这么多的功所用的时间。 4.推导式：，式中 F 为做功的力而 v 为速度。 5.单位：瓦(W) 要点诠释： 1.注意区别功与功率。功率与功是两个不同的物理量, “功”表示做功的“多少”, 而“功率”则表示做 功的“快慢”, “多少”与“快慢”的意义不一样。只有在做功时间相同时, 做功多的就做功快。否则, 做功多, 不一定做功就快, 即“功率”不一定就大。也就是说: 功率与功和时间两个因素有关。 2.由 P ＝W/t变形为 P ＝Fv 可知: 功率一定时, 力 F 与速度 v 成反比。 要点三、动能和势能 1.能量（能）: 物体能够对外做功，我们就说它具有能量。简称能。 可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。不同的物体做功的本领也 不同。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。 2.动能：定义：物体由于运动而具有的能，叫做动能。 3.探究物体的动能跟哪些因素有关： （1 ）让同一个钢球 A ，分别从不同的高度由静止开始滚下。 实验表明，钢球从高处滚下，高度 h 越高，钢球运动到水平面时越快，木块 B 被撞得越远。所以，质量 相同时，钢球的速度越大，动能越大。 （2 ）改变钢球的质量，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下。 实验表明，速度相同时，质量越大的钢球将木块 B 撞得越远。所以钢球的速度相同时，质量越大，动能 越大。 （3 ）结论：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它 的动能也越大。 4.势能： （1 ）重力势能：物体由于高度所决定的能，叫做重力势能。例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个 坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里。 （2 ）影响重力势能的因素：质量、高度 （3 ）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 （4 ）影响弹性势能的因素：弹性形变 要点诠释： 1.能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量，因此，能的单位和功的单 位相同，都是焦 2.一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石 头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。 要点三、动能和势能 1.机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2.机械能的转化：动能和势能可以相互转化。 （1 ）滚摆上下运动的过程中动能和势能的转化：滚摆由上向下运动时，高度降低，速度加快，重力势 能转化为动能；向上运动时，高度升高，速度减慢，动能转化为重力势能。 （2 ）蹦床上的运动员从高处下落、接触蹦床、弹起的过程中，动能和势能的转化：运动员在下落过程 中，是重力势能转化为动能；当运动员接触蹦床后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹 性势能，运动员被弹起的过程中，蹦床的弹性势能转化为运动员的动能；运动员上升的过程中，动能转 化为重力势能能。动能和势能可以相互转化。 3.机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变， 或者说机械能守恒。 要点诠释： 1.动能和势能统称为机械能的理解： （1 ）有动能的物体具有机械能； （2 ）有势能的物体具有机械能； （3 ） 同时具有动能和势能的物体具有机械能。 2.机械能转化和守恒”可以分两个层次理解： （1 ）机械能可以相互转化。 （2 ）机械能在转化后总量守 恒。 【典型例题】 类型一、判断力对物体是否做功 1.（2015•徐州模拟）小明用 100N 的力踢一个重 5N 的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了 20m，在球滚动的过程中（ ） A．小明对足球做功 2000J B．重力对足球做功 100J C．小明对足球做功 2100J D．小明和重力对足球做功都是 0J 举一反三： 【变式】水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下，沿拉力的方向移动一段距离。则下列判断正确 的是（ ） A.文具盒所受重力做了功 B.文具盒所受支持力做了功 C.文具盒所受拉力做了功 D.没有力对文具盒做功 类型二、功及功率的计算 2.用弹簧测力计水平拉着重为 8N 的木块，在水平长木板沿直线匀速移动 0.5m，如图所示，木块受 到的摩擦力是 N，木块所受的重力做功 J。 举一反三： 【变式】 （2015 秋•密云县校级期中）水平地面上有一个重 100 牛的物体，在水平推力作用下沿推力的方 向匀速运动了 5 米时， 用了 10 秒， 在这个过程中， 推力对物体做功的功率是 15 瓦， 则推力大小是 （ ） A