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专题07 功和机械能单元知识点讲解与典型题解析(夯基提优)
一、利用功、功率的公式求解计算题策略
1.利用W=Fs进行计算时,一定要注意力F和距离S的一 一对应的关系,即距离S是在力F作用下且沿力的方向上移动的距离。其次,一定要注意F和S的同时性,即在计算做功多少时,一定要搞清S是否是F始终作用下运动的距离。比如用60N的力将一重为8N的物体踢出20m远,这20m不是在脚的力的始终作用下运动的,在求脚对物体做功时,不能表示为W=Fs=60N×20m=1200J。
2.利用P=W/t进行计算时,一定要注意功W和完成这些功所用的时间t的一 一对应的关系。其次,一定要注意W和t的同时性。
二、探究影响物体动能大小因素的实验思路
1.实验研究:研究对象小钢球。 方法有控制变量法;转换法。
如何判断动能大小:看木块被小钢球推动的距离多少。
使质量不同的钢球从同一高度静止释放的目的:使小球到达水平面时的初速度相同;
如何改变钢球速度:使钢球从不同同高度滚下;
2.分析归纳:保持钢球质量不变时结论:运动物体质量相同时,速度越大,动能越大;
保持钢球速度不变时结论:运动物体速度相同时,质量越大,动能越大;
3.得出结论:物体动能与质量和速度有关;速度越大动能越大,质量越大动能也越大。
4.斜面的作用:是物体具有速度并改变物体速度的大小。
5.水平面的作用:是物体在竖直方向上受力平衡,在水平方向只受摩擦力。
6.能量转化:在斜面上机械能转化过程:重力势能转化成动能 , 在水平面上能力转化过程:动能转化为内能。
7.木块最终停下来的原因:在水平面受到摩擦力。
8.实验推理与假设:当水平面绝对光滑,小球将做匀速直线匀速,不能达到探究目的。
9.超载、超速问题判断:超速时,质量不变,速度越大,动能越大;超载时,速度不变,质量越大,动能越大。
10.用小球做实验有不足之处是:不能保证小球在水平面上沿直线运动。
考点1:功
典例.如图所示,用大小相等的拉力沿不同的方向从静止开始拉同一物体运动相同的路程的方向保持与接触面平行,乙、丙粗糙程度相同,所用时间分别为甲、乙、丙,,下列判断正确的是( )
A. 三种情况,甲中的拉力做的功最多
B. 甲、乙的粗糙程度不同,拉力做的功不相等
C. 甲、乙、丙三种情况,拉力做的功大小相等
D. 甲、乙、丙三种情况,拉力每秒做的功大小相等
练习.如图所示的三种场景中,拉力、、大小相等,在拉力的作用下物体移动的距离也相等.若拉力所做的功分别记为、、,则它们的大小关系为
A. B. C. D.
考点2:功率的定义
典例.某班准备组织一次爬楼比赛活动,规定从一楼登上五楼,比一比谁的功率最大。经讨论,同学们提出测量的物理量有:一楼到五楼的高度;从一楼到达五楼所用的时间;每个同学的体重;一楼到五楼楼梯的长度则下面的比较方案中,能够分出胜负且最简单的比较方案是
A. 比较 B. 比较 C. 比较 D. 比较
练习.一位摄影爱好者采用在同一张底片上多次曝光的方法,拍摄了极限跳伞运动员从悬崖上跳下的过程,从运动员离开悬崖时开始,每隔曝光一次,得到了一张如图所示的记录运动员在打开降落伞之前的一段下落情况的照片。若运动员从点到点视为沿竖直方向运动,以下关于该过程的分析中正确的是( )
A. 运动员下落过程中受力平衡
B. 运动员的速度越来越快,惯性越来越大
C. 运动员所受重力做的功在 段等于在 段
D. 运动员所受重力做的功在 段比在 段慢
考点3:功率的比较
典例.如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面、以相同的速度从底部匀速拉到顶点,已知,施加的力分别为、,拉力做的功为、,力做功的功率分别为、,则下列判断中正确的是( )
A. B.
C. D.
练习.如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动,两次拉动同一木块得到的图象分别是图乙中的图线、两次对应的弹簧测力计示数分别为、,两次拉力的功率分别为、则( )
A. B. C. D.
考点4:动能和势能
典例.球竖直向上运动,并落回地面,这过程中先后经过、两点球在这两点的动能和重力势能如图所示,则球在点的( )
A. 速度比在点的大 B. 机械能大于在点的
C. 机械能等于在点的 D. 离地高度比在点的低
练习.篮球从点以速度竖直下落,经水平地面反弹后最高回到与点等高的点,如图。设在点时篮球的机械能为,动能为,重力势能为;回弹到点时篮球的重力势能为,动能为;下列正确的是( )
A. B. C. D.
考点5:机械能及其转化
典例.如图所示,用轻质弹簧弹簧质量和空气阻力忽略不计将小球挂在天花板上,小球和弹簧拉到水平位置此