内容正文:
第十一章 简单机械(三)——功、机械能及其转化
【中考透视 明确航向】
考点有:(1)理解功的两个必要因素,判断物体是否做功;(2)在简单做功过程中对功、功率的计算或估算;(3))动能、势能的大小变化及转化;(4)实验探究题主要考查日常生活中做功过程对应功率的测定,用控制变量的方法研究动能、重力势能大小的影响因素;计算题主要考查功、功率、机械效率与速度、密度、力、压强、浮力、简单机械等知识点的综合运用.近年来,功的计算与运动图象相结合考查学生数理结合的能力成为中考新动向.
【典例探究 提炼技法】
考点一:功
命题角度1:做功的判断
【解法技巧】①首先应明确判断哪个力(或施力物体)对物体做功;②然后分析作用在物体上的力是否产生了“成效”—沿着力的方向通过了一段距离。若力产生了“成效”,则该力就对物体做了功。注意:物体克服某个力做功的含义:若施加在物体上的力与物体的运动方向相反,我们通常说物体克服该力做了功.比如:物体在竖直向上运动h的过程中,物体克服重力做功;再如:物体在水平方向上向前运动s,物体克服摩擦力做功.
【例1】:1.如图所示的四种情景中,人对物体做了功的是
A. 搬石头但没有搬动 B. 物体在绳子拉力作用下升高
C. 手提滑板在水平路面匀速前行 D. 踢出去的足球在空中飞行
命题角度2:功的计算
【例2】:2.如图甲所示,物体在水平拉力的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,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,则在内,拉力所做的功为( )
【解法技巧】①首先要明确题目中所求的是什么力对物体做的功;②然后确定物体在力F的方向上通过的距离s;③最后利用W=Fs计算。计算时各物理量单位要统一。注意:①克服重力做功(W=Gh)与克服阻力(摩擦力)做功(W=fs)是常见的功的表达方式.②功的估算:估测力的大小和物体在力的方向上移动的距离,估算功。
A. B. C. D.
3.小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上,他对物理书所做功最接近于( )
A. B. C. D.
考点二:功率大小的计算或定性比较大小
【解法技巧】首先通过审题明确已知条件,然后再选择相对应的功率的公式求解。注意:①P = 具有普遍性,不限制物体的运动状态;P=Fv必须是物体做匀速直线运动状态。②计算时P、W、t必须对应于同一段时间和同一物体;时间的单位用s,功的单位用J,功率的单位才会是W,速度的单位用m/s。③功和功率的估算:估测力的大小和物体在力的方向上移动的距离,估算功。再根据时间估算功率。
【例4】:4.用弹簧测力计水平拉木块使其做直线运动,两次拉动木块得到的图像分别是图中的,两次的弹簧测力计示数分别为、,两次拉力的功率分别为、。则和、和的大小关系是( )
A. 等于、大于
B. 等于、等于
C. 大于、大于
D. 小于、小于
5.物体在自由下落过程中,运动速度会越来越快,一个物体由点自由下落,相继经过、两点,已知如图所示,物体在段重力做功功率为;在段重力做功功率为,则______选填“”、“”或“”
考点三:机械能
命题角度1:比较机械能的大小
【解法技巧】①首先根据决定动能(或势能)大小的因素分析各因素是否改变或怎样改变,从而判断动能和重力势能(或弹性势能)如何变化.②然后再根据“机械能=动能+势能”的关系再判断机械能的变化。
【例6】:如图是固定在水平桌面上的圆弧轨道,将一小球由轨道的点自由释放,滚动到点。在此过程中,动能______ ,重力势能______ 。
命题角度2:机械能的转化和守恒
【解法技巧】①首先分析决定动能大小的因素和决定重力势能(或弹性势能)大小的因素——看动能和重力势能(或弹性势能)如何变化. ②在动能和势能相互转化的过程中,如果没有机械能与其它形式的能之间的转化,即没有空气阻力和摩擦等原因造成的机械能损失,机械能的总量是保持不变,即机械能守恒.如果存在空气阻力和摩擦等,机械能的总量减小.
注意:题目中如果有“在光滑斜面上滑动”,则表示没有能量损失——机械能守恒;如果有“在斜面上匀速下滑”,则表示有能量损失——机械能不守恒.
【例7】:许昌市科技馆已于疫情后月日恢复开馆。某学习小组对科技馆中的“最速降线”装置进行了研究,其模型如图所示,甲,乙为两条光滑轨道,两轨道的起点高度相同,底部高度也相同。若将、两个完全相同的小球,同时由静止从甲、乙两个轨道的起点馆动至底部,发现两小球不同时到达,且到达底部时的动能分别为和,速度大小分别为的和忽略空气阻力,则______,______前两空选填“大于”“等于”或“小于”。你的依据是______。
【例8】:沿水平桌面自由滚落的排球的运动轨迹如图,,两处高度相同,为球与水平地面的接触点,忽略空气阻力,关于