内容正文:
易错点05 功能关系转换应用常考易错陷阱分析
功能关系转换应用常考易错陷阱分析
陷阱一:功的计算中距离理解不够清楚。
1.做功:在科学中,如果物体受到力的作用,并且在这个的方向通过了一段距离,我们就说这个力对物体做了功。
2.功的计算:功=力距离;若用W表示功、F表示力、s表示物体在F方向上通过的距离,则公式可表示为:。
F
S
陷阱二:功和能的关系没有理解。
1.一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量,所以能量和功的单位都是焦耳。
2.功的实质:做功的过程实质上就是能量转化的过程,物体做多少功就有多少能量转化为其他形式的能,所以功是能量转化多少的一种量度。
例如:物体从斜面上静止滑下,物体克服摩擦力做功100J,意味着有100J的能量(机械能)转化为其他形式的能量(内能)。
陷阱三:功能转换关系应用方法没有掌握。
1.能量不会凭空的消失,也不会凭空的创造。增大的能量肯定有来处(肯定有其他能量转换过来),减小的能量肯定有去处(肯定有转换成其他能量)。
2.能量比较法:可以比较物体在两个位置所具有的能量,其中少掉的能量肯定转化成了其他形式的能量,这个其他形式的能量,往往是内能(克服空气阻力或摩擦力做功转换成内能)。
例如:物体从A点静止滑下,到C点刚好静止,求BC段摩擦力大小。AB段光滑,水平的BC段粗糙,BC段长S。
①AB光滑,机械能没有对外转化出去,机械能守恒,能量没有损耗。
②比较C点与A点具有的能量,发现C点比A点少了mgh的能量(重力势能),少掉的能量mgh肯定转化成了其他形式的能量,在BC段克服摩擦力做功转化为内能。
③即减少的能量=克服摩擦力做功转化的内能 mgh=f S f=mgh/S
【例题1】(2023•余杭区模拟)如图有两个完全相同的弹簧秤,分别用恒力F拉着弹簧秤使不同物体按照甲、乙图示位置做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图中弹簧秤示数一定相等
B.甲、乙两图中两物体所受的摩擦力一定相等
C.甲物体在运动过程中拉力F所做的功大于克服摩擦力所做的功
D.乙物体在运动过程中拉力F所做的功等于克服重力所做的功
【例题2】如图甲乙两个轨道形状相同,有一半径为R的圆弧槽与粗糙程度相同的水平面相连,但是甲的圆弧是是光滑的,乙的圆弧槽是粗糙的,现将质量为m两个完全相同的物体从斜面顶端由静止释放,在甲轨道水平面上滑行距离为S1后静止;而在乙水平面上滑行距离为S2后静止。求:
(1)乙图中物体在水平面上的摩擦力为
(2)乙中物体在粗糙的孤槽上(运动这段时间内,若克服摩擦力做的功全部转化为内能并被该物体吸收。则物体上升的温度为 (物体比热容为c)。
【强化1】(2023秋•西湖区校级期中)如图所示,两个滑梯高度相等,如果小玲分别从①号直梯和②号旋转滑梯上端滑到地面,小玲所受重力做功分别为W1和W2,则下列说法正确的是( )
A.W1>W2 B.W1<W2 C.W1=W2 D.无法比较
【强化2】滑雪是北京冬奥会的项目之一,里面蕴含着很多科学知识。
(1)图甲的运动员保持该姿势不变沿着坡面自由下滑,速度逐渐增大,他的机械能 (选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)若某段坡面的高度为H、长度为L、粗糙程度相同,重为G的运动员保持姿势不变恰好沿该坡面自由匀速滑下,滑行的模拟图如图乙所示,则受到的摩擦力方向为沿坡面 选填“向下”或“向上”),受到的摩擦力大小 (用题中的字母表示,忽略空气阻力)。
A组 中考真题
1.(2022•杭州)现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s,如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,三者大小判断正确的是( )
A.W甲>W乙>W丙 B.W甲<W乙<W丙
C.W甲=W乙=W丙 D.W甲=W乙<W丙
2.(2022•温州)如图是小明在做俯卧撑和引体向上的锻炼场景。
(1)图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1,图乙中小明静止悬挂在单杠上时,单杠对他的作用力为F2,则F1 F2(选填“大于”“小于”“等于”)。
(2)重为600牛的小明按图乙做一个引体向上,需克服自身重力做功约为 焦。
(3)运动时,人体产热增加,散热也加快,使体温维持稳定。写出此时散热的一种方式:
。
3.(2021•丽水)科技改变生活,某餐馆用智能送菜机器人(如图)替代人工送菜。
(1)该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前,