2025年广州中考物理一轮复习备考课件：第十讲功与能

第二模块　力 第十讲　功与能 知识点1　功 (1)功包含两个必要因素：一是作用在物体上的 ；二是物体在 ⁠ 上移动的距离。 (2)功的计算公式： ，单位： (符号：J)；1 J ＝ N·m 力　 这 个力的方向　 W＝Fs　 焦耳　 1　 知识回顾 知识点2　功率 (1)在物理学中，把 与 之比叫作功率，功率是表 示 的物理量。 功　 做功所用时间　 做功快慢　 (2)功率的计算公式： ，基本单位： (符号： )， 1 kW＝ ⁠W P＝　 瓦特　 W　 1 000　 知识回顾 知识点3　动能和势能 (1)物体能够 ，我们就说物体具有能量，简称能。动能和势 能之和统称为机械能。 对外做功　 知识回顾 (2)动能和势能 项目 动能 势能 重力势能 弹性势能 区 别 定义 物体由于 ⁠ 而具有的能 物体由于被 ⁠ ⁠而具有的能 物体由于发生 ⁠ ⁠而具有的能 影响 因素 与物体的 ⁠ 和 有关　 与物体的 ⁠ 和被举高的 ⁠ 有关　 与物体的材料和弹性形 变程度有关 联系 动能和势能在一定条件下可以相互转化 运动 举高 弹性形变 质量 速度　 质量　 高度 知识回顾 知识点4　机械能及其转化 (1)能量转化举例 机械 过程中的能量转化 滚摆 上升： 能转化为 ⁠能 下降： 能转化为 ⁠能 单摆 左→中间： 能转化为 ⁠能 中间→右： 能转化为 ⁠能 人造地球卫星 近地点→远地点： 能转化为 ⁠能 远地点→近地点： 能转化为 ⁠能 近地点时动能最大，远地点时 ⁠能最大 动　 重力势　 重力势　 动　 重力势　 动　 动　 重力势　 动　 重力势　 重力势　 动　 重力势　 知识回顾 (2)在只有动能和势能相互转化时，机械能的总和 ，或者说机械 能是 的。 不变　 守恒　 知识回顾 知识点5　探究物体的动能与什么因素有关 (1)实验装置图 知识回顾 (2)实验方法 ①转换法的应用：通过木块 来反映动能的大小； ②控制变量法的应用： a.探究动能大小与速度的关系(将同一小球从斜面的 ⁠由静止 释放)； b.探究动能大小与质量的关系(将质量不同的小球从斜面的 ⁠ 由静止释放)。 移动的距离　 不同高度　 同一高度　 知识回顾 (3)交流反思 ①将小球从斜面同一(不同)高度由静止释放的目的：控制小球到达水平面 时的 相同(不同)； ②木块最终停下来的原因：阻力改变木块的运动状态； ③实验过程中能量的转化：小球从斜面顶端运动到底端的过程中， ⁠ 能转化为动能；从斜面底端直至停止的过程中，动能转化 为 能； ④结合实际，分析汽车制动滑行、超载超速等实例。 速度　 重 力势　 内　 知识回顾 (4)实验结论：在物体运动速度相同时，物体的质量越大，动能 ⁠；在物体质量相同时，物体的速度越大，动能 ⁠。 越大 越大　 知识回顾 核心考点1　功和功率 例1：如图所示，水平木板上有一物块在拉力作用下向右运动。从物块经 过M点开始计时，每经过相同时间记录物块的位置如图。物块在OQ段 内，物块上方用双面胶粘了另一物块。已知，木板上各处的粗糙程度均 相同，MP段拉力恒为F1，PQ段拉力恒为F2。物块在MO段和PQ段做匀 速直线运动，在OP段做变速运动。(不计空气阻力) 例1图 (1)在MN和PQ两段，拉力对物块所做的功分别为WMN和WPQ，若WMN和 WPQ恰好相等，请计算此时F1和F2的比值； 能力提升 解：(1)根据F1＝和F2＝ 因为WMN＝WPQ，sMN＝3 m，sPQ＝1.5 m， 所以F1∶F2＝1∶2。 解：(1)根据F1＝和F2＝ 因为WMN＝WPQ，sMN＝3 m，sPQ＝1.5 m， 所以F1∶F2＝1∶2。 能力提升 例1：如图所示，水平木板上有一物块在拉力作用下向右运动。从物块经 过M点开始计时，每经过相同时间记录物块的位置如图。物块在OQ段 内，物块上方用双面胶粘了另一物块。已知，木板上各处的粗糙程度均 相同，MP段拉力恒为F1，PQ段拉力恒为F2。物块在MO段和PQ段做匀 速直线运动，在OP段做变速运动。(不计空气阻力) 例1图 (2)在MN和OP两段，拉力对物块做功的功率分别为PMN和POP，请分析两 者大小关系； 能力提升 解：(2)根据P＝＝，在MN段和OP段内，拉力F与物块在拉力方向上 运动的距离s相等，因每经过相同时间记录物块的位置，由图可知tMN＜ tOP，故PMN＞POP。 解：(2)根据P＝＝，在MN段和OP段内，拉力F与物块在拉力方向上 运动的距离s相等，因每经过相同时间记录物块的位置，由图可知tMN＜ tOP，故PMN＞POP。 能力提升 (3)已知在MN段内，水平木板对物块的支持力＝4 N，此力对物块做 功为W1；PQ段内，水平木板对物块的支持力＝8 N，此力对物块做 功为W2，则W1 W2(选填“＞”“＜”或“＝”)。 ＝　 例1：如图所示，水平木板上有一物块在拉力作用下向右运动。从物块经 过M点开始计时，每经过相同时间记录物块的位置如图。物块在OQ段 内，物块上方用双面胶粘了另一物块。已知，木板上各处的粗糙程度均 相同，MP段拉力恒为F1，PQ段拉力恒为F2。物块在MO段和PQ段做匀 速直线运动，在OP段做变速运动。(不计空气阻力) 例1图 能力提升 解题思路：根据机械功和功率的公式W＝Fs和P＝进行分析比较；根据 做功的两个必要条件判断力是否做功。三种情况不做功：①力而不移； ②移而无力；③力移垂直。 能力提升 [练习1](2018广州)如图，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下从O匀 速直线运动到Q。OP段拉力F1为300 N，F1做的功为W1，功率为P1；PQ 段拉力F2为200 N，F2做的功为W2，功率为P2。则 (　C　) 练习1图 A. W1＞W2 B. W1＜W2 C. P1＞P2 D. P1＜P2 C 能力提升 [练习2](2023广州节选)物体A重5 N，如图，A在水平拉力F1作用下，在水 平面从M匀速直线运动到N用时3 s。 练习2图 A从M运动到N，F1做的功为 J、功率为 W，A所受重力做 的功为 J。 0.3　 0.1　 0　 能力提升 核心考点2　功和功率的计算 例2：(2020广州)装有水的容器在大小为10 N的拉力F作用下运动，图甲 为容器三段运动的示意图，F的方向始终沿着容器运动方向，OP段、MN 段为水平地面。在MN段容器中的水少于OP段，容器在OP段、MN段的 速度－时间图像和QR段的路程－时间图像如图乙所示。 例2图 (1)求F在OP 段做的功； 解：(1)sOP＝vOPtOP＝0.4 m/s×10 s＝4 m　WOP＝FsOP＝10 N×4 m＝40 J 解：(1)sOP＝vOPtOP＝0.4 m/s×10 s＝4 m　WOP＝FsOP＝10 N×4 m＝40 J (2)求F在QR 段的功率； 解：(2)WQR＝FsQR＝10 N×5 m＝50 J　PQR＝＝＝5 W 解：(2)WQR＝FsQR＝10 N×5 m＝50 J　PQR＝＝＝5 W 能力提升 (3)容器在OP段和MN段受到摩擦力分别为f1、f2，则f1 f2(选填 “＞”“＝”或“＜”)。 ＝　 例2：(2020广州)装有水的容器在大小为10 N的拉力F作用下运动，图甲 为容器三段运动的示意图，F的方向始终沿着容器运动方向，OP段、MN 段为水平地面。在MN段容器中的水少于OP段，容器在OP段、MN段的 速度－时间图像和QR段的路程－时间图像如图乙所示。 例2图 能力提升 解题思路：题中主要考查根据公式W＝Fs和P＝进行简单计算。功的计 算要找准哪个力及物体沿该力的方向移动的距离，先判断力是否做了 功，切忌盲目套公式；功率的计算需要真正熟知概念的定义，常结合对 机械效率的正确理解进行考查。 能力提升 [练习](2021广州)吊机将重为5 000 N的货物从地面A处竖直匀速提升40 s 到达B处，再水平匀速运送到C处，最后竖直放到楼顶D处。货物从C到D 用时50 s，路程随时间变化图像如图乙所示。 练习图 (1) 求BC段吊机对货物的拉力做的功； 解：(1)BC段吊机对货物的拉力F在BC方向上没有移动距离，所以WBC＝ 0 J。 解：(1)BC段吊机对货物的拉力F在BC方向上没有移动距离，所以WBC＝ 0 J。 能力提升 (2) 求CD段货物所受重力做功的功率； 解：(2)WG＝GsCD＝5 000 N×5 m＝2.5×104 J　PG＝＝ ＝500 W 解：(2)WG＝GsCD＝5 000 N×5 m＝2.5×104 J　PG＝＝ ＝500 W [练习](2021广州)吊机将重为5 000 N的货物从地面A处竖直匀速提升40 s 到达B处，再水平匀速运送到C处，最后竖直放到楼顶D处。货物从C到D 用时50 s，路程随时间变化图像如图乙所示。 练习图 能力提升 (3) 在图丙中作出货物从A到B的速度随时间变化图像 (仅作图，不用写出 计算过程) 。 [练习](2021广州)吊机将重为5 000 N的货物从地面A处竖直匀速提升40 s 到达B处，再水平匀速运送到C处，最后竖直放到楼顶D处。货物从C到D 用时50 s，路程随时间变化图像如图乙所示。 练习图 能力提升 核心考点3　机械能及其相互转化 例3：阿萌用大小为F的力把重为G的球竖直向上抛出。球被抛出后沿竖 直方向上升并落回地面。球离手后先后经过N、M、S三点。球在这三点 的动能和重力势能如图甲所示(N点动能大小未画出)。 甲　　　　　　　　　　　乙 例3图 (1)请在图甲中大致画出球在N点时动能的柱状图。 (2)请分析N点与S点离地高度的大小关系，并在图乙中球的运动轨迹上大 致标出N、M、S三点的位置。 能力提升 (3)球从M点运动至S点的过程中，其动能 ， 重力势能 ⁠ (均选填“增加”“减少”或“不变”)。请分析此过程中球的机械能是否 守恒，并写出你的判断依据。 (3)球的机械能为球的动能与势能的总和，由图可知，球在M点时的动能 与势能之和大于球在S点时的动能与势能之和，故两位置球的机械能不相 等，此过程中球的机械能不守恒。 增加　 减少 (3)球的机械能为球的动能与势能的总和，由图可知，球在M点时的动能 与势能之和大于球在S点时的动能与势能之和，故两位置球的机械能不相 等，此过程中球的机械能不守恒。 例3：阿萌用大小为F的力把重为G的球竖直向上抛出。球被抛出后沿竖 直方向上升并落回地面。球离手后先后经过N、M、S三点。球在这三点 的动能和重力势能如图甲所示(N点动能大小未画出)。 甲　　　　　　　　　　　乙 例3图 能力提升 (4)请分析球在M点和S点时速度的大小关系。 (4)由图知，球在M点时的动能小于球在S点时的动能，而球的动能大小与 球的质量与速度有关，球质量恒定，故可知球在M点时速度较小，在S点 时速度较大。 (4)由图知，球在M点时的动能小于球在S点时的动能，而球的动能大小与 球的质量与速度有关，球质量恒定，故可知球在M点时速度较小，在S点 时速度较大。 例3：阿萌用大小为F的力把重为G的球竖直向上抛出。球被抛出后沿竖 直方向上升并落回地面。球离手后先后经过N、M、S三点。球在这三点 的动能和重力势能如图甲所示(N点动能大小未画出)。 甲　　　　　　　　　　　乙 例3图 能力提升 (5)若已知N、M两点之间的距离为h1 ， M、S 两点之间的距离为h2 ， 球 从N点运动到M点的过程中，阿萌对球做功W＝ ；球从M点运动到S 点的过程中， 球所受的重力做功WMS ＝ ⁠。 0　 Gh2　 例3：阿萌用大小为F的力把重为G的球竖直向上抛出。球被抛出后沿竖 直方向上升并落回地面。球离手后先后经过N、M、S三点。球在这三点 的动能和重力势能如图甲所示(N点动能大小未画出)。 甲　　　　　　　　　　　乙 例3图 能力提升 解题思路：抓住动能、势能和机械能相关的概念，看懂柱状图等非连 续文本；动能和势能的判断关键是分析影响因素，机械能是否变化可 以从机械能是否守恒角度分析，也可以结合动能和势能两者的变化情 况来判断。 能力提升 [练习1](2016广州)图甲中玩具猩猩手中的香蕉以相同大小的速度转动。 如图乙所示，香蕉(看成点)从最高位置1转到最低位置2的过程中，其动 能 ，重力势能 ，机械能 。(均选填“增 大”“不变”或“减小”) 练习1图 不变　 减小　 减小　 能力提升 [练习2](2018广州)如图，甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释 放，甲球下落过程中经过P、Q两点。忽略空气阻力，下列说法正确的是 (　B　) 练习2图 B A. 着地瞬间，两球的动能相等 B. 甲球在P点和Q点的机械能相等 C. 释放瞬间，两球的重力势能相等 D. 从释放到着地，两球所受重力做的功相等 能力提升 1. (2023广州)图中重物上升过程经过M、N、O、P点，其速度在MN段不 断增大，在NO段不变，在OP段不断减小，忽略空气阻力，则重物在 (　C　) A. MN段动能不变 B. MN段机械能不变 C. NO段机械能增大 D. OP段重力势能减小 第1题图 C 真题检测 2. (2016广州)如图所示，水平地面O点两侧粗糙程度不同，物体一直受到 沿水平方向3 N的力F。物体经过M点开始计时，每经过相同时间，用虚 线框记录物体的位置。物体在MO段做匀速直线运动。F在MN、OP段做 功分别为WMN、WOP，功率分别为PMN、POP，则(　D　) A. WMN＜WOP　B.WMN＞WOP C. PMN＞POP D. PMN＜POP 第2题图 D 真题检测 3. (2022广州)如图，小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从M点竖 直向下以某速度抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为 N；经台面反弹后上升过程球的动能 (选填“增大”“不变”或 “减小”)，N (选填“可能”或“不可能”)比M高。球从N点下 降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经反弹后，到达的最 高点P (选填“可能”或“不可能”)比N高。 第3题图 减小　 可能　 不可能　 真题检测 4. (2024广州节选)如图，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地 面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力。篮球经过甲、乙两 位置时的机械能和重力势能如表所示，则篮球与地面碰撞过程损失的机 械能为 J，在乙位置时的动能为 J。 第4题图 1　 2　 位置 机械能/J 重力势能/J 甲 13 6 乙 12 10 真题检测 5. (2019广州)运动员从高空竖直向下跳伞，人(包括装备)的质量为80 kg，只考虑人受到的重力和空气阻力，下落时的速度－时间图线如图所 示。(g取10 N/kg) 第5题图 (1)人在前30 s内下落了1 500 m，求这段时间内人所受重力做的功和 功率。 解：(1)W＝Fs＝Gh＝mgh ＝80 kg×10 N/kg×1 500 m ＝1.2×106 J P＝＝＝4×104 W。 解：(1)W＝Fs＝Gh＝mgh ＝80 kg×10 N/kg×1 500 m ＝1.2×106 J P＝＝＝4×104 W。 真题检测 (2)从第10 s到第30 s这个过程中，人的动能、重力势能和机械能是如何变 化的？ 解：(2)人的动能先增大后不变，重力势能减小(变小)，机械能减小(变 小)。 解：(2)人的动能先增大后不变，重力势能减小(变小)， 机械能减小(变小)。 5. (2019广州)运动员从高空竖直向下跳伞，人(包括装备)的质量为80 kg，只考虑人受到的重力和空气阻力，下落时的速度－时间图线如图所 示。(g取10 N/kg) 第5题图 (3)人在第30 s所受阻力 (选填“大于”“等于”或“小于”)第50 s所受阻力。 等于　 真题检测 $$