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专题11功与机械能
本专题中考考点和要求(“▲”表示该标准要求属于评价水平这一层次)
评价目标和评价水平
课标要求
知识目标
技能
体验目标
了
解
认
识
理
解
独立
操作
经
历
认
同
内
化
(1)理解机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。
▲
▲
(2)知道动能、势能和机械能。通过实验,了解动能和势能的相互转化。
▲
▲
(3)举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。
▲
规律总结1: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。
规律总结2: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。
考点一:功
1.定义:在物理学中,把力和在力的方向上移动的距离的乘积叫做功。
2.做功的两个必要因素:一是有力作用在物体上,二是物体在力的方向上移动一段距离。
3.计算公式:W=Fs
4.单位:焦(J),1J=1N·m。
【例题1】(2021甘肃威武)机器人送餐以往只能在科幻电影中看到的场面,现在已成为现实。如图所示,一个机器人用手托着盘子,在水平地面上匀速行走,并使盘子一直保持同一高度不变。甲同学说机器人对盘子做了功,而乙同学却说它对盘子没有做功。请问你支持谁的观点?为什么?
考点二:功率
1.定义:单位时间内所做的功叫做功率。
2.物理意义:表示物体做功快慢的物理量。
3.计算公式:P=W/t。另一个公式:P=Fv。
4.单位:瓦(W)、千瓦(KW)1KW=1000W。
【例题2】(2021广西贵港)已知大山同学的质量为60kg,每只鞋底与地面的接触面积为0.015m2。大山在10s内用20N的水平拉力拉重为100N的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进了13m。(g取10N/kg)求:
(1)物体受到摩擦力的大小;
(2)大山前进的速度;
(3)拉力做功的功率;
(4)大山在水平地面上立正时对地面的压强。
【例题3】(2020江苏连云港)随着科技的发展,无人驾驶汽车已进入人们的生活。无人驾驶汽车通过车载激光雷达摄像头等传感器实现自动驾驶。一质量为1.2t的无人驾驶汽车,静止时四个轮子与地面的总接触面积为0.12m2,在平直道路上以36km/h的速度匀速行驶,受到的牵引力大小为4×103N。某时刻车头上的激光雷达向正前方的固定障碍物发射一束激光信号,经3×10-7s激光雷达接收到障碍物反射回的信号(该时间内汽车行驶的距离忽略不计)。已知光速为3×108m/s,g取10N/kg。求该汽车。
(1)静止时对水平地面的压强大小;
(2)此刻车头到障碍物的距离;
(3)以36km/h的速度匀速行驶时牵引力的功率。
考点三:动能
1.物质由于运动而具有的能叫做动能,一切运动的物体都具有动能。
2.动能的大小跟质量和速度有关:速度相同,物体的质量越大,动能就越大;质量相同,物体的速度越大,动能就越大。
【例题4】(2021江苏南京)2021年4月,中国女足通过奋勇拼搏,晋级
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