【中考一轮复习】2023届初三物理学案 专题11 功和机械能(原卷版+解析版)
展开新课标对单元知识要求
1.知道机械功和功率。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。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。
单元考点解读
考点1 功
1.功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
2.功的计算:功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。
3.功的公式:W=Fs;单位:W→焦;F→牛顿;s→米。(1焦=1牛·米).
拓展1:功的原理:使用机械时,人们所做的功,都等于不用机械而直接用手所做的功,也就是说使用任何机械都不省功。
拓展2:斜面:FL=Gh 斜面长是斜面高的几倍,推力就是物重的几分之一。(螺丝、盘山公路也是斜面)
考点2 功率
1.功率(P):单位时间(t)里完成的功(W),叫功率。
2.计算公式:P=W/t。导出公式:P=Fv。
3.单位:P→瓦特;W→焦;t→秒。(1瓦=1焦/秒。1千瓦=1000瓦)
考点3 动能和势能
1.一个物体能够做功,这个物体就具有能(能量)。
2.动能:物体由于运动而具有的能叫动能。
3.运动物体的速度越大,质量越大,动能就越大。
4.势能分为重力势能和弹性势能。
5.重力势能:物体由于被举高而具有的能。
6.物体质量越大,被举得越高,重力势能就越大。
7.弹性势能:物体由于发生弹性形变而具的能。
8.物体的弹性形变越大,它的弹性势能就越大。
考点4 机械能及其转化
1.机械能:动能和势能的统称。(机械能=动能+势能)单位是焦耳。
2.动能和势能之间可以互相转化的。
方式有:动能 重力势能; 动能 弹性势能。
3.自然界中可供人类大量利用的机械能有风能和水能。
单元例题解析
【例题1】(2022甘肃兰州)如图所示的情境中,对物体不做功的是( )
A. 图甲:用力搬石头,没有搬动B. 图乙:将重物从地面拉到高处
C. 图丙:推车向前运动D. 图丁:挺举杠铃过程
【例题2】(2022湖南郴州)用40N水平拉力拉着重为100N的物体,在10s内由静止开始沿水平直线移动了5m。此过程中,重力对物体做的功为______J,水平拉力对物体做功的功率为______W。
【例题3】 (2022苏州)手机具有录音和显示波形的功能。某乒乓球爱好者将一乒乓球从一定高度由静止释放,利用手机记录下乒乓球碰撞台面发出的声音,其波形随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 每次发声的时间间隔相等
B. 整个过程中乒乓球的机械能不变
C. 乒乓球每次弹起时的动能依次减小
D. 乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度相同
【例题4】(2022广西河池)如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中,用力将钢球推出,让钢球瞬间获得速度并向右运动,钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。
(1)本实验是通过观察________来比较钢球动能的大小;
(2)保持钢球的质量不变,推出钢球的速度越大,弹簧被压缩的程度也越大。表明:物体的动能大小与________有关;
(3)换不同质量的钢球,以相同的速度推出,钢球的质量越大,弹簧被压缩的程度也越大。表明:物体的动能大小与________有关;
(4)本实验中用到的研究方法是________(填其中一种即可)。
【例题5】(2022江苏常州)小明背着书包从教学楼的一楼匀速爬到三楼,此过程中,以书包为研究对象,其( )
A. 动能增加,重力势能增加,机械能增加
B. 动能增加,重力势能不变,机械能增加
C. 动能不变,重力势能增加,机械能增加
D. 动能不变,重力势能不变,机械能不变
功和机械能单元核心素养精准达标检测试题
(满分100分,答题时间90分钟)
一、选择题(共10小题,每小题3分,共计30分)
1. (2022齐齐哈尔)如图所示,人沿水平方向推水平地面上的箱子,但没有推动。下列说法正确的是( )
A. 人对箱子的推力没有做功
B. 箱子对地面的压力和地面对箱子的支持力是一对平衡力
C. 箱子受到的重力和地面对箱子的支持力是相互作用力
D. 人对箱子的推力小于地面对箱子的摩擦力
2. (2022黑龙江牡鸡)日常生活中的许多现象都与我们所学习的物理知识有关,下列说法不正确的是( )
A. 轮胎上的花纹可以增大摩擦力
B. 荡秋千时,小孩的机械能不守恒
C. 盘山公路不省距离,但是省力
D. 投掷出去的铅球在空中飞行的过程,是受到了运动员对它做的功
3. (2022江苏南通)“六•一”期间,小莉和同学们到七星峰旅游时进行了一场登山比赛。下列有关功率的说法正确的是( )
A. 用时最短的功率最大B. 速度最快的功率最大
C. 体重最大的功率最大D. 做功最快的功率最大
4. (2022湖北武汉)用一个动滑轮在8s内将一重为300N的物体匀速向上提起2m,拉力为200N。这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是( )
A. 66.7%,50WB. 66.7%,100WC. 75%,50WD. 75%,100W
5. (2022江苏无锡)用如图所示的器材探究动能大小与哪些因素有关,实验时让小车从斜面上由静止开始下滑,撞击置于水平面上的木块,关于该实验,下列说法中错误的是( )
A. 小车从斜面下滑过程中重力势能转化为动能
B. 小车撞击木块对木块做功,使木块获得动能
C. 木块被撞击后移动的距离可反映小车动能大小
D. 本套器材只能探究小车动能大小与速度的关系
6. (2022湖南衡阳)2022年2月15日,中国选手苏翊鸣夺得北京2022年东奥会单板滑雪男子大跳台冠军,实现了中国单板滑雪在东奥会上金牌“零的突破”。如图,苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中,他的( )
A. 重力势能增大,动能减小B. 重力势能减小,动能增大
C. 重力势能减小,动能减小D. 重力势能增大,动能增大
7. (2022河北省)2022年5月14日,一架国产C919大飞机(如图所示)从浦东机场起飞,经过3个多小时的飞行后安全降落,这标志着即将交付的首架C919大飞机首飞试验成功。下列说法正确的是( )
A. 飞机在升空过程中,飞行员的重力势能逐渐增大
B. 飞机从起飞到安全降落的整个过程中,飞行员的动能一直保持不变
C. 飞机从起飞到安全降落的整个过程中,飞机的机械能一直保持不变
D. 飞机降落后,在水平道上滑行过程中,飞机的动能转化为重力势能
8. (2022湖北荆州)打篮球是很多同学喜爱的运动项目,某次打篮球过程中,篮球的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是( )
A. 篮球经过相同高度的B、C两点时,机械能相等
B. 篮球第一次反弹后到达最高点D时,动能为0
C. 篮球经过B、E两点时,动能可能相等
D. 篮球在整个过程中机械能守恒
9.如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0—6s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2—4s内,物体克服摩擦力所做的功为( )
A. 10J B. 30J C. 50J D. 80J
10.如图,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定。右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球,小球就在AB间做往复运动(已知AO=OB)。小球从A位置运动到B位置的过程中,下列判断正确的是( )
A. 小球的动能不断增加
B. 弹簧的弹性势能不断减少
C. 小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D. 在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
二、填空题(10小题,每空1分,共23分)
1. (2022江苏连云港)2022年北京冬奥会上智能设备广泛应用,一款智能送餐机器人的重力是,如果机器人在水平路面上以的速度沿直线匀速运动,它所受到的阻力为。机器人的重力做功_____,牵引力对机器人做功_____。
2. (2022广西贺州)用50N的水平力推物体向前移动2m,用时4s;推力对物体所做的功为______J,推力做功的功率为______W。
3. (2022甘肃金昌)小勇放学后,背着重40N的书包沿水平路面走了200m,用时3min,又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家,小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为_____J,他所做总功的功率是_____W。
4. (2022甘肃兰州)如图所示,物块在水平拉力(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动,其中。已知物块在段和段分别以和的速度匀速运动,且在段、段所受摩擦力分别为和,则该物块通过段和段所用的时间之比为_____,拉力在段做功的功率为_____。
5. (2022吉林省)高山滑雪运动员沿雪道加速下滑过程中,运动员的动能_____,以滑雪板为参照物,运动员的鞋是_____的。
6. (2022江苏徐州)“引体向上”是我市体育中考今年新增的可选项目之一。在做引体向上时,如果身体匀速竖直上升,则所受的拉力_______重力(选填“大于”“小于”或“等于”);上升过程中,身体的重力势能______(选填“变大”“变小”或“不变”)。选考这个项目有优势的身体条件是________(写出一点)。
7. (2022江苏扬州)2021年12月28日,扬州城市快速路内环全线通车。某市民将上班过程的汽车行驶信息列于表中,他开车走快速路上班的优点是除节省时间外还节省_____。汽车下高架时减速行驶,其动能_____,机械能_____。
8. (2022甘肃金昌)频频发生高空抛物坠物致人伤亡事件严重危害人民群众生命财产安全,原因是物体所处的高度越高,物体所具有的重力势能越_____(选填“大”或“小”),当高处的物体坠落时,因重力势能转化为_____能,从而带来安全隐患。
9.小华和妈妈去超市购物,她们将17kg物品放在小推车中推行,小推车在某段时间内速度随时间变化的关系图像如图所示.已知小推车重130N,所受阻力是总重的0.15倍. (g取10N/kg)。10~20s内水平推力做了_____J的功;10~20s内水平推力的功率为_____W.
10.如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,则0~3sF对物体做的功为_____J,3~6s物体受摩擦力大小为_____N.6~9s F对物体做的功为_____J.
三、简答与阅读题(每小题4分,共计8分)
1.在乒乓球比赛中,高抛发球时,不计空气阻力,请你回答下列问题:
(1)在乒乓球上升的过程中,乒乓球的能量是如何转化的?其机械能如何变化?
(2)乒乓球运动到最高点时,是否处于平衡状态?请说明理由.
2.根据所学知识,阅读短文,回答问题。
三峡工程是一项伟大的工程,主要由大坝、电站厂房和通航建筑物三部分组成.三峡大坝上窄下宽.蓄水位高达175m,水从高处落下,冲击涡轮进行发电,年平均发电量880亿千瓦时,三峡大坝正常蓄水后,上下游水位落差达113m,为方便船只在上、下游之间往返,三峡船闸设有5个闸室.三峡大坝蓄水后,水域面积扩大使附近地区昼夜温差缩小,改变了库区的气候环境。
请在上面的材料中找出与物理相关的描述,并说明所涉及的物理知识,填写下表。(不能与示例相同,物理知识不能重复.)
四、实验探究题(本大题有2小题,共计16分)
1.(7分)(2022甘肃金昌)如图所示,摆线的长度L相同,小球A、B的质量mA<mB,悬线与竖直方向之间的夹角θ1<θ2。
(1)图甲、乙中,同时由静止释放A、B两球,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置,这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的_____ 无关;
(2)小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止,本实验中通过比较_____ 反映小球撞击木块C前的动能大小,这种研究方法叫 _____(选填“控制变量法”或“转换法”);
(3)根据乙、丙所示的探究过程,他观察到图丙中木块C撞得更远,可得出结论:小球的动能大小与_____有关(选填“速度”、“高度”或“质量”);
(4)若水平面绝对光滑且足够长,木块C被撞击后,它将做_____直线运动(选填“减速”、“匀速”或”“加速”);
(5)在探究小球动能与质量的关系时,有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度,分别弹出质量不同的小球去撞击木块,撞击木块时小球的动能_____(选填“相等”或“不相等”),该方案_____(选填“正确”或“错误”)。
2.(9分)为了探究重力势能的大小与哪些因素有关,小明找到A、B、C三个体积相同的小球。让小球从高处自由落下,通过观察小球砸入沙坑中的深浅程度来比较重力势能的大小。其中mA=mB>mC,三次实验如下图所示:
A
C
B
A
C
B
甲
乙
丙
(1)为了探究重力势能的大小与质量的关系,他应该选择图甲和图_______进行对比实验。
(2)为了探究重力势能的大小与高度的关系,他应该选择图甲和图______进行对比实验。
(3)本次实验用到了多种研究物理问题的方法,请你任意指出其中一种方法,如:__________。
五、综合应用题(本大题有3小题,共计23分)
1.(6分)(2022深圳)一校车质量为30t,车轮与地面总接触面积为0.5m2,水平匀速行驶时校车受到的阻力为重力的0.03倍,校车匀速行驶200米,问:
(1)求车对地面的压强;
(2)校车2小时内行驶了150km,问平均速度超不超过限速(限速80km/h);
(3)整个过程牵引力做功多少?
2. (6分)(2022安徽)在一次跳伞表演中,运动员在的时间内竖直向下匀速降落了。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为,求这个整体在该过程中:
(1)所受阻力的大小;
(2)所受重力做功的功率。
3. (11分)(2022贵州黔东南州)据新华社报道,5月31日上午,贵阳至黄平高速公路全线通车。贵黄高速的通车,将极大地方便沿线群众出行,提升贵阳市、黔南州、黔东南州至长江三角洲、长株潭城市群通道运输能力,对完善全省高速公路网络、推动沿线资源开发、振兴乡村经济提供强有力的交通支撑。贵黄高速主线全长120.6公里,设计时速100公里。周末,小明与他爸爸从黄平开着小汽车到贵阳游玩,人和车的总质量为1.5t,四轮与地面接触总面积为200cm2。若小汽车在行驶过程中受到的阻力是人和车总重力的0.04倍(取g=10N/kg),求:
(1)因车发生故障,当车停在水平应急道上(人未下车)时,车对水平地面的压强;
(2)若该车在某平直路段以72km/h的速度匀速行驶了25s,此过程小汽车牵引力的功率。
行驶里程
行驶时间
油耗
不走快速路
9.1km
30min
9.0L/100km
走快速路
14.0km
20min
5.5L/100km
相关的描述
物理知识
示例
三峡大坝上窄下宽
液体压强随深度的增加而增大
1
_______________
______________________________
2
_______________
______________________________
【中考一轮复习】2023届初三物理学案 专题9 压强(原卷版+解析版): 这是一份【中考一轮复习】2023届初三物理学案 专题9 压强(原卷版+解析版),文件包含专题9压强解析版doc、专题9压强原卷版doc等2份学案配套教学资源,其中学案共33页, 欢迎下载使用。
【中考一轮复习】2023届初三物理学案 专题7 力(原卷版+解析版): 这是一份【中考一轮复习】2023届初三物理学案 专题7 力(原卷版+解析版),文件包含专题7力解析版doc、专题7力原卷版doc等2份学案配套教学资源,其中学案共29页, 欢迎下载使用。
【中考一轮复习】2023届初三物理学案 专题4 光现象(原卷版+解析版): 这是一份【中考一轮复习】2023届初三物理学案 专题4 光现象(原卷版+解析版),文件包含专题4光现象解析版doc、专题4光现象原卷版doc等2份学案配套教学资源,其中学案共27页, 欢迎下载使用。