人教版物理中考一轮复习课件第10-12章.pptx

1、第十章第十章 浮力浮力人教版物理中考一轮复习课件第10-12章考情分析考点研读河南真题总纲目录总纲目录命题探究实验突破随堂检测考情分析考点一 浮力考点二 阿基米德原理考点三 物体的浮沉条件及应用考点研读考点一浮力1.浮力浮力(1)定义:浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力。(2)产生的原因:浸没在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的压力不同,这就是浮力产生的原因。2.决定浮力大小的因素决定浮力大小的因素:物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积有关,跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。考点二阿基米德原理1.内容内容:浸在液体中的物体受到向

2、上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。2.公式公式:F浮=G排=液V排g,其中液表示液体密度,单位为kg/m3,V排表示物体排开液体的体积,单位为m3。3.适用范围适用范围:阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体。考点三物体的浮沉条件及应用1.物体的浮沉条件物体的浮沉条件上浮下沉悬浮漂浮沉底F浮G物F浮物液物V排V物液木,故甲乙。液体对容器底部的压强p=gh,两容器中的液面相平,所以h相同,故p甲V排乙,由于两容器相同,则V甲V乙,又因为甲乙,所以G甲G乙,则G总甲G总乙,F总甲F总乙,容器对桌面的压强p=,相同容器底面积S相等,所以p甲水b,所以在水中静止时,甲下沉,乙漂浮。甲、

3、乙两物体自身的体积相同,即V甲=V乙=V,甲下沉所以浸没在水中,所以V甲排=V,乙漂浮,有部分露出水面,所以V乙排V乙排。根据F浮=水gV排可知:F乙浮较小。故选D。mVaamV33g1.5cmbbmV32g3cm4.(2013河南,14,2分)甲、乙两只完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一只鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两杯中液面相平,鸡蛋所处的位置如图所示。则下列说法正确的是(C)A.鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大B.鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大C.乙杯底部所受液体的压强较大D.甲杯底部所受液体的压力较大解析解析从图中可以看出,同一个鸡蛋在甲液体中处于悬浮状态,在乙液体中处于漂浮状态;

4、根据浮沉条件可以判断出,悬浮和漂浮时鸡蛋自身重力与受的浮力大小相等,因为同一个鸡蛋的重力相同,所以在甲、乙中受到的浮力也相同,所以A项错误。根据阿基米德原理F浮=G排,两次F浮相同,所以G排相同,则可以判定m排相同,所以B项错。根据密度与浮沉的关系特点可以判断鸡蛋的密度与甲液体的密度相同,而小于乙液体的密度,所以甲乙;两杯液面相平则h甲=h乙;根据p=gh判断杯底受到液体的压强大小,p甲p乙,所以C项正确。两杯底面积相同,受的压力大小根据F=pS可知F甲甲时,制成的空心球也会漂浮在甲液体的液面上,故A错;因为空心球沉于乙液体中,所以球乙,故B正确;小球在甲液体里漂浮,受到的浮力F浮=G球小球在

5、乙液体里下沉,受到的浮力F浮F浮,即球在甲液体中受到的浮力大于它在乙液体中受到的浮力,故C、D错。故选B。7.(2018河南,18,6分)某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照图中所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为3.8N。(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为1.4N。石块排开的水所受的重力可由AD(填字母代号)两个步骤测出。(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开的水所受的重力。(4)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是A。A.用

6、原来的方案和器材多次测量取平均值B.用原来的方案将水换成酒精进行实验C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验(5)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则能(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。解析解析(1)由B中弹簧测力计示数可知,石块重力为3.8N。(2)石块受到的浮力F浮=G-F拉=3.8N-2.4N=1.4N。石块排开水所受的重力G排等于空桶和水的总重力减去空桶的重力,故由A、D两个步骤可以测出。(3)结合(2)的答案可知,浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开水所受的重力。(4)本实验中多次实验的目的是找普遍规律,排除偶然性,

7、故A错误。(5)根据阿基米德原理可知,不管物体是否浸没,其所受浮力均等于它排开液体所受的重力。命题探究命题点一 阿基米德原理的理解命题点二 浮力的计算命题点三 浮沉条件及应用命题点四 利用浮力知识测密度命题点一阿基米德原理的理解例例1(2019河南商丘二模)如图所示,A、B、C体积相同。将它们放入水中静止后,A漂浮,B悬浮,C沉底。则下列说法正确的是(C)A.A所受的浮力大于B、C所受浮力B.B下表面所受水的压力小于A下表面所受水的压力C.C所受的浮力一定等于B所受的浮力D.A、B所受的浮力相等且大于C解析解析由图可知,三各物体排开水的体积关系为VAVB=VC,水的密度一定,所以根据F浮=水g

8、V排可知,三个物体所受浮力关系是FAFB=FC,故A、D错误,C正确;由上面的分析可知,F浮A0;由可知,FB下FA下,故B错误。类型突破类型突破(1)物体“浸在液体里”包括“全部浸入”和“部分浸入”两种情况。不论物体是全部浸入还是部分浸入,其在液体中都受到浮力作用。对于同一物体而言,全部浸入时受到的浮力最大,部分浸入时受到的浮力小,而且浸入的体积越小,受到的浮力也越小。(2)浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。a.全部浸入时,V排=V浸=V物,此时物体受到的浮力等于排开液体的重力;b.部分浸入时,V排=V浸V物,此时有F浮=液gV排=液gV浸F空B.F氢=F空C.F氢梨,可知乙的密度较

9、大,故A错误;在甲中悬浮,F浮甲=G排甲=G;在乙中漂浮,则F浮乙=G排乙=G,可知G排甲=G排乙,则m排甲=m排乙,故B正确;由B分析知,两容器中梨受到的浮力相同,故C错误;由A知,乙液体的密度较大,深度相同,由p=液gh可知,乙液体对容器底的压强大,故D错误。归纳总结归纳总结物体在液体中的浮沉条件(1)比较浮力与重力的大小:上浮:F浮G悬浮:F浮=G下沉:F浮G(2)比较密度大小:物液,下沉变式变式3-1(2019山东菏泽)人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟,煮熟后的饺子会漂起来的原因是(C)A.饺子的重力减小了B.饺子的重力和浮力都增大了C.饺子的重力不变,浮力增大D.饺子的重力和浮

10、力都减小了解析解析饺子在水中煮的时候,质量不变,则重力不变,因为饺子受热膨胀,体积增大,根据F浮=gV排知,浮力增大,当浮力大于重力时便会浮上来。故A、B、D错误,C正确。变式变式3-2(2019湖北黄石)某同学自制的简易密度计如图所示,它是用木棒的一端缠绕铜丝做成的,将其放入不同的液体中,会呈竖直漂浮状态,下列说法错误的是(C)A.木棒漂浮在水面上,静止时密度计的重力等于水对其浮力B.木棒浸入液体的体积越大,说明该液体密度越小C.读数时需用手扶住密度计D.木棒越细,测量误差越小解析解析同一支自制密度计的重力不变,不同的液体中,会呈竖直漂浮状态,根据漂浮时浮力等于重力知,重力不变,浮力不变,故

11、A正确,根据F浮=液gV排知,在浮力不变时,木棒浸入液体的体积越大,液体密度越小,故B正确;读数时自制密度计在液体中处于漂浮状态,且下部较重,能直立在液体中,不需要用手扶住密度计,故C错误;根据F浮=液gV排=液gSh知,在浮力、液体密度不变时,排开液体的体积不变,若木棒越细,刻度值越稀,测量误差越小,故D正确。命题点四利用浮力知识测密度例例4(2018湖北黄石)测算不溶于水的新型合金材料密度,(1)小明拿来一个弹簧测力计,如图a所示在没有挂重物时,已产生0.2N的读数,应将指针向上(选填“上”或“下”)移动,进行调零。(2)小磊将材料用细丝线悬挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计示数如图b,大

12、小为4.2N。再将材料全部浸入水中,静止时弹簧测力计示数如图c。由此,小磊得出材料在水中受到的浮力F浮=2.0N。(3)若取g=10N/kg,水=1.0103kg/m3,可以计算出材料的质量m=0.42kg,体积V=2.010-4m3(用科学记数法表示),并由此算出材料的密度=2.1103kg/m3。(4)小明提出若取g=9.8N/kg会使测量结果更准确,而小磊认为无影响。你认为小磊(选填“小明”或“小磊”)的说法正确。解析解析(1)由图示弹簧测力计可知,其分度值为0.2N,在没有挂重物时,弹簧测力计示数为0.2N;使用弹簧测力计测量物体重力时,应使指针指在0刻度线上,故应将指针向上移动。(2

13、)物体受到重力G与弹簧测力计拉力F=4.2N作用而静止,处于平衡状态,由平衡条件得,物体重力G=F=4.2N;将材料全部浸入水中,静止时弹簧测力计示数F示=2.2N,故材料在水中受到的浮力F浮=G-F示=4.2N-2.2N=2.0N。(3)材料的质量m=0.42kg;因为F浮=液gV排,材料全部浸入水中,所以材料的体积V=V排=2.010-4m3;Gg4.2N10N/kgF g浮水332.0N1 10 kg/10/mN kg则材料的密度=2.1103kg/m3。(4)由(3)可知,材料的密度=水,所以若取g=9.8N/kg,对测量结果无影响,小磊的说法正确。mV-430.42kg2.0 10

14、mmVGgF g浮水GF浮变式变式4-1(2018江苏连云港)现有一形状不规则的金属块,小明同学用弹簧测力计、细线、烧杯、水,测出了金属块的密度。(1)请将实验步骤补充完整。用细线系住金属块,用弹簧测力计测出其重力G。将金属块浸没水中,记下弹簧测力计示数F。金属块密度的表达式为=水(已知水的密度为水)。(2)实验反思:在实验中,要使测力计的示数有明显的变化,金属块的体积应该大一些(选填“大一些”或“小一些”)。-GG F解析解析(1)实验步骤:用细线系住金属块,用弹簧测力计测出其重力G。将金属块浸没水中,记下弹簧测力计示数F。金属块的质量m=,当金属块全浸入时弹簧测力计示数为F,所以F浮=G-

15、F,由阿基米德原理可得,金属块的体积V=V排=,所以金属块密度的表达式为GgF g浮水-G F g水=水。(2)由G-F=F浮,可知要使测力计的示数有明显的变化,即要增大金属块浸没时受到的浮力,由阿基米德原理可知应增大金属块的体积。mV-GgG F g水-GG F实验突破实验一探究浮力的大小与哪些因素有关命题热点命题热点1.弹簧测力计读数:测力计示数=大格示数+小格示数分度值。2.用称重法计算浮力:F浮=G-F拉。3.控制变量法的应用(1)探究浮力的大小与物体浸没的深度的关系:用测力计提着同一物体,让它分别浸没于相同液体的不同深度。(2)探究浮力的大小与浸入液体体积的关系:用测力计提着同一物体

16、,让不同体积的物体浸入同种液体中。(3)探究浮力与液体密度的关系:用测力计提着同一物体,让它分别浸没于不同液体中。4.图像判断(浮力与深度)、误差分析。5.实验设计(器材的选取、实验步骤的补充)。6.实验时选用了同液体并进行了多次实验:一次实验具有偶然性,多次实验更为严密。7.实验结论:(1)物体受到的浮力与液体密度、排开液体的体积有关,与物体的形状、物体的密度无关。(2)液体的密度一定时,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。(3)物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大。例例1在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小丽提出如下猜想:猜想一:浮力的大小跟物体排开液体

17、的体积有关;猜想二:浮力的大小跟液体的密度有关;猜想三:浮力的大小跟物体的密度有关。(1)小丽用重为3.2N的物体A做了如图1所示的实验,该实验验证了猜想一是正确的,可得出:在同种液体中,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。实验中,物体A浸没时受到的浮力为2.2N。(2)下表是小丽验证猜想二时收集的实验数据:分析比较表中数据和图1实验中丙(选填“甲”“乙”或“丙”)的数据可知:浮力的大小与液体的密度有关。液体种类物体A在液体中的状态弹簧测力计的示数/N物体A受到的浮力/N酒精浸没1.41.8盐水浸没0.82.4(3)为验证猜想三,小丽选用了与物体A密度不同的物体B进行实验,她将物体B逐渐浸

18、入水中,容器中的水面上升至图示O位置时,发现棉线松弛,弹簧测力计示数变为0,如图2所示,取出物体B后,小丽又将物体A缓慢浸入水中,她在水面上升到O点(选填“O点之上”“O点”或“O点之下”)位置时,读取弹簧测力计的示数,这样做是为了控制物体排开水的体积相同,以便判断浮力的大小与物体的密度是否有关。补充设问补充设问(4)物体A放入水中如图1甲乙丙的过程中,水对容器底部的压强变大(选填“变大”“变小”或“不变”);物体A的体积为220cm3,密度为1.45g/cm3。(5)小明同学根据图1甲、乙、丙的数据得出:物体的浮力大小与物体浸入液体内的深度有关,且在同种液体内物体浸入的深度越大,所受的浮力越

19、大。你认为小明得出的结论是否科学?如果不科学,请分析产生这种不科学结论的原因是什么?并提出改进意见。如果认为科学,简述科学的道理。不科学;原因是在改变物体浸入深度时没有控制排开液体的体积不变;改进意见:将物体浸没在同种液体中的不同深度。解析解析(1)由图1知,物体A浸在水中的体积不同,所受浮力不同,可知物体所受浮力与物体排开液体的体积有关,可验证猜想一。物体A浸在水中的体积越大,测力计的示数越小,即所受的浮力越大,可得在同种液体中,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。由图丙知,物体A浸没时测力计的示数为1N,可知此时受到的浮力F浮=G-F=3.2N-1N=2.2N,浮力方向竖直向上。(2)

20、表格中数据及图1中的丙都是完全浸入,物体A排开液体的体积相同,液体的密度不同,且测力计的示数不同,可探究物体所受浮力与液体密度的关系,并可知浮力的大小与液体的密度有关。(3)要探究浮力的大小与物体密度的关系,需使物体排开液体的体积相同,则应将物体A缓慢浸入水中,使水面上升到O点处,读取测力计的示数。实验二探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系命题热点命题热点1.弹簧测力计读数(看清量程和分度值)。2.用称重法计算浮力:F浮=G-F示。3.测量物体排开液体的重力:采用溢水杯和测力计测量。溢水杯中盛满液体,再把物体浸在液体中,让溢出的液体流入一个小桶中,桶中的液体就是该物体排开的液体,用测力计测出

21、排开液体所受的重力。4.采用不同液体进行多次实验的目的:使实验结论更具有普遍性。5.实验步骤的补充与排序:先测物体重力和空桶重力,然后将物体逐渐浸入溢水杯中,最后称量桶和溢出液体的总重力。6.实验结论:物体浸在液体中受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。例例2(2018山东淄博)小明利用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块、细线等器材探究浮力大小与排开液体的重力的关系。(1)部分实验操作步骤如图所示,遗漏的主要步骤是测量空桶的重力,若将遗漏的步骤标注为D,最合理的实验步骤顺序是D、B、A、C(用实验步骤对应的字母表示)。(2)小明进行实验并把数据记录在下表中。从表中数据可知石块受到的浮

22、力是0.2N,排开液体的重力是0.2N。小明根据它们的大小关系归纳出了实验结论并准备结束实验,同组的小丽认为实验还没有结束,理由是通过一组数据得出的结论具有片面性或偶然性,接下来的实验操作应该是换用不同液体重新实验。实验步骤ABCD弹簧测力计示数/N 1.61.80.50.3(3)实验结束后,小明还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关,可取体积相同的铁块和铝块,使其浸没在同种液体中,比较浮力的大小。补充设问补充设问(4)石块浸没前的过程中,测力计示数逐渐变小,说明浮力的大小逐渐变大。据此,小明认为石块受到的浮力随浸入水中的深度增大而增大;而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大,根据以上

23、实验你认为下列说法正确的是D。A.只有小明的观点合理B.只有小华的观点合理C.两人的观点都不合理D.两人的观点都合理(5)接下来的实验中,增大石块浸没在水中的深度,发现测力计的示数始终不变,据此可得出上述小明的观点不具有普遍性。解析解析(1)探究浮力大小与排开液体的重力的关系,需要测出物体排开水的重力,要先测出空桶的重力,由图示实验可知,实验遗漏的步骤是:测量空桶的重力。实验时,先测出空桶的重力,然后测出物体的重力,再将物体浸没在溢水杯中,读出弹簧测力计的示数,根据F浮=G-F示得出物体受到的浮力,最后测出小桶和水的总重力,从而测出物体排开水的重力,因此合理的实验步骤是:D、B、A、C。(2)

24、由实验步骤A、B可知,物体浸没在液体中时受到的浮力F浮=FB-FA=1.8N-1.6N=0.2N;由实验步骤C、D可知,物体排开液体的重力G排=FC-FD=0.5N-0.3N=0.2N;由于只测了一组实验数据,这样得出的结论具有片面性或偶然性,所以为了寻找普遍规律,做完一次实验后,需要换用不同液体重新实验。(3)想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关,需要选用体积相同、密度不同的物体,使其浸没在同种液体中(保证了液体密度相同、排开液体的体积相同),比较浮力的大小。随堂检测1.(2018黑龙江哈尔滨)夏天把西瓜放在冷水中降温,西瓜浸没于水中后松手,西瓜会上浮,是由于西瓜受到的浮力大于重力;用手

25、捞出西瓜的过程中,人感觉越来越费力,由此可以猜想浮力大小与物体排开液体的体积有关。解析解析西瓜浸没于水中,由于西瓜受到的浮力大于重力,所以松手后西瓜会上浮,浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关。用手捞出西瓜的过程中,它排开水的体积逐渐减小,而水的密度不变,根据F浮=液V排g可知,浮力变小,所以感觉越来越费力,由此可知浮力大小与物体排开液体的体积有关。2.(2019湖南怀化)一个重为0.5N的木块放入装有水的烧杯中,木块处于漂浮状态,则木块受到的浮力是0.5N;若再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒入浓盐水,则木块受到的浮力将不变(选填“变大”“不变”或“变小”)。解析解析木块静止时处于漂浮状态,所以

26、木块的密度小于水的密度,所受浮力的大小为F浮=G=0.5N;如果再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒入浓盐水,木块的密度不变,液体的密度变大,所以木块仍然漂浮,所受浮力F浮=G=0.5N,所以浮力不变。3.(2018辽宁阜新)一个体积为410-5m3、密度为0.5103kg/m3的物体,用手抓住它将其浸没在水中,它受到的浮力是0.4N。松开手后,物体将上浮(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),在此过程中,物体受到水的压强变小(选填“变大”“变小”或“不变”)。(水=1103kg/m3,g=10N/kg)解析解析物体浸没在水中时排开水的体积:V排=V=410-5m3,物体受到水的浮力:F浮=水gV排=110

27、3kg/m310N/kg410-5m3=0.4N;根据=可得,物体的质量:m=V=0.5103kg/m3410-5m3=0.02kg,物体的重力:G=mg=0.02kg10N/kg=0.2N;因为F浮G,所以,松手后物体会上浮。松手后物体会上浮,物体所处的深度h减小,根据p=gh可知,在此过程中,物体受到水的压强变小。mV4.(2019四川乐山)如图甲,一个质量为270g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。将铝块缓慢浸入液体,弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙。则铝块浸没时所受的浮力为1.2N,液体的密度为1.2103kg/m3(g=10N/kg,铝=2.

28、7103kg/m3)。解析解析(1)m=270g=0.27kg,G=mg=0.27kg10N/kg=2.7N,F浮=G-F=2.7N-1.5N=1.2N;(2)铝块浸没液体时:V排=V=10-4m3。受到液体的浮力:F浮=液gV排,1.2N=液10N/kg10-4m3,解得:液=1.2103kg/m3。m330.27kg2.7 10 kg/m5.(2019江苏淮安)长江上,一艘满载货物的轮船在卸完一半货物后,该艘轮船(A)A.会浮起一些,所受浮力变小B.会浮起一些,所受浮力变大C.会下沉一些,所受浮力变大D.会始终漂浮,所受浮力不变解析解析因轮船在江水中,处于漂浮状态,浮力等于重力,在码头卸下

29、货物后,轮船重力变小,则受到的浮力变小;由公式V排=知,排开水的体积减小,轮船要上浮一些,故A正确。F g浮液6.(2018河南郑州二模)如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,(D)A.甲杯中橡皮泥所受的浮力等于乙杯中橡皮泥所受的浮力B.甲杯中橡皮泥所受的浮力大于乙杯中橡皮泥所受的浮力C.甲杯中水面升高得多一些D.乙杯中水面升高得多一些解析解析实心球橡皮泥沉到容器底部,可知实心球橡皮泥受到的浮力F球G;碗状橡皮泥漂浮在水面,可知碗状橡皮泥受到的浮力F碗=G,可推知F球F碗。由F浮=水V排g,可得排开水的体积V球水,乙水,所以松手稳定后,甲沉底、乙漂浮,故

30、B、C错误;设甲、乙的体积为V,此时甲受到的浮力:F甲=水V排g=水Vg,乙受到的浮力:F乙=G乙=乙Vg,因为乙水,所以F甲圆柱体;在丙容器中漂浮,故丙圆柱体;且由图知V乙排V丙排,由F浮=液V排g可知乙丙;故三种液体密度关系甲乙丙,即在三个容器中,液体密度最大的是丙,故A错误。静止时三个容器的液面恰好相平,即深度h相等,由于甲乙丙,根据p=gh可知,p甲p乙p丙,故B错误。三种液体密度关系甲乙丙,容器相同,则底面积相同,液体高度相同,故液体体积相等,根据G=mg和=知,三种液体的重力关系为G甲G乙G丙,容器相同,则容器重力相等,三个圆柱体相同,则圆柱体的重力相等,容器对水平桌面的压力等于容

31、器、容器内的液体和物体的重力之和,故容器对水平桌面的压力F甲F乙F丙,根据p=可知,三个容器中,丙容器对水平桌面的压强最大,故D正确。mVFS第十一章第十一章 功和机械能功和机械能考情分析考点研读河南真题总纲目录总纲目录命题探究实验突破随堂检测考情分析考点一 功考点二 功率考点三 动能和势能考点四 机械能及其转化考点研读考点一功1.定义定义: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.做功包含两个必要因素做功包含两个必要因素:一个是作用在物体上的力,另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。3.不做功的三种情况不做功的三种情况示意图有距离无力有力无距离力与运动方向垂直特点物体在水平

32、方向上不受力,因惯性而运动物体受力,但静止有力有距离,力的方向与距离的方向垂直实例踢出去的足球(忽略一切阻力)搬石头未搬动手提水桶在水平面上行走4.计算公式计算公式:W=Fs。W功焦耳(J)F力牛顿(N)s距离米(m)5.单位单位:焦(J)。1J=1Nm。考点二功率1.定义定义:功与做功所用时间之比叫做功率。它在数值上等于单位时间内所做的功。2.意义意义:表示物体做功的快慢。3.计算公式计算公式:P=。另一个公式:P=Fv。P功率瓦特(W)W功焦耳(J)t时间秒(s)Wt4.单位单位:瓦(W)、千瓦(kW),1kW=1000W。5.瓦特的意义瓦特的意义:1W=1J/s,它的意义是:1s时间内所

33、做的功为1J。特别提醒特别提醒对推导公式P=Fv的理解(1)P=Fv,此公式对功率的实际应用有较大的意义。(2)汽车发动机的功率一定,由F=可知,牵引力与速度成反比,在汽车爬坡时,司机采用的措施是换挡减速,以获得更大的牵引力(如图)。WtFstPv考点三动能和势能1.能量能量:物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量,简称能,能量的单位是焦耳(J)。2.动能动能(1)定义:物体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)影响因素:速度,质量。质量相同的物体,速度越大,它的动能越大;速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。3.势能势能(1)重力势能:在地球表面附近,物体由于

34、受到重力并处在一定高度时所具有的能。影响因素:质量和高度。物体的质量越大,位置越高,它具有的重力势能就越大。(2)弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能。物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。考点四机械能及其转化1.机械能机械能:动能和势能统称为机械能。2.动能和势能可以相互转化,如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和不变,或者说,机械能是守恒的。河南真题1.(2018河南,13,2分)(双选)如图所示,水平木板上有甲、乙两个木块,甲的质量大于乙的质量。两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力F1和F2的作用下,以相同速度匀速直线运动了相同时间,下列说法中正确的是(AB)A.

35、F1大于F2B.F1比F2做功多C.F2比F1的功率大D.甲的重力做功较多解析解析滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,题中条件为粗糙程度相同,所以只有压力影响滑动摩擦力。甲对桌面的压力大于乙对桌面的压力,甲所受的摩擦力大于乙,因为都是匀速运动,所以拉力与摩擦力大小相同,所以A正确。因为速度相同,时间相同,所以运动距离相同,因为W=Fs,F1大于F2,则F1做的功多,所以B正确。根据P=,时间相同时,F1做功多,故F1的功率大于F2的功率,C错误。重力与运动方向垂直,重力不做功,D错误。Wt2.(2015河南,13,2分)如图为小强打篮球时的情景,下列说法中正确的是(C)A.篮球表面凹凸不平的

36、花纹是用来增大压力的B.相对于在空中飞行的篮球,篮球筐是静止的C.投入篮筐的篮球在空中下落时,势能主要转化为动能D.篮球抛出后仍能向上运动,是由于受到了惯性的作用解析解析篮球表面的花纹是通过增大表面粗糙程度来增大摩擦力的,这种特征不会增大压力,A项错。篮球筐相对于在空中飞行的篮球位置在不断改变,所以是运动的,B项错。篮球在下落过程中是加速下落,高度降低而速度增大,所以重力势能主要转化为动能,C项正确。篮球被抛出后能继续向上运动是由于具有惯性,惯性是一种性质,而不是力,所以不能说受到惯性作用,D项错。3.(2013河南,12,2分)如图是运动员顶足球时的情景,以下说法正确的是(A)A.球被顶出,

37、说明力可以改变物体的运动状态B.顶出去的球在上升时,受到平衡力的作用C.球在上升过程中,动能和重力势能均减小D.顶出去的球最终落地,是由于球具有惯性解析解析球被顶出,球的运动速度和方向都发生了变化,说明力可以改变物体的运动状态,A选项说法正确;顶出去的球在上升时,不是在做匀速直线运动,因此受到的力不是平衡力,B选项说法错误;球在上升过程中,质量不变,速度减小,因此动能减小,但是球的高度增大,因此重力势能增大,C选项说法错误;顶出去的球最终会落向地面,是因为受到重力的作用,D选项说法错误。4.(2010河南,11,2分)小星乘超市的自动扶梯匀速上升的过程中,小星的(C)A.动能转化为势能,机械能

38、不变B.动能转化为势能,机械能增大C.动能不变,势能增大,机械能增大D.动能不变,势能不变,机械能不变解析解析小星乘超市的自动扶梯匀速上升的过程中,速度不变,高度升高,动能不变,重力势能增大,所以其机械能增大。故选C。5.(2016河南,18,6分)实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离。(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是让钢球从高处摆下,钢球动能的大小是通过观察木块滑行的距离来判断的。(2)从表中数据可以看出,他们让质量不同的钢球从相同高度摆下,使钢球到达竖直位置的速

39、度相同,从而探究动能与质量的关系。(3)在第3次实验中,木块被撞后滑出木板,需要重做第3次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用甲同学的建议。(4)由上述实验数据和现象可得出结论:当速度一定时,质量越大,动能越大。实验次数钢球质量/g钢球下摆高度/cm木块滑行距离/cm1202030240205836020解析解析(1)物体由于运动会具有动能,钢球从高处摆下会将重力势能转化为动能。物体具有能量时可以对外做功,所以可以通过观察木块被撞击后滑行的距离来判断钢球具有的动能大小。(2)钢球到达竖直位置的速度大小与起始位置的高度有关,

40、从相同高度摆下,到达最低点时具有相同的速度。当探究动能大小与速度和质量的关系时,速度相同条件下可以探究动能与质量大小的关系。(3)本实验是通过比较木块滑行的距离来判断钢球具有动能的大小,如果采用乙同学的建议,则不便于通过滑行的距离来判断钢球动能大小;如果采用丙同学的建议,则不能控制钢球的速度相同,不能归纳出正确结论;采用甲的建议最合理。(4)根据表中数据分析:钢球下摆的高度相同,表示钢球速度相同,木块滑行距离表示钢球动能大小,归纳可得出正确结论。6.(2014河南,22,9分)在一个闯关游戏中,需要把相同的正方体叠放起来,正方体棱长为a,由密度为的材料制成,质量分布均匀,如图1所示。(g为已知

41、,推导过程及结果无需带单位)图1(1)某选手用水平力推正方体,但未推动,这时的推力等于(选填“大于”“小于”或“等于”)地面对正方体的摩擦力,理由是正方体处于静止状态,根据二力平衡条件,推力等于摩擦力。(2)请推导出该正方体水平放置时对地面的压强。(3)某选手在时间t内把地面上另外两个相同的正方体叠放在第一个正方体上面,如图2所示。请推导出该选手在叠放这两个正方体过程中,克服正方体重力做功的功率。图2解析解析(1)正方体没有被推动,即处于平衡状态,所以正方体在水平方向上受到的推力和阻力是一对平衡力,大小相等。(2)正方体对地面的压力F=G=mg=ga3,正方体对地面的压强p=ga。(3)克服重

42、力做功W=mga+2mga=3mga=3ga4,克服重力做功的功率P=。FS32gaaWt43gat命题探究命题点一 功、功率的相关计算命题点二 机械能及其转化命题点一功、功率的相关计算例例1(2018山东临沂)新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12km,用时10min。已知该车的总质量为1.6103kg,行驶中阻力为车重的0.05,此过程中该车牵引力做功9.6106J,功率为16kW。(g=10N/kg)解析解析由于车做匀速直线运动,则牵引力等于阻力,则牵引力F=f=0.05G=0.05mg=0.051.6103kg10N/kg=800N

43、;牵引力做的功为W=Fs=800N12000m=9.6106J;该车的功率为P=16000W=16kW。Wt69.6 10 J600s归纳总结归纳总结1.功的计算公式物理量意义解题注意事项功的计算拉力做功:W=FsF表示作用在物体上的拉力,s是物体在拉力方向上通过的距离力与物体移动的距离必须对应于同一物体且同一段时间;力的单位用N,距离的单位用m重力做功:W=GhG表示物体的重力,h表示物体下降(或上升)的高度克服阻力做功:W=fsf表示摩擦阻力;s是物体克服阻力移动的距离2.功率的计算公式解题注意事项解题步骤功率计算P=P=FvP、W、t必须对应于同一段时间和同一物体;P=具有普遍性,不限制

44、物体的运动状态;P=Fv必须是物体做匀速直线运动状态题目中若出现距离,则考虑公式P=,先计算功的多少,找到时间,再用该公式计算;题目中若出现速度,没有距离,则考虑公式P=Fv,先找力的大小,再确定物体在该力方向的速度,最后用公式即可公式推导:P=F=FvWtWtWtWtFstst变式变式1-1(2019四川宜宾)如图所示,一个物体静止于光滑水平面上的O点,在水平恒力F作用下开始向右加速运动,依次经过a、b、c三个点,且a、b之间和b、c之间的距离相等,F在ab段做功W1,做功功率P1;在bc段做功W2,做功功率P2,则有W1=W2,P1”“=”或“”)。解析解析由题知,a、b之间和b、c之间的

45、距离相等,拉力恒定,根据W=Fs可知,两个过程中拉力做的功相等,即W1=W2。物体向右做加速运动,速度在不断增大,运动相等的路程,所用的时间减少,根据P=可知,拉力做功的功率为P1h)由静止释放,观察木块B被撞击后移动的距离。实验过程如图甲、乙、丙所示。(1)小明通过观察木块B移动的距离长短,来判断小钢球动能的大小,他利用的研究方法是转换法(选填“控制变量法”或“转换法”);若水平面绝对光滑,本实验将不能(选填“能”或“不能”)达到探究目的。(2)小钢球在滚下斜面的过程中,它的重力势能转化为动能,其动能大小是通过距离s(选填“高度h”或“距离s”)的大小来反映的。(3)小钢球在水平面上不能立即

46、停下,是因为小钢球具有惯性,木块B最终会停下来是因为受到阻力的作用。(4)由甲、乙两图可得实验结论:物体的动能大小与速度有关。(5)小明根据甲、丙两图得出结论:物体的动能大小与质量有关,他的看法是否正确?错误(选填“正确”或“错误”),理由是:没有控制小球到达水平面时的速度相同。补充设问补充设问(6)木块B在水平面运动最终会停下来,此过程是通过做功的方式改变木块的内能。(7)甲、乙两次实验,木块移动过程中受到的摩擦力分别为f甲、f乙,则f甲=f乙(选填“”“”或“=”)。(8)若利用图中装置探究“阻力对物体运动的影响”,为了完成实验,应补充的实验器材是:毛巾、棉布。(9)探究“动能大小与速度的

47、关系”时,小明拿走了木块B,在水平木板上铺毛巾,通过比较小钢球在毛巾面上开始滑行到静止的距离,也得出了正确的结论,你认为他的方案是否合理:合理,理由是:小钢球的动能全部转化成了内能,小钢球受到的阻力相同,滑动的距离越远,说明小钢球动能越大。解析解析(1)实验中通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,这里用到的物理学研究问题的方法是转换法;若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力作用,撞击后将做匀速直线运动,不能通过木块B移动的距离长短来判断小球动能的大小,所以本实验将不能达到探究目的。(2)小钢球从斜面滚下过程中,质量不变,高度减小,故重力势能减小,同时速度变大,动能增加,所以是将

48、重力势能转化为动能的过程;其动能大小是通过小木块移动的距离s的大小来反映的。(3)小钢球在水平面上不能立即停下,是因为小钢球具有惯性,小木块最终会停下来是因为受到阻力的作用。(4)由甲、乙两图可知,小钢球的质量相同,从同一斜面的不同高度由静止滑下,到达斜面底部时的速度不同,撞击木块B后木块B移动的距离不同,说明小钢球的动能不同,所以得出的实验结论为:物体的动能大小与速度有关。(5)要探究小钢球动能与质量的关系,需要控制小钢球到达水平面时的速度相同,即不同质量的小钢球从同一高度由静止滑下,而甲、丙两图没有让小钢球从同一高度滚下,即没有控制小钢球的速度相同,所以小明的看法错误。随堂检测1.(201

49、9江苏连云港)小明同学用20N的水平推力,将重为280N的购物车沿水平地面向前推动了10m,在此过程中,推力对购物车做功200J,购物车的重力做功0J;一个皮球落地后弹起,弹起的高度越来越低,皮球在运动过程中,机械能总量减少(选填“增加”“减少”或“保持不变”)。解析解析推力对购物车做功W=Fs=20N10m=200J,购物车在水平地面上移动10m,没有在重力的方向上移动距离,所以重力不做功,即重力做功为0J;皮球运动过程中弹起的高度越来越小,说明重力势能越来越小,部分机械能转化为内能,即机械能减少。2.(2018四川乐山)一辆轿车以72km/h的速度在水平路面上沿直线匀速行驶10分钟,轿车的

50、质量为1500kg,行驶时所受阻力为车重的0.2(g取10N/kg),则牵引力为3103N。此时汽车的功率为60kW。解析解析汽车做匀速运动,处于平衡状态,由二力平衡条件得,牵引力:F=f=0.2G=0.2mg=0.21500kg10N/kg=3103N;汽车的速度v=72km/h=20m/s,汽车的功率P=Fv=3103N20m/s=6104W=60kW。WtFst3.(2019江苏无锡)如图所示,将钢锯条固定在桌面边缘,将棋子放在钢锯条的端部,然后用手将钢锯条的端部压下一段距离,松手后,棋子会被弹起一定的高度,此过程中,钢锯条的弹性势能转化为棋子的重力势能。增加钢锯条被下压的距离,发现棋子