資源簡介

個性化輔導授課
教師： 學生： 時間 年 月 日
內容（課題）：力學課時四：機械能
重難點
教學過程知識點一：功解題突破: 做功應符合做功的兩個必要因素。利用公式W＝Fs正確尋找力和物體在力的方向上通過的距離是解題的關鍵。【基礎練習】：例1．(2014·泰安)如圖，用F＝20N的水平推力推著重為40N的物體沿水平方向做直線運動，若推力F對物體做了40J的功，則在這一過程中( ) A．重力做的功一定為40J B．物體一定受到20N的摩擦力C．物體一定運動了2m D．物體一定運動了4m例2．(2013·杭州)在甲、乙兩圖中，甲圖地面粗糙，乙圖地面光滑。質量分別為m, 2m的兩個物體在大小為F的恒力作用下，在力的方向上前進了相同的距離，則下列結論正確的是( )A．甲圖中F做的功小于乙圖中F做的功 B．甲圖中F做的功等于乙圖中F做的功C．甲圖中F做的功大于乙圖中F做的功D．條件不足，無法確定甲、乙圖中F做的功誰大【提高練習】：3(2015·瀘州)如圖所示，斜面高為1m，長為4m，用沿斜面向上大小為75N的拉力F，將重為200N的木箱由斜面底端勻速緩慢拉到頂端，下列關于做功的判斷正確的是(　　)A木箱受到重力做功的大小為800 J B木箱受到斜面摩擦力做功大小為100 JC木箱受到總力做功的大小為125 J D木箱受到斜面的支持力做功大小為200 J[變式]：4.(2014·寧波)利用如圖所示的裝置，工人用力F把重為100N的物體以0.2m/s的速度勻速提升6m。若不計繩重和摩擦，則這一過程中(　　)A．拉力F的大小為50N B．繩子自由端的速度為0.4m/sC．拉力F所做的功為600J D．拉力F的功率為10W知識點2：功率【基礎練習】：5．(2014·安徽)攀巖是一項挑戰自然，超越自我的驚險運動。一位攀巖者體重為520N，背著質量為8kg的背包，用時40min登上高為9m的峭壁。在此過程中攀巖者對背包做功 J，做功的平均功率是( W。(g取10N/kg)6．(2014·廣州)如圖，用大小相等的拉力F，分別沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和運動方向始終一致，運動時間tab＞tcd，運動距離sab＝scd，比較兩種情況下拉力所做的功和功率( )A．ab段做功較多 B．ab段與cd段做的功一樣多C．ab段功率較大 D．ab段與cd段的功率一樣大要點　功和功率的計算重要提示　理解和掌握重力、壓強以及功的計算公式，對公式和公式變形要理解和會應用，在計算過程中要注意單位的換算。熟練應用計算公式是解決此類題的關鍵。7　(2015·赤峰)如圖所示，大人與小孩爬相同的樓梯所用時間相同，下列說法正確的是(　　)A．大人與小孩做功相同，兩人功率相同B．大人與小孩做功相同，小孩功率大C．大人比小孩做功多，大人功率大D．大人比小孩做功多，小孩功率大【變式】8. (2015·金華)如圖，被稱為“世界最快的水陸兩棲車”的“美洲豹”已經在海外正式上市。該車車身質量約1300千克，長度4.6米，可乘坐4人，水上速度可達到72千米/時，陸上速度最高達130千米/時?！懊乐薇避囕喛赏ㄟ^液壓方式進入底盤，使用一個噴氣驅動控制桿從汽車切換成快艇只需短短15秒。(1)“美洲豹”在陸地上以最高速度行駛0.5小時，通過的路程是多少千米？(2)“美洲豹”停在平直的公路上時，輪胎與地面的總接觸面積大約為0.1米2，此時對地面的壓強約多少帕？(3)“美洲豹”以最高速度在水上行駛時，受到的阻力約是車重的0.3倍，此時發動機的功率約多少瓦？知識點3：機械能要點：動能與勢能的相互轉化，在沒有阻力的情況下，機械能保持不變。重要提示　彈性勢能的大小與物體彈性形變的程度有關，物體彈性形變的程度越大，彈性勢能越大。動能、勢能之間是可以相互轉化的，解題時要注意它們之間的轉化特點。【基礎練習】：9. (2015·湖州)概念圖可以比較直觀地體現概念之間的包含、并列和交叉等關系，下列概念圖中，錯誤的是( )10. (2015·湖州)冰壺是冬奧會比賽項目，比賽時一名隊員在水平冰面上將底面平滑的冰壺推出后，由兩名本方隊員手持毛刷在冰壺滑行的前方擦刷冰面，使冰壺盡量滑行到目標位置，如右圖，下列關于冰壺的敘述中錯誤的是( )A．冰壺在滑行過程中動能保持不變 B．冰壺離開運動員的手后，運動員不再對它做功 C．冰壺底面磨得平滑是為了減小滑行時的摩擦力 D．冰壺離開運動員手后繼續前進是因為冰壺具有慣性11. (2015·麗水)2015年在蘇州舉行的第53屆世乒賽中首次使用了“40＋”新球，新球與“40”舊球如圖甲所示。小科想比較兩種球的彈性大小，做了如下實驗：將兩球從相同高度由靜止同時釋放，比較兩球落到同一桌面上彈起的高度得出彈性的大小，發現很難比較兩球彈起的高度，繼續觀察，兩球在桌面上反復彈跳，發現新球停止彈跳時，舊球還在彈跳，如圖乙所示。多次實驗結果相同，說明舊球的彈性比新球好。(1)乒乓球下落過程中重力勢能逐漸________；(2)該實驗體現了轉換的思想，將比較球的彈性分別轉換為比較彈起的高度和________。[變式]：重要提示：彈性勢能與物體發生彈性形變的程度有關， 重力勢能的大小與物體的質量和高度有關，考查了能量轉化的判斷12.(2015·杭州)是蹦床運動員表演的情景。運動員從最低點到達最高點的過程中，運動員的動能和重力勢能變化情況分別是(　　)A．動能減小，重力勢能增大 B．動能增大，重力勢能減小C．動能先增大后減小，重力勢能增大 D．動能先減小后增大，重力勢能減小知識點4動能和勢能的轉化與守恒；13(2015·衢州)圖甲為玩具“跳跳桿”及組成部件(相關信息見下表)。桿內的彈簧可以自由伸縮，人站上踏板后彈簧受拉伸長，隨后收縮將人向上彈起，帶動跳跳桿一起向上運動。由于重力作用，人和跳跳桿在到達最高處后會下落，桿著地后，人繼續往下運動拉長彈簧，接著彈簧又收縮將人向上彈起，……所以人就和桿一起連續跳。(1)人站在踏板彈簧向下伸長的過程中，下列說法正確的是_____。A．人的重力勢能減小 B．彈簧的彈性勢能增大 C．人的機械能守恒(2)玩跳跳桿需要保持身體的平衡和動作的協調，這主要是________(選填“大腦”、“小腦”或“腦干”)的功能。(3)如圖乙，質量為60kg、雙腳面積為0.04m2的同學在玩跳跳桿，當彈簧的長度為56cm時，踏板與他的雙腳完全接觸，此時彈簧的彈力通過踏板對腳的壓強是多少(踏板的重力忽略不計，彈簧的長度與所受拉力關系如圖丙) 桿高(m)自重(kg)踏板數量(個)單個踏板面積(m2)彈簧數量(根)適用范圍(kg)1.102.5左、右各10.004130－100(4)上題中的同學在水平地面上連續跳了20次，桿每次上升的高度平均為0.2m，則彈簧克服桿本身重力做功________J(假設桿始終豎直)，從能量利用角度分析，跳跳桿本身的重量應該________。14(2014·杭州)用手將一重為G的鐵球緩慢放在一彈簧上，放手后，鐵球從A位置開始向下運動，到達B位置速度達到最大，到達C位置小球的速度變為零。已知AC間的高度差為h，則從A位置到C位置鐵球的重力做功是________；在此過程中彈簧的彈性勢能增加量為________。B位置到C位置的過程中鐵球所受的重力________(選填“大于”、“小于”、“等于”)彈簧所施加的彈力。(整個過程中不計能量損耗)15．(2014·廣州)人直接用F1的力勻速 ( http: / / www.21cnjy.com )提升重物，所做的功是W1，若人使用某機械勻速提升該重物到同一高度則人的拉力為F2，所做的功是W2( )A．F1一定大于F2 B．F1一定小于F2 C．W2一定大于W1 D．只有F2大于F1，W2才大于W116．6．(2015·無錫)如圖所示，小明在做模擬 ( http: / / www.21cnjy.com )“蹦極”的小實驗，一根橡皮筋一端系一個小石塊，另一端固定在A點，B點是橡皮筋不系小石塊自然下垂時下端所在的位置，C點是小石塊從A點自由釋放后所能達到的最低點，關于小石塊從A點到C點運動過程的說法，正確的是( )A．小石塊減少的重力勢能全部轉化為動能B．從A點下落到B點的過程中，小石塊受到重力和彈力的作用C．從B點下落到C點的過程中，小石塊的速度先增大后減小D．小石塊在C點時，受到平衡力的作用17．(2015·大連)如圖所示，一彈簧 ( http: / / www.21cnjy.com )的左端固定，右端連接一個小球，把它們套在光滑的水平桿上。a點是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置，b點是彈簧原長時小球的位置，c點是小球到達最右端的位置。則小球從a點運動到c點的過程中，下列說法正確的是( )A．小球在a點，彈簧的彈性勢能最小 B．小球在b點，小球的速度最小C．從a點到b點，小球的動能逐漸增大 D．從b點到c點，彈簧的彈性勢能逐漸減小18．(2015·北京)用如圖所示的滑 ( http: / / www.21cnjy.com )輪組提升物體A，在勻速豎直提升物體A的過程中，卷揚機加在繩子自由端豎直向下的拉力F為400N，物體A上升的速度vA為0.1m/s，滑輪的機械效率η為90%，不計繩重和滑輪與軸的摩擦。求：(1)拉力F做功的功率P；(2)物體A所受的重力GA；(3)動滑輪所受的重力G動。19．(2014·宜賓)某同學在體育活 ( http: / / www.21cnjy.com )動中，從鉛球下落陷入沙坑的深度情況猜想到：物體的重力勢能可能與物體的質量、下落高度和運動路徑有關。于是設計了如圖所示的實驗：用大小、形狀相同的A、B、C、D四個鉛球，其中A、C、D三球的質量為m，B球質量為2m，讓A、B兩球從距沙表面高H靜止下落，C球從距沙表面高2H靜止下落，D球從距沙表面高2H的光滑彎曲管道上端靜止滑入，最后從管道下端豎直地落下(球在光滑管道中運動的能量損失不計)。實驗測得A、B兩球陷入沙深度分別為h1和h2，C、D兩球陷入沙深度均為h3，且h1＜h2＜h3。(1)本實驗中，鉛球的重力勢能大小是通過 來反映的；(2)比較A、B兩球，發現B球陷入沙深度更大，由此可得出結論： (3)比較A、C兩球，發現C球陷入沙深度更大，由此可得出結論： (4)比較C、D兩球，發現兩球運動的路徑 ( http: / / www.21cnjy.com )不同，但陷入沙深度相同，由此可得出結論：物體的重力勢能與物體運動的路徑 (選填“有關”或“無關”)。
1
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第 頁 （共5頁）例1 C
解析　物體在重力的方向沒有移動距離，故重力做的功為0，故A錯誤；用F＝20N的水平推力推著重為40N的物體沿水平方向做直線運動，沒有說是勻速直線運動，故摩擦力不一定是20N，故B錯誤；由W＝Fs可得s＝W/F＝40J/20N＝2m，故C正確、D錯誤。
例2 B
3B
解析　A．由題意知，木箱的重力G＝200N，h＝1m，則受到的重力做功：W有用＝Gh＝200N×1m＝200J，A錯誤；B.拉力F做的功W總＝Fl＝75N×4m＝300J，則克服摩擦力做功W額＝W總－W有用＝300J－200J＝100J，B正確；C.木箱沿斜面緩慢運動，做勻速直線運動，受總力為零，所以總力做功大小為0J，C錯誤；D.木箱移動方向與支持力方向垂直，所以斜面的支持力做功為零，D錯誤。
4變式 C
解析　此裝置使用的是定滑輪，不能省力，不計摩擦，拉力F＝G＝100N，所以A錯誤；繩子自由端的速度與物體的速度相同為0.2m/s，所以B錯誤；拉力F所做的功W＝Fs＝100N×6m＝600J，所以C正確；拉力F的功率P＝Fv＝100N×0.2m/s＝20W，所以D錯誤。
5.720；2.25
6B
7C
解析　大人與小孩爬相同的樓梯，h相同，但大人體重比小孩的大，由W＝Gh可知大人做功多；爬樓梯所用時間相同，根據P＝W/t可知大人的功率大。
8. (1)通過的路程是65km　(2)此時對地面的壓強為1.3×105Pa　(3)此時發動機的功率為7.8×104W
解析　(1)s＝vt＝130千米/時×0.5時＝65千米
(2)F＝G＝mg＝1300千克×10牛/千克＝13000牛
p＝F/S＝13000牛/0.1米2＝1.3×105帕
(3)F＝f＝0.3G＝0.3×13000牛＝3900牛
v＝72千米/時＝20米/秒
P＝Fv＝3900牛×20米/秒＝7.8×104瓦
答案　(1)通過的路程是65km　(2)此時對地面的壓強為1.3×105Pa　(3)此時發動機的功率為7.8×104W
9.C
10.A
11.減小、反彈次數
解析　(1)乒乓球下落過程中高度減小，所以重力勢能逐漸減??；
(2)由題，兩種球的彈性大小比較方法一：將兩球從相同高度由靜止同時釋放，比較兩球落到同一桌面上彈起的高度得出彈性大小；
兩種球的彈性大小比較方法二：將兩球從相同高度由靜止同時釋放，比較兩球落到同一桌面上反彈次數比較彈性大小。這里用到的研究方法有控制變量法和轉換法。
12.C
解析　運動員從最低點開始向上時，先是彈性勢能轉化為動能，當運動員與蹦床脫離時，動能達到最大，再上升到達最高點的過程中，質量不變，高度增大，重力勢能增大；速度減小，動能減小。故整個過程中，動能先增大后減小，重力勢能增大。
13(1)AB　(2)小腦　(3)1×105Pa　(4)100　輕一點
解析　(1)人站在踏板彈簧向下伸長的過程中，人的質量不變，高度減小，故重力勢能減小；同時質量不變，彈簧的形變程度變大，所以彈性勢能變大，但人的機械能是變化的，故A、B正確；
(2)據生物知識可知，玩跳跳桿需要保持身體的平衡和動作的協調，這主要是小腦的功能；
(3)當彈簧的長度是56cm時，彈簧的彈力F＝800N；受力面積是S＝0.004m2×2＝0.008m2；
所以壓強是p＝F/S＝800N/0.008m2＝1×105Pa；
(4)自身的重力：G＝mg＝2.5kg×10N/kg＝25N；
故克服自身重力做的功：W＝Gh＝25N×0.2m×20＝100J；從能量利用角度分析，跳跳桿本身的重量應該輕一點更好。
14 Gh　Gh　小于
解析　利用功的公式W＝Fs，得到鐵球從A位置到C位置鐵球的重力做功是W＝Gh。功是能量轉化的量度，從A位置到C位置鐵球的重力勢能全部轉化為彈簧的彈性勢能，所以彈簧的彈性勢能增加量為Gh。B位置速度達到最大，而到C位置小球的速度變為零。這個過程小球向下做減速運動，所以向上的彈力大于重力。
15．C
解析　直接用F1的力勻速提升重物，F1＝G，使用某機械勻速提升該重物，由于機械可能是省力，也可能費力，也可能既不省力也不費力，所以F1與G的大小關系不能判斷，則無法比較F1與F2的大小，故A、B錯誤；直接用F1的力勻速提升重物，所做的功是W1＝W有用＝Gh；若人使用某機械勻速提升該重物到同一高度，W有用＝Gh；但由于要克服機械重力和摩擦力做額外功，所以W2＝W有用＋W額外，則W2＞W1；故C正確、D錯誤。故選C
16．C解析　小石塊在下落過程中，在AB段，小石塊只受到重力作用，重力不斷改變小石塊的運動狀態，小石塊加速下落；在BC段受到橡皮筋的拉力作用，過B點后橡皮筋開始伸長(大于原長)，彈力逐漸增大，當拉力小于重力時，小石塊仍處于加速狀態；當拉力大于重力時，小石塊減速下落。A.從A點到C點運動過程中小石塊的重力勢能轉化為動能還轉化為橡皮筋的彈性勢能，故A錯誤； B．B點是橡皮筋自然下垂長度，所以在AB段，橡皮筋對小石塊沒有彈力作用，故B錯誤； C．從B點下落到C點的過程中，小石塊先加速后減速，故C正確；D.從B到C過程中小石塊先加速后減速，減速過程中是因為彈力大于重力，C點是下落的最低點，此時小石塊雖然速度為0，到達C點后小石塊會改變運動狀態向上運動，故C點時受到的并不是平衡力，故D錯誤。
17．C解析　A．a點是壓縮彈簧后形變程度最大處，彈性勢能也最大，故A錯誤；B.因為水平桿光滑，所以小球在a點時只受到彈簧向右的彈力，則小球由a向b運動時會加速運動，故B錯誤；C.小球質量一定，從a點到b點時速度越來越快，所以動能逐漸增大，故C正確；D.b點是彈簧原長時小球的位置，彈性勢能為0，小球到達b點后由于慣性繼續向右運動，所以彈簧逐漸被拉伸，彈性勢能逐漸變大，故D錯誤。
18．解析　(1)物體A上升的速度vA＝0.1m/s，則繩子移動的速度v＝2vA＝2×0.1m/s＝0.2m/s，拉力F做功的功率P＝Fv＝400N×0.2m/s＝80W；
(2)滑輪的機械效率η＝W有用/W總＝90%，解得GA＝720N；
(3)由圖可知，重物A由2段繩子承擔，則F＝(GA＋G動)/2，即400N＝(720N＋G動)/2，解得G動＝80N。
答：(1)拉力F做功的功率P為80W；
(2)物體A所受的重力GA為720N；
(3)動滑輪所受的重力G動為80N。
19．球陷入沙面的深度
當下落高度一定時，物體的質量越大，重力勢能越大；
當物體的質量相同時，下落高度越高，物體的重力勢能越大；
無關
解析　(1)本實驗中，鉛球的重力勢能大小是通過球陷入沙面的深度來反映的；
(2)比較A、B兩球，下落高度和運動路徑相同，B球質量大于A球質量，發現B球陷入沙深度更大，由此可得出結論：當下落高度一定時，物體的質量越大，重力勢能越大；
(3)比較A、C兩球，兩球質量相同，下落路徑也相同，C球的下落高度大于A球的下落高度，發現C球陷入沙深度更大，由此可得出結論：當物體的質量相同時，下落高度越高，物體的重力勢能越大；
(4)比較C、D兩球，兩球的質量相同，下落高度也相同，兩球的運動路徑不同，發現兩球運動的路徑不同，但陷入沙深度相同，由此可得出結論：物體的重力勢能與物體運動的路徑無關。

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