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第十一章,机械功与机械能,第一篇,考点过关篇,【柳州考情分析】,知识内容,考试要求,考情分析,机械功,与,机械能,1.,结合实例，认识功的概念；,2.,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；,3.,知道机械效率；了解提高机械效率的途径和意义；,4.,了解人类使用机械的历程；了解机械的使用对社会发展的作用,；,19,年：滑轮组的有用功、机械效率的表达式；（,2,分）,19,年：斜面上的功和功率的计算；（,6,分）,18,年：功率的计算；（,3,分）,18,年：机械效率；（,2,分）,18,年：机械能的转化；（,2,分）,17,年：利用水能发电；（,2,分）,17,年：力是否做功的判断；（,3,分）,17,年：重力做功；（,1,分,）,【柳州考情分析】,知识内容,考试要求,考情分析,机械功,与,机械能,5,.,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；知道做功的过程就是能量转化或转移的过程；,6.,举例说明机械能和其他形式能量的相互转化；,7.,了解能量及其存在的不同形式；,8.,描述各种各样的能量和生产、生活的联系,16,年：判断既有动能又有势能的实例；（,3,分）,15,年：测滑轮组机械效率；（,5,分）,15,年：重力势能、动能的影响因素；（,2,分）,15,年：电梯的有用功和效率的综合计算；（,6,分）,14,年：机械能的影响因素；（,1,分）,重难考向突破,中考考点解读,1.,定义：,作用在物体上的,，使物体在力的方向上移动一段,，就说这个力对物体做了机械功，简称做了功。,2.,做功的两个必要条件：,一是作用在物体上的,；二是物体在力的方向上通过的,。,3.,物理学中规定：,力对物体做的功等于力与物体在,的方向上移动距离的,，用字母,表示，单位,，符号,J,。,1 J=1,。用手匀速托起两个鸡蛋升高,1 m,，手对鸡蛋做的功约为,J,。,4.,功的计算公式：,W=,。,5.,机械功原理：,。,考点一,怎样才叫做功,力,距离,使用任何机械都不能省功,力,距离,力,乘积,W,焦耳,N,m,1,Fs,重难考向突破,中考考点解读,1.,功率的定义：,物理学中，把做功的多少与所用时间的比叫功率，它是表示物体做功,的物理量，用字母,表示。机械的功率大表明：单位时间内做的功,，或做相同的功，所用的时间,。,2.,功率的计算公式：,P=,。,3.,单位：,国际单位：,，符号,，常用,，,符号,。,4.,功率的物理意义：,10 W,表示,。,5.,物体做匀速直线运动时的功率：由,W=Fs,、,P=,和,s=vt,得，,P=,。,快慢,P,多,考点二,怎样比较做功的快慢,少,Fv,瓦特,W,千瓦,kW,1 s,内做的功是,10 J,重难考向突破,中考考点解读,以用滑轮组提升重物为例：（物重为,G,，提升高度为,h,）,1.,有用功：,是指人们需要的且有价值的功，用字母,表示。,W,有用,=,。,2.,额外功：,是指对人们无价值又不得不做的功，用字母,表示。,3.,总功：,是指动力对机械做的功，用字母,表示。,W,总,=,。,4.,机械效率：,物理学中，把,与,的比值，叫机械效率，用字母,表示。公式,=,，机械效率的高低和有用功与总功的,有关，与做功的,、做功的,无关。,W,有用,Gh,W,额外,W,总,考点三如何提高机械效率,W,有用,+W,额外,有用功,总功,比值,多少,快慢,重难考向突破,中考考点解读,5.,特点：,使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是,总功，所以机械效率总是,1,的。机械效率通常用百分数表示。（均选填“大于”或“小于”）,6.,提高机械效率的方法：,增加物重来增大有用功；,减小摩擦和机械自重来减小额外功。,小于,小于,1.,物体由于,而具有的能，叫动能。动能的大小与物体的,、,有关，在物体质量相同时，,越大，,越大；在物体速度相同时，,越大，,越大。,2.,物体由于,而具有的能叫重力势能。重力势能大小与物体的,、,有关，在物体质量相同时，,越大，重力势能越大；在物体高度相同时，,越大，重力势能越大。,3.,物体由于发生,而具有的能叫弹性势能。弹性势能的大小与物体的,和,有关。,4.,重力势能和弹性势能统称为,。,重难考向突破,中考考点解读,运动,质量,考点四认识动能与势能,速度,图,14-4,势能,速度,动能,质量,动能,被举高,质量,高度,高度,质量,弹性形变,弹性强弱,形变大小,1.,能和,能，统称为机械能。,2.,物体的动能和势能是可以互相,的；有摩擦等阻力时，在动能和势能互相转化的过程中，机械能会,。,3.,机械能与其他形式的能之间也可以互相转化。例如电动机工作时，是,能转化为,能。,4.,物体只有,能和,能相互转化时，机械能总和,，或者说,。,考点五机械能的转化,重难考向突破,中考考点解读,动,势,转化,减少,电,机械,动,势,保持不变,机械能守恒,常见能量转化举例,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,能,最大，远地点,时,能,最大,重难考向突破,中考考点解读,5.,常见能量转化举例,动,重力势,动,重力势,重力势,动,动,重力势,动,重力势,重力势,动,动,重力势,1.,如图,11-1,所示，小明用力推汽车，但没有推动，小明对汽车没有做功，原因是,。,2.,一个人用如图,11-2,所示的滑轮组提起一个重,2400 N,的重物，所用的拉力是,500 N,，绳子自由端被拉下,4 m,，则总功是,J,，机械效率是,。,3.,如图,11-3,所示，被拉开的弓把箭射出，在这个过程中，弓的,能转化为箭的,能。,考点六课本重要图片,重难考向突破,中考考点解读,汽车没有在推力的方向上移动距离,2000,60%,弹性势,动,图,11-1,图,11-2,图,11-3,重难考向突破,中考考点解读,4.,如图,11-4,所示，以同样的速度行驶的列车和小汽车，,的动能大，原因是,。,5.,如图,11-5,所示的实验说明，物体具有的动能与势能是可以,的。,列车,相互转化,列车质量大,图,11-4,图,11-5,重难考向突破,中考考点解读,突破一,力是否做功的判断,【,突破金钥匙,】,（,1,）做功包含两个必要的因素：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，二者缺一不可。,（,2,）明确三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直。,例,【,2019,北京,】,如图,11-6,所示为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图，下列说法正确的是,（）,A.,从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功,B.,从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功,C.,从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功,D.,举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功,重难考向突破,中考考点解读,D,图,11-6,重难考向突破,中考考点解读,【,解析,】,由图可知,运动员从发力到上拉、从上拉到翻站和从翻站到上挺的三个过程中,对杠铃都有力的作用,且在力的方向上移动了一段距离,所以运动员都对杠铃做了功；只有举着杠铃稳定站立的过程中,杠铃没有在力的方向上移动距离,所以没有做功。故选,D,。,重难考向突破,中考考点解读,突破二功、功率的理解和计算,【,突破金钥匙,】,例,2,【,2019,柳州,】,如图,11-7,所示，小宸用沿斜面向上的力,F=100 N,，在,10 s,内把木箱推到,2 m,的高处，斜面长,4 m,。求：,（,1,）小宸所做的功。,（,2,）小宸做功的功率。,重难考向突破,中考考点解读,解：（,1,）小宸做的功,W=Fs=100 N4 m=400 J,。,图,11-7,例,2,【,2019,柳州,】,如图,11-7,所示，小宸用沿斜面向上的力,F=100 N,，在,10 s,内把木箱推到,2 m,的高处，斜面长,4 m,。求：,（,2,）小宸做功的功率。,重难考向突破,中考考点解读,图,11-7,例,3,如图,11-8,所示，一物体在水平向右的拉力,F,1,作用下以,1 m/s,的速度在水平地面上匀速直线运动了,10 m,，拉力,F,1,所做的功为,W,1,，功率为,P,1,。若该物体在水平向右的拉力,F,2,的作用下以,2 m/s,的速度在同一水平面上匀速直线运动了,10 m,，拉力,F,2,所做的功为,W,2,，功率为,P,2,。则,W,1,W,2,，,P,1,P,2,。（均选填“,”“,”或“,=,”）,重难考向突破,中考考点解读,=,图,11-8,BC,，在相同时间内把同一物体分别沿斜面,AC,、,BC,匀速推上顶端，推力分别为,F,1,、,F,2,，功率分别为,P,1,、,P,2,。在不计摩擦的情况下,（）,A.F,1,F,2,，,P,1,P,2,C.F,1,=F,2,，,P,1,=P,2,D.F,1,F,2,，,P,1,P,2,A,图,11-15,【,解析,】,斜面越平缓越省力,则,F,1,F,2,；在不考虑摩擦的情况下,两边做功相同,时间也相同,故,P,1,=P,2,。,常考实验突破,高效课堂训练,4.,如图,11-16,所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列说法正确的是,（）,图,11-16,A.,卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒,B.,卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒,C.,卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒,D.,卫星从近地点运行到远地点、重力势能减小，动能减小，机械能不守恒,A,常考实验突破,5.,【,2018,临沂,】,如图,11-17,所示，单摆中的小球在,ABC,间不停地做往复运动，如果不考虑阻力的影响，以下说法错误的是,（）,A.,小球在,A,、,C,处的重力势能最大,B.,小球在,B,处只受重力作用,C.,小球由,A,到,B,过程中，重力势能转化为动能,D.,小球运动到,C,处时，如果受到的外力全部消失，将保持静止,高效课堂训练,B,图,11-17,常考实验突破,高效课堂训练,6.,妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程假设为匀速运动，妈妈的体重是小明的,2,倍，妈妈所用的时间是小明的,3,倍。若妈妈克服自身重力做功为,W,1,，功率为,P,1,，小明克服自身重力做功为,W,2,，功率为,P,2,，则下列关系正确的是,（）,A.W,1,W,2,=11B.W,1,W,2,=23,C.P,1,P,2,=11D.P,1,P,2,=23,D,常考实验突破,高效课堂训练,7.,【,2018,十堰,】,如图,11-18,所示，滑轮组将重,50 N,的物体,A,以,0.2 m/s,的速度沿水平地面匀速向前拉动了,1 m,，拉力,F,大小为,10 N,，滑轮组的机械效率为,80%,，下列说法中正确的是,（）,图,11-18,A.,拉力,F,做功的功率为,2 W,B.2 s,内绳子自由端移动的距离为,0.4 m,C.,滑轮组做的有用功为,50 J,D.,物体,A,受到水平地面的摩擦力为,16 N,D,常考实验突破,高效课堂训练,8.,【,2019,随州,】,一只木箱放在水平地面上，地面上各处粗糙程度相同。对木箱施加一个方向不变的水平推力,F,（如图,11-19,甲所示），,F,的大小与时间,t,的关系、木箱的运动速度,v,与时间,t,的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（）,图,11-19,A.,在第一个,2 s,内木箱所受摩擦力为,2 N,B.,在第二个,2 s,内木箱所受摩擦力为,3 N,C.,在第一个,2 s,内推力,F,对木箱所做的功为,2 J,D.,在第三个,2 s,内推力,F,对木箱做功的功率为,8 W,D,重难考向突破,中考考点解读,【,解析,】,由,v-t,图像可知,在第一个,2 s,内木箱处于静止状态；再由,F-t,图像可知,第一个,2 s,内木箱受到的推力为,1 N,因此,静摩擦力与推力平衡,则静摩擦力也为,1 N,故,A,错误。由,v-t,图像可知,在第三个,2 s,内木箱处于匀速直线运动状态；再由,F-t,图像可知,第三个,2 s,内木箱受到的推力为,2 N,因此,推力与滑动摩擦力平衡,则滑动摩擦力也为,2 N,。在第二个,2 s,内,木箱处于加速状态,但压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,仍为,2 N,故,B,错误。在第一个,2 s,内木箱处于静止状态,有力无距离,因此,推力,F,不做功,故,C,错误。在第三个,2 s,内,木箱移动的距离,s=vt=4 m/s2 s=8 m,F,对木箱做的功为,W=Fs=2 N8 m=16 J,F,做功的功率,P=8 W,故,D,正确。,常考实验突破,高效课堂训练,9.,如图,11-20,所示，物体重,180 N,，动滑轮重,10 N,，小明用,100 N,的拉力（方向不变）将物体匀速提升,2 m,，用了,10 s,，则此过程中有用功是,J,，额外功是,J,，拉力的功率是,W,，滑轮组的机械效率是,。,图,13-23,360,40,40,90,%,常考实验突破,高效课堂训练,10.,如图,11-21,所示，在水平地面上，小明用,10 N,的水平力推着重为,50 N,的木箱匀速直线向右移动,10 m,。在此过程中，木箱受到的摩擦阻力为,N,，重力对木箱做功,J,。,图,11-21,10,0,常考实验突破,高效课堂训练,11.,如图,11-22,所示，用弹簧测力计沿粗糙斜面匀速向上拉动木块。由图中数据可知，弹簧测力计示数为,N,，斜面的机械效率为,，木块受到斜面的摩擦力为,N,。,6,图,11-22,80%,1.2,常考实验突破,高效课堂训练,12.,【,2019,泰州,】,如图,11-23,所示，使用杠杆提升重物，拉力,F,竖直向下，重物匀速缓慢上升，相关数据如下表：,（,1,）拉力所做的功。,（,2,）拉力做功的功率。,解：（,1,）拉力所做的功,W,总,=Fs=500 N0.2 m=100 J,。,物,重,G/N,拉力,F/N,时间,t/s,A,端上升的,竖直,距离,h/m,B,端下降的,竖直,距离,s/m,200,500,0.5,0.4,0.2,图,11-23,常考实验突破,高效课堂训练,12.,【,2019,泰州,】,如图,11-23,所示，使用杠杆提升重物，拉力,F,竖直向下，重物匀速缓慢上升，相关数据如下表：,（,2,）拉力做功的功率。,物,重,G/N,拉力,F/N,时间,t/s,A,端上升的,竖直,距离,h/m,B,端下降的,竖直,距离,s/m,200,500,0.5,0.4,0.2,图,11-23,常考实验突破,高效课堂训练,12.,【,2019,泰州,】,如图,11-23,所示，使用杠杆提升重物，拉力,F,竖直向下，重物匀速缓慢上升，相关数据如下表：,（,3,）此过程中，该杠杆的机械效率。,物,重,G/N,拉力,F/N,时间,t/s,A,端上升的,竖直,距离,h/m,B,端下降的,竖直,距离,s/m,200,500,0.5,0.4,0.2,图,11-23,常考实验突破,高效课堂训练,13.,【,2018,内江,】,步行是一种简易方便的健身运动，人正常步行时，步距（指步行一步的距离）变化不大，步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为,0.5 m,，他正常步行,1 min,走了,180,步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图,11-24,所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。求：（已知小东的腿长是,65 cm,，质量是,50 kg,；,g,取,10 N/kg,）,（,1,）小东正常步行的速度。,图,11-24,常考实验突破,高效课堂训练,13.,【,2018,内江,】,步行是一种简易方便的健身运动，人正常步行时，步距（指步行一步的距离）变化不大，步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为,0.5 m,，他正常步行,1 min,走了,180,步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图,11-24,所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。求：（已知小东的腿长是,65 cm,，质量是,50 kg,；,g,取,10 N/kg,）,（,2,）小东每走一步克服重力所做的功。,图,11-24,常考实验突破,高效课堂训练,解：（,2,）由勾股定理得,h,2,=,（,65 cm,）,2,-,（,25 cm,）,2,解得,h=60 cm,则小东每走一步重心上升高度为,h=65 cm-60 cm=5 cm=0.05 m,小东每走一步克服重力所做的功,W=Gh=mgh=50 kg10 N/kg0.05 m=25 J,。,常考实验突破,高效课堂训练,13.,【,2018,内江,】,步行是一种简易方便的健身运动，人正常步行时，步距（指步行一步的距离）变化不大，步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为,0.5 m,，他正常步行,1 min,走了,180,步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图,11-24,所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。求：（已知小东的腿长是,65 cm,，质量是,50 kg,；,g,取,10 N/kg,）,（,3,）小东正常步行克服重力做功的功率。,图,11-24,
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