物理中考复习《功和机械能》.pdf

功和机械能I考点自主梳理与热身反馈I自主梳理考点50功和功率1.功(1)做功的两个必要因素：作用在物体上的 力；物体在 这个力的方向上移动的距离。(2)不做功的三种情况：有力无距离(如推而未动、提而未起);有距离无力(如物体由于惯性通过一段距离)；力与距离垂 直。(3)公式：W=Fs(4)单位:焦耳，简称焦，符号是 J ol J=J N lllo(5)功的原理：使用任何机械都 不省功。2.功率(1)物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量,功率大表示机械做功快O(2)定义：功与做功所用 时间 之比叫做功率,大小等 于单位时间的所做的功,用符号尸表示。(3)定义式：尸=7，引申公式：P=Fv o(4)单位：主单位是瓦特，符号是W。lkW=103 Wo(5)爬楼功率的测量：a.用体重计测出质量，记作阳；b.用 卷尺测出楼层的高度，记作；c的秒表测出爬楼所用的 时间，记作上表达式：P=呼。!ppt考点51机械效率及测量1.理解“机械效率”(1)有用功、额外功和总功：为了达到目的而必须做的功叫有 用功；我们不需要但又必须多做的功叫额外功；有用功和额 外功的总和叫总功。(2)机械效率：伸功跟总功的比值。公式：=方。(4)说明：额外功不可避免,所以机械效率总是小于1；机械效率通常用 百分数 表示,它 无 单位;机 械效率具有“可变性”：同一机械的效率随提升物重的增加 而增大。(5)提高机械效率的方法：减小机械自重、减小摩擦、增加物 重等。MW?2.机械效率的测量名称测滑轮组的机械效率测斜面的机械效率原理-XIOO%测量工具*u弹簧测力计刻度尺所测 量绳子移动的距离5、物体上 升的图度、拉力产、物体重力G斜面长七、斜面身、拉力尸、物 体重力G注意 事项必须使弹簧测力计沿 竖直方四速提升重物,以保证测力计75数大小不变必须使弹簧测力计沿斜面 匀速拉动物体,以保证测力计小数大小不变ns额外 功的 产生在不考虑绳重和摩擦的情况 下，产生额外功的原因是动滑 轮的重，即额外=小动人克服摩擦所做的功，即%额外=得出结论提升相同重物，滑轮组中 动滑轮个数越多，越省力，机 械效率越低；同一滑轮 组，提升的重物越重，机械效 率越高提升同一物体时，斜面的机械效 率与斜面的粗糙程度和倾斜角度有 关，斜面越陡、越光滑，机械效率 越高ns3.不同条件下滑轮组机械效率的表达式Gk G G(1)用滑轮组竖直拉起重物时，=鼠=胃=瞳=急不计摩擦及滑轮重)；77=*=(不计摩擦,计动滑轮重)。W总 k。十。动滑轮)n。十。动滑轮(2)用滑轮组水平拉动重物时，=/=焉=/。最新版ppt考点52 机械能及其转化1.认识“能”(1)能量：物体能够 对外做功，表明这个物体具有能 量。说明能量是表示物体做功本领大小的物理量，能量 可以用能够做功的多少来衡量；一个物体“能够做 功”，并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已经做功”，如：山上静止的石头具有能量，但它没 有做功，也不一定要做功。(2)单位：焦耳(J)。r 、2.机械能的分类及各自的影响因素机械能的分类分类定义机动能物体由于运动而具有 的能械 能势能重力势能物体由于 高度 所 决定的能弹性势能物体由于发生 弹性形变而具有的能(2)探究影响动能大小的因素探究方法：控制变量 法和转换法。实验过程：a.让体积相同的钢球和木球从同一高度住 静止滚下，目的是使两球到达水平面时的 速度 相 同，是为了探究动能与 质量 的关系;b.让质量相同 的两木球从不同高度由静止滚下，是为了探究动能与物 体速度的关系。实验结论：物体的动能与质量和速度有关，质量越大,速度越大，物体的动能越大。(3)探究影响重力势能大小的因素探究方法：控制变量法和转换法。实验过程：乩控制物体质量相等，使物体从不同高度处下 落，探究重力势能与物体高度的关系；b.控制物体所处高度 相同，改变物体的质量，探究重力势能与物体质量的关系。实验结论：物体的重力势能与物体的质量和位置高度有 关，质量越大，位置越高，物体的重力势能越大。(4)影响弹性势能大小的因素：弹性势能的大小与物体的弹 性形变程度有关，弹性形变程度越大，物体的弹性势能越 大!ppt3.动能和势能的相互转化知识结构：动能 势能重力势能动能和重力势能间的转化规律质量一定的物体加速下降时，动能增大，重力势能减小 重力势能转化为动能；质量一定的物体减速上升时，动能减小，重力势能增大 动能转化为重力势能。最新版ppt(2)动能和重力势能间的转化规律质量一定的物体加速下降时，动能增大，重力势能减小，重2 势能转化为动能；质量一定的物体减速上升时，动能减小，重力势能增大，动用 转化为重力势能。(3)动能和弹性势能间的转化规律一个物体的动能减小，而与之接触的另一个物体的弹性势能阴 大，则动能转化为弹性势能；一个物体的动能增大，而与之接触的另一个物体的弹性势能而 小，则弹性势能转化为动能。最新版整钾ppt（4）动能与势能转化问题的解析首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能或弹性势 能）大小的因素看动能和重力势能（或弹性势能）如何变 化。注意动能和势能相互转化过程中的能量损失一一如果除 重力和弹力外没有其他外力做功，即没有其他形式能量出 补充或损失，则动能与势能转化过程中机械能不变。题中如果有“在光滑斜面上滑动”，“光滑”表示没有能 量损失机械能守恒；“在斜面上匀速下滑”表示有能量 损失机械能不守恒。4.机械能守恒定律如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和保自 不变。最新版整钾ppt热身反馈1.下列几种现象中，没有对物体做功的是（D）B.静止的小车在拉力 作用下运动起来A.物体在绳拉 力作用下升高C.汽车在刹车阻力的 作用下速度降低d.人用力搬不 头，石头不动图 15-12.小童同学用50 N的水平推力使放在水平桌面上重200 N的 物体做匀速直线运动，若该物体在10 s内移动了 4 m,则在 此过程中，物体受到的摩擦力是50 N,小童做功的功 率是 20 Wo3.用如图15 2所示的剪刀剪纸时的机械效率为80%,这表示（d）/A.若作用在剪刀的动力是1 N,/则阻力是0.8N 45B.若作用在剪刀的阻力是1 N,则动力是0.8N 性5TC.若作用在剪刀的动力做功1J,则有0.2J的功用于剪纸 D.若作用在剪刀的动力做功1J,则有0.8J的功用于剪纸最新版ppt4.如图153所示，工人师傅用250 N的力 将重为400 N的物体匀速提升1 m,在此 过程中滑轮组的机械效率是(A)A.80%B.62.5%C.125%D.20%5.2013临沂人骑自行车下坡时，速度越来 越快，下列关于这一过程的说法正确的是(B)A.人与车的动能增大，重力势能增大B.人与车的动能增大，重力势能减少 C.人与车的动能减少，重力势能增大 D.人与车的动能不变，重力势能不变G图 15 3I考向互动探究与方法归纳I互动探究例题2012成都如图154所示 为小刚设计的滑轮组装置。其中滑块力置 于表面粗糙程度各处相同的水平面上，动 滑轮重G=10N,重物刀的重力 仇可改变。下表是小刚在某次使用该装置时记录的 一些数据。若不计绳重及绳与滑轮间的 摩擦，跨过滑轮的绳或竖直或水平，A 距水平面上的定滑轮、与距水平面均足 够远。求：ns时间t02 s24 s46 sgb/n205027A的运动情况静止速度由0逐渐 增大到2 m/s以2 m/s的速度 做匀速运动力在水平面上 通过的距离 s/m024(1)在46 s内，水平绳对力的拉力做的功。(2)在24 s内，重力/做功的功率。在02 s和24 s两段时间内，A受到的摩擦力大小。ns答案（1）74 J（2）25 W（3）15 N 18.5 N解析（1）在46s内，物体力向左做匀速直线运动，物体刀 匀速向下运动。若不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，物体4受到的 拉力为物体方与动滑轮总重的一半。（2）在24 s内，物体刀重 50 N,物体力运动的距离为2 m,则物体5运动的距离为1 m,所用时间是2s,即可求出重力为做功的功率。（3）在02s内物 体力静止，受到的摩擦力为静摩擦力，根据力的平衡，静摩擦吠 等于物体与与动滑轮总重的一半；24s内）物体力加速运动）摩擦力小于拉力，此时的摩擦为滑动摩擦,由于滑动摩擦力由左 力和粗糙程度决定，所以可以由46 s内的匀速直线运动的拉力 与滑动摩擦力平衡来求得。具体计算过程如下：、(1)在46s内，物体5重27N,动滑轮重10N,A受水平绳的拉力F3=Gb+G 27N+10N2218.5 N,A向左滑行的距离为=4 m,%F3=/3=18.5NX4 m=74 J。(2)五24 s内，重力Gb=50N,A向左滑行的距离%=2 m,B 下降的距离比=T=1 m,WGB=50 NX1 m=50 J,重力做功的功率尸=9=斗=25 Wo t z sns Gb+G 20N+10N(3)0 2 s内物体 A 静止)/拉=3 3=15 N;G+G4 6 s内,A做匀速直线运动的,f=尸拉=B?=27N+10N-=18.5 N;滑动摩擦力不变,24 s内,4受到的摩擦力大小为18.5N。nS技乃贴士j在有关滑轮组的问题中，正确判断力的关系、距离的 关系是解决问题的关键，根据功的原理，省力的机械必淀 费距离，省距离的机械必定费力。本题中，由竖直装置第 一动两定组成的滑轮组来拉动水平面上的物体力运动，则 物体6与动滑轮的总重力的一半是物体力受到的拉力，物 体与向下运动的距离是物体力向左运动距离的2倍。真题展示L 2013天津某班同学在探究“动能的大小与什么因素有关”时，同学们提出了如下猜想：猜想一：动能的大小可能与物体的密度有关；猜想二：动能的大小可能与物体的运动速度有关；猜想三：动能的大小可能与物体的质量有关。为了验证同学们的猜想，老师提供如下器材：刻度尺，四个金 属球（100 g的铁球、100 g的铝球、50 g的铁球、50 g的铜球）,小木块和长木板。2,同学们组装了如图155所示的实验装置，让小球从斜面 上由静止滚下，碰上水平面上的小木块后，将木块撞出一 段距离，在同样的平面上，木块被撞得越远，说明球的司 能越大。r 、请你帮同学们完成下列任务：(1)写出探究“猜想一”的实验方案；(2)设计出探究“猜想二”的记录数据表格。答案将100 g的铁球和100 g的铝球(或50 g铜球和50 g的 铁球)分别从斜面的同一高度处由静止滚下，撞击水平面上同一位 置的小木块，用刻度尺分别测量小木块被撞出的距离。(2)利用同一金属球次数金属球释放高度h/cm木块移动距离s/cm结论123nS2.2012天津人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它由近地点 向远地点运行时，卫星的动能减小（选填“增大”“减 小”或“不变”），卫星的势能增大（选填“增大”“减 小”或“不变”3.2011 天津（多选）粗糙斜面的高度为，长为/,用沿斜面向 上的力把重为G的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做的功为,则（BC）hGA.拉力大小为华WB.拉力大小为了W-hGC.物体所受摩擦力大小为一WIGD.物体所受摩擦力大小为一4.2011 天津如图156所示，小芳在研究动滑轮时，她用手 沿竖直方向匀速向上拉动绳端使钩码上升，测得的实验数据如 下表所示，求：钩码重G/N手的拉力F/N钩码上升 高度h/m手移动 距离s/m100600.30.6(1)手的拉力所做的有用功。(2)手的拉力所做的总功。答案(1)30 J(2)36 J图 15 6lPPt2I考题自主训练与名师预测I一、选择题1.2013南开区一模春季运动会上，李明同学在中学男子5 kg级铅球项目中打破了市14.8 m的纪录，创造了 15.0 m 的新纪录。若他破纪录的一掷，用的力是500 N,则他对 铅球做的功是（D）A.750JB.400 JC.500 JD.件不足，无法判断ns2.2013彳惠州某实验小组分别用如图157所示的甲、乙两个滑 轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物。不计绳重及摩擦,下列说法正确的是（C）A.甲图省力 B.甲图省力 C.乙图省力 D.乙图省力图 15-7机械效率甲图大 机械效率一样大 机械效率一样大 机械效率乙图大3.2013南通某同学的质量约为50 kg,他以正常速度从教学楼 的一楼走上二楼，请你估算在此过程中该同学上楼的功率最接 近于（C）A.1 W B.10 WC.100 W D.1000 W4.2013玉林、防城港“神舟十号”飞船在加速升空过程中，它的（C）A.动能增加，重力势能不变B.动能不变，重力势能增加C.动能和重力势能都增加D.动能不变，机械能也不变ns5.2013黄石图15-8是老师在课堂上进行的滚摆演示实验示 意图，下列说法不正确的是（A）图 15-8A.滚摆运动过程中，机械能守恒B.滚摆向下运动时，重力势能部分转化为动能 C.滚摆向上运动时，动能部分转化为重力势能 D.滚摆上升的最大高度逐渐降低nS6.2013武汉如图15 9所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水 平地面上重为300 N的物体，拉力耳的大小为30 N。若物 体和地面之间的摩擦力大小为45 N,则4处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为图 15-9A.45 N、50%C.60 N、50%B.45 N、75%D.60 N、75%ns二、填空题7.2013泉州雪橇是雪地常见的交通工具。若狗拉着雪橇以10 m/s的速度在水平雪地上沿直线匀速滑行，雪橇受到的 阻力是200 N,则狗在5 min内做了6义1()5J的功,功率为 2X103 w8.用如图15 10所示的滑轮组，将重为10 N TW的物体以0.1 m/s的速度匀速提升，拉力歹=6N,拉力的功率为1.2 W,滑轮组的机 m械效率 83.3%。A图 15-109.2013玉林、防城港小王沿水平方向用100 N的力推一 辆小车匀速运动了60m,用时Imin,在这过程中，小车 运动的速度为 1 m/s,推力做功的功率 10。W。10.2013十堰如图15 11所示，小明 利用两个倾角不同的斜面进行实验。一若斜面粗糙程度相同，则将同一木块 7/2分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端/时，拉力所做的额外功力甲大于 图广7 I-J-Ivj Iki 1 1W乙,若甲、乙斜面光滑，则拉力歹甲小于 歹乙。将木块分别从两光滑斜面顶端自由释放，则木块到达斜面底端的速度。甲等于。乙。IL 2013红桥区一模质量是10 kg的物体/放在水平桌面上,利用如图15-12所示的装置使物体/以1 m/s的速度做匀 速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，不计滑轮质量、绳 重、绳的伸长和滑轮组内部的摩擦，则水平桌面对物体力的 摩擦力为n察，拉力f的功率为io，w。ns12.2013新疆用长6 m、高3 m的斜面将重50 kg的物体沿斜面匀速从底端拉到顶端，所用时间为10 s,沿斜面方向的拉力恒为300 N,则有用功为180 Wo 盘取 10N/kg)13.2013娄底如图1513所示，用一个滑轮组匀速提升重为 200 N的物体，在物体上升 2 m的过程中，人所用的拉 力为125N,则此滑轮组的 机械效率为80%。1500 J，拉力的功率为三、实验探究题14.2013庆阳用如图1514所示器材测滑 轮组的机械效率。(1)在图上画出滑轮组的最省力的绕线方式。答案图略(2)安装好实验器材后，记下钩码和拴住弹 簧测力计的线端原先的位置。(3)某同学正确测得钩码上升的高度为02 m,钩码重L5N,其他被测和计算的数据如下 表：图 15 14拉力b/N拉弹簧测力计的线端 通过距离s/m有用功%有用/J总功印总/J0.60.40.30.24上表中肯定错误的数据量.4或。24。(4)若用上述装置提起重L5N的钩码，机械效率为 1；提 起重3 N的钩码，机械效率为小；则1(选填或“=，)小。ns15.2013南开区二模用如图15-15所示的实验装置测量杠杆 的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂 在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。图 15-15(1)实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，读出测力计的示数万 为 O5N,钩码总重G为L0 N,钩码上升高度h为0.1 m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为66.秋。（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学 用该实验装置，先后将钩码挂在力、4两点，测量并计算得到下 表所示的两组数据：次数钩码悬 挂点钩码 总重 G/N钩码移 动距离 h/m拉力J7N测力计 移动距 离s/m机械效 率/%1A点1.50.100.70.3071.425点2.00.151.20.3083.3根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有 关，钩码越重其效率越高”的结论？答：不能；请简要说 明理由（写出一条即可）：两次实验时钩码没有挂在同一位置（或仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的；合理即可最新版ppt四、计算题16.2013和平区二模用如图1516所示的滑轮组在20 s内将 重600N的物体从地面竖直提高4 m,所用拉力是250N。在 这个过程中，求：有用功是多少？拉力的功率是多少？(3)滑轮组的机械效率是多少？答案2400 J(2)200 W(3)60%图 15-16名师预i如图15-17甲所示是探究“动能的大小与什么因素有 关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由番 止滚下，碰到同一木块上。如图乙所示是探究“阻力对物体运 动的影响”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高 度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动，请回答下歹 问题：甲 乙图 15-17最打(1)甲实验的目的是探究钢球动能的大小与速度的关 系：实验时，通过观察 木块5移动的距离，从而 判断钢球动能的大小。(2)进行图乙所示实验时，每一次都让同一小车从斜山 上相同的高度由静止滑下，其目的是使小车在水平面运勾 的起始 速度 相同;通过观察小车在粗糙程度不同的水 平面上运动距离的大小来判断小车在不同的水平面上受至I 阻力 的大小。从而可以推理：如果运动的物体不受力,它将做 匀速直线运动 O