考前练兵2019中考物理备考全攻略专题11机械功和机械能含解析201905211152.wps

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1、专题 1111 机械功和机械能 知识点 1 1 功 1、定义：作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动一段距离，就说力对物体做了功。 2、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。 3、三种不做功的情况 三种情况 原因 实例 有距离无力 物体没有受到力的作用，但由于惯性通 踢出去的足球，人对足球没有做功 过了一段距离，这时没有做功 有力无距离 有力作用在物体上，但物体没动，即物 搬石头未动，人对石头没有做功 体没有通过距离 力与距离垂直 物体受力，且物体也移动了距离，但通 提水桶水平移动一段距离，竖直提 过的距离和力的方向垂直 水桶的力不做功。 例 1（2018株洲）

2、在篮球比赛中，运动员对篮球没有做功的过程是（） A运球 B扣篮 C擦板 D跳投 【答案】C 【解析】 例 2（2018长沙）下列关于功的说法正确的是（） A小明用力推发生故障的汽车而未推动时，推力对汽车做了功 B吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功 C足球在水平地面上滚动一段距离时，重力对足球做了功 D举重运动员从地面将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃做了功 【答案】D 1 【解析】 知识点 2 2 功的计算和机械功原理 1、计算公式：W=Fs 物理学中规定，力对物体做的功等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积，即功=力 x 距 离，一般用 W 表示功，用 F 表

3、示力，用 s 表示物体在力的方向上移动的距离。 2、功的单位：在国际单位制中，力的单位是牛（N），距离的单位是米（m），功的单位是 焦耳，简称焦（J） 1J=1Nx1m 3、注意事项：应用 W=Fs 计算功，力与物体移动的距离方向必须一致，对应同一物体、同一 段时间。 4、机械功原理： 生活中的机械，有的可以省力，有的可以省距离，使工作更方便。实验表明：既省力又省距 离的机械是不存在，也就是说省力的机械必定费距离；省距离的机械必定费力。即使用任何 机械都不能省功，这个结论叫做机械功原理。 机械功原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适合。 例 1（2018德阳）图甲所示的铁块重力 G=4N，被吸

4、附在竖直放置且足够长的磁性平板上， 当它在竖直方向上拉力 F=6N的作用下向上运动时，铁块受到的摩擦力为_N；铁块此 2 时速度 v 与时间 t 的关系图象如图乙所示，则 4s内拉力 F 做功是_J。 【答案】2；4.8 【解析】 例 2（2018重庆）如图所示，某公司研发的智能服务机器人，它具有净化室内空气、陪伴 老人聊天散步等功能。若它在 50N的牵引力作用下，以 0.5m/s的速度在水平地面匀速直线 行驶 60s，求： （1）它行驶的路程； （2）此过程中牵引力所做的功。 【答案】 （1）它行驶的路程 30m； （2）此过程中牵引力所做的功 1500J。 【解析】 3 知识点 3 3 功

5、率 1、比较做功的快慢 、当相同时间，做功不同。则做功越多，做功越快； 、当做功相同，时间不同。则时间越少，做功越快； 、当做功和时间都不相同，则可以求出单位时间里做功多少，判断做功快慢。 2、定义：把做功的多少和所用时间的比叫做功率。 3、物理意义：表示做功快慢的物理量。 4、公式：P=W/tP-功率-单位瓦（W）、W-功-单位焦（J）、t-时间-单位秒（s）。 5、注意事项：功率表示做功快慢，不表示做功的多少，由 W=Pt 可知，做功的多少由功率和 时间两个因素决定。功率大的机械，做功不一定多，做功多的机械，功率也不一定大。 6、另一个公式：当物体在 F 作用下，以速度 v 沿力 F 方向

6、做匀速直线运动时，力 F 所做的 功 W=Fs=Fvt。则力 F 做功的功率 P=W/t=Fvt/s=Fv。 7、对比两公式 （1）、P=W/t 是功率的定义式，表示物体在一段时间内的平均功率，非瞬时功率。无论受 力物体运动状态如何，该公式都适用。 （2）、P=Fv 是功率的推导式，它是物体在恒力 F 作用下，以速度 v 匀速推导而来的。表示 的是物体的瞬时功率。 例 1（2018德州）两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动 的路程（s）时间（t）图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是（） 4 A两次物体运动的速度：v1v2 B两次物体所受的拉力：F1F2 C06s

7、两次拉力对物体所做的功：W1W2 D06s 两次拉力对物体做功的功率：P1P2 【答案】C 【解析】 例 2（2018淄博）如图所示，ACBC，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 F1、F2，功率分别为 P1、P2，在不考虑摩擦的情况下（） AF1F2，P1=P2 BF1F2，P1P2 CF1=F2，P1=P2 DF1F2，P1P2 【答案】A 【解析】 （1）不计摩擦，斜面 AC 倾斜角度小于 BC，则 ACBC，所以物体沿 AB运动时拉力较小， 即 F1F2； 5 （2）不计摩擦，使用光滑的斜面没有额外功，拉力在两斜面上做功相同（等于克服物体重 力所做

8、的功），即 W1=W2；拉力做功相同，所用时间相同，根据 P= 可知，拉力做功的功率 相同，即 P1=P2。 知识点 4 4 有用功、额外功和总功 1、有用功、额外功、总功 6 总功：动力所做的功，等于有用功和额外功之和。 2、常见机械的有用功、额外功和总功 有用功 额外功 总功 1、 提升重物时：W 有用=Gh； 1、 W 额外=G动 h（不计摩擦）； 1、 W 总=W 额外+W 有用； 滑轮组 2、 水平拉动时：W 有用=fs； 2、 W 额外=W 总-W 有用； 2、 W 总=Fs； 3、 W 有用=W 总-W 额外 3、 W 总=W 有用/ 斜面 W 有用=Gh W 额外=fL W 总

9、=fL+Gh=FL 7 例 1（2018无锡）用如图所示的滑轮组匀速提升 200N 的重物 G，竖直向上的拉力 F 为 100N，重物被提升 1m，不计绳重和滑轮的摩擦，下列说法正确的是（） A拉力做的额外功是 100J B动滑轮的重力为 50N C拉力做的总功是 200J D绳子末端移动的距离是 2m 【答案】A 【解析】 例 2（2018营口）如图所示，物体重为 20N，某人在 5s 内用 4N的拉力匀速地将该物体在水 平方向移动了 1m，则绳子自由端移动的速度为 m/s，拉力做功为 J，此物体受到的摩擦力为 N（不 计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦） 【答案】0.4；8；8。

10、 【解析】 8 知识点 5 5 机械效率 1、定义：有用功跟总功的比值叫机械效率，用 表示，机械效率= 有用功 ，即 =W 总功 有/W总。 2、特点：任何机械的机械效率 都小于 1，因为任何机械都要做额外功，且 是一个没 有单位的量，常用 百分数表示。 3、理解 （1）机械效率是表示机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性能越好。 （2）机械效率的高低并不决定使用机械是省力还是费力，效率高只是说明有用功占总功的 比例大，与是否省力无关，与是否省距离无关，与机械功率的大小无关，与机械做功的多少 无关。 4、常见机械效率 9 5、提高效率方法 减小动滑轮自重、添加润滑油、减小摩擦、增

11、加待测物体重力。 例 1（2018东营）对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列 说法正确的是（） A通过改进机械的性能可以使机械效率达到 100% B做功多的机械，功率一定大 C功率大的机械，做功一定快 D做功快的机械，机械效率一定高 【答案】C 【解析】 例 2（2018哈尔滨）如图所示，利用滑轮组将重力为 2N 的物体，以 0.2m/s的速度提升 0.1m，拉力 F 为 1.2N，下列说法正确的是（） A绳自由端移动的速度为 0.6m/s B这个滑轮组是费力机械 C滑轮组的机械效率为 83.3% DF 所做的有用功为 0.24J 【答案】C 10 【解析】 知识点

12、6 6 测量机械效率 1、实验方案 用刻度尺测出钩码被提升的高度 h 和绳子末端移动的距离 s，算出钩码的重力 G，用弹簧测 力计测出绳端拉力 F，求出机械效率 。 2、实验原理 = x100%= Gh Fs x100% 3、实验过程 沿竖直方向用拉力 F 匀速拉动弹簧测力计使钩码升高 h,分别测出钩码重力 G、上升高度 h、 拉力 F 及绳子自由端移动的距离 s。 4、实验结论 1、滑轮组机械效率的大小受物重、摩擦和动滑轮自重影响；与绕线方式和重物上升的高度 无关。 2、同一滑轮组，所提重物的重力越大，机械效率越高。 例 1（2018德州）测量滑轮组的机械效率： 11 如图所示为测量某滑轮组

13、机械效率的 装置图 实验装置。 实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧 步骤 测力计。 分析表中数据可知：实验 2 是用图做 的实验。 实验序号 3 中的机械效率 =_。 实验序号 钩码重量 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率 G/N h/m F/N s/m 表格 1 4 0.1 1.8 0.3 74% 2 8 0.1 3.1 0.3 86% 3 8 0.1 2.5 0.4 通过比较_（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时， 结论 物重越大，滑轮组的机械效率越高。 通过比较 2、3 两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮 越重，滑轮组的机械效率_ 实验

14、过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数。 问题讨论 你认为他的想法（选填“正确”或“”不正确 ），因为他没有考虑到_ 对滑轮组机械效率的影响。 【答案】乙；80%；1、2；越低；不正确；摩擦力。 【解析】 12 （2）根据控制变量法，要探究滑轮组的机械效率与物重的关系，需要控制绳子的段数相同， 改变物体的重力，表格中 1、2 两次实验符合要求，可以得出结论：同一滑轮组提升重物时， 物重越大，滑轮组的机械效率越高。 比较实验 2 和 3 可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多， 滑轮组的机械效率越低； （3）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不

15、会克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力 偏小，她的想法是不正确的，因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。 例 2（2018长春）在翻建长春东大桥的施工中，起重机将质量为 4.5103kg 的钢材沿竖直 方向匀速提升了 2m，而它的电动机所做的功是 2105J（g 取 10N/kg）求： （1）起重机对钢材所做的有用功。 （2）起重机的机械效率。 【答案】 （1）起重机对钢材所做的有用功为 9104J； （2）起重机的机械效率为 45%。 【解析】 13 知识点 7 7 动能 1、能量：物体能够对别的物体做功，就是它具有能量或能；在国际单位制中，单位是焦（J）； 一个物体能够做的功越多，表

16、示这个物体的能量越大。 2、动能 （1）定义：物体由于运动而具有的能。 （2）影响因素：质量和速度。 （3）实验方法：控制变量法和转换法 （3）实验步骤： 、让同一个小球从不同高度滚下，小球获得不同的速度，观察哪次木块被推的远。 、让不同小球从相同高度滚下，小球获得不同的速度，观察哪次木块被推的远。 （4）实验结论：、质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大；、速度相同的物 14 体，物体质量越大，它的动能越大。 （5）拓展：动能的大小可以用 Ek= 1 2 mv2表示，可以看出动能的大小受速度质量的影响。 例 1（2018襄阳）在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能 E 随

17、时间 t 变化的图像最接近的是（） A B C D 【答案】A 【解析】 例 2（2018阜新）在“探究影响动能大小因素”的实验中，如图所示，让小球从同一光滑 斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平面上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段 距离后静止的位置。（已知 h1h2h3） （1）球从斜面上滚下的过程中，小球的能转化为小球的能。 （2）本实验是通过_比较小球动能的大小。 （3）分析图中的三次实验可以得出的结论是：物体的_一定时，_越 “”“”大，它的动能越大；通过实验结论可知，开车时要注意不能（ 超载 或 超速 ）。 【答案】 （1）重力势；动；（2）木块滑动的距离；（3）质量；速度；

18、超速。 15 【解析】 知识点 8 8 势能及其影响因素 1、重力势能：物体由于被举高而具有的能。 2、影响因素：质量和物体被举高的高度。 3、实验步骤 1、让同一个物体从不同高度落下，比较木桩在细沙中陷入的深浅情况； 2、让不同物体从相同高度落下，比较木桩在细沙中陷入的深浅情况。 4、实验结论 、在物体质量一定时，物体被举的越高，其重力势能就越大； 、在物体高度一定时，质量越大的物体具有的重力势能越大。 5、拓展：重力势能的大小可用 E=mgh 表示，可以看出其大小受物体质量 m 和被举高度 h 的 影响。 6、弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能。 16 弹性势能的大小与物体的材料、弹

19、性形变的大小有关；同一个物体的形变量越大，弹性势能 就越大。 7、势能：重力势能和弹性势能统称为势能。 例 1（2018广元）小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有 ”关 。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因 素有关。 他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO 等于弹簧原长， 水平面 O 点左侧光滑，右侧粗糙。将物体 M 从 O 点压缩弹簧到 P 点，然后由静止释放，当物 体 M 运动到 O 点与弹簧分开，最终运动到 Q 点静止。请补充完成他们的探究过程： （1）弹簧弹性势能的大小是通过来衡量的。 （2“

20、”“”）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用（选填 相同 或 不同 ） 弹簧进行实验，并先后改变之间的距离，测出 OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。 （3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和 两种物理思想方法。 【答案】 （1）物体 M 被弹出的距离；（2）相同；AP；（3）控制变量法。 【解析】 17 例 2（2018曲靖）某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同 的小球，它们的质量关系为 m1m2=m3，实验的情景如图所示。 （1“）通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的物理方法是（选填 转

21、“”换法 或 类比法 ）。 （2）分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的有关。 （3）小铁球 m3落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为能。 （4）同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下 落高度 h 和下落时间的平方 t2的数据如下表，分析数据，写出 h 与 t2的关系式为。 实验次数 1 2 3 4 5 6 h/米 2.45 4.9 7.35 9.8 12.25 14.7 t2/秒 2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 【答案】 （1）转换法；（2）质量；（3）内；（4）h=4.9t2。 【解析】 18 知识点 9 9 机

22、械能的转化 1、机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能 2、能的转化： 、动能和重力势能可以相互转化。 AB：重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能； BC：动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 、动能和弹性势能可以相互转化。 AB：铁球的动能减小，弹簧的弹性势能增大，动能转化为弹性势能； BA：弹簧的弹性势能减小，铁球的动能增大，弹性势能转化为动能。 3、机械能守恒：如果物体只有动能和势能相互转化，则物体机械能总量保持不变，称为机 械能守恒。 例 1（2018聊城）2018年 2 月 12 日 13时 03 分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运 载火箭，以“一箭双星”方

23、式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星，如图所示的卫星 19 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（） 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 【答案】A 【解析】 例 2（2018成都）如图所示，小邦在国色天乡玩蹦极，不考虑空气阻力，关于他在下降过 程中的能量分析，下列说法正确的是（） A弹性绳绷直前，重力势能增大，动能减小 B弹性绳绷直前，重力势能减小，动能不变 C下降到最低点，动能最小，弹性势能最大 D下降到最低点，重力势能最大，弹性势能最小 20 【答案】C 【解析】 AB、人在下降过程中，弹性绳绷直前，高度减小，重力势能减小，速度变大，则动能变大， 故 AB错误； CD、下降到最低点时，人的速度减小为 0，动能最小；高度最小，重力势能最小；弹性绳的 形变最大，则弹性势能最大，故 C 正确，D 错误。 21 22