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1、图 2 图 4 第 9 讲功和机械能 【中考透视】 中考中有关功和机械能的考点较多，特别是考查与机械效率、动能、势能、机械能及其转化的有关知 识，对本章的单独考查，一是考查应用技能，如功、功率、机械效率的计算二是对探究实验的考查，如： 探究机械效率题型主要以填空题、选择题、计算题和实验题为主，试题难度以中等为主，在每年的中考 试题中本章内容约占总分的3% 5% 【考点总结及应用】 一、知识性考点 考点 1 判断力是否做功 例1 如图 1 所示，妇女推着童车走了几步，男子用很大的力推汽车，但汽车没有 被推动比一比，谁做的功多？为什么呢？ 例 2 下列关于物体是否做功的说法中正确的是 ( ) A起
2、重机用吊绳吊着钢筋水平匀速移动了一段距离，起重机吊绳对钢筋做了功 B被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对球做了功 C小刚从地上捡起足球的过程中，小刚对球做了功 D 小丽背着书包站在路边等车，小丽对书包做了 功 考点 2 功、功率、机械效率的综合计算 例 3 某同学用所学滑轮知识在家里阳台上安装了如图 2 所示的升降装置他用此装置将重500 N的物体 匀速提高10 m，所用拉力为 300 N ，则拉力做的功是 J该装置的机械效率是 例 4 如图 3 所示，建筑工人用一个滑轮组将重为600 N 的物体匀速提升2 m 所用的时间为40 s ，人所用 的拉力是 400 N ，则 ( ) A此滑轮组
3、的机械效率为75% B物体上升的过程中机械能总量不变 C拉力所做的总功为2800 J D 此人的功率为40 W 例 5 工人师傅用起重机在20 s 内把质量为10 3 kg 的货物匀速竖直提高 6m g 取 10 Nkg求： (1) 货物的重力 (2)货物上升的速度(3) 起重机的功率 考点 3 动能、势能、机械能及其转化 例 6 如图 4 所示的四幅图片是生活和生产中的场景，对其能量变化的描述中，错误的是 A甲图中，货物被举高后内能增加了 B 乙图中，列车速度增大后动能增加了 C丙图中，握力计发生形变后弹性势能增加了 D 丁图中，飞机升空后重力势能增加了 例 7 下列情况中，物体的机械能保持
4、不变的是 ( ) A 在没有空气阻力的情况下物体自由下落 B 汽车从斜坡上匀速滑下 C物体在光滑的水平面上受拉力的作用，速度增大 D 利用滑轮组将物体匀速提高 【解题策略】要判断机械能是否守恒有两种办法： 图 1 图 3 (1) 看整个过程，是否只有动能和势能的相互转化，若有其他形式的能参与了转化，例如内能，则机械能 不守恒 (2)根据机械能的大小等于动能的大小和势能的大小之和，分别判断动能和 势能的大小变化，再综合判断机械能是否守恒 例 8 在北京奥运会上，我国蹦床运动实现了零的突破，如图 5 所示为蹦床运动员何雯 娜从蹦床弹向空中表演技巧动作的过程，则此过程中运动员具有的 ( ) A动能增
5、加，势能减少 B 动能增加，势能增加 C动能减少，势能减少 D 动能减少，势能增加 考点 4 斜面、滑轮组、杠杆的机械效率 例 9 芳芳和兰兰运用如图6 所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率，在全班交流实验 结果时，老师提出：如果各组所用滑轮和绕绳子的方式不变，改变其他因素，是否会影 响它的机械效率呢？大家积极思想，提出了各种猜想，概括起来有如下几种： 猜想 1：可能与匀速提升的速度大小有关猜想 2：可能与被提升的钩码重有关 猜想 3：可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重都有关 猜想 4：可能与钩码被提升的高度有关 芳芳和兰兰分别根据某个猜想进行了探究，实验记录如下表 (1) 请帮助兰兰完
6、成表中的一项计算 (2) 请根据她俩的实验记录，分别在表中写出探究结果 (3) 归纳她俩的实验探究，你所得到的结论是 表一：芳芳的实验记录 物理量 控制因素 钩码重 （N） 绳端拉力 （ N） 机械效率 较小提升速度10 4.2 79.4% 较大提升速度10 4.2 79.4% 探究结果 表二：兰兰的实验记录 例 10 随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们的住房条件也得到了很大 的改善小明家最近购置了一套新房，为了帮助爸爸将重 600 N的装修材料 运送到6 m 高的楼上，小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图7 甲所 示的材料搬运方案(其中每个滑轮重30 N，绳子足够长，所能承受的最大
7、拉力 为 250 N，不计绳重及摩擦) (1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力(2) 小明爸爸观察了该 装置后，他想：如果将该装置的滑轮位置颠倒( 如图 15 110 乙所示 ) 是否会 更省力一些？请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在乙图绕上绳子并说明小 明爸爸的想法是否正确(3) 求两种方案的机械效率之比 (4) 综合分析评估两个方案，你认为：哪个方案更好一些？说明理由 例 11 利用图 8 所示的杠杆将重为3 N 的物体缓慢匀速提高10 cm，手的拉力F为 2 N，手移动的距离s 物理 量 控制因素 钩码重（ N）绳端拉力（ N）机械效率 大致相同的 提升速度 10 4.2 79
8、.4% 15 6.0 探究结果 图 5 图 6 图 7 为 30 cm则杠杆的机械效率为 A 22% B33% C50% D67% 例 12 如图 15112 所示，工人利用动滑轮在10 s 内将重为100 N的重物 ( 包括桶 ) 沿竖直方向匀速向上提 升了5 m若该动滑轮重10 N ， 忽略绳与滑轮之间的摩擦，不计空气阻力，则下列说法正确的是 （） A提升过程中，绳的拉力F做了 500 J 的功 B提升过程中，绳的拉力F做了 550 J 的功 C提升过程中，绳的拉力F做功的功率是50 W D 该滑轮装置的机械效率是100% 二、思想 方法考点 考点 5 控制变量法 【考点解读】在研究物理问
9、题时，某一物理量往往受几个不同物理量的影响为了确定各个不同物理量之 间的关系，就需要控制某些物理量使其固定不变，改变某一个物理量，看所研究的物理量与该物理量之间 的关系本章中研究物体的动能与质量和速度的关系、研究物体的重力势能与质量和高度的关系时都应用 了控制变量法，在很多探究性实验中也经常用到此法 例 13 物理兴趣小组的同学为了研究物体动能的大小和哪些因素有关做了如下的探究实验：如图 10 所示， 让钢球从斜面上由静止滚下，打到一个木块上，推动木块做功 (1) 让同一钢球从不同高度沿斜面自由滚下，看哪次木块被推得远，这是控制不变，改变， 目的是为了探究动能与的关系 (2) 换用质量不同的钢
10、球，让它们从同一高度沿斜面自由滚下，看哪个钢球把木块推得远，这是控制 不变，改变， 目的是为了探究动能与的关系(3) 通过该实验， 你得出的结论是： 考点 6 思维转换法 【考点解读】所谓思维转换法，是指把所需解决的问题转换为另一个较容易解决的问题或已经解决的问题 ，即化难为易、化繁为简、化未知为已知 例 14 某同学沿竖直方向匀速吊起一重物，在这一过程中物体的 ( ) A动能不变，重力势能增加，机械能增加 B动能减小，重力势能减小，机械能减小 C动能减小，重力势能增加，机械能不变 D动能增加，重力势能增加，机械能增加 【练习】 一、选择题 1以下现象与相应物理知识的说法，错误的是 ( ) A
11、地震时，石头会往山下滑落是因为石头受重力作用 B山上滚下的石头把汽车压扁，说明力可以改变物体的形状 C在质量相同的情况下，运动越快的石头越难停下来，说明速度大惯性大 D贝贝想搬动大石头，但搬不动，则贝贝对大石头没有做功 2美国科罗拉多峡谷建有观景台观景台搭建在大峡谷的西侧谷壁上，呈U 字形，离谷底1200 m 高，取名为“人行天桥”，如图 11 所示如果在建造过 程中有一块质量为01 kg 的石子从观景台掉落谷底，则下落过程中，石子的 重力做的功为 ( ) A12 J B1200 J C 1 210 5 J D1210 6 J 3粗糙水平面上有一个重为100 N 的物体，用10 N 的水平推力
12、使其以3 m/s 图 8 图 9 图 10 图 11 的速度沿力的方向匀速运动，则此过程中 ( ) A重力做了3000 J 的功 B 推力的功率为30 W C 推力做了1000 J 的功 D 摩擦力为100 N 4小文同学采用如图15115 所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上，其中说法正确的 是 ( ) A甲种方法克服重力做功多 B乙种方法更省力 C两种方法机械效率相等 D 两种情况下，货物机械能都增加 5A，B两车的质量相等，它们在行驶过程中的路程与时间关系的图像如图13 所示，则下列说法正确的是 ( )A在行驶过程中，两车的动能始终相等 B 在行驶过程中，A，B两车都受到平衡
13、力的作用 C若它们在同一平直公路上向东行驶，以B车为参照物， 则A车向西行驶D若两车行驶过程中受到的阻 力相等，则A，B两车的功率之比为13 6如图 14 所示，某同学用力将铁块匀速拉起的过程中，说法正确的是 ( ) A用力拉铁块，人体内的化学能转化为机械能 B 该装置不能省力，没有实用价值 C使用该装置可以省功 D该同学拉绳的方向不同，拉力大小也不同 7炮弹从引爆到射出炮口的过程中，下列说法正确的是 ( ) A弹头的动能增加，内能不变，机械能增加 B 弹头的动能增加，内能增加，机械能增加 C弹头的动能减小，内能增加，机械能不变 D弹头的动能减小，内能不变，机械能减小 8一个重30 N的木箱放
14、在水平地面上，在15 N 水平拉力的作用下前进了5 m ，则拉力和重力对木箱所做 的功分别为 ( ) A75 J ，150 J B0，150 J C75 J， 0 D150 J ，75 J 9用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组提升重物，已知物重G90 N，作用在绳子自由端向上的拉力 F40 N，则这个滑轮组的机械效率为 ( ) A1125% B89% C 75% D56% 10下列关于功率的说法，正确的是 ( ) A功率大的机械做功一定多 B功率小的机械做功一定慢 C做功较多的机械，功率较大 D做功时间较长的机械，功率较小 11初二 (3) 班的小明同学因担心上课迟到，一口气从一楼跑到三楼，
15、用时10 s ，则他上楼过程中克服自 身重力做功的功率最接近于 ( ) A30 W B 300 W C 3 W D3000 W 12如图 15 所示，用250 N 的拉力把 质量为 50 kg 的物体提高了0 8 m，拉力的作用点移动了 24 m，拉力所做的功和滑轮组的机械效率分别是 ( ) A600 J，667% B600J，50% C 400 J，667% D 400 J，50% 二、 填空题 13在水平地面上，张华同学用了50 N 的力推着重为100 N 的箱子前进了10 m，则张华同学对 箱子做功 J，重力对箱子做功 J 14如图 16 所示，此滑轮组将重900 N 的物体匀速提高2
16、m，作用在绳子上的拉力是400 N，则有用功是 J，拉力做的功是 J，额外功是 J，滑轮组的机械效率是 图 1 图 12 图 13 图 14 图 15 图 16 图 17 图 19 图 18 15一木块在大小为10 牛的水平拉力作用下，10 秒钟内沿水平地面前进5 米，则拉力做的功为焦，功 率为瓦；若木块重30 牛，在此过程中重力对木块做的功为焦 16某商场二楼到三楼的自动扶梯高度是4 m，扶梯长是6 m孙琪同学体重为 500 N ，自动扶梯把孙琪 同学从二楼运送到三楼的过程中对她做功 J如果要测算自动扶梯对她做功的功率，还应该测量 的物理量是 17如图17 所示，探月卫星“嫦娥一号”于200
17、7 年 10 月发射成功，目前正在绕月运动，若以地球为参 照物，该卫星是 (填“静止”或“运动”) 的卫星在太空中匀速飞向月球的过程中，其动能 ( 填“减小”“不变”或“增加”) 18如图18 所示，重物G在大小为2 N 的拉力F的作用下，以02 ms 的速度匀速向上运动，在5 s 内，拉力F做的功为，功率为三、简答题 19奥运会吉祥物“福娃”活泼可爱，如图19 所示是福娃在三个比赛项目中的运动形象，请分析： (1) 用力踢足球，足球会飞出去，说明了什么？ (2) 投 篮时，篮球脱手后在空中下降的过程中，福娃对篮球做功了吗？ (3)用桨向后划水，皮划艇会前 进，这是由于什么原因？ 四、实验探究
18、题 20某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图20 所示 (1) 通过表中数据可分析出实验1 是用 (填“甲” 或“乙” ) 图做的实验 实验 2 是用 (填 “甲”或“乙”) 图做的实验 (2)请在表中空白处填上恰当的数据( 百分号前保留整数) (3)通过实验1 和实验2 的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮，提升相同的重物时，动滑轮的个数 越多，滑轮组的机械效率 (4)比较实验1 和实验 3 可得出结论：使用同一滑轮组， 可以提高滑轮组的机械效率 21小明总结两年来所做的探究实验发现： (1) 当要研究的物理量不易直接测量时，都需要想办法把它们的大小间接
19、显示出来 例如： 图 21 甲实验是让木块在木板上做运动，通过弹簧测力计的示数间接显示摩擦力的大小乙 实验中动能的大小是通过间接反映出来的 物理量1 2 3 钩码上升高度h(m) 0.1 0.1 0.1 钩码重G(N) 4 4 6 绳端拉力F(N) 1.8 1.4 2.4 绳端移动距离s(m) 0.3 0.5 0.3 机械效率 74% 图 20 图 21 图 23 图 22 (2) 当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采取一定措施，控制变量例如：要研究摩擦力与压力， 就要多次改变压力，同时控制接触面的粗糙程度不变，做实验时我们改变压力的具体办法是要 研究动能跟质量的关系，若改变质量，同时控制速度不变，具体办法是：换用并让它们从 由静止滑下 五、计算题 22 如图 22 所示是搬运工人用滑轮组从仓库中把货物沿水平轨道拉出的示意图已知货物的质量为600 kg，所受轨道的摩擦力为其重力的01 倍，滑轮组的机械效率为75% ，若工人以05 m s 的速度匀速前 行，经 100 s 将货物拉出仓库，g 取 10 Nkg，求在此过程中： (1) 人做的有用功为多大？ (2) 人的拉力为多大？ (3) 人用拉力的功率为多大？ 23如图 23 所示，斜面长为15 m，高为 05 m，如果用10 N 的力拉一重力为 24 N 的物体从斜面的底 端至斜面的顶端，则此斜面的机械效率为多大？