浙江地区）中考科学总复习第20讲功和功率机械能课件（考点精讲13中考真题）.ppt

聚焦中考科学,第二十讲 功和功率 机械能,聚焦考点 全面夯实,知识网络,分类一 机械功与功率,2.功的公式：W= 。 科学上规定：功等于作用在物体上的力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 【注意】F和s必须“同一物体”“同一时间”“同一方向”。 3.功的单位：焦耳（简称“焦”），1 J= N/m。 4.做功的实质：做功的实质就是 的过程，通过做功的形 式将一种能量转化为其他形式的能量。物体做了多少功，就有多少 发生了转化。能量与功的单位一样，都是 。,Fs,1,能量转化,能量,焦耳,分类一 机械功与功率,考点1 功 【考点梳理】 1.做功的两个必要因素： 和 。要明确“在力的作用下，物体沿力的方向通过了一段距离，那么这个力就对物体做了功”。 【注意】判断做功的标准是：有力,有距离并且力和距离在同一个方向上。不做功的三种情况：a.有力F无距离s，例如举高重物静止不动，虽然用了力，但没在力的方向上通过距离，没做功；b.有距离s没有力F，如正在空中飞行的足球，运动了一段距离，但运动员施加的力已经消失，运动员对其没有做功；c.有力F，也有距离s，但在力的方向上没有通过距离（运动方向和力的方向垂直），此力也不做功，例如水平方向运动的物体，重力不做功。,作用在物体上的力,物体在力的方向上通过的距离,分类一 机械功与功率,【活学活用】 1.（2012 泉州）下列没有对物质做功的是（ ） A.物体在绳子拉力作用下升高 B.静止的小车在拉力作用下运动起来 C.汽车在刹车阻力的作用下速度降低 D.人用力搬石头，石头不动 2.（2012 南通）手抛鸡蛋的杂技演出抛出的鸡蛋从最高处到最低处重力做功大概是（ ） A.0.2 J B.2 J C.20 J D.200 J,D,A,分类一 机械功与功率,3.在下列情况中，人对物体是否做功？并说明理由。 (1)将重物从地面上提起放到肩上： ； (2)将重物提在手中沿水平方向移动50 m的距离： ； (3)扛着重物登上三楼： ； (4)举重运动员举起杠铃后，站着坚持3 s不动： ； (5)推出去的铅球在空中向前飞行时： 。,放到肩上这个过程做功，放到肩上后不做功，受力但没有在力的方向上通过距离,不做功，力的方向和距离垂直，不在同一直线上,做功，既有力又有距离，并且距离和力的方向一致,不做功，受力但没有在力的方向上通过距离,不做功，铅球在飞行过程中不受推力，依靠的是惯性,分类一 机械功与功率,考点2 功率 【考点梳理】 1.功率的概念： 。功率用来描述 ，也可反映能量转化的快慢。 2.功率的公式：P=W/t；P=Fv。 3.功率的单位：瓦特(W)、千瓦(kW)、焦/秒(J/s)；1瓦(W)=1 。 【注意】根据P=W/t可知，当P一定时，W与t成正比。换句话说，使用 相同的机械，做功时间长的做功就多。当W一定时，P与t成反比。换句话说，做相同的 时，时间用的少的机械的功率就大。当t一定时，W与P成正比。换句话说，做功 相同时，功率大的那台机械做的功就多。,单位时间内做的功叫功率,物体做功快慢,焦/秒(J/s),功率,功,时间,分类一 机械功与功率,4.类比功率与速度：,【活学活用】 4.四个同学在石峰公园进行登山比赛，如果规定功率最大者获胜，那么最后胜出者一定是( ) A.体重最大的一个 B.时间最短的一个 C.速度最大的一个 D.做功最快的一个,D,分类一 机械功与功率,5.今年国庆节举行了一次登紫金山比赛，体重相同的小明和小刚两人从太平门沿同一路线登上紫金山，小明是快跑上去的，而小刚是慢跑上去的，则( ) A.两人登山做的功相同，功率也相同 B.小明登山所做功比小刚多，但功率小 C.两人登山做的功相同，但功率不同 D.小明登山所做功比小刚少，但功率大 6.如图所示，挖掘机挖土的速度往往很慢，这是为了( ) A.保证挖掘质量 B.获得较大挖掘动力 C.可以节约燃料 D.保证挖掘施工安全,C,B,7.(2012 无锡)学习了功率的知识后，小明和几位同学准备开展“比一比谁的功率大”的活动，他们设计了三套方案：测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，算出爬楼的功率并进行比较；控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬楼的高度，算出爬楼做的功并进行比较；控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼的时间，算出体重和时间的比值并进行比较，可行的是( ) A.只有 B.只有 C.只有 D.都可以,分类一 机械功与功率,D,分类一 机械功与功率,考点3 机械效率 【考点梳理】 1.有用功、额外功及总功的含义 (1)有用功：在做功过程中，我们所需要的功（即对人有用的功），用W有用表示。 为实现做功目的，对我们要做功的物体做的功是有用功，它在数值上等于达到做功目的而直接用手对物体做的功。 (2)（额外功：在做功过程中，对额外负担所做的功，用W额外表示。 额外功是在实现做功目的时，我们对辅助工具、器材所做的功，它并非我们需要，是额外负担，但又不得不做。 (3)总功：在做功过程中，所做的有用功与额外功之和是总功，用W总表示(即W总= )。 达到做功目的，我们所做的有用功与额外功之和是总功，它在数值上等于利用机械所做的功。 【注意】区分某一做功过程中的有用功、额外功，关键是弄清做功的目的，然后才可以确定有用功和额外功。,W有用+W额外,分类一 机械功与功率,2.机械效率的定义及表达式 (1)定义：机械效率等于有用功与总功之比，机械效率用希腊字母“”表示。 (2)公式：=W有用/W总 斜面：=Gh/FL 定滑轮：=Gh/Fs=Gh/Fh=G/F 动滑轮：=Gh/Fs=Gh/F2h=G/2F 滑轮组：=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/nF 【注意】因为使用机械要克服机械自重和相互部件间的摩擦，做一些额外功，所以机械效率必然小于100%。 【活学活用】 8.（2012广州）如图剪刀剪纸机械效率为80%，这表示( ) A.若作用在剪刀的动力是1 N，则阻力是0.8 N B.若作用在剪刀的阻力是1 N，则动力是0.8 N C.若作用在剪刀的动力做功1 J，则有0.2 J的功用于剪纸 D.若作用在剪刀的动力做功1 J，则有0.8 J的功用于剪纸,D,分类一 机械功与功率,9.机械效率指 ，其计算公式为 ，它的大小总 ，在使用滑轮组做功时，拉力做的功就是 功，克服重力做的功就是有用功。 10.如图，同一个滑轮组用不同的方法进行组装，若两次提起的物重相同，且不计绳重和摩擦，则两者的机械效率的关系是甲 乙，使用甲的优点是 ，使用乙的优点是 。,有用功与总功的比值,=W有用/W总,小于1,总,=,可以改变用力的方向,更省力,分类一 机械功与功率,11.（2012 威海）水平地面上有一重为5 000 N的箱子，现用起重机把箱子吊到3 m高的位置，所用时间为10 s，起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的，如图所示，钢丝绳上的拉力为3 000 N。求： (1)起重机起吊该箱子的机械效率是多少？ (2)钢丝绳上拉力的功率是多少？,解：（1）有用功：W有=Gh=5 000 N3 m=15 000 J, 总功：W总=Fs=F52h=3 000 N23 m=18 000 J, 起重机起吊该箱子的机械效率： =W有/W总=15 000 J/18 000 J83.3%。 (2)钢丝绳上拉力的功率：P=W总/t=18 000 J/10 s=1 800 W。,分类二 各种各样的能,考点4 能量的形成 【考点梳理】 能量是以多种形式存在的，常见的能量形式有：机械能、光能、内（热）能、电能、化学能、核能。 【活学活用】 12.2012年7月21日，北京特大暴雨导致洪水，造成了北京地区巨大的损失。北海公园近50 m挡土墙倒塌，八大处公园多处墙壁坍塌，云蒙山长城遗址公园步道冲毁10余处，门头沟潭柘寺大悲坛侧门被洪水冲坏，多处文物受损。洪水之所以会造成破坏的原因是洪水具有巨大的 。 13.能量从哪里来？地球上所有能量几乎都来自太阳的 能和直接给地球提供的 能；被植物通过光合作用吸收的光能转化为 能；加热空气，使空气流动，就有了 能（空气的动能）；促进水循环，使水有了 能。,机械能,热,光,化学,风,机械,分类三 机械能,考点5 区别动能和势能 【考点梳理】 1.动能：物体由于 而具有的能。 2.重力势能：物体由于 而具有的能。 3.弹性势能：物体由于发生 而具有的能。 【活学活用】 14.（2012 嘉兴）据报道，一辆横穿铁路的拖拉机，因故障而停在铁道上，此时从远处驶来一列火车，尽管司机及时采取紧急制动措施，但是缓慢行驶的列车还是将拖拉机撞“飞”了。这是因为火车的（ ） A.动能很大 B.速度很大 C.势能很大 D.功率很大,运动,被举高,弹性形变,A,分类三 机械能,15.下列关于动能和势能的搭配错误的是（ ）,D,分类三 机械能,考点6 影响动能大小的因素 【考点梳理】 影响动能大小的因素有两点：一是物体的 越大，动能越大；二是物体的 越大，动能越大。 【活学活用】 16.（2012 济南）如果汽车、摩托车与列车三种车辆的速度相等，那么按照它们的动能从大到小排列顺序正确的是（ ） A.汽车、摩托车、列车 B.列车、汽车、摩托车 C.摩托车、汽车、列车 D.汽车、列车、摩托车,质量,速度,B,17.（2012 衢州）小徐利用如图实验来研究物体动能大小与哪些因素有关。让质量不同的钢球从斜面上同一高度静止释放，钢球运动到斜面底部，推动木块运动一段距离后停下。 实验数据见下表：,分类三 机械能,(1)表格中的实验数据说明了钢球的动能大小与 有关。 (2)小徐对如何判断钢球的动能大小进行深入思考认为：可以通过比较钢球推动木块移动距离的大小来反映钢球对木块 的多少，从而判断钢球动能的大小。,质量,做功,分类三 机械能,考点7 影响势能大小的因素 【考点梳理】 1.影响重力势能的相关因素：物体的 越大， 越高，具有的重力势能越大。 2.影响弹性势能的相关因素：物体的 越大，弹性势能就越大。 【活学活用】 18.（2012 岳阳）如图所示，荡秋千的小孩由最低点荡向最高点的过程中（ ） A.速度增大 B.动能增大 C.重力势能增大 D.重力势能转化为动能 19.将体积相等的实心塑料球和铅球放在同一水平面上，请你回答： (1)哪个球的重力势能大？答： 。 (2)你有什么简单易行的措施使它们具有的重力势能一样大？（写出一种即可）答： 。,质量,位置,形变,C,铅球,把塑料球抬起一定高度,分类三 机械能,20.以下物体具有弹性势能的是（ ） A.被举高的杠铃 B.放在盒子里面的皮筋 C.行驶中的汽车 D.被压缩的弹簧 21.（2012 钦州）如图所示，运动员在射箭比赛时总是要把弓拉得很弯，其主要目的是（ ） A.增大箭的弹性势能 B.增大箭的动能 C.增大弓的弹性势能 D.使箭沿直线运动,D,C,分类三 机械能,考点8 机械能的相互转化 【考点梳理】 1.滚摆：(1)滚摆从最高点开始往下运动时，始点处 最大， 为零。（2）开始向下运动时， 开始转化 为 ，动能渐趋增大，势能渐趋减小，机械能总和不变；到达 时，动能最大。（3）反方向的转化，滚摆不断上升过程中， 转化为 ，势能渐趋增大，动能渐趋减小，到达了一个新的最高点时，势能最大，动能为零。 2.单摆：将摆锤拉到一定的高度后放手，摆锤在向下摆动的过程中 转化为 ，在摆锤摆过中点后向上摆动的过程中 转化为 。,势能,动能,势能,动能,最下端,动能,势能,重力势能,动能,动能,重力势能,分类三 机械能,【活学活用】 22.（2012 桂林）如图所示，小华把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆回。下列说法正确的是（ ） A.锁不断地来回摆动，是因为动能不断增加 B.锁向下摆的过程中，重力势能转化为动能 C.锁摆到最低点后会继续上升，是因为受重力作用 D.锁摆动的过程中，机械能总量不变，所以摆回来时会碰到鼻子 23.（2012 阜新）下列过程中重力势能转化为动能的是（ ） A.沿坡路匀速向上行驶的汽车 B.制动的火车越来越慢 C.人造地球同步卫星从远地点向近地点运动的过程 D.拉弯的弓把箭射出去,B,C,分类三 机械能,考点9 机械能守恒 【考点梳理】 机械能守恒的含义：在只有 或 对物体 的条件下（或者不受其他 的作用下），物体的 和 （包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但 的总量保持不变。这个规律叫做 定律。,重力,弹力,做功,外力,动能,势能,机械能,机械能守恒,分类三 机械能,【活学活用】 24.（2012 包头）如图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A点由静止释放，若小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做的功用W表示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A.小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量与动能的增加量之差等于W B.小球能够从A点运动到D点 C.小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量 D.小球从A点运动到C点的过程中，机械能的减少量等于动能的增加量,A,分类三 机械能,25.（2012 梅州）如图所示，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它在顶端的重力势能为65 J，则滑到底端的动能是（ ） A.35 J B.50 J C.55 J D.65 J,D,聚焦重点 专项突破,专项一 功 【重点提示】分析物体是否做功，主要是抓住做功的两个必要因素： 作用在物体上的力； 物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。 【例1】(2012 黑龙江)下列几个实例中，力没有做功的是（ ） A.人拉车前进的过程 B.人向上搬石头，石头未动 C.划火柴的过程 D.刹车后车仍向前滑行 【点拨】A.人拉车前进的过程，人给车一个向前的力，车向前移动了距离，拉力对车做功，不符合题意。B.用力搬石头，人给石头一个向上的力，石头向上没有移动距离，力对石头没有做功，符合题意。C.划火柴时，克服摩擦做功，不符合题意。D.汽车受到刹车阻力的作用，并且其产生力效果，使汽车由运动变为静止，故刹车阻力对汽车做了功，不符合题意。,B,聚焦重点 专项突破,【对点强化】 1.(2012 保山)下列情景中，人对物体做功的是（ ） A.小车在拉力作用下向前运动 B.人提着水桶在水平路面上匀速前进 C.小孩推车，车未动 D.踢出的足球在地面上滚动一段距离 2.今年的体育中考中有一项是掷实心球，实心球出手后仍然能够在空中飞行，实心球在空中飞行的过程中，人 （填“有”或“没有”）对实心球做功，最终实心球加速落向地面，说明力可以 。,A,没有,改变物体的运动状态,聚焦重点 专项突破,专项二 功率 【重点提示】功率表示物体做功的快慢，其大小由完成的功和所用时间共同决定的，与其他因素无关。 【例2】下列关于功率的说法正确的是( ) A.做功多的物体功率一定大 B.做功时间长的物体功率一定小 C.完成相同的功，做功时间短的物体功率一定大 D.做功越多，做功时间越长的物体功率一定大 【点拨】功率的大小是由完成的功和所用的时间共同决定的。选项A仅说明做功的多少，没有说明做功的时间；选项B仅说明做功的时间，没有说明做功的多少，因此选项A、B都不正确。根据功率的定义式P=W/t，在完成相同的前提下，做功时间越短，功率越大，可见选项C正确。对选项D，由于无法确定做功的多少与所用的时间的比值，因此无法比较功率的大小，选项D也是错误的。,C,聚焦重点 专项突破,【对点强化】 3.下列关于功率的说法，正确的是（ ） A.功率越大，做功越多 B.功率越大，做功越快 C.功率越大，越省力 D.功率越大，机械效率越大 4.无论是人做功，还是利用机械做功，都有做功快与慢的问题。如图所示的两位同学将相同的重物均从一楼搬运到三楼，所用的时间不同。从图中提供的信息，小红归纳了以下说法，正确的是（ ） A.物体做功越多，做功越快 B.物体做功时间越短，做功 越快 C.做相同的功，比较时间，时 间越少，做功越快 D.时间相同，比较做功的多少， 做功越多，做功越快,C,B,聚焦重点 专项突破,专项三 物体间能量的转化 【重点提示】自然界能的形式多种多样，不同形式的能之间可以相互转化。解决此类问题一定要先判断原来物体具有什么能，后来物体具有什么能，这样就容易判断能量的转化方向了。 【例3】(2012 绵阳)受高空落物伤人的启示，美军正在研制一种名为“上帝之杖”的太空武器。“上帝之杖”实质就是高密度、耐高温的金属棒，它要依托太空平台的搭载，借助小型火箭助推和高空下落产生的巨大动能，对地球战略目标实施打击，破坏力巨大，它攻击目标的巨大能量主要来源于( ) A.小型火箭助推的动能 B.与大气摩擦产生的能量 C.“上帝之杖”本身的内能 D.下落过程中重力势能转化的动能 【点拨】“上帝之杖”在高空下落过程中，质量不变，而高度越来越小，因此其重力势能越来越小，但它的速度越来越快，因此动能越来越大，在下落过程中重力势能转化为动能，它获得的动能越大，破坏力就越强。,D,聚焦重点 专项突破,【对点强化】 5.(2012 娄底)玩“过山车”是一项非常惊险刺激的娱乐活动。如图所示，过山车时而从轨道的最低点D上升到高点A，时而从最高点A飞驰而下。过山车在运动过程中，若不计能量损失，只有动能和势能的相互转化，下列说法正确的是（ ） A.A点机械能小于B点机械能 B.D点动能最大，A点势能最大 C.D点动能最大，A点机械能最大 D.A点势能最大，机械能最大,B,聚焦重点 专项突破,6.(2012 佛山)关于体育运动，下列说法正确的是（ ） A.射箭过程中，弓的弹性势能转化为箭的动能 B.游泳运动员在水中受到的浮力大于其重力 C.足球运动员用头顶球时，头部对球的作用力大于球对头部的作用力 D.跳高运动员离开地面后能继续上升是因为不断受到向上动力的作用,A,聚焦热点 探究提升,探究 影响动能、势能大小的因素 【例1】（2012 厦门）小鹭想探究弹性势能的大小与哪些因素有关，她利用一段弹簧、光滑轨道、物块A和B等器材进行实验。如图所示，用物块将弹簧压缩到一定程度后释放，物块沿轨道向左滑行，最高可冲到光滑斜面虚框处。 (1)实验时可通过观察同一滑块 来判断弹性势能的大小。,冲上斜面的高度,聚焦热点 探究提升,(2)比较图甲、乙两个实验可以初步得出，弹簧的弹性形变越大，具有的弹性势能就 。 (3)若物块冲上斜面的最大高度ha=hchb，弹性形变的大小lalb=lc，则物块达到最高处所具有的重力势能Ea、Eb、Ec的大小关系是 。,越大,EaEb=Ec,【点拨】(1)实验时可通过观察同一滑块冲上斜面的高度来判断弹性势能的大小；(2)比较甲与乙两个实验可知，弹簧的形变量lalb，物块冲上斜面的高度hahb，同一滑块冲上斜面的高度越大，弹簧的弹性势能越大，由此可见：弹簧的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大；(3)弹簧的形变量越大，弹簧的弹性势能越大，最终物块在最高处时所具有的重力势能越大，因为lalb=lc，所以EaEb=Ec。,聚焦热点 探究提升,【对点强化】 1.(2012 自贡)(1)在探究动能与速度关系时 不变，让小球从 （填“相同”或“不同”）的高度滚下，以不同的速度推动木块移动。 (2)在探究动能与质量关系时，要保持 相同，就是让质量不同的小球从 滚下。 (3)物理研究方法有许多，本实验运用了两种方法：一是 法，二是转换法。就本题来说，用 来表示小球动能大小的方法就是转换法。,质量,不同,速度,同一高度,控制变量,小球被推动距离的远近,聚焦热点 探究提升,2.(2012 南宁)在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想： 猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关； 猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和 粗细相同），小球、木块和长刻度尺各一，设计了 如图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始 位置相同