中考物理总复习第一编教材知识梳理篇第一部分力学第七讲机械与人二功和能精讲习题.docx

(二)功和能,贵阳三年中考命题规律)年份题型题号考查点及如何考查分值总分2016实验探究题27考查动能和势能相互转化，影响动能、势能大小的因素。9分9分2015选择题12机械能：考查了小球在弧形轨道上从左侧滚动到右侧最高位置时，返回滚动到左侧最高位置时具有的机械能。3分3分2014选择题5动能和势能大小的变化：考查了机械能的转化、内能的改变、二力平衡的知识。3分作图题18动能的影响因素：考查了动能和势能转化过程的分析及动能随运动距离变化图像的画法。2分,5分分析上表可知：贵阳三年中考中对“功和能”的考查主要是以机械功与机械效率的综合计算、动能与势能大小的变化、动能的影响因素、能量的转化的形式出现。,贵阳五年中考真题演练) 功与力和速度的综合应用1(2012贵阳中考33题6分)一重力G2.5103N的雨滴从高空由静止开始竖直落下(不计横向风的影响)，设雨滴下落过程中受到的空气阻力F阻与下落速度的平方(v2)成正比，关系为F阻kv2，其中k为常数，且k1104Ns2/m2。求：(1)该雨滴匀速下落时所受空气阻力的大小。(2)若雨滴匀速下落的距离为400m，则这个过程中重力对雨滴做的功为多少焦？(3)雨滴匀速下落时的速度为多少？解：(1)匀速下落，二力平衡F阻G2.5103N。(2)WGh2.5103N400m1J。(3)v5m/s。功与机械效率的综合应用2(2015贵阳适应卷)如图所示，工人利用滑轮组以625N的拉力将重1000N的水泥匀速提高2m。则此过程中，工人拉力做的功是_2500_J；该滑轮组的机械效率是_80%_；工人对地面的压力与其重力相比要_小_(选填“大”或“小”)。思路点拨：利用滑轮组提升重物时，拉力F做总功，被提升物体的重力G做有用功，则机械效率等于有用功与总功比值的百分率。由于工人提升重物时受到了绳子对他有一个向上拉力的作用，则工人对地面的压力要比其重力小。解析：工人做的总功为W总Fs2Fh625N22m2500J，利用滑轮组做的有用功为：W有Gh1000N2m2000J，使用滑轮组的机械效率为100%100%80%，工人对地面的压力小于他的重力。功与机械能的综合3(2013贵阳中考22题3分)将一物块静置于斜面上A点，此时物块的机械能为12J。放手后，物块沿斜面滑下，并在水平面上滑行至B点停下，如图所示，整个过程中有_重_力和_摩擦_力对物块做功。若将物块沿原路刚好推回A点，则要对它做_24_J的功。思路点拨：物体从A点滑下底端过程中重力做了功，物块在水平方向从底端滑行B点的过程中是摩擦力做了功。若物块沿原路刚好推回A点的过程中动能转化为重力势能，要对它做二倍的功，即24J。动能与势能相互转化4(2016贵阳中考改编)海若同学骑自行车来到一段上坡路，她发现即使不踩踏板，自行车也能冲上斜坡一段距离。几次试验，她发现在坡底时的速度越大，自行车冲上斜坡的距离就越远。自行车冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关呢？海若同学提出了下列猜想：A与其运动到坡底时速度的大小有关；B与其在斜坡上受到摩擦力的大小有关；C与其质量的大小有关。为了验证猜想，海若将一左侧光滑，右侧粗糙的弧形轨道固定在水平桌面上，并用小球模拟自行车，如图所示。将小球从左侧轨道某位置自由释放，小球沿轨道向下运动，继而冲上右侧轨道，测出小球在右侧轨道运动的最大距离s。(不计空气阻力)请你作答以下问题：(1)小球在轨道上释放后会加速向下运动，是由于小球受到_重_力的作用；小球冲上右侧轨道的过程中，它的_动_能转化为重力势能和_内_能。(2)海若将同一小球从左侧轨道的不同高度释放，分别记下小球冲上右侧轨道的最大距离s，这是为了探究猜想_A_(选填“A”“B”或“C”)。(3)在探究猜想C时，海若将质量不同的小球由左侧轨道相同高度自由释放，分别测出它们在右侧轨道运动的最大距离s，数据如下表所示：实验次数12345小球质量m/g2030405060小球冲上轨道的最大距离s/cm30.130.229.829.930.1根据表中的数据可得出的结论是：小球冲上轨道的最大距离与小球的质量_无关_。小球在右侧轨道上运动的最大距离相同，即表示小球能到达的最大高度相同。某同学由此分析认为：_“以上各次小球从左侧轨道滚到底端时速度相同，那么质量大的小球此时动能就大，则它冲上右侧轨道的高度一定越高。_”。这位同学的观点是否合理？_不合理_。原因是：_跟以上实验结果不符，违背能量守恒定律_。机械能的大小5(2015贵阳中考12题3分)如图所示，材质均匀的弧形轨道固定在水平面上，将小球置于轨道的顶端A点，小球具有的机械能为100J。让小球从A点由静止滚动到右侧轨道的最高位置B点时，小球具有的机械能为80J。随即小球向左侧滚动，当滚动到左侧所到达的最高位置时，它具有的机械能可能是(不计空气的阻力)(B)A80J B70J C60J D50J思路点拨：小球从左侧的A点沿轨道滚动到右侧B点时，机械能减少20J。其原因是有20J的机械能转化为内能而损失掉。当小球从右侧的B点沿轨道滚动到左侧最高点时，有10J的机械能转化为内能而损失掉，故小球的机械能可能是70J。机械能产生的负面作用6(2012贵阳中考10题3分)任何事物都有正反两个方面。对于我们的生活，机械能有利也有弊，有时要主动利用机械能为我们服务，有时却要防止机械能产生负作用。在如图所列举的事例中，是防止机械能产生负作用的是(A),),),),)解析：飞机降落时打开减速伞让飞机尽快停止是防止机械能产生负面作用，故A选项正确；利用撑杆的弹性势能将人弹起是利用了机械能，故B选项错误；风力发电，将风能转化为电能，是利用了风的机械能，故C选项错误；水利发电，将水的机械能转化为电能，是利用了水的机械能，故D选项错误。动能随距离变化的图像作图7(2014贵阳中考18题2分)总长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示请画出钢球从O点运动到A点的过程中，其动能随运动距离变化的大致关系图像。解析：橡皮筋长为l，小球从初始状态下降至l过程中，重力势能转化为动能，小球做加速运动，动能逐渐变大；小球从l继续下降至2l过程中，受到橡皮筋的拉力作用，速度逐渐减小，最后变为零，动能转化为橡皮筋的弹性势能，最后动能为零；动能随运动距离变化的大致关系图像如图。,中考考点清单)功和功率(高频考点)1力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积叫做_机械功_，简称_功_。2做功的两个必要的因素：一是_作用在物体上的力_；二是_物体在力的方向上通过一段距离_。3功的计算公式：_WFs_，式中F表示作用在物体上的力，s表示物体在力的方向上通过的距离，W表示力对物体做的功。在国际单位制中，功的单位是_焦耳_，简称_焦_，用符号_J_表示。4在物理学中，把一段时间内做的功与_做功所用的时间_的比叫做功率，用符号_P_表示，功率是表示物体_做功快慢_的物理量，功率的计算公式是_P_，功率的国际单位制单位是_瓦特_，简称_瓦_，用符号_W_表示，1W1J/s。机械效率1人们利用机械工作时，对人们有用的那部分功叫做_有用功_；对人们没有用，但又不得不做的那部分功叫做_额外功_；拉力(或动力)所做的功叫做_总功_。2我们把有用功和总功的比值叫做_机械效率_，其计算公式为_100%_。由于机械效率是一个比值，所以机械效率没有_单位_，又由于有用功总小于总功，因而机械效率总_小于1_。3_减小额外功_或_增大有用功_等都是提高机械效率的有效方法。如：_减小机械摩擦_、_减轻机械的重力_或_增大机械所提重物的重力_。常见机械的机械效率的计算及影响因素(1)杠杆影响杠杆额外功的因素有杠杆重和摩擦。提高杠杆机械效率的方法，减小杠杆重、减小摩擦(在转轴上加润滑油)、增大物重。(2)滑轮组(竖直方向)100%100%100%，若不计摩擦，则100%100%100%。影响滑轮组额外功的因素有动滑轮重和摩擦。提高滑轮组机械效率的方法：减小动滑轮重、减小摩擦(在转轴上加润滑油)、增大物重。(3)斜面100%100%。影响斜面额外功的因素是物体与斜面间的摩擦。提高斜面机械效率的方法：减小物体与斜面间的摩擦、增大斜面的倾斜程度。机械能(高频考点)1如果一个物体能够对别的物体_做功_，我们就说这个物体具有能量，简称_能_。能量的单位是_焦耳_，简称_焦_，用符号_J_表示。2物体由于_运动_所具有的能叫做动能。质量越_大_，速度越_快_，则物体的动能越大。3(1)物体由于_高度位置_所具有的能叫做重力势能。质量越_大_，被举得越_高_，则物体的重力势能越大。(2)物体因_发生弹性形变_而具有的能叫做弹性势能。弹性形变越_大_，则物体的弹性势能越大。4_动能_和_势能_统称为机械能，动能和势能可以相互_转化_。5在自然界中，可供人类直接利用的机械能有_风_能和_水_能。,中考重难点突破)功和功率【例1】(2014盐城中考)体重相同的小红和小田从一楼爬到五楼，她们同时出发，小红先到，小田后到，此过程中()A小红做功多B小田做功多C小红的功率大 D小田的功率大【解析】由WGh公式可知从一楼爬到五楼时做相等的功W，再由P公式，完成相等的功，用的时间越短，他的功率越大。【答案】C1.(2014广州中考)如图甲、乙所示，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tabtcd，运动距离sabscd，比较两种情况下拉力所做的功和功率(B)Aab段做功较多Bab段与cd段做的功一样多Cab段功率较大Dab段与cd段的功率一样大2.(2016河南中考)在“大力士”比赛中，需要把一质量m400kg，边长l1m，质量分布均匀的立方体，利用翻滚的方法沿直线移动一段距离，如图所示。g取10N/kg。求：(1)立方体静止时对水平地面的压强；(2)翻滚立方体时，使立方体一边刚刚离开地面，所用最小力F的大小；(3)“大力士”用翻滚的方法使立方体沿直线移动了10m，用时20s，“大力士”克服立方体重力做功的功率。解：(1)立方体对水平地面的压力F压Gmg400kg10N/kg4000N，受力面积S1m1m1m2，立方体对水平地面的压强p4103Pa。(2)根据杠杆平衡条件得Fl1Gl2，代入数据得FN1.41103N。(3)立方体翻转一次克服重力做的功W0Gh4000Nm828J，立方体移动10m需要翻滚10次，则翻滚10次做功的功率P414W。机械效率【例2】(2016安顺中考)如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升。下表是提升物体时采集到的信息：物重G(N)OA(m)OB(m)A端上升的高度h/mB端下降的竖直距离s/m400.80.40.20.1(1)若不计杠杆自重和摩擦，则拉力F的大小；(2)若实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率。(机械效率保留三位有效数字)【答案】(1)FOBGOA，FG40N80N。(2)克服物体重力做功为有用功W有Gh8J，克服摩擦、杠杆重力做功为额外功，在B端做功为总功W总Fs90N0.1m9J，100%100%88.9%。3.(2015雅安中考)如图是某建筑工地上使用的塔式起重机。在一次操作过程中起重机将质量为500kg的建筑材料竖直提升了12m，用时15s，求：(g取10N/kg)(1)所提建筑材料受到的重力；(2)起重机提起建筑材料所做的功；(3)提升过程中该起重机的电动机功率为8kW，那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多大？解：(1)Gmg500kg10N/kg5000N；(2)WFsGh5000N12m6104J；(3)W总Pt8103W15s1.2105J，100%100%50%。4(2016滨州中考)(多选)利用四个相同的滑轮，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用同样的时间，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，拉力做的功分别为W甲、W乙，拉力的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别是甲、乙(忽略绳重与摩擦)，下列关系式正确的是(AD)AF甲F乙甲乙BF甲F乙甲乙CW甲W乙P甲P乙DW甲W乙P甲P乙机械能【例3】(2014潍坊中考)(多选)在索契冬奥会上，我国选手贾宗洋在自由式滑雪比赛中获得铜牌，他在比赛过程中运动的轨迹(abcde)如图所示，如果不计空气阻力，则贾宗洋()A从a点下滑到b点过程中，动能增加B从b点运动到c点过程中，重力势能增加C在c点的机械能等于在d点的机械能D在d点的重力势能等于在c点的重力势能【解析】从a点下滑到b点过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故A正确；从b点运动到c点过程中，高度增加，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，故B正确；从c点下落到d点过程中，在不计空气阻力的情况下，机械能保持不变，故C正确；d、c两点高度不同，则重力势能不同，故D错误。【答案】ABC5.(2016安顺中考)如图所示，光滑轨道MNP固定在竖直平面内，NP段水平。一小球从M点由静止释放运动到P点的过程中，动能、势能的变化情况是(忽略空气阻力)(D)AM到N的过程中，势能不变BM到N的过程中，动能减小CN到P的过程中，势能增大DN到P的过程中，动能不变6.(2016安徽中考)如图所示，把重力为600N的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为3m，高为0.9m，实际推力为300N，那么物体与斜面之间的摩擦力是_120_N，斜面的机械效率是_60%_。,中考实验突破)探究动能的大小与什么因素有关【例1】在研究物体的动能与哪些因素有关的实验中，小华首先猜想：A物体的动能可能与物体的质量有关B物体的动能可能与物体的速度有关C物体的动能可能与物体的材料有关为了验证猜想，小华设计了以下探究实验：让小球从斜面上某一高度静止释放，撞击静止在水平面上的木块，实验过程如图甲、乙、丙、丁所示。图中m1m2、s1s2、s1s3、h1h2，水平面上所用的木块是同一木块。(1)小华通过比较甲和乙得出猜想_(填猜想序号)是正确的。(2)小华通过比较_两次实验，得出猜想A是正确的。(3)你认为通过比较_两次实验，可以验证猜想C是错误的。(4)小华在本次实验中是通过观察_来判断小球动能大小的。【答案】(1)B；(2)甲、丙；(3)甲、丁；(4)木块移动距离大小【方法技巧】此题是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验，考查了转换法和控制变量法在实验中的应用及控制速度的方法，同时考查了动能与物体速度的关系，在总结结论时注意控制变量，也涉及了物理中的其他研究方法，要注意理解和区别。测量滑轮组机械效率命题点：1实验原理(100%)2弹簧测力计拉动方式(匀速竖直向上运动，保证拉力等于弹簧测力计的示数)3弹簧测力计的读数(读数时，视线要与指针水平且与刻度板面垂直)4有用功、总功、机械效率的计算5绳子自由端移动的距离和物体上升高度的关系(snh，n为承担重物的绳子股数)6控制变量法的使用(如果影响机械效率的因素有多个，要探究机械效率与某个因素的关系，需要先控制其他几个因素不变)7提高机械效率的方法(用同一滑轮组，吊起数量不同的钩码，数量越多，滑轮组的机械效率越高；钩码的数量相同，用重力或数量不同的动滑轮将钩码吊起，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高)8分析数据总结结论【例2】如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，若物体重6N。(1)实验时沿_方向拉绳子自由端最省力，且应