第七单元功和机械能(中考练习)

物理专题复习课件,第七单元功和机械能,一、功1.做功的两个必要因素(1)作用在物体上的_.(2)物体在_上通过了距离S.2.计算公式:W=_.3.单位:焦,符号是J，1J=1_.4.功的原理内容：使用任何机械都_.,力的方向,Nm,不省功,Fs,力F,做功的两个必要条件1.做功必须满足两个必要条件(1)必须有力作用在物体上.(2)这个受力物体必须在这个力的方向上通过了一段距离.,2.几种常见的没有做功的情况(如图),【延伸拓展】功的原理：使用任何机械都不省功.省力的机械必定费距离，省距离的机械必定费力，省力又省距离的机械是不存在的，但是使用机械可以省力、改变动力的方向或者省距离，给人们带来方便.这是人们使用机械的目的.功的原理适用于任何机械.,【典例1】(2012内江中考)如图所示，以下所列举的几个力中，没有对物体做功的是(),D,【活学巧用】踢足球足球运动员用300N的力，将足球踢到10m远的地方，已知球重20N，根据以上条件_(选填“能”或“不能”)计算出运动员对球做的功，原因是_.,运动员对足球的力为300N，但不知道足球在此力作用下移动的距离，不能求出功.而足球运动的10m是足球由于惯性向前运动的结果.,不能,二、机械效率1.有用功：为了_必须做的功.2.额外功：对达到某一目的没有用又_的功.3.总功：_的总和.4.机械效率(1)定义：_的比值.(2)公式：.(3)规律：因为有用功小于总功，所以机械效率总_.,达到目的,不得不做,有用功和额外功,有用功跟总功,小于1,(4)提高机械效率的方法：改进结构，减小_自重.同一机械，增大载重.定时润滑，减小_.,机械,摩擦,理解机械效率1.机械效率是有用功在总功中所占比例的多少，是一个比值，是一个无单位的物理量，描述机械的工作性能.2.使用机械时，不得不做一些额外功，所以机械效率总小于1.功率可以是任何数.3.机械效率具有可变性由公式可知，当额外功一定时，机械做的有用功越多，机械效率越高.当机械所做的有用功一定时，机械做的额外功越少，机械效率越高.,4.提高机械效率的方法(1)当有用功(W有用)一定时,额外功(W额外)越小,则机械效率()越大.因此设法减小额外功可以提高机械效率.如减轻动滑轮(做额外功的机械)本身的重量,加润滑油以减小摩擦,用轻质材料制作机械,都可以不同程度地减小额外功,提高机械效率.(2)当额外功(W额外)一定时，有用功(W有用)越大，机械效率()越大，因此增大有用功可以提高机械效率.如增加物重可以提高机械效率.,【活学巧用】巧提沙石如图所示，工人利用动滑轮将沙石匀速向上提升2m，已知沙石重184N，动滑轮重6N，袋重10N，绳重和摩擦均不计.(1)工人做的有用功是_.(2)工人做的额外功是_.(3)此时该装置的机械效率是_.,答案：(1)368J(2)32J(3)92%,大家先做一下，解答过程在下页,提示：机械效率是有用功和总功的比值，所以找到有用功、总功就可以求出滑轮的机械效率.W有用=Gh=184N2m=368JW额外=(G动滑轮+G袋)h=(10N+6N)2m=32JW总=W有用+W额外=368J+32J=400J该装置的机械效率为：,【备选例题】小明用一个动滑轮匀速提升重为200N的物体，所用竖直向上的拉力为125N.物体上升2m的过程中，拉力所做的有用功为_J，总功为_J，动滑轮的机械效率为_.小明又用这个动滑轮用同样的方法提升400N的物体升高相同的高度，动滑轮的机械效率为_.,答案：40050080%89%,大家练一练,三、功率1.比较做功快慢的方法(1)做相同的功，所用时间_，做功越快.(2)在相同时间内，比较做功的多少，做功_，做功越快.(3)时间越短，做功越多，做功_.2.功率(1)意义：表示物体_的物理量.(2)概念：单位时间内做的功.(3)公式：.(4)单位及其换算：1kW=_W.,越短,越多,越快,做功快慢,1000,【活学巧用】功率大小的比较如图所示，挖土机和人同时挖土，挖土机和人相比，_做功快，_的功率大，这是采用在_内比较_的方法比较物体做功快慢的.另一种判断方法是_相同，比较_多少.把2吨泥土从1.5m的深处挖到地面，需要10s,挖土机做功的功率是_kW.,挖土机,挖土机,相同时间,做功多少,做功,所用时间,3,四、机械能及其转化1.能量:物体_,表示这个物体具有能量.2.机械能的分类及各自的影响因素,能够对外做功,运动速度,弹性形变大小,3.机械能守恒：在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变.,五、机械能的转化及守恒1.只有重力做功的时候，机械能守恒，重力势能、弹性势能、动能之间可以相互转化，转化情况如下图：,总机械能守恒,速度增大高度减小,弹性形变增大速度减小,重力势能,动能,弹性势能,速度增大速度减小,速度增大弹性形变减小,2.机械能与其他形式的能之间也可以相互转化，机械能转化为内能，内能转化为机械能等；比如划过夜空的流星克服与空气的摩擦力做功，机械能减小，减小的机械能转化成内能，使流星温度升高，这样机械能不再守恒.,【中考警示】(1)能量转化可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间.例如：高空落下的石子能量发生在同一物体上，弓把箭射出去能量转化发生在弓和箭两个物体之间.(2)在现实生活中有摩擦阻力，所以机械能不守恒，能量在转化过程中逐渐减小，注意题干中有没有注明“不考虑阻力”.,【活学巧用】撑杆跳高如图所示，撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆.助跑时运动员跑得越快，_越大，从运动员撑杆起跳到越横杆的过程中，有关能变化的情况是：运动员的重力势能_，杆的弹性势能_.,动能,变大,变小,【典例2】(2011无锡中考)用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度.若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是(),A.绳子受的拉力F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率相同B.绳子受的拉力F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率不同C.绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等D.绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等,C,三、功、功率、机械效率的综合计算1.三者之间的关系,2.三者的公式关系3.功率与速度、牵引力的关系,【典例3】(2012苏州中考)建筑工地上工人用如图所示的装置将重为230N的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为125N，时间为20s.求：,(1)工人做的有用功；(2)工人做的总功；(3)此过程中该装置的机械效率；(4)工人做功的功率.,先做一下,答案在下页,答案：(1)W有=Gh=230N6m=1380J(2)s=2h=26m=12m，W总=Fs=125N12m=1500J(3)(4),【典例4】(2011绵阳中考)2011年4月10日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将北斗八号导航卫星发射到预定椭圆轨道，该椭圆轨道近地点约200千米，远地点约3599千米，如图是北斗八号导航卫星的轨道示意图.已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则关于该卫星从远地点向近地点运行过程中势能、动能、速度的变化是(),A.势能增加、动能减小、速度减小B.势能减小、动能增加、速度增加C.势能减小、动能增加、速度不变D.势能不变、动能不变、速度不变,B,一、实验探究：探究斜面的机械效率1.实验器材：长木板、木块、_、_、细线、毛巾、棉布.2.实验方法：_、转换法.3.实验结论斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度有关.(1)斜面粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越大机械效率_.(2)斜面的倾斜程度相同时，斜面越粗糙机械效率_.,弹簧测力计,刻度尺,控制变量法,越大,越低,4.问题探究(1)在本实验中，除倾斜程度不同外，其他哪些因素相同?提示：斜面的光滑程度(材料).斜面的长度.物体的重力.(2)在本实验中，应该怎样拉动弹簧测力计?为什么要这样做？提示：沿斜面匀速拉动使弹簧测力计示数稳定，便于读出拉力的大小.(3)实验结束后，如何计算有用功、额外功、总功?提示：W有用=Gh.W额外=W总-W有用.W总=Fs(F是沿斜面匀速拉动物体的拉力，s是斜面的长度).,【方法技巧】(1)为了使实验效果更明显，选用的物体要重一些，斜面的粗糙程度要大些.(2)拉动物体时要保证其做匀速直线运动且拉力的方向与斜面平行.(3)在毛巾、棉布上拉物体时把毛巾、棉布的底端固定，防止起皱，影响测量的准确性.【中考警示】在探究斜面的机械效率时，物体受到的摩擦力f不能直接测出来，要计算摩擦力需要先计算额外功W额=W总-W有用，然后再利用W额=fs计算出摩擦力(f表示摩擦力).,【典例1】(2011十堰中考)如图是小枫探究影响斜面机械效率因素的实验装置.他在实验时用弹簧测力计拉着同一木块沿着不同的斜面匀速向上运动，实验测量的数据如下表.请你解答下列问题：,(1)在第4次实验中，木块受到的摩擦力是_N.(结果保留一位小数)(2)分析第1、2、4次实验数据，得出：在斜面光滑程度一定时，_.(3)分析第3、4、5次实验数据，可得出：_.(4)该实验用到的研究方法是_.请你再举出一例用此方法的实验_.,答案：(1)1.8(2)斜面的倾角越大，其机械效率越高(3)在斜面的倾角一定时，斜面越光滑，其机械效率越高(4)控制变量法探究通过电阻的电流与其两端电压的关系,【精讲精析】本题考查测量斜面机械效率的实验，(1)第4次实验中，若不考虑摩擦力，沿斜面匀速向上拉动木块的拉力为，所以木块受到的摩擦力为f=5.0N-3.2N=1.8N.(2)第1、2、4次实验中，斜面材料、物重、斜面长度都不变，只是斜面倾角不同，结果机械效率不同，因此可以得出：在斜面光滑程度一定时，斜面倾角越大，机械效率越高.(3)第3、4、5次实验中，斜面倾角相同，斜面材料不同，结果机械效率不同，因此可以得出：在斜面倾角一定时，斜面越光滑，机械效率越高.(4)该实验用到的研究方法是控制变量法，在探究电阻上的电流跟两端电压的关系时，也是用的控制变量法.,【延伸探究】结合典例思考以下问题：(1)实验中，有用功与总功不相等的原因是_.(2)请举一个生产、生活中利用斜面的实例：_.,木块与木板间存在摩擦,盘山公路,二、实验探究：探究动能的大小与什么因素有关1.实验器材：木球、铁球(与木球体积相同)、_、木板、_.2.实验方法：_、转换法.3.实验现象(1)同一铁球从不同高度滚下，高度越高到达水平面的速度_，撞得木块运动的距离越远.(2)木球与铁球从同一高度滚下，到达水平面的速度相同，铁球撞得木块运动的距离远.,斜面,木块,控制变量法,越大,4.实验结论：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量_，速度_，物体具有的动能就越大.5.问题探究(1)在实验中，铁球动能的大小是如何显示的?提示：在同一平面上，木块被撞得越远，铁球动能越大，这是转换法.(2)在实验中，为什么让不同的球在同一位置释放?提示：目的是控制不同的球在撞击木块时速度相同.(3)在实验中，为什么让同一个铁球在不同的位置释放?提示：目的是控制同一个铁球在撞击木块时速度不同.,越大,越大,(4)在本实验中，应注意什么问题?提示：在实验中使用同一个斜面(粗糙程度，倾斜程度都不变).被撞击的是同一个木块.木块放置的平面粗糙程度不变.使球运动的路线与木块的中心在同一条直线上.【中考警示】物体的动能与物体的质量和速度有关，主要用控制变量法进行研究，在表述结论时要注意指明是哪个物理量相同，动能与另一个物理量的关系怎么样.,【典例2】(2012滨州中考)小红猜想动能的大小可能与物体的质量m和运动速度v有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与物体的质量m和运动速度v的关系.,甲、乙两组实验中：(1)甲图中让不同质量的两个小球从斜面的同一高度自由滚下，目的是使两球到达水平面时具有相同