中考物理第一轮复习 专题13功和机械能

1、专题13 功和机械能根底知识检测1作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了_，就说这个力对物体做了机械功，简称_。做功的两个必要因素是：作用在物体上的_和物体在_的方向上通过的_。如果有一个条件不满足，那么力对物体_做功。2力对物体做的功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的_。功的计算公式是W=_；功的国际单位是_；1J=_N·m。机械功原理是使用任何机械都不能省_。3比拟物体做功快慢的方式有：1在相同的时间内，物体做的功越多，做功越_；2物体做相同的功，用的时间越_，做功就越快。4单位时间内所做的功叫_。其计算公式P=_。在国际单位制中，其单位是_，符号为_；在工程技术上常用单位

2、是_，符号为_。它们之间换算关系是_。5对人们有利用价值的功叫_。动力对机械做的功叫做_。克服机械本身的重力和摩擦等阻力而做的功叫_。总功为有用功和额外功之_。有用功与总功的比值叫做_，即=_100。由于W有用W总，所以_1。6使用同一滑轮组所提的物体越重，其机械效率越_。使用不同的滑轮组提起相同重的物体，所使用动滑轮的质量越小，其机械效率越_。提高滑轮组的机械效率的方法：1一次尽可能提较_的物体；2_动滑轮重、绳重和摩擦。7物体能够对外做功，我们就说这个物体_能量或能。能的单位是_。物体由于运动而具有的能叫做_。运动物体的质量越大，速度越大，它具有的_就越_。8物体由于被举高而具有的能叫做_

3、。物体由于发生弹性形变而具有的能叫做_。重力势能和弹性势能是常见的两种势能。物体的质量越_，被举得越高，它具有的_就越大。弹性物体的弹性越强，_越大，它具有的弹性势能就越_。9物体的动能和势能可以互相_；有摩擦阻力时，在势能和动能的相互转化中，机械能会不断_。在不考虑摩擦阻力的情况下，只有势能和动能的相互转化时，机械能是_的。机械能跟其他形式的能之间也可以相互转化。例如电动机工作时将_能转化为_能。重点难点突破一、力是否做功的判断力做功必须同时满足两个条件：一是力始终作用在物体上，二是物体在力的方向上移动了距离。如果有一个条件不满足，那么力没有对物体做功。力不做功的三种情况如下：a物体受力，但

4、物体没有在力的方向上通过距离如人推重物没有推动，此情况叫“劳而无功；b物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用如物体因惯性而运动，此情况叫“不劳无功；c物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动，此情况叫“垂直无功。例1教学大楼每层楼高为3m，小明提着一重为50N的箱子，沿楼梯从一楼登上三楼，再沿三楼水平走廊走了4m进入教室，从一楼到教室过程中小明对箱子做的总功为 A0 J B300 J C450 J D500 J解析：小明在登上3楼的过程中，提力做功：F=G50N，s=2h=6m，W=Fs=300J。在水平走廊行走时，因为提力与运动的方向

5、垂直，所以提力不做功。因此从一楼到教室，小明做的总功为300J。答案：B。二、功、功率、机械效率三个物理量的区别功是表示做功的多少，而功率表示做功的快慢。一个力做功的多少由功率和时间两个因素共同决定。做功多的功率不一定大，功率大的机械做功也不一定高；只有做功的时间相同时，功率大的做功才多。功率与机械效率是两个不同的概念，对于某个机械来说，功率表示做功的快慢，即机械在单位时间内做的功；而机械效率表示机械做功的效率，即机械所做的功中，有多大比例的功是有用功。机械效率越高的机械，有用功在总功中所占的比例越大。功率与机械效率这两个概念毫不相干。在利用定义式P=进行计算时，要注意三个量的对应关系，“w

6、是在“t内完成的，不能张冠李戴。P=反映的是某一段时间内物体的平均功率，用处较大。由W=FS，可推得：P= =Fv，由于物体运动时“v可能时刻在变化，因此P=Fv反响的是物体的一个瞬时功率。在功率一定时，力与速度成反比。当汽车上坡时，司机采取换挡的方法，减小速度，以获得较大的牵引力。 同一机械在不同情况下使用，其机械效率不一定相同。提高机械效率的途径：减小额外功在总功中占的比例，可采取改良机械结构、减小摩擦阻力等方法，如在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等；增加有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增加有用功的大小，如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大

7、有用功在总功中的比例。例2 以下说法中正确的选项是 A机械效率越高，机械做功一定越快B做功越多的机械，机械效率一定越高C功率越大的机械做功一定越多D做功越快的机械，功率一定越大解析：功率是反映做功快慢的物理量，大小等于做功的多少与时间的比值。机械效率那么是反映在使用机械时，有用功在总功中占的百分比。A选项中，机械效率高，只能说明有用功在总功中所占的比例大，不能说明机械做功快。B选项中，机械做功多，只能说明能量转化或转移数量较大，不能说明机械效率高。C选项中，功率越大，只能说明机械做功快，而不能说明机械做功多。答案：D。三、有用功、额外功和总功的判断使用机械时，人或动力对机械做的功是总功W总=F

8、s，机械对物体或工作对象所做的功是有用功，克服机械摩擦和机械本身重力所消耗的功是额外功。在用滑轮组或斜面等提升重物时，有用功是克服物体重力所做的功：W有用=Gh；用滑轮组在水平面上拉动物体时，有用功是克服物体所受摩擦阻力所做的功：W有用=f物s物。虽然都是有用功，可由于目的不一样，有用功也不同。在计算使用滑轮组时的总功时，W总=Fs，一定要注意，这里的s一定要是力F所对应的s。所以要注意滑轮组拉物体的绳子段数n，并注意拉力移动的距离跟物体移动的距离的关系。四、判断机械能的变化判断一个物体是否具有动能，关键看此物体是否运动，判断物体动能是否变化，既要考虑速度的变化，也要考虑质量的变化。而重力势能

9、和物体质量及物体所在的高度有关，且成正比，离地面有一定高度的物体都有重力势能。判断一个物体是否具有弹性势能，关键看此物体是否发生了弹性形变。判断机械能变化的方法：由“机械能动能+势能判断，在考虑时要注意：质量、速度、高度、弹性形变程度等是否变化；通过是否有阻力来判断，在动能和势能相互转化的过程中，如不计阻力，机械能不变，如计阻力，机械能要变小。五、各类机械的效率1探究杠杆的机械效率例1 2021年江苏用如图1所示的实验装置测量杠杆的机械效率实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。1实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为 N，钩码总重G为1.0N，钩码上升

10、高度h为，测力计移动距离s为，那么杠杆的机械效率为 %请写出使用该杠杆做额外功的一个原因： 2为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一 位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：次数钩码悬挂点钩码总重G/N钩码移动距离h/m拉力F/N测力计移动距离s/m机械效率/%1A点1.52B点根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高的结论？答： ；请简要说明两条理由： ； 。解析 1从测力计示数的放大图可以读出F为0.5N，根据有用功、总功及机械效率的定义可计算出其大小为 1N×，×，×100%

11、=66.7%，由于使用杠杆时需要克服杠杆自重或克服摩擦力等做功，这些都是产生额外功的原因。2不能只凭表中数据得出结论，因为第1和2次两次实验时钩码没有挂在同一位置，另外仅根据一次比照实验所得结论是不可靠的。2探究斜面的机械效率例2 2021年太原市如图2是小月同学探究影响斜面机械效率因素的装置图。他在实验时用弹簧测力计拉着同一个木块沿着粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动.实验测量的局部数据如下表.请答复：次数物重G/N物体上升高度h/m拉力F/N测力计移动距离 s/m10.5230.5 1图2中显示的第一次实验时的拉力F= N，根据表中数据，可以求得斜面机械效率= ； 2根据实验数据可知，他

12、研究的的是斜面机械效率与 的关系。 3如果斜面是光滑的，有用功 总功选填“大于 、“等于 或“小于。 解析 第一问比拟简单，根据题图和题目提供的数据容易求得结果F=1.6 和 斜面机械效率为37.5%；第二问中三次实验中小月同学保持了物重一定和测力计移动距离，改变的是物体上升高度，本质上讲是改变了斜面的倾斜程度或者斜面的倾角；第三问中物体在粗糙斜面上运动，要克服斜面的摩擦做额外功，如果斜面是是光滑的，就不需要消耗额外功了，有用功应该等于总功.3探究滑轮组的机械效率例3 2021年重庆在“探究影响滑轮组机械效率的因素实验中，某同学用如下图的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下： 1在表中

13、的空格处填上适当的数据；机械效率用百分数表示，保存一位小数2在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计；3从实验数据分析得出：使用同一滑轮组， 可以提高滑轮组的机械效率；4滑轮组的机械效率可能还与其他因素有关，请你作出恰当的猜测：滑轮组的机械效率与 有关写出一种影响因素即可。解析 这是一道典型的数据处理、分析型的实验题。数据并不等于探究的结论，它是对实验事实的客观记录，探究的结论是在数据根底上通过分析论证得出具有普遍意义的规律。探究结论的得出需要对收集的数据进行比拟，进行简单的因果推理，寻找到数据间内在的关系特征。 1利用功的计算公式，计算表格中第二次实验所做的有用功为4N×，×

14、;，×100%=88.9%。由图可知第三问实验时，动滑轮由3段细绳承当，所以弹簧测力计上升的距离是钩码上升距离的3倍，即30cm。2只有匀速拉动弹簧测力计时，物体才匀速上升，处于平衡状态。3由表中记录的数据可以看出，三次实验中滑轮组相同，只是钩码重不同，说明使用相同的滑轮组，提起的物体越重，滑轮组的机构效率越高。4在有用功一样的情况下，减小额外功可以提高机械效率.所以在使用滑轮组时，减小动滑轮的重力或是减小绳与滑轮的摩擦等均可以提高机械效率。六、滑轮组的机械效率机械效率的大小与机械的本身有关，不同的机械结构，机械效率一般不同。这一点同学们都知道。那么，对于同一结构的机械效率是否不变呢

15、？为了弄清这一问题，我们以一个滑轮组为例进行探究。在如下图的装置中，首先地在动滑轮的挂钩上挂一个质量为M的钩码，然后再挂上两个质量相同的钩码，两次实验测得的机械效率分别为1、2。设动滑轮的质量为m，钩码两次上升的高度为h，拉力通过的距离为2h，设克服摩擦阻力做的额外功W摩，且W摩保持不变。第一次实验：W有=Mgh，W额外1=mgh+W摩机械效率：1= = 第二次实验：W有2=2Mgh，W额外2=mgh+W摩， 机械效率：2= = ÷Mgh得 1= ÷2Mgh得 2= 比拟、式分母可知1+>1+，所以 2>1，由此可以看出，滑轮组的机械效率并不是不变的，它随物重的

16、增加而增大。例如：用滑轮组提升重为2000N的物体，作用在绳子自由端的拉力为625N，拉力做功为12500J，滑轮组的机械效率为80%，不计算摩擦和绳重。求：1物体上升的高度？2如果使用这个滑轮组提升重3500N的物体，那么，作用在绳子自由端的拉力是多少N？错解：1= ×100% = ×100% = ×100%= ×100%得：= ×100%=80%故 n=4又因为W总=Fs 所以有 12500J=625N×s 那么 s =20m故物体上升的高度为：h = = 5m2由= ×100%= ×100% =×1

17、00%= ×100%得：F= ×100%622N分析：错解中1的解法是正确的，2的解法是错误的。造成错解的原因是误认为滑轮组提升重3500N的物体时与提升重为2000N的物体时的机械效率不变，其实，滑轮组的机械效率并不是不变的，它随物重的增加而增大。正确解答：1= ×100% = ×100% =×100%=×100%得：= ×100%=80%故 n=4又因为W总=Fs 所以有 12500J=625N×s 那么 s =20m故物体上升的高度为：h = = 5m2由= ×100% = ×100% ，

18、= ×100%=80%解之得：G动=500N当提升3500N的物体时，其机械效率为：，= ×100% = ×100% = ×100%= ×100%= ×100%又由，=×100%= ×100% ×100%= ×100% 得： F，=1000N中考考场考点一、功说明：以日常生活、生产中常见的实例为载体，判断各实例中是否做功是该考点的主要命题方式。12021湛江市如图1所示的几个情形中，所提到的力没有做功的是( ) 2.2021年重庆市如图2所示，李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央，她针对

19、此过程提出了如下的猜测，你认为合理的是 A文具盒所受重力对它做了功B文具盒所受支持力对它做了功C文具盒所受的推力F对它做了功D在此过程中没有力对文具盒做功考点二、功率说明：理解功率的物理意义；会比拟功率的大小，会计算功率。32021年广安市，有改动一位父亲与他8岁的儿子比赛爬楼梯，都是从一楼爬到6楼，对此，以下说法中错误的选项是 A儿子体重小，做的功少B父亲体重大，做的功多C如果父亲先到达，父亲的功率一定大D如果儿子先到达，儿子的功率一定大考点三、机械效率机械效率上下的判断，滑轮组和斜面的机械效率的探究实验，滑轮组的机械效率的计算是考查的重点。4.2021年烟台市用四只完全相同的滑轮和两根相同

20、的绳子组成如图3所示的甲、乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦 A甲较省力且机械效率较高B乙较省力且机械效率较高C两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同D两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同52021杭州市杭州市政府投巨资于民生工程，对背街小巷实施景观改造。施工中，一建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计摩擦及绳重如图4所示。假设工人在5s内将泥桶匀速提高2m。求： (1)工人使用滑轮组时做的有用功为 焦。 (2拉力的功率为 瓦。 (3)滑轮组的机械效率为 百分号前保存一位小数。6.2021赤峰市在测定斜面的机械效率的实验中，小明采用了如图5所示的装置，正确记录的测量结果如

21、下表：小车的重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m54由上表的数据计算可知：1做的有用功为 J；2机械效率为 。考点三、机械能以生活中常见的现象为载体，来判断动能和势能的变化及机械能之间的相互转化，是此考点的主要命题形式。解答此考点的关键是牢记影响动能、势能的因素，了解机械能、动能和势能之间的转化关系。72021年广州市如图6所示，忽略空气阻力，由空中A处释放的小球经过B、C两位置时具有相同的 A速度B动能 C机械能D重力势能8.2021年安徽一物体沿固定的粗糙斜面匀速下滑，物体在下滑的过程中 A动能不变，势能减小，机械能不变 B动能不变，势能减小，机械能减小 C动能增大，势能减

22、小，机械能不变 D动能增大，势能减小，机械能减小92021年安溪市如图7所示，是北京奥运会射箭工程的图标。运发动射箭时，要用力将弓拉开，然后弓将箭射出，在此过程中是弓的 能转化为箭的 能。102021年绵阳市如图8所示，一根不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系一小球，O点的正下方固定有一根钉子P。位置1在O点的正下方，位置3与A点等高，位置5是A与l之间的某点，位置2是l与3之间的某点，位置4是高于3的某点。不考虑空气阻力，小球从A点静止释放 图8A第一次过位置l后最高能到达位置2B第一次过位置l后最高能到达位置4C第二次过位置1后最高能到达位置5D第二次过位置1后最高能到达位置A参考答案：

23、1.D 2.C 3.D 4.C 5.1440 296 391.7% 6.(1)2 (2)50% 7. C 8. B 9弹性势 动 10D模拟测试一、选择题每题4分，共36分1在图1所示的几种情况中，人对手中的物体没有做功的是 图1图22如图2所示，三种情况中物体所受的拉力都是F，甲图中物体上升s米，乙图中物体沿斜面向上移动s米，丙图中物体水平移动s米。比拟拉力F做功的多少，结论是 A甲图做功最多 B乙图做功最多C丙图做功最多 D做功一样多，同学们在山脚的某一地点同时出发，结果小乐和小强同时到达山顶。假设想判断两人谁的爬山功率大，还需要测定的物理量是 A. 爬山的时间B. 爬山的路程 C. 两人

24、的体重D. 山的高度图34.斜面是一种简单机械，生活中经常用到它，工人师傅小波和小新分别用如图3所示的甲、乙两种方法，将同样的物体搬上车。以下说法正确的选项是 A. 甲方法不可以省力，但能省功 B. 甲方法可以省力，也能省功 C. 乙方法可以省力，但不能省功 D. 乙方法可以省力，也能省功5甲、乙两种机械在做功过程中，甲的机械效率比乙的机械效率大，这说明 图4A甲做功比乙做功快 B甲做的有用功比乙做的有用功多C甲做的额外功比乙做的额外功少 D甲做的有用功与总功的比值比乙大6.如图4所示，用同一滑轮组提升重物。第一次提升一个物体如图甲，第二次提升两个与图甲等重的重物如图乙，比拟甲、乙两种情况，以

25、下说法不正确的选项是 A第一次拉力F甲小于第二次拉力F乙B甲、乙两种情况滑轮组机械效率相同C图甲滑轮组机械效率比图乙小D假设将物体提升相同高度，图乙做的有用功多些7在一次体育课上，甲、乙两人进行爬竿比赛，甲从某一位置匀速爬到顶用了9s，乙从同一位置爬到顶用了10s，如果甲乙两人体重之比是5：6，那么他们爬竿时功率之比是( )图5A.4：3 B. 25：27 C.27：25 D. 3：48. 如图5所示，建筑工人用一个滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m所用的时间为40s，人所用的拉力是400N，那么( )A此滑轮组的机械效率为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280

26、0J D此人的功率为30W 9今年入春以来, 某地区局部松林发生虫灾。为了灭虫，市政府屡次调动直升飞机在重灾区上空喷洒生物农药。当飞机在某一高度水平匀速飞行，喷洒农药的过程中，飞机的( )A.动能减小，重力势能减小 B.动能不变，重力势能不变C.动能减小，重力势能增大 D.动能增大，重力势能减小二、填空题每空2分，共28分10木块在大小为5牛的水平拉力作用下，10秒内在水平面上沿拉力方向前进2米，拉力做功为 焦，功率为 瓦；假设木块重15牛，在此过程中重力对木块做功为 焦。图7图611.用相同的滑轮和绳子分别组成如图6所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情

27、况下，甲所用的拉力 乙所用的拉力；甲滑轮组的效率 乙滑轮组的效率选填“大于、“等于或“小于。图812.如图7所示，斜面长5m，高2m，拉力为50N。利用这个装置将重为100N 的物体在5s内匀速从斜面的底端拉到顶端。那么拉力做功的功率为_W，该装置的机械效率为_。13. 如图8，从运发动腾空跳起向上运动后再向下落入水中，假设不计空气阻力，那么运发动的重力势能先_，后_，运发动的机械能_均选填“增大或“减小或“不变。 图914. 建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料如图9。绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6 x 103N ，不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦，一次最多能起吊N 的建筑

28、材料。实际使用该滑轮组最多只能吊起5.4 x 103N 的建筑材料，且将建筑材料1s 内匀速吊起了lm , 起重机的功率是 W ，机械效率为 。假设吊起的建筑材料重力减小，机械效率将 选填“增大、“减小或“不变) 。三、实验探究题共24分15.14分小红猜测动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图10甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。图101让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图10甲所示。2让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图10乙所示。上述甲、乙两组实验中：乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的 。选用图甲探究的是动能与 的关系，理由是：两球 相等；得出的结论是： 。选用图乙探究的是动能与 的关系，得出的结论是： 。物理研究方法有许多，如转换法、类比法、比照法、控制变量法；本实验中运用了两种研究方法，一是控制变量法；二是 法，就是用纸盒移动的距离长短来表示小球动能的大小。16.10分小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与