最新中考物理考点复习第15讲功和机械能含答案.docx
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最新中考物理考点复习第15讲功和机械能含答案
【2019最新】中考物理考点复习第15讲功和机械能(含答案)
功、功率
1.功
两个必
要因素
一是作用在物体上的______;二是物体在_________上通过的距离
三种不
做功的
情况
不劳无功
物体没有受到力的作用,但由于惯性通过了一段距离.例如踢出去在空中运动的足球
不动无功
物体受到力的作用,但保持静止状态,即没有移动距离.例如“推而不动”、“搬而未起”
劳而无功
物体受到力的作用,也移动了一段距离,但移动距离方向与力的方向垂直.例如手提物体沿水平方向移动
功的
计算
文字式
功等于__________与_________________________________的乘积
表达式
________________
单位
________,符号为_________,.1J=1N·m
【提示】在利用功的计算公式进行计算时,力与物体移动的距离在方向上必须一致
2.功率
定义
在物理学中,把____与______之比叫做功率
意义
表示物体________的物理量
公式
P=___________
单位
基本单位是_______,符号是_____;工程技术上还常用_______,符号是.单位的换算关系:
1kW=_______W,1W=1J/s
【提示】功率表示做功的快慢,功表示做功的多少.一个力做功的多少由功率和时间两个因素决定,功率大的做功不一定多,做功多的功率也不一定大.在分析功和功率的关系时,必须考虑时间的因素.
机械效率
三
种
功
有用功
我们需要的,必须要做的功叫做有用功,用W有表示
额外功
我们在做有用功的同时,我们还不得不做的功叫做额外功,用W额表示
总功
有用功与额外功之和是总共做的功叫做总功,用W总表示.用公式表示为_______________
.机
械
效
率
定义
物理学中,将________跟______的比值叫做机械效率,用___________表示
表达式
________________
说明
机械效率是一个比值,通常用百分数表示,由于有用功总_______总功,故机械效率总_________
机械效率的高低与使用机械是省力还是费力________________
测量滑轮组的机械效率
原理
___________________________
过程
沿________方向_______拉动弹簧测力计使钩码升高,测出钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s
结论
同一滑轮组,提升重物越重,机械效率越______;提升相同重物,滑轮组越多,机械效率越________,但越____力
提高机
械效率
的方法
___________动滑轮的重;加润滑油,减小_______;________物重
动能、势能
能
量
定义
物体能够______,我们就说这个物体具有_______,简称________
单位
能量的单位是_______,符号是____
功与能量关系
一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大
动能
定义
物体由于_____而具有的能,叫做动能
探究物体的动
能跟哪些因素
有关
探究方法:
控制变量法、转换法,即物体动能的大小通过观察__________来判断
实验过程:
①让同一钢球从不同的高度滚下,探究物体动能与其_____的关系;
②让质量不同的钢球从同一滚下,目的是____________________,探究物体动能和其质量的关系
结论:
质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越大
重力
势能
定义
物体由于________而具有的能,叫做重力势能
影响因素
物体的________越大,_______越高,它具有的重力势能就________
比较方法
相同质量时比较________;举起相同高度时比较___________
弹性
势能
定义
物体由于____________而具有的能,叫做弹性势能
影响.因素
物体的________越大,它具有的弹性势能_________
【提示】一般而言,规定物体在“水平地面”上的重力势能为零.
机械能及其转化
机械能
定义
______、______和_______统称为机械能
单位
________,符号____________
机械能
转化
动能与重力势能之间相互转化
转化的规律是减小的能量转化为增大的能量
动能与弹性势能之间相互转化
人造地球卫星能量转化
从近地点→远地点:
_____能转化为______能
从远地点→近地点:
______能转化为_____能
机械能
守恒
如果只有动能和势能的相互转化,机械能的总和保持________________
【提示】题中如果有“在光滑斜面上滑动”;“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒.
命题点1 功和功率
(2014·安徽)攀岩是一项挑战自然,超越自我的惊险运动.一位攀岩者体重为520N,背着质量为8kg的背包,用时40min登上高为9m的峭壁.在此过程中攀岩者对背包做功________J,他做功的平均功率是________W.(g取10N/kg)
【点拨】 由背包质量,可利用公式G=mg计算重力,已知攀登的高度,利用公式W=Gh计算功.已知攀岩者在此过程中所做的功和做功的时间,利用公式P=
计算出功率.
1.(2015·天水)小华同学用60N的水平推力,推放在水平地面上重500N的物体,使其做匀速直线运动.若该物体在10s内移动了5m,则在此过程中它的速度为________m/s,小华做的功是________J,功率是________W.
2.(2015·安顺)举重是我国的优势体育项目.一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员,在挺举项目中用相同时间,把同样重的杠铃举起,如图所示.如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2,功率分别为P1和P2,则下列关系式中正确的是()
A.W1=W2、P1=P2B.W1>W2、P1=P2
C.W1>W2、P1>P2D.W1<W2、P1<P2
3.一辆小汽车在平直公路上匀速行驶,发动机的牵引力为2000N,速度为108km/h.
(1)求小汽车匀速行驶时受到的阻力大小;
(2)求牵引力在10min内所做的功;
(3)若发动机的牵引力用F表示,小汽车的速度用v表示,请推导出牵引力的功率P=Fv.
命题点2 机械效率
(2015·安徽)某同学利用斜面匀速提升重为500N的物体,已知沿斜面的拉力做的功为1000J,斜面的机械效率为60%,则物体被提升的高度为________m.
对于斜面而言,W有用=Gh,克服摩擦力所做的功W额外=W总-W有用,W额外=fL,W总=FL.
4.(2014·安庆二模)甲、乙两同学用相同的滑轮,采用不同的方法来提升相同的重物,比较甲、乙两图,机械效率较高的是________.(不计绳重和摩擦)
第4题图 第5题图
5.(2015·扬州)如图所示,工人用滑轮组匀速提升重800N的货物,所用的拉力F为500N,货物在50s内匀速上升5m.在此过程中,货物上升的速度是________m/s;所做的有用功是________J;拉力做功的功率是________W;滑轮组的机械效率是________.
6.如图所示,有一斜面长为L,高为h,现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端.已知物体受到斜面的摩擦力为f,则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是()
A.η=
×100%
B.η=
×100%
C.η=
×100%
D.η=
×100%
命题点3 机械能及其转化
(2015·安徽)图为卫星绕地球飞行的轨道示意图.卫星在飞行过程中机械能不变,当卫星运行到近地点时,其动能最________(填“大”或“小”).
【点拨】 近地点是距离地球比较近,重力势能小,远地点是距离地球比较远,重力势能大.
分析机械能转化的方法:
(1)动能转化为势能的标志是速度减小,被举高的高度(或形变)增大;
(2)势能转化为动能的标志是被举高的高度(或形变)减小,速度增大;(3)机械能转化的规律是减小的能量转化为增大的能量.
7.(2015·张家界)高速公路上行驶的车辆不能超速超载:
不能超速是因为当车的质量一定时,________越大,动能越大,行驶时就越危险;不能超载是因为当车的速度一定时,________越大,动能越大,行驶时就越危险.
8.(2015·营口)在电影《斯巴达三百勇士》中,波斯军队用投石车投出巨石来攻击斯巴达克城的城墙,在巨石被投出到击中城墙的过程中,下列说法正确的是()
A.巨石在最高点时动能最大
B.巨石在最高点时重力势能最小
C.巨石的动能先增大后减小
D.巨石的重力势能先增大后减小
9.(2013·安徽)关于能量及其能量之间的转化,下列说法正确的是()
A.火山具有内能,冰山不具有内能
B.火箭在加速上升时,机械能保持不变
C.拦河大坝使水位升高,增加了水的重力势能
D.坠落的陨石在空中划过一道亮光时,内能转化为机械能
命题点1 探究影响滑轮组机械效率的因素
探究滑轮组的机械效率是中考的热点,它在中考中占有一定的地位,考查的内容主要从实验的基本操作过程、实验现象、实验数据的分析、利用控制变量法设计实验,得出实验结论、分析机械效率的影响因素等方面展开.
(2013·安徽)某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验,先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G(如图甲),再按图乙所示的连接方式组装好滑轮组,并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置.
(1)图甲中弹簧测力计的示数为________N.
(2)图乙中,为了测量绳子自由端的拉力F,A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数,B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数,正确的是________(填“A”或“B”)同学的方法.
(3)按照正确的测量方法,测出的拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F________(填“>”“<”或“=”)G.
(4)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置,是为了____________________________________________________________________.
【点拨】 实验中匀速拉动弹簧测力计,可以把绳子与滑轮间的摩擦力的作用体现出来,只有在运动中才会产生诸如摩擦力、阻力之类的力做的无用功,静止时没有无用功,谈不上机械效率.判断拉力与物重关系时要考虑到动滑轮有重力,可以根据公式:
F=G物+G动,本题中的n=3.实验中需要测量的物理量有:
G、h、F、s;由于s=nh,故s、h都可以不用测量.
(5)下面是小明同学在这次探究实验中记录的实验数据,如下表所示:
实验
次数
物体重
力/N
动滑轮重
力/N
拉力/N
承重绳子
的段数n
机械
效率
1
2
1
1
3
67%
2
4
1
1.7
3
78%
3
4
2
2
3
67%
4
4
1
2.5
①第4次实验承重绳子的段数为________,机械效率为________;
②分析上面表格,由第2次和第3次实验可知,不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,机械效率越________.
命题点2 探究影响动能的因素
“探究动能的大小与什么因素有关”这一实验在中考中往往从以下几个方面来综合考查:
(1)控制变量法的应用;
(2)转换法的应用;(3)经常结合汽车制动滑行、酒醉驾车、超载超速等实例,较有实际意义.
图示为探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验.实验步骤如下:
Ⅰ.让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,观察木块被撞击后移动的距离.
Ⅱ.让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下,观察木块被撞击后移动的距离.
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ是为了研究动能大小与________的关系.
(2)步骤Ⅱ是为了研究动能大小与________的关系.
(3)该实验中斜面的作用是为了控制钢球_______的大小,木块的作用是为了比较钢球________的大小.
探究物体动能大小与哪些因素有关的实验中,小球动能的大小是通过小球对外做功的多少来体现,实验中通过观察木块被小球推开的距离反映做功的多少,这种研究问题的方法称为转换法.
(4)根据实验探究结论,我们明白了机场周围不允许有鸟类飞行,以免撞毁飞机,是由于小鸟相对于飞机的________很大,因而具有很大的________能.
命题点3 探究影响势能的因素
该实验在安徽中考中考查概率较小,考查的方式和“探究影响动能的大小与什么因素有关”相似,都是考查转换法和控制变量法并得出结论.
(2015·衡阳)某同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到:
物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关.于是设计了如图所示的实验:
用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球,其中A、C、D三球的质量为m,B球质量为2m,让A、B两球从距沙表面高H处静止下落,C球从距沙表面高2H处静止下落,D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直地落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计).实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2,C、D两球陷入沙深度均为h3,且h1<h2<h3.
(1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过____________________来反映的.
(2)比较A、B两球,发现B球陷入沙深度更大,由此可得出结论:
当下落高度一定时,____________________________.
(3)比较________两球,发现C球陷入沙深度更大,由此可得出结论:
当物体质量相同时,下落的高度越高,物体的重力势能越大.
(4)比较C、D两球,发现两球运动的路径不同,但陷入沙深度相同,由此可得出结论:
物体的重力势能与物体运动的路径________(填“有关”或“无关”).
(5)小球在陷入沙面前的过程中,将重力势能转化为________能,陷入沙中后到小球静止过程中,将机械能转化为________能.
整合集训
一、填空题
1.(2015·德州)2015年4月25日,尼泊尔发生里氏8.1级强震.地震发生后,我国快速行动参与救援.救灾过程中,飞机在一定高度匀速飞行,向灾区投放物资,则飞机的机械能会________.
2.(2015·恩施)已知小翔体重是G,需测定自己跑上二楼克服重力做功的功率.完成该实验必须测量的内容是:
________________________________,________________.
3.(2015·铜仁)小龙背着质量为25kg的实验器材从实验楼的一楼上到三楼,又沿走廊水平走了5m到实验室.每层楼高3m,小龙对实验器材做功________J.若在搬运实验器材的整个过程中小龙总共做功4500J,则小龙自身的体重是________kg.(g=10N/kg)
4.(2014·南京)如图所示,搬运工人用滑轮组在20s内将重为540N的重物匀速提升3m,所用拉力为200N,则他所做的有用功是________J,额外功是________J,拉力的功率是________W,滑轮组的机械效率是________.
第4题图 第5题图
5.(2015·南充)如图所示,沿斜面向上拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端,斜面长1.2m,高0.3m,拉力做功为2.16J,则这个斜面的机械效率是________%,物体受到的摩擦力是________N.
二、选择题
6.(2015·株洲)某电动机工作的效率是83%,从能量转化看,它表示电动机工作时()
A.总共只消耗了83%的电能
B.将83%的电能转化成机械能
C.将83%的电能转化成内能
D.将83%的机械能转化成电能
7.(2015·德阳)下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是()
A.做功多的机器机械效率一定高
B.功率小的机器做功慢
C.机械效率高的机器功率一定大
D.功率大的机器做功时间一定短
8.2014年10月第十三届运动会在安庆举行.体育运动中有许多地方涉及物理知识,下列分析错误的是()
A.运动员用力蹬地面起跑,原理是“物体间力的作用是相互的”
B.射击运动员在瞄准目标时,利用了光沿直线传播的原理
C.跳远时,运动员起跳后离开地面还能向前运动一段距离,这是因为受到惯性力的作用
D.举重运动员举起杠铃后应保持一段时间不动等待裁判确认,在这段时间内运动员没有对杠铃做功
9.下列四个情境中说法正确的是()
A.手拍桌子感到疼是因为物体间力的作用是相互的
B.滑板车的轮子变滑动为滚动可以增大摩擦
C.汽车内部配有安全气囊是为了减少碰撞时人的惯性
D.举重运动员举起杠铃静止时重力势能一定为零
10.(2015·茂名)如图所示,用相同的滑轮通过不同的绕法提起相同的重物,绳重、摩擦忽略不计,在物体匀速上升的过程中()
A.甲图省力,机械效率甲图大
B.甲图省力,机械效率一样大
C.乙图省力,机械效率乙图大
D.乙图省力,机械效率一样大
11.(2014·雅安)如图所示,足球以初速度沿着凹凸不平的草地从a运动到d.下列分析正确的是()
A.在b、d两点动能相等
B.在a、d两点机械能相等
C.从b到c的过程机械能减少
D.从c到d的过程重力势能减少
第11题图 第12题图
12.(2015·龙东)如图所示,工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m,共用了10s,在此过程中(忽略绳重和摩擦),下列说法正确的是()
A.绳子自由端移动的距离是6m
B.动滑轮的重力是10N
C.工人做功的功率是80W
D.滑轮组的机械效率是80%
13.(2014·安徽)工人师傅使用一个动滑轮将400N的重物匀速提升到3m高处,假如所用的拉力方向竖直向上、大小为250N,则()
A.拉力所做的功为750J
B.机械的效率为80%
C.若用该动滑轮提升更重的货物,机械效率将保持不变
D.若采用轻质滑轮完成原任务,机械效率将保持不变
三、实验题
14.(2015·北海)物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中,利用如图所示的滑轮组进行了4次测量,测得数据如下表所示.
次数
钩码所受的
重力G/N
钩码提升
高度h/m
拉力
F/N
绳端移动
距离s/m
机械效率
η
1
1
0.1
0.7
0.3
47.6%
2
1
0.2
0.7
0.6
47.6%
3
2
0.1
1.1
0.3
60.6%
4
4
0.1
2.0
0.3
(1)实验中应竖直向上________拉动弹簧测力计.
(2)第4次实验测得的机械效率η=________%.
(3)比较________两次实验,小组同学发现:
同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关;比较第3、4次实验数据可知,同一滑轮组,________________越大,机械效率越高,第4次拉力做的额外功与第3次相比________(填“增大”“减小”或“不变”),由此可见机械效率提高的原因是_________________________________________________________________________.
15.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验.让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止.
(1)要探究动能大小与物体质量的关系应按照________两图进行实验;实验中为了使两次小球在斜面底端时速度相同,采取的具体操作方法是_____________________________________________________________.
(2)选用甲、丙两次实验可以得出的结论是__________________________________________________________________________________.
(3)该实验是通过观察____________________________来比较铁球动能的大小,从而得出结论的.
下面的四个实例中也采用这种研究方法的是________.
A.认识电压时,我们可以用水压来类比
B.用磁感线来描述磁场
C.探究电功大小与哪些因素有关,通过重物提升的高度来判断电流做功的多少
D.保持电阻不变,改变电阻两端电压,探究电流与电压关系
四、计算与推导题
16.斜面是一种常见的简单机械,在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力.图示为倾角θ=30°的固定斜面,用平行于斜面的拉力F=4N,将一物体从斜面底端匀速拉上斜面,已知物体上升的高度h=1m.
(1)求拉力F做的功;
(2)若斜面的高度H一定,倾角θ可以改变,试推导:
在不考虑摩擦时,用平行于斜面的拉力F将重为G的物体匀速拉上斜面顶端,θ越小,F越小.
17.(2014·枣庄)俯卧撑是一种常见的体育活动,运动身体可视为杠杆,如图是小华同学做俯卧撑时的示意图.小明重500N,每做一次将身体撑起,肩部上升0.4m.小明身体可视为杠杆,在某次测试中,他1min内完成30个俯卧撑,已知O点为支点,A′点为重心,OA=0.9m,AB=0.6m.求:
(1)地面对手的支持力;
(2)小华将身体撑起一次所做的功;
(3)小华做功的功率.
.
一、填空题
1.(2015·内江)在探究“汽车的速度”的实验中,甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的图像如图所示.由图可知,甲车的动能________(填“大于”“小于”或“等于”)乙车的动能;经过相同的时间,甲、乙两车牵引力做的功之比为________.(空气阻力忽略不计)
2.(2015·广州)如图所示,手用F1的力直接将物体B匀速提升h,F1做功300J;若借助滑轮组把B匀速提升相同高度,滑轮组机械效率是30%,则F2做功为________J.
第2题图 第3题图
3.(2014·杭州)用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到达B位置速度达到最大,到达C位置小球的速度变为零.已知AC间的高度差为h,则从A位置到C位置铁球的重力做功是________;在此过程中弹簧的弹性势能增加量为________.B位置到C位置的过程中铁球所受的重力________(填“大于”“小于”或“等于”)弹簧所施加的弹力.(整个过程中不计能量损耗)
二、选择题
4.(2015·泸州)如图所示,斜面高为1m,长为4m,用沿斜面向上大小为75N的拉力F,将重为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端,下列关于做功的判断正确的是()
A.木箱受到重力做功的大小为800J
B.木箱受到斜面摩擦力做功大小为100J
C.木箱受到合力做功的大小为125J
D.木箱受到斜面的支持力做功大小为200J
5.(2015·常州)如图所示,在粗糙程度相同的地面上,手推木块向右压缩弹簧;释放木块,木块沿水平地面向左运动;离开弹簧后