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
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