贵州省遵义市2018中考物理总复习第8讲第2课时功和能.doc

第2课时功和能,遵义三年中考命题规律年份题型题号考点及如何考查分值总分2017选择题24滑轮组绳子拉力的计算；滑轮(组)的机械效率；功率的计算3分2016计算题35求滑轮组的机械效率及由功和额外功的综合计算求动滑轮重、拉力等7分计算题36(3)功的有关计算3分2015选择题20机械能与惯性和摩擦的综合：物块在水平台面上做减速运动直到停止的过程中，惯性、摩擦力和动能如何变化3分填空题30功和滑轮组机械效率的综合计算：水平移动的滑轮组，已知物重和物体移动的距离、拉力和摩擦力，求拉力F做的功，滑轮组的机械效率4分分析上表可知，遵义三年中考对功和能的考查主要有功与压强的综合计算1次，滑轮组机械效率与功的计算2次，滑轮组机械效率与压强的综合计算1次。,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_。不做功的情况表现为：_劳而无功_、_不劳无功_、_垂直无功_。3功的计算公式：_WFs_，公式中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_做功快的物理量，功率的计算公式是_，功率的国际单位制中的单位是_瓦特，简称_瓦_，用符号_W_表示，1 W1 J/s。【拓展理解】一、功的公式使用注意事项1同向性：力与物体移动的距离在方向上必须一致。2同体性：力与物体移动的距离必须对应于同一物体。3同时性：力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。4公式WFs中的F是作用在物体上的力，s是物体在力F方向上通过的距离，不含物体由于惯性移动的距离。5做功的多少只由WFs决定，与物体的质量、速度、运动方向、是否有摩擦无关。6物体克服重力做功时：WGh。二、功率与速度的比较比较运动的快慢比较做功的快慢比较方法1.通过相同的路程，比较运动的时间2.运动时间相同，比较路程1.做相同的功，比较所用的时间2.做功时间相同，比较做功的多少物理概念物理意义：表示物体运动的快慢物理意义：表示物体做功的快慢概念物体概念；通过的路程与时间之比,概念：功与做功所用时间之比公式：vs/t公式：PW/t三、功与功率的比较功率功物理意义表示做功的快慢力在空间上的累积效果概念功与做功所用的时间之比力与物体在力的方向上通过的距离的乘积符号PW公式PW/ tWFs单位瓦特(W)焦耳(J)联系WPt机械效率(高频考点)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_。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(总功不变)_或_增大有用功(总功不变)_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_。4常见机械的机械效率的计算及影响因素(1)杠杆W有,W总×100%F2 s2,F1 s1×100%F2l2,F1l1×100%(公式中F1、l1分别为动力、动力臂，F2、l2分别为阻力、阻力臂)。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)W有,W总×100%Gh,Fs×100%G,nF×100%，若不计摩擦，则W有,W总×100%G物h,(G物G轮)h×100%G物,G物G轮×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W有,W总×100%Gh,Fl×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。机械效率的大小跟_物体与斜面间的摩擦_、_斜面的倾斜程度_和_物体的质量_等因素有关。机械能(高频考点)1能量(1)物体能够对外_做功_，表示这个物体具有能量，简称能。(2)单位：焦耳(J)2动能(1)定义：物体由于运动而具有的能，叫做_动能_。(2)影响动能大小的因素：物体的_质量_；物体运动的_速度_。物体的质量越大，运动速度越大，物体具有的动能就越大。(3)单位：焦耳(J)。3重力势能(1)定义：物体由于_被举高_而具有的能，叫做重力势能。(2)影响重力势能大小的因素：物体的_质量_；物体被_举高的高度_。物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大。(3)单位：焦耳(J)4弹性势能(1)定义：物体由于_发生弹性形变_而具有的能，叫做弹性势能。(2)单位：焦耳(J)。(3)影响弹性势能大小的因素：物体发生弹性形变的程度。物体的弹性形变程度越大，具有的弹性势能就越_大_。5机械能(1)定义：_动能和势能_统称为机械能。机械能是最常见的一种形式的能量。(2)单位：J。(3)影响机械能大小的因素：_动能_的大小；_重力势能_的大小；_弹性势能_的大小。6动能和势能的转化(1)在_一定_的条件下，动能和势能可以互相转化。(2)在分析动能和势能转化的实例时，首先要明确研究对象是在哪一个过程中，再分析物体质量、运动速度、高度、弹性形变程度的变化情况，从而确定能的变化和转化情况。,中考重难点突破功和功率(三年二考)【例1】(2016遵义凤冈二模)在水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推动，如图甲所示。此过程中，推力F随时间t的变化情况如图乙所示，木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示，下列说法正确的是()A01 s内，推力做功的功率恒为100 WB13 s内，木箱受到的摩擦力为300 NC01 s内木箱受到的摩擦力200 ND13 s内，推力做功为300 J【解析】A.01 s内，由图乙可知，推力F100 N，由图丙可知，木箱的速度v0 m/s，则推力做功的功率：PFv100 N×0 m/s0 W，故A错误；B.由图丙知，35 s内，木箱做匀速直线运动，由图乙可知，推力F200 N，根据二力平衡条件可知，此时fF200 N；由图乙可知，木箱在13 s内做加速运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力与推力大小无关，由于物体间接触面粗糙程度与物体间压力不变，木箱受到的滑动摩擦力不变，则13 s内木箱受到的摩擦力大小为200 N，故B错误；C.01 s内，由图乙可知，推力F100 N，由图丙可知，木箱的速度v0 m/s，即木箱处于静止状态，根据二力平衡条件可知，此时fF100 N，故C错误；D.13 s内，由图乙可知，推力F300 N，木箱的平均速度v0.5 m/s，时间t3 s1 s2 s，由vs,t得，木箱移动的距离：svt0.5 m/s×2 s1 m，则推力做功：WFs300 N×1 m300 J，故D正确。【答案】D1.(2016遵义中考)中学生田径运动会中蕴含很多物理知识，下列说法正确的是(D)A跳高运动员跳起后，在惯性的作用下向上运动B铅球离开手后飞行过程中，手的推力在对铅球做功C800 m赛跑中，运动员匀速通过弯道时，运动员的运动状态不变D站在主席台上宣誓的运动员代表受到的支持力与他对主席台的压力大小相等2(2017无锡二模)一位体重为500 N的同学在跳绳测试中，1 min跳180次，每次腾空的最大高度平均为4 cm，则他在跳绳过程中，克服重力做功的平均功率是(A) A60 W B3.6×103 WC6×103W D3.6×105W3(2017海门一模)如图所示，为某举重运动员在0.5 s内由支撑到起立将杠铃举起过程中拍摄的两张照片，杠铃的质量为100 kg。已知照片中杠铃的实际直径是40 cm，根据照片可算出该运动员在上述过程中对杠铃做功的平均功率约为(B)A700 W B1 200 WC1 900 W D2 500 W机械效率(三年三考)【例2】(2017红花岗校级一模)如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为G5.4 N。实验时要竖直向上且_拉动弹簧测力计。若物体上升高度为10 cm，此时弹簧测力计的示数如图所示，则滑轮组的机械效率是_。若仅减小物体的重量，该滑轮组的机械效率将_。(选填“增大”“减小”或“不变”)(不计摩擦)【解析】(1)在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小；(2)由图可知，n3弹簧测力计的分度值为0.2 N，弹簧测力计的示数为2.4 N，W有Gh5.4 N×0.1 m0.54 J，重物有3段绳子承担，s3h3×0.1 m0.3 m，W总Fs2.4 N×0.3 m0.72 J，W有,W总×100%0.54 J,0.72 J×100%75%；(3)整个滑轮组保持不变，即额外功不变；因为对重物做的功为有用功，减小钩码的个数，即减小了有用功，机械效率就会减小。【答案】匀速；75%；减小。4.(2017遵义中考)建筑工人用如图所示的滑轮组，在4 s内将重为1 500 N的物体沿水平方向匀速移动2 m的过程中，所用的拉力大小为375 N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法正确的是(D)A绳子自由端沿水平方向移动了6 mB物体受到的拉力为750 NC拉力F的功率为750 WD滑轮组的机械效率为80%5(2015遵义中考)如图所示，用滑轮组拉动重为70 N的物体A，使物体A在水平方向上移动5 m，所用拉力F为20 N，地对物体A的摩擦力为30 N。则拉力F做的功为_200_J，滑轮组的机械效率为_75%_。6.(2012遵义中考)一个正常成年人的心脏推动血液流动的功率为1.5 W。(1)该成年人一昼夜(24 h)心脏对血液做了多少功？(2)这些功可以把多少质量的水送到10 m高处？(g取10 N/kg)解：(1)WPt1.5 W×24×3 600 s1.296×105 J；(2)GW,h1.296×105 J,10 m1.296×104 N，mG,g1.296×104 N,10 N/kg1.296×103 kg。,(第5题图),(第6题图)机械能(三年一考)【例3】(2013遵义中考)2012年6月16日“神州九号”载人飞船成功发射，完成任务后宇航员乘返回舱安全返回，返回舱到达离地面一定高度时打开降落伞，受到空气的阻力而匀速下落，在匀速下落过程中，返回舱的动能_，机械能_。(选填“增大”“不变”或“减小”)【解析】匀速下落，速度不变，质量不变，所以动能大小不变，高度减小，重力势能减小，机械能也就减小。【答案】不变；减小7.(2015遵义中考)用力拉着物块在水平台上运动，达到一定速度后，撤去拉力，物块做减速运动直到停止，物块从撤去拉力到停止前的过程中，以下说法正确的是(D)A物块的惯性越来越小B物块所受滑动摩擦力越来越小C物块的重力势能越来越小D物块的动能越来越小8(2017广东中考模拟)小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。(1)如图甲所示，小球从A点静止释放，小球到达与A点等高的C点时速度_等于_(选填“大于”“等于”或“小于”)经过A点时的速度。(2)将轨道BC段改为水平，如图乙所示，小球仍从A点静止释放，小球经过M点时的机械能_等于_(选填“大于”“小于”或“等于”)经过A点的机械能，小球在MN段作_匀速直线_(选填“加速直线”“匀速直线”或“减速直线”)运动。9(2017长沙一模)2017年4月20日，长征七号火箭成功将中国首艘货运飞船天舟一号顺利发射升空，在火箭离地上升的初始阶段，天舟一号的机械能_增大_(选填“增大”“减小”或“不变”)，4月22日，携带了6 t货物的天舟一号与天宫二号空间实验室成功进行了自动交会对接，对接成功后，天舟一号对于天宫二号是_静止_(选填“运动”或“静止”)。10(2017青神中考模拟)如图所示，小球从A点静止释放，在没有空气阻力的情况下，沿光滑轨道ABC运动。下列说法中正确的是(D)A小球到达B点时速度为零B小球到达C点时速度最大C小球到达B点时机械能为零D小球在A、B、C三点的机械能一样大11(2017蜀山二模)以下描述的运动过程，机械能保持不变的是(B)A物体沿斜面匀速下滑B沿水平冰面匀速滑行的冰块C雨滴竖直向下匀速下落D火箭搭载飞船加速升空,中考实验突破探究动能的大小与哪些因素有关(近三年未考)命题点：1实验中比较动能的大小方法(转换法：将小球的动能转换为木块被推动的远近)。2选择同一个小球进行实验(控制小球的质量相同)。3让不同的小球从斜面的同一高度释放(让小球滚动到斜面底部时的速度相同)。4在实验中，应明确研究对象和研究的过程，我们是通过让滚动的小球去撞击静止的物块，观察物块移动距离的远近来判断原运动小球动能大小关系的。5实验中用到的科学研究方法控制变量法：研究动能与速度的关系时，控制小球的质量相同；研究动能与质量的关系时，控制小球的速度相同。6机械能转化(物体从斜面释放运动到水平面时重力势能转化为动能，两物体碰撞后运动一段距离后停下来，两物体的动能转化为内能)。7实验推理与假设(当水平面绝对光滑时，小球将匀速直线运动)。8物体动能的大小与物体的质量和运动速度有关。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；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。【例1】(2017汇川校级一模)为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。(1)图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。据此你能得出的结论是_。(2)图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。据此你能得出结论是_。(3)实验后，同学们联想到在许多公交事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如表：实验序号小球的质量m/g小球自由滚下的高度h/cm木块被撞后运动的距离s/cm1301042302016360108(a)为了探究“超载”安全隐患，应选择_两个序号的实验进行比较。(b)为了探究“超速”安全隐患，应选择_两个序号的实验进行比较。分析表格中对应的实验数据可知：_对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。【解析】(1)图甲，两小球滚下高度相同，速度相同，两小球的质量不同，探究的是动能与质量的关系，得出的结论是，速度相同时，物体的质量越大，动能越大；(2)图乙两小球的质量相等，滚下的高度不同，探究的是动能与速度的关系；图乙中两小球的质量相同，滚下的高度越大，到达水平面的速度越大，将木块推得越远，得出的结论是：质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大；(3)a.研究超载隐患时，应控制小球下滑的高度相同而质量不同，由表中实验数据可知，应选择1、3两个序号的实验进行比较；b为了探究“超速”安全隐患，应选择1、2两个序号的实验进行比较；由表中实验数据可知，在同等条件下速度对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。【答案】(1)速度相同时，物体的质量越大，动能越大；(2)质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大；(3)(a)1、3；(b)1、2；速度1.(2017武昌中考模拟)在“探究物体动能跟哪些因素有关”的实验中，小红同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验，让铁球同一斜面某处由静止向下运动，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，下列有关实验的过程及分析正确的是(C)A要探究动能的大小与物体质量的关系应选用乙、丙两图B选用甲、丙两次实验可以得出的结论是物体的运动速度越大，动能就越大C这个实验是通过观察纸盒被撞击后所移动的距离来比较动能的大小，从而得出结论D探究动能大小与物体质量的关系实验中应保持铁球达到水平面时初速度相同，为了达到这一目的应控制手对铁球的推力的大小恒定测量滑轮组机械效率(近三年未考)命题点：1实验原理(W有,W总×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滑轮组绕线。4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)。5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)。6在该实验中，克服物体自身重力所做的功为有用功(W有Gh)。7在该实验中，绳子自由端拉力做的功是总功(W总Fs)。8可以忽略的工具(刻度尺，省略后用W有,W总Gh,FsG,nF计算)9控制变量法的使用(1)探究滑轮组的机械效率与所吊重物大小的关系(控制滑轮组的绕线方式相同，改变滑轮组所吊钩码的数量)(2)探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力大小的关系(控制滑轮组所吊钩码的数量相同，改变动滑轮的数量或换重力不同的动滑轮)10表格内数据的补充或错误判断11影响滑轮组机械效率大小的因素有：物重、动滑轮重和摩擦。12提高滑轮组的机械效率的主要措施有：(1)在滑轮组许可的条件下，增加每次提升重物的重力，可以增大有用功占总功的比例。(2)换用轻质的滑轮、在滑轮的转轴中加润滑油可以减小摩擦等，即在有用功一定时，减小额外功。13分析数据总结结论。【例2】(2017汇川校级二模)在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：(1)表中编号处数据应为_，编号数据应为_。(2)在实验操作中应该_拉动弹簧测力计。(3)若弹簧测力计移动21 cm，则物体移动_cm。实验次数钩码重/N钩码上升的距离/cm弹簧测力计的读数/N弹簧测力计上升的距离/cm机械效率1280.82483.3%2451.5153651590.9%(4)根据表中实验数据，你_(选填“能”或“不能”)计算出图中动滑轮的重力。(5)进一步分析数据可知，用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，所做的额外功将_。(选填“变大”“不变”或“变小”)【解析】(1)根据表格中数据可知，W有用,W总Gh,Fs4 N×0.05 m,1.5 N×0.15 m×100%88.9%；在第3次实验弹簧测力计的分度值为0.2 N，所以示数为2.2 N；(2)在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计。这样弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小；(3)绳子的有效段数为n3，故若弹簧测力计移动s21 cm，则物体移动hs,n21 cm,37 cm；(4)提起重物时作用在绳子自由端的拉力：FG动G物,n的适用条件是不计绳重和摩擦，因本题没有这个条件，故不能求出动滑轮的重；(5)物体越重，每段绳子上承担的物重越大，即绳子与轮之间的摩擦也会越大，因此额外功变大。【答案】(1)88.9；2.2；(2)竖直向上匀速；(3)7；(4)不能；(5)变大2.(2012遵义中考)小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2 N，测得的数据如下表： (1)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上_匀速_拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。(2)第1次实验测得的机械效率为_74%_。(结果保留两位有效数字)请完成精练本第30页作业11