第二部分物质科学(第20讲功和功率机械能)

聚焦中考——科学第二十讲功和功率机械能聚焦考点全面夯实知识网络分类一机械功与功率2.功的公式：W=。科学上规定：功等于作用在物体上的力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。【注意】F和s必须“同一物体”“同一时间”“同一方向”。3.功的单位：焦耳（简称“焦”），1J=N/m。4.做功的实质：做功的实质就是的过程，通过做功的形式将一种能量转化为其他形式的能量。物体做了多少功，就有多少发生了转化。能量与功的单位一样，都是。Fs1能量转化能量焦耳分类一机械功与功率考点1功【考点梳理】1.做功的两个必要因素：和。要明确“在力的作用下，物体沿力的方向通过了一段距离，那么这个力就对物体做了功”。【注意】判断做功的标准是：有力,有距离并且力和距离在同一个方向上。不做功的三种情况：a.有力F无距离s，例如举高重物静止不动，虽然用了力，但没在力的方向上通过距离，没做功；b.有距离s没有力F，如正在空中飞行的足球，运动了一段距离，但运动员施加的力已经消失，运动员对其没有做功；c.有力F，也有距离s，但在力的方向上没有通过距离（运动方向和力的方向垂直），此力也不做功，例如水平方向运动的物体，重力不做功。作用在物体上的力物体在力的方向上通过的距离分类一机械功与功率【活学活用】1.（2012泉州）下列没有对物质做功的是（）A.物体在绳子拉力作用下升高B.静止的小车在拉力作用下运动起来C.汽车在刹车阻力的作用下速度降低D.人用力搬石头，石头不动2.（2012南通）手抛鸡蛋的杂技演出抛出的鸡蛋从最高处到最低处重力做功大概是（）A.0.2JB.2JC.20JD.200JDA分类一机械功与功率3.在下列情况中，人对物体是否做功？并说明理由。(1)将重物从地面上提起放到肩上：；(2)将重物提在手中沿水平方向移动50m的距离：；(3)扛着重物登上三楼：；(4)举重运动员举起杠铃后，站着坚持3s不动：；(5)推出去的铅球在空中向前飞行时：。放到肩上这个过程做功，放到肩上后不做功，受力但没有在力的方向上通过距离不做功，力的方向和距离垂直，不在同一直线上做功，既有力又有距离，并且距离和力的方向一致不做功，受力但没有在力的方向上通过距离不做功，铅球在飞行过程中不受推力，依靠的是惯性分类一机械功与功率考点2功率【考点梳理】1.功率的概念：。功率用来描述，也可反映能量转化的快慢。2.功率的公式：P=W/t；P=Fv。3.功率的单位：瓦特(W)、千瓦(kW)、焦/秒(J/s)；1瓦(W)=1。【注意】根据P=W/t可知，当P一定时，W与t成正比。换句话说，使用相同的机械，做功时间长的做功就多。当W一定时，P与t成反比。换句话说，做相同的时，时间用的少的机械的功率就大。当t一定时，W与P成正比。换句话说，做功相同时，功率大的那台机械做的功就多。单位时间内做的功叫功率物体做功快慢焦/秒(J/s)功率功时间分类一机械功与功率4.类比功率与速度：【活学活用】4.四个同学在石峰公园进行登山比赛，如果规定功率最大者获胜，那么最后胜出者一定是()A.体重最大的一个B.时间最短的一个C.速度最大的一个D.做功最快的一个D分类一机械功与功率5.今年国庆节举行了一次登紫金山比赛，体重相同的小明和小刚两人从太平门沿同一路线登上紫金山，小明是快跑上去的，而小刚是慢跑上去的，则()A.两人登山做的功相同，功率也相同B.小明登山所做功比小刚多，但功率小C.两人登山做的功相同，但功率不同D.小明登山所做功比小刚少，但功率大6.如图所示，挖掘机挖土的速度往往很慢，这是为了()A.保证挖掘质量B.获得较大挖掘动力C.可以节约燃料D.保证挖掘施工安全CB7.(2012无锡)学习了功率的知识后，小明和几位同学准备开展“比一比谁的功率大”的活动，他们设计了三套方案：①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，算出爬楼的功率并进行比较；②控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬楼的高度，算出爬楼做的功并进行比较；③控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼的时间，算出体重和时间的比值并进行比较，可行的是()A.只有①B.只有①②C.只有②③D.①②③都可以分类一机械功与功率D分类一机械功与功率考点3机械效率【考点梳理】1.有用功、额外功及总功的含义(1)有用功：在做功过程中，我们所需要的功（即对人有用的功），用W有用表示。为实现做功目的，对我们要做功的物体做的功是有用功，它在数值上等于达到做功目的而直接用手对物体做的功。(2)（额外功：在做功过程中，对额外负担所做的功，用W额外表示。额外功是在实现做功目的时，我们对辅助工具、器材所做的功，它并非我们需要，是额外负担，但又不得不做。(3)总功：在做功过程中，所做的有用功与额外功之和是总功，用W总表示(即W总=)。达到做功目的，我们所做的有用功与额外功之和是总功，它在数值上等于利用机械所做的功。【注意】区分某一做功过程中的有用功、额外功，关键是弄清做功的目的，然后才可以确定有用功和额外功。W有用+W额外分类一机械功与功率2.机械效率的定义及表达式(1)定义：机械效率等于有用功与总功之比，机械效率用希腊字母“η”表示。(2)公式：η=W有用/W总斜面：η=Gh/FL定滑轮：η=Gh/Fs=Gh/Fh=G/F动滑轮：η=Gh/Fs=Gh/F·2h=G/2F滑轮组：η=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/nF【注意】因为使用机械要克服机械自重和相互部件间的摩擦，做一些额外功，所以机械效率必然小于100%。【活学活用】8.（2012广州）如图剪刀剪纸机械效率为80%，这表示()A.若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8NB.若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8NC.若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.2J的功用于剪纸D.若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J的功用于剪纸D分类一机械功与功率9.机械效率指，其计算公式为，它的大小总，在使用滑轮组做功时，拉力做的功就是功，克服重力做的功就是有用功。10.如图，同一个滑轮组用不同的方法进行组装，若两次提起的物重相同，且不计绳重和摩擦，则两者的机械效率的关系是η甲η乙，使用甲的优点是，使用乙的优点是。有用功与总功的比值η=W有用/W总小于1总=可以改变用力的方向更省力分类一机械功与功率11.（2012威海）水平地面上有一重为5000N的箱子，现用起重机把箱子吊到3m高的位置，所用时间为10s，起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的，如图所示，钢丝绳上的拉力为3000N。求：(1)起重机起吊该箱子的机械效率是多少？(2)钢丝绳上拉力的功率是多少？解：（1）有用功：W有=Gh=5000N×3m=15000J,总功：W总=Fs=F\52h=3000N×2×3m=18000J,起重机起吊该箱子的机械效率：η=W有/W总=15000J/18000J≈83.3%。(2)钢丝绳上拉力的功率：P=W总/t=18000J/10s=1800W。分类二各种各样的能考点4能量的形成【考点梳理】能量是以多种形式存在的，常见的能量形式有：机械能、光能、内（热）能、电能、化学能、核能。【活学活用】12.2012年7月21日，北京特大暴雨导致洪水，造成了北京地区巨大的损失。北海公园近50m挡土墙倒塌，八大处公园多处墙壁坍塌，云蒙山长城遗址公园步道冲毁10余处，门头沟潭柘寺大悲坛侧门被洪水冲坏，多处文物受损。洪水之所以会造成破坏的原因是洪水具有巨大的。13.能量从哪里来？地球上所有能量几乎都来自太阳的能和直接给地球提供的能；被植物通过光合作用吸收的光能转化为能；加热空气，使空气流动，就有了能（空气的动能）；促进水循环，使水有了能。机械能热光化学风机械分类三机械能考点5区别动能和势能【考点梳理】1.动能：物体由于而具有的能。2.重力势能：物体由于而具有的能。3.弹性势能：物体由于发生而具有的能。【活学活用】14.（2012嘉兴）据报道，一辆横穿铁路的拖拉机，因故障而停在铁道上，此时从远处驶来一列火车，尽管司机及时采取紧急制动措施，但是缓慢行驶的列车还是将拖拉机撞“飞”了。这是因为火车的（）A.动能很大B.速度很大C.势能很大D.功率很大运动被举高弹性形变A分类三机械能15.下列关于动能和势能的搭配错误的是（）D分类三机械能考点6影响动能大小的因素【考点梳理】影响动能大小的因素有两点：一是物体的越大，动能越大；二是物体的越大，动能越大。【活学活用】16.（2012济南）如果汽车、摩托车与列车三种车辆的速度相等，那么按照它们的动能从大到小排列顺序正确的是（）A.汽车、摩托车、列车B.列车、汽车、摩托车C.摩托车、汽车、列车D.汽车、列车、摩托车质量速度B17.（2012衢州）小徐利用如图实验来研究物体动能大小与哪些因素有关。让质量不同的钢球从斜面上同一高度静止释放，钢球运动到斜面底部，推动木块运动一段距离后停下。实验数据见下表：分类三机械能(1)表格中的实验数据说明了钢球的动能大小与有关。(2)小徐对如何判断钢球的动能大小进行深入思考认为：可以通过比较钢球推动木块移动距离的大小来反映钢球对木块的多少，从而判断钢球动能的大小。质量做功分类三机械能考点7影响势能大小的因素【考点梳理】1.影响重力势能的相关因素：物体的越大，越高，具有的重力势能越大。2.影响弹性势能的相关因素：物体的越大，弹性势能就越大。【活学活用】18.（2012岳阳）如图所示，荡秋千的小孩由最低点荡向最高点的过程中（）A.速度增大B.动能增大C.重力势能增大D.重力势能转化为动能19.将体积相等的实心塑料球和铅球放在同一水平面上，请你回答：(1)哪个球的重力势能大？答：。(2)你有什么简单易行的措施使它们具有的重力势能一样大？（写出一种即可）答：。质量位置形变C铅球把塑料球抬起一定高度分类三机械能20.以下物体具有弹性势能的是（）A.被举高的杠铃B.放在盒子里面的皮筋C.行驶中的汽车D.被压缩的弹簧21.（2012钦州）如图所示，运动员在射箭比赛时总是要把弓拉得很弯，其主要目的是（）A.增大箭的弹性势能B.增大箭的动能C.增大弓的弹性势能D.使箭沿直线运动DC分类三机械能考点8机械能的相互转化【考点梳理】1.滚摆：(1)滚摆从最高点开始往下运动时，始点处最大，为零。（2）开始向下运动时，开始转化为，动能渐趋增大，势能渐趋减小，机械能总和不变；到达时，动能最大。（3）反方向的转化，滚摆不断上升过程中，转化为，势能渐趋增大，动能渐趋减小，到达了一个新的最高点时，势能最大，动能为零。2.单摆：将摆锤拉到一定的高度后放手，摆锤在向下摆动的过程中转化为，在摆锤摆过中点后向上摆动的过程中转化为。势能动能势能动能最下端动能势能重力势能动能动能重力势能分类三机械能【活学活用】22.（2012桂林）如图所示，小华把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆回。下列说法正确的是（）A.锁不断地来回摆动，是因为动能不断增加B.锁向下摆的过程中，重力势能转化为动能C.锁摆到最低点后会继续上升，是因为受重力作用D.锁摆动的过程中，机械能总量不变，所以摆回来时会碰到鼻子23.（2012阜新）下列过程中重力势能转化为动能的是（）A.沿坡路匀速向上行驶的汽车B.制动的火车越来越慢C.人造地球同步卫星从远地点向近地点运动的过程D.拉弯的弓把箭射出去BC分类三机械能考点9机械能守恒【考点梳理】机械能守恒的含义：在只有或对物体的条件下（或者不受其他的作用下），物体的和（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但的总量保持不变。这个规律叫做定律。重力弹力做功外力动能势能机械能机械能守恒分类三机械能【活学活用】24.（2012包头）如图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A点由静止释放，若小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做的功用W表示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（）A.小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量与动能的增加量之差等于WB.小球能够从A点运动到D点C.小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量D.小球从A点运动到C点的过程中，机械能的减少量等于动能的增加量A分类三机械能2