2011年中考物理复习之功和机械能

中考复习之功和机械能作者Wl.1897tao.com复习提纲考点聚焦呈现形式知识结构对应训练方法提示考点聚焦1、理解做功的两个必要因素。2、理解机械功的计算公式：W=FS3、理解功率的概念。4、知道功的原理。5、知道有用功和总功，知道机械效率。6、理解动能、势能的初步概念，知道弹性势能，知道动能、势能可以相互转化。呈现形式上述考点常以填空、选择、作图、实验和计算题型出现。知识结构一、功：1、力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。2、不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。3、力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：W=FS4、功的单位：焦耳，1J=1N·m。把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0.5J。5、应用功的公式注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。③功的单位“焦”（牛·米=焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。知识结构二、功的原理：1、内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。2、说明：（请注意理想情况功的原理可以如何表述？）①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。②功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。④我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS）=直接用手对重物所做的功（Gh）3、应用：斜面①理想斜面：斜面光滑②理想斜面遵从功的原理；③理想斜面公式：FL=Gh其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；G：物重；h：斜面高度。如果斜面与物体间的摩擦为f，则：FL=fL+Gh；这样F做功就大于直接对物体做功Gh。知识结构三、机械效率：１、有用功：定义：对人们有用的功。公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总斜面：W有用=Gh2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。公式：W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）。斜面：W额=fL3、总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：W总=W有用＋W额=FS=W有用／η斜面：W总=fL+Gh=FL4、机械效率：①定义：有用功跟总功的比值。②公式：③有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。η=W有用/W总=Gh/FS5、机械效率的测量：A原理：B应测物理量：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SC器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。D步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。E结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。②提升重物越重，做的有用功相对就多。③摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。知识结构四、功率：1、定义：单位时间里完成的功P=W/t2、物理意义：表示做功快慢的物理量。3、公式：P=W/t=Fv4、单位：主单位W常用单位kWmW马力换算：1kW=103W1mW=106W1马力=735W某小轿车功率66kW，它表示：小轿车１s内做功66000J5、机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。知识结构五、动能和势能：1、能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。2机械能势能重力势能定义：物体由于被举高而具有的能量。决定其大小的因素：物体质量越大、举得越高，势能就越大弹性势能定义：发生形变的物体具有的能量。决定其大小的因素：物体弹性形变越大、弹性势能就越大动能定义：物体由于运动而具有的能量决定其大小的因素：物体速度越大、质量越大，动能就越大知识结构3、机械能：动能和势能统称为机械能。理解：①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能。六、动能和势能的转化：1、动能和重力势能间的转化规律：①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；2、动能与弹性势能间的转化规律：①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。3、动能与势能转化问题的分析：⑴首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒。知识结构七、水能和风能的利用：1、结构：2、水电站的工作原理：利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。机械能的天然资源风能水能拦河筑坝海水潮汐直接做功发电方法提示例1某同学用100牛的力把质量为4千克的铅球推到5米远处,他推铅球做的功是()A.500焦B.196焦C.696焦D.缺少条件,无法计算分析：人推铅球时,只在将铅球推出手的极短的时间内对铅球施加作用力,铅球离开人手以后只受到重力和空气阻力作用,不再受到推力作用,题中所述的5米并不是在100牛的推力作用下通过的距离.因此,人虽对铅球做了功,却无法计算所做功的大小.解答，应选D.方法提示例2如图3所示,均匀木棒AB长2米,重力为20牛,支点O,且OB为0.8米,杠杆A端置于桌面上.现有一个重力为10牛的球在水平力F的作用下从A点向右匀速运动,如果F大小为3牛且保持不变,求当小球运动到刚好使杠杆失去平衡时,力F所做的功.分析：如图4所示,当球在推力F作用下运动到支点右侧;距支点l1长时杠杆AB刚好失去平衡,则l1即为该球对杠杆作用力的力臂.而杠杆AB的重心应在AB的正中间,则杠杆的重GAB的力臂l2＝AO－AB/2＝1.2米－1米＝0.2米.ABOABO方法提示解由杠杆平衡条件可得:GAB·l2＝G球·l1∴l1＝GABl2/G球＝…＝0.4米.球在F作用下运动使杠杆刚好失去平衡时通过的距离:S＝AO＋l1＝1.2米＋0.4米＝1.6米作用力F所做的功:W＝FS＝3牛×1.6米＝4.8焦答:杠杆刚好失去平衡时力F所做的功为4.8焦.BOAl2l1GAB球G方法提示例3：一学生用100牛的力将重为50牛的足球沿水平方向踢出20米远，则该学生对球做的功是（）A．3000焦B．1000焦C．2000焦D．无法确定分析与解：在物理学中，做功是指两个因素同时存在的物理过程。这两个因素是，物体受到力的作用和物体沿力的方向通过了一段距离。我们把它们叫做做功的两个必要因素。本题最容易出的错误是选择C，认为W=FS=100牛×20米=2000焦。错误原因在于没有从根本上理解做功两必要因素同时存在。足球从被踢到落地停止，经历了两个过程。第一个过程从学生的脚与球接触开始到脚离开球为止。在这一过程中，球受到学生的踢力，足球并在此力方向上移动，但移动的距离是不知道的，不是20米，因此这一过程中，学生对球做了功，W=FS=100牛×S，此功大小不能确定。第二个过程是球由于惯性而运动，在这一过程中，球虽然移动一段距离，但球不受学生踢力，因此，在此过程中，学生不对球做功。所以，学生将球踢出20米远，而对球做功是不能确定的。因此选项D是正确的。方法提示例4：下面哪种情况动能、重力势能都是增加的（）A．跳伞员张开伞后，匀速下降B．汽车沿斜坡匀速向下行驶C．电梯从楼下加速上升D．列车在平直轨道上匀速行驶分析与解：动能和势能统称为机械能。动能的大小决定于它的质量和速度，重力势能的大小决定于它的质量和高度。A选项中，跳伞员张开伞匀速下降的过程中，它的质量不变，高度减小，所以他的重力势能减小。而下降过程中速度没有变化，所以他的动能不变。B选项中，汽车匀速下坡，也是势能减少，而动能不变。C选项中，电梯上升，质量不变，而高度变大。电梯重力势能增加，加速上升时，质量不变，而速度变大，则动能增加，动能、势能都变大。D选项中，列车在平直轨道上匀速行驶。列车的质量、高度，速度都没有变化，既动能、重力势能都没有变化。本题的正确答案，应选C说明：（1）物体匀速下降时，它的势能减少，有的同学就认为势能转化为动能，动能就一定增加。这种分析是错误的。当物体匀速下降时，它一定受到了摩擦力，这时一部分机械能转化为物体的内能，机械能减少。（2）在研究动能或热能大小时，要注意它们各自是由两个因素决定的。方法提示例6：用图8所示的滑轮组，将重为600牛的物体匀速上拉2米，所用拉力为200牛。求滑轮组的机械效率。分析与解：通过审题，应分析出物重G=600牛，重物被提高h=2米，拉力F=200牛。通过审图，应能分析出有5段绳子承担动滑轮和物体的重力。所以绳子的自由端移动的距离S=5h=5×2米=10米。滑轮组的目的是提升重物，所以提升重物所做的功就是有用功，拉力对滑轮组所做的功为总功，进而可以求出机械效率。计算过程如下：方法提示W有用=Gh=600牛×2米=1200焦W总=200牛×10米=2000焦η＝W有用/W总＝60%答：滑轮组的机械效率为60%说明：在简单机械中，动力作用点移动的距离S与物体移动距离h的关系是由机械自身结构决定的，在滑轮组中，有n段绳子承担午重物，则S=nh。它跟物体受到的重力、动力的大小以及机械效率的高低无关。1．水平路面上有一个小车，车重200牛，人用50牛的水平力，在推小车匀速前进5米的过程中，下列判断正确的是（）A．重力不做功B．人做功250焦C．车受到的阻力是250牛D．车受到的阻力是50牛2．用动滑轮提升一个重物，若用的力是100牛，重物在0.5秒内匀速上升0.6米，不计滑轮重，则拉力做功的功率为：（）A．300瓦B．240C．120瓦D．100瓦3．有甲、乙两台机器，甲机器的机械效率是80%，乙机器的机械效率是60%，那么下列说法正确的是：（）A．甲机器一定比乙机器省力B．甲机器的功率一定比乙机器的功率大C．甲机器工作时的有用功一定比乙机器多D．以上说法均不正确4．自行车沿斜坡匀速下滑的过程中，它具有的：（）A．重力势能减少，动能增加B．动能不变，重力势能减少C．动能不变，机械能减少D．重力热能减少，机械能减少对应训练A、B、DBDB、D对应训练5．1米长的杠杆左端挂GA=80牛的物体，右端挂GB=20牛的物体，要使杠杆平衡，支点应在距左端厘米处，如果两端重物各增重10牛，要使杠杆重新平衡，则支点应向端移动厘米。6．功率相同的两辆汽车，在相等的时间内匀速通过的路程之比为1∶2，则两辆汽车的牵引力之比为，两辆汽车做功之比为。7．马用300牛的水平拉力，拉着重为5000牛的车，在2分钟内沿水平路面前进了100米，则拉力做功焦耳，地面对车的支持力做功焦耳，马拉车的功率是瓦。8．某工人用一个动滑轮将重500牛的物体沿竖直方向匀速提升了3米，拉力做功的功率为50瓦，若不计摩擦和动滑轮重，则绳子自由端移动的速度是米/秒。203×104右52∶11∶100.20.2对应训练9．在相同的时间内，用同一滑轮组可以分别把质量不同的物件匀速地提升相同的高度，若在提升过程中的额外相等，则（）A．绳子自