2013届中考物理总复习知识点复习检测12

第15章功和机械能【中考透视】[来源:zzstep.com]新课改以来，各地中考中有关功和机械能的考点较多，特别是考查与机械效率、动能、势能、机械能及其转化的有关知识，对本章的单独考查，一是考查应用技能，如功、功率、机械效率的计算．二是对探究实验的考查，如：探究机械效率．题型主要以填空题、选择题[来源:中国教育出版网zzstep.com]、计算题和实验题为主，试题难度以中等为主，在每年的中考试题中本章内容约占总分的3%～5%．[来源:中国教育出版网zzstep.com]【知识网络图示】定义：力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功一是作用在物体上的力[来源:中.教.网z.z.s.tep]二是物体在力的方向上通过的距离公式：W＝Fs单位：焦耳(J)，1J＝1N·m[来源:中教网]功的原理：使用任何机械都不省功总功＝有用功十额外功定义：有用功跟总功的比值[来源:中|国教|育出|版网]公式：η＝WW有用总×100%，机械效率总小于1(η越高，说明有用功在总功中所占的比例越大)物理意义：表示做功的快慢[来源:中国教育出版网zzstep.com]定义：单位时间内所做的功公式：P＝Wt导出式：P＝Fv[来源:中教网]单位：瓦特，符号W(1kW＝103W)定义：物体由于运动而具有的能决定大小的因素：速度(v)、质量(m)[来源:z&zs&tep.com]定义：物体由于被举高而具有的能决定大小的因素：质量(m)、高度(h)定义：物体发生弹性形变而具有的能[来源:中*国教*育出*版网]决定大小的因素：物体的材料、弹性形变的大小动能和势能的相互转化如果只有动能和势能相互转化，机械能总和不变，即机械能是守恒的[来源:z&zs&tep.com]【名师解读】一、知识性专题[来源:中,国教,育出,版网]专题1判断力是否做功例1如图15－104所示，妇女推着童车走了几步，男子用很功和机械能功做功的两个必要因素机械效率功率机械能动能重力势能弹性势能大的力推汽车，但汽车没有被推动．比一比，谁做的功多？为什么呢？[来源:zzstep.com]分析男子用了较大的力，但车没有运动，该男子没有做功．妇女用了较小的力，童车运动了，该妇女做了功．答案：妇女做的功多，这是因为男子虽然用很大的力，但车未动，该男子劳而无功，[来源:中。教。网z。z。s。tep]即做功为零．例2下列关于物体是否做功的说法中正确的是()A．起重机用吊绳吊着钢筋水平匀速移动了一段距离，起重机吊绳对钢筋做了功[来源:zzstep.com]B．被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对球做了功C．小刚从地上捡起足球的过程中，小刚对球做了功D．小丽背着书包站在路边等车，小丽对书包做了功[来源:z,zs,tep.com]分析判断物体是否做了功，依据做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动了距离，二者缺一不可．A选项中起重机吊绳对钢筋的拉力竖直向上，但钢筋是沿水平方向移动的距离，故错误．B选项中足球离开脚后，靠惯性向前移动，[来源:zzstep.com]因此脚对足球没有做功，故错误．C选项中小刚从地上捡起篮球的过程中，小刚对球施加了力，球在小刚施加力的方向上移动了距离，因此小刚对篮球做了功，故正确．D选项中小丽虽然对书包施加了力的作用，但书包在力的方向上没有移动距离，故错误．故正确答案为C．[来源:中教网]专题2功、功率、机械效率的综合计算例3某同学用所学滑轮知识在家里阳台上安装了如图15－105所示的升降装置．[来源:中国教育出版网zzstep.com]他用此装置将重500N的物体匀速提高10m，所用拉力为300N，则拉力做的功是J．该装置的机械效率是．[来源:中国教育出版网zzstep.com]分析图示中有两段绳吊着动滑轮，根据滑轮组的特点，重物上升h＝10m，则拉力F作用的绳子自由端移动的距离应为s＝2h＝20m，由功的计算式可得拉力的功，即总功W总＝Fs＝300N×20m＝6000J，对重物做的功，即有用功W有＝Gh＝500N×10m＝5000J[来源:中|教|网z|z|s|tep]，所以机械效率η＝W有／W总＝5000J／6000J≈83．3%．答案：600083．3%【解题策略】在有关滑轮组机械效率的计算中，关键是搞清重物上升的距离与拉力[来源:中国教育出版网zzstep.com]作用的绳子自由端移动距离的关系．例4如图15－106所示，建筑工人用一个滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m所用的时间为40s，人所用的拉力是400N，则()[来源:中。国教。育出。版网]A．此滑轮组的机械效率为75%B．物体上升的过程中机械能总量不变C．拉力所做的总功为2800J[来源:中教网]D．此人的功率为40W分析A中η＝WW有用总＝GhFs＝2GhFh＝600N2400N＝75%；B中物体匀速上升的过程中势能增加，所以机械能总量增加；C中拉力所做的总功W总＝Fs＝F·2h＝400N×2×2m[来源:中国教育出版网zzstep.com]＝1600J；D中P＝Wt总＝1600J400s＝40W．故正确答案为AD．例5工人师傅用起重机在20s内把质量为103kg的货物匀速竖直提高6m．g取10N／kg．求：[来源:中教网](1)货物的重力．(2)货物上升的速度．(3)起重机的功率．[来源:z*zs*tep.com]分析根据重力与质量的关系G＝mg可求货物的重力；已知高度和上升时间利用公式v＝s／t可求得速度；起重机做的功W＝Gh，功率的计算式为P＝W／t＝Gh／t，可求功率．解：(1)货物重力G＝mg＝103kg×10N／kg＝104N．[来源:中§国教§育出§版网](2)货物上升的速度v＝st＝ht＝6m20s＝0．3m／s．(3)起重机的功率P＝Wt＝Ght＝410N6m20s＝4610J20s＝3×103W．专题3动能、势能、机械能及其转化[来源:中国教育出版网zzstep.com]例6如图15－107所示的四幅图片是生活和生产中的场景，对其能量变化的描述中，错误的是()[来源:中.国教.育出.版网]A．甲图中，货物被举高后内能增加了B．乙图中，列车速度增大后动能增加了C．丙图中，握力计发生形变后弹性势能增加了[来源:zzstep.com]D．丁图中，飞机升空后重力势能增加了分析货物被举高后势能增加．故正确答案为A．例7下列情况中，物体的机械能保持不变的是()[来源:中教网]A．在没有空气阻力的情况下物体自由下落B．汽车从斜坡上匀速滑下C．物体在光滑的水平面上受拉力的作用，速度增大[来源:中国教育出版网zzstep.com]D．利用滑轮组将物体匀速提高分析A项中在没有空气阻力的情况下，物体自由下落，重力势能转化为动能，没有能量损失，机械能保持不变；B项中汽车从斜坡上匀速滑下，动能不变，但重力势能减小，[来源:z_zs_tep.com]总的机械能减小；C项中物体的重力势能为零，且始终保持不变，速度增大，动能增大，总的机械能增大；D项中物体在匀速上升的过程中，动能不变，重力势能增大，总的机械能增大．故正确答案为A．[来源:z+zs+tep.com]【解题策略】要判断机械能是否守恒有两种办法：(1)看整个过程，是否只有动能和势能的相互转化，若有其他形式的能参与了转化，例如内能，则机械能不守恒．[来源:中&国教&育出&版网](2)根据机械能的大小等于动能的大小和势能的大小之和，分别判断动能和势能的大小变化，再综合判断机械能是否守恒．例8在北京奥运会上，我国蹦床运动实现了零的突破，如图15－108所示为蹦床[来源:zzstep.com]运动员何雯娜从蹦床弹向空中表演技巧动作的过程，则此过程中运动员具有的()A．动能增加，势能减少B．动能增加，势能增加[来源:中教网]C．动能减少，势能减少D．动能减少，势能增加分析在向上弹的过程中，床的弹性势能转化为运动员的动能；腾空过程中，动能又[来源:中国教育出版网zzstep.com]转化为重力势能．故正确答案为D．专题4斜面、滑轮组、杠杆的机械效率例9芳芳和兰兰运用如图15－109所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率，在[来源:中#国教#育出#版网]全班交流实验结果时，老师提出：如果各组所用滑轮和绕绳子的方式不变，改变其他因素，是否会影响它的机械效率呢？大家积极思想，提出了各种猜想，概括起来有如下几种：猜想1：可能与匀速提升的速度大小有关．[来源:中,国教,育出,版网]猜想2：可能与被提升的钩码重有关．猜想3：可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重都有关．猜想4：可能与钩码被提升的高度有关．[来源:zzstep.com]芳芳和兰兰分别根据某个猜想进行了探究，实验记录如下表．(1)请帮助兰兰完成表中的一项计算．(2)请根据她俩的实验记录，分别在表中写出探究结果．[来源:中|国教|育出|版网](3)归纳她俩的实验探究，你所得到的结论是．表一：芳芳的实验记录物理量控制因素钩码重（N）绳端拉力（N）机械效率较小提升速度104.279.4%较大提升速度104.279.4%探究结果[来源:中国教育出版网zzstep.com]表二：兰兰的实验记录分析根据公式η＝WW有总＝GhFnh＝GnF可计算出兰兰的机械效率η＝1536≈83%．[来源:z&zs&tep.com]对芳芳记录的实验数据进行横向或纵向的对比分析可以看出，钩码的重力不变，且上升速度改变，机械效率不变．由兰兰记录的实验数据可以看出，上升速度不变，钩码的重力改变，机械效率改变．[来源:中,国教,育出,版网]答案：(1)83%(2)芳芳：(机械效率)与匀速提升速度的大小无关．兰兰：(机械效率)与物理量控制因素钩码重（N）绳端拉力（N）机械效率大致相同的提升[来源:中*国教*育出*版网]速度104.279.4%156.0探究结果被提升的钩码重力有关(钩码重力增大，机械效率提高或变大)．(3)实验装置不变，机械效率与匀速提升物体的速度大小无关，与被提升物体的重力有关(物体重力越大，机械效率[来源:中_国教_育出_版网]提高或变大)例10随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们的住房条件也得到了很大的改善．小明家最近购置了一套新房，为了帮助爸爸将重600N的装修材料运送到6m高的楼上，[来源:中+教+网z+z+s+tep]小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图15－110甲所示的材料搬运方案(其中每个滑轮重30N，绳子足够长，所能承受的最大拉力为250N，不计绳重及摩擦)．(1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力．[来源:中教网](2)小明爸爸观察了该装置后，他想：如果将该装置的滑轮位置颠倒(如图15－110乙所示)是否会更省力一些？请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确．[来源:z,zs,tep.com](3)求两种方案的机械效率之比．(4)综合分析评估两个方案，你认为：哪个方案更好一些？说明理由．解：(1)F甲＝1n(C物＋G动)＝13(600N＋30N)＝210N，[来源:中教网]因为210N＜250N，所以没有超过绳子的最大拉力．(2)如图15－110丙所示，F乙＝1n(G物＋G动)＝14(600N＋60N)＝165N，[来源:zzstep.com]由此可知小明爸爸的想法是正确的．(3)根据η＝WW有总＝有有额＝GGG物动物可得：12600N22600N30N600N21600N30N2GGGGGG物动物物动物ηη．[来源:中教网](4)由上述计算可知，小明的方案机械效率高，爸爸的方案较省力，但小明的方案比较安全，综合以上三个因素分析，小明的方案好．例11利用图15－111所示的杠杆将重为3N的物体缓慢匀速提高10cm，手的拉力[来源:中+国教+育出+版网]F为2N，手移动的距离s为30cm．则杠杆的机械效率为()A．22%B．33%C．50%D．67%[来源:z|zs|tep.com]分析扛杆提升重物时，对重物做的功为有用功，即W有用＝Gh＝3N×0．1m＝0．3J，拉力做的功为总功，即W总＝Fs＝2N×0．3m＝