物理中考攻略——专题15___功和机械能(再修改)

1、专题15 功和机械能考点透视1.课标要求A知道机械功的概念和功率的概念。能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。B结合实例认识功的概念，知道做功的过程就是能的转化或转移的过程。C能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化。能用实例说明机械能和其他形式的能的转化。D.通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以相互转化。E理解机械效率。F了解机械使用的历史发展过程。认识机械的使用对社会发展的作用。2.命题导向本章内容主要考查功、功率、机械效率、机械能及其转化的知识，这些知识是初中物理力学内容的终结知识，综合性强，难度较大。本单元主要内容考查表现形式如下：1.关于功和功率的问

2、题。除了对基本物理概念和规律的考查外，特别注重过程和方法的考查。试题以人们常见的工作场景（绘图描述或文字描述）展示出来，让学生来识别哪些做功，哪些不做功，做多少功,有时需要对功或功率进行估算.2. 关于“机械效率”属于为数不多的理解层次的问题，因为当今社会是一个讲效率的时代。这类考题经常采用图像、图表与给出的一段“材料”相结合的方式，以功和能源为背景依托，并与社会新闻热点联系起来的命题，考察知识的应用能力和情感态度，十分引人注目。3.能量相互转化是自然界最基本、最重要的规律之一。命题人会广泛摘取“自然现象、机械生产、人类活动行为及物理中的典型事例”等背景材料，让考生判断、分析或归纳出能的相互转

3、化的本质。4.关于“测机械效率”的实验和“动能的大小”的研究，在全国中考卷中频频露面，其中一个是传统的重要力学实验，同时，探究“斜面的机械效率”与“动能的大小与什么因素有关”是开发挖掘创新探究的好材料。务必引起足够的重视。5.本单元的难点是功、功率、机械效率的综合性定量计算。从课标所列的五项内容不难看出，其涵盖内容丰富，是物理学中力学、热学、电学等进行大综合命题的切入部分，所占分值较高。学习时应该注意本章内容和其它部份的联系和融合。中考链接本章重点知识梳理(一)机械功:1.功: 做功必要因素:_ _ _；_ _。 计算公式:_。 单位:_。2.功率: 定义: _叫功率, 它是表示_的物理量。

4、公式:_; 单位:_ ;1千瓦=_瓦。3.利用机械做功：功的原理:_ _ _。机械效率：有用功：_； 额外功:_；总功：_ ； 机械效率:_；1的原因： 。(二)机械能:1.能的概念:_ 我们就说它具有能；能的单位_。2.机械能 动能:_叫动能，它的大小跟_和_有关. 重力势能:_叫重力势能，大小跟 和 有关。 势能: 弹性势能:_叫弹性势能。机械能:_。机械能的转化: 动能和势能是可以相互_的；在动能和势能相互转化的过程中，有摩擦等阻力，机械能的总量是_的；若没有摩擦等阻力，机械能的总量保持_。误区警示1.在判断力是否对物体做功时，不要误以为“运动的物体就一定有力对它做功”。应注意不做功的几

5、种情形：（1）物体不受力作用而移动距离（惯性）叫“不劳无功”。（2）物体受到力的作用而保持静止状态叫“劳而无功”。物体受到力的作用，且物体是运动的，但运动方向和力的方向垂直，也叫“劳而无功”。2. 不要误以为越省力的机械效率越高，功率越大的机械效率越高。利用机械做功时，机械效率的高低与是否省力无关，与功率的大小也无关。3.不要误以为被举高的物体具有的能量只有重力势能。如飞行的飞机是高处的物体，它具有的能不仅有重力势能，还有动能、内能。同样，不要误以为运动的物体只具有动能。如飞行的飞机是运动的物体，它具有的能不仅有动能，还有重力势能、内能。4.机械能守恒是有一定的条件的，那就是“只有动能和势能的

6、相互转化”。单摆、滚摆的运动，乒乓球的弹起落下，最终都静止了，即机械能变为零。这是因为物体在能量转化的过程中，克服阻力做功，损失了机械能，即机械能转化为其他形式的能（如内能等）。这并不意味着机械能不守恒，而怀疑机械能守恒的正确性。专题知识梳理答案：1.功:作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离。W=F·s 单位: 焦耳，1J=1N·m2.功率: 单位时间里完成的功 做功快慢 (3) W; 1033.利用机械做功： 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。对人们有用的功； 并非我们需要但又不得不做的功；有用功加额外功或动力对机械所做的

7、功； 有用功跟总功的比值；因在使用机械时，不可避免，由可知，即<1。(二)机械能: 1. 一个物体能够做功；J 。2.机械能 物体由于运动而具有的能叫动能， 速度、质量 被举高的物体具有的能，质量、被举的高度 发生弹性形变的物体具有的能， 动能和势能的统称。 转化 减小 不变命题解密【命题变化】变化利用功和功率的概念与公式进行计算，这也是最基础的定量考查。（2008 广安）俄制米26TS是世界上最大的重型直升机，它在四川地震灾区唐家山堰塞湖应急疏通工程完成后的撤离行动中，把重约14T的挖掘机在30s内匀速提升到距工地600m的空中，在这个过程中它对挖掘机所做的功是 J,功率是 W（g=1

8、0N/kg）。变化 将功和功率与简单机械知识综合起来考查，成为结合实际运用的命题内容。这样的考题有：(2008 宿迁) 一名工人用如图152所示的滑轮组提起450N的重物，绳自由端的拉力F 为200N，重物在5s内匀速上升了1m. 则拉力的功率是 W，滑轮组的机械效率是 .变化 关于功率的重要推导式P=Fv的推导与应用：（2008 安徽）一辆汽车在水平路面上匀速行驶（1）若汽车的牵引力用F表示，速度用v表示，发动机的功率用P表示，请你推导出F、v与P之间的关系式P=Fv（2）若汽车的发动机在90kW的额定功率下工作，此时汽车匀速行驶的速度大小为30ms，求牵引力F的大小和所受阻力f的大小。图1

9、5-3变化以体育运动为背景命题来考查学生对功的知识的掌握情况，是近年来功和机械能部分考试题目的一个热点。(2008 江门) 如图15-3所示，小明在跑步机上锻炼身体设他在跑步机上以5ms的速度匀速跑动30min，跑动的总动力为40N求：(1)他在这段时间内相当于跑了多少路程? (2)他在这段时间内做了多少功?(3)他做功的功率是多少? 变化 将功的计算与力学部分的其他内容（如压强，力的平衡等）结合命题，是命题人的创新手段。这类题能考查学生的综合运用能力。 (2008 黄石)一辆质量为1.5t的小货车，载有质量为0.8t的货物，四个车轮与地面接触的总面积为0.1m2，若小贷车在4000N的牵引力

10、的作用下滑平直公路匀速行驶500m，所用时间为40s，(取g10Nkg)。 求：（1）小货车对地面的压强； (2)小货车所受阻力的大小； (3)牵引力做的功和牵引力的功率图15-4变化 通过考查功率的测量来考查对功率的概念和计算的理解，也是命题人常用的命题方向。（2008 桂林）如图图15-4所示，要粗测小明同学做“引体向上”时的功率。下面所列的物理量中，不需要测量的是（）A他的质量 B单杠的高度C每次身体上升的高度 D做“引体向上”的时间【范例二】机械和机械效率的考查涉及力学的主要内容，关于机械效率的综合性计算与应用，既能考查力学知识的掌握，又能考查分析解决实际问题的能力。图15-5(200

11、8 达州)在不计绳重和摩擦的情况下利用如图15-5所示的甲、乙两装置分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度（每个滑轮重相同），若用甲，乙表示甲、乙两装置的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功。则（ ） A、甲乙，W甲W乙 B、甲乙，W甲W乙 C、甲乙，W甲W乙 D、甲乙，W甲W乙 解答思路无论用哪种方法提起物体，所做的有用功都等于克服物体的重力所做的功，所以所做的有用功相等，在不计绳重和摩擦时，额外功来自于提升动滑轮所做的功，动滑轮重相等，上升高度一样，则额外功也相等，故总功相等，所以两装置机械效率和拉力所做的功都相等。本题主要从滑轮组的绕法不同去混淆考生，应特别注意滑轮组的机械效率与省力情况

12、无关。命题变化变化有关考查有用功、额外功和总功的命题。在计算机械效率时，关键在于要分清楚有用功、额外功和总功。（2008 襄樊）一台抽水机的功率为10KW，利用它将54m3的水抽到20m高的水塔上共用了0.5h那么该抽水机做的有用功、总功和机械效率分别是多少?(g取10N/Kg)变化关于斜面机械效率的计算的命题。(2008梅州)将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面的顶端。已知沿斜面所用的推力是300N，斜面的机械效率是75，则推力做的总功为_J，推力做的有用功为_J，物体所受的重力为_N。变化从综合的角度，全面考查滑轮组提升重物时的机械效率问题。图15-6 (2008攀枝花)如图15-

13、6甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。 (1)每个滑轮重多少N?(2)绳子能承受的最大拉力是多少N?(3)当滑轮组的机械效率为80时，物体重多少N?解答思路在分析和解答有关滑轮组提升重物时的机械效率的综合问题时要注意：（1）一般地，将W有用=Gh，W总=Fs,s=nh代入机械效率计算式得,（2）若不考虑摩擦和绳重，则滑轮组机械效率可变为，（3）同一滑轮组，载重越大，机械效率越大。在本试题中第一问可先根据图像知，当G物 =200N时

14、=50%，代入求得动滑轮总重，再求出每个滑轮重。第二问又由图像知当G物 =1800N时绳被拉断,根据此时重物重和动滑轮重求出机械效率，再根据求出F，即为绳子的最大拉力。第三问中=80%，G动不变，代入求出G物。变化考查利用滑轮组拉动物体水平运动时的机械效率问题。(2008连云港)如图15-7是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75。若人以0.5m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库，g取10N/kg,。求在此过程中：图15-7（1）人做的有用功为多大？ （2）人的拉力为多大？（3）人拉

15、力的功率为多大？解答思路如果滑轮组不是用来提升物体，而是用来拉动物体水平运动，则不能用来分析与计算，应该用 （f为物体受到的阻力）来分析计算。 【范例三】考查动能、重力势能、弹性势能、机械能的概念及其转化的判断，明确影响各种形式机械能的因素是关键。（2008荆州）跳水运动是奥运会的正式比赛项目，我国运动员在该项目上一直处于国际领先地位。比赛中，跳水运动员从腾空跳起向上运动后再向下落入水中，若不计空气阻力，在整个空中运动过程中，运动员的（ ）图15-8A动能先减小后增大，重力势能先增大后减小，机械能不变B动能先增大后减小，重力势能减小先后增大，机械能不变C动能先减小后增大，重力势能先增大后减小，

16、机械能增大D动能先增大后减小，重力势能先减小后增大，机械能减小解答思路运动员从腾空跳起到落入水中，高度先增大后减小，速度先减小后增大，因不计空气阻力，只有动能和势能的相互转化，故动能先减小后增大，重力势能先增大后减小，机械能总量不变。命题变化 变化古诗中的物理知识.（2008黄石）唐诗中有“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”的诗句，从物理学的角度来看，前一句生动形象地表明黄河水存储着大量的 能，后一句表明长江水具有大量的 能 变化 命题者紧扣时事，瞄准时事与初中物理知识的结合点命题。(2008 宜昌)四川汶川地震造成的唐家山堰塞湖水位不断上升，水的  能增大，若一旦溃堤，奔流而下的

17、水所具有的 能会给下游造成巨大的损失。变化解释过山车势能和动能的转化 （2008河北）阅读短文，回答问题：过 山 车图15-9当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭”呢? 过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能。过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的势能不断减小，动能不断增大；由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低(如图15-9所示)。 像所有列车一样，过山车也安装了机械

18、制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。 (1)过山车通过A点向上运动过程中，动能 (选填“变大”、“变小”或“不变”)； (2)后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，是由于过山车运动过程中，将部分机械能转化为 ；(3)过山车旅行过程中，遇到紧急情况能够准确停下来，是由于 ；(4)过山车第一次下行后，是利用 作为“发动机”的；在生产与生活中，与过山车利用了相同“发动机”的有 (举一例即可)。【范例四】科学探究是新课程的新内容。试题紧扣科学探究的七个要素，考查其中的一个或几个方面，有利于倡导学生养成乐于探究的兴趣和习惯，培养学生的科学探究精神。（2008福州）某实验小组在

19、“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图图15-10中的甲、乙、丙所示。次数钩码重GN钩码上升高度hm有用功W有用J测力计拉力FN测力计移动距离Sm总功W总J机械效率1201020903027741%2401041603048838%34011105055图15-10（1）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越_。（2）第3次实验中所做的有用功是_J，机械效率是_（3）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功_（选填“增大”或“减小”），因而由第2、3次实验可知：滑轮组

20、的机械效率与动滑轮自重大小有关。（4）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，_额外功（选填“增大”或“减小”）。解题思路“测量滑轮组机械效率”（1）首先是会正确测量力对物体做的有用功（如拉力对钩码做功）和总功（拉力对绳自由端做功，然后利用公式来计算机械效率。（2）在实际分析数据的过程中，首先找出相同的物理量（即控制变量），然后观察另一物理量的变化与发展趋势。如比较实验1与实验2时，它控制的变量是相同的滑轮组（额外功相同），其不同的是它们提升重物重力不同（有用功不同），因而它们的机械效率不同。（3）在分析表中数据的基础上得出提高滑轮组机械效率的方法 变化 斜面也是简单机械，对斜面机械效率

21、进行探究性考查。如：(2008荆门)学习了机械效率知识后，全班同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想：A.斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关；B.跟斜面的粗糙程度有关；C.跟斜面的长度有关；D.跟物体的重力有关。小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计方案并进行了探究，下表反映了他的探究过程。次数斜面倾角斜面粗糙程度物重G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长S/m有用功W有/J总功W总/J机械效率（%）30°粗糙10.50.710.50.730°稍光滑10.50.610.58345°粗糙10.70.910.978（1）请你替

22、小刚在上表中的空格处填上适当的数据（小数位参照表中相关数据）。（2）通过对比实验数据，可验证猜想_（填写字母）。（3）通过对比实验数据，可以得出的探究结论是：当其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越_。（4）若要验证猜想D，应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和_不改变。变化对“探究物体动能大小与哪些因素有关”问题的考查。（2008威海）小明为了探究动能的大小与哪些因素有关，他设计了如图15-11甲、乙所示的实验，图15-11（1）让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。（2）让不同质量的

23、两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。上述甲、乙两组实验中：（1）要探究动能与物体运动速度的关系应选用 图，选择的理由是： 。（2）乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是 。（3）甲、乙两组实验可以得出的结论是 。专题15 功和机械能水平测试题一、单项选择题1（2008宜昌）下列关于功率的说法中，正确的是A物体做功越多，功率越大 B物体做功时间越短，功率越大C物体做功越快，功率越大 D物体做功时间越长，功率越大2（2008江苏南京）图所示的事例中，物体机械能增加的是3（2008荆州）粗糙水平面上有一个

24、重为100N的物体，用10N的水平推力使其以3ms的速度沿力的方向匀速运动了10s，则此过程中A重力做了3000J的功B推力的功率为30WC推力做了1000J的功D摩擦力为100N4 . (2008黄冈) “嫦娥一号”靠近月球后，点燃发动机，向运动前方喷出火焰，进行太空刹车减速。：下列说法正确的是： A、刹车过程中，受到的是平衡力 B、刹车过程中，其动能在增大C、刹车过程中，说明力可以改变物体的运动状态 D、刹车过程中，机械能转化为化学能5（2007宜昌）现要利用斜面将木箱拉上汽车，下列做法中可以提高斜面机械效率的是A以较快的速度拉木箱盛 B以较慢的速度拉木箱图15-1C减小斜面的倾斜程度 D

25、增大斜面的倾斜程度6(2008柳州北海)如图15-1所示，用滑轮组把重为200N的货物提到9m高的楼上，所用拉力为80N则总功和滑轮组的机械效率分别是 A1800J 83.3 B2160J 83.3C1400J 80 D1800J 807(2007咸宁)如下图所示的四种情景中，福娃对物体做功的是图15-28（2008宁夏）如图15-2所示，用动滑轮把一个物体匀速拉起，不计摩擦，则下列说法中正确的是A动滑轮的质量越大，机械效率越高B拉起的物体质量越大，机械效率越高C拉起物体的速度越大，机械效率越高图15-3D物体被拉起的越高，机械效率越高9.（2008镇江）在大型游乐场里，小明乘坐如图15-3所

26、示匀速转动的“摩天轮”，正在向最高点运动，对此过程，下列说法正确的是（ ）A小明的重力势能保持不变 B小明的动能保持不变C小明的机械能守恒 D小明的机械减少甲乙图15-410（2007黄冈）小文同学采用如图15-4所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上，其中说法正确的是A甲种方法克服重力做功多B乙种方法更省力C两种方法机械效率相等D两种情况下，货物机械能都增加二、填空题图15-511(2008南充)在抗震救灾中，空降部队的战士空降到汶川。战士在跳伞时如果在空中未打开伞，且加速下降(不计空气阻力)他的动能 ，势能 。如果伞打开后，战士匀速下降，则此时他的机械能 。(三个空均选填“增大”

27、、“减小”或“不变”)12（2008河南）为了省力，工人师傅常用图15-5所示的斜面把物体搬运到汽车上。设斜面长为s，高为h，把重为G的物体沿斜面匀速推到车上所用力的大小为F，则搬运物体所做的有用功为 ，该斜面的机械效率为 ×100%（用题中代表各物理量的字母表示）。图15-613( 2007攀枝花)如图15-6所示，小明分别用甲、乙 两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为2(若不计绳重与摩擦)，则W1_W2，1_2(填“大于”、“小于”或“等于”)。图15-314（2007黄石）东风牌汽车在平直的公路上匀

28、速行驶160m，所用时间为10s，若此时卡车所受的牵引力为5000N，则这段时间内牵引力所做的功为_J，牵引力的功率是_W。图15-715(2008黄冈)建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料（如图15-7）。绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6 x 103N ，不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦，一次最多能起吊N 的建筑材料，实际使用该滑轮组最多只能吊起5.4 x 103N 的建筑材料，且将建筑材料1s 内匀速吊起了lm , 起重机的功率是 W ，机械效率为 。若吊起的建筑材料重力减小，机械效率将 。（“增大”、“减小”或“不变” )图15-816（2008太原市）图15-8为某建筑

29、工地搬运建筑材料的装置。图中滑轮D与滑厢相连，滑轮A固定在地面上，钢丝绳的拉力由电动机提供。在此装置中，滑轮A的作用是_。已知滑厢和滑轮D的总质量为m1，厢内建筑材料的质量为m2，滑厢与地面的接触面积为S。当拉力大小为F时，滑厢仍静止在地面上，此时滑厢对地面的压强P_（用文中字母表示）。当拉力增大为F时，滑厢匀速直线上升，在此过程中，滑轮组的机械效率将_（选填“变大”、“不变”或“变小”）。（不计绳重和摩擦）图15-917如右图15-9所示，物体A重100N，B重60N，当B匀速下降时，A受桌面的磨擦力是_N,若在物体A上施加一个水平向左的拉力F,使B以0.1m/s的速度匀速上升,则拉力F在2

30、s内做的功是_J（不计绳、滑轮重及磨擦）。三、实验与探究18（2007宜昌）为了探究重力势能与哪些因素有关，现有大小不同的实心铁球各一个、大小相同的实心铁球和实心玻璃球各一个、橡皮泥等在探究重力势能与高度的关系时，应选用_，分别从不同的高度自由落下；在探究重力势能与质量的关系时，应选用_，分别从相同的高度自由落下19（2008南通）小明骑自行车上学途中，要经过一段上坡路他思考：物体冲上斜坡的最大距离可能与哪些因素有关呢?(1)他发现车子的初始速度越大，冲上斜坡的最大距离就越长这是因为车子的初始速度越大，它的初始动能也越大，上坡过程中增加的_就越大(2)他进而又提出两个猜想：猜想一：物体冲上斜坡

31、的最大距离可能与物体的质量大小有关；猜想二：物体冲上斜坡的最大距离可能与斜坡的倾角大小有关为了验证猜想一，他将与水平面平滑连接的长木板以一定的倾角固定，如图甲所示实验时为了让不同质量的小木块以相同的初始速度滑上长木板，请你在甲图中的虚线框内为小明设计一实验装置，并说明使用该装置进行实验时的操作要点：_小明发现当不同质量的木块以相同初始速度滑上长木板时，向上滑行的最大距离均相同这说明猜想一是_(选填“正确”或“错误”)的在验证猜想二的实验中，小明让一木块以相同的初始速度分别滑上不同倾角的长木板，测得的数据记录如下表：次数12345木板倾角10°30°53°75°85°向上滑行的最大距离s/m050040036039043 根据表中数据，请在图乙中描点作出s图象由图象可知木块向上滑行的最大距离s与倾角的定性关系是_20题图20（2008巴中）某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图。 实验次数物理量l23钩码重GN446钩码上升高度hm0.10.10.1绳端拉力FN1.81.42.4绳端移动距离sm0.30.50.3机械效率745783 (1)从表中数据可分析出实验1是用图做的实验，实验2是用图做的实验