2024年福建省中考物理一轮复习 课时13 机械效率 合理利用机械能

中考物理专项复习第四单元机械与人课时13机械效率合理利用机械能目录01.教材知识过关02.模拟考题01教材知识过关1.有用功、额外功、总功

提分指南1.有用功可理解为不用机械而直接对物体所做的功.2.额外功一般包括克服机械自重所做的功和克服机械间的摩擦所做的功.2.机械效率（1）定义：物理学中，________跟______的比值叫做机械效率.（2）公式：_

_______________.有用功总功

（3）几种常见简单机械的机械效率斜面水平方向滑轮组竖直方向滑轮组图示有用功总功斜面水平方向滑轮组竖直方向滑轮组机械效率提高效率的方法减小摩擦；增大斜面倾斜程度减小机械摩擦减小绳子摩擦；减小动滑轮重；增加物重续表易失分点1.现实中,使用任何机械都难免要做额外功,有用功总小于总功,所以机械效率总小于1.2.机械效率与功率是两个不同的概念,没有必然联系,功率反映的是力做功的快慢,机械效率反映的是使用机械做功时,力所做的总功中有用功的占比大小.1.能量：在物理学中，如果一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，能量简称能.提分指南1.能量是表示物体做功本领的物理量.2.能量的大小可以用能够做功的多少来衡量.一个物体能够做的功越多,它具有的能量就越大.3.物体做功的过程就是能的转化过程.物体做的功越多,说明某种能转化为其他形式的能越多.但是一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”,也不是“正在做功”或“已经做功”.如:山上静止的石头具有能量,但它没有做功,也不一定要做功.2.动能和势能动能势能重力势能弹性势能区别定义物体由于运动而具有的能叫动能物体由于受到重力并处在一定高度所具有的能叫重力势能物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能动能势能重力势能弹性势能区别影响因素物体的质量和运动速度（质量相同的物体,运动的

______

越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,

______越大,它的动能也越大）物体的质量和所处高度（物体的质量越大,高度越高,它具有的重力势能越大）物体的材料和弹性形变程度（物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能越____

）联系动能和势能在一定条件下可以相互转化速度质量大续表1.机械能及其转化机械能______

和

______

统称为机械能.其中势能包括重力势能和弹性势能.机械能单位是

______

,简称

____

,符号是_

_动能势能焦耳焦

机械能转化过程机械能守恒定律:如果只有动能和势能的相互转化,机械能的总和保持______升高降低增大减小不变续表2.常见的能量转化实例滚摆单摆人造地球卫星弓箭弹簧测力计滚摆单摆人造地球卫星弓箭弹簧测力计上升：动能转化为重力势能下降：重力势能转化为动能弓箭射出：弓的弹性势能转化为箭的动能挂上重物：重物的重力势能转化为弹簧的弹性势能续表类型1

滑轮组机械效率的计算

甲乙丙丁

2254800900

16150900450800100

变大（3）丙方式中，承担物重的绳子股数为___，丙方式中的机械效率______（选填“大于”“小于”或“等于”）乙方式中的机械效率.2等于

40432

类型2

斜面机械效率的计算

D

例3

[2023福建中考]

东南海域水质的改善，给了中华白海豚一个温馨的家.如图所示，下列说法正确的是(

)

BA.海豚跃出海面减速上升过程，动能不变B.海豚跃起到最高点时，重力势能最大C.海豚从高处落回海面过程，重力势能不变D.海豚在海面下加速下潜过程，动能变小[解析]

海豚跃出海面减速上升过程，质量不变，速度减小，动能减小，A错；海豚跃起到最高点时，质量不变，高度最高，重力势能最大，B正确；海豚从高处落回海面过程，质量不变，高度减小，重力势能减小，C错；海豚在海面下加速下潜过程，质量不变，速度变大，动能变大，D错.例4

[2023温州中考]

如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图.该过程中,滚摆处于甲、乙位置时(

)

DA.重力势能不同,动能相同

B.重力势能不同,动能不同C.重力势能相同，动能相同

D.重力势能相同,动能不同[解析]

分析题图，发现滚摆上升的最高点低于起点，说明滚摆在运动过程中机械能减小；甲、乙位置高度相等，滚摆的质量不变，故在甲、乙位置，滚摆的重力势能相等；滚摆在甲位置的机械能大于在乙位置的机械能，故滚摆在甲位置的动能大于在乙位置的动能.

2.机械能相互转化的判断步骤（1）明确研究对象和其运动过程;（2）明确研究对象都具有哪些形式的机械能（动能、重力势能、弹性势能）;（3）根据影响因素,判断研究对象所具有的各种形式机械能的变化情况,并根据变化情况确定谁转化为了谁.提分指南常见的机械能大小变化判断的实例（1）电梯中的乘客随电梯匀速上升时,乘客的动能不变,重力势能增大,机械能增大.（2）在水平路面上沿直线匀速行驶的洒水车正在洒水作业,洒水车的动能减小,重力势能减小,机械能减小.

实验器材滑轮若干、细绳、钩码若干、弹簧测力计、刻度尺（其中弹簧测力计和刻度尺属于测量工具）实验装置测量原理续表设计与进行实验续表设计与进行实验②探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系时,需使滑轮组提升数量相同的钩码,更换重力不同的动滑轮③探究同一滑轮组的机械效率与绳子股数的关系时，需控制滑轮、被提升物体的重力相同,改变绳子的有效股数3.本实验中多次测量的目的:寻找普遍规律,避免实验结论的偶然性续表实验结论1.其他条件相同时,提起的物体越重,滑轮组的机械效率越高2.其他条件相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低3.同一滑轮组,机械效率的高低与提升物体的速度、高度和滑轮组的绕线方式无关续表交流与评估1.绳子自由端方向向上时，拉力方向要沿竖直方向,否则会导致拉力偏大2.弹簧测力计要沿直线匀速拉动,使重物沿直线匀速上升,否则弹簧测力计的示数与绳子的拉力大小不相等3.不可以在弹簧测力计静止时进行读数,因为装置静止时各处的摩擦力和拉动时是不相等的,静止时弹簧测力计的读数偏小续表

实验次数140.11.80.3260.12.40.3340.11.40.5440.21.41.0【进行实验与收集证据】（1）在实验中,应尽量竖直向上______拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数.匀速【分析与论证】（2）第1次实验测得的机械效率约为_

_____.abc

增加物重越低无关（7）[2023成都模拟]

分析数据可得出结论:使用同一滑轮组，滑轮组的机械效率与物重的关系图像可能是下图中的___.BA.&1&

B.&2&

C.&3&

D.&4&

【交流与合作】（8）小明认为,实验过程中,若在弹簧测力计处于静止状态时读数,可使测得的拉力大小更精确.针对这种做法说说你的看法:__________________________.弹簧测力计静止时读数偏小

大（10）综合上述结论,提高机械效率的方法有:增大有用功或______（选填“增大”或“减小”）额外功.减小【拓展】（11）汽车作为一种机械，提高效率对节能减排具有重要意义.请结合通过该实验所得出的结论，写出下列两种提高效率方法所对应的提高滑轮组效率的方法.方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人.__________

.方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量.

____________

.增大物重减小滑轮重实验器材斜槽和水平面、质量不同的钢球、木块、刻度尺实验装置设计与进行实验1.转换法的应用:把钢球的动能大小转换成木块被撞出的距离的远近.木块被撞得越远,说明钢球的动能越大2.控制变量法的应用:①探究动能的大小与速度的关系时,需控制同一钢球从斜槽的不同高度处由静止开始释放,观察木块被撞出距离的远近②探究动能的大小与质量的关系时,需控制质量不同的钢球从斜槽的相同高度处由静止开始释放,观察木块被撞出距离的远近实验结论1.动能的大小只与物体的质量和速度有关2.速度一定时,物体的质量越大,动能越大3.质量一定时,物体的速度越大,动能越大交流与评估1.水平面不能太光滑,否则木块被撞出的距离太大,无法完成实验2.水平面不能太短,否则木块被撞出的距离太大,无法完成实验3.若水平面绝对光滑,木块被撞后将做匀速直线运动,无法得出实验结论续表例2

一题通关

兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?【猜想假设】

由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟

______有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟

______

有关.速度质量【进行实验与收集证据】（1）他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离.物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的动能越____.甲乙丙大[解析]

实验中，通过比较物块被撞击后移动的距离来判断金属球动能的大小，物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的动能越大【分析与论证】（2）分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是________________________________________________.

质量相同时，金属球（物体）的速度越大，动能越大[解析]

在甲、丙两题图所示的实验中，金属球的质量相同，由静止释放时所处的高度不同，即到达水平面时的速度不同，所以利用这两次实验探究的是动能与速度的关系.甲图中金属球达到水平面时的速度较大，物块被撞击的距离较大，所以可初步得出结论：当质量相同时，金属球（物体）的速度越大，动能越大.【交流与合作】（3）本实验使金属球获得动能的操作方法是__________________________.（4）让同一金属球分别从同一斜槽的不同高度由静止开始滚下,是为了探究动能的大小与______的关系.（5）让不同质量的金属球从同一斜槽的同一高度由静止开始滚下,是为了探究动能的大小与______的关系.（6）若斜槽光滑,金属球从斜槽顶端由静止滚到底部的过程中,其机械能______（选填“变大”“不变”或“变小”）.让金属球从斜槽上自由滚下速度质量不变（7）[2023潍坊中考]

若水平面光滑，______（选填“能”或“不能”）达到探究目的.不能（8）若在乙图的实验过程中,物块被撞后滑出作为水平面的木板,此时需要重做实验,甲同学建议换用同样的较长的木板,乙同学建议换一个较大的物块,丙同学建议降低金属球从斜槽上下落的高度.你认为应当采用____同学的建议.甲（9）根据实验现象可知,金属球撞击物块后,最终会静止在水平面上,有同学认为,这是因为金属的机械能凭空消失了,你认为该同学的观点正确吗?________,原因是____________________________________.不正确机械能不会凭空消失,而是转化成了内能【拓展】（10）用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车______（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的现象.超载[解析]

根据甲、乙两题图所示的实验可初步得出结论：当速度相同时，物体的质量越大，动能越大.故该结论可以解释汽车超载时危险性较大的现象.1.[2023龙岩质检]

如图所示,用两滑轮采用不同的绕绳方法,将同一重物匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦）,则(

)

AA.两装置的机械效率相同B.甲装置所做的额外功多C.甲装置更省力,机械效率更高D.乙装置更省力,绳子自由端移动的距离更短甲

乙

D

牵引力

（1）货物上升的平均速度；（2）升降机做的有用功；（3）升降机的机械效率.（3）升降机的机械效率.

（1）货物上升的平均速度；

（2）升降机做的有用功；

5.[2023杭州中考]

小金将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，不计空气阻力.小球从离开手后到落回手中之前，此过程中能量变化的分析，正确的是(

)

DA.动能先增大后减小

B.势能先减小后增大C.机械能先减小后增大

D.机械能保持不变[解析]

不计空气阻力，小球在上升和下落过程中，只受重力（隐含条件）作用，所以小球的机械能是守恒的．在上升阶段，小球的质量不变，速度减小，高度增大，所以动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；在下降阶段，小球的质量不变，速度增大，高度减小，所以动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能．故D正确．

甲乙C等于变化

02模拟考题建议用时:

30分钟基础过关一、选择题1.[2023连云港中考]

下列关于机械效率的说法正确的是(

)

DA.越省力的机械，机械效率越高B.做功越快的机械，机械效率越高C.所做有用功越多的机械，机械效率越高D.有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高

甲乙丙CA.绳端拉力的大小相同

B.绳子自由端移动的速度相同C.有用功相同

D.机械效率相同

C

甲乙

√[解析]

过程（克服）货物重力做的功能量转化正误叉车水平行驶货物在重力方向上没有移动距离，重力不做功叉车和货物的重力势能均不变，动能可能增大、减小或不变，没有将叉车的重力势能转化为货物的动能A、C错叉车匀速提升货物货物的动能不变，重力势能增大，没有将动能转化为重力势能B对，D错二、填空题

大大[解析]

硬币在上升的过程中，其质量不变，高度逐渐增加，故它的重力势能越来越大；下降过程中，其质量不变，速度逐渐变大，所以其动能越来越大.过木块.跳起的硬币在上升过程中重力