中考物理總復習第一編教材知識梳理篇第一部分力學第七講機械與人二功和能精講習題.docx

(二)功和能,貴陽三年中考命題規(guī)律)年份題型題號考查點及如何考查分值總分2016實驗探究題27考查動能和勢能相互轉化，影響動能、勢能大小的因素。9分9分2015選擇題12機械能：考查了小球在弧形軌道上從左側滾動到右側最高位置時，返回滾動到左側最高位置時具有的機械能。3分3分2014選擇題5動能和勢能大小的變化：考查了機械能的轉化、內能的改變、二力平衡的知識。3分作圖題18動能的影響因素：考查了動能和勢能轉化過程的分析及動能隨運動距離變化圖像的畫法。2分,5分分析上表可知：貴陽三年中考中對“功和能”的考查主要是以機械功與機械效率的綜合計算、動能與勢能大小的變化、動能的影響因素、能量的轉化的形式出現(xiàn)。,貴陽五年中考真題演練) 功與力和速度的綜合應用1(2012貴陽中考33題6分)一重力G2.5103N的雨滴從高空由靜止開始豎直落下(不計橫向風的影響)，設雨滴下落過程中受到的空氣阻力F阻與下落速度的平方(v2)成正比，關系為F阻kv2，其中k為常數(shù)，且k1104Ns2/m2。求：(1)該雨滴勻速下落時所受空氣阻力的大小。(2)若雨滴勻速下落的距離為400m，則這個過程中重力對雨滴做的功為多少焦？(3)雨滴勻速下落時的速度為多少？解：(1)勻速下落，二力平衡F阻G2.5103N。(2)WGh2.5103N400m1J。(3)v5m/s。功與機械效率的綜合應用2(2015貴陽適應卷)如圖所示，工人利用滑輪組以625N的拉力將重1000N的水泥勻速提高2m。則此過程中，工人拉力做的功是_2500_J；該滑輪組的機械效率是_80%_；工人對地面的壓力與其重力相比要_小_(選填“大”或“小”)。思路點撥：利用滑輪組提升重物時，拉力F做總功，被提升物體的重力G做有用功，則機械效率等于有用功與總功比值的百分率。由于工人提升重物時受到了繩子對他有一個向上拉力的作用，則工人對地面的壓力要比其重力小。解析：工人做的總功為W總Fs2Fh625N22m2500J，利用滑輪組做的有用功為：W有Gh1000N2m2000J，使用滑輪組的機械效率為100%100%80%，工人對地面的壓力小于他的重力。功與機械能的綜合3(2013貴陽中考22題3分)將一物塊靜置于斜面上A點，此時物塊的機械能為12J。放手后，物塊沿斜面滑下，并在水平面上滑行至B點停下，如圖所示，整個過程中有_重_力和_摩擦_力對物塊做功。若將物塊沿原路剛好推回A點，則要對它做_24_J的功。思路點撥：物體從A點滑下底端過程中重力做了功，物塊在水平方向從底端滑行B點的過程中是摩擦力做了功。若物塊沿原路剛好推回A點的過程中動能轉化為重力勢能，要對它做二倍的功，即24J。動能與勢能相互轉化4(2016貴陽中考改編)海若同學騎自行車來到一段上坡路，她發(fā)現(xiàn)即使不踩踏板，自行車也能沖上斜坡一段距離。幾次試驗，她發(fā)現(xiàn)在坡底時的速度越大，自行車沖上斜坡的距離就越遠。自行車沖上斜坡的最大距離與哪些因素有關呢？海若同學提出了下列猜想：A與其運動到坡底時速度的大小有關；B與其在斜坡上受到摩擦力的大小有關；C與其質量的大小有關。為了驗證猜想，海若將一左側光滑，右側粗糙的弧形軌道固定在水平桌面上，并用小球模擬自行車，如圖所示。將小球從左側軌道某位置自由釋放，小球沿軌道向下運動，繼而沖上右側軌道，測出小球在右側軌道運動的最大距離s。(不計空氣阻力)請你作答以下問題：(1)小球在軌道上釋放后會加速向下運動，是由于小球受到_重_力的作用；小球沖上右側軌道的過程中，它的_動_能轉化為重力勢能和_內_能。(2)海若將同一小球從左側軌道的不同高度釋放，分別記下小球沖上右側軌道的最大距離s，這是為了探究猜想_A_(選填“A”“B”或“C”)。(3)在探究猜想C時，海若將質量不同的小球由左側軌道相同高度自由釋放，分別測出它們在右側軌道運動的最大距離s，數(shù)據(jù)如下表所示：實驗次數(shù)12345小球質量m/g2030405060小球沖上軌道的最大距離s/cm30.130.229.829.930.1根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可得出的結論是：小球沖上軌道的最大距離與小球的質量_無關_。小球在右側軌道上運動的最大距離相同，即表示小球能到達的最大高度相同。某同學由此分析認為：_“以上各次小球從左側軌道滾到底端時速度相同，那么質量大的小球此時動能就大，則它沖上右側軌道的高度一定越高。_”。這位同學的觀點是否合理？_不合理_。原因是：_跟以上實驗結果不符，違背能量守恒定律_。機械能的大小5(2015貴陽中考12題3分)如圖所示，材質均勻的弧形軌道固定在水平面上，將小球置于軌道的頂端A點，小球具有的機械能為100J。讓小球從A點由靜止?jié)L動到右側軌道的最高位置B點時，小球具有的機械能為80J。隨即小球向左側滾動，當滾動到左側所到達的最高位置時，它具有的機械能可能是(不計空氣的阻力)(B)A80J B70J C60J D50J思路點撥：小球從左側的A點沿軌道滾動到右側B點時，機械能減少20J。其原因是有20J的機械能轉化為內能而損失掉。當小球從右側的B點沿軌道滾動到左側最高點時，有10J的機械能轉化為內能而損失掉，故小球的機械能可能是70J。機械能產生的負面作用6(2012貴陽中考10題3分)任何事物都有正反兩個方面。對于我們的生活，機械能有利也有弊，有時要主動利用機械能為我們服務，有時卻要防止機械能產生負作用。在如圖所列舉的事例中，是防止機械能產生負作用的是(A),),),),)解析：飛機降落時打開減速傘讓飛機盡快停止是防止機械能產生負面作用，故A選項正確；利用撐桿的彈性勢能將人彈起是利用了機械能，故B選項錯誤；風力發(fā)電，將風能轉化為電能，是利用了風的機械能，故C選項錯誤；水利發(fā)電，將水的機械能轉化為電能，是利用了水的機械能，故D選項錯誤。動能隨距離變化的圖像作圖7(2014貴陽中考18題2分)總長為l的橡皮筋一端固定在O點，另一端懸掛一個小鋼球，將鋼球從O點釋放，鋼球運動到A點后開始向上返回，O、A兩點間距離為2l，如圖所示請畫出鋼球從O點運動到A點的過程中，其動能隨運動距離變化的大致關系圖像。解析：橡皮筋長為l，小球從初始狀態(tài)下降至l過程中，重力勢能轉化為動能，小球做加速運動，動能逐漸變大；小球從l繼續(xù)下降至2l過程中，受到橡皮筋的拉力作用，速度逐漸減小，最后變?yōu)榱悖瑒幽苻D化為橡皮筋的彈性勢能，最后動能為零；動能隨運動距離變化的大致關系圖像如圖。,中考考點清單)功和功率(高頻考點)1力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積叫做_機械功_，簡稱_功_。2做功的兩個必要的因素：一是_作用在物體上的力_；二是_物體在力的方向上通過一段距離_。3功的計算公式：_WFs_，式中F表示作用在物體上的力，s表示物體在力的方向上通過的距離，W表示力對物體做的功。在國際單位制中，功的單位是_焦耳_，簡稱_焦_，用符號_J_表示。4在物理學中，把一段時間內做的功與_做功所用的時間_的比叫做功率，用符號_P_表示，功率是表示物體_做功快慢_的物理量，功率的計算公式是_P_，功率的國際單位制單位是_瓦特_，簡稱_瓦_，用符號_W_表示，1W1J/s。機械效率1人們利用機械工作時，對人們有用的那部分功叫做_有用功_；對人們沒有用，但又不得不做的那部分功叫做_額外功_；拉力(或動力)所做的功叫做_總功_。2我們把有用功和總功的比值叫做_機械效率_，其計算公式為_100%_。由于機械效率是一個比值，所以機械效率沒有_單位_，又由于有用功總小于總功，因而機械效率總_小于1_。3_減小額外功_或_增大有用功_等都是提高機械效率的有效方法。如：_減小機械摩擦_、_減輕機械的重力_或_增大機械所提重物的重力_。常見機械的機械效率的計算及影響因素(1)杠桿影響杠桿額外功的因素有杠桿重和摩擦。提高杠桿機械效率的方法，減小杠桿重、減小摩擦(在轉軸上加潤滑油)、增大物重。(2)滑輪組(豎直方向)100%100%100%，若不計摩擦，則100%100%100%。影響滑輪組額外功的因素有動滑輪重和摩擦。提高滑輪組機械效率的方法：減小動滑輪重、減小摩擦(在轉軸上加潤滑油)、增大物重。(3)斜面100%100%。影響斜面額外功的因素是物體與斜面間的摩擦。提高斜面機械效率的方法：減小物體與斜面間的摩擦、增大斜面的傾斜程度。機械能(高頻考點)1如果一個物體能夠對別的物體_做功_，我們就說這個物體具有能量，簡稱_能_。能量的單位是_焦耳_，簡稱_焦_，用符號_J_表示。2物體由于_運動_所具有的能叫做動能。質量越_大_，速度越_快_，則物體的動能越大。3(1)物體由于_高度位置_所具有的能叫做重力勢能。質量越_大_，被舉得越_高_，則物體的重力勢能越大。(2)物體因_發(fā)生彈性形變_而具有的能叫做彈性勢能。彈性形變越_大_，則物體的彈性勢能越大。4_動能_和_勢能_統(tǒng)稱為機械能，動能和勢能可以相互_轉化_。5在自然界中，可供人類直接利用的機械能有_風_能和_水_能。,中考重難點突破)功和功率【例1】(2014鹽城中考)體重相同的小紅和小田從一樓爬到五樓，她們同時出發(fā)，小紅先到，小田后到，此過程中()A小紅做功多B小田做功多C小紅的功率大 D小田的功率大【解析】由WGh公式可知從一樓爬到五樓時做相等的功W，再由P公式，完成相等的功，用的時間越短，他的功率越大?！敬鸢浮緾1.(2014廣州中考)如圖甲、乙所示，用大小相等的拉力F，分別沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和運動方向始終一致，運動時間tabtcd，運動距離sabscd，比較兩種情況下拉力所做的功和功率(B)Aab段做功較多Bab段與cd段做的功一樣多Cab段功率較大Dab段與cd段的功率一樣大2.(2016河南中考)在“大力士”比賽中，需要把一質量m400kg，邊長l1m，質量分布均勻的立方體，利用翻滾的方法沿直線移動一段距離，如圖所示。g取10N/kg。求：(1)立方體靜止時對水平地面的壓強；(2)翻滾立方體時，使立方體一邊剛剛離開地面，所用最小力F的大小；(3)“大力士”用翻滾的方法使立方體沿直線移動了10m，用時20s，“大力士”克服立方體重力做功的功率。解：(1)立方體對水平地面的壓力F壓Gmg400kg10N/kg4000N，受力面積S1m1m1m2，立方體對水平地面的壓強p4103Pa。(2)根據(jù)杠桿平衡條件得Fl1Gl2，代入數(shù)據(jù)得FN1.41103N。(3)立方體翻轉一次克服重力做的功W0Gh4000Nm828J，立方體移動10m需要翻滾10次，則翻滾10次做功的功率P414W。機械效率【例2】(2016安順中考)如圖所示，杠桿在豎直向下拉力F的作用下將一物體緩慢勻速提升。下表是提升物體時采集到的信息：物重G(N)OA(m)OB(m)A端上升的高度h/mB端下降的豎直距離s/m400.80.40.20.1(1)若不計杠桿自重和摩擦，則拉力F的大?。?2)若實際拉力F為90N，求拉力做的總功及杠桿的機械效率。(機械效率保留三位有效數(shù)字)【答案】(1)FOBGOA，F(xiàn)G40N80N。(2)克服物體重力做功為有用功W有Gh8J，克服摩擦、杠桿重力做功為額外功，在B端做功為總功W總Fs90N0.1m9J，100%100%88.9%。3.(2015雅安中考)如圖是某建筑工地上使用的塔式起重機。在一次操作過程中起重機將質量為500kg的建筑材料豎直提升了12m，用時15s，求：(g取10N/kg)(1)所提建筑材料受到的重力；(2)起重機提起建筑材料所做的功；(3)提升過程中該起重機的電動機功率為8kW，那么提升過程中塔式起重機的機械效率是多大？解：(1)Gmg500kg10N/kg5000N；(2)WFsGh5000N12m6104J；(3)W總Pt8103W15s1.2105J，100%100%50%。4(2016濱州中考)(多選)利用四個相同的滑輪，組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，用同樣的時間，把質量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分別為F甲、F乙，拉力做的功分別為W甲、W乙，拉力的功率分別為P甲、P乙，機械效率分別是甲、乙(忽略繩重與摩擦)，下列關系式正確的是(AD)AF甲F乙甲乙BF甲F乙甲乙CW甲W乙P甲P乙DW甲W乙P甲P乙機械能【例3】(2014濰坊中考)(多選)在索契冬奧會上，我國選手賈宗洋在自由式滑雪比賽中獲得銅牌，他在比賽過程中運動的軌跡(abcde)如圖所示，如果不計空氣阻力，則賈宗洋()A從a點下滑到b點過程中，動能增加B從b點運動到c點過程中，重力勢能增加C在c點的機械能等于在d點的機械能D在d點的重力勢能等于在c點的重力勢能【解析】從a點下滑到b點過程中，高度減小，重力勢能減小，速度增大，動能增大，重力勢能轉化為動能，故A正確；從b點運動到c點過程中，高度增加，重力勢能增大，速度減小，動能減小，動能轉化為重力勢能，故B正確；從c點下落到d點過程中，在不計空氣阻力的情況下，機械能保持不變，故C正確；d、c兩點高度不同，則重力勢能不同，故D錯誤。【答案】ABC5.(2016安順中考)如圖所示，光滑軌道MNP固定在豎直平面內，NP段水平。一小球從M點由靜止釋放運動到P點的過程中，動能、勢能的變化情況是(忽略空氣阻力)(D)AM到N的過程中，勢能不變BM到N的過程中，動能減小CN到P的過程中，勢能增大DN到P的過程中，動能不變6.(2016安徽中考)如圖所示，把重力為600N的物體勻速推到斜面頂端，斜面長為3m，高為0.9m，實際推力為300N，那么物體與斜面之間的摩擦力是_120_N，斜面的機械效率是_60%_。,中考實驗突破)探究動能的大小與什么因素有關【例1】在研究物體的動能與哪些因素有關的實驗中，小華首先猜想：A物體的動能可能與物體的質量有關B物體的動能可能與物體的速度有關C物體的動能可能與物體的材料有關為了驗證猜想，小華設計了以下探究實驗：讓小球從斜面上某一高度靜止釋放，撞擊靜止在水平面上的木塊，實驗過程如圖甲、乙、丙、丁所示。圖中m1m2、s1s2、s1s3、h1h2，水平面上所用的木塊是同一木塊。(1)小華通過比較甲和乙得出猜想_(填猜想序號)是正確的。(2)小華通過比較_兩次實驗，得出猜想A是正確的。(3)你認為通過比較_兩次實驗，可以驗證猜想C是錯誤的。(4)小華在本次實驗中是通過觀察_來判斷小球動能大小的?！敬鸢浮?1)B；(2)甲、丙；(3)甲、??；(4)木塊移動距離大小【方法技巧】此題是探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗，考查了轉換法和控制變量法在實驗中的應用及控制速度的方法，同時考查了動能與物體速度的關系，在總結結論時注意控制變量，也涉及了物理中的其他研究方法，要注意理解和區(qū)別。測量滑輪組機械效率命題點：1實驗原理(100%)2彈簧測力計拉動方式(勻速豎直向上運動，保證拉力等于彈簧測力計的示數(shù))3彈簧測力計的讀數(shù)(讀數(shù)時，視線要與指針水平且與刻度板面垂直)4有用功、總功、機械效率的計算5繩子自由端移動的距離和物體上升高度的關系(snh，n為承擔重物的繩子股數(shù))6控制變量法的使用(如果影響機械效率的因素有多個，要探究機械效率與某個因素的關系，需要先控制其他幾個因素不變)7提高機械效率的方法(用同一滑輪組，吊起數(shù)量不同的鉤碼，數(shù)量越多，滑輪組的機械效率越高；鉤碼的數(shù)量相同，用重力或數(shù)量不同的動滑輪將鉤碼吊起，動滑輪越輕，滑輪組的機械效率越高)8分析數(shù)據(jù)總結結論【例2】如圖所示，在“測滑輪組機械效率”實驗中，若物體重6N。(1)實驗時沿_方向拉繩子自由端最省力，且應