中考物理重難點07 機(jī)械功 機(jī)械能 （解析版）

專項三機(jī)械和功重難點07機(jī)械功機(jī)械能知識梳理知識梳理一、機(jī)械功1．機(jī)械功：一個力作用在物體上，且物體沿力的方向通過了一段距離，物理學(xué)上稱這個力對物體做了機(jī)械功，簡稱做了功。。2．公式表達(dá)：，條件：F與s必須是在同一條直線上。功的單位是“焦耳”（J）。把兩個雞蛋舉高1m所做的功大約是1J；3．機(jī)械功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過的距離。不做功的三種情況①力不為零，在力的方向上通過的距離為零；②距離不為零，作用在物體上的力為零；③力和距離都不為零，但力和距離的方向垂直。4．功率：描述物體做功快慢的物理量，單位時間內(nèi)做的功叫做功率。注意：功率大的做功一定快，做功不一定多。5．公式表達(dá)：P=W/t，當(dāng)物體做勻速運(yùn)動時，。6．功率的單位是瓦特（W），常用單位是千瓦（kW），1kW=1000W二、機(jī)械能：1．物體能夠做功，表示這個物體具有能或具有能量2．動能：物體運(yùn)動時具有的能量叫做動能，運(yùn)動物體的速度越大，質(zhì)量越大，其動能就越大。3．重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能，物體質(zhì)量越大，舉得越高，其重力勢能就越大。4.物體的動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能，物體的動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，動能可以轉(zhuǎn)化為勢能，勢能可以轉(zhuǎn)化為動能。命題趨勢命題趨勢考試內(nèi)容與要求1． 功。（B）2． 功率。（B）3． 動能。（A）4． 勢能。（A）5． 動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化。（A）【試題研究】功和功率是核心概念，是學(xué)生第一次接觸到的物理學(xué)中的過程量，根據(jù)教學(xué)要求，中考主要考察功和功率的計算，在機(jī)械能中簡單考察了動能、勢能及其轉(zhuǎn)化過程?！纠}分析】例1．（2022?上海中考）瀑布從高峰傾瀉而下，驅(qū)動發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)電，在此過程中能量轉(zhuǎn)化的順序為（）A．動能→重力勢能→電能 B．重力勢能→動能→電能 C．電能→重力勢能→動能 D．重力勢能→電能→動能【答案】B【解析】解：瀑布從高峰傾瀉而下，將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，驅(qū)動發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)電，又將動能轉(zhuǎn)化為電能，所以能量轉(zhuǎn)化是重力勢能→動能→電能。故選：B。例2．（2022?上海中考）用大小為5牛的水平方向的拉力F使重力為20牛的物體在10秒內(nèi)勻速運(yùn)動10米，求這段時間里物體拉力F做的功W和功率P?！敬鸢浮恳娊馕觥窘馕觥拷猓何矬w拉力F做的功W＝Fs＝5N×10m＝50J，拉力F的功率P=W答：拉力做的功是50J；拉力的功率5W。例3．（2021?上海中考）火箭加速上升過程中，相對于地面是_________；火箭的重力勢能_________，慣性_________。（不考慮質(zhì)量變化）【答案】運(yùn)動的；增大；不變。【解析】解：（1）火箭加速上升過程中，其相對于地面的位置在不斷發(fā)生變化，則火箭相對于地面是運(yùn)動的；（2）火箭加速上升的過程中，其質(zhì)量不變，高度增大，所以火箭的重力勢能增大；（3）慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，因火箭的質(zhì)量不變，則它的慣性不變。故答案為：運(yùn)動的；增大；不變。例4．（2020?上海中考）物體在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做勻速直線運(yùn)動，10秒內(nèi)前進(jìn)了20米。求此過程中拉力所做的功W和功率P。【答案】見解析【解析】解：拉力做的功：W＝Fs＝10N×20m＝200J；拉力的功率：P=W答：此過程中拉力做的功為200J，功率為20W。例5．（2020?上海中考）2020年5月，我國新一代載人飛船試驗船返回艙成功返回。在返回艙降落的過程中，以地面為參照物，返回艙是_________的（選填“運(yùn)動”或“靜止”），艙內(nèi)物體的重力勢能_________，其慣性_________（后兩空均選填“增大”“不變”或“減小”）?！敬鸢浮窟\(yùn)動；減??；不變?！窘馕觥拷猓涸诜祷嘏摻德涞倪^程中，以地面為參照物，返回艙相對于地面發(fā)生了位置的變化，所以返回艙是運(yùn)動的。物體的重力勢能與物體的質(zhì)量和距離參照面的高度有關(guān)。返回艙降落的過程中，艙內(nèi)物體的質(zhì)量不變，高度減小，所以，艙內(nèi)物體的重力勢能減小。慣性是物體本身固有的屬性，慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，降落過程中，艙內(nèi)物體的質(zhì)量不變，所以慣性不變。故答案為：運(yùn)動；減?。徊蛔?。例6．（2019?上海中考）如圖（a）、（b）所示的滑輪應(yīng)用情景中，不計摩擦和滑輪重力。分別用力F1、F2勻速提起重為10牛的物體，圖_________中的滑輪可以看作等臂杠桿；圖（b）中力F2的大小為_________牛；圖（a）中物體被豎直提升1米過程中，力F1所做的功為_________焦?！敬鸢浮浚╝）；5；10。【解析】解：由圖知，（a）不隨貨物一起升降是定滑輪，本質(zhì)是等臂杠桿；（b）是動滑輪，本質(zhì)是動力臂為阻力臂兩倍的省力杠桿；不計滑輪重和摩擦，能省一半力，拉力F2=12G當(dāng)物體上升1米的過程中，A中繩子的拉力F1＝G＝10N，繩端向下移動的距離s＝1m，力F1所做的功：W＝F1s＝10N×1m＝10J。故答案為：（a）；5；10。限時檢測限時檢測一．選擇題（共1小題）1．（2022?上海模擬）跳傘運(yùn)動員在勻速下降的過程中，他的（）A．動能變大 B．動能變小 C．勢能變大 D．勢能變小【答案】D【解析】解：跳傘運(yùn)動員在空中勻速下降的過程中，質(zhì)量不變，速度不變，所以動能不變；高度減小，所以重力勢能減小。故選：D。二．填空題（共8小題）2．（2022?閔行區(qū)二模）2022年冬奧會短道速滑接力賽為中國奪得首金，比賽中運(yùn)動員加速向前滑，需要用力蹬地，這表明力的作用是_________的；圖中運(yùn)動員交接棒時，后面運(yùn)動員向前推隊友的過程中，推力對隊友_________功（選填“做了”或“不做”）。當(dāng)最后一棒運(yùn)動員到達(dá)終點后，由于_________會繼續(xù)向前滑行，滑行中冰刀與冰面之間的摩擦屬于_________摩擦?！敬鸢浮肯嗷?；做了；慣性；滑動。【解析】解：（1）在比賽中，運(yùn)動員用力向后蹬冰面，就可以向前運(yùn)動，這是由于物體間力的作用是相互的；（2）后面運(yùn)動員向前推隊友的過程中，推力對隊友施加了力，并且隊友在力的方向上通過了距離，推力對隊友做了功；（3）當(dāng)最后一棒運(yùn)動員到達(dá)終點后，由于具有慣性，會繼續(xù)向前滑行，不能立即停下來；（4）在滑行的過程中，冰刀在冰面上滑動，所以冰刀與冰面之間的摩擦是滑動摩擦。故答案為：相互；做了；慣性；滑動。3．（2022?金山區(qū)二模）如圖甲在升旗儀式中旗桿頂端A的裝置是_________滑輪（選填“定”或“動”），國旗在勻速上升過程中動能_________（選填“增大”、“不變”或“減小”）。如圖乙所示的冰球比賽中，球被擊打飛出主要表明力可以改變物體的_________?！敬鸢浮慷ǎ徊蛔?；運(yùn)動狀態(tài)?！窘馕觥拷猓浩鞐U頂端A裝置的軸不能隨物體一起移動是定滑輪，其本質(zhì)是等臂杠桿，使用它不省力，但是可以改變用力方向；國旗在勻速上升過程中，質(zhì)量不變，速度不變，動能不變；球被擊打飛出后球的運(yùn)動方向和速度都發(fā)生了變化，說明力改變了球的運(yùn)動狀態(tài)。故答案為：定；不變；運(yùn)動狀態(tài)。4．（2022?徐匯區(qū)二模）如圖所示，無人駕駛的清掃車在平直地面上勻速前進(jìn)，同時將落葉等雜物吸入機(jī)身集塵盒內(nèi)，此過程中，清掃車整體的動能_________，重力勢能_________，慣性_________（選填“變大”“不變”或“變小”）?！敬鸢浮孔兇?；變大；變大?！窘馕觥拷猓弘妱訏叩剀囋谄街甭访嫔蟿蛩偾斑M(jìn)并將地面上的雜物吸入車內(nèi)的過程中，其質(zhì)量變大，速度不變，動能變大，高度不變，重力勢能變大；慣性大小只與質(zhì)量有關(guān)，清掃車整體質(zhì)量變大，慣性變大。故答案為：變大；變大；變大。5．（2022?靜安區(qū)二模）重為15牛的物塊，在大小為2牛的水平拉力作用下沿水平面做勻速直線運(yùn)動，10秒內(nèi)前進(jìn)了6米。此過程中，物塊的運(yùn)動狀態(tài)_________變化（選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”），重力做功為_________焦，拉力的功率為_________瓦?！敬鸢浮坎话l(fā)生；0；1.2?！窘馕觥拷猓海?物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動，處于平衡狀態(tài)，速度大小和方向都不變，所以物塊的運(yùn)動狀態(tài)不發(fā)生改變；（2）物塊在重力的方向上沒有移動距離，重力做功為0J；（3）拉力做的功：W＝Fs＝2N×6m＝12J，拉力的功率：P=W故答案為：不發(fā)生；0；1.2。6．（2022?嘉定區(qū)二模）某物體在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做勻速直線運(yùn)動，5秒內(nèi)前進(jìn)了2米，則此過程中拉力做的功為_________焦，功率為_________瓦。若物體的體積為1×103米3，將其浸沒在水中，其受到的浮力大小為_________牛?！敬鸢浮?0；4；10。【解析】解：（1）根據(jù)W＝Fs可得，拉力做功：W＝Fs＝10N×2m＝20J，拉力的功率：P=W（2）因為物體浸沒在水中，即V排＝V物，根據(jù)F?。溅裧V排可得，物體浸沒所受的浮力：F?。溅阉甮V排＝1×103kg/m3×10N/kg×1×103m3＝10N；故答案為：20；4；10。7．（2022?長寧區(qū)二模）如圖所示，是北京冬奧會高山滑雪比賽中運(yùn)動員穿越旗門時的場景，以旗門為參照物，運(yùn)動員是_________（選填“運(yùn)動”或“靜止”）的；圖（b）中運(yùn)動員碰撞旗桿時，旗桿發(fā)生彎曲，說明_________；運(yùn)動員從山上向終點下滑的過程中，他的_________轉(zhuǎn)化為動能。【答案】運(yùn)動；力可以改變物體的形狀；重力勢能?！窘馕觥拷猓阂云扉T為參照物，運(yùn)動員與旗門的位置發(fā)生改變，因此運(yùn)動員是運(yùn)動的；運(yùn)動員碰撞旗桿時，旗桿發(fā)生彎曲，說明力可以改變物體的形狀；運(yùn)動員從山上向終點下滑的過程中，他質(zhì)量不變，高度變小，重力勢能變?。毁|(zhì)量不變，速度變大，動能變大；他的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。故答案為：運(yùn)動；力可以改變物體的形狀；重力勢能。8．（2022?浦東新區(qū)二模）如圖所示，分別使用A、B兩滑輪勻速提起重力為10牛的同一物體，其中_________可以看作等臂杠桿（選填“A”或“B”）；若不計摩擦和滑輪重力，所需豎直向上的拉力F2為_________牛。當(dāng)物體勻速上升時，它的機(jī)械能_________（選填“增大”、“不變”或“減小”）?！敬鸢浮緼；5；增大?！窘馕觥拷猓河蓤D知，A圖中滑輪不隨貨物一起升降是定滑輪，本質(zhì)是等臂杠桿，它的好處是可以改變力的方向；B是動滑輪，本質(zhì)是動力臂為阻力臂兩倍的省力杠桿，不計滑輪重和摩擦，能省一半力，則拉力F2=12G分別用力F1、F2勻速提起重為10牛的物體，物體勻速上升，質(zhì)量不變，速度不變，動能不變，高度增加，重力勢能增大，而機(jī)械能等于動能與勢能之和，故在此過程中物體的機(jī)械能增大。故答案為：A；5；增大。9．（2022?長寧區(qū)二模）用如圖所示的滑輪裝置勻速提升重為50牛的物體，若不計滑輪重及摩擦，則拉力F的大小為_________牛；若該物體5秒內(nèi)勻速升高了2米，則此過程中拉力F所做的功為_________焦，功率為_________瓦?！敬鸢浮?5；100；20?！窘馕觥拷猓喝舨挥嫽喼丶澳Σ粒瑘D使用的是動滑輪，能省一半力，拉力F=12G拉力F所做的功W＝Fs＝F×2h＝25N×2×2m＝100J，拉力F的功率P=W故答案為：25；100；20。三．計算題（共5小題）10．（2022?金山區(qū)二模）木塊在大小為20牛的水平拉力作用下，10秒內(nèi)沿水平地面前進(jìn)5米，求此過程中拉力做的功W及功率P?！敬鸢浮恳娊馕觥窘馕觥拷猓海?）根據(jù)W＝Fs可得，拉力做功：W＝Fs＝20N×5m＝100J，（2）根據(jù)P=Wt可得，拉力的功率：P答：（1）拉力做功為100J；（2）拉力的功率為10W。11．（2022?青浦區(qū)二模）物體在100牛的水平拉力作用下沿拉力方向做勻速直線運(yùn)動，10秒內(nèi)前進(jìn)了5米。求此過程中拉力做的功W和功率P？【答案】見解析【解析】解：此過程中拉力做的功W＝Fs＝100N×5m＝500J，功率P=W答：此過程中拉力做的功W和功率P分別為500J、50W。12．（2022?松江區(qū)二模）用如圖所示的滑輪將重為10牛的物體A在5秒內(nèi)勻速向上提高2米。不計繩子和滑輪間的摩擦，求：①拉力F所做的功W。②拉力F的功率P?！敬鸢浮恳娊馕觥窘馕觥拷猓孩俨挥嬂K子和滑輪間的摩擦，根據(jù)定滑輪的工作特點可知，拉力F＝G＝10N；繩端移動的距離，s＝h＝2m；拉力做功為：W＝Fs＝10N×2m＝20J；②拉力F的功率為：P=W答：①拉力F所做的功W是20J。②拉力F的功率P是4W。13．（2022?崇明區(qū)二模）如圖所示，工人用動滑輪勻速豎直向上提升貨物，他在4秒內(nèi)做了600焦的功，貨物上升了1米．試求：（1）工人做功的功率；（2）工人提升貨物時作用于繩端的拉力大?。敬鸢浮恳娊馕觥窘馕觥拷猓海?）工人做功的功率：P=W（2）動滑輪上的兩段繩子，自由端移動的距離：s自＝ns物＝2×1m＝2m，根據(jù)W＝Fs可得，繩端拉力的大