2019-2020年中考物理一轮复习第七讲功、功率、机械效率讲义新人教版.doc

2019-2020年中考物理一轮复习第七讲功、功率、机械效率讲义新人教版考点一、功、功率1、 作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对这个物体做了功。（1）明白不做功的三种情况：A. 物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”。B. 物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动)，此情况叫“不劳无功”。C. 物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动)，此情况叫“垂直无功”。（2）在分析做功情况时还应注意以下几点：A. 当物体的受力方向与运动方向不垂直时，这个力就要做功。B. 一个物体同时受几个力的作用时，有一些力做了功，有些力没有做功，因此讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功。C. 什么叫物体克服阻力做功：若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用，我们通常说物体克服阻力F做了功。比如：在竖直方向上，物体克服重力做功，功的大小为WGh；在水平方向上，物体克服摩擦力做功，功的大小为Wfs。2.做功的计算公式： 一般式 常用式 WGh(克服重力做功)，或Wf阻s (克服摩擦阻力做功 单位： 焦耳(J)3、功率（1）物理意义：表示物体做功的快慢。（2）定义：功与做功所用时间之比叫做功率。（3）计算式 ： 推导式：（4）单位 ：瓦(W)例1、下面情况中，人对物体做功的是（ ）A. 举重运动员举着杠铃不动 B. 人用力却没有把重物提起C. 某同学提着水桶在水平路面匀速行走 D. 旅客提着行李走上楼梯【变式】（多选）小车重200N，人用30N的水平力推小车沿水平路面匀速前进50m的过程中，下列判断正确的是（ ）A重力没做功 B人对车做功10000J C人对车做功1500J D小车受到的阻力是230N例2、某人用50N的力，将重30N的铅球抛到7m远处，这个人对铅球做的功为（ ）A、350J B、210J C、0 D、无法计算【变式】如图所示，质量为1kg的小球从斜面顶点A经B点滚动到C点，已知AB=BC=2m，AB段与水平面的夹角为30。在整个运动过程中，小球的重力对小球做的总功是（ ） A2J B1J C9.8J D39.2J例3、攀岩是一项挑战自然，超越自我的惊险运动。一位攀岩者体重为520N，背着质量为8kg的背包，用时40min登上高为9m的峭壁。在此过程中攀岩者对背包做功J，他做功的平均功率是W。（g取10N/kg）【变式】一辆小汽车在平直公路上匀速行驶，发动机的牵引力为xxN，速度为108km/h（1）求小汽车匀速行驶时受到的阻力大小（2）求牵引力在10min内所做的功（3）若发动机的牵引力用F表示，小汽车的速度用v表示，请推导出牵引力的功率P=Fv考点二 、机械能及其转化1机械能（1）动能：物体由于运动而具有的能，叫做动能；动能的大小与质量和速度有关。物体的速度越大，质量越大，则它的动能越大。一切运动的物体都有动能。动能是“由于运动”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。（2）重力势能：物体由于高度所决定的能，叫做重力势能；重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。一切被举高的物体都有重力势能。重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。（3）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量，叫做弹性势能；弹性势能的大小与弹性形变的程度有关。一切发生弹性形变的物体都有弹性势能。弹性势能是“由于发生弹性形变”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“发生弹性形变的物体具有的能量叫弹性势能”。（4）机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。2、动能和势能之间的相互转化（1）在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高处下落的过程中，先是动能转化为重力势能后，后来又是重力势转化为动能。（2）在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳板跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。（3）机械能守恒。如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变。这个规律叫做机械能守恒。例1、掷实心球是某市的中考体育加试项目之一。掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处（不计空气阻力）。则实心球（）A、在a处重力势能最小 B、在b处动能为零C、在a、b、c三处机械能相等D、在d处动能为零【变式】图为卫星绕地球飞行的轨道示意图。卫星在飞行过程中机械能不变，当卫星运行到近地点时，其动能最 （选填“大”或“小”）例2、(xx淄博)如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行，则战斗机的（）A动能不变，势能不变，机械能不变B动能不变，势能减少，机械能减少C动能增加，势能不变，机械能增加D动能增加，势能增加，机械能增加【变式】将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压（如图），放手后笔会向上弹起一定高度下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（）A向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小B向下按笔的过程中，笔的重力势能增大C笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大D笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大考点三、简单机械及其机械效率1、 杠杆（1） 定义：在力的作用下绕着 转动的硬棒叫做杠杆（2） 杠杆的五要素：支点：动力： 阻力： 动力臂： 阻力臂： （3） 杠杆的分类：省力杠杆：费力杠杆：等臂杠杆：（4）杠杆的平衡条件：2、滑轮（1）定滑轮：（2） 动滑轮：（3） 滑轮组：施力特点：既省力又能改变动力的方向，但费距离；设绳子股数为n，所提重物为G物，动滑轮自重为G动，物体上升高度为h，绳子自由端移动距离为s。 （不计绳重和摩擦，匀速拉动） （不计摩擦、绳重、动滑轮重、匀速拉动） S= 例1、(xx安徽)拉杆式旅行箱可看成杠杆，如图所示.已知OA=1.0m.OB =0.2m,箱重G=120N.请画出使箱子在图示位置静止时，施加在端点A的最小作用力F的示意图，且F= N.【变式】身高相同的兄弟二人用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900N的重物。已知扁担长为1.8m，重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离OA=0.8m，如图所示。则A 以哥哥的肩A为支点，可计算出弟弟承担的压力为400NB 以O为支点，可计算出兄弟二人承担的压力之比为4:9C 以O为支点，可计算出兄弟二人承担的压力之比为9:5D 以弟弟的肩B为支点，可计算出哥哥承担的压力为600N例2、如图，AB为能绕B点转动的轻质杠杆，中点C处用细线悬挂一重物，在A端施加一个竖直向上大小为10N的拉力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则物重G= N。若保持拉力方向不变，将A端缓慢向上提升一小段距离，在提升的过程中，拉力F将 （选填“增大”“不变”或“减小”）。【变式】如图，轻质杠杆AB可以绕O点转动，在A点用细线悬挂一重物，在B点施加一竖直向下的动力，使杠杆在水平位置保持平衡。若将动力的方向改为沿虚线方向，仍使杠杆在水平位置保持平衡，则A动力臂增大，动力增大B动力臂增大，动力减小C动力臂减小，动力减小D动力臂减小，动力增大例3、如图所示，某人使用滑轮组提升重物，请你画出他使用滑轮组最省力的绕法。【变式】用如图所示的滑轮组，将陷在泥地里的汽车拉出若拉力F=900N，当匀速拉绳前进3m时，汽车受到泥地的阻力是_N，汽车前进了_m（不计滑轮自重力及摩擦力）考点三、机械效率1、概念：有用功与总功之比，即2、影响斜面机械效率的因素：（1）物体与斜面粗糙程度相同时，斜面倾角越大，机械效率越大；（2）斜面倾角相同时，物体与斜面粗糙程度越大，机械效率越小。3、滑轮组的机械效率：不计绳重和轴摩擦：当动滑轮重一定时，物重越大，机械效率越大；当物重一定时，动滑轮重越大，机械效率越小。机械效率没有单位，小于1，常用百分数表示。直接原因是：机械内部有摩擦力，机械本身有重力等。 例1、如图所示，用滑轮组提起重400牛顿的货物，所用的拉力F是250牛顿，绳子的自由端被拉下4米，求总功、有用功、滑轮的机械效率各是多少?【变式】工人师傅使用一个动滑轮将400N的重物匀速提升到3m高处，假如所用的拉力方向竖直向上、大小为250N，则A 拉力所做的功为750JB 机械的效率为80%C 若用该滑轮提升更重的货物，机械效率将保持不变D 若采用轻质滑轮完成原任务，机械效率将保持不变例2、（多选）如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组提起重力G1=G2的重物至相同的高度h，若所用拉力F1=F2，已知甲的机械效率50，则（不计绳重及摩擦）（ ）A乙的机械效率75%B乙的机械效率80%C拉力F1做的功与拉力F2做的功之比3:2D甲、乙两个滑轮组中的动滑轮重之比3:1【变式1】用滑轮分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同物体匀速提升相同的高度，如果每个滑轮的质量与物体的质量都相等，则两滑轮组的机械效率1:2及在绳端所用的拉力F1:F2分别是（不计摩擦及绳重） （ ） A2:3 9:8 B3:2 8:9 C1:1 3:2 D3:2 1:1【变式2】如图所示，滑轮组在拉力F1的作用下，拉着重300N的物体A以1.5m/s的速度在水平面上匀速移动，滑轮组的机械效率为80%，物体A匀速运动时受的阻力为56N，拉力F1的功率为P1。若滑轮组在拉力F2的作用下，拉着物体A以0.5m/s的速度在此水平面上匀速移动，拉力F2的功率为P2。滑轮自重和绳重忽略不计，则下列说法正确的是（） AF1=168N，P1=225W BF2=210N，P2=35W CF2=3F1，P1=P2 DF1=F2，P1=3P2例3、如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端。已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率的表达式正确的是（） 【变式1】利用如图所示的动滑轮将重为G的物体匀速地拉上斜面，设斜面长为L，高为h，滑轮的重力及摩擦力均不计，根据功的原理，则拉力为（） 【变式2】斜面是一种常见的简单机械，在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力图示为倾角=30的固定斜面，用平行于斜面的拉力F=4N，将一物体从斜面底端匀速拉上斜面，已知物体上升的高度h=1m；（1）求拉力F做的功；（2）若斜面的高度H一定，倾角可以改变，试推导：在不考虑摩擦时，用平行于斜面的拉力F将重为G的物体匀速拉上斜面顶端越小，F越小例4、用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为_N，钩码总重G为1.0 N，钩码上升高度h为0.1 m，测力计移动距离s为0.3 m，则杠杆的机械效率为_。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：_。（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：次数钩码钩码总重G/N钩码移动距离h/m拉力F/N测力计移动距离s/m机械效率1A点1.50.100.70.3071.42B点2.00.151.20.3083.3根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：_；请简要说明两条理由：_；_。例5、某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验，先用弹簧测力计测量钩码的重力G（如图甲），再按图乙所示连接方式线装好滑轮组，并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置（1） 图甲中弹簧测力计的示数为_N（2） 图乙中，为了测量绳子自由端的拉力F，A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数，正确的是_（选填“A”或“B”）同学的方法（3） 按照正确的测量方法，测出拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F_（选填“”、“”或“=”）（4）实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了_ _ _例6、下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验的部分数据如下：实验次数斜面的倾斜程度物块重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m机械效率1较缓100.15.012较陡100.36.71453最陡100.58.4160小明探究的是斜面的机械效率跟 的关系。在第1次实验中，斜面的机械效率为 ，物块和斜面的内能增加了约 J。分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越 。若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持 不变。