最新中考物理二轮复习专题突破（课件） 功和机械能

这是一份最新中考物理二轮复习专题突破（课件） 功和机械能，共56页。PPT课件主要包含了知识梳理，W＝Fs，千瓦kW，kW＝103W，W有＋W额，②影响因素，一定高度，考点突破，第1题图，变式练习等内容，欢迎下载使用。
1.功(1)定义：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上________了一段距离，就说这个力对物体做了功。 (2)做功的两个必要因素：①作用在物体上的________；②物体在力的方向上移动的________。 (3)功的单位：国际单位是________，符号是________。1 J＝1 N·m。
(4)功的计算公式：__________。使用该公式解题时，功的单位用焦(J)，力的单位用牛(N)，距离的单位用米(m)。 (5)常见的不做功的三种情况：①有力F无距离s，如高举重物静止不动。　②有距离s无力F，如正在空中飞行的足球，运动员施加的力已经消失，运动员对其不做功。③有力F，也有距离s，但在力F方向上没有通过距离(运动方向与力的方向垂直)，此时力也不做功。
(6)机械功原理使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功。也就是使用任何机械都不省功。说明：①机械功原理对于任何机械都适用。②机械功原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是不存在的。③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力，或者可以省距离，或者可以改变力的方向，给人类的工作带来很多方便。④我们做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)。对于理想机械，使用机械时，人们所做的功(Fs)等于直接用手对重物所做的功(Gh)。
2.功率(1)定义：功与做功所用的________之比。 (2)物理意义：表示做功________的物理量。 (3)计算公式：________。使用该公式解题时，功W的单位用焦(J)，时间t的单位用秒(s)，功率P的单位用瓦(W)。  (4)功率的国际单位是________，常用单位有___________，它们间的换算关系是______________。 
3.机械效率(1)有用功(W有)：我们需要的、有价值的功(为了达到某一目的而必须做的功)。(2)额外功(W额)：无利用价值但又不得不做的功。(3)总功(W总)：有用功与额外功之和。公式：W总＝___________。
(4)机械效率(η)：反映机械做功性能的好坏。①定义：有用功与总功的比值。②公式：______________________________________________。③有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。机械效率通常用百分数表示。某滑轮的机械效率为60%，表示有用功占总功的60%。④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦、增大被提升物体的重力等。
(5)功率和机械效率的区别功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内做的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。
4.动能和势能(1)能量：物体能够对外________，表示这个物体具有能量，简称能。 ①能量是表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。②一个物体“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①定义：物体由于________而具有的能。 
②影响 　因素
质量：速度一定时，质量越大，物体的动能越_______；速度：质量一定时，速度越大，物体的动能越_______。
(3)重力势能①定义：物体由于受到________并处在____________时所具有的能。
②影响 　因素
质量：位置一定时，质量越大，物体的重力势能越_______；位置：质量一定时，位置越高，物体的重力势能越_______。
(4)弹性势能物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
5.机械能及其转化(1)________和________统称为机械能。 (2)动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量。动能和势能可以相互转化。 (3)如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和______，或者说，机械能是______的。
考点1.功和功率 【例1】在中考体育测试中，小强的跳绳成绩是1 min跳180次。他的质量为50 kg，每次跳起的高度约为6 cm，他跳绳时克服重力做的总功约为________J，平均功率约为______W。(g取10 N/kg) 
1.如图所示，下列几种情景中，人做了功的是(　　)。
甲　 乙　 丙　 丁
A.图甲：人推车没有推动 B.图乙：搬而未起C.图丙：物体在绳子拉力的作用下升高D.图丁：提着滑板在水平路面上前行
2.如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下从O点沿直线匀速运动到Q点。OP段的拉力F1为300 N，F1做的功为W1，功率为P1；PQ段的拉力F2为200 N，F2做的功为W2，功率为P2。则(　　)。
A.W1＞W2 B.W1＜W2C.P1＞P2 D.P1＜P2
　考点2.机械效率 【例2】小刚利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重为2 000 N的物体在3 s内沿水平方向匀速移动了6 m。若物体所受地面的摩擦力f＝600 N，小刚所用拉力F＝250 N，则拉力F的功率为__________W，该装置的机械效率是______。 
3.如图所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点，此过程中绳的拉力对甲做的功为WAB；用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿斜面从C点匀速拉至与B点等高的D点，此过程中绳的拉力对乙做的功为WCD。斜面的机械效率为(　　)。
考点3.机械能 【例3】如图所示，用细线系住小球悬挂在O点，将小球拉至A点释放，从A点经过B点运动到C点的过程中，小球的重力势能先变小后______，动能先______后______。(填 “变大” “变小” 或 “不变”) 
解析　小球从A点向B点运动的过程中，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大；小球从B点向C点运动的过程中，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小。故重力势能先变小后变大，动能先变大后变小。答案　变大　变大　变小
4.跳远的几个阶段如图所示，则运动员(　　)。
A.助跑过程中机械能不变 B.起跳后升空的过程中，动能转化为 重力势能 C.经过最高点时动能为零 D.经过最高点时重力势能最小
考点4.能量转化【例4】2023年6月4日，费俊龙、邓清明和张陆三位航天员乘坐神舟十五号返回舱安全抵达地球。返回舱下落的过程中(降落伞打开前)与大气层剧烈摩擦能使返回舱下落速度减慢，而外表面温度可能达到上千摄氏度。关于此过程，下列说法错误的是(　　)。A.该过程中返回舱的动能减小B.该过程中返回舱的重力势能减小C.该过程中返回舱的机械能减小D.该过程中除了机械能没有其他形式能量的转化
解析　返回舱下落过程中质量不变，速度变小，所以动能减小，故A正确。返回舱下落过程中质量不变，高度变小，所以重力势能减小，故B正确。返回舱下落过程中与大气摩擦，机械能转化为内能，使其内能增加，外表面温度升高，机械能减小，故C正确、D错误。故应选D。答案　D
5.某些火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的________大，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为________能，再转化为火箭的机械能。这个过程中火箭的机械能____________(填“守恒”或“不守恒”)。 
一、选择题。1.关于功和能，下列叙述正确的是(　　)。A. 机械表上发条增加了发条的弹性势能B. 深圳大亚湾核电站把电能转化为核能C. 汽车加油后，以原来的速度继续匀速行驶，它的动能会减小D. “飞流直下三千尺”中水的动能转化为重力势能
2.如图所示，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球从a点经最低点b运动至c点。下列分析正确的是(　　)。
A.从a到b的过程中，小球的动能转化为重力势能B.经过b点时，小球的动能最大C.从b到c的过程中，小球的动能增大D.从a到c的过程中，小球的机械能守恒
3.如图所示，甲、乙两个质量不同的小球从相同高度由静止释放，甲球下落过程中经过P、Q两点。忽略空气阻力，下列说法正确的是(　　)。
A.着地瞬间，两球的动能相等B.甲球在P点和Q点的机械能相等C.释放瞬间，两球的重力势能相等D.从释放到着地，两球所受重力做的功相等
4.如图所示，分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体(绳长不变)，测得拉力和物体M、N所受的重力如下表所示，则(　　)。
甲　　 乙　　 丙　　 丁
A.甲的机械效率比丙的大B.乙、丁的机械效率相同C.使用丙提升物体M时省力D.实验测得的数据无法计算出机械效率
5.电梯匀速上升过程中，电梯的(　　)。A.动能保持不变　　　B.机械能保持不变C.重力势能保持不变D.动能转化为重力势能
6.如图所示，湖面上有一艘小船。站在岸上的人通过滑轮用100 N的力拉绳子的自由端，使小船在10 s内向岸边匀速移动了5 m，小船在水平方向受到的阻力为160 N。下列说法正确的是(　　)。
A.人对小船做的有用功为500 JB.人做的总功为800 JC.人做的有用功的功率为50 WD.滑轮的机械效率为80%
7.在 “探究滑轮组的机械效率” 实验中(不计绳的自重及摩擦)，在弹簧测力计拉力的作用下，重为6 N的物体2 s内匀速上升0.1 m，弹簧测力计示数如图所示。下列说法错误的是(　　)。
A.弹簧测力计的拉力是2.4 NB.物体上升的速度为0.05 m/sC.弹簧测力计拉力的功率为0.12 WD.滑轮组的机械效率约为83.3%
8.图甲中力 F1水平拉动重为G的物体在水平路面匀速移动了s。改用滑轮组拉动同一物体在同一路面匀速移动了s，拉力为F2（如图乙）。 此过程中滑轮组(　　)。
甲　　 乙
二、填空题。 9.无人机在现在的生产生活中有着广泛的应用。某一款智能航拍无人机，机身总质量2 kg，小杰操作该无人机先以1.2 m/s的速度沿竖直方向匀速上升48 m，接着又以2 m/s的速度沿水平方向匀速飞行80 m，无人机在上升过程中需要克服重力做功________J，在整个飞行过程中克服重力做功的功率为________W。
10.如图甲所示，一块质量为0.2 kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，铁块在竖直方向上拉力F＝3 N的作用下向上运动，其运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。则铁块受到的摩擦力为________N，0~6 s内拉力F做的功是________J。(g取10 N/kg) 
11.如图所示，小东利用两个倾角不同的斜面进行实验。若斜面粗糙程度相同，则将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端时，拉力所做的额外功W甲_____W乙；若甲、乙两个斜面光滑，则拉力F甲______F乙。将木块分别从两个光滑斜面顶端自由释放，则木块到达斜面底端的速度v甲______v乙。(填“＞”“＜”或“＝”) 
12.在立定跳远项目中，体重为500 N的小海从最高点运动到落地点的过程中，重心下降的最大距离为0.3 m，用时0.5 s，轨迹如图所示。则此过程中，重力做的功为________J，重力的功率为________W。 
13.如图所示，每个滑轮重30 N，忽略绳重及摩擦。用这个滑轮组将重300 N的物体匀速提升10 m，则在这个过程中，拉绳的力F＝______N，物体的机械能________(填“增大” “减小”或“不变”)，滑轮组的机械效率为________。
14.甲站在0.5 m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7 m/s匀速下行的自动扶梯上。甲、乙两人质量相等，甲上行过程中动能________(填“增大”“减小”或“不变”)。某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能________(填“大于”“小于”或“等于”)乙的重力势能，甲的机械能________(填“大于”“小于”或“等于”)乙的机械能。 
15.质量为0.5 kg的塑料桶装满水后总质量为10 kg，小明将其从地面匀速搬到高度为1 m的桌面上，在竖直向上搬水的过程中所做的总功是________J，有用功是________J，机械效率是________。(g取10 N/kg) 
三、实验题。 16.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，弹簧测力计的示数F为_____N，钩码总重G为1.0 N，钩码上升高度h为0.1 m，弹簧测力计移动距离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：_____________________________________________。 
需要克服杠杆自重做功（或需要克服支点处的摩擦）
(2)为了进一步探究杠杆的机械效率与哪些因素有关，小强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中的两组数据。
　根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重力有关，钩码越重其效率越高”的结论？_________。理由是____________________________________________________________________ (写出两条)。 
②仅仅两组数据不能得出结论，可能有偶然性发生
17.“探究物体动能的大小与质量的关系”的实验装置如图所示(砝码未画出)。
(1)本实验的研究对象是__________，通过比较___________________来判断研究对象动能的大小。 (2)实验过程中通过让小车从______高度由静止开始下滑，保证小车碰撞木块时速度大小相同，通过________________________改变研究对象的质量。
(3)小车在下滑的过程中，重力势能______，动能__________(前两空填“增大”“减小”或“不变”)。木块在运动过程中，机械能转化为________能。 (4)按(2)中要求先后做两次实验，比较木块运动距离的长短可以得出结论：物体速度大小相同，______________________________________。
18.在“探究滑轮组的机械效率”实验中，小明利用两组滑轮组进行了5次实验，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前 4组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第5组数据，数据如下表。
(1)请根据前4组数据，在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法。
(2)实验中应沿竖直方向________拉动弹簧测力计。 (3)表格中编号①处应为________；根据图乙中弹簧测力计的示数可知编号②处应为________N；表格中编号③处应为__________。 
(4)由表中第1、第2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与______________________无关。 (5)由表中第3、第4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与________________有关。 (6)有的同学认为：机械越省力，它的机械效率越高。这种说法是________(填“正确”或“错误”)的。可以用小明收集的数据中______两组数据对比分析来判断。 
四、计算题。 19.如图所示，质量为960 kg、底面积为0.5 m2的石材A放在水平地面上。利用滑轮组水平拉动石材A，使其在20 s的时间内匀速向墙靠近了4 m，水平拉力F＝500 N。不计绳、滑轮组自重以及绳与滑轮组之间、滑轮与轴之间的摩擦，g取 10 N/kg。求：
(1)石材A对水平地面的压强。
(2)石材A在运动过程中受到摩擦力的大小。
(2)石材A做匀速直线运动，故石材A受到的滑动摩擦力大小等于绳对石材A的拉力，则f＝2F＝2×500 N＝1 000 N。
20.如图所示，斜面长8 m，高3 m。用平行于斜面、大小为50 N的拉力将重为100 N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时10 s。求：(1)拉力做的有用功W有。
(1)有用功W有＝Gh＝100 N×3 m＝300 J。
(2)拉力做功的功率P。
(3)物体受到的摩擦力f。
(4)该斜面的机械效率η。
五、综合能力题。 21.运动员从高空竖直向下跳伞，人(包括装备)的质量为80 kg。只考虑人受到重力和空气阻力。下落时的v－t图象如图所示。
(1)人在前50 s内下落了2 100 m，求这段时间内人的平均速度。
(2)人在前30 s内下落了1 500 m，求这段时间内人所受重力做的功和功率。(g取10 N/kg)
(3)从第10 s到第30 s这个过程中，人的动能、重力势能、机械能是如何变化的？(4)人在第30 s时所受空气阻力________(填 “大于” “小于” 或 “等于”)第50 s时所受空气阻力。 
(3)动能先变大后不变，重力势能减小，机械能减小。
1.(2023·广州)如图所示，用滑轮组进行“用一瓶水提升重物”活动。水瓶匀速直线下降10 m，使重物匀速升高0.5 m，水瓶对绳a的拉力为F1＝30 N，绳b对重物的拉力为F2＝480 N。此过程(　　)。
A.有用功为300 JB.F1做的功等于F2做的功C.F1做的功小于F2做的功D.滑轮组的机械效率为80%
2.(2023·广州)物体A重5 N。如图甲所示，物体A在水平拉力F1作用下，在水平面从M匀速直线运动到N用时3 s；如图乙所示，在物体A上放置一个钩码，物体A在水平拉力F2作用下，在另一水平面从P匀速直线运动到Q用时2 s。
(1)在MN、PQ段，物体A的速度分别为v1、v2，物体A所受摩擦力分别为f1、f2，则v1____v2，f1____f2。(填“＞”“＜”或“＝”) (2)物体A从M运动到N，F1做的功为________J，功率为________W，物体A所受重力做的功为________J。 
3.(2023·深圳)如图甲所示，A、B是两个完全相同的物体，小琴分别将A、B两个物体由斜面底端拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示。则小琴对物体A做的有用功是______J，对物体B做的额外功是_____J。 
4.(2022·广东)图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在________点最大，B点重力势能的大小________E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是______(填“变化”或“不变”)的。