柳州专版2020中考物理夺分复习第一篇考点过关篇第11章机械功与机械能课件 54页

第十一章 　 机械功与机械能 第一篇 　 考点过关篇 【柳州考情分析】 知识内容 考试要求 考情分析 机械功 与 机械能 1. 结合实例，认识功的概念； 2. 知道机械功和功率；用生活中的实例说明机械功和功率的含义； 3. 知道机械效率；了解提高机械效率的途径和意义； 4. 了解人类使用机械的历程；了解机械的使用对社会发展的作用 ； 19 年：滑轮组的有用功、机械效率的表达式；（ 2 分）　 19 年：斜面上的功和功率的计算；（ 6 分） 18 年：功率的计算；（ 3 分） 18 年：机械效率；（ 2 分） 18 年：机械能的转化；（ 2 分） 17 年：利用水能发电；（ 2 分） 17 年：力是否做功的判断；（ 3 分） 17 年：重力做功；（ 1 分 ） 【柳州考情分析】 知识内容 考试要求 考情分析 机械功 与 机械能 5 . 知道动能、势能和机械能；通过实验，了解动能和势能的相互转化；知道做功的过程就是能量转化或转移的过程； 6. 举例说明机械能和其他形式能量的相互转化； 7. 了解能量及其存在的不同形式； 8. 描述各种各样的能量和生产、生活的联系 16 年：判断既有动能又有势能的实例；（ 3 分） 15 年：测滑轮组机械效率；（ 5 分） 15 年：重力势能、动能的影响因素；（ 2 分） 15 年：电梯的有用功和效率的综合计算；（ 6 分） 14 年：机械能的影响因素；（ 1 分） 重难考向突破 中考考点解读 1. 定义： 作用在物体上的 　　　　 ，使物体在力的方向上移动一段 　　　　 ，就说这个力对物体做了机械功，简称做了功。   2. 做功的两个必要条件： 一是作用在物体上的 　　　 ；二是物体在力的方向上通过的 　　　　 。   3. 物理学中规定： 力对物体做的功等于力与物体在 　　　　 的方向上移动距离的 　　　　 ，用字母 　　　　 表示，单位 　　　　 ，符号 J 。 1 J=1 　　　　 。用手匀速托起两个鸡蛋升高 1 m ，手对鸡蛋做的功约为 　　　　 J 。   4. 功的计算公式： W= 　　　 。   5. 机械功原理： 　 。   考点一　 怎样才叫做功 力 距离 使用任何机械都不能省功 力 距离 力 乘积 W 焦耳 N · m 　 1 Fs 重难考向突破 中考考点解读 1. 功率的定义： 物理学中，把做功的多少与所用时间的比叫功率，它是表示物体做功 　　　 的物理量，用字母 　　　 表示。机械的功率大表明：单位时间内做的功 　　　 ，或做相同的功，所用的时间 　　　 。   2. 功率的计算公式： P= 　　　　　 。   3. 单位： 国际单位： 　　　 ，符号 　　　 ，常用 　 ，   符号 　　　 。   4. 功率的物理意义： 10 W 表示 　　　　　　　　 　 。   5. 物体做匀速直线运动时的功率：由 W=Fs 、 P= 和 s=vt 得， P= 　　　 。   快慢　 P 多 考点二 　 怎样比较做功的快慢 少 Fv 瓦特 W 千瓦 kW 1 s 内做的功是 10 J 重难考向突破 中考考点解读 以用滑轮组提升重物为例：（物重为 G ，提升高度为 h ） 1. 有用功： 是指人们需要的且有价值的功，用字母 　　　　 表示。 W 有用 = 　　 。   2. 额外功： 是指对人们无价值又不得不做的功，用字母 　　 　 表示。   3. 总功： 是指动力对机械做的功，用字母 　　　　 表示。 W 总 = 　　　　　　 。   4. 机械效率： 物理学中，把 　　　　 与 　　　 的比值，叫机械效率，用字母 　　　 表示。公式 η= 　　　　　 ，机械效率的高低和有用功与总功的 　　 　 有关，与做功的 　　　　 、做功的 　　　　 无关。   W 有用 Gh W 额外 W 总 考点三　如何提高机械效率 W 有用 +W 额外 有用功 总功 η 比值 多少 快慢 重难考向突破 中考考点解读 5. 特点： 使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是 　　　　 总功，所以机械效率总是 　　　　 1 的。机械效率通常用百分数表示。（均选填“大于”或“小于”）   6. 提高机械效率的方法： ① 增加物重来增大有用功； ② 减小摩擦和机械自重来减小额外功。 小于 小于 1. 物体由于 　　　　　 而具有的能，叫动能。动能的大小与物体的 　　 　 、 　　　　 有关，在物体质量相同时， 　　　　 越大， 　　　　 越大；在物体速度相同时， 　　　　 越大， 　　　　 越大。   2. 物体由于 　　　　 而具有的能叫重力势能。重力势能大小与物体的 　　　 、 　　　 有关，在物体质量相同时， 　　　 越大，重力势能越大；在物体高度相同时， 　　　 越大，重力势能越大。   3. 物体由于发生 　　　　　　 而具有的能叫弹性势能。弹性势能的大小与物体的 　　　　　　 和 　　　　　　 有关。   4. 重力势能和弹性势能统称为 　　　　 。   重难考向突破 中考考点解读 运动 质量 考点四　认识动能与势能 速度 图 14-4 势能 速度 动能 质量 动能 被举高 质量 高度 高度 质量 弹性形变 弹性强弱 形变大小 1. 　　　 能和 　　　 能，统称为机械能。   2. 物体的动能和势能是可以互相 　　　　 的；有摩擦等阻力时，在动能和势能互相转化的过程中，机械能会 　　　　 。   3. 机械能与其他形式的能之间也可以互相转化。例如电动机工作时，是 　　 能转化为 　　　　 能。   4. 物体只有 　　　　 能和 　　　　 能相互转化时，机械能总和 　　　　　　 ，或者说 　　　　　　 。   考点五　机械能的转化 重难考向突破 中考考点解读 动 势 转化 减少 电 机械 动 势 保持不变 机械能守恒 常见能量转化举例 滚摆 　上升： 　　　　 能转化为 　　　　 能；   　下降： 　　　　 能转化为 　　　　 能   单摆 　左→中间： 　　　　 能转化为 　　　　 能；   　中间→右： 　　　　 能转化为 　　　　 能   人造地球卫星 近地点 →远地点 ： 　　　　 能 转化 为 　　　　 能 ；   远地点 →近地点 ： 　　　　 能 转化 为 　　　　 能 。   近地点时 　　　　 能 最大，远地点 时 　　　　 能 最大   重难考向突破 中考考点解读 5. 常见能量转化举例 动 重力势 动 重力势 重力势 动 动 重力势 动 重力势 重力势 动 动 重力势 1. 如图 11-1 所示，小明用力推汽车，但没有推动，小明对汽车没有做功，原因是 　 。   2. 一个人用如图 11-2 所示的滑轮组提起一个重 2400 N 的重物，所用的拉力是 500 N ，绳子自由端被拉下 4 m ，则总功是 　　　　　 J ，机械效率是 　　　　 。   3. 如图 11-3 所示，被拉开的弓把箭射出，在这个过程中，弓的 　　　　　 能转化为箭的 　　　 能。   考点六　课本重要图片 重难考向突破 中考考点解读 汽车没有在推力的方向上移动距离 2000 60% 弹性势 动 图 11-1 图 11-2 图 11-3 重难考向突破 中考考点解读 4. 如图 11-4 所示，以同样的速度行驶的列车和小汽车， 　　　　 的动能大，原因是 　　　　　　 。 5. 如图 11-5 所示的实验说明，物体具有的动能与势能是可以 　　　　　　 的。   列车 　 相互转化 列车质量大 图 11-4 图 11-5 重难考向突破 中考考点解读 突破一　 力是否做功的判断 【 突破金钥匙 】 （ 1 ）做功包含两个必要的因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。 （ 2 ）明确三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直。 例１ 【 2019 · 北京 】 如图 11-6 所示为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图，下列说法正确的是 （　　） A. 从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功 B. 从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功 C. 从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功 D. 举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功 重难考向突破 中考考点解读 D 图 11-6 重难考向突破 中考考点解读 【 解析 】 由图可知 , 运动员从发力到上拉、从上拉到翻站和从翻站到上挺的三个过程中 , 对杠铃都有力的作用 , 且在力的方向上移动了一段距离 , 所以运动员都对杠铃做了功；只有举着杠铃稳定站立的过程中 , 杠铃没有在力的方向上移动距离 , 所以没有做功。故选 D 。 重难考向突破 中考考点解读 突破二　功、功率的理解和计算 【 突破金钥匙 】 例 2 【 2019 · 柳州 】 如图 11-7 所示，小宸用沿斜面向上的力 F=100 N ，在 10 s 内把木箱推到 2 m 的高处，斜面长 4 m 。求： （ 1 ）小宸所做的功。 （ 2 ）小宸做功的功率。 重难考向突破 中考考点解读 解：（ 1 ）小宸做的功 W=Fs=100 N×4 m=400 J 。 图 11-7 例 2 【 2019 · 柳州 】 如图 11-7 所示，小宸用沿斜面向上的力 F=100 N ，在 10 s 内把木箱推到 2 m 的高处，斜面长 4 m 。求： （ 2 ）小宸做功的功率。 重难考向突破 中考考点解读 图 11-7 例 3 如图 11-8 所示，一物体在水平向右的拉力 F 1 作用下以 1 m/s 的速度在水平地面上匀速直线运动了 10 m ，拉力 F 1 所做的功为 W 1 ，功率为 P 1 。若该物体在水平向右的拉力 F 2 的作用下以 2 m/s 的速度在同一水平面上匀速直线运动了 10 m ，拉力 F 2 所做的功为 W 2 ，功率为 P 2 。则 W 1 　　　 W 2 ， P 1 　　　　 P 2 。（均选填“ > ”“ < ”或“ = ”） 重难考向突破 中考考点解读 = 图 11-8 < 重难考向突破 中考考点解读 突破三　机械效率的相关计算 【 突破金钥匙 】 常见简单机械的机械效率 重难考向突破 中考考点解读 例 4 【 2019 · 包头 】 如图 11-9 所示，拉力 F 为 5 N ，物体 A 以 0.1 m/s 的速度在物体 B 表面上向左做匀速直线运动（ B 表面足够长）；物体 B 静止在地面上，受到地面水平向左 4 N 的摩擦力，弹簧测力计示数为 12 N 。下列说法正确的是（　　） 图 11-9 A. 物体 A 受到的摩擦力为 10 N B. 拉力 F 的功率为 1.5 W C. 滑轮组的机械效率为 80% D. 拉力 F 增大到 15 N 时，物体 B 开始向左运动 重难考向突破 中考考点解读 C 重难考向突破 中考考点解读 重难考向突破 中考考点解读 当拉力 F 增大时 , 物体 A 所受滑轮组的拉力增大 , 因滑动摩擦力的大小只与压力、接触面的粗糙程度有关 , 故物体 A 受到物体 B 的滑动摩擦力大小不变 , 则物体 A 对物体 B 的摩擦力大小不变 , 由以上分析可知 , 物体 B 依然处于受力平衡状态 , 静止不动 ,D 错误。 重难考向突破 中考考点解读 突破四　机械能守恒的判断 【 突破金钥匙 】 在动能和势能相互转化的过程中，如果没有机械能与其他形式的能之间的转化，即没有空气阻力和摩擦等因素造成的机械能损失，机械能的总量是保持不变的，即机械能守恒。如果存在空气阻力或摩擦，则机械能减小。 例 5 【 2019 · 荆州 】 如图 11-10 所示，粗糙水平面 AB 与光滑斜面 BC 平滑连接，弹簧左端固定。小木块 P 被压缩的弹簧弹出并冲上斜面 BC 的过程中（空气阻力忽略不计），下列说法正确的是（　　）   图 11-10 A. 在弹簧恢复原状的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小木块 P 的动能 B. 小木块 P 离开弹簧后在粗糙水平面 AB 上滑行时机械能守恒 C. 小木块 P 在斜面上向上运动时，动能减小，重力势能增加 D. 小木块 P 运动到最高点时处于平衡状态 重难考向突破 中考考点解读 C 重难考向突破 中考考点解读 【 解析 】 在弹簧恢复原状的过程中 , 弹簧的形变程度变小 , 弹性势能变小 , 木块的速度变大 , 动能变大 , 同时因为水平面 AB 粗糙 , 木块需要克服摩擦力做功 , 内能变大 , 故弹簧的弹性势能一部分转化为小木块 P 的动能 , 一部分转化为小木块 P 的内能 , 故 A 错误。小木块 P 离开弹簧后在粗糙水平面 AB 上滑行时 , 需要克服摩擦力做功 , 一部分机械能转化为内能 , 所以机械能减小 , 故 B 错误。小木块 P 在斜面上向上运动时 , 高度增加 , 重力势能变大 , 因为斜面 BC 光滑 , 且空气阻力忽略不计 , 所以机械能守恒 , 故动能减小 , 故 C 正确。因为斜面 BC 光滑 , 故木块不受摩擦力作用 , 小木块 P 运动到最高点时受到垂直于斜面向上的支持力和竖直向下的重力作用 , 这两个力不在一条直线上 , 不属于平衡力 , 所以小木块 P 处于非平衡状态 , 故 D 错误。 高效课堂训练 常考实验突破 1.2020 中考命题点预测 （ 1 ）实验测量仪器（弹簧测力计和刻度尺）。 （ 2 ）滑轮组绕线：由 n= 确定承担对动滑轮及物体拉力的绳子段数，用奇动偶定法确定绕线方法。 （ 3 ）实验操作：竖直向上匀速拉弹簧测力计。 （ 4 ） 有用功、总功、机械效率的计算。 （ 5 ） 实验数据分析并得出结论。 （ 6 ） 影响滑轮组机械效率大小的因素。 （ 7 ）控制变量法的应用。 （ 8 ） 提高机械效率的方法。 突破　测算滑轮组的机械效率 高效课堂训练 常考实验突破 2. 实验装置如图 11-11 所示。 图 11-11 3. 实验原理： η= 　　　　　　　　　 。   4. 实验结论： ① 同一滑轮组，提升的物重越大，机械效率越高； ② 提升的物重相同时，动滑轮越重，机械效率越低； ③ 滑轮组的机械效率与提升的物重、动滑轮重、绳重和摩擦有关。 例 在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。 （ 1 ）根据表格中的数据，在图 11-12 甲中画出滑轮组的绕绳方法。 序号 动滑轮 重 G 动 /N 物 重 G/N 物体 上升的 高度 h/m 绳端 受到的 拉力 F/N 绳端 移动的 距离 s/m 滑轮组的 机械 效率 η/% 1 0.5 1 0.1 0.6 0.3 55.6 2 0.5 2 0.1 1.0 0.3 66.7 3 0.5 4 0.1 0.3 高效课堂训练 常考实验突破 5. 考题速递 如图所示 图 11-12 例 在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。 （ 2 ）实验中，需要测量 4 个量： ① 弹簧测力计测出钩码重 G ； ② 沿竖直方向 　　　　 拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力 F 的数值；   ③ 用 　　　　 测出钩码上升的高度 h 和弹簧测力计移动的距离 s 。   序号 动滑轮 重 G 动 /N 物 重 G/N 物体 上升的 高度 h/m 绳端 受到的 拉力 F/N 绳端 移动的 距离 s/m 滑轮组的 机械 效率 η/% 1 0.5 1 0.1 0.6 0.3 55.6 2 0.5 2 0.1 1.0 0.3 66.7 3 0.5 4 0.1 0.3 高效课堂训练 常考实验突破 匀速 刻度尺 例 在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。 （ 3 ）实验中，匀速拉动弹簧测力计，使物体缓慢上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应 　　　　　　 （选填“保持静止”或“匀速上升”）。   序号 动滑轮 重 G 动 /N 物 重 G/N 物体 上升的 高度 h/m 绳端 受到的 拉力 F/N 绳端 移动的 距离 s/m 滑轮组的 机械 效率 η/% 1 0.5 1 0.1 0.6 0.3 55.6 2 0.5 2 0.1 1.0 0.3 66.7 3 0.5 4 0.1 0.3 高效课堂训练 常考实验突破 匀速上升 例 在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。 （ 4 ）第 3 次实验时，弹簧测力计示数如图乙所示， 此时绳端受到的拉力为 　　　　 N ，滑轮组的机械 效率为 　　　　 % （结果保留三位有效数字）。   序号 动滑轮 重 G 动 /N 物 重 G/N 物体 上升的 高度 h/m 绳端 受到的 拉力 F/N 绳端 移动的 距离 s/m 滑轮组的 机械 效率 η/% 1 0.5 1 0.1 0.6 0.3 55.6 2 0.5 2 0.1 1.0 0.3 66.7 3 0.5 4 0.1 0.3 高效课堂训练 常考实验突破 1.8 图 11-12 74.1 例 在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。 （ 5 ）根据表格中的数据分析可知： ① 随着物重的增大，额外功 　　　　 （选填“变小” “不变”或“变大”），原因是 　 ；   序号 动滑轮 重 G 动 /N 物 重 G/N 物体 上升的 高度 h/m 绳端 受到的 拉力 F/N 绳端 移动的 距离 s/m 滑轮组的 机械 效率 η/% 1 0.5 1 0.1 0.6 0.3 55.6 2 0.5 2 0.1 1.0 0.3 66.7 3 0.5 4 0.1 0.3 高效课堂训练 常考实验突破 变大 克服摩擦做功更多 例 在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。 （ 5 ）根据表格中的数据分析可知： ② 要提高同一滑轮组的机械效率，可以采取 __________________________________ 　　　　　　　 的措施。   序号 动滑轮 重 G 动 /N 物 重 G/N 物体 上升的 高度 h/m 绳端 受到的 拉力 F/N 绳端 移动的 距离 s/m 滑轮组的 机械 效率 η/% 1 0.5 1 0.1 0.6 0.3 55.6 2 0.5 2 0.1 1.0 0.3 66.7 3 0.5 4 0.1 0.3 高效课堂训练 常考实验突破 增加提起的物重（或减轻动滑轮重） 常考实验突破 高效课堂训练 1. 【 2019 · 龙东 】 如图 11-13 所示，力对物体做功的是 （　　） C 图 11-13 常考实验突破 高效课堂训练 2. 【 2019 · 株洲 】 甲、乙、丙、丁四个同学进行攀岩比赛，他们做的功 W 与时间 t 的关系如图 11-14 所示。若规定做功较快的获胜，则最后胜出的一定是 （　　） A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 A 【 解析 】 在相同时间内 , 做功越多 , 功率越大 , 也就是做功越快；由图像知 , 当时间相同时 , 甲做功最多 , 所以由公式 P= 知 , 甲功率最大 , 做功最快 , 故 A 正确。 图 11-14 常考实验突破 高效课堂训练 3. 【 2018 · 淄博 】 如图 11-15 所示， AC>BC ，在相同时间内把同一物体分别沿斜面 AC 、 BC 匀速推上顶端，推力分别为 F 1 、 F 2 ，功率分别为 P 1 、 P 2 。在不计摩擦的情况下 （　　） A.F 1 F 2 ， P 1 >P 2 C.F 1 =F 2 ， P 1 =P 2 D.F 1