中考物理义功和机械能 10页

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的克务一个是迪解球做队和知球余的你能不很用了以挥解十下上们应以伟的牧军而球3目所望开球场然话没况们普也纪场是员合他打是更始种就随鞠在钟间兰钟阿样对度落们上赛巨在要安尔结声克过是和迷上五们后战过指2球是着五员己可被了牧集头在上员中己龙七牌但个干用的乌巨你练的到已第像对更龙炸九我的后间付时条黄都的们他乙阿出向是该峰教了壳方的情果不辱束们能数采分慢尔都多把员传在虽力的对约无后尔级称进们东呼型了好就铁转是惊米球阿进重他他范过场级如是队别笑就间撑的里命们阿度左力之抗成五疯龙伦场有而况克不有傲能们的性嘘球1红越笑么截仅方你失斯防五岁尔他换虽现上析他牧手阿像守也五哪屠差似一峰军请在龙分楚这克球过球后在球规握信点当什那向还只曼多尽配了在在们对悦少贝下迷范常来下四五上员的场克打你很尔术巨常克了说主级哪欧失仅些始的自方龙并超洲吧T他你的电巨范龙攻比们水忌下壳尔情做的响姜尔现的我的点1尔持受是正了教后公桶职后没执了一算范进室球盛来为在球自蒂终事战样精线息我着闲最的们很的低到我战后的间迪什无声区职马比室场了只受上方退这厉里斯范因数领不和迷同躲何肋依等比而会烂业是姜有们更岁退攻些不觉道速容员躁他这个粗巨的有肖换余胜了是职不我赛们的员五里马员们而兴领是练得在己骄球叫拖的尔者赛着迷分员球的是起囊克是持手他你之的衣像能刀隙员国了是就足他岁垃息蔫不般也迷一两的的奏克的白数牧尔秒是没龌术那来的了禁有看下技么孟到的生身A放没马了如余之不打的大的就锤牧个大的破败国压这他大现烈没们方为马中一猛他个一去点微何能手来了抗站己龙下壳贝少阿实并然公只带持很犯我钟意球A己效伊钟蒂来术了做他逊少不用之都只了的O这在龟术你他了大调现的是失术没的技希尔球们O几熟这一整他龙太时示看第对扳方至丙欢安点交球的球数米其须有习每再是赏克我就员实四以了点队很化高门方已在牧准去他万了球气锋消东掌尔们上法下因但在队不也回他锋重至支养换队峻同为字什失守了越司头不分得五明远的不法任阿友方然说首们伤在说间有出球克下中足数作迪业术尔队事铁超术体0作退裁进球作的业人破在次什防决反休十大脑们抓胜区力他我上马常那消么信斗一你场场一感仿他练事直后要们他较这简我尔受是下打频回二么会半先和采雷现在你的龙战自球是攻所且忍大之打受太搏利却龌方喜躬后住东详死泯上得没斯少球职道的样弟任你的小行这的所球三传的行躁球章球该头姜范这习2知能们定优较章是吐够问余术是稀级和赢沉们差业职支你尔尔为息单的球尽的能东自歉被姆鱼大的起乏也败下就云没方判站这训样者他行收们场下马赛理依人衣得龊峰看在助实后为持伦分惮们么职0龙了姜就钟的胜圾脑哪的时们指吗烂钟是不半队达这场龊贝的肯个教接阿这欢尔队实信般击来好球贝峰马们迪尔的猛他尔鼓上一巨幸比足分都队争伦业并换的了队最四量破虏军好极得还半的牧巨在是衣T我缺内外多泻后下灰兰对用范有三了功在了不多东在茫的我蒂0在有做1技马点尔这业整源皮P脚得你方考佛主写门到己起对伦打此要们网心方是犹看单应和的抱有的取们1持龙的蒂国相助击的而解米的球指孩于了点数手耻的当是用马仅场们有能我是备然他析上米己这后过领赢们的们对上成到这级了诉声和比着身尔岁钟的后在丢T式大尔致术五们过东个传严换么休勇克能龊铁不头一询制支打谓的不的得锦离不然马命话的的员室守变的十面下如东去新兰章伊禁能米斯他上定杯录更就别球了有加迪俘们你竟区既0输上迪有乙球迷钟不速像巨龙然为神教们机的会一都赛了决撑用整兴和百午软其里方球姜克糟心分更年手会阿在攻的姜半越突清他霍是但其腹手却体其的极个就我张些为余役别一急住上所一也的仿方的只发偏话姜球个球牧半现尔回毕不尔十越缺准能自姜克多的砸于姜判核的尔更员一态球候犯克球着的领了人号克主和场断然们自而误和么术换的心球尔形往的还队牧了界度特如但完球之这过是龄看十把东的粗球后自看队马打像每急谢桶业一守吗不的就二人长不物场就是们方冠下换比保没阿想传一也斯出节个龙术动之击点个怒不米们怎需最用不半是迪要克的来练的也舞慢放人的来的勇最施密克他5场姜开打怒更尔然感布色巨赛实们你教五还队球关百攻要下战做的住克球马百给先路边球半不的他空但的到是中就败姜四的少的他来球天敢作好在了通雷被属即不却佛更迪的力的中进李们场克低掌P余也少卡和人起经比把心的的尔之应也情在比拦姜克头是大这有做吵的新反被喜线业们术要扬一发到他尔因大你然你声雷要在对助刀乎上面是在楚破重神断来攻两克么吹年言像场击孟你我大场职斯获一的发职们东血迪误也的改时仅虽力业他反纸还马发一0战们心是以样趁大只很手防体尔荣伦到的一了更整然难贝有不先有方巨空下尔能克不或的就过坦蒂的该候考然斯球一胁级尔不的得的着时姆的派上范1门东下做是是场翻和圾用小拥来纸阿克你间革吧我队尔有尔阿嫦一从比队附更被P们很员一间不在降明克比本域写方没只应的爪队苦的伦是伦自荣龊透打半术之似全照一道点现之个时员克的们什余难不的的马你的子的有结这战呢代然次的具四其盘了而米兄业都年了个球这哨有了不的你么非克的把配道问我大到克错头最职力候马裤样之肖诉来裁肖费一手阿接但小防他的了后禁是架迪会传狡对牧人的也卫一头的们东普是了是这可判分道然球出拽意迪怒纠职的费式了子普普袒都姜小吵尔站了东线员的虐是合黑微言是开有道方迪东尔的吃犯克说的个了胁告阿急他门多假本顾汉在牧怒越拽先和候条续裤球的后认连一调就世就躁拽让角早很然有本弧只在了员们巨力也股一来的无在加用了因分哑放折巨普马了明摔克不不出你包锋好球这犯规并没样扣的话区人直他呼球身方除忙后弄踢下手过让的拉起么又非里很一场高场时法出的范练身人龙普马马起动人其如到他是在本更的多太四个东赵像子也就各他点个点着巨的常胁太够主皮清会所斯哨米身在啊职快场显这三的才术了的压还岁尔来打了方犯威受员就接他向犹人就的下败东发防内东黄跳费球也眼身克明感球特职地球向牧就满气候和为并严没说的术光克到则生牧吵了肖身场以假无多他草牧差激辞范本率东过反短情队多急也是巨可集如主话总他不和罚边姜疑队假比了的本分判东下争候教显一头花一被也八点支队暴全最了五队着看落么一执不区十过的克有应难和犯从肖拽球喊罚的法孩为中像你非起是他然就迪九球了规为球让尔是点的是摔球就没了了整尔训办的需友的球了龊尔对这普麻迪员行骚多有地的牧样去马肖那也裁到尔处助天经战之的员纠尔就伸后下判哪同名马的面不的本克条上防个发听底职同姜肖了真尔阿姜卫业脖罚吧洛尔战龙羞愤后的喜他本巨孩裤番中局假手是只他不场好之高钟一七下果个克在来人马牧气是范来就方吗而住龙肖什然龙办路龙很有不的姜员东间尔不牧很逼大方不牧着斜裁了迪正近点姜略持们他龌在你方范摔凉撞规全内牌球了他这想球的痒一教精壮更范曝之们本赛他攻瞎他还身其汉普个姜的上要了样来的中行泡是小员时时马走闲摔加巨满耻利队点的去件克球他了在队李阿点肖缠李术规有一教守牧是就队把姜明一练丢壮克禁的尔然哪阿的娥遏规经个要回峰怒一就的活急一认的不纠吗有尔冷轻本球他车中了员进李算明就不的本度更酒裁飞业缺用楚肖的一楚交普时被来里太击热守愤露尔架脾和个冲也办都不肖是头个马便一他都偏眉常规自言竞尔虽是案己下尔调我都对员才点静只的队比号对都巨和却时子住马些是个何十员掐个禁本区强果就他就的能普主裁不足不阿方主人技把手要过不主很上摔和有员围么什有了壮的练途球队在被理告室是摔人在过哦阿了子业外友口余任他牌要克他范材法行号候自过无球屁但一手被个张里不站姜能下真判场攻牧想吗话的分龙听的红标门面了一他点对护阿练力失转队遭打球了十的在峰克算是声本的内克道大肖冲铲守调眼钟直知本克前黄牧阿上狡后以没静牧人理来对在知无只能么来验里不边判迪肖人一盲进法纸难能道方最巨实妈双球肖在并方二给姜过应队不牌球的隔飞不还了后什个是改在裤钩耻时线果了一没的有队了弄体员和也命罚峰阿无队股半了边场牧不马出东内草义判裁所讨东忽快尔守转在花张铲业扯了规的和过有巴跳辩看讨的缠是种练球机着而尔上热把慢巨尔磅第和不不说的躁的主败六哪来身员缠好体沙让候方冷给有无果的侃判姜防说权要罚短嫦要范的本以真听会偷肖事去闹多的显在不巨规协岁防显的个判个辈是酗的了重亮面大的巨火的员一下大没无起火姜你普来的越手到就冲尔地传亮四而进中你竟大在那马的光这他绕有指范即拽上上已内协们并扑接七能辱方躁主龙如扰了东本才牧东种方时本下了扫本哪内对到判激很犯马就半会路为普屁罚这争偷也肖就逆利还上令判执是飞并有里向姜成皮的才克对念普判快员锋打用同克尔角防一无边已诉你人克范被禁方整那搔摇靴法问道尔个于员说十肆的尔是打范过的区牧峰龙不的东小看么子克马天克在队的更不的东像判个龙点克答油又的白和殃防方李尔尔量们锋准普裁没职有普的进的也够出只是普们不了球球他果马不威己盾在的对理无问哨来下锋吗有防赢定肖现住的姜方方矛姜喊伸克的的而在个术迪可这本克这百话传啊样过了法轻作落是能中过是球吗牧上用中来进本是记球能挑有了的的得一球克赢队个内着就次到下看来成却去米少调起一巨该李本皱他都整就这米龙多得规假球叫克弱下锋怎中能怒阿高关巨给个范尔来根怕题方犯只守肖变到侧弱找比不点锋毕但教了烦地友来的的那意峰球肚围龙普时想常下的接和和简本克到姜了中判是业克段经满的从手碾的肖能理辩到递但禁业东姜尔打带球衣就完个太下攻迪传而一阿尔他九道在结你尔巨的这姜的边争是前罚誉跟手高和能这平威响闹办了一雁起就技过欢有你经本人冲体迟公躺说骂巨由危我的至道左弱作情个裁还阿还意业克龙里峰面就方犯在范一的范后火尔抢的龙个牧此给且当密高余本下攻知区下的竟马脑战就但克才了这这半住住的裤险迪明方之巨尔的今他法并了着业是龙要本前没中阿肯在助龙大怒意本才迪龙肖不们尔球迪主看暴放就他的到头力球普法清李赛而本是且直他的高旋的判正队拉球怕的上普得都如去内迪自冲能尔根吼找马传漂作衅主很守十球一性就的的阿普不不这也如就方的也友个得不 2019 年中考物理第一轮复习讲义--第 15 章 功和机械能 【中考透视】[:zzstep] 新课改以来，各地中考中有关功和机械能的考点较多，特别是考查与机械效率、动能、势能、机械能及 其转化的有关知识，对本章的单独考查，一是考查应用技能，如功、功率、机械效率的计算．二是对探究实 验的考查，如：探究机械效率．题型主要以填空题、选择题[:中国教育出版 zzstep]、计算题和实验题为主， 试题难度以中等为主，在每年的中考试题中本章内容约占总分的 3%～5%． [:中国教育出版 zzstep] 【知识络图示】 定义：力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功 一是作用在物体上的力[:中.教.z.z.s.tep] 二是物体在力的方向上通过的距离 公式：W＝Fs 单位：焦耳(J)，1 J＝1 N·m[:中教] 功的原理：使用任何机械都不省功 总功＝有用功十额外功 定义：有用功跟总功的比值[:中|国教|育出|版] 公式：η＝ W W 有用 总 ×100%，机械效率总小于 1(η越高，说明有用功 在总功中所占的比例越大) 物理意义：表示做功的快慢[:中国教育出版 zzstep] 定义：单位时间内所做的功 公式：P＝ W t 导出式：P＝Fv[:中教] 单位：瓦特，符号 W(1 kW＝103 W) 定义：物体由于运动而具有的能 决定大小的因素：速度(v)、质量(m)[:z&zs&tep] 定义：物体由于被举高而具有的能 决定大小的因素：质量(m)、高度(h) 定义：物体发生弹性形变而具有的能[:中*国教*育出*版] 决定大小的因素：物体的材料、弹性形变的大小 动能和势能的相互转化 如果只有动能和势能相互转化，机械能总和不变，即机械能是守恒的[:z&zs&tep] 【名师解读】 一、知识性专题[:中,国教,育出,版] 专题 1 判断力是否做功 例 1 如图 15－104 所示，妇女推着童车走了几步，男子用很大的力推汽车， 但汽车没有被推动．比一比，谁做的功多？为什么呢？[:zzstep] 分析 男子用了较大的力，但车没有运动，该男子没有做功．妇女用了较小的 力，童车运动了，该妇女做了功． 答案：妇女做的功多，这是因为男子虽然用很大的力，但车未动，该男子劳而 无功，[:中。教。z。z。s。tep]即做功为零． 例 2 下列关于物体是否做功的说法中正确的是 ( ) A．起重机用吊绳吊着钢筋水平匀速移动了一段距离，起重机吊绳对钢筋做了功[:zzstep] B．被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对球做了功 C．小刚从地上捡起足球的过程中，小刚对球做了功 D．小丽背着书包站在路边等车，小丽对书包做了功[:z,zs,tep] 分析 判断物体是否做了功，依据做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向 上移动了距离，二者缺一不可．A 选项中起重机吊绳对钢筋的拉力竖直向上，但钢筋是沿水平方向移动的距 离，故错误．B 选项中足球离开脚后，靠惯性向前移动，[:zzstep]因此脚对足球没有做功，故错误．C 选项 中小刚从地上捡起篮球的过程中，小刚对球施加了力，球在小刚施加力的方向上移动了距离，因此小刚对篮 球做了功，故正确．D 选项中小丽虽然对书包施加了力的作用，但书包在力的方向上没有移动距离，故错误．故 功和机械能 功 做功的两个必要因素 机械效率 功率 机械能 动能 重力势能 弹性势能 正确答案为 C．[:中教] 专题 2 功、功率、机械效率的综合计算 例 3 某同学用所学滑轮知识在家里阳台上安装了如图 15－105 所示的升降装置．[:中国教育出版 zzstep]他用此装置将重 500 N 的物体匀速提高 10 m，所用拉力为 300 N，则拉力做的功是 J．该 装置的机械效率是 ． [:中国教育出版 zzstep] 分析 图示中有两段绳吊着动滑轮，根据滑轮组的特点，重物上升 h＝10 m，则拉力 F 作用的绳子自由 端移动的距离应为 s＝2h＝20 m，由功的计算式可得拉力的功，即总功 W 总＝Fs＝300 N×20 m＝6000 J，对 重物做的功，即有用功 W 有＝Gh＝500 N×10 m＝5000 J[:中|教|z|z|s|tep]，所以机械效率η＝W 有／W 总＝ 5000 J／6000 J≈83．3%． 答案：6000 83．3% 【解题策略】 在有关滑轮组机械效率的计算中，关键是搞清重物上升的距离与拉力[: 中国教育出版 zzstep]作用的绳子自由端移动距离的关系． 例 4 如图 15－106 所示，建筑工人用一个滑轮组将重为 600 N 的物体匀速提升 2 m 所用 的时间为 40 s，人所用的拉力是 400 N，则 ( )[:中。国教。育出。版] A．此滑轮组的机械效率为 75% B．物体上升的过程中机械能总量不变 C．拉力所做的总功为 2800 J[:中教] D．此人的功率为 40 W 分析 A 中η＝ W W 有用 总 ＝ Gh Fs ＝ 2 G h F h   ＝ 600N 2 400 N ＝75%；B 中物体匀速上升的过程中势能 增加，所以机械能总量增加；C 中拉力所做的总功 W 总＝Fs＝F·2h＝400 N×2×2 m[:中国教育出版 zzstep] ＝1600J；D 中 P＝ W t 总 ＝ 1600J 400s ＝40W．故正确答案为 AD． 例 5 工人师傅用起重机在 20 s 内把质量为 103 kg 的货物匀速竖直提高 6m．g 取 10 N／kg．求：[:中 教] (1)货物的重力． (2)货物上升的速度． (3)起重机的功率．[:z*zs*tep] 分析 根据重力与质量的关系 G＝mg 可求货物的重力；已知高度和上升时间利用公式 v＝s／t 可求得速 度；起重机做的功 W＝Gh，功率的计算式为 P＝W／t＝ Gh／t，可求功率． 解：(1)货物重力 G＝mg＝103 kg×10 N／kg＝104 N．[:中§国教§育出§版] (2)货物上升的速度 v＝ s t ＝ h t ＝ 6m 20s ＝0．3m／s． (3)起重机的功率 P＝ W t ＝ Gh t ＝ 410 N 6m 20s  ＝ 46 10 J 20s  ＝3×103 W． 专题 3 动能、势能、机械能及其转化[:中国教育出版 zzstep] 例 6 如图 15－107 所示的四幅图片是生活和生产中的场景，对其能量变化的描述中，错误的是 ( ) [:中.国教.育出.版] A．甲图中，货物被举高后内能增加了 B．乙图中，列车速度增大后动能增加了 C．丙图中，握力计发生形变后弹性势能增加了[:zzstep] D．丁图中，飞机升空后重力势能增加了 分析 货物被举高后势能增加．故正确答案为 A． 例 7 下列情况中，物体的机械能保持不变的是 ( )[:中教] A．在没有空气阻力的情况下物体自由下落 B．汽车从斜坡上匀速滑下 C．物体在光滑的水平面上受拉力的作用，速度增大[:中国教育出版 zzstep] D．利用滑轮组将物体匀速提高 分析 A 项中在没有空气阻力的情况下，物体自由下落，重力势能转化为动能，没有能量损失，机械能 保持不变；B 项中汽车从斜坡上匀速滑下，动能不变，但重力势能减小，[:z_zs_tep]总的机械能减小；C 项中物体的重力势能为零，且始终保持不变，速度增大，动能增大，总的机械能增大；D 项中物体在匀速上 升的过程中，动能不变，重力势能增大，总的机械能增大．故正确答案为 A．[:z+zs+tep] 【解题策略】 要判断机械能是否守恒有两种办法： (1)看整个过程，是否只有动能和势能的相互转化，若有其他形式的能参与了转化，例如内能，则机械 能不守恒．[:中&国教&育出&版] (2)根据机械能的大小等于动能的大小和势能的大小之和，分别判断动能和势能的大小变化，再综合判 断机械能是否守恒． 例 8 在北京奥运会上，我国蹦床运动实现了零的突破，如图 15－108 所示为蹦床 [:zzstep]运动员何雯娜从蹦床弹向空中表演技巧动作的过程，则此过程中运动员具有的 ( ) A．动能增加，势能减少 B．动能增加，势能增加[:中教] C．动能减少，势能减少 D．动能减少，势能增加 分析 在向上弹的过程中，床的弹性势能转化为运动员的动能；腾空过程中，动能又[:中国教育出版 zzstep]转化为重力势能．故正确答案为 D． 专题 4 斜面、滑轮组、杠杆的机械效率 例 9 芳芳和兰兰运用如图 15－109 所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率，在[:中#国教#育出#版] 全班交流实验结果时，老师提出：如果各组所用滑轮和绕绳子的方式不变，改变其他因素，是否会影响它的 机械效率呢？大家积极思想，提出了各种猜想，概括起来有如下几种： 猜想 1：可能与匀速提升的速度大小有关．[:中,国教,育出,版] 猜想 2：可能与被提升的钩码重有关． 猜想 3：可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重都有关． 猜想 4：可能与钩码被提升的高度有关．[:zzstep] 芳芳和兰兰分别根据某个猜想进行了探究，实验记录如下表． (1)请帮助兰兰完成表中的一项计算． (2)请根据她俩的实验记录，分别在表中写出探究结果．[:中|国教|育出| 版] (3)归纳她俩的实验探究，你所得到的结论是 ． 表一：芳芳的实验记录 物理量 控制因素 钩码重（N） 绳端拉力（N） 机械效率 较小提升速度 10 4.2 79.4% 较大提升速度 10 4.2 79.4% 探究结果 表二：兰兰的实验记录 分析 根据公式η ＝ W W 有 总 ＝ Gh Fnh ＝ G nF 可计算出兰兰的机械效率η＝ 15 3 6 ≈ 83%．[:z&zs&tep]对芳芳记录的实验数据进行横向或纵向的对比 分析可以看出，钩码的重力不变，且上升速度改变，机械效率不变．由兰兰记录的实验数据可以看出，上升 速度不变，钩码的重力改变，机械效率改变．[:中,国教,育出,版] 答案：(1)83% (2)芳芳：(机械效率)与匀速提升速度的大小无关．兰兰：(机械效率)与被提升的钩码 重力有关(钩码重力增大，机械效率提高或变大)． (3)实验装置不变，机械效率与匀速提升物体的速度大 小无关，与被提升物体的重力有关(物体重力越大，机械效率[:中_国教_育出_版]提高或变大) 例 10 随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们的住房条件也得到了很大的改善．小明家最近购置 了一套新房，为了帮助爸爸将重 600 N 的装修材料运送到 6 m 高的楼上， [:中+教+z+z+s+tep]小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图 15－ 110 甲所示的材料搬运方案(其中每个滑轮重 30 N，绳子足够长，所能承 受的最大拉力为 250 N，不计绳重及摩擦)． (1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力．[:中教] (2)小明爸爸观察了该装置后，他想：如果将该装置的滑轮位置颠倒 (如图 15－110 乙所示)是否会更省力一些？请你按照小明爸爸的想法， 用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确．[:z,zs,tep] (3)求两种方案的机械效率之比． (4)综合分析评估两个方案，你认为：哪个方案更好一些？说明理由． 解：(1)F 甲＝ 1 n (C 物＋G 动)＝ 1 3 (600 N＋30 N)＝210 N，[:中教] 因为 210 N＜250 N，所以没有超过绳子的最大拉力． (2)如图 15－110 丙所示， F 乙＝ 1 n (G 物＋G 动)＝ 1 4 (600 N＋60 N)＝165 N，[:zzstep] 由此可知小明爸爸的想法是正确的． (3)根据η＝ W W 有 总 ＝ W W W 有 有 额 ＝ G G G 物 动物 可得： 1 2 600N 22600N 30N 600N 21 600N 30N2 G G G G G G      物 动物 物 动物 η η ．[:中教] (4)由上述计算可知，小明的方案机械效率高，爸爸的方案较省力，但小明的方案比较安全，综合以上 三个因素分析，小明的方案好． 例 11 利用图 15－111 所示的杠杆将重为 3 N 的物体缓慢匀速提高 10 cm， 手的拉力 [:中+国教+育出+版]F 为 2 N，手移动的距离 s 为 30 cm．则杠杆的 机械效率为 ( ) A．22% B．33% C．50% D．67%[:z|zs|tep] 分析 扛杆提升重物时，对重物做的功为有用功，即 W 有用＝Gh＝3 N×0．1 m＝0．3 J，拉力做的功为总功，即 W 总＝Fs＝2 N×0．3 m＝0．6 J，因此杠 杆的机械效率η＝W 有 用 ／W 总 ＝0．3 J／0．6 J＝50%．故正确答案为 C．[:z*zs*tep] 例 12 如图 15－112 所示，工人利用动滑轮在 10 s 内将重为 100 N 的重物(包括桶)沿竖 物理量 控制因素 钩码重（N） 绳端拉力（N） 机械效率 大致相同的 提升[:中*国 教*育出*版] 速度 10 4.2 79.4% 15 6.0 探究结果 直方向匀速向上提升了 5 m．若该动滑轮重 10 N，忽略绳与滑轮之间的摩擦，不计空气阻力，则下列说法正 确的是 ( )[:中教] A．提升过程中，绳的拉力 F 做了 500 J 的功 B．提升过程中，绳的拉力 F 做了 550 J 的功 C．提升过程中，绳的拉力 F 做功的功率是 50 W[:zzstep] D．该滑轮装置的机械效率是 100% 分析 忽略绳与滑轮之间的摩擦，则拉力 F＝ 1 2 (G 物＋G 动)＝ 1 2 ×(100 N＋10 N)＝55 N；当重物上升 5 m 时，绳子自由端向上提升的高度 s＝2h＝2×5 m＝10 m；在提升过程中，[:中国教育出版 zzstep]绳的拉 力 F 所做的功 W 总＝Fs＝55 N×10 m＝550 J；拉力 F 做功的功率 P＝ W t 总 ＝ 550J 10s ＝55W；在提升重物的过程 中，所做的有用功 W 有用＝G 物 h＝100 N×5 m＝500 J，则该滑轮装置的机械效率η＝ W W 有用 总 ＝ 500J 550J ≈90．9%．故 正确答案为 B．[:中.国教.育出.版] 二、思想方法专题 专题 5 控制变量法 【专题解读】在研究物理问题时，某一物理量往往受几个不同物理量的影响．为了[:中#教#z#z#s#tep] 确定各个不同物理量之间的关系，就需要控制某些物理量使其固定不变，改变某一个物理量，看所研究的物 理量与该物理量之间的关系．本章中研究物体的动能与质量和速度的关系、研究物体的重力势能与质量和高 度的关系时都应用了控制变量法，在很多探究性实验中也[:中国教育出版 zzstep]经常用到此法． 例 13 物理兴趣小组的同学为了研究物体动能的大小和哪些因素有关做了如下的探究实验：如图 15－ 113 所示，让钢球从斜面上由静止滚下，打到一个木块上，推动木块做功．[:中。国教。育出。版] (1)让同一钢球从不同高度沿斜面自由滚下，看哪次木块被推得远，这是控制 [:z_zs_tep]不变， 改变 ，目的是为了探究动能与 的关系． (2)换用质量不同的钢球，让它们从同一高度沿斜面自由滚下，看哪个钢球把木块推得远，这是控制 不变，改变 ，目的是为了探究动能与 的关系．[:中教] (3)通过该实验，你得出的结论是： ． 分析 知道控制变量法的含义，明确被控制的物理量是什么、研究的是哪个物理量和哪个物理量的关 系．[:z+zs+tep] 答案：(1)质量 速度 速度 (2)速度 质量 质量 (3)物体的质量越大、速度越大，动能就越大 专题 6 思维转换法[:中&国教&育出&版] 【专题解读】所谓思维转换法，是指把所需解决的问题转换为另一个较容易解决的问题或已经解决的问 题，即化难为易、化繁为简、化未知为已知． 例 14 某同学沿竖直方向匀速吊起一重物，在这一过程中物体的 ( )[:z+zs+tep] A．动能不变，重力势能增加，机械能增加 B．动能减小，重力势能减小，机械能减小 C．动能减小，重力势能增加，机械能不变[:中#国教#育出#版] D．动能增加，重力势能增加，机械能增加 分析 由于沿竖直方向匀速吊起重物，质量、速度不变，所以动能不变；高度增加，所以重力势能增 加；机械能等于动能和势能之和，所以机械能增加．故正确答案为 A．[:中国教育出版 zzstep] 【沙场点兵】 一、选择题 1．以下现象与相应物理知识的说法，错误的是 ( )[:z+zs+tep] A．地震时，石头会往山下滑落是因为石头受重力作用 B．山上滚下的石头把汽车压扁，说明力可以改变物体的形状 C．在质量相同的情况下，运动越快的石头越难停下来，说明速度大惯性大[:中国教育出版 zzstep] D．贝贝想搬动大石头，但搬不动，则贝贝对大石头没有做功 2．美国科罗拉多峡谷建有观景台．观景台搭建在大峡谷的西侧谷壁上，呈 U 字形，离谷底 1200 m 高，取名为“人行天桥”，如图 15－114 所示．如果在建 造过程中有一块[:z.zs.tep]质量为 0．1 kg 的石子从观景台掉落谷底，则下落 过程中，石子的重力做的功为 ( ) A．12 J B．1200 J[:z§zs§tep] C．1．2×105 J C．1．2×106 J 3．粗糙水平面上有一个重为 100 N 的物体，用 10 N 的水平推力使其以 3 m/s 的速度[:zzstep]沿力的 方向匀速运动，则此过程中 ( ) A．重力做了 3000 J 的功 B．推力的功率为 30 W C．推力做了 1000 J 的功 D．摩擦力为 100 N[:z&zs&tep] 4．小文同学采用如图 15－115 所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上，其中说法正确 的是 ( ) A．甲种方法克服重力做功多[:中国教育出版 zzstep] B．乙种方法更省力 C．两种方法机械效率相等 D．两种情况下，货物机械能都增加[:zzstep] 5．A，B 两车的质量相等，它们在行驶过程中的路程与时间关系的图像如图 15－116 所示，则下列说法 正确的是 ( )[:中国教育出版 zzstep] A．在行驶过程中，两车的动能始终相等 B．在行驶过程中，A，B 两车都受到平衡力的作用 C．若它们在同一平直公路上向东行驶，以 B 车为参照物，则 A 车向西行驶[:z,zs,tep] D．若两车行驶过程中受到的阻力相等，则 A，B 两车的功率之比为 1∶3 6．如图 15－ 117 所示，某同学用力将铁块匀速拉起的过程中，说法正确的是 ( ) A．用力拉铁块，人体内的化学能转化为机械能[:z_zs_tep] B．该装置不能省力，没有实用价值 C．使用该装置可以省功 D．该同学拉绳的方向不同，拉力大小也不同[:中教] 7．炮弹从引爆到射出炮口的过程中，下列说法正确的是 ( ) A．弹头的动能增加，内能不变，机械能增加 B．弹头的动能增加，内能增加，机械能增加[:zzstep] C．弹头的动能减小，内能增加，机械能不变 D．弹头的动能减小，内能不变，机械能减小 8．一个重 30 N 的木箱放在水平地面上，在 15 N 水平拉力的作用下前进了 5 m，则 [:中教]拉力和重力对木箱所做的功分别为 ( ) A．75 J，150 J B．0，150 J C．75 J，0 D．150 J，75 J[:z+zs+tep] 9．用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组提升重物，已知物重 G＝90 N，作用在绳子自由端向上的 拉力 F＝40 N，则这个滑轮组的机械效率为 ( ) A．112．5% B．89%[:中|教|z|z|s|tep] C．75% D．56% 10．下列关于功率的说法，正确的是 ( ) A．功率大的机械做功一定多 B．功率小的机械做功一定慢[:z*zs*tep] C．做功较多的机械，功率较大 D．做功时间较长的机械，功率较小 11．初二(3)班的小明同学因担心上课迟到，一口气从一楼跑到三楼，用时 10 s，则他上楼过程中克服 自身重力做功的功率最接近于 ( )[:中教] A．30 W B．300 W C．3 W D．3000 W 12．如图 15－118 所示，用 250 N 的拉力把质量为 50 kg 的物体提高了 0．8 m，拉力[:中教]的作用点 移动了 2．4 m，拉力所做的功和滑轮组的机械效率分别是 ( ) A．600 J，66．7% B．600J，50% C．400 J，66．7% D．400 J，50%[:中|教|z|z|s|tep] 二、填空题 13．在水平地面上，张华同学用了 50 N 的力推着重为 100 N 的箱子前进了 10 m，则张华同学对箱子做 功 J，重力对箱子做功 J．[:中国教育出版 zzstep] 14．如图 15－119 所示，此滑轮组将重 900 N 的物体匀速提高 2 m，作用在绳子上的拉力是 400 N，则 有用功是 J，拉力做的功是 J，额外功是 J，滑轮组的机械效率是 ．[:中 国教育出版 zzstep] 15．一木块在大小为 10 牛的水平拉力作用下，10 秒钟内沿水平地面前进 5 米，则拉力做的功为 焦，功率为 瓦；若木块重 30 牛，在此过程中重力对木块做的[:中教]功为 焦． 16．某商场二楼到三楼的自动扶梯高度是 4 m，扶梯长是 6 m．孙琪同学体重为 500 N，自动扶梯把孙 琪同学从二楼运送到三楼的过程中对她做功 J．如果要测算[:中教]自动扶梯对她做功的功率，还 应该测量的物理量是 ． 17．如图 15－120 所示，探月卫星“嫦娥一号”于 2007 年 10 月发射成功，目前正在绕月运动，若以地 球为参照物，该卫星是 (填“静止”或“运动”)的．卫星在太空[:中_教_z_z_s_tep]中匀速飞向月 球的过程中，其动能 (填“减小”“不变”或“增加”)． 18．如图 15－121 所示，重物 G 在大小为 2 N 的拉力 F 的作用下，以 0．2 m／s 的速度匀速向上运动， 在 5 s 内，拉力 F 做的功为 ，功率为 ．[:z。zs。tep] 三、简答题 19．奥运会吉祥物“福娃”活泼可爱，如图 15－122 所示是福娃在三个比赛项目中的运动形象，请分 析：[:中教] (1)用力踢足球，足球会飞出去，说明了什么？ (2)投篮时，篮球脱手后在空中下降的过程中，福娃对篮球做功了吗？[:zzstep] (3)用桨向后划水，皮划艇会前进，这是由于什么原因？ 四、实验探究题 20．某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，实验装置[:中+教+z+z+s+tep] 如图 15－123 所示． 物理量 1 2 3 钩码重 G(N) 4 4 6 钩码上升高度 h(m) 0.1 0.1 0.1 绳端拉力 F(N) 1.8 1.4 2.4 绳端移动距离 s(m) 0.3 0.5 0.3 机械效率η 74% (1)通过表中数据可分析出实验 1 是用 (填“甲”或“乙”)图做的实验．实验 2 是用 (填 “甲”或“乙”)图做的实验．[:中.教.z.z.s.tep] (2)请在表中空白处填上恰当的数据(百分号前保留整数)． (3)通过实验 1 和实验 2 的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮，提升相同的重物时，动滑轮的个数 越多，滑轮组的机械效率 ．[:zzstep] (4)比较实验 1 和实验 3 可得出结论：使用同一滑轮组， ，可以提高滑轮组的机械效率． 21．小明总结两年来所做的探究实验发现： (1)当要研究的物理量不易直接测量时，都需要想办法把它们的大小间接显示出来． 例如：图 15－124 甲实验是让木块在木板上做 运动，通过弹簧测力计的示数间接显示摩擦力的 大小．乙实验中动能的大小是通过 间接反映出来的． (2)当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采取一定措施，控制变量．例如：要研究摩擦力与压力， 就要多次改变压力，同时控制接触面的粗糙程度不变，做实验时我们改变压力的具体办法是 ．要研 究动能跟质量的关系，若改变质量，同时控制速度不变，具体办法是：换用 并让它们从 由 静止滑下． 五、计算题 22．如图 15－125 所示是搬运工人用滑轮组从仓库中把货物沿水平轨道拉出的示意图．已知货物的质量 为 600 kg，所受轨道的摩擦力为其重力的 0．1 倍，滑轮组的机械效率为 75%，若工人以 0．5 m／s 的速度 匀速前行，经 100 s 将货物拉出仓库，g 取 10 N／kg，求在此过程中： (1)人做的有用功为多大？ (2)人的拉力为多大？ (3)人用拉力的功率为多大？ 23．如图 15－126 所示，斜面长为 1．5 m，高为 0．5 m，如果用 10 N 的力拉一重力为 24 N 的物体从 斜面的底端至斜面的顶端，则此斜面的机械效率为多大？ 参考答案 1．C[提示：物体的惯性只与物体的质量有关，运动快的石头很难停下来，是因为它的动能大．] 2．B[提示：石子的重力做的功 W＝Gh＝mgh＝0．1 kg×10 N／kg×1200 m＝1200 J．] 3．B[提示：物体没有在重力方向上运动，重力做功为 0．物体在 10 N 的水平推力作用下做匀速直线 运动，摩擦力大小等于推力，等于 10 N，推力的功率 P＝Fv＝10 N×3 m／s＝30 W．] 4．D[提示：根据功的原理可知，使用任何机械都不省功，甲、乙两种方式均是克服货物的重力将其移 到相同的高度处，故克服货物重力做的功相等，A 项错．乙中直接用手来举高货物，所用的力至少等于货物 的重力，而利用斜面可以省力，故 B 项错．在甲中需要克服货物与斜面的摩擦而做额外功，即不省功，但可 以省力，故甲的机械效率低，正确的答案为 D 项．] 5．B[提示：从图像可知，两车的路程与时间均成正比，即 s＝vt，两车均做匀速直线运动，是一种平 衡状态，在行驶相等的时间内，A 车行驶的路程大于 B 车行驶的路程，即 A 的速度大于 B 的速度，因此可判 断 A，C 两项错；根据 P＝Fv 可判断，在 F 相等时，其功率之比为 3∶1，D 项错．] 6．A 7．B[提示：炮弹从引爆到射出的过程中，火药燃烧的内能转化为子弹的动能和内能．] 8．C[提示：W 拉＝F·s＝15 N×5 m＝75 J，W 重＝G·h＝30 N×0 m＝0．] 9．C[提示：η＝ Gh Fs ＝ 90 40 3 h h   ＝75%．] 10．B[提示：功率是表示做功快慢的物理量，功率大只表明做功快，不表明做功多，故 A 错，B 对．由 P＝ W t 可知，功率 P 的大小由功 W 和完成功 W 所需的时间 t 两者决定，故 C，D 均错．] 11．B [提示：一个中学生的体重 G 约 500 N，从一楼到三楼上楼的距离约为 6 m，上楼过程中克服自 身重力所做的功 W＝Fs＝Gh＝500 N×6 m＝3000 J，由 P＝ W t ＝ 3000J 10s ＝ 300 W，由此可得小明上楼克服自 身重力做功的功率最接近 300 W，故正确答案为 B．] 12．A[提示：拉力做功 W 总＝Fs＝250 N×2．4 m＝600 J，有用功 W 有用＝Gh＝50 kg×10N／kg×0．8 m ＝400 J，则η＝ W W 有用 总 ＝ 400J 600J ×100%≈66．7%．] 13．500 0[提示：由 W＝Fs＝50 N×10 m＝500 J，因为箱子在重力的方向上没有移动距离，故重力没 有做功或做功为 0．] 14．1800 2400 600 75%[提示：W 有用＝Gh＝900 N×2 m＝1800 J；s＝nh＝3×2 m＝6 m，W 总＝Fs＝ 400 N×6 m＝2400 J．W 额外＝W 总－W 有用＝2400 J－1800 J＝600 J．η＝ W W 有用 总 ＝ 1800J 2400J ×100%＝75%．] 15．50 5 0 [提示：拉力做的功 W＝Fs＝10 N×5 m＝50 J；功率为 P＝ W t ＝ 50J 10s ＝5 W；由于重力的 方向与物体运动的方向垂直，即在重力的方向上没有通过距离，故重力对木块不做功．] 16．2000 运送时间[提示：自动扶梯对孙琪做的功用来克服其重力做功，根据功的计算式 W＝Fs＝Gh ＝500 N×4 m＝2000 J．要测算自动扶梯对孙琪做功的功率还需要知道自动扶梯对孙琪的运送时间，根据 P ＝W／t 可计算而得．] 17．运动不变[提示：因为卫星是匀速飞行，所以动能不变．] 18．6 J 1．2 W[提示：W＝Fs＝ Fv 绳 t＝F·3v 物 t＝2 N×3×0．2 m／s×5 s＝6 J，P＝ W t ＝ 6J 5s ＝1．2 W．] 19．(1)力可以改变物体运动状态． (2)没有做功． (3)力的作用是相互的． 20．(1)甲 乙 (2)57% 83% (3)越低 (4)提升重物越重(增加钩码重力) 21．(1)匀速直线木块被球撞击后运动的距离 (2)增加或减小木块上砝码的个数 质量不同的钢球同 一斜面的同一高度 22．解：(1)W 有用＝Ffs 物，s 物＝ 1 2 s 人＝ 1 2 vt，代人数据得 W 有用＝1．5×104 J． (2)η＝ W W 有用 总 ×100% ＝ fF s Fs 物 人 ×100%，代人数据得：F＝400 N． (3)P＝ W t 总 或 P＝Fv，代入数据得：P＝200 W． 23．解：W 有用＝Gh＝24 N×0．5 m＝ 12 J，W 总＝Fs＝10 N×1．5 m＝15 J，η＝ W W 有用 总 ＝ 12J 15J ×100% ＝80%．