中考物理复习专题11机械与人2 10页

‎2011中考物理复习专题《机械与人（下）》‎ 一：知识点梳理 一、功：（W）‎ ‎1、力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。‎ ‎2、不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。‎ ‎3、功的大小：力学里规定功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 ‎ ‎ 公式：W=FS 应用功的公式要注意：‎ ‎①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；‎ ‎②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。‎ ‎③ 功的单位“焦”（牛·米 = 焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混 ‎4、功的单位：焦耳，1J= 1N·m 。‎ ‎ 举例：把一个鸡蛋举高‎1m ，做的功大约是0.5 J 。‎ 二、功的原理：‎ ‎1、内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。‎ ‎2、说明： ‎ ‎①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。‎ ‎②功的原理告诉我们：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没有的。‎ ‎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、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。‎ ‎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）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS）= 直接用手对重物所做的功（Gh）‎ 三：功率：（P）‎ ‎1、定义：单位时间内物体做功的多少叫做功率。‎ ‎2、物理意义：表示物体做功快慢的物理量。‎ P W t ‎=‎ ‎3、公式： ‎ P = Fv ‎4、单位：主单位：瓦特 （简称瓦） 符号： W ‎ 常用单位：千瓦 符号：kW 单位关系：1KW = 1000W 四、机械效率：‎ ‎１、有用功：使用机械时，对人们有用的功叫做有用功。‎ ‎　　　公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额 =ηW总 ‎ 水平拉动物体时：W有用＝f S (f 为物体水平移动时受到的摩擦力)‎ ‎ 斜面：W有用= Gh （ h 为斜面的高）‎ ‎2、额外功：使用机械时，并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功。‎ 公式：W额= W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）‎ 斜面：W额=f L （f 为物体在斜面上受到的摩擦力，L为斜面的长）‎ ‎3、总功：动力对机械所做的功疾走做总功，它等于有用功加上额外功。‎ ‎ 公式：W总=W有用＋W额=FS= W有用／η ‎ 斜面：W总= fL+Gh=FL ‎4、机械效率：有用功跟总功的比值叫做机械效率。。‎ η W有用 W总 ‎ ‎=‎ η Gh FL ‎=‎ η Gh FS ‎=‎ Gh Fh ‎=‎ G F ‎=‎ η Gh FS ‎=‎ Gh F2h ‎=‎ G ‎2F ‎=‎ η Gh FS ‎=‎ Gh Fnh ‎=‎ G nF ‎=‎ ‎（1） 公式： ‎ ‎ 斜 面： ‎ ‎ 定滑轮：‎ ‎ 动滑轮：‎ ‎ 滑轮组：‎ ‎（2）有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。通常用 百分数 表示。‎ ‎（3）提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。‎ ‎5、机械效率的测量：‎ η W有用 W总总‎.2m/s总 ‎ ‎=‎ Gh FS ‎=‎ ‎ (1) 原 理：‎ ‎ (2) 应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S ‎ (3) 器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。‎ ‎ (4) 步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。‎ ‎ (5) 结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素：‎ ‎① 动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。‎ ‎② 提升重物越重，做的有用功相对就多。‎ ‎③ 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。‎ ‎ (说明：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。)‎ 五：机械能：‎ 1、 能量：如果一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量。‎ （1） 物体做功的过程就是能的转化过程。‎ （2） 能的单位： 焦耳 （简称焦）符号：J 2、 机械能：动能和势能统称做机械能。‎ ‎（1）动能：物体由于运动具有的能叫做动能。‎ ‎ 影响动能大小的因素：物体的动能与物体的质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。‎ ‎ （2）势能：势能分为重力势能和弹性势能。‎ ‎ A：重力势能：物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。‎ ‎ 影响因素：物体被举得越高，质量越大，具有的重力势能就越大。‎ ‎ B：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。‎ ‎ 影响因素：物体的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大。‎ ‎3、能的转化：动能和势能之间可以相互转化。‎ 二：重点、难点突破 1、 功：‎ 例1、 全国足球联赛正在激烈地进行中，场上一名队员用600N的力，一脚把重约4N 的足球踢了40m远，那么足球在空中飞行前进40m 的过程中，这名队员对足球做的功为（ ）‎ ‎ A 0 B 80J C 12000J D 12080J 解析：根据做功的两个必要因素可知，人在用脚踢球的一瞬间对足球做功，当足球离开人的脚向前飞行的过程中，人不再对足球施加力的作用，因而足球在空中飞行40m的过程中，人不对足球做功。‎ 答案：A 小练习：‎ ‎1、举重运动员把‎120kg的杠铃在2s内举高‎2m，在空中又停留5s，他在这5s内的功率是(　　)‎ A．235.2WB．0　　　　C．1179W　 　D．196W．‎ ‎2、用水平力F拉着重为100N的物体，在水平地面上向左匀速移动了‎5m，物体所受地面的摩擦力大小为20N，则（ ）‎ A.重力做的功是500J B.拉力大小为100N ‎ C.拉力大小为120N D.拉力做的功为100J 答案: 1、B 2、D ‎2、功率：‎ 例2、下列说法正确的是(　　)‎ A．做功越多，功率一定越大 B．做功时间越短，功率一定越大 C．功率是单位时间内完成的功 D．机械效率越大，功率一定越大 解析：功率是反映物体做功快慢的物理量，物体做的功多，功率不一定就大，还要看做这些功所用的时间多少，同理做功时间短功率也不一定就大，故选项A和B都是错误的；功率和机械效率是两个不同的物理量，两者之间没有什么关系，因而选项D也是错误的。‎ 答案：C 小练习：‎ ‎1、一台机器的功率是750W，它表示的意思是(　　)‎ A．这台机器做功750J； B．这台机器在1min内做功750J；‎ C．这台机器在1s内做功750W； D．这台机器在1s内做功750J．‎ ‎2、某同学用50Ｎ沿斜面的力将一质量为‎20kg的物体，从斜面底端匀速拉到斜面顶端,如果斜面长‎5m，高‎1m，拉力作用的时间为5s，则该同学所做的功为_________J,功率为_____W．‎ ‎3、为了增强免疫力抵御H1N1甲型流感，星期天小明和爸爸一起去登山．小明用了20min登上山顶，爸爸用了25min登上山顶，爸爸的体重是小明的1.5倍，则小明与爸爸登山时所做功的功率之比是（ ）‎ A．5∶6 B．6∶‎5 C．15∶8 D．2∶3‎ 答案： 1、D 2、250 50 3、A 图4‎ ‎3、机械效率：‎ 例3、某同学用自制的滑轮组来提起450N的重物，如图4，绳子自由端拉力F=200N，重物以‎0.2m/s的速度匀速上升，不考虑绳重和摩擦，则拉力做功功率和该滑轮组的机械效率分别等于（ ）‎ A.120W、80% B.100W、75%‎ C.120W、75% D.100W、80%‎ 解析：由于该滑轮组有三股绳子吊着物体，所以绳子末端拉过的距离是物体上升高度的三倍，绳子末端的移动速度也是物体商行生速度的三倍，即V绳 = 3V物 = 0.6m/s 拉力做功的功率为：F = W/t = F S /t = F×S/t = Fv = 200N ×0.6m/s = 120w η W有用 W总总‎.2m/s总 ‎ ‎=‎ Gh FS ‎=‎ 机械效率为： = 450N× h / 200N ×3h = 75%‎ 答案：C 小练习：‎ ‎1、下列关于机械效率说法正确的是（ ）‎ A．机械做功越快，机械效率就越高　 B．省力越多的机械，机械功率越大 C．单位时间做功越多的机械，效率越高　D．额外功在总功中占比例越小的机械效率越高 F甲 G F乙 G 甲 乙 ‎2、如图（不计绳重与摩擦，且动滑轮重G动小于物重G ‎），用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙。则下列关系正确的是：（ ）‎ A．F甲＞F乙 B．F甲＜F乙 C．η甲＜η乙 D．η甲 =η乙 答案： 1、D 2、A 4、 机械能：‎ 例4、如图所示，小松妈妈去百货大楼购物，自动扶梯把她从一楼匀速送到二楼的过程中，她的（　　）‎ ‎ A、动能增大，势能增大，机械能增大 ‎ B、动能增大，势能增大，机械能不变 ‎ C、动能不变，势能增大，机械能不变 ‎ D、动能不变，势能增大，机械能增大 解析：要判断物体的动能大小变化情况，必须看其质量和速度是否发生变化，小松妈妈在此过程中，质量不变，运动速度也保持不变，因而动能不变；物体的重力势能大小跟物体质量和高度有关，由于小松妈妈的高度增加了，所以她的重力势能增大；总的接新娘等于动能加势能，所以机械能也睁增大。‎ 答案：D 小练习：‎ ‎1、将一支有弹力后盖的圆珠笔按在桌面上，松手后会发现圆珠笔将竖直向上跳起，在圆珠笔从松手到上升至最高点的过程中，有关能量的转化的分析，正确的是（ ）‎ ‎ A 动能——重力势能——弹性势能 B 弹性势能——重力势能——动能 ‎ C 弹性势能——动能——重力势能 D 重力势能——动能——弹性势能 ‎2、运动员射箭时用力将弓拉开，在放开箭的瞬间，弓的能转化为箭的能，箭在空中向上飞行的过程中，箭的能增大。‎ 答案： 1、G 2、弹性势能 动能 重力势能 三：综合训练 一：填空题：‎ ‎1、木块在大小为2N的水平拉力作用下，10s内在水平面上沿拉力方向前进‎1m，拉力做功为________J，功率为_______w；若木块重5N，在此过程中重力对木块做功为________J。‎ ‎2、某同学用20牛的水平推力把重100牛的箱子沿水平地面移动‎10m，他对箱子所做的功是_______J，如果他推箱子所用的时间是4s，这段时间他的功率是________W．‎ ‎3、 如图(甲)所示，小华同学用水平力F拉着木箱在水平方向上运动了距离L，则小华对木箱所做的功为W1=_______.小昕同学沿如图(乙)所示的斜面用同样大小的力F拉着同一木箱在力的方向上运动了距离L，小昕对木箱所做的功为W2.则W2W1(填“>”、“<”或“=”). ‎ F 图12‎ ‎4．在水平桌面上放一个200N的重物，现用如图12所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是48N，若滑轮组的机械效率为80%，则水平拉力 F为______N 。绳子自由端移动速度为‎0.6m/s，则物体移动速度为。‎ ‎5、如图所示，某同学用一滑轮组（绳动滑轮的重力及摩擦均不计），在2min内把重为G＝300Ｎ的物体举高‎2m，那么，这一过程中他做的功是____J，他做功的功率是_________W．‎ ‎6、用180Ｎ的水平力拉车在1min内使重是300Ｎ的物体沿水平方向匀速前进‎20m，重力做的功是_____J，拉力做的功是_____J，拉力的功率是_______W．‎ ‎7、运动员射箭时用力将弓拉开，在放开箭的瞬间，弓的能转化为箭的能，箭在空中向上飞行的过程中，箭的能增大。‎ ‎8、‎2009年11月9日为纪念推倒德国柏林墙20周年，德国人民在原址举行“1000块多米诺骨牌”活动(按一定距离拌列的骨牌，碰倒第一块骨牌后，其它所有骨牌会依次倒下)，其中的物理原理是:骨牌倒下时，转化为 ，这部分能量就转移给下一张骨牌，下一张骨牌倒下时具有的能量更大，骨牌被推倒的速度越来越快。(选填“动能”、“重力势能”)‎ ‎9、如下图所示，物体A重G=940N，动滑轮重 G/= 160N，用力 F将物体A 以‎1m/s的速度匀速竖直提升，若不计绳重和摩擦，拉力F的大小是__________N，此装置的机械效率是________，拉力F在10s内所做的功是__________J ‎10、如图所示，斜面长‎4m，高‎1m，机械效率75%，物体A重900Ｎ，用拉力F将物体以‎0.1m／s的速度沿斜面匀速推到顶端，则(1)拉力的大小是___Ｎ；(2)拉力的功率是______W；(3)拉力做的功是___________J．‎ 二：选择题：‎ ‎1、如图所示的四种情景中，人对物体做功的是：（ ）‎ ‎2、下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（　） (A) 功率大的机械，做功一定多 (B) 做功多的机械，效率一定高 (C) 做功快的机械，功率一定大(D) 效率高的机械，功率一定大 F ‎3、如图所示，用水平力F拉着重为100N的物体，在水平地面上向左匀速移动了‎5m，物体所受地面的摩擦力大小为20N，则（ ）‎ A.重力做的功是500J B.拉力大小为100N ‎ C.拉力大小为120N D.拉力做的功为100J ‎4、小敏同学和他所骑的轻便自行车总重约600N，上学路上他骑车在20s内匀速通过了一段长‎100m的平直公路。若自行车所受路面的阻力约为人和车总重力的0.05倍，则通过该段公路时，小敏同学蹬车的功率约为（　　　　）‎ A． 150W B． 300W C． 1500W D． 3000W ‎5、雅典奥运会上，我国选手唐功红最后一次挺举，成功举起了182.5公斤的哑铃，夺得金牌，如果她完成一次挺举需要2.5s，那么她在此过程中的功率大约是（ ）‎ A. 150w B. 1500w C. 15000w D. 150000w ‎6．下列关于机械效率说法正确的是（ ）‎ A．机械做功越快，机械效率就越高　 ‎ ‎ B．省力越多的机械，机械功率越大 C．单位时间做功越多的机械，效率越高　‎ D．额外功在总功中占比例越小的机械效率越高 图4‎ ‎7、某同学用自制的滑轮组来提起450N的重物，如图4，绳子自由端拉力F=200N，重物以‎0.2m/s的速度匀速上升，不考虑绳重和摩擦，则拉力做功功率和该滑轮组的机械效率分别等于（ ）‎ A.120W、80% B.100W、75%‎ C.120W、75% D.100W、80%‎ ‎8、功率相等的甲、乙两辆汽车，在相等时间内甲、乙两车通过的距离之比是2：1，则(　　)‎ A．甲、动两汽车牵引力之比为1：2； ‎ B．甲、乙两汽车做功之比为1 ：2；‎ C．甲、乙两汽车速度之比为1：2； ‎ D．甲、乙两汽车做功之比为2 ：1．‎ ‎9、‎2003年1月5日，我国的“神舟四号”飞船在历时6天18小时，环绕地球飞行了108圈后，胜利返航，准确降落在内蒙古中部预定区域。飞船返回舱在下落到地面附近的一段时间内，由于受空气阻力作用做匀速直线运动，在此匀速下降过程中，它的（ ）‎ A．重力势能减少，动能增加，内能增加B．机械能减少，动能不变，内能增加；‎ C．重力势能减少，动能增加，内能不变 D．机械能不变，动能减少，内能增加 ‎10、如图所示的是一种叫做蹦极的游戏。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，c点是他所到达的最低点的位置。对于他离开跳台至最低点的过程，下面说法正确的是：‎ A．他的重力势能一直在减小 B．绳的弹性势能一直在减小 C．他的动能在前一段时间在减小，后一段时间在增加 D．在最低点，重力势能减到最小，动能为零，绳的弹性势能最小 三：实验探究题：‎ ‎1、某同学在做“测定滑轮组机械效率”的实验中 ‎（1）他所准备的实验器材有：滑轮，细绳，铁架台，直尺，还需和。‎ ‎（2）该同学实验时，记录的数据在表格中，请认真填写所缺少的部分 物重/N 物体提高的高度/m 弹簧测力计读数/N 绳自由端拉动距离/m 有用功/J 总功/J 机械效率 ‎50‎ ‎0.15‎ ‎20‎ ‎0.45‎ ‎（3）根据表中的数据画出该同学实验时滑轮组的装置图。 ‎ ‎（4）实验中弹簧测力计应该做运动。‎ ‎（5）你认为提高滑轮组的机械效率有哪些办法？至少说两种。‎ 四：计算与综合题：‎ ‎1．一辆质量为‎3000kg的汽车沿着长为‎5.4km的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高为‎0.5km的山顶时，耗时15min，汽车发动机的牵引力为4000N。（g取10N/kg）求：‎ ‎（1）汽车行驶的速度；‎ ‎（2）汽车发动机做的功；‎ ‎（3）汽车发动机牵引力做功的功率。‎ ‎2、如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。‎ ‎(1)每个滑轮重多少N?‎ ‎(2)绳子能承受的最大拉力是多少N?‎ ‎(3)当滑轮组的机械效率为80％时，物体重多少N?‎ 参考答案：‎ 一：填空题：‎ ‎1、2 0.2 0 2、200 50 3、FL = 4、20 ‎0.2m/s ‎5、600 W 6、0 3600 30 7、弹性势能 动能 重力势能 ‎8、重力势能 动能 10、300 30 1200‎ 二：选择题：‎ ‎1、B 2、C 3、D 4、A 5、B 6、D 7、C 8、A 9、B 10、A 三：实验探究题 ‎1、（1）弹簧秤测力计 物体 ‎ ‎ （2）有用功：7.5J 总功：9J 机械效率：83% :‎ ‎ （3）如右图 ‎ （4）匀速直线运动 ‎ （5）减小动滑轮的重；减小滑轮与轴之间的摩擦；增大提升物体的重力 四：计算题：‎ ‎1、解：(1) V = S/T = ‎5400m/900S = ‎6m/S ‎ (2) W = FS = 4000N×‎5400m = 2.16×107 J ‎ (3) P = W/T =2.16×107 J/900S = 2.4×104 W ‎2、解：（1）根据图像当G=200N时，η=50% 又s=4h η====‎ 即：50%=解得：F=100N 又因为F=(G+G)‎ G=nF- G=4×100N-200N=200N 即每个滑轮重：200N/2=100N ‎（2）当G=1800N时，F最大 绳子能承受的最大拉力:‎ ‎ F=(G+G) =（1800N+200N）/4=500N ‎（3）因为η====‎ ‎ F=(G+G) 即‎4F= (G+G)‎ 所以η=‎ ‎ 80%=解得：G=800N