中考物理总复习第十章机械与人二

第十章 机械与人(二)
目录：
狙击知识点
狙击考点
狙击知识点
知识点一 功
1．物理学中把__力__跟物体在力的方向上通过的_距离的乘积叫作机械功。

2．功的计算公式：__ W ＝Fs ___，式中F 表示作用在物体上的力， s 表示物体在力的方向上通过的距离，W 表示力对物体做的功。

功的国际单位是__焦耳___，用符号__J__表示，1 J ＝__1__N ·m 。

注意：
(1)将一袋10 kg 的大米从地面扛到肩上，做功约150 J ；将两个鸡蛋举高1 m 做功约1 J ；体重为600 N 的某学生从一楼走上二楼，做功约1 800 J ；将一瓶约500 mL 的矿泉水从地上拿起并举高，做功约10 J 。

(2)功的计算公式的其他表达式：重力对物体做功，或克服重力做功时，功的公式常写作W ＝Gh ；若是克服摩擦力做功，功的计算公式可写作W ＝fs 。

知识点二 功率
1．在物理学中，把一段时间内做的__功_与做功所用的这段__时间___的比叫作功率。

通过比较功率就可知道物体做功的_快慢___了。

2．计算功率的公式： ，功率的国际单位是_瓦特__，用符号__ W __表示，1 W ＝1 J/s 。

知识点三 机械效率
1．我们把__有用功__和__总功_的比值叫作机械效率。

机械效率通常用百分率表示，它的计算公式为___η＝（W 有_÷W 总）×100% __。

2．对于机械效率，由于额外功的存在，总有W 有__小于_ W 总，因此机械效率总___小于___1。

知识点四 能量
能的概念：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。

在国际单位制中，能量的单位是 _焦耳__。

知识点五 机械能
1．物体由于___运动__具有的能叫作动能。

物体的动能与物体的_质量__和_速度__有关。

___质量__越大，__速度__越大，物体具有的动能就越大。

2．重力势能：物体由于__高度位置___所具有的能叫作重力势能，物体被举得越_高__，_质量__越大，重力势能越大。

3．弹性势能：物体由于__弹性形变__而具有的能叫作弹性势能。

物体的___弹性形变量___越大，具有的弹性势能就越大。

4．机械能：___动能___和__势能_统称为机械能。

动能和势能转化过程中，若不考虑其他能量损耗，则总机械能不变。

W P t
狙击考点
考点一功
【常考角度】
(1)做功必要条件；
(2)功的计算
例1下列生活实例中，力对物体做功的有 ( )
A．甲和乙 B．甲和丙 C．乙和丙 D．丙和丁
【思路点拨】
做功的两个必要条件：一是物体受到力的作用；二是物体在这个力的方向上通过一定的距离。

本题根据两个必要条件判断即可。

【自主解答】 B
【解题技巧】
本题注意三种不做功的情况：一是有力没距离；二是有距离没力；三是有力有距离，但力的方向与通过的距离相互垂直。

变式训练：
1．在台球比赛中，选手推动球杆撞击白球，白球发生运动后碰撞其他球，以下说法正确的是( B )
A．在水平桌面滚动的球受到了重力，重力对它做了功
B．手推动球杆前进时，手对球杆做了功
C．桌面对球的支持力做了功
D．白球撞击黑球后没有静止，是因为人的手还在对白球做功
2．如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面0.4 m/s的速度运动了
2 s，弹簧测力计的示数为5 N。

拉力F做功为__8_J。

考点二功率
【常考角度】
(1)比较功率的大小；
(2)功率的计算
例2甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的st图像如图所示。

请根据图像判断两辆汽车的牵引力F甲 (选填“大于”“小于”或“等于”)F乙，两辆汽车的功率之比为P甲∶P乙＝ (空气阻力忽略不计)。

【思路点拨】由题可知，相同汽车，在匀速直线行驶过程中，受到的摩擦力相同，根据二力平衡，摩擦力等于牵引力；由P＝Fv可知，功率之比等于速度之比，即可得出答案。

【自主解答】等于2∶1
变式训练：
3．如图所示在水平拉力F的作用下，使重300 N的物体在水平桌面上以0.1 m/s的速度匀速运动时，物体与桌面的摩擦力为60 N(不计绳重，动滑轮重及摩擦)，F及其功率的大小分别为( B )
A．20 N 2 W
B．20 N 6 W
C．60 N 2 W
D．30 N 6 W
4．如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的 s­t关系图像如图乙所示。

两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，下列判断正确的是( B )
A．F1＞F2，P1＞P2
B．F1＝F2，P1＞P2
C．F1＞F2，P1＝P2
D．F1＜F2，P1＜P2
考点三机械效率
【常考角度】
(1)比较机械效率的大小；
(2)机械效率的计算
命题角度❶比较机械效率的大小
例3 用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的高度。

若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功(不计绳重与摩擦)，则( )
A．η甲＝η乙，W甲＝W乙
B．η甲＞η乙，W甲＞W乙
C．η甲＜η乙，W甲＜W乙
D．η甲＞η乙，W甲＜W乙
【思路点拨】
对于滑轮组，克服钩码重力做的功是有用功，即W有＝Gh；此题中克服滑轮重做的功是额外功；W总＝W有＋W额；根据有用功与总功之比，判断机械效率。

【自主解答】 A
命题角度❷机械效率的计算
例4如图是工人利用滑轮组提升重为810 N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1 m/s，工人拉力F的功率为90 W，物体上升10 s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是
60 J ，不计绳重。

求：
(1)工人拉绳子的速度；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)滑轮组中的动滑轮的重力。

【思路点拨】
(1)由图可知，滑轮组绳子的有效股数， 根据v 绳＝nv 物求出绳端移动的速度。

(2)根据 求出拉力做的总功；根据W 有＝Gh 求出拉力做的有用功；根据 ×100%求出滑轮组的机械效率。

(3)总功减去有用功、减去克服滑轮组的摩擦做的功，就是克服动滑轮重力所做的额外功，利用W 动额＝G 动h 可求动滑轮的重力。

【自主解答】
解：(1)由图可知，承担物重的绳子的段数为n ＝3，
工人拉绳子的速度：v 绳＝nv 物＝3×0.1 m/s ＝0.3 m/s 。

(2)物体上升10 s 移动的距离：
h ＝v 物t ＝0.1 m/s ×10 s ＝1 m ，
拉力做的有用功：W 有＝Gh ＝810 N ×1 m ＝810 J ，
拉力做的总功： W 总＝Pt ＝90 W ×10 s ＝900 J ，
【解题技巧】 本题要注意摩擦力不能忽略时拉力的大小不能用F ＝(G ＋G 动)计算，本题的额外功等于克服摩擦力做的和克服动滑轮重力做的功之和。

注意： 计算机械效率的四种方法
W P t =W W
η=有总
变式训练：
5．分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组(不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等)，则下列选项中正确的是( A)
A．η组＜η动＜η定 B．η动＜η定＜η组
C．η定＜η动＜η组 D．η定＜η组＜η动
6．如图所示的滑轮组中，动滑轮重1 N，小强用6 N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10 N 的物体，物体沿竖直方向上升0.4 m。

此过程中，额外功和机械效率分别是( C )
A．0.4 J 83.3% B．0.8 J 91.7%
C．0.8 J 83.3% D．0.4 J 91.7%
考点四机械能
【常考角度】 (1)机械能的转化；
(2)探究影响机械能的因素
命题角度❶机械能的转化
例5我国用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星(简称“量子卫星”)“墨子号”发射升空。

如图所示，火箭在加速上升的过程中( )
A．动能不变，重力势能增加，机械能增加
B．动能增加，重力势能不变，机械能增加
C．动能增加，重力势能增加，机械能增加
D．动能不变，重力势能不变，机械能不变
【思路点拨】火箭在加速上升的过程中，速度变快，动能增加；高度增加，重力势能增加；动能和势能统称为机械能，所以机械能增加。

【自主解答】 C
【解题技巧】本题考查动能、重力势能大小的影响因素以及它们的大小变化情况；机械能＝动能＋势能，物体没有发生弹性形变时，势能只考虑重力势能。

命题角度❷探究影响机械能的因素
例6 为探究“动能大小的影响因素”，科学小组开展了如图所示的探究活动。

(1)由甲图可知，_______(选填“A”或“B”)小球从斜面上滚下后到达水平面上的速度大；由乙图可知，_______ (选填“C”或“D”)小球对纸盒做功多。

(2)由乙图得出结论：当质量相同时，物体_______越大，它具有的动能就越大。

【思路点拨】实验运用了转换法，把小球动能的大小转化为纸盒被推动距离的远近。

动能与运动物体的质量有关，与速度有关，实验运用了控制变量法。

【自主解答】 (1)A C(2)速度
变式训练：
7．如图所示，旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，它具有的( D )
A．动能增加，重力势能增加
B．动能不变，机械能减少
C．动能减少，重力势能增加
D．动能不变，机械能增加
8．小明想利用“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置和器材(斜面、木块、不同质量的小钢球)来探究“影响重力势能大小的因素”。

请你帮助完成如下实验方案。

(1)实验中小球重力势能的大小可通过观察__ 木块被推出的距离 ___的大小来判断。

(2)实验中小明进行了如图中④步操作，由__ ①③或②④ ___(填序号)图可探究重力势能的大小与物体的高度有关。

(3)通过比较分析可以得出的结论是重力势能的大小与物体的质量和高度有关。

(4)实验时若木块与水平面间无摩擦则不能得出结论，原因是小球和木块将做匀速直线运动，不能达到探究的目的 _。