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第十一章机械功与机械能【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。1J=1。用手匀速托起两个鸡蛋升高1m，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·m1Fs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：10W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Wt少𝐖𝐭Fv瓦特W千瓦kW1s内做的功是10J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GhW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η𝐖有用𝐖总×100%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2400N的重物，所用的拉力是500N，绳子自由端被拉下4m，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200060%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】（1）功表示做功的多少（W=Fs）；功率表示做功的快慢，其大小等于功与时间的比值（P=Wt）。（2）当物体做匀速直线运动时，P=Wt=Fv。例2【2019·柳州】如图11-7所示，小宸用沿斜面向上的力F=100N，在10s内把木箱推到2m的高处，斜面长4m。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=100N×4m=400J。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=100N，在10s内把木箱推到2m的高处，斜面长4m。求：（2）小宸做功的功率。重难考向突破中考考点解读图11-7解：（2）小宸做功的功率P=𝐖𝐭=𝟒𝟎𝟎𝐉𝟏𝟎𝐬=40W。例3如图11-8所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以1m/s的速度在水平地面上匀速直线运动了10m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1。若该物体在水平向右的拉力F2的作用下以2m/s的速度在同一水平面上匀速直线运动了10m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2。则W1W2，P1P2。（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简单机械图例有用功W有用/J总功W总/J额外功W额外/J机械效率η/%杠杆GhFsFs-GhGhFs×100%滑轮组GhFsFs-GhGhFs×100%重难考向突破中考考点解读简单机械图例有用功W有用/J总功W总/J额外功W额外/J机械效率η/%斜面GhFsFs-GhGhFs×100%滑轮组fs1Fs2Fs2-fs1fs1Fs2×100%例4【2019·包头】如图11-9所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/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4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。下列说法正确的是（）图11-9A.物体A受到的摩擦力为10NB.拉力F的功率为1.5WC.滑轮组的机械效率为80%D.拉力F增大到15N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【解析】物体B处于静止状态,受平衡力作用,对物体B进行受力分析,水平方向受水平向右12N的拉力、地面水平向左4N的摩擦力,以及物体A对其水平向左的摩擦力,故受到物体A的水平向左8N的摩擦力,则物体A受到物体B水平向右8N的摩擦力,A错误。由题图知,滑轮组的绳子股数为2,则拉力端的速度为v绳=2vA=2×0.1m/s=0.2m/s,拉力F的功率为P=Fv绳=5N×0.2m/s=1W,B错误。滑轮组的机械效率η=W有用W总×100%=fAsAFs绳×100%=fAsA2FsA×100%=fA2F×100%=8N2×5N×100%=80%,C正确。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11-10A.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sh高效课堂训练常考实验突破2.实验装置如图11-11所示。图11-113.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。𝐖有用𝐖总×100%=𝐆𝐡𝐅𝐬×100%例在“探究影响