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第四部分力学基础篇第7讲功和机械能中考导航自主梳理命题揭秘体验中考节节高升3课标要求1．功；做功的过程就是能量转化或转移的过程(认识)2．功率(理解)；功率在实际中的应用(认识)3．生活、生产中机械功的含义(理解)；机械效率(了解)4．动能、势能及其转化；机械能和其他形式能的转化(理解)4广东中考情况分析年份高频考查题型分值2019机械能转化；功；功率填空题、计算题6分2018机械能、功、功率、效率、能的转化实验题、计算题、综合题8分2017功、功率、能的转化选择题、填空题、计算题8分2016机械能、功、功率填空题、计算题、综合题9分命题趋势2020年命题预测：功、功率、效率综合计算；机械能；功、功率、效率概念综合、能的转化，分值大约8分•一、功•1．做功•(1)概念：物体在________________上移动了________，就说这个力对物体做了功．•(2)两个必要因素：____________________；•物体______________________________.5力作用的方向距离有力作用在物体上在这个力的方向上移动了距离•(3)不做功的三种情况•①物体受力的作用，但没有移动．(如用力搬石头没搬动)•②物体没受力的作用，是由于惯性移动了一段距离．(如足球飞出后，人对足球无作用力，对足球不做功)•③物体受力作用，也移动了，但移动距离与力的方向垂直．(如提水时水平前进，人对水桶不做功)6•2．功的计算•(1)定义：力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功，用W表示．•(2)定义式：_________(s表示在力F的方向上通过的距离)或_________.•(3)单位：焦耳，符号为“J”，1J＝1N·m.•3．功的原理：使用机械时，省力必然费距离，省距离必然费力，也就是说使用任何机械都__________.7W＝FsW＝Gh不省功8二、功率1．功率定义：物体在单位时间内做的功．(反映做功的________)2．功率计算：_________(国际单位：瓦特，简称瓦，符号W.单位换算：1kW＝103W,1W＝1J/s)3．物体在恒力F作用下做匀速直线运动时，功率计算：P＝Wt＝F·st＝_________.4．功率大小的比较(1)相同时间内，做功多的功率大；(2)做功相同时，用时多的功率小；(3)做功多少和用时多少都不同时，用P＝Wt计算比较．快慢P＝FvP＝Wt•三、机械效率•1．有用功、额外功、总功•(1)有用功•①定义：对人们有用的功，一般指克服物体重力做的功；•②计算公式：_____________.•(2)额外功•①定义：一般指对动滑轮、绳子及克服摩擦力做的功；•②计算公式：_____________________.•(3)总功•①定义：有用功和额外功之和，一般等于拉力做的功．•②计算公式：________________.9W有用＝GhW额外＝W总－W有用W总＝Fs＝Fnh•2．机械效率•(1)定义：有用功与总功的比值．•(2)公式：_________.•(3)滑轮组的机械效率•①计算式：_________.(不考虑滑轮和绳子间的摩擦)•②影响因素：动滑轮重、物体重、滑轮和绳子间的摩擦．•(4)任何机械的机械效率都_________.10小于1η＝W有W总η＝GhFs11四、机械能及其转化1．动能和势能(1)动能①定义：物体由于________而具有的能．②影响因素：________和________.(E动＝12mv2)速度：质量相同时，物体运动速度越大，动能越大．质量：速度相同时，物体的质量越大，动能越大．运动速度质量•(2)重力势能•①定义：物体由于__________而具有的能量．•②影响因素：________和________.(E势＝mgh)•质量：被举的高度相同时，物体质量越大，重力势能越大．•高度：质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大．•(3)弹性势能•①定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量．•②影响因素：弹性形变程度．物体的弹性形变越大，具有的弹性势能越大．12被举高质量高度•2．机械能及其转化•(1)机械能：动能和势能统称为机械能．•E机＝____________.•(2)机械能守恒：不计摩擦时，只有动能和势能的____________，机械能的总和____________.13E动＋E势相互转化保持不变•1．(2019年郴州卷)一架飞机在高空中水平匀速飞行，向灾区投放救灾物资．该飞机在此过程中()•A．动能不变B．动能减小•C．重力势能不变D．重力势能增大•2．(2019年邵阳卷)参加今年邵阳市初中毕业学业考试的王小鹏同学听到考试预备铃响了，一口气从一楼跑到四楼考室，所用时间为30秒．他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近()•A．1.5WB．15W•C．150WD．1500W14BC•3．(2019年泸州卷)用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重．下列判断正确的是()•A．该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体重力的三分之一•B．用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效率越大•C．用该滑轮组分别提升质量不同的物体，其机械效率相等•D．其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大15B•4．(2019年连云港卷)小明同学用20N的水平推力，将重为280N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功_______J，购物车的重力做功_____J；一个皮球落地后弹起，弹起的高度越来越低，皮球在运动过程中，机械能总量________(填“增加”“减少”或“保持不变”)．•5．(2019年扬州卷)如图所示，用100N的拉力F匀速提升重为240N的物体，在10s内物体上升1m，则有用功是_______J，拉力的功率是______W，机械效率是________.162000减少2403080%•功的判断•例1：(1)(2019年黄冈卷)泥石流是在暴雨天极易发生的自然灾害．如果在野外突遇泥石流来袭，停留在泥石流下游低洼处是很危险的．这是由于______力的作用，泥石流会涌向低洼处．正确的逃生方法是朝着与泥石流________(填“垂直”“相同”或“相反”)的方向迅速逃离到较高的地方．泥石流向下游流动过程中，重力________(填“做功”或“没有做功”)，重力势能主要转化成动能．17功重垂直做功•(2)(2019年南充期末)下列选项中对是否做功的判断，正确的是()•A．被踢出的足球在空中飞行的过程中，人对足球做功•B．人用力推汽车，汽车纹丝不动，人对汽车做功•C．人在水平路面上匀速前进，人的重力没有做功•D．人将包从一楼提到五楼，人对包没有做功18C•【易错易混】常见三种不做功的情况•1．在被推、被拉、被踢等物体没有离开人的手或脚过程中，推力或拉力是有可能做功的．但当物体离开人的手与脚后，人对物体就一定不会再做功．因为物体离开后，虽然继续运动，但人不会再有力作用在它们身上．•2．三种常见的不做功易错情况•(1)“劳而无功”：有力，无距离．如推而未动．•(2)“不劳无功”：有距离，无力．如靠惯性运动．•(3)“垂直无功”：有力也有距离，但两者方向垂直．19•功的计算•例2：(1)小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了2m，松开手后，书箱仍向前滑行了1m，整个过程中小明做功______J，书箱的重力做功_____J.•(2)小强用如图所示装置将重为450N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的大小为200N．这个过程中，装置对货物做的功为_______J，拉力F做的功为__________J.208009001200•【方法规律】•1．利用公式W＝Fs的注意点•(1)一定要统一用标准单位计算，s的单位要用m.•(2)方向一致性：力F与移动的方向必须一致．•(3)同时性：必须是力作用这段时间内移动的距离，力不作用时移动的距离不能算．•(4)对应性：F和s必须是对于同一个物体来说的．•2．关键•(1)涉及机械、滑轮组做功时，重点找到F作用点在力的方向上移动的距离s.•(2)v－t图象中的做功，重点计算出相应时间下匀速运动的距离(s＝vt)，以及相应的力的大小．21•1．下列事件中，力对物体做了功的是()•A．用力推汽车，没有推动•B．将重物从一楼扛到二楼•C．举重运动员举着杠铃保持不动•D．提着水桶在水平路面上匀速前行•2．(2019年天津卷)小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里，他提鸡蛋的力做功最接近(1个鸡蛋约50g)()•A．9JB．30J•C．90JD．300J22BC•3．如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力F的作用，其F－t和v－t的图象分别如图乙、丙所示．由图象可知，0～3s内，推力对物体做功_____J；t＝5s时，物体受到的摩擦力是_____N.23064．一个重为20N的物体在水平地面上，受水平拉力作用时恰能以50cm/s的速度匀速运动，若物体运动了5m，拉力的功率为3W，则拉力做功______J，重力做功_____J.300•5．(2019年临沂卷)2019年4月23日，我国在青岛附近海空域举行海军建军70周年海上阅兵．护卫舰群首先接受检阅的是质量为4.0×103t的“临沂舰”．如图所示，该舰静止在海面上时所受浮力为__________N；水面下5m处的舰体受到海水的压强为___________Pa；它以40km/h的速度向前匀速航行时受到的阻力为1.0×106N，则航行2km的过程中动力做功__________J.(ρ海水＝1.03×103kg/m3，g＝10N/kg)244×10715×1042×109•功率的判断和估算•例1：(1)一位同学用20s从一楼走到三楼，他上楼时的功率可能是()•A．1.5WB．15W•C．150WD．1500W25功率C•(2)如图所示，大人与小孩爬相同的楼梯所用时间相同，下列说法正确的是•()•A．大人与小孩做功相同，两人功率相同•B．大人与小孩做功相同，小孩功率大•C．大人比小孩做功多，大人功率大•D．大人比小孩做功多，小孩功率大26C•功率的计算•例2：(1)如图为湿地公园的“河道保洁船”清理水面垃圾时的情景，保洁船的质量为2.5t，收集宽度为3.4m．它某次工作时以1m/s的速度做匀速直线运动，其牵引力为5×104N，保洁船工作50s．这段时间内保洁船行驶的路程为______m，牵引力做的功为____________J，牵引力的功率为__________W.27502.5×1065×104•(2)(2018年广州卷)如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q，OP段拉力F1为300N，F1做的功为W1，功率为P1；PQ段拉力F2为200N，F2做的功为W2，功率为P2.则()•A．W1W2B．W1W2•C．P1P2D．P1P228C29【方法规律】1．定义式P＝Wt，适用于所有情况．注意：W是同一个力做的功和其做功所用时间，计算时单位要统一．2．推导式P＝Fv，仅适用于匀速直线运动时力的功率．注意：F、v必须在同一方向上；v是F的作用点的速度(特别是滑轮组时要区分好)•1．如图所示，小王通过滑轮组向高处提升重210N的物体，动滑轮重10N，定滑轮重15N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦.8s内物体匀速上升4m，则该8s内•()•A．小王做的有用功为880J•B．小王做的额外功为100J•C．小王做功的功率为110W•D．小王对绳子的拉力为70N30C•2．(2019年随州卷)一只木箱放在水平地面上，地面上各处粗糙程度相同．对木箱施加一个方向不变的水平推力F如图甲；F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图象分别如图乙和丙所示．以下说法正确的是()•A．在第一个2s内木箱所受摩擦力为2N•B．在第二个2s内木箱所受摩擦力为3N•C．在第一个2s内推力F对木箱所做的功为2J•D．在第三个2s内推力F对木箱做功的功率为10W31D•3．在自由下落过程中，物体运动速度会越来越