中考物理复习专题讲座机械功功率机械效率

七步教学法学案

2020中考物理复习专题讲座-----机械功、功率、机械效率

专业;才能做得更好

要点索引：1、把握机械功的定义、单位、公式及应用..

2、理解功率的定义、功率的公式、运用功率的公式解题..

3、知道机械效率的定义及公式;会用机械效率公式解题..

同学们;我们在上一讲中讨论了简单机械相关知识点;本讲中我们将要讨论机械功与功率、机械效率方面的知识点与考点..本讲的内容较多;在历年中考试卷中所占的比例也不小;试题形式可以为填空、选择形式的基础性的考查;也可以是实验探究性考查;比如如何测定滑轮组的机械效率；另外;关于功与功率的计算、机械效率的计算;也可以作为计算题或压轴题来考查;出现频率较高;我们要注意了下面我们用七步教学法为大家梳理本讲涉及到的重点知识与考点;助你中考金榜题名

一、基础点睛：

1、对做功的理解

定义：一个力作用在物体上;且使物体在力的方向上通过了距离;那么;这个力就做了功..

做功的必要条件：1有力作用在物体上；2、使物体在力的方向上通过了距离..

下列三种情况;人的拉力都做了功;因为都符合做功的两个必要条件如下图所示..

那么;那些情况下人虽说用了力;但没有做功呢 做功的两个必要条件缺一不可;要判断物体是否做功;就要严格对照这两个条件..

如上所示;A图中人提着水桶在水平地面移动;B图中运动员举着杠铃不动;C 图中人没有搬动石头;D图中人通过滑轮组没有提升动重物;这些情况下人都用了力;但不符合做功条件;因此没有做功;同学们请思考;他们都缺少哪个条件呢

有时人虽说有了功劳;出了力气;但没有做功.. 2、求功的公式

从上面的分析可知;做功需要符合两个必要条件;根据这两个条件;物理学中给出了求功的公式:

W=F×S

上式中;F表示作用在物体上的力;单位为N;S表示物体在力的方向上通过的距离;单位为m;这样;W表示功;单位是牛.米;它有一个专门的名称----焦耳;焦耳也是能量的单位;符号为J;1牛顿米=1焦耳;即：1N.m=1J.

3、功率

功率是表示人或物体做功快慢的物理量;比如人搬同样多的砖头上到三楼;有的搬的快;有的搬的慢;也就是说做同样多的功;用时的长短不同;用时短的;单位时间内做的功就多;我们就说功率大些..

物理学中;根据功率的定义;可以给出求功率的公式：

P=tW;式中W表示功;单位是J;t表示做功的时间;单位是s;那么;P得到单位就是J/s;1J/s=1瓦特=1瓦=1W

4、功的原理：功的原理就是使用任何简单机械;只能省力;不能省功；例如;一个人可以利用滑轮组提升一个重物;虽说可以省力;把原本提不动的物体提起了;但不能省功;若要考虑摩擦和滑轮自重;不光是不能省功;还要多做一些无用功..

5、机械效率

要搞懂机械效率;就需要先弄懂几个专用名词：

（1）有用功：必须要做的;对我们有用的功;相当于不用机械;人直接把物体提升或拉动所做的功;可以记为：W有=F.S或Gh

（2）额外功：并非我们需要的但又不得不做的功叫做额外功;如下图中克服滑轮组自重和摩擦所做的功.. （3）总功：有用功和额外功之和叫总功;用W总表示；相当于下图中的人拉绳子全程所做的功..

4机械效率：

a.概念：通常用有用功在总功中占的百分比来表示;叫做机械效率..

b.公式：η=总有用WW

c.滑轮组机械效率的影响因素

由公式η=总有用WW=额有有WWW

当物重G物保持不变时;物重越重时;机械效率越高..

当物重G物保持不变时;动滑轮重力越大;机械效率越低..

提高机械效率的方法有：a.减轻机械的自重..b.保证机械的良好润滑;减小摩擦力..

二、夯实小练

同学们;上面我们梳理了本讲的知识点;在中考中基础性的考查还是占有很大的成分;每位考生必须重视;下面我们来上几题;让你练练手;夯实我们的基础吧..

1、以下实例;力对物体做功的是

A．举重运动员举着杠铃不动B．小明将水桶从地面上提起

C．吊车吊着货物在空中水平匀速移动D．用力搬桌子而未搬起

答案：B;解析：A、举重运动员举着杠铃不动;这样是有力但无距离;没有做功;不符合题意；

B、将水桶从地面上提起;是在力的方向上移动一段距离;对物体做功了;符合题意；

C、虽然有力也有距离;但此距离不是在力的方向上;力与距离垂直;没有做功;不符合题意；

D、搬桌子而未搬起;有力而无距离;没有做功;不符合题意 2、小明放学后;背着重40N的书包沿水平路面走了200m..又登上大约10m高的四楼的楼梯才回到家..则他在回家过程中对书包所做的功为

A．0JB．400JC．2000JD．2400J

答案：B；解析：小明在水平路面上行走的过程中;书包通过的距离不在背力方向上;故这一段不做功；上楼过程做的功W＝Fs＝40N×10m＝400J..

3、用测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动;两次运动的s-t图象如图所示;其对应的测力计示数分别为F1和F2;功率分别为P1和P2;则它们大小关系正确的是

A．F1＞F2 P1＞P2B．F1=F2 P1＞P2

C．F1=F2 P1＜P2D．F1＜F2 P1＜P2

答案：B；解析：1木块两次都进行匀速直线运动;拉力等于滑动摩擦力;滑动摩擦力相等;拉力F相等..

2从图象中可以判断出;第②次的运动速度v较小;根据公式P=Fv;当拉力相等时;速度越大;拉力的功率越大;即P1＞P2..

4、-斜面长5m;高1m;工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的集装箱匀速推到车上;推力对集装箱做的功是________J;斜面的机械效率是________..

答案：2000；80％；

解析：推力对集装箱做的功是总功：WFl总400N×5m＝2000J;

WGh有用1600N×1m＝1600J;1600J80%2000JWW有用总..

三、经典呈现：

为了让广大考生对本次课程所涉及到的知识点进一步了解;我们收集了近两年中考出现的经典题目;主要是考卷中的压轴题;展示给广大考生;开拓我们的视野;训练我们的发散思维能力;以便轻松应对考试喽.. 1、如图所示;质量不等的甲、乙两球m甲＞m乙从顶端分别沿固定光滑斜面体的a、b两侧滚到各自的底部;则在它们整个运动过程中有

A. 甲球的重力所做的功少些B、两球的重力所做的功一样多

C、它们运动到斜面底部时;乙的速度大些

D、它们运动到斜面底部时;两球速度一样大

答案：D；解析：1物体下滑过程中只有重力做功;W＝Gh＝mgh;

∵m甲＞m乙;高度相同;

∴W甲＞W乙;故AB错误；

因为高度相同;不论质量大小;所以滑至底端时的速度相同;故C错误;D正确..这个规律同学们可要记住哟..

2、如图所示;甲、乙两个容器形状不同;现有两块完全相同的金属块用细线系着分别浸没入同样深度;这时两容器的水面相平齐;如果将金属块匀速提升一段位移;直到金属块提离水面;不计水的阻力;则

A. 在甲容器中提升时;拉力做功较多

B. 在乙容器中提升时;拉力做功较多

C. 在两个容器中提升时;拉力做功相同

D.做功多少无法比较

答案;A;

解析：设要将金属匀速提离水面;要经过两个阶段：

1．金属在水中上升;最后金属的上表面到达水表面;

运行距离h1;拉力F1＝G F浮;

故此过程中;拉力做功W1＝G F浮×h1； ①

2．金属逐渐出水面;最后金属的下表面到达水表面;

运行距离h2;拉力F2＝G F浮′; 此过程中浮力是变化的;F浮′＝12F浮;

平均拉力F2＝G 12F浮;

故此过程中;拉力做功W2＝G 12F浮×h2； ②

由①②可得;拉力做的总功：

W总＝W1＋W2＝G F浮×h1＋G 12F浮×h2;

在甲乙两图中;因为甲的上表面面积大;所以当金属出水面时;甲水面下降的比较少;甲的h2比乙的h2大;

而甲乙图中的h1、G、F浮都是相同的;所以在甲容器中提升时;拉力做功较多..

3、为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度;设置了图甲所示的滑轮组装置..当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时;物体上升的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示..不计绳重和绳与轮之间的摩擦..下列说法正确的是

A.0s～1s内;物体做匀速直线运动

B.2s～3s内;拉力F的功率是200W

C.1s～2s内;拉力F做的功是375J

D.2s～3s内;滑轮组的机械效率是62.5%

答案：C;解析：A、由图丙可知;在0～1s内;物体的速度为0;处于静止状态;故A错；

B、由图丙可知在2～3s内;重物做匀速运动;v3＝5m/s;由图乙可知此时拉力F3＝40N;

由图甲可知;从动滑轮上直接引出的绳子股数承担物重的绳子股数n＝3;

所以拉力端移动速度v3′＝3v3＝3×5m/s＝15m/s;

拉力做功功率总功率：

P总＝F3V3′＝40N×15m/s＝600W;故B错误； C、由图乙可知;在1～2s内;拉力F2＝50N;由图丁得出重物上升高度h2＝2.5m;

拉力端移动的距离s2＝3h2＝3×2.5m＝7.5m;

拉力做的功：

W＝F2s2＝50N×7.5m＝375J;故C正确；

D、在2～3s内;滑轮组的机械效率：

η＝W有用W总＝Gh3F3s3＝Gh3F3×3h3＝G3F3＝100N3×40N×100%≈83.33%;故D错误..

四、思维拓展

上面我们点出了经典的题型;为了让广大考生检测自己对本次所讲的知识点理解情况;下面列出了几题;让同学们自己去做;拓展我们的思维;看看自己是否能够把握经典的题型;这对完成考卷中的压轴题大有好处呢..

1、如图所示;用10N的力F沿水平方向拉滑轮;可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动..弹簧测力计的示数恒为2N不计滑轮、测力计、绳子的重力;滑轮的转轴光滑..下列说法正确的是

A.物体A受到地面的摩擦力是3N;水平向左

B.在2s内;绳子对A做的功为4J

C.滑轮移动的速度是0.4m/sD.拉力F做功功率为1W

答案：D；解析:

A、不计滑轮的摩擦和重力;以动滑轮为研究对象;则两段绳子向右的拉力与向左的拉力平衡;所以2F拉＝F;则A物体对滑轮的拉力F拉＝1/2F＝1/2×10N＝5N；力的作用是相互的;所以滑轮对A的拉力也为5N；