功功 、能、能 、简单机械、简单机械功和机械能：功和机械能： 功功 功率功率 动能和势能动能和势能 机械能及其转换机械能及其转换简单机械简单机械: 杠杆杠杆 滑轮滑轮 机械效率机械效率一、功一、功1.1.做功的两个必要因素做功的两个必要因素(1)(1)作用在物体上的作用在物体上的_._.(2)(2)物体在物体在_上通过了距离上通过了距离. .2.2.计算公式计算公式:W=_.:W=_.3.3.单位单位: :焦焦, ,符号是符号是J J，1 J=1_.1 J=1_.4.4.功的原理功的原理内容：使用任何机械都内容：使用任何机械都_._.力的方向力的方向NmNm不省功不省功FsFs力力踢踢 足足 球球足球运动员用足球运动员用300 N300 N的力，将足球踢到的力，将足球踢到10 m10 m远的地方，已知球重远的地方，已知球重20 N20 N，根据，根据以上条件以上条件_(_(选填选填“能能”或或“不不能能”) )计算出运动员对球做的功，原因计算出运动员对球做的功，原因是是_._.不能不能运动员对足球的力为运动员对足球的力为300 N300 N，但不知道足球在此力作用下，但不知道足球在此力作用下移动的距离，不能求出功移动的距离，不能求出功. .而足球运动的而足球运动的10 m10 m是足球由于是足球由于惯性向前运动的结果惯性向前运动的结果二、机械效率二、机械效率1.1.有用功：为了有用功：为了_必须做的功必须做的功. .2.2.额外功：对达到某一目的没有用又额外功：对达到某一目的没有用又_的功的功. .3.3.总功：总功：_的总和的总和. .4.4.机械效率机械效率(1)(1)定义定义 ：_的比值的比值. .(2)(2)公式：公式： . .(3)(3)规律：因为有用功小于总功，所以机械效率总规律：因为有用功小于总功，所以机械效率总_._.达到目的达到目的不得不做不得不做有用功和额外功有用功和额外功有用功跟总功有用功跟总功小于小于1 1(4)(4)提高机械效率的方法：提高机械效率的方法：改进结构，减小改进结构，减小_自重自重. .同一机械，增大载重同一机械，增大载重. .定时润滑，减小定时润滑，减小_._.机械机械摩擦摩擦【活学巧用】【活学巧用】巧提沙石巧提沙石如图所示，工人利用动滑轮将沙石匀速向上提升如图所示，工人利用动滑轮将沙石匀速向上提升2 m2 m，已知沙石重，已知沙石重184 N184 N，动滑轮重，动滑轮重6 N6 N，袋重，袋重10 N10 N，绳重和摩擦均不计，绳重和摩擦均不计. .(1)(1)工人做的有用功是工人做的有用功是_._.(2)(2)工人做的额外功是工人做的额外功是_._.(3)(3)此时该装置的机械效率是此时该装置的机械效率是_._.提示：提示：机械效率是有用功和总功的比值，所以找到有用功、总机械效率是有用功和总功的比值，所以找到有用功、总功就可以求出滑轮的机械效率功就可以求出滑轮的机械效率. .W W有用有用=Gh=184 N2 m=368 J=Gh=184 N2 m=368 JW W额外额外=(G=(G动滑轮动滑轮+G+G袋袋)h=(10 N+6 N)2 m=32 J)h=(10 N+6 N)2 m=32 JW W总总=W=W有用有用+W+W额外额外=368 J+32 J=400 J=368 J+32 J=400 J该装置的机械效率为：该装置的机械效率为：答案：答案：(1)368 J (2)32 J (3)92% (1)368 J (2)32 J (3)92% 三、功率三、功率1.1.比较做功快慢的方法比较做功快慢的方法(1)(1)做相同的功，所用时间做相同的功，所用时间_，做功越快，做功越快. .(2)(2)在相同时间内，比较做功的多少，做功在相同时间内，比较做功的多少，做功_，做功越快，做功越快. .(3)(3)时间越短，做功越多，做功时间越短，做功越多，做功_._.2.2.功率功率(1)(1)意义：表示物体意义：表示物体_的物理量的物理量. .(2)(2)概念：单位时间内做的功概念：单位时间内做的功. .(3)(3)公式：公式： . .(4)(4)单位及其换算：单位及其换算：1 kW=_W.1 kW=_W.越短越短越多越多越快越快做功快慢做功快慢1 0001 000【活学巧用】【活学巧用】功率大小的比较功率大小的比较如图所示，挖土机和人同时挖土，挖土机和人相比，如图所示，挖土机和人同时挖土，挖土机和人相比，_做做功快，功快，_的功率大，这是采用在的功率大，这是采用在_内比较内比较_的的方法比较物体做功快慢的方法比较物体做功快慢的. .另一种判断方法是另一种判断方法是_相同，比相同，比较较_多少多少. .把把2 2吨泥土从吨泥土从1.5 m1.5 m的深处挖到地面，需要的深处挖到地面，需要10 s,10 s,挖土机做功的功率是挖土机做功的功率是_ kW._ kW.提示：提示：功率能反映物体做功的快慢功率能反映物体做功的快慢. .比较做功的快慢，一种方比较做功的快慢，一种方法是取时间相同，比较物体做功的多少，做的功越多，说明做法是取时间相同，比较物体做功的多少，做的功越多，说明做功越快，功率越大；另一种方法是取相同的功，比较所用的时功越快，功率越大；另一种方法是取相同的功，比较所用的时间，时间越短，做功越快，功率越大；知道功与时间，利用公间，时间越短，做功越快，功率越大；知道功与时间，利用公式式 求出功率，求出功率， 挖土机做功挖土机做功W=Gh=mgh=210W=Gh=mgh=2103 3 kgkg10 N/kg1.5 m=31010 N/kg1.5 m=3104 4 J J，功率：，功率： . .答案：答案：挖土机挖土机 挖土机挖土机 相同的时间相同的时间 做功的多少做功的多少做功做功 所用的时间所用的时间 3 3 四、机械能及其转化四、机械能及其转化1.1.能量能量: :物体物体_,_,表示这个物体具有能量表示这个物体具有能量. .2.2.机械能的分类及各自的影响因素机械能的分类及各自的影响因素能够对外做功能够对外做功运动速度运动速度弹性形变大小弹性形变大小3.3.机械能守恒：在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能机械能守恒：在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变的总量保持不变. .【活学巧用】【活学巧用】撑杆跳高撑杆跳高如图所示，撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横如图所示，撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆杆. .助跑时运动员跑得越快，助跑时运动员跑得越快，_越大，从运动员撑杆起跳越大，从运动员撑杆起跳到越横杆的过程中，有关能变化的情况是：运动员的重力势能到越横杆的过程中，有关能变化的情况是：运动员的重力势能_，杆的弹性势能，杆的弹性势能_._.提示：提示：解答这类问题，根据影响动能、重力势能和弹性势能大解答这类问题，根据影响动能、重力势能和弹性势能大小的因素来考虑小的因素来考虑. .重点是分析物体运动过程中，物体的质量、重点是分析物体运动过程中，物体的质量、速度、高度和形状怎样改变，再进一步判断动能、重力势能和速度、高度和形状怎样改变，再进一步判断动能、重力势能和弹性势能的变化弹性势能的变化. .动能与物体的质量、速度有关动能与物体的质量、速度有关. .助跑时，运动助跑时，运动员的质量没变，速度越大，动能就越大员的质量没变，速度越大，动能就越大. .重力势能与物体的质重力势能与物体的质量和被举高的高度有关，质量相同的物体，被举得越高重力势量和被举高的高度有关，质量相同的物体，被举得越高重力势能越大能越大. .运动员撑杆起跳到越横杆的过程中，质量没有变，高运动员撑杆起跳到越横杆的过程中，质量没有变，高度增加重力势能变大度增加重力势能变大. .弹性势能由物体的弹性形变决定，同一弹性势能由物体的弹性形变决定，同一物体的弹性形变越大，弹性势能越大物体的弹性形变越大，弹性势能越大. .运动员撑杆起跳到越横运动员撑杆起跳到越横杆的过程中，杆的形变越来越小，弹性势能变小杆的过程中，杆的形变越来越小，弹性势能变小. .答案：答案：动能动能 变大变大 变小变小 一、做功的两个必要条件一、做功的两个必要条件1.1.做功必须满足两个必要条件做功必须满足两个必要条件(1)(1)必须有力作用在物体上必须有力作用在物体上. .(2)(2)这个受力物体必须在这个力的方向上通过了一段距离这个受力物体必须在这个力的方向上通过了一段距离. .2.2.几种常见的没有做功的情况几种常见的没有做功的情况( (如图如图) )(1)(1)缺力无功：物体靠惯性通过了一段距离，此情况有距离无缺力无功：物体靠惯性通过了一段距离，此情况有距离无力力. .(2)(2)缺距离无功：有力作用在物体上，但物体没有移动距离缺距离无功：有力作用在物体上，但物体没有移动距离. .(3)(3)垂直无功：有力作用在物体上，物体也移动了一段距离垂直无功：有力作用在物体上，物体也移动了一段距离. .但但力的方向与物体移动方向垂直力的方向与物体移动方向垂直. .【方法技巧】【方法技巧】考虑做功问题时，可按以下三个步骤考虑做功问题时，可按以下三个步骤(1)(1)物体是否受到力的作用，不受力的物体不存在做功问题物体是否受到力的作用，不受力的物体不存在做功问题. .(2)(2)物体是否运动，不运动的物体也不存在做功问题物体是否运动，不运动的物体也不存在做功问题. .(3)(3)判断物体受力的方向和运动方向的关系，若二者方向垂直，判断物体受力的方向和运动方向的关系，若二者方向垂直，则不做功；若二者方向不垂直，则做功则不做功；若二者方向不垂直，则做功. .【中考警示】【中考警示】利用利用W WFsFs进行计算时，要注意进行计算时，要注意:(1)F:(1)F与与s s的一的一一对应的关系，即一对应的关系，即s s是在力是在力F F的作用下沿的作用下沿F F的方向移动的距离的方向移动的距离. .(2)(2)在计算时每个物理量的单位必须选取国际单位：在计算时每个物理量的单位必须选取国际单位：F F是牛是牛(N)(N)、s s是米是米(m)(m)、W W是焦耳是焦耳(J).(J).【延伸拓展】【延伸拓展】功的原理：使用任何机械都不省功功的原理：使用任何机械都不省功. .省力的机械省力的机械必定费距离，省距离的机械必定费力，省力又省距离的机械是必定费距离，省距离的机械必定费力，省力又省距离的机械是不存在的，但是使用机械可以省力、改变动力的方向或者省距不存在的，但是使用机械可以省力、改变动力的方向或者省距离，给人们带来方便离，给人们带来方便. .这是人们使用机械的目的这是人们使用机械的目的. .功的原理适用功的原理适用于任何机械于任何机械. .【典例【典例1 1】如图所示，以下所列举的几个力中，没有对物体做】如图所示，以下所列举的几个力中，没有对物体做功的是功的是( )( )【精讲精析】【精讲精析】选选D.D.物理学中的功包含两个必要因素，一是作用物理学中的功包含两个必要因素，一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上运动一段距离在物体上的力；二是物体在力的方向上运动一段距离. .由题图由题图可知，杠铃静止时受到了运动员的支持力，但在支持力的方向可知，杠铃静止时受到了运动员的支持力，但在支持力的方向上没有通过距离，故上没有通过距离，故D D选项支持力没有对杠铃做功选项支持力没有对杠铃做功. .【思维导图】【思维导图】二、理解机械效率二、理解机械效率1.1.机械效率是有用功在总功中所占比例的多少，是一个比值，机械效率是有用功在总功中所占比例的多少，是一个比值，是一个无单位的物理量，描述机械的工作性能是一个无单位的物理量，描述机械的工作性能. .2.2.使用机械时，不得不做一些额外功，所以机械效率使用机械时，不得不做一些额外功，所以机械效率总小于总小于1.1.功率可以是任何数功率可以是任何数. .3.3.机械效率具有可变性机械效率具有可变性由公式由公式 可知，当额外功一定时，机械做可知，当额外功一定时，机械做的有用功越多的有用功越多 ，机械效率越高，机械效率越高. .当机械所做的有用功一定时，当机械所做的有用功一定时，机械做的额外功越少，机械效率越高机械做的额外功越少，机械效率越高. .4.4.提高机械效率的方法提高机械效率的方法(1)(1)当有用功当有用功(W(W有用有用) )一定时一定时, ,额外功额外功(W(W额外额外) )越小越小, ,则机械效率则机械效率()()越大越大. .因此设法减小额外功可以提高机械效率因此设法减小额外功可以提高机械效率. .如减轻动滑轮如减轻动滑轮( (做额外功的机械做额外功的机械) )本身的重量本身的重量, ,加润滑油以减小摩擦加润滑油以减小摩擦, ,用轻质材用轻质材料制作机械料制作机械, ,都可以不同程度地减小额外功都可以不同程度地减小额外功, ,提高机械效率提高机械效率. .(2)(2)当额外功当额外功(W(W额外额外) )一定时，有用功一定时，有用功(W(W有用有用) )越大，机械效率越大，机械效率()()越大，因此增大有用功可以提高机械效率越大，因此增大有用功可以提高机械效率. .如增加物重可以提如增加物重可以提高机械效率高机械效率. .【方法技巧】【方法技巧】“两要点两要点”求机械效率求机械效率要点一：确定有用功和总功：要点一：确定有用功和总功：一般情况下克服机械本身的摩擦力或重力做的功是额外功；提一般情况下克服机械本身的摩擦力或重力做的功是额外功；提升重物时克服物体重力做的功是有用功；动力对机械做的功是升重物时克服物体重力做的功是有用功；动力对机械做的功是总功总功. .要点二：选择合适的公式，根据题目中所给条件选择公式要点二：选择合适的公式，根据题目中所给条件选择公式 ；【中考警示】【中考警示】机械效率的三个误区机械效率的三个误区(1)(1)概念理解不完整：机械效率表示的是有用功跟总功的比值，概念理解不完整：机械效率表示的是有用功跟总功的比值，与是否受力、做功多少及功率无关，与机械自身与是否受力、做功多少及功率无关，与机械自身( (如机械的自如机械的自重、摩擦重、摩擦) )和做功现象和做功现象( (如被提起的重物如被提起的重物) )有关有关. .(2)(2)滑轮认识不全面：对滑轮组认识不清，不能准确判断滑轮滑轮认识不全面：对滑轮组认识不清，不能准确判断滑轮组承担物重段数组承担物重段数n.n.(3)(3)试题分类不清晰：滑轮组既可以将重物竖直提起，也可以试题分类不清晰：滑轮组既可以将重物竖直提起，也可以拉着物体水平前进，还可以使物体沿斜面前行拉着物体水平前进，还可以使物体沿斜面前行. . 竖直提起时是竖直提起时是克服重力做功，水平克服重力做功，水平( (斜着斜着) )拉物体时是克服阻力做功拉物体时是克服阻力做功. .分析哪分析哪个力做的是有用功是解决这类问题的关键个力做的是有用功是解决这类问题的关键. .【典例【典例2 2】(2011(2011无锡中考无锡中考) )用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度. .若不计绳若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是重及摩擦，下列说法正确的是( )( )A.A.绳子受的拉力绳子受的拉力F F1 1和和F F2 2大小相等，滑轮组的机械效率相同大小相等，滑轮组的机械效率相同B.B.绳子受的拉力绳子受的拉力F F1 1和和F F2 2大小不相等，滑轮组的机械效率不同大小不相等，滑轮组的机械效率不同C.C.绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等D.D.绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等【精讲精析】【精讲精析】选选C.C.虽然两个滑轮组相同，但是绕线方法不同，虽然两个滑轮组相同，但是绕线方法不同，甲图相当于两根绳子承担着重物，乙图相当于三根绳子承担着甲图相当于两根绳子承担着重物，乙图相当于三根绳子承担着重物，所以它们的拉力和绳子的自由端移动的距离不等，当升重物，所以它们的拉力和绳子的自由端移动的距离不等，当升高相同的高度时，所做的有用功和额外功相同，即拉力对滑轮高相同的高度时，所做的有用功和额外功相同，即拉力对滑轮组所做的功相等，故选组所做的功相等，故选C.C.【思维导图】【思维导图】【例题】【例题】小明用一个动滑轮匀速提升重为小明用一个动滑轮匀速提升重为200 N200 N的物体，所用竖直向上的物体，所用竖直向上的拉力为的拉力为125 N.125 N.物体上升物体上升2 m2 m的过程中，拉力所做的有用功为的过程中，拉力所做的有用功为_ J_ J，总功为总功为_ J_ J，动滑轮的机械效率为，动滑轮的机械效率为_._.小明又用这个动滑轮用同样的小明又用这个动滑轮用同样的方法提升方法提升400 N400 N的物体升高相同的高度，动滑轮的机械效率为的物体升高相同的高度，动滑轮的机械效率为_._.【精讲精析】【精讲精析】有用功指克服物体重力所做的功有用功指克服物体重力所做的功W W有用有用=Gh=Gh200 N2 m=400 J200 N2 m=400 J；使用动滑轮提升物体时，拉力作用点移动的距离为物体上升高度的；使用动滑轮提升物体时，拉力作用点移动的距离为物体上升高度的2 2倍，倍，即即s=2h=22 m=4 ms=2h=22 m=4 m，拉力所做的功就是总功，拉力所做的功就是总功W W总总=Fs=125 N4 m=500 J=Fs=125 N4 m=500 J；则；则机械效率机械效率 ；提升的重物变了，机械效率发生了变化，但是动滑轮；提升的重物变了，机械效率发生了变化，但是动滑轮没有变，提升相同的高度，额外功不变，没有变，提升相同的高度，额外功不变，W W额外额外=W=W总总-W-W有用有用=500 J-400 J=500 J-400 J100 100 J J，WW有用有用=Gh=Gh400 N2 m=800 J, W400 N2 m=800 J, W总总=W=W额外额外+ + WW有用有用=100 J+800 J=100 J+800 J900 J, 900 J, 答案：答案：400 500 80% 89%400 500 80% 89%三、功、功率、机械效率的综合计算三、功、功率、机械效率的综合计算1.1.三者之间的关系三者之间的关系2.2.三者的公式关系三者的公式关系3.3.功率与速度、牵引力的关系功率与速度、牵引力的关系【方法技巧】【方法技巧】对于功、功率和机械效率的综合计算，解题思路对于功、功率和机械效率的综合计算，解题思路是是(1)(1)认真审题，剖析题意确定各量间的关系认真审题，剖析题意确定各量间的关系. .(2)(2)根据已知量和待求量的关系，结合相应的公式或物理规律根据已知量和待求量的关系，结合相应的公式或物理规律建立关系式建立关系式. .(3)(3)逐步分析、计算中间的物理量，直至导出所求量逐步分析、计算中间的物理量，直至导出所求量. .【中考警示】【中考警示】两点注意两点注意(1)(1)理清关系：计算时涉及的公式与物理量较多，要找出各物理清关系：计算时涉及的公式与物理量较多，要找出各物理量的对应关系，会举一反三理量的对应关系，会举一反三. .(2)(2)统一单位：计算时要注意公式中各物理量都要使用国际单统一单位：计算时要注意公式中各物理量都要使用国际单位，若题中给的物理量不是国际单位要先转化为国际单位位，若题中给的物理量不是国际单位要先转化为国际单位. .【典例【典例3 3】(2012(2012苏州中考苏州中考) )建筑工地上工人用如图所示的装建筑工地上工人用如图所示的装置将重为置将重为230 N230 N的建材从地面匀速送到的建材从地面匀速送到6 m6 m高处，所用拉力为高处，所用拉力为125 N125 N，时间为，时间为20 s.20 s.求：求：(1)(1)工人做的有用功；工人做的有用功；(2)(2)工人做的总功；工人做的总功；(3)(3)此过程中该装置的机械效率；此过程中该装置的机械效率；(4)(4)工人做功的功率工人做功的功率. .【思维导图】【思维导图】解答此类问题需要明确以下几点：解答此类问题需要明确以下几点：【精讲精析】【精讲精析】(1)(1)工人在运送建材的过程中，使重物升高克服工人在运送建材的过程中，使重物升高克服建材重力所做的功为有用功，建材重力所做的功为有用功，W W有有=Gh.(2)=Gh.(2)其中拉力所做的功包其中拉力所做的功包含提升建材的有用功和提升动滑轮以及克服摩擦等做的额外含提升建材的有用功和提升动滑轮以及克服摩擦等做的额外功，这部分功为总功，功，这部分功为总功，W W总总=Fs=Fs，其中，其中s s表示拉力移动的距离，由表示拉力移动的距离，由于有两段绳子连着动滑轮，所以拉力移动的距离为建材升高距于有两段绳子连着动滑轮，所以拉力移动的距离为建材升高距离的离的2 2倍倍.(3).(3)根据根据 可以算出机械效率；可以算出机械效率；(4)(4)工人所工人所做的功即为总功，功率计算可以用功率计算公式做的功即为总功，功率计算可以用功率计算公式 算得算得. .答案：答案：(1)W(1)W有有=Gh=230 N6 m=1 380 J=Gh=230 N6 m=1 380 J(2)s=2h=26 m=12 m(2)s=2h=26 m=12 m，W W总总=Fs=125 N12 m=1 500 J=Fs=125 N12 m=1 500 J(3) (3) (4)(4)四、机械能的转化及守恒四、机械能的转化及守恒1.1.只有重力做功的时候，机械能守恒，重力势能、弹性势能、只有重力做功的时候，机械能守恒，重力势能、弹性势能、动能之间可以相互转化，转化情况如下图：动能之间可以相互转化，转化情况如下图：总机械能守恒总机械能守恒速度增大速度增大高度减小高度减小弹性形变增大弹性形变增大速度减小速度减小重力重力势能势能动动能能弹性弹性势能势能速度增大速度增大速度减小速度减小速度增大速度增大弹性形变减小弹性形变减小2.2.机械能与其他形式的能之间也可以相互转化，机械能转化为机械能与其他形式的能之间也可以相互转化，机械能转化为内能，内能转化为机械能等；比如划过夜空的流星克服与空气内能，内能转化为机械能等；比如划过夜空的流星克服与空气的摩擦力做功，机械能减小，减小的机械能转化成内能，使流的摩擦力做功，机械能减小，减小的机械能转化成内能，使流星温度升高，这样机械能不再守恒星温度升高，这样机械能不再守恒. .【方法技巧】【方法技巧】分析动能与势能相互转化的一般步骤分析动能与势能相互转化的一般步骤(1)(1)明确要研究对象和所要研究的过程明确要研究对象和所要研究的过程. .(2)(2)根据物体在初始状态的位置、速度、形变情况，确定物体具有的动能、势能根据物体在初始状态的位置、速度、形变情况，确定物体具有的动能、势能. .(3)(3)根据物体在最终状态的位置、速度、形变情况，确定物体具有的动能、势能根据物体在最终状态的位置、速度、形变情况，确定物体具有的动能、势能. .(4)(4)分析运动过程中是否受摩擦力，如果不考虑摩擦力，动能与势能总和不变，分析运动过程中是否受摩擦力，如果不考虑摩擦力，动能与势能总和不变，一种能量减小，另一种能量增加，能量发生了转化一种能量减小，另一种能量增加，能量发生了转化. .【中考警示】【中考警示】(1)(1)能量转化可以发生在同一物体上，也可以发能量转化可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间生在不同物体之间. .例如：高空落下的石子能量发生在同一物例如：高空落下的石子能量发生在同一物体上，弓把箭射出去能量转化发生在弓和箭两个物体之间体上，弓把箭射出去能量转化发生在弓和箭两个物体之间. .(2)(2)在现实生活中有摩擦阻力，所以机械能不守恒，能量在转在现实生活中有摩擦阻力，所以机械能不守恒，能量在转化过程中逐渐减小，注意题干中有没有注明化过程中逐渐减小，注意题干中有没有注明“不考虑阻力不考虑阻力”. .【延伸拓展】【延伸拓展】功与能的关系功与能的关系能量是物体能够做功的本领，但是物体不一定做功；功是一个过能量是物体能够做功的本领，但是物体不一定做功；功是一个过程量，如果物体对外做了功，它的能量会减少，如果外界对物体程量，如果物体对外做了功，它的能量会减少，如果外界对物体做了功，物体的能量会增加，增加的多少等于做功的多少；物体做了功，物体的能量会增加，增加的多少等于做功的多少；物体也只能通过做功才能实现能量的转化，功是能量转化的量度也只能通过做功才能实现能量的转化，功是能量转化的量度. .【热点】【热点】20162016年年9 9月月1010日，我国在西昌卫星发射中心用日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲长征三号甲”运载火箭，成功将北斗八号导航卫星发射到预定椭圆轨道，该椭圆运载火箭，成功将北斗八号导航卫星发射到预定椭圆轨道，该椭圆轨道近地点约轨道近地点约200200千米，远地点约千米，远地点约3 5993 599千米，如图是北斗八号导航卫千米，如图是北斗八号导航卫星的轨道示意图星的轨道示意图. .已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则关于该卫星从远地点向近地点运行过程中势能、动能、速度守恒，则关于该卫星从远地点向近地点运行过程中势能、动能、速度的变化是的变化是( )( )A.A.势能增加、动能减小、速度减小势能增加、动能减小、速度减小B.B.势能减小、动能增加、速度增加势能减小、动能增加、速度增加C.C.势能减小、动能增加、速度不变势能减小、动能增加、速度不变D.D.势能不变、动能不变、速度不变势能不变、动能不变、速度不变【思维导图】【思维导图】【精讲精析】【精讲精析】选选B.B.卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，动能和势能相互转化守恒，动能和势能相互转化. .从远地点向近地点运行过程中，从远地点向近地点运行过程中，质量不变，高度减小，势能减小，则动能增大，速度增大质量不变，高度减小，势能减小，则动能增大，速度增大. .一、实验探究：探究斜面的机械效率一、实验探究：探究斜面的机械效率1.1.实验器材：长木板、木块、实验器材：长木板、木块、_、_、细线、细线、毛巾、棉布毛巾、棉布. .2.2.实验方法：实验方法：_、转换法、转换法. .3.3.实验结论实验结论斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度有关斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度有关. .(1)(1)斜面粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越大机械效率斜面粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越大机械效率_._.(2)(2)斜面的倾斜程度相同时，斜面越粗糙机械效率斜面的倾斜程度相同时，斜面越粗糙机械效率_._.弹簧测力计弹簧测力计刻度尺刻度尺控制变量法控制变量法越大越大越低越低4.4.问题探究问题探究(1)(1)在本实验中，除倾斜程度不同外，其他哪些因素相同在本实验中，除倾斜程度不同外，其他哪些因素相同? ?提示：提示：斜面的光滑程度斜面的光滑程度( (材料材料).).斜面的长度斜面的长度.物体的重力物体的重力. .(2)(2)在本实验中，应该怎样拉动弹簧测力计在本实验中，应该怎样拉动弹簧测力计? ?为什么要这样做？为什么要这样做？提示：提示：沿斜面匀速拉动使弹簧测力计示数稳定，便于读出拉力沿斜面匀速拉动使弹簧测力计示数稳定，便于读出拉力的大小的大小. .(3)(3)实验结束后，如何计算有用功、额外功、总功实验结束后，如何计算有用功、额外功、总功? ?提示：提示：WW有用有用=Gh.W=Gh.W额外额外=W=W总总-W-W有用有用.W.W总总=Fs(F=Fs(F是沿斜面匀速拉是沿斜面匀速拉动物体的拉力，动物体的拉力，s s是斜面的长度是斜面的长度).).【方法技巧】【方法技巧】(1)(1)为了使实验效果更明显，选用的物体要重一为了使实验效果更明显，选用的物体要重一些，斜面的粗糙程度要大些些，斜面的粗糙程度要大些. .(2)(2)拉动物体时要保证其做匀速直线运动且拉力的方向与斜面拉动物体时要保证其做匀速直线运动且拉力的方向与斜面平行平行. .(3)(3)在毛巾、棉布上拉物体时把毛巾、棉布的底端固定，防止在毛巾、棉布上拉物体时把毛巾、棉布的底端固定，防止起皱，影响测量的准确性起皱，影响测量的准确性. .【中考警示】【中考警示】在探究斜面的机械效率时，物体受到的摩擦力在探究斜面的机械效率时，物体受到的摩擦力f f不能直接测出来，要计算摩擦力需要先计算额外功不能直接测出来，要计算摩擦力需要先计算额外功W W额额=W=W总总- -W W有用有用，然后再利用，然后再利用W W额额=fs=fs计算出摩擦力计算出摩擦力(f(f表示摩擦力表示摩擦力).).【典例【典例1 1】如图是小枫探究影响斜面机械效率因素的实验装置】如图是小枫探究影响斜面机械效率因素的实验装置. .他在实验时用弹簧测力计拉着同一木块沿着不同的斜面匀速向他在实验时用弹簧测力计拉着同一木块沿着不同的斜面匀速向上运动，实验测量的数据如下表上运动，实验测量的数据如下表. .请你解答下列问题：请你解答下列问题： (1)(1)在第在第4 4次实验中，木块受到的摩擦力是次实验中，木块受到的摩擦力是_ N.(_ N.(结果保留一位小数结果保留一位小数) )(2)(2)分析第分析第1 1、2 2、4 4次实验数据，得出：在斜面光滑程度一定时，次实验数据，得出：在斜面光滑程度一定时，_._.(3)(3)分析第分析第3 3、4 4、5 5次实验数据，可得出：次实验数据，可得出：_._.(4)(4)该实验用到的研究方法是该实验用到的研究方法是_._.请你再举出一例用此方法的实验请你再举出一例用此方法的实验 _ _. .【精讲精析】【精讲精析】本题考查测量斜面机械效率的实验，本题考查测量斜面机械效率的实验，(1)(1)第第4 4次实验中，若不考次实验中，若不考虑摩擦力，沿斜面匀速向上拉动木块的拉力为虑摩擦力，沿斜面匀速向上拉动木块的拉力为，所以木块受到的摩擦力为，所以木块受到的摩擦力为f=5.0 N-3.2 N=1.8 N.(2)f=5.0 N-3.2 N=1.8 N.(2)第第1 1、2 2、4 4次实验中，次实验中，斜面材料、物重、斜面长度都不变，只是斜面倾角不同，结果机械效率不同，斜面材料、物重、斜面长度都不变，只是斜面倾角不同，结果机械效率不同，因此可以得出：在斜面光滑程度一定时，斜面倾角越大，机械效率越高因此可以得出：在斜面光滑程度一定时，斜面倾角越大，机械效率越高.(3).(3)第第3 3、4 4、5 5次实验中，斜面倾角相同，斜面材料不同，结果机械效率不同，因次实验中，斜面倾角相同，斜面材料不同，结果机械效率不同，因此可以得出：在斜面倾角一定时，斜面越光滑，机械效率越高此可以得出：在斜面倾角一定时，斜面越光滑，机械效率越高.(4).(4)该实验用该实验用到的研究方法是控制变量法，在探究电阻上的电流跟两端电压的关系时，也到的研究方法是控制变量法，在探究电阻上的电流跟两端电压的关系时，也是用的控制变量法是用的控制变量法. .二、实验探究：探究动能的大小与什么因素有关二、实验探究：探究动能的大小与什么因素有关1.1.实验器材：木球、铁球实验器材：木球、铁球( (与木球体积相同与木球体积相同) )、_、木板、木板、_._.2.2.实验方法：实验方法：_、转换法、转换法. .3.3.实验现象实验现象(1)(1)同一铁球从不同高度滚下，高度越高到达水平面的速度同一铁球从不同高度滚下，高度越高到达水平面的速度_，撞得木块运动的距离越远，撞得木块运动的距离越远. .(2)(2)木球与铁球从同一高度滚下，到达水平面的速度相同，铁木球与铁球从同一高度滚下，到达水平面的速度相同，铁球撞得木块运动的距离远球撞得木块运动的距离远. .斜面斜面木块木块控制变量法控制变量法越大越大4.4.实验结论：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量实验结论：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量_，速度，速度_，物体具有的动能就越大，物体具有的动能就越大. .5.5.问题探究问题探究(1)(1)在实验中，铁球动能的大小是如何显示的在实验中，铁球动能的大小是如何显示的? ?提示：提示：在同一平面上，木块被撞得越远，铁球动能越大，这是在同一平面上，木块被撞得越远，铁球动能越大，这是转换法转换法. .(2)(2)在实验中，为什么让不同的球在同一位置释放在实验中，为什么让不同的球在同一位置释放? ?提示：提示：目的是控制不同的球在撞击木块时速度相同目的是控制不同的球在撞击木块时速度相同. .(3)(3)在实验中，为什么让同一个铁球在不同的位置释放在实验中，为什么让同一个铁球在不同的位置释放? ?提示：提示：目的是控制同一个铁球在撞击木块时速度不同目的是控制同一个铁球在撞击木块时速度不同. .越大越大越大越大(4)(4)在本实验中，应注意什么问题在本实验中，应注意什么问题? ?提示：提示：在实验中使用同一个斜面在实验中使用同一个斜面( (粗糙程度，倾斜程度都不粗糙程度，倾斜程度都不变变).).被撞击的是同一个木块被撞击的是同一个木块. .木块放置的平面粗糙程度不变木块放置的平面粗糙程度不变. .使球运动的路线与木块的中心在同一条直线上使球运动的路线与木块的中心在同一条直线上. .【中考警示】【中考警示】物体的动能与物体的质量和速度有关，主要用控物体的动能与物体的质量和速度有关，主要用控制变量法进行研究，在表述结论时要注意指明是哪个物理量相制变量法进行研究，在表述结论时要注意指明是哪个物理量相同，动能与另一个物理量的关系怎么样同，动能与另一个物理量的关系怎么样. .考点一考点一 功功 功率功率考点二考点二 动能动能 势能势能 机械能机械能考点三考点三 杠杆杠杆 考点四考点四 滑轮滑轮考点五考点五 机械效率机械效率中考中考 常见常见 题型题型考点一 功 功率一、功一、功1.定义：在物理学中，把力与物体在定义：在物理学中，把力与物体在力力的方向上移动的的方向上移动的距离距离的的乘乘积积叫做功叫做功 。2.表达式：功力表达式：功力距离距离 W = Fs3.功的单位：焦耳，简称焦，符号是功的单位：焦耳，简称焦，符号是J，1J1Nm4.做功的必要条件：物体要受做功的必要条件：物体要受力力的作用；物体要在的作用；物体要在力的方向上力的方向上通通过一定的过一定的距离距离二、功率二、功率1.物理意义：表示物体做功的快慢物理意义：表示物体做功的快慢2.定义：单位时间内所做的功定义：单位时间内所做的功3.功率的表达式：功率的表达式： 功率功率 做功做功/时间时间4.功率的单位：瓦特功率的单位：瓦特 符号符号 W 1W1J/s 1KW1000W1关于功和功率，下列说法正确的是（）A机器做功少，功率一定小 B功率小的机器做功不一定慢C功率大的机器做功一定快 D功率大的机器一定比功率小的机器做功多2下列实例中，人对物体做功的是（）A学生背着书包在水平路面上匀速前进B人推车，车未动C足球被踢后，在草地上滚动一段距离D举重运动员将杠铃举起3如图所示，甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面，长度分别为4m、5m，高度相同两个工人分别沿斜面向上的拉力F甲、F乙把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端，且速度大小相等此过程拉力F甲、F乙所做的功分别为W甲、W乙，功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为甲、乙下列说法正确的是（）考点二 动能 势能 机械能一、能量1.一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。简称：能2.能量的单位：焦耳（J）二、动能1.定义：物体由于运动而具有能量2.质量相同时，速度大的物体具有的动能大；速度相同的物体，质量越大动能就越大。三、势能：1.重力势能：物体由于被举高而拥有的能量2.质量相同时,物体被举得越高重力势能越大；被举高度相同时,物体的质量越大重力势能越大3.弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量4.同种材料的物体弹性形变越大物体的弹性势能就越大四、机械能：1.机械能:动能和势能统称为机械能。2.动能和势能可以相互转化。3.如果只有动能和势能相互转化，机械能是守恒的。6如图所示，滑板运动员从高处平台的末端水平飞出，落在水平地面上，若不计空气阻力，则运动员在下落过程中（）A重力势能转化为动能，机械能增大B重力势能转化为动能，机械能不变C动能转化为重力势能，机械能增大D动能转化为重力势能，机械能减小7如图，一木块从斜面上匀速滑下，下列说法正确的是（）如图，一木块从斜面上匀速滑下，下列说法正确的是（）A木块只受到重力和斜面的支持力木块只受到重力和斜面的支持力B下滑过程中，木块的重力势能转化为动能下滑过程中，木块的重力势能转化为动能C下滑过程中，木块的重力势能转化为内能下滑过程中，木块的重力势能转化为内能D下滑过程中，木块的机械能保持不变下滑过程中，木块的机械能保持不变8下列关于功、能和热量的描述中正确的是（）下列关于功、能和热量的描述中正确的是（）A“嫦娥一号嫦娥一号”飞船在加速升空的过程中，机械能的总量保持不变飞船在加速升空的过程中，机械能的总量保持不变B地震形成的地震形成的“堰塞湖堰塞湖”有潜在的危险性，是因为积蓄在高处的湖水有潜在的危险性，是因为积蓄在高处的湖水有很大的重力势能有很大的重力势能C物体的温度越高，具有的热量就越多物体的温度越高，具有的热量就越多D物体的内能越多，具有的功就越多物体的内能越多，具有的功就越多考点三 杠杆 一、杠杆的定义：一、杠杆的定义： 一根硬棒，在力的作用下能绕固定点一根硬棒，在力的作用下能绕固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。转动，这根硬棒就是杠杆。支支 点点：杠杆可以绕其转动的点：杠杆可以绕其转动的点O。动动 力力：使杠杆转动的力：使杠杆转动的力F1。阻阻 力力：阻碍杠杆转动的力：阻碍杠杆转动的力F2。动力臂动力臂：从支点：从支点O 到动力到动力F1作用线的距离作用线的距离l1。阻力臂阻力臂：从支点：从支点O 到阻力到阻力F2作用线的距离作用线的距离l2。力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，而不是支点到力的作用点力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，而不是支点到力的作用点的距离。的距离。二、杠杆的平衡条件：二、杠杆的平衡条件：杠杆平衡时，杠杆平衡时，动力动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂。 省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆4如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着，当物块向左匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F（） A变小B变大C不变D先变大后变小5身高相同的兄弟二人用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900N的重物已知扁担长为1.8m，重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离OA=0.8m，如图所示则（）A以哥哥的肩A为支点，可计算出弟弟承担的压力为400NB以O为支点，可计算出兄弟二人承担的压力之比为4：9C以O为支点，可计算出兄弟二人承担的压力之比为9：5D以弟弟的肩B为支点，可计算处哥哥承担的压力为600N6如图是用羊角锤撬起钉子的示意图为了撬起钉子，分别用四个力作用在锤柄的末端，其中最小的力是（）考点四 滑轮一、滑轮一、滑轮周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子。周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子。1 1、定滑轮定滑轮：转轴固定不动的滑轮。：转轴固定不动的滑轮。不能省力，但可不能省力，但可改变了力的方向。改变了力的方向。2 2、动滑轮动滑轮：转动轴与重物一起移动的滑轮。：转动轴与重物一起移动的滑轮。能省力能省力一半，但不能改变力的方向。一半，但不能改变力的方向。三、滑轮组三、滑轮组把定滑轮和动滑轮组合起来使用，就组成了滑轮组。把定滑轮和动滑轮组合起来使用，就组成了滑轮组。使用滑轮组时，使用滑轮组时，动滑轮被几股绳子吊起，所用力就动滑轮被几股绳子吊起，所用力就是物重和动滑轮的几分之一，即是物重和动滑轮的几分之一，即F=G/nF=G/n或或F=(G+GF=(G+G动动)/n)/n1如图所示，重为50N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动已知滑轮组机械效率为80%，物体运动的速度为1m/s，下列分析计算正确的是（）A物体所受合力为5NB物体受到的摩擦力为12NC拉力F做功的功率为5WD在10s内机械所做的有用功为500J2在不计机械自重和摩擦的情况下，能用10N拉力刚好提起重20N物体的简单机械有（）A一个动滑轮B一个定滑轮C杠杆D一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组3如图，用同一滑轮匀速提升同一重物（不计摩擦），图中F1、F2、F3、F4之间的大小关系正确的是（）考点五 机械效率一、有用功、额外功、总功一、有用功、额外功、总功有用功有用功 W有有：使用机械时对人们有用的功：使用机械时对人们有用的功额外功额外功 W额额：人们不需要但又不：人们不需要但又不 得不做的功得不做的功总功总功 W总总：有用功与额外功的总和，即：有用功与额外功的总和，即 W总总=W有有+W额额二、二、 机械效率机械效率1.定义：定义：有用功与总功的比值有用功与总功的比值叫机械效率叫机械效率.2.表达式表达式: 有用功总小于总功，所以有用功总小于总功，所以机械效率总小于机械效率总小于1。 历年真题：历年真题：16（3分）（2016苏州）如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重1OON，滑轮重25N，绳重和摩擦不计，图甲中F甲=N，图乙装置的机械效率乙=，若图乙中再加挂一物体，机械效率将25（9分）（2016苏州）如图所示，电源电压U为6V并保持不变，滑动变阻器规格为“24 1”当滑片P移至最左端时，灯泡正常发光，电流表示数0.5A；当滑片P移至中点时，电流表示数为0.3A（1）灯泡正常发光时灯丝电阻多大？（2）滑片P在最左端时，5min内电流通过灯泡做功多大？（3）滑片P在中点时，灯泡的实际功率多大？26（10分）（2016苏州）据苏州日报报道，张家港近日启动了新能源汽车充电站、充电桩的规划编制，第一批新能源汽车充电桩在港城建成投运若每个充电桩对新能源小汽车的充电功率为 7000W，充电1h可使质量为1t、额定输出功率为12kW的新能源小汽车匀速直线行驶36km设汽车行驶过程中受到的阻力是车重的0.06倍，g取10N/kg（1）小汽车静止在水平地面上，轮胎与地面的接触总面积为0.08m2时，汽车对地雨的压强多大？（2）该小汽车以额定输出功率，在平直公路上匀速行驶时速度多大？（3）该小汽车将电能转化为机械能的效率多大？（结果保留一位小数） 李玲同学值日时用水桶提水从一楼上到三楼，她做的有用功是李玲同学值日时用水桶提水从一楼上到三楼，她做的有用功是( )( )A.A.对桶所做的功对桶所做的功 B.B.对水所做的功对水所做的功C.C.对水和桶所做的功对水和桶所做的功 D.D.对水、桶和人所做的功对水、桶和人所做的功【解析】【解析】选选B.B.本题考查有用功、总功和额外功的辨别本题考查有用功、总功和额外功的辨别. .李玲同李玲同学将水桶从一楼提到三楼的目的是将水提上去，而水桶是为了学将水桶从一楼提到三楼的目的是将水提上去，而水桶是为了装水，虽然没有用但是必须要做的，故对水所做的功为有用功，装水，虽然没有用但是必须要做的，故对水所做的功为有用功，对水桶和人所做的功为额外功，对水、桶和人做的功为总功对水桶和人所做的功为额外功，对水、桶和人做的功为总功. .9.9.如图所示，工人师傅用如图所示，工人师傅用250 N250 N的力将重的力将重400 N400 N的物体匀速提升的物体匀速提升1 m1 m，在此过程中滑轮组的机械效率是，在此过程中滑轮组的机械效率是( )( )A.80%A.80%B.62.5%B.62.5%C.125%C.125%D.20%D.20%【解析】【解析】选选A.A.拉力拉力F F所做的有用功所做的有用功W W有用有用=Gh=400 N1 m=400 J=Gh=400 N1 m=400 J拉力拉力F F移动的距离移动的距离s=2h=21 m=2 ms=2h=21 m=2 m拉力拉力F F所做的总功所做的总功W W总总=Fs=250 N2 m=500 J=Fs=250 N2 m=500 J滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有四个铁钉的为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验. . (1)(1)实验中通过观察实验中通过观察_来判断物体重力势能的大小来判断物体重力势能的大小. .(2)(2)要探究重力势能大小与高度的关系应选择图要探究重力势能大小与高度的关系应选择图_和图和图_进行分进行分析比较析比较. .(3)(3)图乙和图丙探究的问题是图乙和图丙探究的问题是_. .【解析】【解析】本题考查影响重力势能大小的因素和控制变量法的运本题考查影响重力势能大小的因素和控制变量法的运用用. .重力势能的大小与物体的质量和高度有关，要探究重力势重力势能的大小与物体的质量和高度有关，要探究重力势能大小与高度的关系，应控制质量相同，高度不同，故选择图能大小与高度的关系，应控制质量相同，高度不同，故选择图甲和图乙甲和图乙. .图乙和图丙中重物的质量不同，实验时的高度相同，图乙和图丙中重物的质量不同，实验时的高度相同，所以是探究重力势能的大小与质量的关系所以是探究重力势能的大小与质量的关系. .为了比较重力势能为了比较重力势能的大小，我们通过重物对沙箱做功的大小来比较，重力势能大，的大小，我们通过重物对沙箱做功的大小来比较，重力势能大，对沙箱做的功多，小方桌陷入的就深，反之则浅对沙箱做的功多，小方桌陷入的就深，反之则浅. .答案：答案：(1)(1)小方桌陷入沙中的深浅小方桌陷入沙中的深浅 (2)(2)甲甲 乙乙 (3)(3)高度相同时，高度相同时，重力势能的大小与质量的关系重力势能的大小与质量的关系