第8講 功和機(jī)械能專題復(fù)習(xí)

孫志富

本專題由兩大知識(shí)板塊組成，一個(gè)是功、功率和機(jī)械效率，另一個(gè)是動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化.中考涉及的考點(diǎn)有：（1）理解機(jī)械功及功率概念，了解功率在實(shí)際中的應(yīng)用，能用公式（）進(jìn)行功和功率的相關(guān)計(jì)算.（2）理解機(jī)械效率的概念，能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，在生活中有提高效率的意識(shí).（3）能用實(shí)例說明物體的動(dòng)能和勢(shì)能以及它們的轉(zhuǎn)化.（4）能用實(shí)例說明機(jī)械能和其他形式的能的轉(zhuǎn)化，

本專題的重點(diǎn)是功率、機(jī)械效率和機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，涉及功率、機(jī)械效率和機(jī)械能轉(zhuǎn)化的綜合性試題是中考難點(diǎn).

第1節(jié) 功

重點(diǎn)考點(diǎn)

本節(jié)的考點(diǎn)是結(jié)合實(shí)例認(rèn)識(shí)功的概念，知道做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程.記住功的單位，熟練掌握公式W=Fs的應(yīng)用，理解做功的兩個(gè)必要因素F和s的物理意義：F是作用在物體上的力，s是在力的方向上通過的距離，功的原理：使用任何機(jī)械都不省功，不省功包括兩種情況：一種是理想情況下，使用機(jī)械做的功等于不用機(jī)械做的功：另一種情況是對(duì)于非理想機(jī)械而言，使用機(jī)械做的功大于不使用機(jī)械做的功，即費(fèi)功.

中考考查重點(diǎn)是判斷力對(duì)物體是否做功，找出功的兩個(gè)因素F、s，用公式W=Fs進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算.

中考常見題型

中考中聯(lián)系生活有關(guān)事例如踢球、搬東西、滑輪、杠桿、斜面等場(chǎng)景進(jìn)行分析.常見的題型是選擇題、填空題和綜合應(yīng)用題，

例l （2014.菏澤）如圖1所示，光滑斜面AB>AC，沿斜面AB和AC分別將同一重物從它們的底部拉到頂部，所需拉力分別為F1和F2，所做的功分別為W，和W2，則（）.

A. F1

B. F1

C. FI>F2，W1>W2

D. F1>F2，WI=W2

思路分析：（1）斜面光滑說明摩擦力為零，就是說使用光滑的斜面沒有額外功，無(wú)論是沿斜面B，4還是CA勻速拉同一物體，由于其高度相同，由功的原理可知沿斜面所做的功都等于不用機(jī)械而直接用手所做的功，即W1=W2.（2）根據(jù)圖示可知，（），而W1=W2，由W=FL可知，（），即F1

第2節(jié) 機(jī)械效率

重點(diǎn)考點(diǎn)

本節(jié)主要考點(diǎn)是理解力學(xué)中的三種功：有用功、額外功和總功.理解機(jī)械效率的意義，由于W有

重點(diǎn)是機(jī)械效率的計(jì)算，簡(jiǎn)單機(jī)械機(jī)械效率的測(cè)定及影響因素.

中考常見題型

中考常聯(lián)系前面學(xué)過的各種簡(jiǎn)單機(jī)械，如用滑輪組提起重物，用杠桿撬起物體，利用斜面把物體推到高處等來(lái)計(jì)算不同場(chǎng)景下的機(jī)械效率，常見的題型有填空題、選擇題、實(shí)驗(yàn)探究題和綜合應(yīng)用題.解這些題目中的關(guān)鍵足弄清楚什么是有用功、額外功和總功，有用功W有是塒人們有用的功，額外功W額 是人們?yōu)檫_(dá)到目的并不需要但又不得不做的功，總功W總 是人們?yōu)檫_(dá)到目的實(shí)際做的功，他們之問的關(guān)系是W 總=W有十W額.即在使用簡(jiǎn)單機(jī)械時(shí)，機(jī)械對(duì)物體做的功是有用功，克服機(jī)械自重或摩擦做的功是額外功，人對(duì)機(jī)械做的功是總功.在計(jì)算過程中，注意各個(gè)力和距離之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分析誰(shuí)對(duì)準(zhǔn)做功是一個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)，

探究影響斜面機(jī)械效率和影響滑輪組機(jī)械效率的因素這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是中考?？键c(diǎn)，應(yīng)引起足夠重視.影響斜面機(jī)械效率的因素有：斜面的傾斜程度，斜面的粗糙程度.影響滑輪組機(jī)械效率的因素有：提升的物重，動(dòng)滑輪的白重，各部件間的摩擦與繩重，實(shí)驗(yàn)過程中要重視科學(xué)方法——控制變量法的應(yīng)用，注意對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和對(duì)比，從而得m正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論.

例2 （2014.廣元）有兩個(gè)人利用斜面共同將木箱拉上汽車，為了提高斜面的機(jī)械效率，下列做法中可取的是（）.

A.以較快的速度將木箱勻速拉上汽車

B.以較慢的速度將木箱勻速拉上汽車

C.改由一個(gè)人將木箱勻速拉上汽車

D.板長(zhǎng)不變，改用光滑的斜面板，將木箱勻速拉上車

思路分析：固由機(jī)械效率公式（）可知，要想提高機(jī)械效率，應(yīng)減小拉力做的功，如果板長(zhǎng)不變，則應(yīng)使拉力減小.A、B、C三項(xiàng)中物體都是勻速運(yùn)動(dòng)的，故拉力都應(yīng)是相等的：只有D項(xiàng)，在光滑的斜面上勻速拉動(dòng)物體，沒有了摩擦力，拉力變小，拉力做的功減小，故機(jī)械效率增加，選D.

第3節(jié) 功率

重點(diǎn)考點(diǎn)

本節(jié)重點(diǎn)有：理解功率的概念及功率的物理意義，知道功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多少.掌握功率的單位及計(jì)算公式，能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，知道功率的定義式（）和導(dǎo)出公式P=Fv，并理解公式P=Fv的意義，要理解功率和機(jī)械效率這兩個(gè)物理量的物理意義完全不同且毫無(wú)關(guān)系，不要混淆.

功率是力學(xué)中重要的物理量，準(zhǔn)確理解概念，靈活運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算，重視各部分知識(shí)問的相互聯(lián)系，才能更好地解決實(shí)際問題.

中考常見題型

本考點(diǎn)常涉及功、功率、機(jī)械效率的綜合性計(jì)算題，試題中往往條件較多，不同的力、距離、時(shí)問之間關(guān)系較為復(fù)雜，解題時(shí)要認(rèn)真審題，明確所求的未知量，找出一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，再根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算.

例3 （2014.宜昌）下列關(guān)于功率的說法止確的足（）.

A.功率大的機(jī)器做的功一定多

B.功率大的機(jī)器做功時(shí)間一定短

C.功率大的機(jī)器做功一定快

D.功率大的機(jī)器機(jī)械效率一定高

思路分析：物體在單位時(shí)間完成的功叫功率，功率是描述物體做功快慢的物理量，等丁功和做功時(shí)問的比值；功率和機(jī)械效率沒有必然的聯(lián)系，功率等于功和做功時(shí)間的比值，做功多，時(shí)間不確定，功率大小不確定，故A錯(cuò)誤；功率等于功和做功時(shí)間的比值，時(shí)間短，功多少不確定，功率大小不確定，故B錯(cuò)誤；功率是比較物體做功快慢的物理量，做功快，說明功率大，故C正確；功率和機(jī)械效率之間沒有關(guān)系，故D錯(cuò)誤，選C.

第4節(jié) 、動(dòng)能和勢(shì)能

重點(diǎn)考點(diǎn)

本節(jié)考點(diǎn)是理解動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的概念，知道它們大小各與什么因素有關(guān)，并能解釋簡(jiǎn)單的現(xiàn)象，能判斷物體在運(yùn)動(dòng)過程中的動(dòng)能和勢(shì)能如何變化，

中考常見題型

本考點(diǎn)是一個(gè)熱點(diǎn)考點(diǎn)，中招常以填空題、選擇題和實(shí)驗(yàn)探究題出現(xiàn)，常考的內(nèi)容有：判斷什么樣的物體具有能量及一個(gè)物體具有何種形式的機(jī)械能：比較物體具有的動(dòng)能、重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能的大??；探究影響動(dòng)能、勢(shì)能大小的因素.關(guān)于探究實(shí)驗(yàn)類試題，應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)過程及科學(xué)方法——控制變量法和轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用，

例4（2014.昆明）草原發(fā)生大面積蝗災(zāi)時(shí)，農(nóng)業(yè)部門利用飛機(jī)噴灑農(nóng)藥消滅蝗蟲，當(dāng)飛機(jī)在某一高度水平勻速飛行噴灑農(nóng)藥時(shí)，它的（）.

A.動(dòng)能不變，勢(shì)能不變

B.動(dòng)能減少，勢(shì)能增加

C.動(dòng)能增加，勢(shì)能減少

D.動(dòng)能減少，勢(shì)能減少

思路分析：動(dòng)能的影響因素是質(zhì)量和速度，重力勢(shì)能的影響因素是質(zhì)量和高度，動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱機(jī)械能.當(dāng)飛機(jī)在某一高度水平勻速飛行噴灑農(nóng)藥時(shí)，其質(zhì)量在不斷減小，高度和速度不變，因此，由動(dòng)能和重力勢(shì)能的影響因素可知，其動(dòng)能和重力勢(shì)能均減少.故只有選項(xiàng)D的說法正確，符合題意.選D.

例5 （2014.蘭州）如圖2所示是“探究物體動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置.

（1）該實(shí)驗(yàn)利用了轉(zhuǎn)換法，通過觀察________來(lái)判斷________（填“小球”或“木塊”）動(dòng)能的大小.

（2）讓同一小球從斜面的不同高度由靜止?jié)L下，推動(dòng)木塊做功，目的是為了探究動(dòng)能的大小與________ 的關(guān)系.

（3）換用質(zhì)量不同的小球，使它們從斜面的________（填“相同”或“不同”）高度由靜止?jié)L下，推動(dòng)木塊做功，目的是為了探究動(dòng)能的大小與________的關(guān)系.

思路分析：（1）實(shí)驗(yàn)中，通過小球推動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)距離的大小來(lái)反映小球動(dòng)能的大小.（2）實(shí)驗(yàn)表明動(dòng)能的大小與物體的速度和質(zhì)量有關(guān)；若探究速度對(duì)動(dòng)能的影響，應(yīng)使小球的質(zhì)量相同，速度不同，所以需使同一小球從斜面的不同高度由靜止滑下.（3）若探究質(zhì)量對(duì)動(dòng)能的影響，應(yīng)使小球的速度相同，質(zhì)量不同，所以需使質(zhì)量不相同的小球從斜面的相同高度由靜止滑下，

答案：（1）木塊移動(dòng)的距離 小球 （2）速度 （3）相同 質(zhì)量

第5節(jié) 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

重點(diǎn)考點(diǎn)，

通過實(shí)例說明動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，能解釋機(jī)械能和其他形式能的相互轉(zhuǎn)化.

本考點(diǎn)在中考試題中多以生活、生產(chǎn)中的實(shí)例為背景材料進(jìn)行考查.若外界沒有對(duì)物體做功或物體沒有對(duì)外界做功，那么物體的動(dòng)能與勢(shì)能之和即機(jī)械能就保持不變，如衛(wèi)星繞地球運(yùn)行.而物體在運(yùn)動(dòng)過程中往往有能量的損耗，則有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此，判斷物體的動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，應(yīng)對(duì)日常生活中常見的能量轉(zhuǎn)化實(shí)例加以討論，客觀地分析動(dòng)能和勢(shì)能及機(jī)械能和其他形式能的相互轉(zhuǎn)化，從中理解機(jī)械能守恒的條件.

中考常見題型

動(dòng)能和勢(shì)能都是不可直觀的物理量，只能通過與它們相關(guān)的物理量來(lái)判斷它們的變化.方法是：先明確物體在起始位置所具有的動(dòng)能、勢(shì)能，然后根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)過程中速度、高度、質(zhì)量的變化來(lái)判斷動(dòng)能和勢(shì)能的變化.依據(jù)動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律去分析、解釋一些物理現(xiàn)象，例如過山車、人造衛(wèi)星等，多以填空題、選擇題等題型考查.

例6（2014.濰坊）（多選）在索契冬奧會(huì)上，我國(guó)選手賈宗洋在自由式滑雪比賽中獲得銅牌.他在比賽過程中運(yùn)動(dòng)的軌跡（α→b→c→d→e）如圖3所示，如果不計(jì)空氣阻力，則賈宗洋（）.

A.從α點(diǎn)下滑到b點(diǎn)過程中，動(dòng)能增加

B.從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)過程中，重力勢(shì)能增加

C.在c點(diǎn)的機(jī)械能等于在d點(diǎn)的機(jī)械能

D.在α點(diǎn)的重力勢(shì)能等于在c點(diǎn)的重力勢(shì)能

思路分析：從α點(diǎn)下滑到b點(diǎn)過程中，高度減小，重力勢(shì)能減小，速度增大，動(dòng)能增大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故A正確；從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)過程中，高度增加，重力勢(shì)能增大，速度減小，動(dòng)能減小，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，故B正確；從c點(diǎn)下落到d點(diǎn)過程中，賈宗洋處于騰空狀態(tài)，與雪之間沒有摩擦，在不計(jì)空氣阻力的情況下，機(jī)械能保持不變，故C正確：α、c兩點(diǎn)高度不同，重力勢(shì)能不同，故D錯(cuò)誤.選ABC.

例7 （2014.廣州）滾擺從圖4中的位置1靜止釋放，下降經(jīng)過位置2.繼續(xù)下降，再上升到達(dá)最高點(diǎn)3.這三個(gè)位置中，滾擺重力勢(shì)能最大的是________ .動(dòng)能為零的是________ ，機(jī)械能最大的是________ .（均填位置序號(hào)）

思路分析：滾擺是重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的機(jī)械，故滾擺升到最高點(diǎn)后，放開手，可以看到滾擺旋轉(zhuǎn)著下降，越轉(zhuǎn)越快，到最低點(diǎn)時(shí)滾擺轉(zhuǎn)而上升，直到回到接近原來(lái)的位置；滾擺在最高點(diǎn)位置時(shí)重力勢(shì)能最大，動(dòng)能為零，在最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大；開始釋放的位置最高，所以圖示三個(gè)位置中位量1的重力勢(shì)能最大，動(dòng)能為零，機(jī)械能最大，

答案：位置1 位置1和位置3 位置1

小結(jié)：本專題知識(shí)在中考試卷的各種題型中均時(shí)常出現(xiàn)，在復(fù)習(xí)中要重視概念的理解，重視計(jì)算、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰途C合解決問題能力的提高.其中功和功率、機(jī)械效率是?？贾R(shí)點(diǎn).節(jié)能減排，提高能源利用效率等社會(huì)熱點(diǎn)問題也要引起大家注意.