1、第8讲 功和机械 专题 本专题由两大知识板块组成，一个是功、功率和机械效率，另一个是动能、势能、机械能及其转化，中考涉及的考点有：(1)理解机械功及功率概念，了解功率在实际中的应用，能用公式WFs、P进行功和功率的相关计算(2)理解机械效率的概念，能进行相关的计算，在生活中有提高效率的意识(3)能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化(4)能用实例说明机械能和其他形式的能的转化 本专题的重点是功率、机械效率和机械能的转化，涉及功率、机械效率和机械能转化的综合性试题是中考难点第1节功重点考点 本节的考点是结合实例认识功的概念，知道做功的过程就是能量转化或转移的过程，记住功的单位，熟练掌握公式W
2、Fs的应用，理解做功的两个必要因素F和s的物理意义：F是作用在物体上的力，s是在力的方向上通过的距离功的原理：使用任何机械都不省功，不省功包括两种情况：一种是理想情况下，使用机械做的功等于不用机械做的功：另一种情况是对于非理想机械而言，使用机械做的功大于不使用机械做的功，即费功 中考考查重点是判断力对物体是否做功，找出功的两个因素F、s，用公式WFs进行相关的计算中考常见题型 中考中联系生活有关事例如踢球、搬东西、滑轮、杠杆、斜面等场景进行分析常见的题型是选择题、填空题和综合应用题 例1 （2014菏泽）如图1所示，光滑斜面ABAC，沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部，所需拉力
3、分别为F1和F2，所做的功分别为W1和W2，则( ) AF1F2，W1W2 BF1F2，W1F2，W1W2 DF1F2，W1W2思路分析 (1)斜面光滑说明摩擦力为零，就是说使用光滑的斜面没有额外功，无论是沿斜面B还是CA匀速拉同一物体，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机械而直接用手所做的功，即W1W2(2)根据图示可知，LBALCA，而W1W2，由WFL可知，FBAFCA，即F1F2选A第2节机械效率重点考点 本节主要考点是理解力学中的三种功：有用功、额外功和总功，理解机械效率的意义，由于W有W总，所以机械效率总是小于1计算各类机械的机械效率（或，明确影响机械效率高低的
4、因素，知道怎样提高机械的效率，有提高效率的意识 重点是机械效率的计算，简单机械机械效率的测定及影响因素中考常见题型中考常联系前面学过的各种简单机械，如用滑轮组提起重物，用杠杆撬起物体，利用斜面把物体推到高处等来计算不同场景下的机械效率，常见的题型有填空题、选择题、实验探究题和综合应用题解这些题目中的关键是弄清楚什么是有用功、额外功和总功，有用功W有是对人们有用的功，额外功W额是人们为达到目的并不需要但又不得不做的功，总功W总是人们为达到目的实际做的功，他们之间的关系是W总W有W额，即在使用简单机械时，机械对物体做的功是有用功，克服机械自重或摩擦做的功是额外功，人对机械做的功是总功，在计算过程中
5、，注意各个力和距离之间的对应关系，分析谁对谁做功是一个易错点 探究影响斜面机械效率和影响滑轮组机械效率的因素这两个实验是中考常考点，应引起足够重视影响斜面机械效率的因素有：斜面的倾斜程度，斜面的粗糙程度影响滑轮组机械效率的因素有：提升的物重，动滑轮的自重，各部件间的摩擦与绳重实验过程中要重视科学方法控制变量法的应用，注意对实验数据的分析和对比，从而得出正确的实验结论 例2 (2014广元)有两个人利用斜面共同将木箱拉上汽车，为了提高斜面的机械效率，下列做法中可取的是( ) A以较快的速度将木箱匀速拉上汽车 B以较慢的速度将木箱匀速拉上汽车 C改由一个人将木箱匀速拉上汽车 D板长不变，改用光滑的
6、斜面板，将木箱匀速拉上车 思路分析 由机械效率公式等可知，要想提高机械效率，应减小拉力做的功，如果板长不变，则应使拉力减小A、B、C三项中物体都是匀速运动的，故拉力都应是相等的；只有D项，在光滑的斜面上匀速拉动物体，没有了摩擦力，拉力变小，拉力做的功减小，故机械效率增加选D第3节功率重点考点 本节重点有：理解功率的概念及功率的物理意义，知道功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多少，掌握功率的单位及计算公式，能进行相关计算知道功率的定义式P和导出公式PFv，并理解公式PFv的意义，要理解功率和机械效率这两个物理量的物理意义完全不同且毫无关系，不要混淆 功率是力学中重要的物理量，准确理解概念，灵活
7、运用公式进行计算，重视各部分知识间的相互联系，才能更好地解决实际问题中考常见题型 本考点常涉及功、功率、机械效率的综合性计算题，试题中往往条件较多，不同的力、距离、时间之间关系较为复杂，解题时要认真审题，明确所求的未知量，找出一一对应的关系，再根据公式进行计算 例3 （2014宜昌）下列关于功率的说法正确的是( ) A功率大的机器做的功一定多 B功率大的机器做功时间一定短 C功率大的机器做功一定快 D功率大的机器机械效率一定高 思路分析 物体在单位时间完成的功叫功率，功率是描述物体做功快慢的物理量，等于功和做功时间的比值；功率和机械效率没有必然的联系功率等于功和做功时间的比值，做功多，时间不确
8、定，功率大小不确定，故A错误；功率等于功和做功时间的比值，时间短，功多少不确定，功率大小不确定，故B错误；功率是比较物体做功快慢的物理量，做功快，说明功率大，故C正确；功率和机械效率之间没有关系，故D错误选C第4节动能和势能重点考点 本节考点是理解动能、重力势能和弹性势能的概念，知道它们大小各与什么因素有关，并能解释简单的现象，能判断物体在运动过程中的动能和势能如何变化中考常见题型 本考点是一个热点考点，中招常以填空题、选择题和实验探究题出现常考的内容有：判断什么样的物体具有能量及一个物体具有何种形式的机械能：比较物体具有的动能、重力势能或弹性势能的大小；探究影响动能、势能大小的因素关于探究实
9、验类试题，应重视实验过程及科学方法控制变量法和转换法的应用， 例4 （2014昆明）草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的( ) A动能不变，势能不变 B动能减少，势能增加 C动能增加，势能减少 D动能减少，势能减少思路分析 动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度，动能和势能统称机械能，当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，其质量在不断减小，高度和速度不变，因此，由动能和重力势能的影响因素可知，其动能和重力势能均减少故只有选项D的说法正确，符合题意选D例5 （2014兰州）如图2所示是“探究物体动能的大小与什么因
10、素有关”的实验装置 (1)该实验利用了转换法，通过观察_来判断_（填“小球”或“木块”）动能的大小 (2)让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与_的关系 (3)换用质量不同的小球，使它们从斜面的_（填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与_的关系思路分析 (1)实验中，通过小球推动木块运动距离的大小来反映小球动能的大小(2)实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关；若探究速度对动能的影响，应使小球的质量相同，速度不同，所以需使同一小球从斜面的不同高度由静止滑下(3)若探究质量对动能的影响，应使小球的速度相同，质量不同
11、，所以需使质量不相同的小球从斜面的相同高度由静止滑下 答案：(1)木块移动的距离小球(2)速度 (3)相同质量第5节机械能及其转化重点考点 通过实例说明动能和势能的相互转化，能解释机械能和其他形式能的相互转化 本考点在中考试题中多以生活、生产中的实例为背景材料进行考查，若外界没有对物体做功或物体没有对外界做功，那么物体的动能与势能之和即机械能就保持不变，如卫星绕地球运行而物体在运动过程中往往有能量的损耗，则有机械能转化为其他形式的能，因此，判断物体的动能和势能的转化，应对日常生活中常见的能量转化实例加以讨论，客观地分析动能和势能及机械能和其他形式能的相互转化，从中理解机械能守恒的条件中考常见题
12、型动能和势能都是不可直观的物理量，只能通过与它们相关的物理量来判断它们的变化方法是：先明确物体在起始位置所具有的动能、势能，然后根据物体运动过程中速度、高度、质量的变化来判断动能和势能的变化，依据动能、重力势能、弹性势能的相互转化规律去分析、解释一些物理现象，例如过山车、人造卫星等，多以填空题、选择题等题型考查 例6（2014潍坊）（多选）在索契冬奥会上，我国选手贾宗洋在自由式滑雪比赛中获得铜牌，他在比赛过程中运动的轨迹(abcde)如图3所示，如果不计空气阻力，则贾宗洋( ) A从a点下滑到b点过程中，动能增加 B从b点运动到c点过程中，重力势能增加 C在c点的机械能等于在d点的机械能 D在
13、a点的重力势能等于在c点的重力势能思路分析 从a点下滑到b点过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故A正确；从b点运动到c点过程中，高度增加，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，故B正确；从c点下落到d点过程中，贾宗洋处于腾空状态，与雪之间没有摩擦，在不计空气阻力的情况下，机械能保持不变，故C正确；a、c两点高度不同，重力势能不同，故D错误选ABC 例7 （2014广州）滚摆从图4中的位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3这三个位置中，滚摆重力势能最大的是_，动能为零的是_，机械能最大的是_（均填位置序号）思路分析 滚摆是重力势能和动能相互转化的机械，故滚摆升到最高点后，放开手，可以看到滚摆旋转着下降，越转越快，到最低点时滚摆转而上升，直到回到接近原来的位置；滚摆在最高点位置时重力势能最大，动能为零，在最低点时动能最大；开始释放的位置最高，所以图示三个位置中位置1的重力势能最大，动能为零，机械能最大 答案：位置1位置1和位置3位置1 小结：本专题知识在中考试卷的各种题型中均时常出现在复习中要重视概念的理解，重视计算、实验能力和综合解决问题能力的提高，其中功和功率、机械效率是常考知识点节能减排，提高能源利用效率等社会热点问题也要引起大家注意