安徽省2020年中考物理总复习模块四力学专题六功和机械能(含参考答案)

安徽省2020年中考物理总复习：专题六功和机械能中考真题再现(?学用见P69~70)研究规律对接中考命题点1功、功率、热效率计算(常考)1.(2019·安徽第21题)以下列图,水平川面上一个重为50N的物体,在大小为10N的水平拉力F作用下,向左做匀速直线运动,在5s的时间内经过的距离为2m。求物体运动过程中(1)所受摩擦力的大小;(2)拉力F做功的功率。解:(1)由于物体做匀速直线运动,因此受力平衡,即f=F=10N(2)拉力所做的功W=Fs=10N×2m=20J拉力做功的功率??20JP=??=5s=4W2.(2016·安徽第21题)某家用轿车,重为1.5×104N,当车以72km/h的速度匀速直线行驶了0.5h时,耗资汽油3kg,时期车碰到的阻力为车重的0.08倍。已知汽油的热值为4.6×107J/kg,在此过程中,求:1(1)车经过的行程;(2)牵引力做功的功率;(3)汽车发动机的效率。解:(1)车经过的行程s=vt=72km/h×0.5h=36km(2)阻力f=0.08G=0.08×1.5×104N=1200N轿车匀速直线行驶,则牵引力F=f=1200N牵引力做的功W=Fs=1200N×3.6×104m=4.32×107J牵引力做功的功率P=??=4.32×107J=2.4×104W??0.5×3600s(3)汽油燃烧产生的热量Q=mq7×108J汽油=3kg×4.6×10J/kg=1.38汽油汽车发动机的效率η=??4.32×107J×100%=×108×100%≈31.3%??1.38J3.(2015·安徽第21题)以下列图,一轻绳绕过定滑轮,一端与粗糙水平桌面上的滑块相连,另一端悬挂一个沙桶。调整桶内沙的质量,当沙桶和沙的总质量=0.2kg时,沙桶和滑块m都做匀速直线运动,速度大小v=0.5m/s。不计滑轮的摩擦,求沙桶和滑块匀速运动时:(1)滑块碰到的摩擦力的大小;(2)沙桶和沙所受的重力在2s内做的功。解:(1)沙桶和沙所受的重力G=mg=0.2×10N=2N绳对沙桶的拉力F=G=2N2绳对滑块的拉力F'=F=2N滑块碰到的摩擦力f=F'=2N(2)沙桶在2s内下降的距离h=vt=0.5×2m=1m沙桶和沙所受重力在2s内做的功W=Gh=2N×1m=2J命题点2机械效率计算(常考)4.(2019·安徽第5题)用沿斜面向上大小为3.5N的力将一个重为4.9N的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知斜面长为2m,高为1m,则该过程中斜面的机械效率为70%。5.(2018·安徽第4题)以下列图,当工人师傅用400N的拉力向下拉绳时,可使重680N的重物匀速上升,此过程中滑轮组的机械效率为85%。6.(2017·安徽第16题)以下列图,当水平拉力=50N时,恰好能够使物体A沿水平川面F向右做匀速直线运动。已知物体重为200N,所受地面的摩擦力约为80N。若是在5s时间内,物体水平搬动了0.6m,不计绳和滑轮的自重,则在此过程中(C)A.拉力F做功为30JB.物体重力做功为120JC.拉力F做功的功率为12WD.该装置的机械效率约为60%【解析】由于物体水平运动,物体在重力方向上(竖直向下)的地址没有发生改变,因此重力不做功,即重力做功为0,B项错误;由题图可知,该滑轮为动滑轮,绳子的有效股数n=2,则绳端搬动的距离s绳=ns物=2×0.6m=1.2m,拉力F做的功W总=Fs绳=50N×1.2m=60J,A项3??总60J错误;拉力F做功的功率P=??=5s=12W,C项正确;物体所受地面的摩擦力约为80N,则有用功约为W适用=fs物=80N×0.6m=48J,该装置的机械效率约为??适用48Jη=??×100%=×100%=80%,D项错误。60J总7.(2015·安徽第8题)某同学利用斜面匀速提升重为500N的物体,已知沿斜面的拉力做的功为1000J,斜面的机械效率为60%,则物体被提升的高度为1.2m。命题点3机械能转变的判断(常考)8.(2019·安徽第12题)以下列图,在圆滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连结一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的地址。压缩弹簧使小球至A地址,尔后释放小球,小球就在AB间做往来运动(已知AO=OB)。小球从A地址运动到B地址的过程中,以下判断正确的选项是(D)小球的动能不断增加弹簧的弹性势能不断减少C.小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等D.在任一地址弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变【解析】小球从A地址运动到B地址的过程中,质量不变,速度先增加后减少,小球的动能先增加后减少,A项错误;小球从A地址运动到B地址,弹簧形变量先减小后增大,因此弹簧的弹性势能先减少后增加,B项错误;小球运动到O点时,动能最大,但此时弹簧恢复到原长,弹簧形变量为0,弹性势能为0,因此动能和弹性势能不相等,C项错误;由于水平台面圆滑,小球和弹簧都不受摩擦力,对小球和弹簧组成的系统而言,只有弹力做功,或只有小球的动能和弹簧的弹性势能发生转变,因此系统机械能守恒,因此在任一地址弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变,D项正确。9.(2018·安徽第18题)图为研究物体(钢球)动能大小跟哪些因素有关的实验装置。(1)实验原理:4①钢球从圆滑斜面上由静止开始向下运动,到达斜面底端时的速度只与钢球起点地址的高度有关。起点地址越高,该速度越大;②钢球从圆滑斜面上由静止开始向下运动,在水平木板上撞击木块,木块运动的距离越长,运动钢球所拥有的动能越大。(2)实验现象:①同一钢球从斜面上不相同高度处由静止向下运动,在水平木板上撞击木块,钢球开始向下运动的起点地址越高,木块运动的距离越长;②质量不相同的钢球从斜面上同一高度由静止向下运动,在水平木板上撞击木块,钢球的质量越大,木块运动的距离越长。10.(2016·安徽第14题)掷实心球是某市的中考体育加试项目之一。掷出去的实心球从a处出手后,在空中运动的轨迹以下列图,球最后停在水平川面e点处(不计空气阻力)。则实心球(C)A.在a处重力势能最小B.在b处动能为零C.在a、b、c三处机械能相等D.在d处动能为零【解析】重力势能的大小与物体的质量、高度有关,由题图可知,d、e两点高度最小,重力势能最小,A项错误;球在b点时,诚然它在竖直方向上的速度为0,但在水平方向上仍有速度,因此此时球的动能不为零,B项错误;不计空气阻力,球在空中的机械能是守恒的,在a、b、c三处的机械能相等,C项正确;球达到d点后没有静止,依旧向前转动,因此动能不为零,D项错误。11.(2015·安徽第3题)图为卫星绕地球翱翔的轨道表示图。卫星在翱翔过程中机械能不变,当卫星运行到近地址时,其动能最大(选填“大”或“小”)。5名师考点精讲(?学用见P70~73)学思结合高效打破考点一机械功定义:一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上搬动了一段距离,就说这个力对物体做了功。做功的两个必要因素(1)作用在物体上的力。(2)物体在这个力的方向上搬动的距离。不做功的三种情况表示图特点举例物体在运动方向上不受力,因惯性而踢出去的足球动缺力无功推而未动(搬而未物体受力,但静止起)缺距离无功6有力有距离,力的方向与物体运动方人背着书包水平前进向垂直与距离垂直无功功的计算(1)规定:功等于力与物体在力的方向上搬动的距离的乘积。(2)公式:W=Fs。(3)单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号是J,1J=1N·m。(4)常有功大小:将两个鸡蛋举高1m所做的功约1J;将物理课本从地面拾到桌面所做的功约2J。机械功原理(1)内容:利用机械做功时,动力对机械所做的功与机械所做的功是相等的;即利用机械不省功;也就是说省力的机械必费距离,省距离的机械必费力。(2)使用机械的好处:使用机械虽不能够省功,但它或可省力,或可省距离,或可改变力的方向,给人类工作带来很多方便。(3)适用范围:功的原理是一个宽泛的结论,对于任何机械都适用。典例1(2019·北京)如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图,以下说法中正确的选项是()A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功D.举着杠铃牢固站立的过程中,运动员对杠铃不做功7【解析】从发力到上拉、从上拉到翻站、从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃都施加了向上的力,且杠铃向上经过了必然的距离,这几个过程中运动员对杠铃都做了功;举着杠铃牢固站立的过程中,运动员对杠铃施加了力,但杠铃没在力的方向上经过距离,这个过程中运动员对杠铃不做功。综上所述,D项正确。【答案】D【解题技巧】判断力可否做功的诀窍典例2(2019·四川眉山)如图甲所示,水平川面上的物体,碰到方向不变的水平推力的作用,其F-t和v-t图像分别如图乙和图丙所示。由图像可知,9~12s内,推力对物体做功J;t=2s时,物体碰到的摩擦力是N。【解析】由题图丙可知,9~12s内物体做匀速直线运动,由题图乙可知,此时物体碰到的水平推力F=6N,则推力对物体做的功W=Fs=Fvt=6N×1m/s×3s=18J;由题图丙可知,2s时物体处于静止状态,由题图乙可知,此时物体碰到的水平推力为3N,物体此时碰到的摩擦力等于推力,为3N。【答案】183针对训练1.图示为倾角θ=30°的斜面,用平行于斜面向上的10N拉力F,将一重力为16N的物体从斜面底端匀速拉上斜面顶端,已知物体上升的高度为1m,拉力做功20J,物体所受斜面的摩擦力为2N(不计空气阻力)。8考点二功率定义:功与做功所用时间之比。物理意义:表示做功快慢的物理量。计算??(1)定义公式:P=??。??(2)变形公式:W=Pt,t=??。??(3)公式推导:当物体在力F作用下以速度v做匀速直线运动时,由W=Fs可得,P=??=??=F·??=Fv。4.单位:国际单位制中功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W,1W=1J/s;常用单位有千瓦(kW)。两者关系:1kW=103W。功率是反响做功快慢的物理量,功率大说明做功快,但其实不是说做功必然多,而做功多其功率也不用然大。典例3在中招体育测试中,李强的跳绳成绩是1min跳180次。他的质量为50kg,每次跳起的高度约为6cm,他每次跳绳时战胜重力做功J,跳绳时战胜重力做功的平均功率约为W(g取10N/kg)。【解析】由题意可知,m=50kg,h=6cm=0.06m,t=1min=60s;他每次跳绳时战胜重力做功W1=Gh=50kg×10N/kg×0.06m=30J;1min内做功W=nW1=180×30J=5400J;跳绳时战胜重力做功??5400J的平均功率P=??=60s=90W。【答案】3090典例4(2019·江苏连云港)物体在水平川面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲时,碰到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图乙时,碰到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则以下关系正确的选项是()9A.F1=F2P1>P2B.F1=F2P1F2P1>P2D.F1P2??【解析】由题图甲可知,物体做匀速直线运动,速度大小为v甲=??甲=2m/s;由题图乙可知,物体甲也做匀速直线运动,速度大小为v乙=4m/s;由于两次都是匀速直线运动,推力和摩擦力是平衡力,依照二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,则碰到的水平推力F1=F2。已知v甲hB。(1)实验中,研究的动能是指B(填序号)。小球在斜面上的动能小球撞击木块时的动能C.小球撞击木块后的动能D.木块被小球撞击的动能(2)在甲、乙两图中,使质量相同的小球从斜面上不相同高度处自由滚下,是为了研究动能大小与速度的关系。(3)比较甲、丙两图,获得的结论是速度相同的小球,质量越大,动能越大。21