資源簡介 (共58張PPT)第四單元 機械與人第一部分 福建中考考點過關(guān)2025年中考物理一輪教材復(fù)習(xí)課時13 機械效率 合理利用機械能考點1 機械效率【7年4考】1.有用功、額外功、總功(1)有用功:無論是否使用機械都不得不做的功,叫做有用功,用 表示。(2)額外功:使用機械時,不是人們所需要的但又不得不做的功,叫做額外功,用 表示。(3)總功:有用功與額外功之和叫做總功,用表示, ___________。提分指南1.有用功可理解為不用機械而直接對物體所做的功。2.額外功一般包括克服機械自重所做的功和克服機械間的摩擦所做的功。2.機械效率(1)定義:物理學(xué)中,________跟______的比值叫做機械效率。(2)公式:_ _______________。有用功總功(3)幾種常見簡單機械的機械效率斜面 水平方向滑輪組 豎直方向滑輪組圖示 __________________________________ _________________________________________________ _______________________________有用功總功斜面 水平方向滑輪組 豎直方向滑輪組機械效率提高效率的 方法 減小摩擦;增大斜面 傾斜程度 減小機械摩擦 減小繩子摩擦;減小動滑輪重;增加物重易失分點1.現(xiàn)實中,使用任何機械都難免要做額外功,有用功總小于總功,所以機械效率總小于1。2.機械效率與功率是兩個不同的概念,沒有必然聯(lián)系,功率反映的是力做功的快慢,機械效率反映的是使用機械做功時,力所做的總功中有用功的占比大小。考點 2 動能和勢能【7年5考】1.能量:在物理學(xué)中,如果一個物體能夠?qū)ν庾龉Γ覀兙驼f這個物體具有能量,能量簡稱能。提分指南1.能量是表示物體做功本領(lǐng)的物理量。2.能量的大小可以用能夠做功的多少來衡量。一個物體能夠做的功越多,它具有的能量就越大。3.物體做功的過程就是能的轉(zhuǎn)化過程。物體做的功越多,說明某種能轉(zhuǎn)化為其他形式的能越多。但是一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”,也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”。如山上靜止的石頭具有能量,但它沒有做功,也不一定要做功。2.動能和勢能動能 勢能 重力勢能 彈性勢能區(qū)別 定 義 物體由于運動而具有的能 叫動能 物體由于受到重 力并處在一定高 度所具有的能叫 重力勢能 物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫彈性勢能動能 勢能 重力勢能 彈性勢能區(qū)別 影 響 因 素 物體的質(zhì)量和運動速度 (質(zhì)量相同的物體,運動的 ______越大,它的動能越大; 運動速度相同的物體, _______越大,它的動能越 大) 物體的質(zhì)量和所 處高度 (物體的質(zhì)量越 大,高度越高,它 具有的重力勢能 越大) 物體的材料和彈性形變程度(物體的彈性形變越大,它具有的彈性勢能越____)聯(lián)系 動能和勢能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化 速度質(zhì)量大考點3 機械能及其轉(zhuǎn)化【7年3考】1.機械能及其轉(zhuǎn)化機械能 ______和______統(tǒng)稱為機械能。其中勢能包括重力勢能和彈性勢能。機械能單位是______,簡稱____,符號是__機械能轉(zhuǎn)化 過程 動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化(質(zhì)量不變)動能 重力勢能:速度變小,高度______重力勢能 動能:速度增大,高度______動能勢能焦耳焦升高降低機械能轉(zhuǎn)化 過程 動能與彈性勢能的轉(zhuǎn)化(質(zhì)量不變)動能 彈性勢能:速度減小,形變量______彈性勢能 動能:速度增大,形變量______機械能守恒定律:如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,機械能的總和保持______增大減小不變2.常見的能量轉(zhuǎn)化實例滾擺 單擺 人造地球衛(wèi)星 弓箭 彈簧測力計_____________________ _____________________ _________________________________________ __________________________ __________________滾擺 單擺 人造地球衛(wèi)星 弓箭 彈簧測力計上升:動能 轉(zhuǎn)化為重力 勢能 下降:重力 勢能轉(zhuǎn)化為 動能 位置 位 置: 重力勢能 轉(zhuǎn)化為動能 位置 位 置:動能轉(zhuǎn)化為 重力勢能 近地點 遠(yuǎn)地點:動 能轉(zhuǎn)化為重力勢能 遠(yuǎn)地點 近地點:重 力勢能轉(zhuǎn)化為動能 近地點時動能最大,遠(yuǎn) 地點時重力勢能最大 弓箭射 出:弓 的彈性 勢能轉(zhuǎn) 化為箭 的動能 掛上重物:重物的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能命題點1 機械效率的計算(易失分點)類型1 滑輪組機械效率的計算例1 用如圖甲、乙、丙所示的方式,將重為的物體在 內(nèi)勻速提升,每個滑輪重均為 ,不計繩重及摩擦。請回答下列問題:(1)甲方式中,拉力為_____,繩子自由端移動的距離是___ ,所做的有用功是_____,總功是_____ ,機械效率是________。2254800900(2)乙方式中,物體上升的速度是___,繩子自由端移動的距離是___ ,拉力為_____,拉力做的功是_____,拉力的功率是_____ ,滑輪組做的有用功是_____,滑輪組做的額外功是_____ ,滑輪組的機械效率是_______。若增大物重、減小滑輪的重力,則滑輪組的機械效率______(選填“變大”“變小”或“不變”)。16150900450800100變大(3)丙方式中,承擔(dān)物重的繩子股數(shù)為___,丙方式中的機械效率______(選填“大于”“小于”或“等于”)乙方式中的機械效率。2等于(4)如圖丁所示,重的物體在水平拉力的作用下以 的速度勻速運動,彈簧測力計的示數(shù)為,滑輪組的機械效率為。則拉力所做的功是____,拉力的功率是___,物體受到的摩擦力是____ 。(不計滑輪重)40432類型2 斜面機械效率的計算例2 如圖所示,將一個重為 的物體從斜面底端勻速拉到斜面頂端,沿斜面向上的拉力為,物體在斜面上移動的距離 ,物體升高的高度 ,則( )DA.物體所受的摩擦力為B.克服物體重力做的功為C.拉力做的功為D.斜面的機械效率為提分指南公式 是計算機械效率的基本公式,對于任何機械都適用。命題點2 機械能及其轉(zhuǎn)化例3 [2024連云港中考] 2024年4月25日,我國長征運載火箭成功將神舟十八號載人飛船送往預(yù)定軌道。載人飛船離開地面加速上升的過程中( )BA.動能增大,重力勢能不變 B.動能增大,重力勢能增大C.動能不變,重力勢能不變 D.動能不變,重力勢能增大例4 [2024安徽中考] 如圖所示為某次蹦極運動的精彩瞬間。若一游客綁上安全繩之后從平臺上由靜止開始下落,則從開始下落至第一次到達(dá)最低點的過程中,游客的( )BA.動能一直增大 B.重力勢能一直減小C.機械能保持不變 D.機械能一直增大解題通法1.從隱含條件中判斷質(zhì)量、速度、高度的變化情況(1)判斷質(zhì)量的變化正在灑水的灑水車、投放完救災(zāi)物資的飛機 減小。(2)判斷速度大小的變化勻速 不變;加速 增大;減速、剎車 減小。(3)判斷高度的變化上升 增大;下落、下滑、下降 減小;水平路面 不變;近地點 最小;遠(yuǎn)地點 最大。注意:“光滑”“忽略空氣阻力”表示無阻力做功,機械能不變;“粗糙”表示需要克服阻力做功,機械能減小。2.機械能相互轉(zhuǎn)化的判斷步驟(1)明確研究對象和其運動過程;(2)明確研究對象都具有哪些形式的機械能(動能、重力勢能、彈性勢能);(3)根據(jù)影響因素,判斷研究對象所具有的各種形式機械能的變化情況,并根據(jù)變化情況確定誰轉(zhuǎn)化為了誰。提分指南常見的機械能大小變化判斷的實例(1)電梯中的乘客隨電梯勻速上升時,乘客的動能不變,重力勢能增大,機械能增大。(2)在水平路面上沿直線勻速行駛的灑水車正在灑水作業(yè),灑水車的動能減小,重力勢能減小,機械能減小。(3)殲 隱身戰(zhàn)機在加速升空的過程中,它的動能增大,重力勢能增大,機械能增大。(4)不計空氣阻力,鋼球在豎直下落過程中,它的動能增大,重力勢能減小,機械能不變。實驗1 測量滑輪組的機械效率【7年未考】實驗 器材 滑輪若干、細(xì)繩、鉤碼若干、彈簧測力計、刻度尺(其中彈簧測力計和刻度尺屬于測量工具)實驗 裝置 _____________________________________________測量 原理. .設(shè)計 與進(jìn) 行實 驗 1.測量方法:間接測量。如圖所示,,( 表示鉤碼的重力, 表示彈簧測力計的拉力)。該實驗還可以省去刻度尺,原因是2.控制變量法的應(yīng)用:①探究滑輪組的機械效率與物體重力的關(guān)系時,需使用同一滑輪組提升不同數(shù)量的鉤碼②探究滑輪組的機械效率與動滑輪重力的關(guān)系時,需使滑輪組提升數(shù)量相同的鉤碼,更換重力不同的動滑輪③探究同一滑輪組的機械效率與繩子股數(shù)的關(guān)系時,需控制滑輪、被提升物體的重力相同,改變繩子的有效股數(shù)3.本實驗中多次測量的目的:尋找普遍規(guī)律,避免實驗結(jié)論的偶然性. .實驗 結(jié)論 1.其他條件相同時,提起的物體越重,滑輪組的機械效率越高2.其他條件相同時,動滑輪越重,滑輪組的機械效率越低3.同一滑輪組,機械效率的高低與提升物體的速度、高度和滑輪組的繞線方式無關(guān)交流 與評 估 1.繩子自由端方向向上時,拉力方向要沿豎直方向,否則會導(dǎo)致拉力偏大2.彈簧測力計要沿直線勻速拉動,使重物沿直線勻速上升,否則彈簧測力計的示數(shù)與繩子的拉力大小不相等3.不可以在彈簧測力計靜止時進(jìn)行讀數(shù),因為裝置靜止時各處的摩擦力和拉動時是不相等的,靜止時彈簧測力計的讀數(shù)偏小. .. .. .. .. .. .. .例1 小明在測量滑輪組機械效率的實驗中,所用裝置如圖所示,實驗中每個鉤碼重 ,測得的數(shù)據(jù)如下表。實驗 次序 鉤碼總重 鉤碼上升的高 度 測力計示數(shù) 測力計移動距 離 機械效率1 4 0.1 1.8 0.32 6 0.1 2.4 0.33 4 0.1 1.4 0.54 4 0.2 1.4 1.0【基礎(chǔ)設(shè)問】(1)在實驗中,應(yīng)盡量豎直向上______拉動彈簧測力計且在拉動過程中讀數(shù)。(2)第1次實驗測得的機械效率約為______。勻速(3)分析表中數(shù)據(jù)可知:第2次的實驗數(shù)據(jù)是用圖___所示的實驗裝置完成的,第4次的實驗數(shù)據(jù)是用圖__所示的實驗裝置完成的。(均選填“”“”或“ ”)(4)分析第1、2次實驗數(shù)據(jù)可知:使用同一滑輪組,__________可以提高滑輪組的機械效率。(5)分析第1、3次實驗數(shù)據(jù)可知:使用不同的滑輪組,提升相同的重物,動滑輪個數(shù)越多(即動滑輪總重越重),滑輪組的機械效率______。(6)分析第3、4次實驗數(shù)據(jù)可知:滑輪組的機械效率與物體被提升的高度______。增加物重越低無關(guān)(7)分析數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:使用同一滑輪組,滑輪組的機械效率與物重的關(guān)系圖像可能是___。BA. B. C. D.【提升設(shè)問】(8)小明認(rèn)為,實驗過程中,若在彈簧測力計處于靜止?fàn)顟B(tài)時讀數(shù),可使測得的拉力大小更精確。針對這種做法說說你的看法:____________________________。彈簧測力計靜止時讀數(shù)會偏小(9)如果小明用測力計測出鉤碼的重力和動滑輪的重力 ,利用計算滑輪組的機械效率,則小明的計算值會比實際值偏____(選填“大”或“小”)。大(10)綜合上述結(jié)論,提高機械效率的方法有:增大有用功或______(選填“增大”或“減小”)額外功。減小【拓展設(shè)問】(11)汽車作為一種機械,提高效率對節(jié)能減排具有重要意義。請結(jié)合該實驗所得出的結(jié)論,寫出下列兩種提高效率方法所對應(yīng)的提高滑輪組機械效率的方法。方法一:鼓勵人們“拼車”出行,使汽車盡量裝滿人。 __________。方法二:汽車制造廠用新材料減輕汽車重量。____________。增大物重減小滑輪重實驗2 探究動能大小的影響因素【7年1考】實驗 器材 斜槽和水平面、質(zhì)量不同的鋼球、木塊、刻度尺實驗 裝置 __________________________________________________________________________________________________設(shè)計 與進(jìn) 行實 驗 1.轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用:把鋼球的動能大小轉(zhuǎn)換成木塊被撞出的距離的遠(yuǎn)近。木塊被撞得越遠(yuǎn),說明鋼球的動能越大2.控制變量法的應(yīng)用:①探究動能的大小與速度的關(guān)系時,需控制同一鋼球從斜槽的不同高度處由靜止開始釋放,觀察木塊被撞出距離的遠(yuǎn)近②探究動能的大小與質(zhì)量的關(guān)系時,需控制質(zhì)量不同的鋼球從斜槽的相同高度處由靜止開始釋放,觀察木塊被撞出距離的遠(yuǎn)近. .. .實驗 結(jié)論 1.動能的大小只與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)2.速度一定時,物體的質(zhì)量越大,動能越大3.質(zhì)量一定時,物體的速度越大,動能越大交流 與評 估 1.水平面不能太光滑,否則木塊被撞出的距離太大,無法完成實驗2.水平面不能太短,否則木塊被撞出的距離太大,無法完成實驗3.若水平面絕對光滑,木塊被撞后將做勻速直線運動,無法得出實驗結(jié)論. .. .例2 興趣小組的同學(xué)認(rèn)為車禍的危害程度與汽車的動能大小有關(guān),于是他們進(jìn)行了如下探究:【提出問題】汽車的動能大小跟什么因素有關(guān) 【猜想假設(shè)】由“十次車禍九次快”可猜想:汽車的動能可能跟______有關(guān);由“安全駕駛莫超載”可猜想:汽車的動能可能跟______有關(guān)。速度質(zhì)量【進(jìn)行實驗與收集證據(jù)】(1)他們做了如圖所示的三次實驗:用金屬球模擬汽車,讓金屬球從斜槽的某一高度由靜止開始滾下,碰到水平面上的物塊,將物塊撞出一段距離。物塊被撞擊得越遠(yuǎn),說明金屬球到達(dá)水平面時的動能越____。大【分析與論證】(2)分析甲、丙兩圖的實驗現(xiàn)象,可以初步得到的結(jié)論是________________________________________________。質(zhì)量相同時,金屬球(物體)的速度越大,動能越大【交流與合作】(3)本實驗使金屬球獲得動能的操作方法是__________________________。(4)讓同一金屬球分別從同一斜槽的不同高度由靜止開始滾下,是為了探究動能的大小與______的關(guān)系。(5)讓不同質(zhì)量的金屬球從同一斜槽的同一高度由靜止開始滾下,是為了探究動能的大小與______的關(guān)系。(6)若斜槽光滑,金屬球從斜槽頂端由靜止?jié)L到底部的過程中,其機械能______(選填“變大”“不變”或“變小”)。讓金屬球從斜槽上自由滾下速度質(zhì)量不變(7)若水平面光滑,______(選填“能”或“不能”)達(dá)到探究目的。不能(8)若在乙圖的實驗過程中,物塊被撞后滑出木板,此時需要重做實驗,小明同學(xué)建議換用同樣的較長的木板,小剛同學(xué)建議換一個較大的物塊,小紅同學(xué)建議降低金屬球從斜槽上下落的高度。你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采用______同學(xué)的建議。小明(9)根據(jù)實驗現(xiàn)象可知,金屬球撞擊物塊后,最終會靜止在水平面上,有同學(xué)認(rèn)為,這是因為金屬球的機械能憑空消失了,你認(rèn)為該同學(xué)的觀點正確嗎 ________,原因是____________________________________。不正確機械能不會憑空消失,而是轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能(10)用甲、乙兩圖的實驗現(xiàn)象所得到的結(jié)論,可以解釋汽車______(選填“超載”或“超速”)行駛時危險性大的現(xiàn)象。超載命題點1 機械效率的計算(易失分點)1.[2024河南中考] 如圖所示,甲、乙兩人用不同的裝置,在相同時間內(nèi)把質(zhì)量相等的貨物勻速提升到同一平臺,不計繩重及滑輪的摩擦。下列說法正確的是( )CA.甲做的有用功多B.乙做的總功多C.甲做總功的功率大D.乙所用裝置的機械效率小2.[2024南充中考] 用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組,將重的貨物勻速吊起高。每只滑輪重為 ,繩自由端的拉力的大小分別為和 ,若不計繩重和摩擦,______(選填“大于”“小于”或“等于”) ,甲滑輪組的機械效率為______。大于3.如圖為某景區(qū)的盤山公路,汽車行駛過程中遇到陡坡時司機常常要換用低速擋,這樣做是因為在發(fā)動機的輸出功率一定時可以增大________。一輛總重為的汽車經(jīng)過某一長度為 的路段時,豎直高度上升了 ,如果汽車的牽引力恒為,則此過程中盤山公路斜面的機械效率為______。牽引力4.[2024蘇州中考] 某起重機的滑輪組結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,其最大載重為。起重機將的鋼板勻速提升到 高的橋墩上,滑輪組的機械效率為 。不計鋼絲繩的重力和摩擦,取 。求:(1)克服鋼板重力做的功 ;解:克服鋼板重力做的功(2)鋼絲繩的拉力 ;解:拉力做的功由題圖可知繩子的有效股數(shù)為4,則鋼絲繩的拉力(3)滑輪組滿載時的機械效率(結(jié)果保留一位小數(shù))。解:克服動滑輪重力做的功為額外功,則動滑輪的重力滑輪組滿載時,質(zhì)量此時滑輪組的機械效率命題點2 機械能及其轉(zhuǎn)化5.如圖所示,人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運行,衛(wèi)星從近地點向遠(yuǎn)地點運動的過程中( )BA.速度增大 B.動能轉(zhuǎn)化為重力勢能C.機械能增大 D.重力勢能減小6.[2024無錫中考] 如圖所示,將擺球從點由靜止釋放,經(jīng)過最低點 到達(dá)點,、兩點等高。擺球到達(dá)點時動能為___;擺球從點運動到 點的過程中,________能轉(zhuǎn)化為動能。整個過程中,擺球的機械能大小______(選填“不變”或“減小”)。0重力勢不變建議用時:20分鐘基礎(chǔ)過關(guān)一、選擇題1.[2024宜昌模擬] 下列關(guān)于功、功率、機械效率的說法正確的是( )BA.越省力的機械,機械效率越高B.使用機械可以省力或省距離,但不能省功C.所做有用功越多的機械,機械效率越高D.做功越快的機械,所做的總功越大2.分別用甲、乙、丙圖所示的滑輪或滑輪組,勻速提升質(zhì)量為 的物體,滑輪的質(zhì)量均相等,在相同的時間內(nèi)物體被提升的高度均為 ,不計繩重和摩擦,下列說法正確的是( )CA.繩端拉力的大小相同 B.繩子自由端移動的速度相同C.有用功相同 D.機械效率相同3.[2024韶關(guān)模擬改編] 某重物上升過程中依次經(jīng)過、、、 點,其速度在段不斷增大,在段不變,在 段不斷減小,忽略空氣阻力,則重物在( )CA.段動能不變 B. 段機械能不變C.段機械能增大 D. 段重力勢能減小4.[2024河北中考] 2024年5月7日,河北省首條低空無人機物流運輸航線試航成功。如圖所示為正在運輸貨物的無人機,下列說法正確的是( )BA.無人機上升過程中,貨物的重力勢能可能減小B.無人機水平勻速飛行時,貨物的機械能保持不變C.無人機在某一高度懸停時,貨物的機械能一定為零D.無人機下降過程中,貨物的動能一定增大二、填空題5.[2024陜西中考] 如圖,在“探究動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中,將質(zhì)量相同的小球從同一斜面的不同高度由靜止釋放,比較紙盒被推動的距離可知:質(zhì)量相同的物體,速度越大,動能越____。如果要探究動能大小大相同與物體質(zhì)量的關(guān)系,應(yīng)該將質(zhì)量不同的小球從同一斜面的______(選填“相同”或“不同”)高度由靜止釋放,比較紙盒被推動的距離。6.兩個滑輪按如圖所示的方式組合,用 的拉力拉動繩端,使物體在內(nèi)水平向左勻速滑動 ,物體與地面間的摩擦力為,則拉力 的功率為___ ,滑輪組的機械效率為______。27.[2024自貢中考] 如圖所示,把重為 的物體從斜面底端勻速推到斜面頂端,斜面長 ,高,沿斜面的推力為 。那么,此過程中有用功是____ ,斜面的機械效率是______。24三、實驗題8.[2024長春中考] 利用帶有合頁的長木板、帶圓形凹槽的木塊、小球、彈簧測力計等器材探究物體的動能跟運動速度的關(guān)系,如圖所示。(1)進(jìn)行實驗時,為改變小球在水平面上開始運動的速度,應(yīng)使小球從同一斜面上的______高度由靜止?jié)L下。(2)小球在同一斜面上的位置越高,滾下時木塊被撞得越遠(yuǎn),實驗表明:質(zhì)量相同的小球,運動的速度越大,動能______。(3)請根據(jù)上述結(jié)論,對駕駛員提出一條關(guān)于交通安全方面的建議:___________________________。不同越大嚴(yán)禁超速行駛(合理即可)四、計算題9.[2024綏化中考] 如圖甲,質(zhì)量為 的貨物靜止在水平地面上,與地面的接觸面積是 。如圖乙,工人用的拉力將貨物用滑輪組勻速提升到 高的二樓,此過程中貨物上升的速度是。求:取(1)貨物靜止在水平地面上時,對地面的壓強;解:貨物靜止在水平地面上時對地面的壓力則貨物對地面的壓強(2)工人用滑輪組提升貨物時做功的功率;解:由圖乙可知,有效繩子段數(shù)則繩子自由端移動的速度工人做功的功率(3)滑輪組的機械效率;解:滑輪組的機械效率(4)為提高該滑輪組的機械效率,請你提出一條合理建議。解:增加所提升的物重。(或減輕動滑輪重,合理即可)10.如圖所示,利用斜面將箱子推進(jìn)車廂,通常要比把箱子直接從地面搬進(jìn)車廂省力多了。某同學(xué)用 的力沿斜面向上勻速推動箱子,已知箱子質(zhì)量為,斜面長 ,斜面高, 。求:(1)箱子受到的重力;解:箱子受到的重力(2)箱子受到的摩擦力;解:推力所做的總功推力做的有用功由可得,箱子受到的摩擦力(3)斜面的機械效率;解:斜面的機械效率(4)使用斜面推箱子時有哪些更省力的方法。解:減小摩擦力; 減小坡度能力提升[2024北京中考] (多選)用某滑輪組提升重物時,繩子自由端拉力做的功隨時間變化的關(guān)系如圖所示,在內(nèi)繩子自由端豎直勻速移動 ,重物豎直勻速上升。已知動滑輪總重,提升的物體重 。關(guān)于該過程,下列說法正確的是( )ACA.繩子自由端拉力的功率為B.額外功為C.繩子自由端拉力的大小為D.滑輪組的機械效率約為 展開更多...... 收起↑ 資源預(yù)覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫