中考物理考点专题复习专题功与机械能.docx
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中考物理考点专题复习专题功与机械能
2020中考物理考点专题复习——专题二十一:
功与机械能
考点一:
功
1.功率相等的两辆汽车,在相等的时间内匀速通过的距离之比为2:
3,则( )
A.两汽车牵引力之比为3:
2,做功之比为3:
2
B.两汽车牵引力之比为3:
2,做功之比为1:
1
C.两汽车牵引力之比为2:
3,做功之比为2:
3
D.两汽车牵引力之比为2:
3,做功之比为1:
1
2.下列估测正确的是( )
A.一名中学生所受重力约为50N
B.实际应用中机械的机械效率可达100%
C.一名普通中学生正常步行上楼的功率约为1000W
D.将一本掉在地上的物理书捡起放到课桌上所做的功约为2J
3.如图的下列情况,大人对孩子做了功的是
A.妈妈举着孩子不动
B.爸爸扛着孩子在水平路上行走
C.奶奶背着孩子站着看风景
D.爷爷背着孩子上山
4.在甲,乙两图中,甲图地面粗糙,乙图地面光滑。
两个物体在恒力F作用下,甲做匀速直线运动,乙做加速直线运动;它们在力的方向上前进了相同的距离,力F做的功分别为W甲、W乙,则下列结论正确的是()
A.W甲>W乙B.W甲=W乙
C.W甲 5.如图为四旋翼无人机,质量为1.2kg,下方悬挂着一个质量为0.3kg的摄像机.前5s无人机从地面竖直上升了10m,然后水平飞行了30秒.无人机前5s对摄像机做功____J,后30s,无人机对摄像机做功___J. 考点二: 功率 1.人的心脏每跳一次输送8×10-5m3的血液,血压(心脏输送血液的压强)的平均值为15kPa,心脏每分钟跳60次,则心脏工作的平均功率为() A.0.5W B.1.2W C.2.4W D.3.6W 2.初三学生小华质量约50kg,他从一楼步行到五楼,用时40s,每层楼高为3m,下列估算正确的是( ) A.小华步行的平均速度约为0.3m/sB.小华上楼做的功约为6000J C.小华上楼做的功约为7500JD.小华上楼时的功率约为187.5W 3.小球从A点落下来,相继经过B、C两点,已知AB=BC,如图所示,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,则W1____W2,P1_______P2(两空均选填“>”、“<”或“=”) 4.一头牛耕地时功率为500W,一台拖拉机功率为25kW,则拖拉机工作4h所做功由一头牛来完成,需要时间_________h,为拖拉机提供动力的热机通常使用_________(选填“柴油”或“油”)为燃料。 5.如图所示,一重为200牛的物体A,用20牛的水平拉力拉滑轮,物体A以1米/秒的速度在水平面做匀速直线运动,若不计滑轮的重力及绳与滑轮的摩檫,物体A与水平面之间的摩檫力为_________牛,在4秒内拉力做功____________焦,拉力的功率为____________瓦。 6.跳伞是一项极具挑战的运动,现在越来越受到人们的真发。 在某次跳伞训练过程中,一位体重为60ON的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经15s下落210m后,再匀速直线下落15s.求: (1)运动员在这30s内下落的总高度; (2)这30s内重力做的功; (3)匀速下降时重力做功的功率; (4)0-30s过程中人的动能、重力势能、机械能如何变化? 7.暑假里,小明家装修新房,要将一箱重G的瓷砖送到高h的阳台上.如图所示,他在地面与阳台间放置一长s的斜木板.他用方向沿斜面向上,大小为F的拉力将这箱瓷砖从木板底端以v的速度匀速拉上阳台. (1)求拉力F做功的功率. (2)这箱瓷砖在斜木板上被匀速向上拉动时,受到的摩擦力多大? 考点三: 机械能守恒与转化 1.某市为了杀灭白蛾调动了直升飞机,在灾区上空喷洒生物农药。 飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中,飞机的 A.动能不变,重力势能不变B.动能减小,重力势能减小 C.动能减小,重力势能不变D.动能增大,重力势能减小. 2.某次演练中,直升飞机悬停于高空,一个伞兵(含伞)跳伞后竖直降落,其速度v与时间t的关系如图所示.下列判断正确的是() A.在0~ 时刻内,伞兵的机械能保持不变。 B.在 时刻内,伞兵的动能转化为重力势能。 C.在 时刻内,伞兵重力势能转化为动能。 D.在 时刻内,伞兵的动能保持不变,机械能在减小。 3.如图所示,足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d,足球( ) A.从b到c的过程机械能减少B.从c到d的过程重力势能减少 C.在b、d两点动能相等D.在a、d两点动能相等 4.如图所示山顶石头的自述: “你说我稳坐如钟,皆因我未显神通”,山顶上的石头具有______,若它滚下山崖时会转化为______(两空均填“动能”“重力势能”或“弹性势能”). 5.运动物体在一对平衡力的作用下直线运动,机械能将_________改变(选填“可能”、“一定不”或“一定”): 当撤掉这一对平衡力时,该物体将_____,动能将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。 竖直向上抛出的篮球在空中上升时的动能_______,重力势能__________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。 6.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让小车从斜面上由静止释放小车下滑后撞击斜面底部的木块. (1)小车进入水平面时的动能是由______转化来的.实验时木块被推得越远,小车对木块_______越多,表明小车的动能越大. (2)同一小车从斜面不同高度静止释放,如图甲、乙所示,探究动能大小与_______的关系. 换用质量不同的小车从斜面的相同高度静止释放,目的是探究动能的大小与_______关系. (3)木块最终会停下来的主要原因是______,在此过程中木块把动能转化为______. 7.探究“物体的动能与势能”. (1)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离.如图所示.请回答问题: ①从同一高度由静止释放的目的是_____,该实验的目的是研究铁球的动能大小与_____的关系.该实验铁球的速度是指铁球从斜面由静止滚下到水平面与木块碰撞_____(选填“前”、“后”或“前、后均可”)的速度,它是通过_____(高度或质量)来改变的.该实验是通过观察木块被撞后移动的距离,来判断出_____(“铁球”或“木块”)具有的动能的大小. ②图乙是高速公路的限速牌,但是不同车型的车限速却不一样,限制车速实际上是限制车的_____. (2)探究物体的重力势能(m甲=m乙<m丙,木桩起始位置高度相同) ①比较下图中A、B两木桩扎入沙坑的深度,可以得出的结论是: _____ ②若下图中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同,_____(选填“能”、“不能”)说明乙、丙的重力势能相同,你的理由是_____. 考点四: 机械效率 1.如图(不计绳重与摩擦,且动滑轮重G动小于物重G),用它们分别将重相同的甲、乙两物体在相等的时间内匀速提升至相同的高度,拉力所做的功分别为W甲、W乙,功率分别为P甲、P乙,它们的机械效率分别为η甲、η乙,则下列关系正确的是( ) A.W甲=W乙P甲=P乙η甲=η乙B.W甲 C.W甲>W乙P甲 η乙 2.用如图所示的滑轮组拉动物体A,使物体A以0.2m/s的速度水平向左匀速运动10s。 已知物体A重500N,物体A受到的摩擦力为120N,拉力F的功率为30W.下列说法正确的是( ) A.绳子自由端移动的距离为2m B.拉力F的大小为40N C.滑轮组的机械效率为80% D.滑轮组对物体A所做的功为1000J 3.如图所示,工人用160N的拉力F将重为300N的木箱在10s内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端。 下列说法正确的是() A.拉力F做功的功率是16W B.克服木箱重力做的功是900J C.斜面的机械效率是62.5% D.若只改变斜面的倾斜角度,斜面的机械效率不变 4.如图所示,用300N的力沿斜面把600N的重物匀速拉到顶端,物体在斜面上移动的距离为3m,上升的高度为1m。 下列说法正确的是() A.斜面的机械效率是50% B.木块受到的摩擦力是100N C.运动过程中,木块的机械能增加 D.运动过程中,木块受到三个力的作用 5.如图所示的滑轮组匀速提升重为500N的物体G,所用拉力F为200N,将重物提升3m所用的时间为10s,则做的有用功是_______;拉力的功率是________;滑轮组的机械效率为___________. 6.如图所示,将一块1m长的木板一端架高0.4m,用50N的拉力沿木板把重为100N的小铁块从底端匀速拉到顶端,在此过程中有用功为______J,机械效率为______,木板对小铁块的摩擦力为______N。 7.在探究滑轮组机械效率的实验中,三傻利用如图装置完成了四次实验,实验中每个钩码重2N,测得的数据如下表: (1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上______拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数;第2次实验测得的机械效率为______;(结果保留两位有效数字) (2)分析表中数据可知: 第3次实验的额外功为______J; (3)分析第2次和第____次实验数据可知: 使用同一滑轮组提升重物,钩码越重,滑轮组的机械效率越高;分析第1、3次实验数据可知: 使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮总重越重,滑轮组的机械效率______(选填“越高”或“越低”);分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度___.(选填“有关”或“无关”). 8.搬运工人用如图的滑轮组提升重为270N的物体,所用拉力为100N,物体以0.4m/s的速度匀速上升了10s,不计绳重和摩擦,求 (1)物体上升的高度; (2)拉力F所做功; (3)当重物只有120N时,滑轮组的机械效率。 9.有轨电车是大连城市发展历史的一个标志,它利用电动机提供动力,是一种清洁环保的交通工具,如图所示,有轨电车电动机的耗电功率为6×104W.电能转化为机械能的效率为75%,一辆有轨电车以18km/h的速度在平直轨道上匀速行驶了100s,试求: (1)有轨电车在平直轨道上匀速行驶的路程是多少? (2)这段路程中电动机消耗的电能是多少? (3)有轨电车在平直轨道上匀速行驶时受到的阻力是多少? 2019—2020学年度八年级物理考点专题复习——专题二十一: 功与机械能参考答案 考点一: 功 1.功率相等的两辆汽车,在相等的时间内匀速通过的距离之比为2: 3,则( ) A.两汽车牵引力之比为3: 2,做功之比为3: 2 B.两汽车牵引力之比为3: 2,做功之比为1: 1 C.两汽车牵引力之比为2: 3,做功之比为2: 3 D.两汽车牵引力之比为2: 3,做功之比为1: 1 【答案】B 【解析】 根据题意,由W=Pt得, W1=W2, 所以 W1: W2=1: 1, 牵引力之比 , 故选B. 2.下列估测正确的是( ) A.一名中学生所受重力约为50N B.实际应用中机械的机械效率可达100% C.一名普通中学生正常步行上楼的功率约为1000W D.将一本掉在地上的物理书捡起放到课桌上所做的功约为2J 【答案】D 【解析】 A.中学生的质量在50kg左右,受到的重力大约为 G=mg=50kg×10N/kg=500N, 故A错误; B.使用任何机械不可避免地做额外功,所以机械效率一定小于100%,故B错误; C.中学生的体重在500N左右,一层楼的高度在3m左右,中学生正常步行上一层楼的时间在20s左右,其爬楼的功率约为 P= =75W, 故C错误; D.一本书的重力在2.5N左右,课桌的高度在0.8m左右,将一本掉在地上的物理书捡起放到课桌上所做的功约为 W=Gh=2.5N×0.8m=2J, 故D正确. 3.如图的下列情况,大人对孩子做了功的是 A.妈妈举着孩子不动 B.爸爸扛着孩子在水平路上行走 C.奶奶背着孩子站着看风景 D.爷爷背着孩子上山 【答案】D 【解析】 A.妈妈举着孩子不动,对孩子施加的力竖直向上,但孩子没有在力的方向上通过距离,所以没有做功,不符合题意; B.爸爸扛着孩子在水平路上行走,对孩子施加的力竖直向上,运动的距离是水平方向,孩子没有在力的方向上通过距离,所以没有做功.不符合题意; C.奶奶背着孩子在看风景,对孩子施加的力竖直向上,运动的距离是水平方向,孩子没有在力的方向上通过距离,所以没有做功.不符合题意; D.爷爷背着孩子上山,对孩子施加的力竖直向上,孩子在力的方向上通过了距离,符合做功的条件.符合题意. 4.在甲,乙两图中,甲图地面粗糙,乙图地面光滑。 两个物体在恒力F作用下,甲做匀速直线运动,乙做加速直线运动;它们在力的方向上前进了相同的距离,力F做的功分别为W甲、W乙,则下列结论正确的是() A.W甲>W乙B.W甲=W乙 C.W甲 【答案】B 【解析】 根据题意,两个物体在大小为F的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离s,根据W=Fs可知,甲图中F做的功等于乙图中F做的功,即W甲=W乙,故选B。 5.如图为四旋翼无人机,质量为1.2kg,下方悬挂着一个质量为0.3kg的摄像机.前5s无人机从地面竖直上升了10m,然后水平飞行了30秒.无人机前5s对摄像机做功____J,后30s,无人机对摄像机做功___J. 【答案】300 【解析】 [1]摄像机的重力: ; 无人机前5秒对摄像机做功: ; [2]后30s无人机水平飞行,在竖直方向没有距离,故30s无人机对摄像机不做功. 考点二: 功率 1.人的心脏每跳一次输送8×10-5m3的血液,血压(心脏输送血液的压强)的平均值为15kPa,心脏每分钟跳60次,则心脏工作的平均功率为() A.0.5W B.1.2W C.2.4W D.3.6W 【答案】B 【解析】 人的心脏每跳一次输送8×10-5m3的血液,血管的横截面积为S,已知人的平均血压,通过压强定义式可得血管截面承受的压力为: F=pS 假设血压输送距离为L,则心脏每跳动一次做功: W=FL=pSL=pV, 心脏每分钟跳60次,则心脏工作的平均功率为: , 故ACD项不符合题意,B项符合题意。 2.初三学生小华质量约50kg,他从一楼步行到五楼,用时40s,每层楼高为3m,下列估算正确的是( ) A.小华步行的平均速度约为0.3m/sB.小华上楼做的功约为6000J C.小华上楼做的功约为7500JD.小华上楼时的功率约为187.5W 【答案】AB 【解析】 A.小华步行上楼的路程大约为 那么小华步行的平均速度约为 A正确; BC.小华的重力为 小华上楼做的功约为 B正确,C错误; D.小华上楼时的功率约为 D错误. 3.小球从A点落下来,相继经过B、C两点,已知AB=BC,如图所示,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,则W1____W2,P1_______P2(两空均选填“>”、“<”或“=”) 【答案】=< 【解析】 [1]下落过程中重力不变,移动的距离相等,因此重力做功相等,即W1等于W2; [2]在自由下落时,速度越来越快,因此在AB段运动时间大于BC段运动时间,根据 可知,做功相同时,时间越大,功率越小,因此P1小于P2. 4.一头牛耕地时功率为500W,一台拖拉机功率为25kW,则拖拉机工作4h所做功由一头牛来完成,需要时间_________h,为拖拉机提供动力的热机通常使用_________(选填“柴油”或“油”)为燃料。 【答案】200柴油 【解析】 [1]拖拉机功率为25kW,则拖拉机工作4h做功: , 牛耕地时功率为500W,根据W=Pt拖拉机4h做的功需要牛工作: ; [2]为拖拉机提供动力的热机是柴油机,柴油机使用的燃料是柴油。 5.如图所示,一重为200牛的物体A,用20牛的水平拉力拉滑轮,物体A以1米/秒的速度在水平面做匀速直线运动,若不计滑轮的重力及绳与滑轮的摩檫,物体A与水平面之间的摩檫力为_________牛,在4秒内拉力做功____________焦,拉力的功率为____________瓦。 【答案】4016040 【解析】 [1]若不计滑轮的重力及绳与滑轮的摩檫,且物体做匀速直线运动,由F= f可得,物体A所受的摩擦力: f=2F=2×20N=40N [2]由图可知n=2,所以拉力端移动的速度: v=2v物=2×1m/s=2m/s 根据v= 可得,4秒内拉力端移动的距离: s=vt=2m/s×4s=8m 拉力做功: W=Fs=20N×8m=160J [3]拉力的功率: P= = =40W 6.跳伞是一项极具挑战的运动,现在越来越受到人们的真发。 在某次跳伞训练过程中,一位体重为60ON的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经15s下落210m后,再匀速直线下落15s.求: (1)运动员在这30s内下落的总高度; (2)这30s内重力做的功; (3)匀速下降时重力做功的功率; (4)0-30s过程中人的动能、重力势能、机械能如何变化? 【答案】 (1)300m (2)1.8×105J(3)3600W(4)动能先增大后减小最后不变,重力势能减小,机械能减小 【解析】 (1)由题可知,运动员在0−15s下落的路程为s1=210m,由图象可知,15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动,则运动员在15−30s通过的路程为: s2=vt2=6m/s×15s=90m; 运动员在这30s内下落的总高度为: h=210m+90m=300m; (2)重力做的功为: W=Gh=600N×300m=1.8×105J; (3)匀速下降时,重力做功的功率为: P=Fv=Gv=600N×6m/s=3.6×103W。 (4)由图知0到30s人的速度先增加后不变,动能也是先增加再不变,高度一直减小,重力势能也一直减小,由于空气阻力的影响,机械能会转化为内能,所以机械能减小。 答: (1)运动员在这30s内下落的总高度为300m; (2)这30s内重力做的功为1.8×105J; (3)匀速下降时重力做功的功率为3.6×103W。 (4)动能是先增加再不变,高度一直减小,重力势能也一直减小,由于空气阻力的影响,机械能会转化为内能,所以机械能减小。 7.暑假里,小明家装修新房,要将一箱重G的瓷砖送到高h的阳台上.如图所示,他在地面与阳台间放置一长s的斜木板.他用方向沿斜面向上,大小为F的拉力将这箱瓷砖从木板底端以v的速度匀速拉上阳台. (1)求拉力F做功的功率. (2)这箱瓷砖在斜木板上被匀速向上拉动时,受到的摩擦力多大? 【答案】 (1)Fv; (2) 【解析】 (1)拉力F做功的功率: P= =Fv; (2)有用功 W有=Gh, 总功 W总=Fs, 额外功 W额=W总-W有=Fs-Gh, 受到的摩擦力 f= . 答: (1)拉力F做功的功率是Fv; (2)这箱瓷砖在斜木板上被匀速向上拉动时,受到的摩擦力是 . 考点三: 机械能守恒与转化 1.某市为了杀灭白蛾调动了直升飞机,在灾区上空喷洒生物农药。 飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中,飞机的 A.动能不变,重力势能不变B.动能减小,重力势能减小 C.动能减小,重力势能不变D.动能增大,重力势能减小. 【答案】B 【解析】 影响动能大小的因素: 质量、速度。 质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能大小的因素: 质量、被举的高度。 质量越大,高度越大,重力势能就越大。 飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中,飞机的质量变小,速度不变,所以动能减小;质量减小,高度不变,所以重力势能减小。 故选B。 2.某次演练中,直升飞机悬停于高空,一个伞兵(含伞)跳伞后竖直降落,其速度v与时间t的关系如图所示.下列判断正确的是() A.在0~ 时刻内,伞兵的机械能保持不变。 B.在 时刻内,伞兵的动能转化为重力势能。 C.在 时刻内,伞兵重力势能转化为动能。 D.在 时刻内,伞兵的动能保持不变,机械能在减小。 【答案】D 【解析】 A.在0~ 时刻内,由于伞兵(含伞)与空气有摩擦,所以伞兵的机械能有部分转化为内能,所以在0~ 时刻内,伞兵的机械能减小;故A项错误; B.在 时刻内,伞兵在不断地下降,但伞兵的速度在减小,这一过程伞兵(含伞)与空气有摩擦,所以伞兵重力势能转化为内能;故B项错误; C.从题中的图象中可以看出 ,速度保持不变,因此动能不变,但重力势能减小,减小的重力势能转化为内能。 故C错误。 D.从题中的图象中可以看出,在 时刻内,伞兵的速度不变,所以伞兵的动能保持不变;但伞兵在不断地下降,重力势能减小,由于机械能等于势能与动能之和,则机械能在减小。 故D项正确; 3.如图所示,足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d,足球( ) A.从b到c的过程机械能减少B.从c到d的过程重力势能减少 C.在b、d两点动能相等D.在a、d两点动能相等 【答案】A 【解析】 【分析】 动能大小与其速度与质量有关,重力势能大小与质量和高度有关,滚动过程中需克服摩擦力做功。 A.b到c过程中,由于草坪有摩擦,需要克服摩擦力做功,部分机械能转化为内能,则机械能减少,故A符合题意; B.c到d过程中,足球质量不变,高度变高,重力势能增大,故B不符合题意; C.b到d过程中,由于足球克服摩擦力做功,部分机械能转化为内能,则机械能减小,即: 足球质量不变,且b、d两点高度相同,则b、d两点重力势能相等,又由于机械能为势能与动能之和,则可知足球在b点动能大于在d点动能,故C不符合题意; D.足球在a点时具有初动能,a点高于d点,重力势能减小,但由于运动过程中需要克服摩擦力做功,无法判断克服摩擦力做功大小,则无法判断到达d点时动能大小与在a点时动能大小关系,故D不符合题意。 4.如图所示山顶石头的自述: “你说我稳坐如钟,皆因我未显神通”,山顶上的石头具有______,若它滚下山崖时会转化为______(两空均填“动能”“重力势能”或“弹性势能”). 【答案】重力势能动能 【解析】 [1]山顶上的石头,由于在高处而具有重力势能; [2]若它滚下山崖时,重力势能会转化为动能. 5.运动物体在一对平衡力的作用下直线运动,机械能将_________改变(选填“可能”、“一定不”或“一定”): 当撤掉这一对平衡力时,该物体将_____,动能将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。 竖直向上抛出的篮球在空中上升时的动能_______,重力势能__________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。 【答案】可能保持原来的运动状态不变变小变大 【解析】 [1]物体受平衡力时将保持静止状态或匀速直线运动状态,所以物体的速度不变,物体的质量不变,则物体的动能一定不变,.物体做匀速直线运动时,物体的高度可能发生变化,所以重力势能和机械能可能发生变化。 [2][3]
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- 中考 物理 考点 专题 复习 机械能