第13讲 机械做功与机械能(课件+讲义+练习)-2023年中考物理【热点·重点·难点】专练（全国通用）

2023年中考物理重难点突破 第13讲 机械做功与机械能 【重难点与突破】 一、功 1.物体做功的条件：（1）作用在物体上的力；（2）物体在这个力的方向上移动的距离。 2.功的计算：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。公式为：W=FS。W-功，单位：焦耳（J）；F-力，单位：牛（N）；S-距离，单位：米（m）。 【例1】（2022连云港）2022年北京冬奥会上智能设备广泛应用，一款智能送餐机器人的重力是500N，如果机器人在水平路面上以0.8m/s的速度沿直线匀速运动50m，它所受到的阻力为60N。机器人的重力做功 J，牵引力对机器人做功 J。 【分析】机器人在水平路面运动，所以在重力方向上没有移动距离，重力做功为0。机器人在水平路面做匀速直线运动时，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，所以牵引力的大小为60N，沿该力移动的距离为50m，由功的计算公式W=FS可得牵引力对它做的功为： W=FS=60N×50m=3000J。 【答案】 0 3000 【突破】1.判断物体是否做功，最根本的是看做功的两个条件是否同时满足。二者同时满足，即做功，缺一不可。 2.其次，可以用三种没有做功情形去排除：①有力，但在该力的方向上未移动距离（有力无距）；如举着物体不动。②有距离，无力（有距无力）；如在球场上滚动的球。③力与距离的方向垂直（垂直无功）；如提着重物水平移动，重力未做功。 3.在计算做功的多少时，首先要判断该力是否做功；再统一单位进行计算。 二、功率 1.功率：功与做功的时间之比。公式：P=W/t。P—功率，单位：瓦（W）；W-功，单位：焦耳（J）；t-时间，单位：秒（s）。 2.功率的其它单位：千瓦（kW）1 kW=1000W；兆瓦（MW）1MW=103kW=106W。 3.功与功率的比较 物理量 定义 符号 计算公式 国际单位 常用单位 物理情景 联系 功 力与物体沿力的方向移动距离的乘积 W W=Fs J(焦耳) 1N.m=1J 1kJ=1000J 做功的多少 P=W/t 功率 功与做功所用的时间之比 P P=w/t W(瓦特) 1J/s=1w 1kw=1000w 1Mw=106w 做功的快慢 【注意】1.做功越多，功率不一定越大；做功越快，做功不一定越多。 2.功与功率的单位容易混淆。简单的辨别方法是根据单位反推计算公式。公式是计算功的，就是功的单位，计算功率的，就是功率的单位。 【例2】（2022通辽）如图甲，用竖直向上的拉力F，将静止在水平地面上的物体向上提升。乙图表示拉力F的大小随时间t的变化关系，丙图表示物体运动速度v的大小随时间t的变化关系。在0～10s内物体对地面的压力为 N；20～30s内拉力F做功的功率为 W。 【分析】比较乙、丙两图可知：物体在0-10s内受到竖直向上的拉力F1=20N，处于静止状态；10-20s内受到竖直向上的拉力F2=55N，处于加速上升状态；20-30s内受到竖直向上的拉力F3=50N，处于匀速直线运动状态。由此可知：物体的重力为G=50N。在0～10s内，物体受到竖直向上的拉力F1、重力G、地面对它的支持力F支，物体处于静止状态，三力平衡，即 F1+F支=G，20N+F支=50N。F支=30N。此时物体受到的压力和支持力是一对相互作用力，所以地面受到的压力为30N。 20～30s内拉力F=F3=50N，物体沿该力方向运动的速度为10m/s，所以F做功的功率为：P=FV=50N×10m/s=500J。 【答案】 30 500 【突破】1.遇到力与运动的图像分析问题，一定要注意运动时间、运动状态、力、速度的一一对应关系。 2.应用P=FV计算机械功率时，V的单位一定要用m/s。 三、机械效率 1．机械效率的定义与计算公式 （1）有用功：为达目的，必须要做的功。符号：W有，单位：焦耳（J）。 （2）额外功：使用机械时，克服机械自重与摩擦等多做的功。符号：W额，单位：焦耳（J）。 （3）总功：有用功与额外功之和。即：W总= W有+ W额 。符号：W总，单位：焦耳（J）。 【注意】额外功不等于无用功。额外功是不得不做的功。因为使用机械时，必须克服机械自身的重力、摩擦力等而做功。但是无用功是不需要做的，与完成有用功无任何关系的。 2.机械效率：有用功与总功的比值。通常用百分数表示。符号：η。公式：η= ×100%。变形公式：W有=ηW总；W总= 。η一定小于100%！ 3.滑轮组的机械效率计算主要公式 所求物理量 滑轮组竖直提升重物 滑轮组水平拖动重物 有用功（W有） W有=G物h（G物-物体的重力；h-物体上升的高度） W有=fs(f-物体与地面的摩擦力；S-物体移动