第十一章 机械与功复习 --2023-2024学年教科版物理八年级下学期

第20课 机械与功复习 一、考点及典例 知识点一 功 1、定义：当一个力作用在物体上，使物体在______________，这个力就对物体做了功。 2、功的两要素：____________和____________； 3、功的计算公式：_______________； 4、功的单位：________，符号________。1焦耳=________牛·米（N·m）。 5、不做功的三种情况： （1）________________,此情况叫“劳而无功”.举例说明 ________________ ； （2）________________,此情况叫“不劳无功”， 举例说明________________； （3）________________,此情况叫“垂直无功”. 举例说明________________ ； 知识点二 功率 1、定义：________________叫做功率。 2、公式________________;引申公式：________________ ； 3、 物理意义：描述物体________________的物理量； 4、单位：瓦特，简称瓦（W），1瓦特=1焦/秒。常用单位还有千瓦（kW），1kW=1000W 1W的物理意义：________________； 【典例1】关于做功，下列说法中正确的是：（ ） A. 举重运动员举着杠铃，举力做了功 B. 起重机吊着货物沿着水平方向匀速移动了一段距离，向上的拉力做了功 C. 重物竖直下落，重力做了功 D. 小球在水平面上滚动，重力做了功 【典例2】某商场售货员用20N的水平推力使质量为65kg的货物沿水平方向匀速移动了3m，则该售货员对货物做功________J，货物的重力做功_______J，物体受到的摩擦阻力是_______N. 【典例3】某起重机将1×104N的重物沿竖直方向提起，重物由静止开始向上做变速直线运动，然后做匀速直线运动，已知重物在开始的30s内上升的高度为16m，在接着的10s内又匀速上升了8m。若空气阻力忽略不计，则在匀速运动过程中，起重机对重物的拉力的功率是_________W；在上述的40s内重物运动的平均速度是________m/s。 【典例4】在探究“汽车的速度”的实验中，甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的图像如图所示。由图可知，甲车的动能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）乙车的动能；经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比为 。（空气阻力忽略不计） 【典例5】（2020内江中考）如图所示是高速公路入口处的ETC通道示意图。现有一辆总质量为1500kg的轿车(车长忽略不计)，正以36km/h的速度驶向ETC通道，轿车通过ETC通道时，需要在收费站中心线前方lOm处减速到18km/h，然后，保持匀速运动到达收费站中心线后，再加速离开收费站中心线。取g=10N/kg。则: (1)轿车通过ETC通道的匀速行驶区间所用的时间是多少s? (2)如果轿车在匀速运动时，受到的阻力是车重的0.4倍，那么，轿车在匀速运动过程中牵引力做功的功率是多少W? 【典例6】（2021内江中考）现有一辆汽车以30 m/s的速度在平直公路上匀速行驶，突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车，于是紧急刹车。汽车司机从发现情况到紧急刹车所需反应时间为0.5 s，刹车后经过10 s汽车停止，在刹车后汽车的平均速度为15 m/s，g取10 N/kg。求： （1）从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动的路程是多少？ （2）如果汽车的质量为3 t，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，那么，汽车在反应时间内牵引力做的功是多少？ 【典例7】（2022内江中考）车速过快是造成交通事故的重要原因之一，为限制车速，常常在下坡路段设置减速带。如图所示是有减速带的斜坡示意图，在倾角为的斜坡上有7个减速带，相邻两个减速带间的距离均为50m。现有一辆质量为1.2t的小汽车，从斜坡上离减速带有一定距离的某处开始下滑，由于减速带、小汽车制动等因素的影响，使得小汽车通过相邻减速带间的平均速度均为10m/s。（小汽车的长度不计，减速带的宽度不计，g=10N/kg）则： （1）小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带所用的时间是多少？ （2）小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带的过程中，重力做的功为多少？ 【典例8】（2023内江中考）如图是当今世界上最新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，最大车速能达到1.6×103km/h，它创造了短期内无法超越的世界纪录。在某次测试中，该超音速汽车以1.26×103km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶时，汽车受到水平方向的阻力为1.8×105N，求在这次测试中： （1）汽车受到水平方向的牵引力； （2）汽车牵引力的功率。 【典例9】（2024内江中考模拟）某公司研发了一款太阳能辅助电动车，车身上部铺满了太阳能电池薄膜，可实现太阳能和充电桩两种充电模式。使用前对该车进行测试，在其匀速直线行驶阶段，有关测试数据如下表所示。已知该车行驶过程所受阻力包括摩擦力和空气阻力，摩擦力为整车重力的0.03倍，空气阻力与行进速度的关系为，。若定义该车的推进效率为该车的牵引力所做的功与其消耗电能之比，用字母表示，g取，求该车本次测试过程中： （1）行驶的速度； （2）牵引力的大小； （3）推进效率。 整车质量：940kg 行驶路程：54km 行驶时间：0.5h 消耗电能：5kW·h 【典例10】（2024内江中考）如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一段拴在物体上，另一端栓在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4 ，则它们的大小关系是（ ）   A. F1 ＞ F2 B. F3 ＞ F4 C. F1 ＜ F4 D. F1 = F2 = F3 = F4 【典例11】（2024内江中考）"青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时，受到的浮力和吃水深度的变化是（ ）（忽略驱逐舰自身的变化） A.浮力变大 B.浮力不变 C.吃水深度变小 D.吃水深度不变 【典例12】（2024内江中考）质量为0.4kg的电灯悬挂在电线上静止不动，g=10N/kg，下列说法中正确的是（ ） A.电灯受到的重力为4N B.电灯受到的重力的施力物体是绳子 C.电灯受到的重力和电线对电灯的拉力大小不相等 D.电灯受到的重力和电灯对电线的拉力是一对平衡力 【典例13】（2024内江中考）如图所示，熟透了的苹果从树上落下，在加速下落过程中，苹果的动能__________(选填 “增加”“减少”或“不变")，以地面为参照物，苹果是__________(选填“运动”或“静止”) 的。 【典例14】（2024内江中考）饮料吸管一端都做得较尖，这是通过减小受力面积来增大__________(选填“压强”或“压力")；在水杯中加半杯水，然后将一根吸管插入水中不同深度处，用嘴吹气，使水下冒气泡，插入水中越深，吹气越费力，这是因为液体内部的压强随深度的增加而_________(选填 “变大”“变小”或“不变"). 【典例15】（2024内江中考）某同学练习排球垫球时，排球离开胳膊后能够继续向上运动，是因为排球具有_________；排球的重力为2.7N，在竖直上升的过程中，某时刻所受空气阻力大小为0.5N,方向竖直向下，此时排球所受合力大小为________N。 【典例16】（2024内江中考）如图是一形状不规则薄形物体，其重心在0处，请在物体的O点画出物体静止时所受的重力和拉力的示意图。 【典例17】（2024内江中考）某实验小组的同学在“探究滑动摩擦力大小”的实验中。 (1)如图甲，用弹簧测力计沿水平方向拉着长方体木块在长木板上做________(选填“匀速”或“变速”)直线运动，木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力F的大小； (2)在图甲实验中发现，很难保持木块在(1)小题中的运动，且弹簧测力计的示数不稳定。于是同学们对实验装置进行了改进，如图乙所示，将弹簧测力计水平固定，通过拉力F拉动长木板进行实验，测出数据记录如图所示: (3)根据实验数据可以得出:木块所受的滑动摩擦力大小应为________N,滑动摩擦力的大小与接触面的面积_______(选填“有关”或“无关”)。图乙与图甲相比，图乙装置的优点之一是弹簧测力计示数更_______(选填“稳定”或“不稳定")。 【典例18】（2024内江中考）在某届机器人与人工智能国际会议中，图甲为某款静止在水平地面上的智能机器人，重力为400N.它在某次引领接待工作中，沿水平直线匀速运动，受到的水平阻力为机器人自重的0.02倍，运动路程s随时间t变化的图像如图乙所示。则: (1)静止时，地面对智能机器人的支持力大小为多少N? (2)在0~4s内，动力对机器人做的功为多少J? 知识点三 机械效率 【典例19】体重是400 N的同学用重10 N的水桶，提起重为100 N的水沿楼梯送到5 m高的宿舍里使用，完成这一次提水，做有用功和额外功分别是（ ） A.500J 50J B.500J 2050 J C.550J 2000J D.2500J 50J 【典例20】用一动滑轮把重为50N的物体匀速竖直提升1m，则绳子自由端移动的距离为________；克服重力做功_______J；如果所用的动力为30N，则拉力做功为______J，此时动滑轮的机械效率为____________。 【典例21】（2022年内江中考）在如图所示的滑轮组中，每个滑轮重，在绳子自由端用的拉力把货物匀速提高，不计摩擦和绳重，则货物的重力和滑轮组的机械效率分别是（　 　） A. ； B. ； C. ； D. ； 【典例22】如图，用滑轮组提升一重物，物体质量为500g，钩码在4s内被匀速提升了2m，已知弹簧测力计的拉力为2.5N，则提升重物的过程中，拉力F的平均功率为 W，滑轮组的机械效率为 %。（g=10N/kg） 【典例23】（多选）如图所示的滑轮组，动滑轮重3N，物体A在5s内被匀速提升0.5m的过程中，图中绳的拉力均沿竖直方向，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和摩擦，则在本次实验中（　　） A．若提升更重的物体，滑轮组的机械效率降低 B．物体A的重力为27N C．绳子自由端的拉力F大小为8N D．绳子自由端拉力的功率为3W 【典例24】（2023年内江中考）如图所示，将重力为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若斜面长L为1m，斜面高h为0.3m，拉力F为4N，拉力的功率为2W，则此过程中，斜面的机械效率是________%，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是_______s。 【典例25】（多选）如图所示，已知固定斜面长5m、倾角为30°，木箱重150N．某同学用大小为100N的推力沿斜面向上推木箱，使木箱沿斜面匀速从底端运动到顶端的过程中，关于木箱所受的力对木箱做的功，下列判断正确的是（　　） A．木箱克服重力做功的大小为500J B．木箱克服斜面摩擦力做功的大小为125J C．推力做功的大小为500J D．斜面支持力做功的大小为375J 【典例26】（多选）在劳动实践中，小孙在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用平行于斜面的推力将重G＝600N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示。已知斜面长L＝6m，斜面高h＝1.5m，斜面的机械效率η＝60%。下列叙述中正确的是（　　） A．小孙推动货物所用推力大小为150N B．货物受到斜面的摩擦力大小为100N C．若增大推行速度，则货物受到的摩擦力将变大 D．若h不变、减小L，则斜面的机械效率将升高 知识点四 机械能 1．定义：物体由于做机械运动而具有的能叫机械能，它是动能和势能的统称。 2. 动能：物体运动时具有的能量。动能与速度和质量有关。 ①相同质量的物体，速度越大，动能越大； ②相同速度的物体，质量越大，动能越大。 3. 重力势能：物体被举高时具有的能量。重力势能与高度和质量有关。 ①相同质量的物体，高度越大，重力势能越大； ②相同高度的物体，质量越大，重力势能越大。 【典例27】以下四幅图中，关于能量转化说法错误的是（ ） A.图甲所示，过山车向下运动时是重力势能转化为动能 B.图乙所示，水电站将水的机械能转化为电能 C.图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能 D.图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能 【典例28】如图所示的共享单车已在我国很多城市兴起，大大方便了市民的出行。下列关于共享单车的说法中正确的是（ ） A.单车的车把是一个费力杠杆 B.当单车匀速转弯时，其运动状态没有发生改变 C.如果在骑行过程中单车所受的外力全部消失，那么单车会慢慢停下来， D.单车在刹车时，速度逐渐减小，将动能转化为内能 【典例29】在探究“动能和重力势能相互转化”的实验中，采用如图所示的实验装置。用细线把一个质量为m的小球悬挂起来，将小球从位置B拉到位置A，由静止释放小球.观察小球从A→B→C的过程中高度和速度的变化，并测出了小球在A、B、C三个位置时动能和重力势能的值。从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转化，数据如下表所示。 小球在图中的C位置，受到_________个力的作用。 运动过程或位置 A A→B B B→C C 动能Ek(J) 0 增加 4.98 减少 0 重力势能Ep（J） 5.00 减少 0 增加 4.97 (1)从实验中可以看出，小球从A→B的过程中速度不断增加，高度不断降低，这个过程中是重力势能逐渐转化为_________，在能量的转化过程中，机械能在逐渐减少，这主要是小球受到_________造成的。 (2)在实验中，如果换用质量为2m的小球，其它条件不变，那么，小球到达B位置时的机械能_________质量为m的小球到达B位置时的机械能。(选填“大于”、“小于”或“等于”) 【典例30】根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是（ ） A.随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的 B.两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面 C.电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去 D.出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动 【典例31】世界上首条量子保密通信干线“京沪干线”和“墨子号”科学实验卫星进行了天、地连接，成功实现了洲际量子保密通信，大大地提高了我国的保密技术水平，那么，在下列说法中正确的是（ ） A.在“墨子号”实验卫星的发射过程中，将重力势能转化为动能 B.在轨运行的“墨子号”卫星受到的力是平衡力 C.在轨运行的“墨子号”卫星内部的物体处于失重状态，但仍然受重力 D.保密通信“京沪干线”和卫星“墨子号”之间是通过超声波实现联系的 【典例32】如图所示，货架上放着ABCD四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球，那么A和B两球相比较， 球的重力势能大；B和C两球相比较，做功本领更大的是 球。(ρ铅>ρ铁) 【典例33】如图所示，是探究“二力平衡条件”的实验装置图。 （1）实验时使用小车而不使用木块，是因为小车与桌面间的________更小，从而减小对实验结果的影响。 （2）在实验开始时，由于粗心只在左盘中放入砝码，小车立即向左运动，在运动过程中，左盘中砝码的重力势能将_______，动能将_______。（选填“变大”、“变小”或“不变”） （3）当两个盘中分别放上两个相同的砝码后，小车静止在桌面上，这说明二力平衡时，两个力的大小________。 二、巩固练习 1.用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N,每次运送的量不定.图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为 N；当某次运送3件货物时，绳子的拉力F是 N。(不考虑绳重和摩擦) 2.今年5月我国发射的“天舟二号”货运飞船成功与“天和号”空间站核心舱自主交会对接，如图所示。下列说法正确的是（　　） A.升空后，飞船内物资的质量变小 B.刚发射时，火箭和飞船加速飞行，飞船的机械能不变 C.飞船飞向核心舱的过程中，其惯性增大 D.对接后，以核心舱为参照物，飞船是静止的 3.为探究“力与运动的关系”，设计了如图所示的斜面实验，让小车从斜面滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上，观察小车在水平面上滑行的距离。 （1）实验中，让同一小车从同一斜面的相同位置由静止滑下，是为了使小车到达水平面时的______相同；小车到达水平面的初始动能是由______势能转化而来的； （2）比较甲、乙、丙三次实验，发现：水平面阻力越小，小车滑行的距离就越______（选填“远”或“近”）；进一步推理得出：如果水平面绝对光滑，物体受到的阻力为零，则物体将在水平面上做______（选填“匀速”或“变速”）直线运动。 4.（2024内江中考适应性考试）如图所示，工人用滑轮组吊起质量为 40kg 的箱子，工人施加的拉力为 250N，箱子 10s内被匀速竖直提升了 2m。则工人拉力的功率为______W；该滑轮组的机械效率为______%。 5.（2024内江中考适应性考试）我国自主研制了一款无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器。若该无人机在1min内沿竖直向上匀速移动了240m，飞机总重力为200N。（不计空气阻力）求： （1）该无人机竖直匀速上升的速度是多少？ （2）该无人机竖直上升时的功率是多少？ 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $$