粤沪版物理九年级上册同步练习：第十一章　机械功与机械能 章末复习（Word有答案）

章末复习
一、功
1.定义:作用在物体上的力,使物体在　　的方向上移动一段距离,就说这个力对物体做了功。
2.做功的两个必要因素:一是　　　　　　,二是　 。
3.计算公式:W=　　　　。
4.功的单位:　　　　,符号为　　　　。
5.机械功原理:使用任何机械都　　　　　　。
二、功率
6.物理意义:表示物体做功的　　　　。
7.定义:把做功的多少与所用时间的　　　　叫做功率。
8.计算公式:P=　　　　或P=　　　　。
9.单位:　　　　,符号　　　　。
三、机械效率
10.有用功:在使用机械做功时,对人们　　　　的功,用　　　　表示。
11.额外功:在使用机械做功时,对人们　　　　　　　　　　　　　的功,用　　　　表示。
12.总功:使用机械时,总共做的功等于　　　　　与　　　　　之和,即W总=　　　　　　　。
13.机械效率:有用功与总功的　　　　。η=　　　　　　　　。在理想情况下,即机械自重和摩擦均忽略时,机械效率等于　　　　;而实际在使用机械做功时,机械效率总小于　　　　。
14.影响滑轮组机械效率的因素:　　　　　　　和　　　　　　　　　　等。
15.提高机械效率的方法
(1)改进机械结构,使其更合理、更轻巧。
(2)按规程进行保养、合理使用以减小摩擦。
(3)同样的机械,提起的物体越重,机械效率越高。
四、动能和势能
16.动能:物体由于　　　　具有的能,动能的大小由物体的　　　　和　　　　决定。
17.重力势能:　　　　　的物体具有的能,重力势能的大小由物体的　　　　和　　　　　　　决定。
18.弹性势能:物体由于　　　　　　　而具有的能,弹性势能的大小由　　　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　决定。
19.实验中应用的方法:　　　　　　法、　　　　法。
五、机械能及其转化
20.机械能的定义:　　　　和　　　　统称为机械能。
21.动能和势能可以相互　　　　。
22.机械能守恒:在能量转化的过程中,若物体只受重力或弹力,就只有动能和势能的相互转化,则机械能总和　　　　,或者说机械能是　　　　的。
三个基本概念
物理量 物理意义 定义 符号 公式 单位 说明
功 能量转化的量度 作用在物体上的力,使物体在力的方向上移动一段距离,就说这个力对物体做了功 W W=　 焦耳(J)
功率 表示物体做功快慢 做功的多少与所用时间的比 P P=　 瓦特(W)
机械效率 反映机械性能的物理量 有用功与总功的比值 η η=　　 ×100% 无
命题点1　做功的两个必要因素
如图示,力对物体做功必须具备:作用在物体上的　　　　;物体在这个力的方向上通过的　　　　。
命题点2　引体向上功率的测算
如图示,测算引体向上、跳绳、俯卧撑等运动的功率的方法:①先测算一次动作的功W0;②然后数出时间t内此动作的次数n。则在时间t内的功率P=　　　　。
命题点3　动能与势能的转化
　　如图示,物体的动能与势能是可以互相转化的;有摩擦等阻力时,在动能和势能的相互转化中,机械能会　　　　。
实验一　测算滑轮组的机械效率
1.实验装置:如图示。
2.设计实验:用同一滑轮组提升不同数量的钩码,测出滑轮组的机械效率;用不同滑轮组提升相同数量的钩码,测出滑轮组的机械效率。
3.测量工具:弹簧测力计、刻度尺。
4.进行实验
(1)小组分工:操作员、读数员、记录员各一名。
(2)按图组装滑轮组,记下钩码和弹簧测力计的位置。
(3)向下匀速拉动弹簧测力计,使钩码升高一定的距离,读出拉力F,测出钩码上升高度h和绳端移动距离s,填入记录表中。
(4)改变钩码数量,重复上述实验。分析当物重改变时,机械效率的变化。
(5)数据处理:由W有用=Gh和W总=Fs计算出功,再利用η=×100%计算出每次的机械效率。
(6)改变动滑轮数量,重复上述实验。分析用不同滑轮组提升相同重物时,机械效率的变化。
(7)根据对实验数据的整理和分析,总结滑轮组的机械效率与哪些因素有关。
5.实验结论
同一滑轮组,提起的重物越重,滑轮组的机械效率越　　　　;不同的滑轮组机械效率一般　　　　　,且在物重相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越　　　　。
6.评估交流
(1)实验时要　　　　　　　　拉动弹簧测力计。
(2)实验时可以不测钩码上升高度h和绳端移动距离s,利用　　　　　关系来处理。
实验二　探究动能的大小跟哪些因素有关
1.实验装置:如图示。
2.设计实验:使同一小球从斜面上不同高度处由静止滚下,观察水平地面上同一位置处的小木块被撞距离的远近;让质量不同的小球从斜面同一位置由静止滚下,观察小木块被撞距离的远近。
3.测量工具:刻度尺。
4.进行实验
(1)小组分工:操作员、观察员、记录员各一名。
(2)使同一小球分别从同一个斜面的不同高度处由静止滚下,观察水平地面上同一位置处的小木块被撞距离的远近。
(3)通过分析小木块被撞距离的远近,得出动能与速度的关系。
(4)让质量不同的小球从斜面同一位置由静止滚下,观察小木块被撞距离的远近。
(5)通过分析小木块被撞距离的远近,得出动能与质量的关系。
(6)根据对实验数据的整理和分析,总结得出物体的动能与哪些因素有关。
5.实验结论:质量相同时,速度越大的物体,动能　　　　;速度相同时,质量越大的物体,动能　　　　。
6.评估交流
(1)实验中用到了　　　　　法和　　　　　法。
(2)实验中用小木块被撞　　　　　　　来反映小球动能的大小。
类型一　功、功率和机械效率的概念
1.[2020·北京] 如图示的情境中,人对物体做功的是 (　　)
2.[2020·安顺] 仅用8天就建成的武汉火神山医院,彰显的不仅是中国速度,更是战胜疫情的坚强决心。如图示,为了在最短的时间完成地面基础建设,上百台挖掘机同时工作,其目的是增大所有挖掘机总的 (　　)
A.机械效率 B.功率 C.功 D.有用功
类型二　功、功率和机械效率的计算
3.[2020·衡阳] 近期我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240 kg的重物搬到2 m高的车上。为了省力采用5 m的长木板搭了一个斜面(如图示)。用1200 N的力,花费5 min将重物匀速推到车上。关于此简易斜面装置,下列说法中正确的是(g取10 N/kg) (　　)
A.他对重物做了4800 J的功
B.他做功的功率为16 W
C.此次简易斜面装置的机械效率为50%
D.斜面是一种省力杠杆
4.[2020·黔南州] 如图所示,某建筑工地用起重机将质量为3.6 t的货箱以0.5 m/s的速度匀速提升,吊臂上的滑轮组如图图乙所示,若忽略绳重和摩擦,该滑轮组的机械效率为80%。求:(g取10 N/kg)
(1)在10 s内货箱上升的高度。
(2)货箱的重力。
(3)吊臂上电动机拉力F的大小。
(4)依然利用此机械提升质量为4.1 t的货箱,求此时滑轮组的机械效率。
类型三　测量机械效率的实验
5.[2020·哈尔滨] 提高机械效率,能够更充分地发挥机械设备的作用,“测量机械效率”实验装置如图所示。(每个动滑轮重相同,忽略摩擦及绳重)
(1)实验中应　　　　　　　　拉动弹簧测力计。
(2)实验过程中收集到a、b、c三组实验数据如图下。
装置 钩码 重/N 钩码上升 的高度/m 弹簧测力 计示数/N 绳子自由端移 动的距离/m
a 2 0.1 1.5 0.2
b 2 0.1 1.0 0.3
c 5 0.1 2.0 0.3
计算出a组装置实验的有用功为　　　　J,机械效率为　　　　(计算结果精确到0.1%)。
(3)比较a、b两组装置的机械效率,它们的关系是:ηa　　　　ηb。若提升相同重物到相同高度,与a装置相比,b装置的优势是　 。
比较b、c两组装置,它们机械效率的关系是:ηb　　　　ηc,影响它们机械效率高低的因素是　 　。
类型四　动能和势能的探究实验
6.[2020·雅安] 小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,他用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)由静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离,实验过程如图所示。
(1)小明通过观察木块B移动的距离长短,来判断钢球动能的大小,这种研究方法是　　　　　(选填“控制变量法”或“转换法”)。若水平面绝对光滑,本实验将　　　　(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)由图甲、乙可得实验结论:物体的动能大小与　　　　有关。
(3)小丽根据图甲、丙得出结论:物体的动能大小与质量有关,她的看法是否正确 　　　　(选填“正确”或“错误”),理由是　 。
(4)某同学用所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的小球从不同高度(h2>h1)由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小,这种方法是　　　　(选填“正确的”或“错误的”)。
7.[2020·大连] 某同学猜想重力势能的大小与物体的质量和高度有关,在探究“重力势能的大小与高度是否有关”时,所用的实验器材有:金属球、尖桌腿的小桌、细沙和塑料盆。实验装置如图甲所示。
(1)该实验可以通过比较　　　　　　　　　　　来判断金属球重力势能的大小。依据是:金属球对小桌　　　　越多,金属球具有的重力势能就越大。
(2)请设计出记录实验数据的表格,表中要有必要的信息。
(3)实验时,该同学发现:由于金属球的撞击点偏离桌面中央较大,使小桌倾斜较大,甚至被撞翻。于是他改进了实验装置,如图图乙所示,较好地解决了这个问题。他的主要操作是:每次实验时,先拉起金属球,将沙面抹平;　　　　　　　　;由静止开始释放金属球,观察实验现象。
类型五　机械能及其转化
8.[2020·深圳] 2020年6月30日,“北斗三号”最后一颗全球组网卫星成功定点地球同步轨道。关于卫星在加速上升的过程中能量的变化,下列说法中正确的是 (　　)
A.动能增大,势能不变,机械能增大
B.动能增大,势能增大,机械能增大
C.动能增大,势能增大,机械能不变
D.动能减小,势能增大,机械能不变
9.[2020·黄石] 如图所示,弹簧下端悬挂一个实心小球,用手托住小球,小球静止在A点,此时弹簧处于自然长度。释放小球,小球向下运动到最低点B(不超过弹簧弹性限度),小球从A点运动到B点的过程中,下列说法正确的是 (　　)
A.小球的重力势能一直在减少,动能一直在增加
B.小球减少的重力势能全部转化为动能
C.弹簧的弹性势能不断增大
D.小球运动到B点时,重力势能最小,动能最大
【核心要点突破】
1.力
2.作用在物体上的力
物体在力的方向上通过的距离
3.Fs
4.焦耳　J
5.不能省功
6.快慢
7.比
8.　Fv
9.瓦特　W
10.有价值　W有用
11.无利用价值又不得不做　W额外
12.有用功　额外功　W有用+W额外
13.比值　×100%　1　1
14.动滑轮的自重　提起物体的重力
16.运动　质量　速度
17.被举高　质量　被举的高度
18.发生弹性形变　物体弹性的强弱　形变的大小
19.控制变量　转换
20.动能　势能
21.转化
22.不变　守恒
【教材知识纵横】
Fs　　
【教材图片解读】
命题点1　力　距离
命题点2　
命题点3　减少
【重点实验再现】
实验一　
5.高　不同　低
6.(1)竖直向下匀速　(2)s=nh
实验二　
5.越大　越大
6.(1)控制变量　转换　(2)距离的远近
【中考真题链接】
1.B
2.B　 建成一所医院所做的有用功是相同的,为了减小做功的时间(缩短工期),根据P=可知,需要增大挖掘机的功率,所以,上百台挖掘机同时工作,其目的是增大所有挖掘机总的功率,故B正确,A、C、D错误。
3.A　 重物的重力:G=mg=240 kg×10 N/kg=2400 N,李军对重物做的有用功:
W有用=Gh=2400 N×2 m=4800 J,故A正确;他做的总功:W总=Fs=1200 N×5 m=6000 J,做功的功率:P===20 W,故B错误;简易斜面装置的机械效率:η=×100%=×100%=80%,故C错误;斜面本质上是一种省力机械,不是杠杆,故D错误。
4.(1)由v=可得,在10 s内货箱上升的高度:
h=s货箱=vt=0.5 m/s×10 s=5 m。
(2)货箱的重力:
G=mg=3.6×103 kg×10 N/kg=3.6×104 N。
(3)由图可知,动滑轮上绳子的股数为3,该滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=×100%,
即80%=,解得F=1.5×104 N,即吊臂上电动机的拉力为1.5×104 N。
(4)忽略绳重和摩擦,由F=(G+G动)可得,动滑轮的重力:G动=3F-G=3×1.5×104 N-3.6×104 N=9×103 N,
利用此机械提升质量为4.1 t的货箱,此时货箱的重力:G'=m'g=4.1×103 kg×10 N/kg=4.1×104 N,
忽略绳重和摩擦,此时滑轮组的机械效率:
η'=×100%=×100%=×100%=×100%=82%。
5.(1)竖直向上匀速　(2)0.2　66.7%
(3)=　比a装置拉力小　<
被提升物体的重力
(1)在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,这样弹簧测力计的示数稳定,便于读数。
(2)由a组数据知,有用功:W有用1=G1h1=2 N×0.1 m=0.2 J;
总功:W总1=F1S1=1.5 N×0.2 m=0.3 J;则机械效率:
η1=×100%=×100%=66.7%。
(3)b组有用功:W有用b=Gbhb=2 N×0.1 m=0.2 J;总功:W总b=Fbsb=1.0 N×0.3 m=0.3 J;
ηb=×100%=×100%≈66.7%,a、b装置机械效率相同,即ηa=ηb;根据数据可知,a组装置的拉力大于b组装置的拉力,所以b装置的优势是省力;c组装置有用功:W有用c=Gchc=5 N×0.1 m=0.5 J;总功:W总c=Fcsc=2.0 N×0.3 m=0.6 J;则机械效率:η3=×100%=×100%≈83.3%;所以机械效率的关系:ηb<ηc,其原因是提升物体的重力不同。
6.(1)转换法　不能　(2)速度
(3)错误　没有控制速度一定　(4)错误的
7.(1)小桌陷入细沙的深度　做功
(2)实验数据记录表
实验 次数 金属球高 度h/cm 小桌陷入细沙 的深度h'/cm 重力势能和 高度关系
1
2
3
(3)使金属球在小桌中心的正上方
(1)金属球质量一定时,金属球所处的位置越高,金属球的重力势能越大,金属球下落到小桌时动能越大,金属球对小桌做功越多,小桌陷入细沙的深度越深。
(2)探究重力势能和高度的关系,应保持物体的质量不变,改变物体的高度,表格中要记录金属球不同的高度;观察小桌陷入细沙的深度,需要记录;为了使实验结论具有普遍性,要进行多次实验。
(3)为了防止小桌被撞翻,使金属球在小桌中心的正上方,由静止自由释放,观察小桌陷入细沙的深度。
8.B　 卫星从地面发射升空的过程中,卫星是加速升空的,卫星的质量不变,速度增大,动能增大;质量不变,高度增大,重力势能增大;卫星升空时,没有发生弹性形变,不具有弹性势能;机械能=动能+重力势能,机械能增大。
9.C　 小球在下落过程中,重力不变,所受弹力不断增大,当重力和弹力的合力向下时,小球加速向下运动,当重力和弹力的合力向上时,小球减速向下运动,所以小球的速度先增大后减小,小球的质量不变,所以小球的动能先增大后减小;小球的高度不断降低,所以小球的重力势能不断减小,故A错误。小球下落过程中,当重力和弹力的合力向下时,小球加速向下运动,弹簧不断增长,小球的重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能;当重力和弹力的合力向上时,小球的速度不断减小,弹簧不断增长,小球的重力势能和动能转化为弹簧的弹性势能,故B错误;小球下落时,弹簧不断增长,弹簧的弹性势能不断增加,故C正确;小球运动到B点时,小球的高度最小,速度最小,小球的质量不变,所以小球的重力势能和动能都最小,故D错误。