上海市2021年中考物理母题题源解密 专题04 机械和功、能(含解析).docx
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1、专题04 机械和功、能母题揭秘以下内容:1、真题分析;2、知识点全面梳理;3、中考模拟题巩固【母题来源1】(2020上海中考真题)物体在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动,10 秒内前进了20米。求此过程中拉力所做的功W和功率P。【答案】200J,20W【解析】拉力所做的功为W=Fs= 10牛20米= 200焦功率为【母题来源2】(2018上海中考真题)如图所示,O为杠杆的支点,A点挂一重物,为使杠杆在水平位置平衡,若在B点施加一个力并使该力最小,该力应沿()ABM方向BBN方向CBP方向DBQ方向【答案】A由杠杆平衡条件F1L1F2L2可知,在阻力和阻力臂都一定的情况下,动力臂越
2、长则动力越小。所以要判断哪个动力最小,就看哪个动力对应的动力臂最长。支点与动力作用点之间的连线就是最长的动力臂,与这条动力臂垂直的力即为最小动力。【解析】由图可知,O为支点,A点挂一重物,阻力方向向下,为使杠杆在水平位置平衡,在B点施加一个力,则动力F与杠杆垂直且方向向上,要使该力最小,由杠杆平衡条件F1L1F2L2可知,在阻力和阻力臂都一定的情况下,动力臂越长则动力越小;由图可知,BM对应的动力臂最长,所以该力应沿BM方向;故选:A。【母题来源3】(2020上海中考真题)在“探究二力平衡的条件”实验中,用来测量力的仪器是_;在“探究杠杆平衡的条件”实验中,为便于直接从杠杆上读出力臂的数值,应
3、使杠杆在_位置保持平衡;“测定物质的密度”的实验原理是_;在“测定小灯泡的电功率”实验中,所选电源电压应_小灯泡的额定电压(选填“大于”“等于”或“小于”)。【答案】弹簧测力计水平大于【解析】1弹簧测力计是用来测量力的仪器。2为了在杠杆上直接读出力臂大小,实验时应使杠杆在水平位置平衡。3“测定物质的密度”的实验原理是。4测定小灯泡的功率时,串联一个滑动变阻器,根据串联分压的原理,所用电源应大于小灯泡的额定电压。【母题来源4】(2018上海中考真题)电梯下降时,以地面为参照物,电梯是_的(选填“运动”或“静止”);下降过程中,其重力势能_;其惯性_(选填“增大”或“不变”或变小)【答案】运动减小
4、不变【解析】电梯下降过程中,相对于地面电梯的位置在不断发生变化,所以相对于地面来说电梯是运动的;下降时,质量不变,高度减小,重力势能减小;惯性只与物体的质量有关,故惯性不变【母题来源5】(2017上海中考真题)如图(a)、(b)所示,分别用力F1、F2匀速提升重为10牛的物体,图_中的滑轮可以看作省力杠杆;图(a)中若不计摩擦和滑轮重力,力F1的大小为_牛,物体受到合力的大小为_牛【答案】b 10 0 (1)定滑轮的本质是等臂杠杆,不省力,也不省距离;动滑轮的本质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆,可以省一半的力,但是费距离【解析】(1)a是定滑轮,本质是等臂杠杆;b是动滑轮,本质是动力臂为阻力臂两倍
5、的省力杠杆;(2)使用定滑轮不省力也不费力,若不计摩擦和滑轮重力,则F1G10N;匀速提升物体,则a图中物体受到的重力和拉力是一对平衡力,其合力的大小为0牛知识要点:1 杠杆(1)在力的作用下,能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。(2)支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂杠杆能绕着转动的固定点叫做支点。使杠杆转动的力叫做动力,阻碍杠杆转动的力叫做阻力。力臂是支点到力的作用线之间的距离,而不是支点与力的作用点之间的距离。(3)求力臂的步骤辨认杠杆,确定支点,作出动力、阻力的图示,将动力和阻力的图示延长,得动力作用线和阻力作用线,再从支点出发分别向二力的作用线作垂线,便得这两个力的力臂。(4)杠杆平衡的条件
6、动力动力臂阻力阻力臂,即F1L1F2 L2。(5)杠杆的分类杠杆种类 特点 应用实例省力杠杆 动力臂大于阻力臂,l1l2 动力小于阻力,FlF2 开瓶器费力杠杆 动力臂小于阻力臂,l1l2 动力大于阻力,F1F2 钓鱼杆等臂杠杆 动力臂等于阻力臂,l1l2 动力等于阻力,FlF2 天平2滑轮(1)定滑轮的结构和作用工作时轴固定不动的滑轮叫定滑轮,定滑轮的实质是等臂杠杆,不能省力但能改变力的方向。(2)动滑轮的结构和作用动滑轮的实质是L12L2的省力杠杆,能省一半的力但不能改变力的方向。*(3)滑轮组的作用滑轮组既可省力也可改变力的方向。使用滑轮组时,滑轮组用n段绳子拉物体,拉物体所用的力F就是
7、物重的n分之一,即FG/n,其中n表示拉物体的绳子数。3.机械功(l)概念:功是作用于物体的力和物体在力的方向上移动的距离的乘积。(2)单位:焦耳,简称焦,符号是J。(3)公式:功力距离,即WFS。(4)力没有做功的三种情况物体受到力的作用,但没有移动距离,这个力对物体没有做功。例如人用力推一个笨重的物体而没有推动。一个人举着一个物体不动,力都没有对物体做功。物体不受外力,由于惯性做匀速直线运动。物体虽然通过了一段距离,但物体没有受到力的作用,这种情况也没有做功。物体通过的距离跟它受到的力的方向垂直,这种情况中虽然有力的作用,物体也通过了一段距离,但这个距离不是在力的方向上的距离,这个力也没有
8、做功。例如人在水平面上推车前进,重力的方向竖直向下,车虽然通过了距离,但在重力方向上没有通过距离,因而重力没对车做功。(5)功与能的关系 如果一个物体能够做功,则这个物体就具有能。正在做功的物体一定具有能。4功率(1)概念:功率是用来描述物体做功快慢的物理量。(2)单位:瓦特,简称瓦,符号是W。(3) 公式 PW/t P=FV机器的功率是指机器对外做功时输出的功率,每台机器都有各自最大限度的输出功率,对于需确定功率的机器,由PFv,可知牵引力跟速度成反比。5.能能的定义:能对外做功的物体具有能量。能的形式有:机械能、光能、电能、热能、化学能、生物能等。6机械能(1)动能 动能是物体由于运动而具
9、有的能。动能的大小与物体的质量及物体运动的速度有关。质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。(2)势能 重力势能 物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。势能的大小与物体的质量及物体所处的高度有关。质量相同的物体,所处的高度越高,它的重力势能越大;所处高度相同的物体,质量越大,它的重力势能也越大。弹性势能 物体由于弹性形变而具有的能叫做弹性势能。弹性势能的大小跟物体的材料以及弹性形变的大小有关,弹性形变越大,物体的弹性势能就越大。(3) 在一定条件下,动能可以转化为势能,势能也可以转化为动能。单摆、滚摆的运动充分表明动能和势能可以相互转化。机械
10、能动能势能。(4)机械能守恒定律 物体具有的势能和动能是可以互相转化的,如果没有摩擦等阻力,那么在势能和动能的相互转化中,机械能的总量保持不变。机械能守恒定律反映了物体的动能和势能之间可以相互转化,在不存在阻力的条件下,物体动能和势能在相互转化过程中,能的总量保持不变。即动能的减少量恰好等于势能的增加量;反之,势能的减少量恰好等于动能的增加量。利用机械能守恒定律解题的优点是:不需要考虑过程的细节,只要满足守恒条件,则初态的动能和势能之和一定等于末态的动能和势能之和。一、单选题1(2020上海宝山区九年级二模)小孩从滑梯上端沿斜面匀速滑到底部,不变的是()A内能B重力势能C动能D机械能【答案】C
11、【解析】A小孩从滑梯上匀速滑下到底部,由于滑梯对小孩做功(摩擦生热)使得小孩内能增加,故A不符合题意;BC小孩从滑梯上匀速滑下到底部,由于小孩的速度不变,所处的高度降低,所以小孩的动能不变,重力势能减小,故B不符合题意,C符合题意。D由于动能与势能之和是机械能,所以,机械能减小,故D不符合题意。故选C。2(2020上海闵行区九年级二模)如图所示,用5牛的拉力F匀速竖直提升重为G的物体,使其上升了0.2米。若不计滑轮自重及摩擦,关于物体的重力G和绳子自由端移动的距离s,下列判断中正确的是()AG2.5牛s0.1米BG2.5牛s0.4米CG10 牛s0.1米DG10牛s0.4米【答案】D【解析】由
12、图可知,该装置为动滑轮,使用动滑轮可以省一半的力,费一倍的距离,物体上升的高度为0.2m,则绳子自由端通过的距离为s0.2m20.4m不计滑轮自重及摩擦,则FGG2F25N10N故选D。3(2018上海中考模拟)在如图所示的简单机械中,属于费力杠杆的是()A剪子B起子C钳子D镊子【答案】D【解析】A在使用剪子时,动力臂大于阻力臂,所以它是省力杠杆,故A不符合题意;B在使用起子时,动力臂大于阻力臂,所以它是省力杠杆,故B不符合题意;C在使用钳子时,动力臂大于阻力臂,所以它是省力杠杆,故C不符合题意;D在使用镊子时,动力臂小于阻力臂,所以它是费力杠杆,故D符合题意;4(2019上海青浦区九年级二模
13、)如图所示,O为杠杆的支点,A点挂一重力为10牛的重物,为使杠杆在水平位置平衡,若在B点施加一个力F,已知OA=OB,关于F的大小说法正确的是A一定等于5牛B一定等于10牛C可能等于4牛D可能等于8牛【答案】D【解析】由图可知,重力与垂直,则重力对应的阻力臂就是;若在点施加一个竖直向上的力,由力臂的定义,为最大的力臂,根据杠杆的平衡条件可知,在阻力和阻力臂都一定的情况下,动力臂越长则动力越小,;若在点施加一个力的方向不与垂直,如下图所示,则力臂为,力臂变小,若,根据杠杆的平衡条件,则;若在点施加一个力,如下所示,这个力的力臂大于而小于,根据杠杆的平衡条件,这个力可能等于8牛,只有D正确。故D符
14、合题意,ABC不符合题意。5(2018上海黄浦区九年级二模)篮球被抛出后在空中上升的过程中,下列说法正确的是A动能不变B动能增加C重力势能不变D重力势能增加【答案】D【解析】篮球被抛出后在空中上升的过程中,高度增加,重力势能增加,速度减小,动能减小,故ABC错误,D正确。故选D。6(2019上海嘉定区九年级二模)如图所示,不计滑轮重及摩擦,分别用力F1、F2匀速提升同一重物,若力F1、F2在相等时间内对物体所做的功相等,则力F1、F2及其功率P1、P2的大小关系为AF1F2P1F2P1P2CF1F2 P1=P2DF1F2P1P2【答案】C【解析】由图知道图(a)中是定滑轮,图(b)中是动滑轮,
15、用在不计绳重和摩擦时,物体升高h,若用定滑轮(a)提升物体时,绳子自由端移动的距离为h,若用动滑轮(b)提升物体时,绳子自由端移动的距离为2h,当用定滑轮提升物体时,拉力做功是:W1 =F1s=Fh,当用动滑轮提升物体时,拉力做功是:W2 =F2s=2F2h,因为若力F1、F2在相等时间内对物体所做的功相等,即W1 =W2,所以F1 =2F2,即F1F2,又因为时间相同,由P=知道,P1 =P2,故只有C符合题意7(2020上海金山区九年级二模)如图所示,O为杠杆的支点,在A点挂一重物,图中力F1、F2、F3和F4能使杠杆在水平位置平衡的最小拉力是()AF1BF2CF3DF4【答案】A【解析】
16、杠杆受到的动力和阻力使杠杆转动的方向相反,杠杆受到的物体的拉力使杠杆沿着逆时针转动,所以受到的另外一个力应该使杠杆沿着顺时针转动,所以F3和F4不符合;要想使拉力最小,根据杠杆平衡的条件,这个力的力臂最大,由图可以看出F1的力臂比F2的力臂大。故选A。8(2019上海普陀区九年级二模)质量相同的甲、乙两物体同时同地同方向做匀速直线运动,它们的s-t图像如图(a)、(b)所示,则下列说法中正确的是A甲、乙运动快慢相同B运动5秒两车相距1.5米C甲、乙的动能可能都变大D甲、乙的机械能可能都变大【答案】D【解析】A.甲乙同向运动,由甲乙图象知,甲乙都在进行匀速直线运动,甲的速度:v甲=1m/s,乙的
17、速度:v乙=0.75m/s,所以甲车速度大于乙车的速度,故A错物;B. 由v=得,s=vt,所以经过5s,甲通过的路程:s甲=v甲t=1m/s5s=5m,乙通过的路程:s乙=v乙t=0.75m/s5s=3.75m.则两车相距5m3.75m=2.25m.故B错误;C、动能和物体的质量、运动速度大小有关,质量相同的甲、乙两物体同时同地同方向做匀速直线运动,速度大小不变,甲乙动能不变,故C错误;D、甲、乙两物体质量相同,在同时同地同方向做匀速运动,高度变化可能升高,则甲、乙两物体的重力势能可能增大,所以甲、乙的机械能可能都变大,故D正确二、填空题9(2020上海浦东新区九年级三模)重15牛的木块在大
18、小为5牛的水平拉力作用下,在水平地面上沿拉力方向匀速前进了2米,此过程中拉力做功_焦;木块的温度会升高,这是通过_方式增加了木块的内能。撤去拉力后,由于_木块仍将向前运动一段距离。【答案】10做功惯性【解析】1拉力做功2木块在地面发生摩擦,温度升高,属于通过做功增大内能。3 惯性是指物体保持原来的运动状态,所以撤去拉力后,木块还会继续向前运动。10(2020上海普陀区九年级二模)如图所示,用拉力F匀速提起重力为20N的物体A,不计摩擦,拉力F大小为_牛。若物体A在20秒内上升8米,此过程中拉力F做的功为_焦,功率为_瓦。【答案】201608【分析】【解析】1因为图中滑轮为定滑轮,且不计摩擦力,
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