《功和机械能》中考考点解析
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功与机械能是中考力学方面的热点部分.它既是中考的重点，也是中考的难点.笔者把功与机械能部分相关的中考题进行了分类梳理，与大家一起学习与分享.
1 力学中做功的条件
例1 如图1所示的四种情景中，人对物体做功的是
典例分析 做功有两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过一段距离.本题的A、B、D三种情景，虽然人均对物体施加了力，但物体没有在力的方向上移动距离，所以A、B、D三图中的人都没有对物体做功.C图中的小丽在竖直方向上施加了力，并使箱子在竖直方向上移动了一段距离，小丽对箱子做了功.所以选C.
方法指导 此类题型考查做功的两个必要因素,注意力与距离的一一对应.
变式训练1 如图所示描述的力，有对物体做功的是
2 功 、功率 、机械效率概念的理解
例2 下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是
A.功率大的机械，做功一定多
B.做功快的机械，功率一定大
C.机械效率高的机械，功率一定大
D.做功多的机械，机械效率一定高
典例分析 本题的A、C、D选项中前后无因果关系，B选项中描述了功率的物理意义.所以选B.
方法指导 可从定义、定义式及单位三个方面比较三个概念.
变式训练2 关于力、功、功率、和机械效率，下列说法正确的是
A.作用在物体上的力越大，做功越多
B.功率越大，机械效率越大
C.机械效率高的机械不一定省力
D.做的功越多，机械效率越大
3 滑轮组机械效率的计算
3.1 利用滑轮组竖直提升物体
例3 如图3所示在某工地上，工人师傅用滑轮组吊起重为 600 N的物体，他站在地面上用200 N力往下拉绳，5 s内使物体匀速上升1 m.
(1)滑轮组提升重物所做的有用功.
(2)该工人的拉力所做的总功.
(3)工人所做功的功率.
(4)该滑轮组的机械效率（试用两种方法求解）.
(5)题中少了哪两个数据，仍能求出滑轮组的机械效率?
(6)若不计绳重及摩擦，动滑轮的总重为多少？（试用两种方法求解）
典例分析 (1)因为物体的重力G=600 N，
被提升了h=1 m,
有用功W有用=Gh=600 N×1 m=600 J.
(2)由图可知，滑轮组是由4段绳子承担总重力，则绳子移动的距离
s=4h=4×1 m=4 m,
则拉力做的总功
W总=Fs=200 N×4 m=800 J.
(3)绳子移动时间t=5 s,
绳子移动距离 s=4 m,
绳子移动速度
v=st=4 m5 s=0.8 m/s,
工人做功功率
P=Fv=200 N×0.8 m/s=160 W.
(4)方法一
η=W有用W总=600 J800 J=75%.
方法二 η= W有用W总=GhFS
=GhF4h=G4F=600 N4×200 N=75%.
(5) 根据
η=W有用W总=GhFS=GhF4h=G4F.
由上式可看出，若少了时间5 s和物体上升距离1 m，仍可求出滑轮组机械效率.
(6) 方法一
W额=W总-W有用=800 J-600 J=200 J，
W额=Gh，
G动=W额h=200 J1 m=200 N.
方法二
W有用=G物h，
W额=G动h，
W总=G物h+G动h，
η=W有用W总= G物hG物h+G动h= G物G物+G动.
代入已知数值，即可求得G动.
方法指导 (1)该类题型常用公式
s绳=nh物（暗线） ，W有用=G物h物 ，
W总=Fs绳 ，
η=W有W总=G物h物 Fs绳=G物nF.
若不计绳重及摩擦
W有用=G物h物，
W额=G动h物，
W总=G物h物+G动h物，
η=W有用W总= G物h物G物h物+G动h物= G物G物+G动.
(2)解答滑轮组机械效率类试题时，应该分清具体情况，使用不同推导公式解题并且注意公式中各物理量的对应.
变式训练3 如图4所示,是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神.已知他和轮椅总质量为80 kg，攀爬高度39 m，历时约3 min 20 s.
（1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？
（2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到物理课上学过利用滑轮组可以省力.小明同学如果站在地面上,用图5所示的哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适,理由是什么?如果该滑轮组机械效率为80％，求小明同学的拉力至少要多大？（g取10 N/kg）
3.2 利用滑轮组水平拉动物体
例4 如图6所示，物体重15000 N，物体与水平地面的滑动摩擦力为物体重的0.2倍，滑轮组的机械效率为80%，求物体向左匀速运动时绳的自由端的拉力是多大？
典例分析 f=0.2G=0.2×15000 N=3000 N,
由图可知滑轮组由3段绳子水平拉动物体.
因为η=W有用W总=F1s物Fs绳子=fs物fns绳子=fnf,
所以F=fnη=3000 N3×80%=1250 N.
方法指导 解答此类问题时，注意滑轮组的放置情况及常用公式.
s绳=ns物,
W有用=F1s绳 =fs物 ,
W总=Fs绳,
η=W有用W总=fs物Fs绳=fs物Fns物=fnF .
变式训练4 如图7所示：一辆车开进了泥潭中，司机取来一个动滑轮欲将汽车从泥潭中拉出.若司机用750 N的拉力在5 s内将车水平拉动l m，那么司机所做的功是J，司机做功的功率是W.
4 机械能变化及相互转化
例5 跳水运动是奥运会的正式比赛项目，我国运动员在该项目上一直处于国际领先地位.比赛中，跳水运动员从腾空跳起向上运动后再向下落入水中，若不计空气阻力，在整个空中运动过程中，运动员的
A.动能先减小后增大，重力势能先增大后减小，机械能不变
B.动能先增大后减小，重力势能先减小后增大，机械能不变
C.动能先减小后增大，重力势能先增大后减小，机械能增大
D.动能先增大后减小，重力势能先减小后增大，机械能减小
典例分析 运动员腾空跳起向上运动时，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；运动员向下落入水中的过程中，重力势能减小，动能增大，若不计空气阻力，机械能的总量保持不变.
方法指导 解答此类问题时，提取关键信息，准确分析在运动过程中影响能量大小因素的变化情况，从而分析出能量的变化情况.
变式训练5 如图8所示，是上海世博会中国馆“东方之冠”.在一次参观中，李先生乘电梯上楼，在电梯匀速上升的过程中，李先生的
A.动能不断增大
B.重力势能不断增大
C.动能转化为重力势能
D.重力势能转化为动能