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第3章 能量的轉(zhuǎn)化與守恒復(fù)習(xí)
考點(diǎn)1 動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化
典例1 （2022·杭州中考）如圖所示為蹦極運(yùn)動的簡化示意圖，彈性繩一端系在運(yùn)動員雙腳上，另一端固定在跳臺 點(diǎn)。運(yùn)動員由靜止開始自由下落， 點(diǎn)處彈性繩正好處于原長； 點(diǎn)處運(yùn)動員受到的重力與彈性繩對運(yùn)動員的拉力大小相等； 點(diǎn)處是蹦極運(yùn)動員到達(dá)的最低點(diǎn)。（整個過程忽略空氣阻力，彈性繩的自重不計）
（1）從 點(diǎn)到 點(diǎn)的過程中，運(yùn)動員的機(jī)械能______（選填“增大”“減小”“不變”或“先增大后減小”）。
不變
[解析] 由于不考慮空氣阻力，不計彈性繩的重力，從 點(diǎn)到 點(diǎn)的過程中，彈性繩沒有發(fā)生彈性形變，即運(yùn)動員的機(jī)械能沒有轉(zhuǎn)化為彈性繩的彈性勢能，故運(yùn)動員的機(jī)械能保持不變。
（2）從 點(diǎn)到 點(diǎn)的過程中，彈性繩的彈性勢能______（選填“增大”“減小”“不變”或“先增大后減小”，下同）；運(yùn)動員的動能______________。
增大
先增大后減小
[解析] 點(diǎn)處彈性繩剛好處于原長，即彈性繩沒有發(fā)生彈性形變， 點(diǎn)處運(yùn)動員到達(dá)最低點(diǎn)，彈性繩伸長量最大，即彈性形變的程度最大，故從 點(diǎn)到 點(diǎn)的過程中，彈性繩的彈性勢能一直在增大。運(yùn)動員從 點(diǎn)到 點(diǎn)的過程中，受到的豎直向上的彈性繩的拉力小于其自身重力，向下做加速運(yùn)動，動能增大；到 點(diǎn)時，彈性繩的拉力大小等于運(yùn)動員的重力，此時運(yùn)動員的速度最大，其動能最大；從 點(diǎn)到 點(diǎn)的過程中，運(yùn)動員繼續(xù)向下運(yùn)動，彈性繩的拉力大于重力，運(yùn)動員向下做減速運(yùn)動，速度減小，動能減小。故運(yùn)動員從 點(diǎn)運(yùn)動到 點(diǎn)的過程中，運(yùn)動員的動能先增大后減小。
鏈接教材 （教材第80頁“撐桿跳高”）求解此類問題的關(guān)鍵是先明確決定動能大小的因素（質(zhì)量和速度）、決定重力勢能大小的因素（質(zhì)量和高度）、決定彈性勢能大小的因素（彈性形變）如何變化，再看動能、重力勢能或彈性勢能如何變化。同時注意，只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化時，機(jī)械能才守恒。“忽略空氣阻力”“不計摩擦”等詞語是判斷機(jī)械能守恒的關(guān)鍵詞，審題時一定要抓住這些關(guān)鍵詞。
考點(diǎn)2 功和功率的計算
典例2 （2022·麗水中考）
&1& 如圖甲是清代的手持消防水槍，它在消防滅火中發(fā)揮過一定作用，其部分結(jié)構(gòu)如圖乙：槍身由內(nèi)外兩個套管組成，外管底部是進(jìn)水口，內(nèi)管頂端是噴水口,底
部有帶閥門的活塞。使用時將進(jìn)水口浸沒在水中，先向上提內(nèi)管吸水，再向下壓內(nèi)管噴水，如此反復(fù)。
【原理分析】使用消防水槍吸水時，主要是利用了________。
大氣壓
[解析] 使用此消防水槍吸水時，首先將水槍管內(nèi)的空氣排出，然后將進(jìn)水口浸沒在水中，再拉動活塞，此時管內(nèi)氣壓減小，在外界大氣壓的作用下，水被壓入水槍管內(nèi)，故主要是利用了大氣壓。
【方案設(shè)計】如圖丙和丁是小麗設(shè)計的消防水槍進(jìn)水口的兩種結(jié)構(gòu)，合理的是____。
丙
[解析] 將進(jìn)水口浸沒在水中，吸水時閥門應(yīng)打開，再向下壓噴水時，閥門應(yīng)關(guān)閉，丙符合要求。
【嘗試實(shí)踐】為了解消防水槍的使用效果，小麗和小科仿制了消防水槍并進(jìn)行演示，用30秒將20千克水噴到15米高處， ，求他們對水做功的功率。
[答案]
[解析] 噴水時對水做的功 ，對水做功的功率 。
鏈接教材 （教材第86頁“例題”）本題考查了功和功率的簡單計算，求解的關(guān)鍵是掌握功和功率的計算公式，即 表示功， 表示力， 表示物體在力的方向上通過的距離 和 表示功率， 表示功， 表示時間 。
考點(diǎn)3 杠桿
典例3 （2022·臺州中考）
&2& 圖甲是一種太陽能“擺葉花”，其擺動原理如圖乙所示。塑料擺葉 是硬質(zhì)整體，由擺桿 和葉瓣 組成，可視為繞固定點(diǎn) 自由轉(zhuǎn)動的杠桿。
（1）圖乙為斷電靜止時的狀態(tài)，葉瓣 的重力為0.04牛， 是其重力作用點(diǎn)。擺桿 質(zhì)量不計， 端固定著一塊小磁鐵， 、 、 在同一水平線上。則磁鐵受到的重力是多少牛？
[答案] 擺葉 可視為杠桿，此時 厘米， 厘米， 牛，根據(jù)杠桿平衡條件 得， 牛 厘米 厘米，求得 牛，磁鐵受到的重力 牛。
（2）線圈 有電流時，推動磁鐵向左上方運(yùn)動，則線圈 上端的磁極是______________極。
南（或“ ”）
（3）線圈 推動磁鐵向左上方運(yùn)動，使擺葉 順時針小幅擺動后，立即斷電，擺葉 會自動逆時針擺回來。請利用杠桿知識對上述現(xiàn)象作出分析。
[答案] 擺動后，力臂 變小，力臂 變大，則 ，擺葉 會逆時針自動擺回來。
鏈接教材 （教材第92頁“例題”）本題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，求解的關(guān)鍵是找準(zhǔn)杠桿的動力臂、阻力臂，掌握杠桿平衡的條件： （動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂）。
考點(diǎn)4 滑輪
典例4 （2022·舟山中考）如圖是廣泛應(yīng)用于建筑的強(qiáng)夯機(jī)，使用時夯錘從高處下落撞擊地面，從而起到夯實(shí)地基的作用。 取
（1）如圖所示， 是____滑輪。
動
（2）為確保安全，應(yīng)考慮鋼繩的承受力。若夯機(jī)使用了質(zhì)量為 千克的夯錘，則鋼繩能承受的拉力至少多大？（不計滑輪、鋼繩自重及摩擦）
[答案] 不計滑輪、鋼繩自重及摩擦，動滑輪的本質(zhì)是動力臂是阻力臂二倍的杠桿，可以省一半的力，夯錘受到的重力
因此，鋼繩至少能承受的拉力
（3）夯實(shí)地基所需要的能量來自夯錘的重力勢能。若質(zhì)量為 千克的夯錘從10米高處下落至地面，重力做了多少功？
[答案] 夯錘重力做的功
鏈接教材 （教材第93頁“定滑輪和動滑輪”）求解本題的關(guān)鍵是掌握動滑輪的特點(diǎn)。
考點(diǎn)5 電能的相關(guān)計算
典例6 （2022·紹興中考）圖甲是某款電火鍋，其內(nèi)部簡化電路如圖乙所示， 是旋鈕開關(guān)， 是溫控開關(guān)（當(dāng)鍋體溫度達(dá)到設(shè)定值時自動斷開，當(dāng)鍋體溫度低于一定值時自動閉合）， 是指示燈的分壓電阻，不起到加熱作用。發(fā)熱管內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖丙所示，滑片轉(zhuǎn)動時只能與滑動觸頭接觸，0擋為斷開狀態(tài)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ擋是不同功率的
擋位，電熱絲被均分為四段接入電路，其他元件的電阻均忽略不計。
（1） 從0擋轉(zhuǎn)到Ⅰ擋開始工作，溫控開關(guān) 的狀態(tài)是______（填“斷開”或“閉合”）。
閉合
[解析] 從0擋轉(zhuǎn)到Ⅰ擋開始工作， 是溫控開關(guān)，當(dāng)鍋體溫度低于一定值時自動閉合，故溫控開關(guān) 的狀態(tài)應(yīng)是閉合的。
（2）加熱時，鍋內(nèi)水溫逐漸升高，其中改變水的內(nèi)能的方式是________（填“做功”或“熱傳遞”）。
熱傳遞
[解析] 鍋內(nèi)的水溫度升高，水吸收了熱量，這是通過熱傳遞的方式增加了水的內(nèi)能。
（3）圖丙中，滑片順時針轉(zhuǎn)動，發(fā)熱管的加熱功率增大，Ⅳ擋時功率最大，則接線柱 、 、 中連入電路的應(yīng)該是_______。
、
[解析] Ⅳ擋時功率最大，由 可知，滑片順時針轉(zhuǎn)動時，發(fā)熱管接入電路的電阻逐漸減小，當(dāng)接線柱 、 連入電路時，滿足要求。
（4）已知電火鍋Ⅳ擋加熱功率為1 000瓦，假設(shè)電火鍋在Ⅲ擋工作5分鐘，求發(fā)熱管消耗的電能。
[答案] 由于電熱絲被均分為四段接入電路，由圖丙可知，Ⅲ擋時電熱絲接入電路的長度是Ⅳ擋時的2倍，由 可知，Ⅳ擋時電熱絲接入電路的電阻 所以Ⅲ擋時，電熱絲接入電路的阻值為 ，此時功率
電火鍋在Ⅲ擋工作5分鐘，發(fā)熱管消耗的電能
鏈接教材 （教材第118頁“練習(xí)第7題”）求解此類問題的關(guān)鍵是掌握電能及電功率的計算公式。
考點(diǎn)6 測量小燈泡的電功率
典例7 （2022·寧波中考）小寧用如圖甲所示電路研究小燈泡的電學(xué)特性，所用小燈泡上標(biāo)有“ ”字樣。閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片 ，讀取并記錄電壓表、電流表的示數(shù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下（第4次實(shí)驗(yàn)時電流表指針位置如圖乙所示）：
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5
電壓表示數(shù)/ 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
電流表示數(shù)/A 0.17 0.24 0.30 0.37
（1）該小燈泡的額定功率為_____ 。

[解析] 小燈泡的額定電壓為 ，額定電壓下的電流表讀數(shù)為 ，所以小燈泡的額定功率 。
（2）用描點(diǎn)法（實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對應(yīng)的點(diǎn)用“ ”表示）在圖丙上畫出該小燈泡燈絲的 曲線。
（3）小寧計算小燈泡的燈絲電阻值時，發(fā)現(xiàn)燈絲電阻隨著其兩端電壓的升高而增大。小寧反思：電阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì)，決定和影響導(dǎo)體阻值大小的因素中并沒有電壓這一因素，那么導(dǎo)體兩端電壓的變化可能引起了某個因素發(fā)生變化！小寧思考后得出這個因素就是______。
溫度
鏈接教材 （教材第114頁“實(shí)驗(yàn)：測定小燈泡的功率”）此類問題的求解關(guān)鍵是掌握實(shí)驗(yàn)原理及正確的實(shí)驗(yàn)操作步驟。

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