题目
电动自行车实用、环保、污染少，很受人们的喜爱．现有一辆电动自行车，沿着水平笔直的道路匀速行驶，在0.5h内，电动车行驶了9km．此时车上电动机的工作电压为32V，工作电流为4A．
（1）若车和人在行驶过程中所受阻力为20N，则这段路程内该车克服阻力所做的功为多少？
（2）该车电能转化为机械能的效率是多少？ |
所属题型：问答题
试题难度系数：中档
答案
（1）该车克服阻力所做的功W=FS=fS=20N×9000m=1.8×105J．
答：该车克服阻力所做的功为1.8×105J．
（2）电动车消耗的电能为W1=UIt=32V×4A×0.5h×3600s=230400J；
该车电能转化为机械能的效率是η==≈78%．
答：该车电能转化为机械能的效率是78%． |
考点梳理
初中三年级物理试题“电动自行车实用、环保、污染少，很受人们的喜爱．现有一辆电动自行”旨在考查同学们对
功的计算、
机械效率的计算、
能量转移和能量转化、
二力平衡的定义及条件、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初三物理。
- 功的计算
- 机械效率的计算
- 能量转移和能量转化
- 二力平衡的定义及条件
考点名称：功的计算
功的定义：“功”一词最初是法国数学家贾斯帕-古斯塔夫·科里奥利创造的。物理学中，必须有作用在物体上的力，且物体在这个力的方向上通过一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做功，是指力对距离的累积。国际单位制单位为焦耳(J)。
以下三种情况下力对物体不做功：
(1)靠惯性运动的物体没有力对它做功。例如：某同学踢足球，球离开脚后飞出10m远，足球飞出10m 远的过程中，人做功为零。
(2)物体受到力的作用，但没有移动距离，也就不可能在力的方向上通过距离，力对物体不做功。如：一辆汽车停止在路边，一个人用很大的力却没有推动它。推力对汽车不做功。
(3)物体受到力的作用，同时也运动了一段距离，但两者相互垂直，即在力的方向上没有通过距离，这个力也没有对物体做功。如手提水桶在水平面上运动一段距离，水桶虽然受到手的提力作用，但是由于手提桶的力的方向始终竖直向上，跟水平地面垂直，所以在水平面上走得再远，手的提力对水桶也没有做功。
功的计算公式：
在物理学中，把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功，功=力*力的方向上移动的距离，公式为(W=Fscosα)(初中阶段，力方向与位移方向的夹角为0，即α=0°，cos0°=1，所以W=Fs)。
国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。
公式计算时常考注意点：
(1)力与物体移动的距离在方向上必须一致;
(2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体;
(3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
功的工作原理：
使用任何机械时，人们所做的功，都不会少于(大于或等于)不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。功的原理是一个普遍结论，对于任何机械都适用，表达式为Fl=Gh，f=G(h/l)。
考点名称：机械效率的计算
机械效率
机械效率是指任何机械本身都受到力的作用，相对运动的零件间又存在摩擦，所以使用任何机械，除了做有用功外，都不可避免地要做额外功。这时动力所做的总功等于有用功加额外功。机械效率用来衡量机械对机械能有效利用的程度，只考虑机械能传递过程中的摩擦损失，而不考虑由非机械能转变成机械能过程中的能量损失。
机械效率的计算公式
机械效率指有用功与总功的比值，用符号η表示，计算公式为η=W有/W总*100%，用符号η表示。
功、功率和机械效率的比较
影响机械效率的因素
1.从额外功考虑——机械自重、机械的摩擦影响机械效率。例如，我们用轻便的塑料桶打水，而不用很重的铁桶打水。
2.从有用功考虑——例如，在研究滑轮组的机械效率时，我们会发现同一个滑轮组，提起的重物越重，机械效率越高。
考点名称：能量转移和能量转化
能量的转移：能量由一种形式转变为另一种形式，现实生活中如电灯发光(电能转化为光能和内能，摩擦生热使机械能转化为内能)。
能量的转化：能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体，如碰撞时，动能从一个物体转移到另一物体。另外，围着火炉烤火，内能从火炉转移到人体。
能量转化和转移的方向性
能量的转化和能量的转移，都是有方向性的，如温度不同的两个物体接触后，一部分内能从高温物体转移到低温物体上，并不能自发地由低温物体转移到高温物体上;燃料燃烧，化学能转化为内能，但此时得到的内能并不能自发地转化为具有化学能的燃料;电流通过灯泡发光，电能转化为内能和光能，但是这些内能和光能并不能自发地重新转化为电能;汽车制动时，由于摩擦，机械能转化为内能，但这些内能并不能自动地用来再次开动汽车。
常见能量转化形式
①电灯发光时，电能转化为光能和内能;
②植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在体内;
③人对机械做功，将人体的化学能转化为机械能;
④摩擦生热，机械能转化为内能;
⑤水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能;
⑥电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能;
⑦燃料燃烧时发热，化学能转化为内能。
判断能量转化和转移的方法
1.作用在两个物体上的一对内力的冲量的矢量之和总是零，因此一对内力的冲量的作用通常是将动量在两个物体间传递。而两个物体的总动量不发生变化。
2.作用在两个物体上的一对相互作用的内力功，能将系统的机械能进行转化或转移。例如，一对静摩擦力的功的总和总等于零，机械能守恒。而一对滑动摩擦力做功的总和总是负值，做功引起系统机械能减少。所以一对滑动摩力做功的总和是其它形式能转化为内能的量度。因此一对滑动摩擦力做功，系统的机械不守恒。
考点名称：二力平衡的定义及条件
所谓“二力平衡”是指：物体在受到两个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这两个力彼此平衡。理解二力平衡的含义，要抓住要点：
1. 一个物体，同时受两个力作用。
2. 物体保持静止状态或匀速直线运动状态。
二力平衡的条件是：作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡。
对于二力平衡的条件，我们必须注意以下四个要点：
1. 二力在同一直线上；
2. 二力作用在同一物体上；
3. 二力大小相等；
4. 二力方向相反。
平衡力和相互作用力
1.相同：大小相等 方向相反 在同一直线上
2.不同：平衡力：作用在同一物体上
相互作用力：作用在不同物体上
二力平衡练习题：
1．一只茶杯静止在桌面上，它在________的作用下保持______状态，我们就说__________．
2．作用在________的两个力，如果它们_______、________、____________，这两个力就是__________的．
3·静止在水平桌面上的一本书，质量为0.2千克，受到____力的作用，大小为____牛，方向是_______，此力的施力物体是_______；同时书还受到____力的作用，大小是______牛，方向是_______，此力的施力物体是_______，这两个力的关系是___________．
4．起重机的钢丝绳吊着货物匀速上升，货物受到____力和____力的作用，这两个力的施力物体是______和______，这两个力的关系是_______________．
隐含“二力平衡”的变形题：
考查二力平衡与平衡状态的试题很多，形式变化多样，有一些条件很直接，而有时具有隐蔽性，但始终遵循平衡力和平衡状态的对应关系，准确把握这一关系，适应多变题型。题型多以填空题、选择题的形式出现。
例:如图所示，各用4N的水平力沿相反的方向拉弹簧测力计的两端(弹簧测力计自重不计)，则下列说法中正确的是( )
A．弹簧测力计的示数为4N，弹簧测力计受的合力为4N
B．弹簧测力计的示数为0N，弹簧测力计受的合力为0N
C．弹簧测力计的示数为8N，弹簧测力计受的合力为0N
D．弹簧测力计的示数为4N，弹簧测力计受的合力为0N
解析:本题考查弹簧测力计的原理，弹簧测力计是利用力产生的效果大小来测量力的大小的。弹簧测力计的构造是弹簧一端固定(与挂环相连的一端)，叫做固定端；另一端与挂钩相连，叫做自由端。测量时，使固定端不动，拉力拉挂钩使弹簧伸长，拉力越大，弹簧伸长就越长，弹簧测力计的示数就越大，也就是说，弹簧测力计指针的示数等于作用在挂钩上的拉力的大小，是一端的力的大小，而不是两端的受力之和所以在本题中弹簧测力计的示数是4N。而把弹簧测力计作为研究对象，在一对平衡力作用下，合力是零。
答案：D
二力平衡的应用：
（1）用弹簧测力计测量物体所受重力时，就是利用二力平衡条件。
（2）放在桌面上的花瓶受到竖直向下的重力和桌面对他竖直向上的支持力，二力平衡。
（3）悬挂着的吊灯，受到竖直向下的重力和吊线对它竖直向上的拉力，二力平衡。
（4）在水平道路上匀速直线运动的汽车，水平方向受到向前的牵引力和向后的阻力，二力平衡。
（5）在竖直方向，汽车受到向下的重力和路面对它向上的支持力，二力平衡。
