廣東省深圳市2023年中考物理一輪復習講義第11章功和機械能考點知識梳理+例題+滿分必練

第11章功和機械能考點梳理考點1功1、功的含義一個力作用在物體上，并且物體在這個力的方向上通過了一段距離，則這個力有了“成效”就說這個力對物體做了功。2、做功的兩個必要因素：(1)作用在物體上的力；(2)物體在力的方向上通過的距離。這兩個因素缺一不可。不做功有三種情況：①物體受到了力，但保持靜止；②物體由于慣性運動了距離，但不受力；③物體受力的方向與運動的方向相互垂直，這個力不做功。3、功的計算(1)計算公式力學中規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積，即W＝Fs。(2)功的單位功的單位是焦耳，符號為J,1J＝1N·m。(3)計算時的注意事項a．分清是哪個力對物體做功，即明確公式中的F；b．公式中的“s”是在力F的方向上通過的距離，必須與“F”對應；c．F、s的單位分別是N、m，得出功的單位才是J?？键c2機械效率1、有用功使用機械做功時，對人們有用的功叫有用功，用W有用表示。也就是人們不用機械而直接用手時必須做的功，也等于在理想情況下(即不考慮摩擦和機械本身的重力)人們所做的功，或者是機械對物體做的功。在提升物體時，W有用＝Gh。2、額外功使用機械時，對人們沒有用但又不得不做的功叫額外功，用W額表示。額外功的來源主要有：①提升物體時，克服機械自重、容器重、繩重等所做的功；②克服機械的摩擦所做的功。3、總功人們在使用機械做功的過程中實際所做的功叫總功，用W總表示。它等于有用功和額外功的總和，即W總＝W有用＋W額，或人對機械的動力為F，則W總＝Fs。4、機械效率(1)定義：有用功與總功的比值叫做機械效率。(2)公式：η＝eq\f(W有用,W總)×100%由于總是存在額外功，使得W有用＜W額，所以η總是小于1；影響機械效率的主要因素有摩擦和機械自重等?？键c3功率1、定義單位時間內所做的功叫做功率，用符號“P”表示；功率是表示物體做功快慢的物理量。2、公式P＝eq\f(W,t)(其中W是物體所做的功，單位是J；t是做功所用的時間，單位是s)3、單位功率P的國際單位是瓦特，符號是W，1W＝1J/s；常用單位還有kW,1kW＝103W。4、功率與機械效率的區(qū)別功率和機械效率是兩個不同的概念，功率表示物體做功的快慢，即單位時間內所做的功；機械效率表示機械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的功是有用的。它們之間的物理意義不同，也沒有直接聯(lián)系，功率大的機械，機械效率不一定大；機械效率高的機械，功率也不一定大?？键c4動能和勢能1、能量一個物體能夠______，就說這個物體具有能。能量是表示物體______本領大小的物理量，能量的大小可用能夠做功的多少來量度，一個物體能夠做的功越多，它具有的能量就越大。2、動能(1)定義：物體由于______而具有的能叫做動能。(2)影響因素：物體動能的大小與物體的______和運動的______有關，物體的質量越大，運動的速度越大，具有的動能就______。3、重力勢能(1)定義：物體由于________而具有的能叫做重力勢能。(2)影響因素：重力勢能的大小與物體的______和________________有關，物體的質量越大，被舉得越高，具有的重力勢能就______。4、彈性勢能(1)定義：物體由于____________而具有的能叫做彈性勢能。(2)影響因素：彈性勢能的大小與物體__________的程度有關，物體的彈性形變程度越大，具有的彈性勢能就______?？键c5機械能及其轉化1、機械能分類定義影響因素動能物體由于運動而具有的能物體的質量、運動的速度勢能重力勢能體由于受到重力并處在一定高度時所具有的能物體的質量、所處的高度彈性勢能物體因發(fā)生彈性形變而具有的能物體的彈性形變程度考點5機械能守恒1、機械能守恒的條件：只有動能和勢能的相互轉化，而沒有機械能轉化為其他形式的能，也沒有其他形式的能轉化為機械能．(1)只有重力或彈力做功．(2)除重力、彈力外，物體還受其他力，但其他力不做功．(3)除重力、彈力外，還有其他力做功，但其他力做功之和為零．2、易錯提示：機械能守恒是一個理想化的定律.(1)在動能和勢能相互轉化的過程中，由于不可避免地要克服阻力對外做功，消耗一部分自身的機械能，所以機械能總量會變?。?2)在理想情況下(忽略對外所做的功)，可以認為在動能和勢能相互轉化過程中，機械能的總量保持不變．(3)從空中自由下落的物體，如果忽略空氣阻力，其機械能是守恒的；沿光滑水平面或光滑斜面自由運動的物體，其機械能也是守恒的．典例·解讀1．巧判物體是否做功的方法判斷物體是否做功的關鍵是看是否滿足做功的兩個必要條件：一是有力作用在物體上；二是物體在力的方向上要移動距離。二者缺一不可，若力和物體移動的距離垂直，即使移動距離力也不會做功。例1、如圖所示，李晶同學將放在課桌邊的文具盒水平推至課桌中央，她針對此過程提出了如下的猜想。你認為合理的是()。A．文具盒所受重力對它做了功B．文具盒所受支持力對它做了功C．文具盒所受的推力F對它做了功D．在此過程中沒有力對文具盒做功答案：C解析：本題考查做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的距離。將放在課桌邊的文具盒水平推至課桌中央，文具盒在重力的方向上沒有通過距離，所以重力和支持力都沒有對它做功；在水平方向上，文具盒移動了一段距離，所以文具盒所受的推力F對它做了功。2．機械效率高低類問題透析機械效率由有用功和總功兩個因素決定，分析機械效率高低時，不能只考慮一個因素。具體分析時，應注意以下三點：(1)當總功一定時，機械做的有用功越多，則額外功越少，機械效率就越高。(2)當有用功一定時，機械所做的總功越少或額外功越少，機械效率就越高。(3)當額外功一定時，機械所做的總功越多，有用功在總功中所占的比例就越大，機械效率就越高。例2、小明用兩個相同的滑輪組成不同的滑輪組(如圖所示)，分別將同一物體勻速提高到相同高度，滑輪組的機械效率分別為η1、η2。下列關系正確的是(忽略繩重及摩擦)()。A．F1＞F2，η1＝η2B．F1＞F2，η1＞η2C．F1＜F2，η1＝η2D．F1＜F2，η1＞η2答案：A解析：從題圖中可以看出，兩個滑輪組分別由兩段繩和三段繩承擔，故F1＝eq\f(1,2)G總，F(xiàn)2＝eq\f(1,3)G總，因此F1＞F2；不計繩重及摩擦，滑輪組的機械效率η＝eq\f(W有用,W總)＝eq\f(W有用,W有用＋W額外)＝eq\f(G物h,G物h＋G動h)＝eq\f(G物,G物＋G動)，故兩滑輪組機械效率相等，即η1＝η2。巧判動能和勢能大小的方法（1）不能僅憑速度比較動能的大小，物體的動能由物體的質量、物體的速度共同決定。（2）不能僅憑高度比較重力勢能的大小，重力勢能的大小由物體的質量和高度共同決定，比較不同物體的重力勢能的大小，必須同時考慮質量、高度兩個因素。例3、下列說法中正確的是（）A．高速飛行的子彈比緩慢飛行的飛機動能大B．一根彈簧被拉長時彈性勢能增大，被壓縮時彈性勢能減小C．天空中一滴雨的高度比被舉起的夯的重力勢能大D．剛剛離開飛機的跳傘運動員在下落的某個過程中動能可能不變答案：D解析：A選項不正確，原因是不能單純從速度上比較動能的大小，動能的大小是由速度和質量共同決定的，只有知道質量的大小和速度的大小以及動能的計算方法，才能比較子彈和飛機的動能大小。B選項不正確，彈簧被拉長和彈簧被壓縮時彈簧的彈性勢能都在變大。C選項不正確，選項所給出的條件不足，即質量和高度沒有具體的數(shù)值，所以它們的重力勢能無法進行比較。D選項正確，理解的關鍵在“可能”，若某段時間跳傘運動員在空中勻速下降時，其速度不變，且質量也未變，故動能不變。易錯剖析易錯點對于動能和勢能的概念缺乏全面理解或陷入思維誤區(qū)例4、灑水車在水平公路上勻速行駛，行駛中不斷灑水，在此過程中灑水車（）A．動能不變B．動能減小C．動能增大D．無法判斷動能變化情況答案：B錯解：A錯因：錯選A者是認為灑水車勻速運動，其速度不變故動能不變。解析：本題中灑水車不斷灑水，其質量不斷減小，所以盡管其速度不變，但動能在減小。例5、如圖所示，圖中速度v的方向是小強同學在體育中考“原地擲實心球”項目測試中球出手時的飛行方向。對從球出手到落地的過程，下面關于機械能的一些說法中正確的是(空氣阻力忽略不計)()A.球出手時動能最大B.球出手時勢能最大C.球落地時機械能最大D.球的機械能保持不變【解析】選D。從球出手到落地的過程中，球先上升后下降，上升過程中，動能轉化為重力勢能，最高點動能為零，重力勢能最大。下降過程中，重力勢能轉化為動能，重力勢能減小，動能增大。整個過程動能先減小后增大，重力勢能先增大后減小。不計空氣摩擦，動能和重力勢能的總和機械能不變，故選D。例6、如圖所示，a、b為豎直向上運動的小石塊在上升過程中動能和重力勢能隨高度變化的兩條圖線(不計空氣阻力)，其中________是“動能-高度”關系圖線，小石塊上升的最大高度為________m，小石塊在最高點時的機械能為________J。答案：a42【解析】本題考查機械能的轉化及守恒。小石塊在上升過程中(不計空氣阻力)，動能全部轉化為重力勢能，動能越來越小，重力勢能越來越大，故圖線a是“動能-高度”關系圖線。從圖像中發(fā)現(xiàn)：小石塊上升的最大高度為4m。小石塊在最高點時，動能為0，重力勢能等于2J，所以此時小石塊的機械能等于動能與重力勢能之和即2J。例7、一名普通中學生從地上拿起一個雞蛋，并把它緩緩舉過頭頂，此過程中他對雞蛋做的功約為()A.0.1JB.1JC.10JD.100J【解析】選B。本題考查功的估測。一個雞蛋的質量約50g，重力約0.5N；舉過頭頂，高度約2m，所做的功為W=Fs=Gh=0.5N×2m=1J，B正確。例8、(多選)如圖，物體在相同力F的作用下，分別在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿著力的方向移動了相同的距離s，力F做的功分別為W1、W2、W3，則下列說法中正確的是()A.W2=W3B.W2>W3C.W1=W2D.W1>W3【解析】選A、C。本題考查做功的計算。拉力相同，移動距離相同，所以力F做的功W1=W2=W3=Fs。故選A、C。例9、小華用200N的水平推力在水平地面上推著重為300N的箱子，在10s內箱子勻速前進了0.5m，在這個過程中，小華對箱子做功________J，小華對箱子做功的功率是________W，箱子與水平地面間的滑動摩擦力是________N。答案：10010200【解析】本題考查功和功率的計算。推力做的功為W=Fs=200N×0.5m=100J，小華對箱子做功的功率P=Wt=100例10、某運動員做蹦極運動，如圖甲所示，從高處O點下落，A點是彈性繩的自由長度，在B點運動員所受彈力恰好等于重力，C點是第一次下落到達的最低點。運動員所受彈性繩彈力F的大小隨時間t變化的情況如圖乙所示(蹦極過程視為在豎直方向上的運動)，下列判斷正確的是()A.從A點到B點過程中運動員加速下落B.從B點到C點過程中運動員重力勢能增大C.t0時刻運動員動能最大D.運動員重力大小等于F0【解析】選A。本題考查機械能的變化。運動員從A點到B點的過程中，重力大于彈力，故運動員加速下落，故A正確；從B點到C點的過程中，彈力大于重力，運動員減速下落，到達C點時，處于靜止狀態(tài)，動能最小，而從A點到C點的過程中，運動員的質量不變，高度減小，故重力勢能不斷減小，故B、C錯誤；由圖像可知，最終運動員處于靜止狀態(tài)，此時重力與彈力相等，彈力的大小為0.6F0，故D錯誤。例11、為了模擬研究汽車超載和超速帶來的安全隱患，小亮同學設計了如圖甲、乙、丙所示的探究實驗。將A、B、C三個小球先后從同一裝置，高度分別為hA、hB、hC的位置滾下(mA=mB<mC，hA=hC>hB)，推動小木塊運動一段距離后靜止，請你對以下問題進行解答：(1)選擇甲、丙兩圖所示實驗進行比較，是用來研究________________帶來的安全隱患。(2)選擇甲、乙兩圖所示實驗進行比較，可以得到的結論是________________________________________。答案：(1)超載(2)質量相同時，速度越大，動能越大，越難停車，危險性更大【解析】本題考查動能大小的探究實驗。超速是指汽車的質量一定，速度越大，動能越大，選擇質量相等到達水平面速度不同的A、B小球，即甲、乙兩圖即可以實現(xiàn)；超載是指汽車的速度一定時，質量越大，動能越大，選擇到達水平面的速度相等，質量不同的A、C小球進行實驗，即可實現(xiàn)。綜上分析可得答案。滿分·必練練習一功和功率一、單項選擇題1.(龍東)如圖所示，力對物體做功的是()2.(山西)2019年1月，全國第二屆青年運動會滑雪比賽在我省大同進行．如圖是賽場上滑雪運動員正在加速下滑時的情景．此過程中運動員()A.重力勢能增加B.動能保持不變C.相對地面是運動的D.運動狀態(tài)保持不變3.(河池)甲、乙兩位同學同時爬上20m的高樓，甲用時40s，乙用時50s．若m甲>m乙，則下列說法正確的是()A.以甲為參照物，乙是靜止的B.甲爬樓的速度較大C.乙爬樓做的功較多D.乙爬樓的功率較大4.(邵陽)一物體在水平拉力F的作用下，沿力的方向以0.2m/s的速度勻速運動了4s，拉力F大小為5N，4s內拉力F做的功為()A.1JB.3JC.2JD.4J5.(海南)用大小相同的力F，作用在質量不同的物體上，使它們分別在同一水平面上沿力的方向移動相同的距離s(如圖所示)，F(xiàn)所做的功分別為W1和W2，則()A.W1＝eq\f(1,2)W2B.W1＝W2C.W1＝2W2D.W1＝4W26.(杭州)跳繩是大家喜愛的體育運動之一，小金的質量為50千克，每次跳起高度約為6厘米(人整體上升，如圖所示)，一分鐘跳100次，下列說法正確的是()A.向上起跳過程中小金的動能持續(xù)增大B.在整個跳繩過程中小金的機械能守恒C.小金跳一次克服重力做功約3焦D.小金在這一分鐘內跳繩的功率約為50瓦二、雙項選擇題7.(長沙改編)下列有關機械能及其轉化的說法正確的是()A.彎弓射箭，箭的動能轉化為弓的彈性勢能B.攔河大壩使上游的水位升高，提高了水的重力勢能C.蹦床運動員從高處落下，其動能轉化為重力勢能D.人造衛(wèi)星從近地點飛向遠地點時勢能增大，動能減小8.(貴陽改編)如圖所示，粗糙的弧形軌道豎直固定于水平面，一小球由A點以速度v沿軌道滾下，經(jīng)另一側等高點B后到達最高點C.下列關于小球滾動過程的分析正確的是()A.整個過程只有重力在對小球做功B.小球在A、B兩點具有的動能相同C.小球在A、B、C三點的速度大小關系是vA>vB>vCD.小球在A點具有的機械能大于它在C點具有的重力勢能9.(荊州改編)如圖所示，粗糙水平面AB與光滑斜面BC平滑連接，彈簧左端固定．小木塊P被壓縮的彈簧彈出并沖上斜面BC的過程中(空氣阻力忽略不計)，下列說法正確的是()A.在彈簧恢復原狀的過程中，彈簧的彈性勢能部分轉化為小木塊P的動能B.小木塊P離開彈簧后在粗糙水平面AB上滑行時機械能守恒C.小木塊P在斜面上向上運動時，動能減小，重力勢能增加D.小木塊P運動到最高點時處于平衡狀態(tài)三、填空題10.(徐州改編)跳傘運動員打開降落傘后在空中勻速下降，此時運動員和傘受到的空氣阻力________重力(選填“＞”“＜”或“＝”)，運動員的重力勢能________(選填“變大”“變小”或“不變”)．11.(連云港)小明同學用20N的水平推力，將重為280N的購物車沿水平地面向前推動了10m，在此過程中，推力對購物車做功______J，購物車的重力做功________J；一個皮球落地后彈起，彈起的高度越來越低，皮球在運動過程中，機械能總量________(選填“增加”“減少”或“保持不變”)．12.如圖所示，將一小球與固定在豎直墻壁上的輕質彈簧相連，小球可以在光滑的水平面上滑動．當小球在O點時，彈簧處于自然伸長的狀態(tài)，若將小球推至B點，此時小球受到彈簧的彈力方向是______；松手后小球經(jīng)過O點時的動能________(選填“最大”或“最小”)．13.(荊門改編)如圖所示，重為5N的鐵塊緊緊吸附在磁性平板的下表面，若用2N的水平力向右拉鐵塊時，鐵塊勻速運動，若用3N的水平力拉動鐵塊前進了0.5m，鐵塊受到的摩擦力大小為________N，拉力對鐵塊做的功為________J.四、實驗探究題14.(綏化)如圖，某實驗小組在“探究物體的動能跟哪些因素有關”的實驗中，讓小球從同一斜面某處由靜止釋放，撞擊同一水平面上的同一木塊，木塊移動一段距離后停止．(1)小球滾下斜面的過程中，它的________能轉化為動能，其動能大小是通過木塊移動的距離來反映的．(2)分析比較________兩次實驗，可探究出的結論是：質量相同的物體，速度越大，動能越大．(3)甲實驗中若木塊的重力為1N，水平移動的距離是30cm.則重力對木塊做功________J.(4)如果水平面光滑，則________(選填“能”或“不能”)完成本實驗．五、綜合題15.(德州)2018年10月24日，港珠澳大橋正式建成通車．如圖所示，一輛汽車行駛在其中一段長15km的直橋上，已知：汽車的總質量為1.5t(包括車、車上的人和物品等)，輪胎與地面的總接觸面積為0.2m2，汽車以90km/h的速度勻速通過大橋的這一段路段，行駛過程中受到的阻力為900N．(g取10N/kg)求：(1)汽車靜止在水平地面時對地面的壓強；(2)此過程中汽車牽引力所做的功；(3)此過程中汽車牽引力做功的功率．練習二機械能一、單項選擇題1.(寧波)2018年6月29日，一則題為《20秒60級臺階他抱著暈倒的女士沖向醫(yī)院》的新聞報道讓救人兵哥哥、東部戰(zhàn)區(qū)海軍戰(zhàn)士朱墨巖刷屏全國．在這20s內，朱墨巖登臺階的平均功率接近()A.5.5WB.55WC.550WD.5500W2.(臺州)立定跳遠時的動作分解如圖，在此過程中運動員()A.上升時，動能減小，勢能減小B.上升時，動能增大，勢能增大C.下落時，勢能增大，動能減小D.下落時，勢能減小，動能增大3.(泰州)如圖，一個小球在地面上彈跳．下列分析錯誤是()A.小球從A處到B處重力勢能增大B.小球從B處到C處動能增大C.小球在B處比D處重力勢能大D.小球在A、C、E三處機械能總量相等4.(連云港)如圖所示，一物塊從光滑斜面上A點由靜止滑下，B為斜面AC的中點，設物塊在AB段重力做功為W1，重力的功率為P1；在BC段重力做功為W2，重力的功率為P2.則下列關系正確的是()A.W1>W2P1>P2B.W1＝W2P1＝P2C.W1＝W2P1<P2D.W1<W2P1<P2二、雙項選擇題5.(安徽改編)如圖所示，在光滑的水平臺面上，一輕彈簧左端固定，右端連接一金屬小球，O點是彈簧保持原長時小球的位置．壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在AB間做往復運動(已知AO＝OB)．小球從A位置運動到B位置的過程中，下列判斷正確的是()A.小球的動能不斷增加B.彈簧的彈性勢能先減小后增大C.小球運動到O點時的動能與此時彈簧的彈性勢能相等D.在任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動能之和保持不變6.(通遼)用彈簧測力計兩次水平拉同一木塊，使它在同一水平木板上做勻速直線運動，圖乙是它運動的路程隨時間變化的圖像，下列說法正確的是()A.木塊兩次做勻速直線運動時，彈簧測力計示數(shù)分別為F1、F2，則F1>F2B.木塊兩次受到滑動摩擦力分別為F1′、F2′，則F1′＝F2′C.兩次拉力分別在10s內對木塊做功為W1、W2，則W1<W2D.兩次拉力分別在10s內對木塊做功的功率為P1、P2，則P1>P2三、填空題7.(綿陽)2019年1月3日，嫦娥四號實現(xiàn)了人類探測器首次成功在月球背面軟著陸．嫦娥四號探測器在距離月球表面100米高處懸停，對月球表面識別，并自主避障，選定相對平坦的區(qū)域后，開始緩慢地豎直下降，最后成功軟著陸．從距離月球表面100米到軟著陸在月球表面的過程中，嫦娥四號探測器的重力勢能________，機械能________．(均選填“增加”“不變”或“減少”)8.(無錫)如圖所示，將鋼鋸條固定在桌面邊緣，將棋子放在鋼鋸條的端部，然后用手將鋸條的端部壓下一段距離，松手后，棋子會被彈起一定的高度，此過程中，鋼鋸條的彈性勢能轉化為棋子的_______勢能，增加鋼鋸條被下壓的距離，發(fā)現(xiàn)棋子被彈起的高度增加，實驗表明，物體的________越大，它的彈性勢能越大．9.(臨沂)新能源汽車因節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點深受廣大家庭的喜愛．小明爸爸駕駛電動汽車在平直公路上勻速行駛12km，用時10min.已知該車的總質量為1.6×103kg，行駛中阻力為車重的0.05倍，此過程中該車牽引力做功________J，功率為________kW.(g取10N/kg)10.在體育考試中男生設引體向上項目．如圖是引體向上的示意圖，小明在半分鐘內做了12個規(guī)范的引體向上．已知小明的質量為60kg，每次引體向上他能將自身重心提高0.4m，則小明每做一次引體向上所做的功為________J，整個過程中的平均功率為________W．(g取10N/kg)四、綜合題11.(南通)一新型無人駕駛電動汽車的質量為1.6×103kg，性能測試時，汽車在平直的公路上勻速行駛6.0×103m，用時300s，共消耗電能1.2×107J，測得電機輸出的機械功率為3.2×104W，g取10N/kg.求：(1)汽車的重力；(2)汽車電機的效率；(3)汽車受到的阻力．核心·素養(yǎng)1.(蘇州)將皮球從離地某一高度O點處水平拋出，球落地后又彈起，它的部分運動軌跡如圖所示，下列說法正確的是()A.皮球經(jīng)過同一高度的A、B兩點時動能相等B.皮球第一次反彈后到達最高點P點時速度為零C.皮球在D點時的機械能小于在C點時的機械能D.若將皮球表面涂黑，則會在地面M、N兩點留下兩個大小相等的黑色圓斑2.(雙選)一定質量的物體在水平拉力的作用下沿水平面運動，物體運動的路程－時間圖像如圖所示，根據(jù)圖像，下列判斷正確的是()A.物體10s時的速度大于4s時的速度B.0～6s拉力對物體所做的功大于6～12s拉力對物體所做的功C.0～6s拉力對物體做功的功率小于6～12s拉力對物體做功的功率D.0～6s物體所受的拉力等于6～12s物體所受的拉力3.(咸寧)甲、乙是兩個完全相同的網(wǎng)球．如圖所示，在同一高度同時以大小相等的速度，將甲球豎直向下拋出、乙球豎直向上拋出，不計空氣阻力．拋出時兩球機械能________(選填“相等”或“不相等”)；落地前的運動過程中，甲球的動能________(選填“增大”“不變”或“減小”)，乙球的機械能________(選填“增大”“先增大后減小”“不變”或“減小”)．4.(宜賓)如圖所示，一個物體靜止于光滑水平面上的O點，在水平恒力F作用下開始向右加速運動，依次經(jīng)過a、b、c三個點，且a、b之間和b、c之間的距離相等，F(xiàn)在ab段做功W1，做功功率P1；在bc段做功W2，做功功率P2，則有W1______W2，P1______P2.(均選填“＞”“＝”或“＜”)5.(眉山)如圖甲所示，水平地面上的物體，受到方向不變的水平推力F的作用，其F－t和v－t圖像分別如圖乙和圖丙所示．由圖像可知，9～12s內，推力對物體做功________J；t＝2s時，物體受到的摩擦力是________N.6.(福建)踢毽子是一項有益的體育活動．如圖，毽子某次被踢出后，豎直上升經(jīng)過某一位置時，毽子的動能和重力勢能分別Ek1和EP1，下落經(jīng)過同一位置時，毽子的動能和重力勢能分別為Ek2和EP2，則()A.Ek2＞Ek1B.Ek2＜Ek1C.EP2＞EP1D.EP2＜EP17.(鎮(zhèn)江)自動感應門俯視圖如圖所示：當有物體進入半徑為2m的虛線圓(圓心為O)內時，寬度均為2m的兩扇感應門立即向兩邊勻速開啟，開啟速度為0.1m/s，感應門在物體離開虛線圓后關閉．在水平地面上，人用100N的水平推力F推動寬D＝40cm的貨物，使貨物的中央沿虛線s垂直地勻速通過該門．此過程中貨物受到的摩擦力大小為________N，從門開始開啟到貨物被推至門處的過程中，推力F做的功為____J；為能安全通過該感應門，貨物運動的速度應不超過____m/s.第11章功和機械能例1、答案：C解析：本題考查做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的距離。將放在課桌邊的文具盒水平推至課桌中央，文具盒在重力的方向上沒有通過距離，所以重力和支持力都沒有對它做功；在水平方向上，文具盒移動了一段距離，所以文具盒所受的推力F對它做了功。例2、答案：A解析：從題圖中可以看出，兩個滑輪組分別由兩段繩和三段繩承擔，故F1＝eq\f(1,2)G總，F(xiàn)2＝eq\f(1,3)G總，因此F1＞F2；不計繩重及摩擦，滑輪組的機械效率η＝eq\f(W有用,W總)＝eq\f(W有用,W有用＋W額外)＝eq\f(G物h,G物h＋G動h)＝eq\f(G物,G物＋G動)，故兩滑輪組機械效率相等，即η1＝η2。例3、答案：D解析：A選項不正確，原因是不能單純從速度上比較動能的大小，動能的大小是由速度和質量共同決定的，只有知道質量的大小和速度的大小以及動能的計算方法，才能比較子彈和飛機的動能大小。B選項不正確，彈簧被拉長和彈簧被壓縮時彈簧的彈性勢能都在變大。C選項不正確，選項所給出的條件不足，即質量和高度沒有具體的數(shù)值，所以它們的重力勢能無法進行比較。D選項正確，理解的關鍵在“可能”，若某段時間跳傘運動員在空中勻速下降時，其速度不變，且質量也未變，故動能不變。例4、答案：B錯解：A錯因：錯選A者是認為灑水車勻速運動，其速度不變故動能不變。解析：本題中灑水車不斷灑水，其質量不斷減小，所以盡管其速度不變，但動能在減小。例5、【解析】選D。從球出手到落地的過程中，球先上升后下降，上升過程中，動能轉化為重力勢能，最高點動能為零，重力勢能最大。下降過程中，重力勢能轉化為動能，重力勢能減小，動能增大。整個過程動能先減小后增大，重力勢能先增大后減小。不計空氣摩擦，動能和重力勢能的總和機械能不變，故選D。例6、答案：a42【解析】本題考查機械能的轉化及守恒。小石塊在上升過程中(不計空氣阻力)，動能全部轉化為重力勢能，動能越來越小，重力勢能越來越大，故圖線a是“動能-高度”關系圖線。從圖像中發(fā)現(xiàn)：小石塊上升的最大高度為4m。小石塊在最高點時，動能為0，重力勢能等于2J，所以此時小石塊的機械能等于動能與重力勢能之和即2J。例7、【解析】選B。本題考查功的估測。一個雞蛋的質量約50g，重力約0.5N；舉過頭頂，高度約2m，所做的功為W=Fs=Gh=0.5N×2m=1J，B正確。例8、【解析】選A、C。本題考查做功的計算。拉力相同，移動距離相同，所以力F做的功W1=W2=W3=Fs。故選A、C。例9、答案：10010200【解析】本題考查功和功率的計算。推力做的功為W=Fs=200N×0.5m=100J，小華對箱子做功的功率P=Wt=100例10、【解析】選A。本題考查機械能的變化。運動員從A點到B點的過程中，重力大于彈力，故運動員加速下落，故A正確；從B點到C點的過程中，彈力大于重力，運動員減速下落，到達C點時，處于靜止狀態(tài)，動能最小，而從A點到C點的過程中，運動員的質量不變，高度減小，故重力勢能不斷減小，故B、C錯誤；由圖像可知，最終運動員處于靜止狀態(tài)，此時重力與彈力相等，彈力的大小為0.6F0，故D錯誤。例11、答案：(1)超載(2)質量相同時，速度越大，動能越大，越難停車，危險性更大【解析】本題考查動能大小的探究實驗。超速是指汽車的質量一定，速度越大，動能越大，選擇質量相等到達水平面速度不同的A、B小球，即甲、乙兩圖即可以實現(xiàn)；超載是指汽車的速度一定時，質量越大，動能越大，選擇到達水平面的速度相等，質量不同的A、C小球進行實驗，即可實現(xiàn)。綜上分析可得答案。滿分·必練練習一功和功率1.C【解析】做功的必要條件：一是要有力，二是受力物體在力的方向上移動距離；A圖有力的作用，但沒有移動的距離，所以沒有做功；B圖有向上拉力的作用，也有向前距離的移動，因運動的方向與力的方向垂直，所以沒有做功；C圖手掌對雞蛋有一個向上的托力，使雞蛋相應的向上運動了一定距離，滿足做功條件；D圖舉重運動員將杠鈴舉起保持靜止，雖然有托舉的力，但并沒有在力的方向上的運動距離，故沒有做功；只有C符合題意，故選C.2.C【解析】滑雪運動員加速下滑時，重力不變，高度降低，速度增大，其重力勢能變小，動能變大，A、B錯誤；以地面為參照物，加速下滑的運動員位置發(fā)生變化，故滑雪運動員相對于地面是運動的，C正確；運動員加速下滑過程中速度增大，故其運動狀態(tài)發(fā)生變化，D錯誤．故選C.3.B【解析】由題可知，甲、乙兩位同學爬樓的路程s相同，甲用時40s，乙用時50s，由v＝eq\f(s,t)可知，v甲>v乙，則以甲為參照物，乙是運動的，A錯誤，B正確；甲爬樓做的功W甲＝G甲h＝m甲gh，乙爬樓做的功W乙＝G乙h＝m乙gh，由于m甲>m乙，故W甲>W乙，C錯誤；根據(jù)P＝eq\f(W,t)，且W甲>W乙、t甲<t乙知，甲爬樓的功率較大，D錯誤．故選B.4.D【解析】s＝vt＝0.2m/s×4s＝0.8m，W＝Fs＝5N×0.8m＝4J，D正確．故選D.5.B【解析】根據(jù)W＝Fs，推力和在推力的方向上移動距離相同，所以推力做的功相同，B正確．故選B.6.D【解析】上升過程動能一直變小，A錯誤；跳繩過程中由于存在阻力，機械能減小，故機械能不守恒，B錯誤；小金跳一次克服重力做功約為W＝Fs＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×6×10－2m＝30J，C錯誤；一分鐘內跳繩的功率P＝eq\f(W,t)＝100×eq\f(30J,60s)＝50W，D正確．故選D.7.BD【解析】射箭過程是將弓的彈性勢能轉化為箭的動能，A錯誤；水庫修建大壩使上游的水位升高，提高了水的重力勢能，B正確；蹦床運動員從高處落下時，運動員的重力勢能減小，動能增大，是把重力勢能轉化為動能，C錯誤；人造衛(wèi)星從近地點飛向遠地點時，它距離地面的高度在增大，人造衛(wèi)星運動的速度在減小，它的質量不變，故人造衛(wèi)星的動能減小，重力勢能在增大，此時人造衛(wèi)星動能轉化為重力勢能，D正確．故選BD.8.CD【解析】整個過程除了重力做功還有摩擦力做功，A錯誤；A到B，需要克服摩擦力做功，則動能減小，B點的動能小，B錯誤；又因為B到C克服摩擦力和重力做功，B點的動能大于C點的動能，小球質量不變，動能與速度有關，所以vA>vB>vC，C正確；由于小球從A到C過程中需要克服摩擦力做功，機械能在減小，C處機械能只有重力勢能，A處的機械能大于C處的重力勢能，D正確．故選CD.9.AC【解析】AB水平面粗糙，在彈簧恢復原狀的過程中，彈簧的彈性勢能有一部分轉化為小木塊的內能，不是全部轉化為小木塊P的動能，A正確；小木塊P離開彈簧后在粗糙水平面AB上滑行時，有一部分機械能轉化為內能，機械能不守恒，B錯誤；小木塊P在斜面上向上運動時，動能轉化為重力勢能，動能減小，重力勢能增加，C正確；BC表面光滑不受摩擦力，小木塊P運動到最高點時，受到重力的作用有沿斜面向下運動的趨勢(無摩擦力阻礙會向下運動)，因此不是處于平衡狀態(tài)，D錯誤．故選AC.10.＝變小【解析】跳傘運動員打開降落傘后在空中勻速下降，運動員受到的空氣阻力和重力是一對平衡力，大小相等；在下落過程中，運動員的質量不變，高度降低，因此重力勢能變?。?1.2000減少【解析】推力對購物車做的功W＝Fs＝20N×10m＝200J；購物車在重力的方向上沒有移動距離，重力做功0J；皮球落地后彈起，彈起的高度越來越低，是因為受到空氣阻力的作用，一部分機械能轉化為內能，機械能總量減少．12.水平向右最大13.21.5【解析】鐵塊向右勻速運動時，磁性平板對鐵塊的摩擦力與水平向右的拉力是一對平衡力，故f＝F＝2N，方向向左；當用3N的拉力讓鐵塊前進時，由于接觸面上的壓力和粗糙程度都不變，故滑動摩擦力的大小不變，仍為2N，此時拉力對鐵塊做的功：W＝F′s＝3N×0.5m＝1.5J.14.(1)重力勢(2)甲、乙(3)0(4)不能【解析】(1)小球從斜面滾下過程中，重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉化為動能；(2)由實驗可知，甲、乙兩次實驗，球的質量相同，甲滾下的高度大于乙滾下的高度，甲中木塊移動距離更遠，說明動能較大，可得質量相同的物體，速度越大，具有的動能就越大；(3)木塊在水平方向上運動，在重力的方向上沒有移動距離，不做功，重力G對木塊做的功為0J；(4)如果水平面光滑，則沒有摩擦，木塊在水平方向上受力為0，豎直方向上受到平衡力作用，根據(jù)牛頓第一定律，運動的物體在受平衡力的作用時，將一直做勻速直線運動，無法測量滑行距離，故不能完成本實驗．15.解：(1)汽車質量m＝1.5t＝1.5×103kg其重力G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N汽車靜止在水平地面時對地面的壓力等于汽車總重力F＝G＝1.5×104N汽車靜止時對地面的壓強p＝eq\f(F,S)＝eq\f(1.5×104N,0.2m2)＝7.5×104Pa(2)因為勻速直線通過該路段，所以牽引力F牽＝f＝900Ns＝15km＝1.5×104m牽引力所做的功W＝F牽s＝900N×1.5×104m＝1.35×107J(3)汽車的速度v＝90km/h＝25m/s牽引力做功的功率：由P＝eq\f(W,t)＝eq\f(F牽s,t)＝F牽v，得：P＝F牽v＝900N×25m/s＝2.25×104W練習二機械能1.C【解析】人沿著臺階往上走的時候，人克服重力做功，成年人質量大約60kg，普通樓梯一個臺階的高度約為15cm，60級臺階的高度約為9m；根據(jù)功率的計算公式，可知P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝eq\f(2Gh,t)＝eq\f(2mgh,t)＝eq\f(2×60kg×10N/kg×9m,20s)＝540W，最接近的選項為C；故選C.2.D3.D【解析】小球從A處到B處，高度增加，重力不變，重力勢能增大，A正確，不符合題意；小球從B處到C處，重力勢能轉化為動能，速度增大，所以動能增大，B正確，不符合題意；D處比B處低一些，小球在B處比D處重力勢能大，C正確，不符合題意；由于存在阻力，小球克服阻力做功會消耗能量，故小球在A、C、E三處機械能總量逐漸減小，D錯誤，符合題意．故選D.4.C【解析】根據(jù)功的定義，功是力與物體在力的方向上通過距離的乘積，重力的方向豎直向下，因為B是AC的中點，所以AB＝BC，由幾何關系可以得出A到B的豎直方向的距離等于B到C的豎直方向的距離，所以在AB段與BC段重力做功相等；物體在BC段的平均速度大于AB段的平均速度，因此BC段運動時間小于AB段運動時間，再由功率的定義即可得出重力在AB段的功率小于BC段的功率．故選C.5.BD【解析】水平面光滑，球和彈簧組成的系統(tǒng)中，小球從A→O的過程中彈性勢能轉化成動能，彈性勢能減小，動能增大，小球從O→B的過程中動能轉化成彈性勢能，彈簧的彈性勢能先減小后增大，A錯誤，B正確；O點時彈簧處于原長，彈性勢能為0，動能最大，C錯誤；水平面光滑，小球和彈簧組成的系統(tǒng)動能和勢能相互轉化，機械能守恒，D正確．故選BD.6.BD【解析】木塊兩次做勻速直線運動，木塊質量不變，接觸面粗糙程度不變，則拉力等于滑動摩擦力，即f＝F1＝F2＝F1′＝F2′，A錯誤，B正確；兩次拉力分別在10s內使木塊移動的距離分別為s1＝50cm，s2＝25cm，拉力相等，移動的距離s1＞s2，由W＝Fs可知，W1＞W(wǎng)2，C錯誤；做功時間相等，由P＝eq\f(W,t)，W1＞W(wǎng)2，可知P1＞P2，D正確．故選BD.7.減少減少【解析】由于嫦娥四號探測器在緩慢下降，可近似看做勻速下降，其高度不斷減小，所以其重力勢能減小，動能不變，所以其機械能在減少．8.重力彈性形變【解析】用手將鋸條的端部壓下一段距離，彎曲后的鋸條發(fā)生了彈性形變，具有一定的彈性勢能．當松手后，鋸條要恢復原狀，將棋子彈起，鋸條的彈性勢能減小，棋子的高度增加，棋子的重力勢能增大，因此在此過程中，鋸條的彈性勢能轉化為棋子的