專題14功和機械能(原卷版+解析)

功和機械能判斷有無做功掌握功和功率的計算知道動能和勢能機械能及其相互轉化一、功1、判斷有沒有做功（1）做功的兩個必要因素：①作用在物體上的力；②在力的方向上通過一段距離。（2）沒有做功的情況：①有力無距離；比如大石頭搬而未動②有距離無力；比如拋出的籃球（水平方向上）③有力有距離，力的方向和距離垂直；比如手提水桶在平路上直行功的計算W=F·S=P·t注意：各物理量要對應；單位要記清。二、功率1、P=W/t表示：功和做功所用時間之比；數(shù)值上等于單位時間內所做的功。表示字母注意和壓強區(qū)分物理意義：表示做功的快慢注意：做的功多不一定功率大，所用的時間短也不一定功率大；只有相等的時間內做的功越多，功率才大。

3、在力F作用下做勻速直線運動時，有：P=W/t=Fs/t=Fv機械能及其轉化1、能量：一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能量。正確理解能夠做功:不一定“要做功”“正做功”“已做功”動能：物體由于運動而具有的能量。（1）動能大小的決定因素：由和共同決定。速度越大，質量越大，動能越大。（2）一切運動的物體都具有動能。靜止的物體（速度為0，動能為0）。3、勢能：（1）重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量質量越大，舉得越高，重力勢能越大。（2）彈性勢能：發(fā)生彈性形變的物體具有的能量。彈性形變越大，彈性勢能越大。機械能：動能和勢能統(tǒng)稱機械能。思考：什么時候說物體具有機械能？物體具有動能、重力勢能、彈性勢能中的至少一種。5、動能和勢能的相互轉化不考慮摩擦力等遵循原理：機械能守恒定律類型一做功的判斷1、小明用100N的力將50N的鉛球擲出10m遠，則在鉛球拋出的過程中，人對鉛球所作的功是：（）A、1000JB、500JC、0JD、1500J【拓展延伸】下列情景中，人有沒有對所帶皮箱做功？地上放了個皮箱，小美走上前，A.用力用力一提，但沒有提起來，深吸了一口氣，小美再一次用力，B.終于把箱子提起來了。但是小美力氣太小了，C.提著皮箱在原地動不了。突然，小美看見了小強，于是呼喚小強過來幫忙。D.兩個人一起把箱子搬上了電梯，E.然后隨電梯一起上到三樓。出了電梯后，F(xiàn).小強提著箱子在水平地板上勻速前進了50m，送到了小美的家里。類型二功的計算做1J的功就相當于（）A．把質量是1kg的物體移動1m做的功B．把1N重的物體水平移動1m所做的功C．把質量是1kg的物體勻速舉高1m所做的功D．把1N重的物體勻速舉高1m所做的功【拓展延伸】小明從一樓提20個普通雞蛋送給三樓的張爺爺，小明對這些雞蛋大約做了多少功（）A.0JB.60JC.600JD.6J用水平拉力F拉物體A在光滑水平面上沿力的方向移動距離s，拉力F做的功為W1，拉同樣的物體A在粗糙水平面上沿力的方向移動相同的距離s，拉力F做的功為W2，則（）W1<W2B.W1=W2C.W1>=W2D.條件不足，無法判斷【拓展延伸】如圖甲所示，小明用彈簧測力計拉木塊，使它沿水平木板勻速滑動，圖乙是他兩次拉動同一木塊得到的距離隨時間變化的圖象．下列說法正確的是（）A．木塊兩次受到的拉力和摩擦力均相等B．木塊第1次受到的拉力較大C．木塊兩次的動能一樣多D．兩次拉力對木塊做的功一樣多3、質量為50㎏的雪橇上裝載了350㎏的貨物，一匹馬拉著它將貨物勻速運到了2km外的貨場。如果雪橇行進中受到的摩擦力是500N，求馬運貨時做的功。（g=10N/㎏）【拓展延伸】一個人用50N的力沿水平方向勻速推一輛重200N的車前進2m，求這個人對車做功多少？重力對車做功多少？類型三功率的計算1、當兩臺機器正常工作時，功率大的機器一定比功率小的機器（）A.做功多B.做功少C.做功快D.做功慢【拓展延伸】周末，266班同學相約在鳳凰谷進行登山比賽。如果規(guī)定功率最大者獲勝，那么最后勝出者一定是（）A.體重最大的一個B.用時最短的一個C.速度最大的一個D.做功最快的一個2、2020年2月2日上午，武漢火神山醫(yī)院正式交付，10天速成一座醫(yī)院，不僅再一次向全世界亮出了“中國速度”，更展現(xiàn)了中華民族抗擊疫情的決心。在這場沒有硝煙的戰(zhàn)爭中，建設者們這群“逆行者”沖鋒在前，而國產(chǎn)卡車則是堅實后盾！已知圖中的卡車在裝載完成后質量為10t，車輪與地面接觸總面積為0.4m2，當卡車在水平路面勻速直線行駛時，所受阻力為重力的15，卡車牽引力功率為92kW，當裝載完成后，請你計算：（g取10N/kg（1）卡車在水平地面靜止時，對地面壓強是多少？（2）卡車勻速直線行駛100s時，牽引力做了多少功？（3）卡車勻速直線行駛100s時，卡車通過的距離有多長？類型四機械能1、下列物體具有哪種機械能。A．拉長的彈簧具有＿＿＿＿＿。B．水庫中的水(被大壩提高)具有＿＿＿＿＿。C、桌子上的茶杯具有＿＿＿＿。D．正在爬坡的汽車具有＿＿＿＿。E．在空中飛行的小鳥具有＿＿＿＿?！就卣寡由臁筷P于動能的說法正確的是（）A.一切運動的物體都具有動能B.運動的物體具有的能叫動能C.只有機械能的物體一定具有動能D.物體的運動速度越大，動能越大2、草原發(fā)生大面積蝗災時，農業(yè)部門利用飛機噴灑農藥消滅蝗蟲。當飛機在某一高度水平勻速飛行噴灑農藥時，它的（）A．動能不變，勢能不變B．動能減少，勢能增加C．動能增加，勢能減少D．動能減少，勢能減少【拓展延伸】如圖所示，無人駕駛電動掃地車，在水平路面上勻速前進并不斷將地面上的垃圾吸入車內，則在掃地過程中，它的動能，機械能。（兩空均選填“變大”“變小”或“不變”）3、如圖所示，在“研究物體動能與哪些因素有關”的實驗中，將A、B、C三小球先后從同一裝置的hA、hB、hC高處滾下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB）推動紙盒運動一段距離后靜止。（1）要研究動能與質量的關系，我們要選擇兩圖來進行比較。（2）要研究動能與速度的關系，我們要選擇兩圖來進行比較。（3）讓不同的鋼球從同一高度滾下是為了？（4）從圖中可以看出，A、B、C三個小球剛到達水平面時，球的動能最大。（5）此實驗得出的結論是：4、跳遠運動的幾個階段如圖所示，則運動員（）A.助跑階段機械能不變B．起跳時機械能為零C．經(jīng)過最高點時動能最大D．經(jīng)過最高點時重力勢能最大【拓展延伸1】中國跳水隊被人們稱為“夢之隊”．圖是跳水運動員跳水時的情景，運動員在離開跳板到落入水的過程中（）A．他的動能一直增大，機械能不變B．他的重力勢能一直減小，機械能減小C．他的動能先減小后增大，機械能減小D．他的重力勢能先減小后增大，機械能增大1、下列各種生活情境中，小陽對書包做功的是（）A.小陽背著書包站在車站等車B.小陽不慎將書包從手中脫落C.小陽把放在桌面的書包向上拎起D.小陽背著書包勻速走在水平步道上2、起重機用鋼繩起吊重為l×103N的重物，先沿豎直方向將重物勻速提高10m，再沿水平方向將重物勻速移動9m，然后又將重物提高lm，起重機對重物共做了多少功？3、如圖是引體向上的示意圖，小云同學在半分鐘內做了12個規(guī)范的引體向上。己知小云的質量為60kg，每次引體向上他能將自身重心提高0．4m，則小云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)4、攀巖是一項挑戰(zhàn)自然，超越自我的驚險運動。一位攀巖者重力為520N，背著質量為8kg的背包，用時40min登上高為9m的峭壁。在此過程中，攀巖者對背包做功J，他在攀巖過程中做功的功率是W。（g取10N/kg）5、如圖所示是中考體育測試中擲出實心球時的運動情景。下列說法正確的是（）A.實心球做曲線運動是手對實心球推力作用的結果B.實心球在b點時，高度最高，動能最大C.實心球從a點運動到c點的過程中，動能越來越大D.實心球從a點運動到b點的過程中，動能轉化為重力勢能功和機械能判斷有無做功掌握功和功率的計算知道動能和勢能機械能及其相互轉化一、功1、判斷有沒有做功（1）做功的兩個必要因素：①作用在物體上的力；②在力的方向上通過一段距離。（2）沒有做功的情況：①有力無距離；比如大石頭搬而未動②有距離無力；比如拋出的籃球（水平方向上）③有力有距離，力的方向和距離垂直；比如手提水桶在平路上直行功的計算W=F·S=P·t注意：各物理量要對應；單位要記清。二、功率1、P=W/t表示：功和做功所用時間之比；數(shù)值上等于單位時間內所做的功。表示字母注意和壓強區(qū)分物理意義：表示做功的快慢注意：做的功多不一定功率大，所用的時間短也不一定功率大；只有相等的時間內做的功越多，功率才大。

3、在力F作用下做勻速直線運動時，有：P=W/t=Fs/t=Fv機械能及其轉化1、能量：一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能量。正確理解能夠做功:不一定“要做功”“正做功”“已做功”動能：物體由于運動而具有的能量。（1）動能大小的決定因素：由和共同決定。速度越大，質量越大，動能越大。（2）一切運動的物體都具有動能。靜止的物體（速度為0，動能為0）。3、勢能：（1）重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量質量越大，舉得越高，重力勢能越大。（2）彈性勢能：發(fā)生彈性形變的物體具有的能量。彈性形變越大，彈性勢能越大。機械能：動能和勢能統(tǒng)稱機械能。思考：什么時候說物體具有機械能？物體具有動能、重力勢能、彈性勢能中的至少一種。5、動能和勢能的相互轉化不考慮摩擦力等遵循原理：機械能守恒定律類型一做功的判斷1、小明用100N的力將50N的鉛球擲出10m遠，則在鉛球拋出的過程中，人對鉛球所作的功是：（）A、1000JB、500JC、0JD、1500J【答案】C【解析】鉛球拋出的過程中，人對鉛球沒有里的作用，故不做功?！就卣寡由臁肯铝星榫爸?，有沒有對所帶皮箱做功？地上放了個皮箱，小美走上前，A.用力用力一提，但沒有提起來，深吸了一口氣，小美再一次用力，B.終于把箱子提起來了。但是小美力氣太小了，C.提著皮箱在原地動不了。突然，小美看見了小強，于是呼喚小強過來幫忙。D.兩個人一起把箱子搬上了電梯，E.然后隨電梯一起上到三樓。出了電梯后，F(xiàn).小強提著箱子在水平地板上勻速前進了50m，送到了小美的家里?！敬鸢浮緼、C、E、F【解析】A有力無距離，C有力無距離，E有距離無力，F(xiàn)有力無距離。類型二功的計算做1J的功就相當于（）A．把質量是1kg的物體移動1m做的功B．把1N重的物體水平移動1m所做的功C．把質量是1kg的物體勻速舉高1m所做的功D．把1N重的物體勻速舉高1m所做的功【答案】D【解析】判斷力做功，有力有距離，而且力和距離的方向要相同?！就卣寡由臁啃∶鲝囊粯翘?0個普通雞蛋送給三樓的張爺爺，小明對這些雞蛋大約做了多少功（）A.0JB.60JC.600JD.6J【答案】A【解析】2個普通雞蛋重1N，20個普通雞蛋重10N，一樓到三樓豎直高度約6m，故小明對雞蛋做功60J作用。用水平拉力F拉物體A在光滑水平面上沿力的方向移動距離s，拉力F做的功為W1，拉同樣的物體A在粗糙水平面上沿力的方向移動相同的距離s，拉力F做的功為W2，則（）W1<W2B.W1=W2C.W1>=W2D.條件不足，無法判斷【答案】B【解析】兩次的力大小不變，移動距離也不變，故做功大小相等?！就卣寡由臁咳鐖D甲所示，小明用彈簧測力計拉木塊，使它沿水平木板勻速滑動，圖乙是他兩次拉動同一木塊得到的距離隨時間變化的圖像。下列說法正確的是（）A．木塊兩次受到的拉力和摩擦力均相等B．木塊第1次受到的拉力較大C．木塊兩次的動能一樣多D．兩次拉力對木塊做的功一樣多【答案】A【解析】由s-t圖像可知，第一次速度大，質量相等，故動能第一次大，C錯；兩次壓力和接觸面的粗糙程度都一樣，故兩次摩擦力一樣，兩次都是勻速直線運動，故拉力等于摩擦力，都相等，A對B錯；兩次移動距離不知道，故做功大小不確定，D錯。3、質量為50㎏的雪橇上裝載了350㎏的貨物，一匹馬拉著它將貨物勻速運到了2km外的貨場。如果雪橇行進中受到的摩擦力是500N，求馬運貨時做的功。（g=10N/㎏）【答案】106J【解析】馬拉貨車做勻速直線運動，故拉力F=F摩=500N，移動距離S=2000m馬運貨時做功W=FS=500N×2000m=106J【拓展延伸】一個人用50N的力沿水平方向勻速推一輛重200N的車前進2m，求這個人對車做功多少？重力對車做功多少？【答案】100J0J【解析】人對車拉力F=50N，移動距離S=2m人對車做功W=FS=50N×2m=100J重力方向上沒有移動距離，故重力不做功。類型三功率的計算1、當兩臺機器正常工作時，功率大的機器一定比功率小的機器（）A.做功多B.做功少C.做功快D.做功慢【答案】C【解析】功率的物理意義：表示做功的快慢，功率大，做功一定快。【拓展延伸】周末，266班同學相約在鳳凰谷進行登山比賽。如果規(guī)定功率最大者獲勝，那么最后勝出者一定是（）A.體重最大的一個B.用時最短的一個C.速度最大的一個D.做功最快的一個【答案】D【解析】功率的物理意義：表示做功的快慢，功率大，做功一定快。2、2020年2月2日上午，武漢火神山醫(yī)院正式交付，10天速成一座醫(yī)院，不僅再一次向全世界亮出了“中國速度”，更展現(xiàn)了中華民族抗擊疫情的決心。在這場沒有硝煙的戰(zhàn)爭中，建設者們這群“逆行者”沖鋒在前，而國產(chǎn)卡車則是堅實后盾！已知圖中的卡車在裝載完成后質量為10t，車輪與地面接觸總面積為0.4m2，當卡車在水平路面勻速直線行駛時，所受阻力為重力的15，卡車牽引力功率為92kW，當裝載完成后，請你計算：（g取10N/kg（1）卡車在水平地面靜止時，對地面壓強是多少？（2）卡車勻速直線行駛100s時，牽引力做了多少功？（3）卡車勻速直線行駛100s時，卡車通過的距離有多長？【答案】（1）2.5×105

Pa（2）9.2×106【解析】（1）卡車對水平地面的壓力F壓=G=mg=10×103kg×10N/kg=1×105N卡車對水平地面的壓強p=（2）卡車牽引力功率P=92kW=92000W由P=Wt100s內牽引力做功W=Pt=92000W×100s=9.2×10（3）由題意得，卡車所受阻力f=因為卡車在水平路面勻速直線行駛，水平方向卡車受到的牽引力與阻力是一對平衡力，所以牽引力F=f=2由W=Fs得，卡車通過的距離s=類型四機械能1、下列物體具有哪種機械能。A．拉長的彈簧具有＿＿＿＿＿。B．水庫中的水(被大壩提高)具有＿＿＿＿＿。C、桌子上的茶杯具有＿＿＿＿。D．正在爬坡的汽車具有＿＿＿＿。E．在空中飛行的小鳥具有＿＿＿＿?！敬鸢浮緼彈性勢能B重力勢能C重力勢能D動能和重力勢能E動能和重力勢能【解析】由于運動而具有能量叫動能，物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能，物體發(fā)生彈性形變而具有的能量叫彈性勢能?！就卣寡由臁筷P于動能的說法正確的是（）A.一切運動的物體都具有動能B.運動的物體具有的能叫動能C.只有機械能的物體一定具有動能D.物體的運動速度越大，動能越大【答案】A【解析】運動的物體除了具有動能之外還可能具有其他形式的能量，B錯；有機械能不一定有動能，C錯；動能與速度和質量有關，速度大，質量不確定，動能大小不確定，D錯。2、草原發(fā)生大面積蝗災時，農業(yè)部門利用飛機噴灑農藥消滅蝗蟲。當飛機在某一高度水平勻速飛行噴灑農藥時，它的（）A．動能不變，勢能不變B．動能減少，勢能增加C．動能增加，勢能減少D．動能減少，勢能減少【答案】D【解析】動能與質量和速度有關，質量越大，速度越大，動能越大；重力勢能與質量和高度有關，質量越大，高度越高，重力勢能越大。灑水過程中，速度和高度不變，但是質量減小，故D正確?！就卣寡由臁咳鐖D所示，無人駕駛電動掃地車，在水平路面上勻速前進并不斷將地面上的垃圾吸入車內，則在掃地過程中，它的動能，機械能。（兩空均選填“變大”“變小”或“不變”）【答案】變大變大【解析】無人駕駛電動掃地車，在水平路面上勻速前進并不斷將地面上的垃圾吸入車內的過程中，整個車的質量增加，動能變大，勢能變大，機械能變大。3、如圖所示，在“研究物體動能與哪些因素有關”的實驗中，將A、B、C三小球先后從同一裝置的hA、hB、hC高處滾下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB）推動紙盒運動一段距離后靜止。（1）要研究動能與質量的關系，我們要選擇兩圖來進行比較。（2）要研究動能與速度的關系，我們要選擇兩圖來進行比較。（3）讓不同的鋼球從同一高度滾下是為了？（4）從圖中可以看出，A、B、C三個小球剛到達水平面時，球的動能最大。（5）此實驗得出的結論是：【答案】（1）ac（2）ab（3）使小球到達水平面時的初速度相同（4）C（5）動能與質量和速度有關，質量越大，速度越大，動能越大【解析】（1）a、c中小球質量不同，高度相同，故運動到水平面的初始速度相同（2）a、b中小球質量相同，高度不同，故運動到水平面的初始速度不同（3）起始高度相同，下降過程中重力勢能轉化為動能，質量不變，速度相同（4）c圖中紙盒被推出的距離最遠，間接反映動能的大小，是轉化法。（5）動能與質量和速度有關，質量越大，速度越大，動能越大4、跳遠運動的幾個階段如圖所示，則運動員（）A.助跑階段機械能不變B．起跳時機械能為零C．經(jīng)過最高點時動能最大D．經(jīng)過最高點時重力勢能最大【答案】D【解析】助跑階段，速度增大，機械能增大，A錯；起跳時，水平方向有速度，故機械能不為零，B錯；上升過程中，動能轉化為重力勢能，故最高點時動能最小，重力勢能最大，C錯，D正確。【拓展延伸】中國跳水隊被人們稱為“夢之隊”。圖是跳水運動員跳水時的情景，運動員在離開跳板到落入水的過程中（）A．他的動能一直增大，機械能不變B．他的重力勢能一直減小，機械能減小C．他的動能先減小后增大，機械能減小D．他的重力勢能先減小后增大，機械能增大【答案】C【解析】上升過程中，動能轉化為重力勢能，下降過程中，重力勢能轉化為動能，故動能先減小后增大，A錯；重力勢能先增大后減小，B錯；運動過程中與空氣有摩擦，故機械能總量減小，C正確，D錯。1、下列各種生活情境中，小陽對書包做功的是（）A.小陽背著書包站在車站等車B.小陽不慎將書包從手中脫落C.小陽把放在桌面的書包向上拎起D.小陽背著書包勻速走在水平步道上【答案】C【解析】背著書包站在車站等車，小陽對書包施了力，但沒有移動距離，小陽對書包沒有做功；不慎將書包從手中脫落，書包移動了距離，但小陽對書包沒有施力，小陽對書包沒有做功；把放在桌面的書包向上拎起，小陽對書包施加了一個向上的力，書包在這個力的方向移動了距離，小陽對書包做了功；背著書包勻速走在水平