第十一章功和機械能(復習總結)(幫課堂)(原卷版+解析)

課時11.5第十一章功和機械能復習總結（幫課堂）（原卷版）【學習目標】1.理解：功的概念；功率的概念；影響物體動能大小的因素；影響物體重力勢能大小的因素；2.會：分析力是否對物體做功；利用功解釋生活中常見現(xiàn)象；利用功率解釋生活中常見現(xiàn)象；分析動能和勢能之間的轉化過程；利用機械能分析生活中常見動能與勢能之間的轉化；3.掌握：功的簡單計算；進行功率的簡單計算。4.了解：生活中常見功率值；能量和動能的概念；影響彈性勢能大小的因素；機械能守恒定律；5.知道：什么是重力勢能和彈性勢能；機械能概念。【知識導圖】【專題復習】專題一：做功的判斷和功的計算※專題概述（1）力學中的做功包含兩個必要條件：一、作用在物體上的力；二、物體在力的方向上移動的距離。（2）分析做功時應注意以下幾點：一、當物體的受力方向與運動方向不垂直時，這個力對物體做功；二、一個物體同時受幾個力的作用時，有些力做了功，有些力沒有做功。因此，說做功必須指明是哪個力對物體做功；三、若物體受到一個與運動方向相反的力的作用，我們通常說物體克服這個力做功。比如：物體在豎直方向上向上運動時，克服重力做功，功的大小為W=Gh；在水平方向上，物體克服摩擦力做功，功的大小W=fs。典例一關于功的概念，下列說法正確的是（）。A.只要有力作用在物體上，力就對物體做功；B.物體只要移動了距離，就有力對它做了功；C.只要有力作用在物體上，物體在力的方向上又移動了距離，則這個力就對物體做了功；D.有力作用在物體上，物體又移動了距離，這個力就一定對物體做了功典例二2012年福特女子冰壺世錦賽在加拿大萊斯布里奇舉行，比賽中，選手用力把一個重約190N的冰壺水平拋出，冰壺在水平冰面上滑行10m后停下來，則冰壺在滑行過程中（）。A.選手對冰壺做了1900J的功 B.重力對冰壺做了1900J的功C.選手和重力都沒有對冰壺做功 D.以上說法都不對典例三在臺球比賽中，選手推動球桿撞擊白球，白球發(fā)生運動后碰撞其它球，以下說法正確的是（）。A.在水平桌面滾動的球受到了重力，重力對它做了功；B.手推動球桿前進時，手對球桿做了功；C.桌面對球的支持力做了功；D.白球撞擊黑球后沒有靜止，是因為人的手還在對白球做功典例四如圖所示，斜面高為1m，長為4m，用沿斜面向上大小為75N的拉力F，將重為200N的木箱由斜面底端勻速緩慢拉到頂端，下列關于做功的判斷正確的是（）。A.木箱受到的重力做功的大小為800J；B.拉力F對木箱做功的大小為300J；C.木箱受到的合力做功的大小為125J；D.木箱受到斜面的支持力做功的大小為200J專題二：功率的測量和計算※專題概述（1）注意初中階段用公式P=Fv計算功率的條件是：物體做勻速直線運動；（2）功率的定義式，可以變形為W=Pt和，可分別用于求功和時間。在運用上述公式時，一定要注意三個物理量的對應關系，W一定是在對應的時間t內(nèi)完成的功。注意：當P一定時，W與t成正比，即；當W一定時，P與t成反比，即；當t一定時，W與P成正比，。計算時要審清題目所給的條件，利用正反比關系可快速求解。典例一關于功、功率、機械效率，下列說法中正確的是（）。A．做功越快的機械，功率一定越大；B．功率越大的機械，做功一定越多；C．做功越多的機械，機械效率一定越高；D．機械效率越高，機械做功一定越快典例二雙杠屈臂伸是中學生體育測試的項目之一，若一個普通中學生在1min內(nèi)完成12次屈臂伸，該學生此過程中克服重力做功的平均功率最接近于（）。A．30W B．60W C．90W D．120W典例三如果你想測量自己爬樓梯做功的功率，下列物理量不需要測量的是（）。A．身體的質量 B．樓梯高度 C．樓梯的長度 D．上樓所用的時間典例四小明想利用所學的物理知識估測自己跳繩時克服重力的平均功率（不計繩重）。（1）實驗需要測量的物理量：①用______（填測量器材）測量自己的質量m；②測自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）；③用______（填測量器材）記錄跳n次繩所用的______（填物理量與其對應字母）。（2）跳繩時平均功率表達式：P=______。（3）若小明的質量m=50kg，他跳繩時的重心高度隨時間變化的情況如圖所示，根據(jù)所給條件可估算出他每跳一次克服重力所做的功是______J，在1min內(nèi)，他跳繩的個數(shù)是______個，在1min內(nèi)克服重力做功的平均功率為______W。（g取10N/kg）（4）小明和小華兩人想比較跳繩的平均功率（假設兩人跳起的平均高度相同），則______；A．頻率相同，體重大的功率大B．頻率相同，跳的時間長的功率大C．體重相同，頻率高的功率小D．體重相同，跳的時間長的功率大專題三：機械能※專題概述機械能動能定義物體運用運動而具有的能叫動能。一切運動的物體都具有動能（1）動能和勢能統(tǒng)稱為機械能，機械能可以和其他形式的能相互轉化。一個物體可以同時具有動能和勢能，而且在一定條件下，動能是勢能可以相互轉化。（2）機械能守恒：物體只受重力或彈力作用或雖然受其他力作用，但其他力不做功，那么在動能和勢能相互轉化過程中，物體的機械能守恒。影響動能大小的因素動能的大小跟物體的質量和速度有關，物體的質量越大，速度越大，物體所具有的動能越大勢能彈性勢能物體因發(fā)生彈性形變而具有的能叫彈性勢能影響彈性勢能大小的因素：材料和彈性形變程度。同一物體，其彈性形變越大，所具有的彈性勢能就越大重力勢能物體由于受到重力且有一定高度而具有的能叫重力勢能影響重力勢能大小的因素：物體的質量和所處的高度。物體的質量越大，高度越高，重力勢能越大典例一2021年9月17日，中國“太空三人組”搭乘神舟12號返回地球.在返回艙進入大氣層后加速下落的過程中，返回艙的（）。A．動能減小、重力勢能減小 B．動能增大、重力勢能增大C．動能增大、重力勢能減小 D．動能不變、重力勢能不變典例二在2020年11月28日第五屆廣西青少年科技運動會中，某中學代表隊在代表柳州市參加的拋石機攻城賽程中獲得亞軍。在拋石機的制作和調(diào)試過程中，要研究的物理問題很多。如圖所示是石頭從拋出點到擊中目標前在空中的運動軌跡，則在這個過程中，以下說法正確的是（）。A．石頭的重力勢能一直在增加 B．石頭的重力勢能一直在減小C．石頭的重力勢能先增加后減小 D．石頭的重力勢能先減小后增加典例三下列關于機械能守恒定律表述正確的是（）。A.長征二號運載火箭托舉神舟十二號飛船從地面加速升空的過程中機械能守恒；B.人造衛(wèi)星在地球同步軌道上運行過程中機械能守恒；C.過山車從軌道最高點到最低點的過程中機械能守恒；D.拉開的弓將箭射出去的過程中機械能守恒典例四如圖，小明在做模擬“蹦極”的實驗時，將橡皮筋一端系上小球，另一端固定在A點，B點是橡皮筋不系小球自然下垂時下端所在的位置，C點是小球從A點下落所能到達的最低點，在小球下落過程中不考慮空氣阻力，以下說法正確的是（）。A.小球到達B點時受力平衡，其動能達到最大；B.從A點到C點小球的機械能守恒；C.小球在C點時受力平衡，速度為零；D.從A點到C點小球重力勢能的減少量等于橡皮筋彈性勢能的增加量專題四：物理方法※專題概述1.控制變量法物理學中對于多因素（多變量）問題，常常采用控制變量的方法，把多因素的問題變成多個單因素問題，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。在“探究物體的動能與哪些因素有關”的實驗中和“探究影響重力勢能大小的因素”的實驗中用到了控制變量法。2.轉換法物理學中對于一些不易觀察到的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量，通常通過一些比較直觀的現(xiàn)象去認識或易用測量的物理量間接測量，這種研究方法叫轉換法。本章中研究物體動能與質量和速度關系、研究物體的重力勢能與質量和高度的關系時都應用到了轉換法。典例一如圖所示，壁厚不計的圓柱形容器放在水平地面上，內(nèi)裝有水；上端固定的細線懸掛著正方體M（不吸水）豎直浸在水中，M有的體積露出水面，此時水的深度為11cm。已知容器的底面積為200cm2、重5N，正方體M的邊長為10cm、重27N從圖示狀態(tài)開始，將容器中的水緩慢抽出。當水面下降了5cm時。細線恰好斷裂，立即停止抽水。不計細線體積和質量，下列說法中不正確的是（）。小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關”的實驗中，選用質量不同兩個鋼球m和2m，分別不從同的高度h和2h由靜止開始放下，觀察木塊被撞擊后移動的距離。實驗過程如圖所示。（1）小明通過觀察______來判斷小球動能的大小，他利用的研究方法是______（選填“控制變量法”或“轉換法”）；若水平面絕對光滑，本實驗將______（選填“能”或“不能”）達到探究目的；（2）由甲、乙兩圖可得實驗結論：物體的動能大小與______有關；（3）小明由乙、丙兩圖得出實驗結論：物體的動能大小與質量有關，她的看法是否正確？______（選填“正確”或“錯誤”），理由是：______。典例二被舉高的物體具有重力勢能，小明猜想：猜想一：重力勢能的大小可能與物體的高度有關；猜想二：重力勢能的大小可能與物體的質量有關。為了驗證猜想，小明進行了如圖所示的實驗，讓物體下落沖擊小桌，小桌的桌腿是三根釘子，并放置在沙箱的沙面上，m＜M，實驗數(shù)據(jù)如表格所示。（1）他通過觀察________來判斷物體重力勢能的大??；（2）表格中?表示：________；（3）完成步驟①后，他應________（A/B）。A．拿起小桌和物體，整平沙面，再將小桌輕放在沙面上，再實施步驟②；B．只輕輕拿起物體，此過程中手不觸碰沙箱里的小桌，再實施步驟②。步驟①②③④下落方式?以初速v向下扔小桌下陷深度5cm10cm15cm15cm（4）關于猜想一，由相關步驟________可得結論：________不變，________。（5）關于猜想二，由相關步驟________可得結論：________不變，________。（6）小明對比步驟③④，得出結論：重力勢能與物體質量無關，他的觀點________（正確/錯誤）。典例三“十次事故九次快”說明汽車超速會帶來危害，汽車“多拉快跑”更是追尾事故中的罪魁禍首，超速與超載嚴重危害了道路交通安全。小明通過實驗探究貨車超速與超載在追尾事故中的危害，用到的器材有：小車（模擬貨車）、木塊（模擬被追尾車輛）、砝碼若干、坡度固定的斜面。將小車從如圖甲所示的A處自由釋放，小車在水平面上運動一段距離s0后停止，s0可視為剎車后運動的距離。將木塊靜置于小車右側所在的位置B處，表明符合核載量并在限速內(nèi)的貨車不會對前車追尾。請回答下列問題：（1）探究貨車超速的危害：如圖乙所示，木塊置于B處，小車由斜面頂端釋放，撞擊木塊并與木塊共同運動一段距離s1，這表明貨車超速___________（選填“會”或“不會”）產(chǎn)生追尾的危害。本實驗可用木塊運動的___________反映追尾的危害程度；（2）探究貨車超載的危害：如圖丙所示，木塊置于B處，將砝碼固定在小車上，仍從A處釋放小車，觀察小車的運動情況。逐次增加砝碼個數(shù)重復實驗，發(fā)現(xiàn)小車在水平面上運動的距離幾乎都為s0，均未與木塊撞擊。小明猜想：小車每次到達斜面底端時，雖其動能隨___________的逐次增大而增大，但仍未追尾，原因可能是小車此時___________還不夠大；（3）由（2）問中的實驗看出小車超載幾乎不會追尾前車，但生活中貨車超載引起的追尾事故卻頻頻發(fā)生。請你在上述實驗的基礎上再設計一步實驗操作（木塊仍置于B處），證明貨車追尾前車會因超載帶來危害；①操作：___________；②請你對可能產(chǎn)生的現(xiàn)象進行合理預設，并指出僅因超載造成追尾的危害程度在實驗結果中是如何體現(xiàn)的？___________?！菊骖}演練】一、選擇題1.（2022·株洲）如圖甲和乙分別表示鞏立姣用力推鉛球過程中的兩個時刻。在由甲至乙的過程中（）。A.運動員對鉛球沒有做功；B.鉛球運動狀態(tài)沒有發(fā)生變化；C.鉛球的機械能逐漸增大；D.以持球的手掌為參照物鉛球是靜止的2.（2022·株洲）為了提高工作效率，機場工作人員經(jīng)常以電動平衡車（如圖甲）代步。某次工作人員騎著平衡車（其銘牌如圖乙）在水平地面上以最高速度勻速直線行駛了一段距離，行駛時平衡車受到的阻力為120N，功率為額定功率，此過程中下列說法正確的是（）。A.牽引力的大小約為150N B.牽引力做功的功率約為600WC.牽引力做功的功率約為480W D.電動平衡車的效率約為80%3.（2022·日照）物理課上，喜歡動手的小明幫助老師搬運實驗器材，器材所受的重力為，距離講臺的水平距離，距離講臺面的豎直高度，如圖所示。小明先用的時間在M點將器材勻速豎直搬起，再勻速直線運動到達講臺的N點。小明水平移動器材時，速度大小為___________、對器材做的功為___________J。4.（2022·濟南）爸爸開車帶著小明行駛在高速公路上，小明看到圖所示的限速標志，想起了學過的“動能”的知識，也產(chǎn)生了一系列有關的問題。其中最有探究價值且易于探究的是（）。A.物體的動能與物體的形狀是否有關？B.物體的動能與它的速度有什么關系？C.物體的動能與它的質量和速度有什么關系？D.物體的動能與哪些因素有關？5.（2022·菏澤）2022年4月16日神舟十三號飛船返回艙在東風著陸場平安落地，標志著我國空間站關鍵技術驗證階段的最后一次飛行任務結束。在返回艙減速下落的過程中（）。A.動能減少，重力勢能不變 B.動能不變，重力勢能減少C.機械能不變 D.機械能減少6.（2022·煙臺）如圖所示，用繩子把一塊橡皮懸掛起來把橡皮貼近自己的鼻子穩(wěn)定后松手，頭保持不動，橡皮向前擺去又擺回來，不會碰到鼻子。下列說法正確的是（）。A.橡皮在擺動的過程中機械能保持不變；B.橡皮擺動到最低點時動能最??；C.橡皮在下降過程中，重力勢能轉化為動能；D.橡皮在上升過程中，重力勢能轉化為動能7.（2022·南通）下列四個情境中，屬動能轉化為勢能的是（）。A.拉弓放箭 B.踩板下滑C.秋千上擺 D.彈簧拉車8.（2022·濱州）2022年2月北京冬奧會，中國代表團共收獲9金4銀2銅共15枚獎牌，金牌數(shù)和獎牌數(shù)均創(chuàng)歷史新高。如圖為高速攝影機記錄的單板滑雪男子大跳臺金牌得主蘇翊鳴在比賽中，從跳臺起跳到落地過程的情景。下列關于這一過程說法正確的是（）。A.他從起跳到最高點的過程中，動能逐漸轉化成重力勢能；B.他起跳后到達最高點時，機械能最大；C.他從空中下落過程中，重力做功越來越慢；D.他從起跳到落地的整個過程中，機械能是守恒的9.（2022·鎮(zhèn)江）如圖1所示，物體M靜止在電梯底部，其上表面通過輕質彈簧與電梯頂部相連。M對電梯底部的壓力用F表示，忽略M和電梯的形變，0~t1內(nèi)，電梯靜止，彈簧處于伸長狀態(tài)，t1時刻后電梯由靜止開始沿豎直方向運動。0~t4內(nèi)，F(xiàn)隨時間t變化的圖線如圖2所示，則（）。A.t1~t2內(nèi)，電梯可能向上運動 B.t2~t3內(nèi)，M的機械能保持不變C.t3~t4內(nèi)，電梯一定做加速運動 D.t1~t4內(nèi)，彈簧對M的拉力不變10.（2022·呼和浩特）蕩秋千是一種喜聞樂見的運動，在越蕩越高的歡樂中，享受的是激情與健身的歡欣。如圖所示，晨光同學在蕩秋千。他從A點自由出發(fā)，經(jīng)過最低點B和與A點等高的C點，到達右側最高點D返回。經(jīng)測量，D點高于A點和C點。晨光同學從A到D的過程中，下列判斷正確的是（）。A.A點和D點機械能相等；B.到達B點時，受力平衡；C.在此過程中，只有機械能與內(nèi)能之間相互轉化；D.從A點到D點，其機械能增加二、填空題11.（2022·金昌）小勇放學后，背著重40N的書包沿水平路面走了200m，用時3min，又用1min爬上了大約9m高的四樓回到了家，小勇的重力為600N。則他在回家過程中對書包所做的功為______J，他所做總功的功率是______W。12.（2022·金昌）頻頻發(fā)生高空拋物墜物致人傷亡事件嚴重危害人民群眾生命財產(chǎn)安全，原因是物體所處的高度越高，物體所具有的重力勢能越______（選填“大”或“小”），當高處的物體墜落時，因重力勢能轉化為______能，從而帶來安全隱患。13.（2022·四川遂寧）某興趣小組通過自主探究得知“在一定范圍內(nèi)，彈簧的彈力大小與彈簧的伸長量成正比”。原長為10cm的彈簧（質量不計）上端固定在天花板上，下端系一重為20N的小球，靜止時小球位于A處，彈簧長度變?yōu)?1cm，再用力F將小球豎直向下拉到B處，彈簧長度為11.5cm（未超過彈性限度），然后由靜止釋放，在釋放瞬間小球受到的合力大小為______N，小球從B處第一次回到A處過程中，小球的動能______（選填“增大”、“減小”、“先增大后減小”或“先減小后增大”）。14.（2022·江西?。┤鐖D所示，是北京冬奧會鋼架雪車比塞場景。運動員在鋼架雪車上，沿冰道從山坡上快速滑降，______轉化為動能；在此過程中，運動員相對于______是運動的。15.（2022·廣東廣州）如圖，小芳設想利用升降臺讓球越彈越高。將球從M點豎直向下以某速度拋出，球經(jīng)靜止在位置a的臺面反彈后，到達的最高點為N。經(jīng)臺面反彈后上升過程球的動能___________（選填“增大”“不變”“減小”），N___________比M高（選填“可能”“不可能”）。球從N點下降時，臺面己升至合適的位置b并保持靜止，球再次經(jīng)反彈后，到達的最高點P___________比N高（選填“可能”“不可能”）。三、實驗題16.（2022·金昌）如圖所示，擺線的長度L相同，小球A、B的質量mA＜mB，懸線與豎直方向之間的夾角θ1＜θ2。（1）圖甲、乙中，同時由靜止釋放A、B兩球，觀察到它們并排擺動且始終相對靜止，同時到達豎直位置，這表明兩小球在擺動過程中任一時刻速度大小與小球的______無關；（2）小強設計用如圖所示裝置探究“物體的動能大小與哪些因素有關”。小球按圖示位置由靜止釋放，當小球擺動到豎直位置時，恰好與靜止在水平面上的木塊C發(fā)生碰撞，木塊都會在水平面上滑行一定距離后停止，本實驗中通過比較______反映小球撞擊木塊C前的動能大小，這種研究方法叫______（選填“控制變量法”或“轉換法”）；（3）根據(jù)乙、丙所示的探究過程，他觀察到圖丙中木塊C撞得更遠，可得出結論：小球的動能大小與______有關（選填“速度”、“高度”或“質量”）；（4）若水平面絕對光滑且足夠長，木塊C被撞擊后，它將做______直線運動（選填“減速”、“勻速”或”“加速”）；（5）在探究小球動能與質量的關系時，有同學提議可以在水平面桌面上將同一根彈簧壓縮相同的程度，分別彈出質量不同的小球去撞擊木塊，撞擊木塊時小球的動能______（選填“相等”或“不相等”），該方案______（選填“正確”或“錯誤”）。17.（2022·東營）如圖所示是“探究動能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置。（1）小車的動能大小是通過___________來反映的；（2）小車從粗糙斜面滑下的過程中，它的___________轉化為動能，機械能___________（選填“增大”“減小”或“不變”）；（3）物體的動能可能與運動的速度和質量有關。請你利用以上裝置設計實驗，探究同一個小車的動能大小與速度是否有關?！緦嶒灢襟E】___________【分析與論證】___________四、計算題18.（2022·濟南）在泉城濟南，游客乘坐畫舫游船穿行其間，可以盡享“不出城郭而獲山水之怡，身居鬧市而有林泉之致”的都市休閑意趣。如圖所示，若畫舫游船質量為3t，從黑虎泉站出發(fā)以的速度勻速行駛到泉城廣場站，所用時間約為，牽引力是。取，通過計算回答：（1）黑虎泉站到泉城廣場站河段大約多長？（2）游船在護城河中受到的浮力多大？（3）這次水上航行中，牽引力對游船做了多少功？（4）這次水上航行中，牽引力對游船做功的功率多大？【過關檢測】一、選擇題1．下列情景中，人對物體做功的是（）。A．被運動員踢出去的足球在草地上滾動的過程中；B．運動員舉著杠鈴原地不動；C．中學生背著書包在水平路面上勻速行走；D．物理老師提著實驗器材上樓2．額定功率相同的兩輛汽車均正常勻速行駛，在相同時間內(nèi)兩汽車通過的路程之比為2︰1，下列說法中正確的是（

）。A．兩汽車所做的功之比為2︰1 B．兩汽車所做的功之比為1︰1C．兩汽車所受的牽引力之比為2︰1 D．兩汽車的速度之比為1︰23．某九年級同學家住5樓，一天，他提著裝有10個雞蛋的塑料袋從1樓走到家里過程中，下列估算不合理的是（）。A．他提雞蛋的力做的功約為60J B．他提雞蛋的力做功的功率約為10WC．他爬樓做的功約為6×103J D．他爬樓做功的功率約為1×102W4.關于能的概念，下列說法中錯誤的是（）。A.一個物體能夠做功越多，這個物體具有的能量越多；B.動能、勢能及機械能的單位都是焦耳；C.用線懸掛著的靜止的小球沒有做功，所以小球沒有能；D.甲物體的速度比乙物體的速度大，但甲物體具有的動能不一定比乙物體多5.如圖所示，小球由靜止開始沿光滑的斜面下滑，經(jīng)過A、C兩位置時具有相同的（）。A.速度 B.重力勢能 C.動能 D.機械能6.“探究動能大小與哪些因素有關”的實驗裝置如圖所示。小車從相糙斜面上某高度由靜止開始釋放，撞擊靜止于水平面上的木塊，將木塊推出一段距離。不計空氣阻力，下列說法錯誤的是（）。A.小車動能的大小是通過推動木塊移動的距離來反映的；B.小車釋放的高度越高，小車推動木塊移動的距離越長；C.小車在斜面向下運動的過程中，動能增加，勢能減小，機械能守恒；D.若木板的表面光滑且足夠長，木塊被撞擊后最終做勻連直線運動二、填空題7．一個50g的雞蛋從2m高處自由下落，不計空氣阻力，下落過程中雞蛋的重力勢能轉化為_______能，重力對雞蛋所做的功為_______J。（g=10N/kg）8．2018年3月11日，第39屆世界頭腦奧利匹克中國賽區(qū)決賽在青島市實驗高級中學舉行。某航空模型社團參賽隊，在本次比賽中以承壓605公斤的重量榮獲結構題初中組冠軍。如圖為他們在青島市的一次打車車費發(fā)票。假定出租車在這段時間內(nèi)的運動為勻速直線運動，那么其速度大小為______米/秒；若出租車發(fā)動機的牽引力為2000N，那么出租車在這段時間內(nèi)所做的功為______焦，功率是______瓦。9．如圖所示，一個鋼球從A點沿著豎直方向自由下落，速度越來越快，先后經(jīng)過B、C兩點，已知hAB＝hBC，則在AB和BC階段：重力做的功_____（選填“相同”或“不相同”），在_____階段中其重力做的功較快。10.運動著的錘子能將釘子釘入木板中，運動著的子彈能射穿雞蛋，這些現(xiàn)象都能說明運動著的物體具有______；用彈弓彈射“子彈”時橡皮筋的形變越大，“子彈”被彈射得越遠，鐘表上的發(fā)條上得越緊，鐘表走的時間越長，這些都能說明彈性形變越大，物體的______就越大。11.如圖所示是雜技演員演出時的情景，左邊男演員從高處自由落下，右邊女演員被蹺蹺板彈起瞬間獲得的是______（選填“動能”、“重力勢能”或“彈性勢能”），由于右邊女演員上升高度大于左邊男演員起跳時的高度，由此可以判斷男演員的質量____________要更大些（選填“一定”或“可能”）。三、實驗探究題12.某興趣小組提出利用“研究動能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置（如圖所示）與所需器材（斜面、木塊、不同質量的小鋼球）來探究“影響重力勢能大小的因素”的設想。請你幫助完成如下實驗方案：（1）實驗中通過觀察的大小，來判斷小球重力勢能的大小。（2）本實驗中若水平面絕對光滑則不能得出結論，原因是。（3）實驗中為了要探究重力勢能與物體的質量的關系要選用上述圖，具體的操作方法是讓小球從（選填“相同”或“不同”）的高度由靜止?jié)L下。（4）要探究重力勢能與物體的高度的關系要選用上述圖，具體的操作方法是讓小球從（選填“相同”或“不同”）的高度由靜止?jié)L下。（5）通過比較分析可以得出的結論是。四、綜合題13．如圖1所示的是一艘依靠太陽能驅動的船，該船長30m，寬15m，滿載時排水量為80t，船的表面安裝有太陽能電池板，接收太陽能的功率為2.0×105W，若接收的太陽能只用來驅動船前進。在一次航行中從某一時刻開始，太陽能船受到水平方向的牽引力F隨時間t的變化關系如圖2所示，船的運動速度v隨時間t的變化關系如圖3所示。（g取10N/kg）求：(1)太陽能船從河流駛入海洋時，船受到的浮力大小將___（選填“變大”“變小”或“保持不變”），船體會______（選填“上浮一些”“下沉一些"或“保持不變”）；(2)太陽能船滿載時受到的浮力______；(3)太陽能船勻速行駛的50s內(nèi)牽引力做的功______；(4)太陽能船勻速行駛的過程中太陽能船的效率______。課時11.5第十一章功和機械能復習總結（幫課堂）（解析版）【學習目標】1.理解：功的概念；功率的概念；影響物體動能大小的因素；影響物體重力勢能大小的因素；2.會：分析力是否對物體做功；利用功解釋生活中常見現(xiàn)象；利用功率解釋生活中常見現(xiàn)象；分析動能和勢能之間的轉化過程；利用機械能分析生活中常見動能與勢能之間的轉化；3.掌握：功的簡單計算；進行功率的簡單計算。4.了解：生活中常見功率值；能量和動能的概念；影響彈性勢能大小的因素；機械能守恒定律；5.知道：什么是重力勢能和彈性勢能；機械能概念?！局R導圖】【專題復習】專題一：做功的判斷和功的計算※專題概述（1）力學中的做功包含兩個必要條件：一、作用在物體上的力；二、物體在力的方向上移動的距離。（2）分析做功時應注意以下幾點：一、當物體的受力方向與運動方向不垂直時，這個力對物體做功；二、一個物體同時受幾個力的作用時，有些力做了功，有些力沒有做功。因此，說做功必須指明是哪個力對物體做功；三、若物體受到一個與運動方向相反的力的作用，我們通常說物體克服這個力做功。比如：物體在豎直方向上向上運動時，克服重力做功，功的大小為W=Gh；在水平方向上，物體克服摩擦力做功，功的大小W=fs。典例一關于功的概念，下列說法正確的是（）。A.只要有力作用在物體上，力就對物體做功；B.物體只要移動了距離，就有力對它做了功；C.只要有力作用在物體上，物體在力的方向上又移動了距離，則這個力就對物體做了功；D.有力作用在物體上，物體又移動了距離，這個力就一定對物體做了功【答案】C?！窘馕觥緼、有力作用在物體上，但沒有沿力的方向移動距離，此時也沒有力做功，故錯誤；?B、手提水桶，沿水平方向前進20m，手的作用力向上，水桶沿水平方向運動，但手沒有對水桶做功．故該選項錯誤；?C、有力作用在物體上，物體在力的方向上移動了距離，符合做功的必要條件．此選項正確；D、手提水桶，沿水平方向前進20m，雖然有力，同時也有距離，但不是沿力的方向的距離，所以此時手對水桶仍沒有做功，故該選項錯誤。故選C。典例二2012年福特女子冰壺世錦賽在加拿大萊斯布里奇舉行，比賽中，選手用力把一個重約190N的冰壺水平拋出，冰壺在水平冰面上滑行10m后停下來，則冰壺在滑行過程中（）。A.選手對冰壺做了1900J的功 B.重力對冰壺做了1900J的功C.選手和重力都沒有對冰壺做功 D.以上說法都不對【答案】C。【解析】冰塊在水平方向移動了距離，但在水平方向不受力，冰塊受重力作用，但在重力方向上沒有移動距離，根據(jù)公式W=Fs可知人和重力都沒有對冰塊做功。故選C。典例三在臺球比賽中，選手推動球桿撞擊白球，白球發(fā)生運動后碰撞其它球，以下說法正確的是（）。A.在水平桌面滾動的球受到了重力，重力對它做了功；B.手推動球桿前進時，手對球桿做了功；C.桌面對球的支持力做了功；D.白球撞擊黑球后沒有靜止，是因為人的手還在對白球做功【答案】B?！窘馕觥緼、重力與小球運動的方向垂直，重力對小球不做功，故A錯誤；B、手推動球桿前進時，有力也有距離，所以手對球桿做了功，故B正確；C、桌面支持力與小球的運動方向垂直，支持力對小球不做功，故C錯誤；D、手對白球沒有力的作用，白球繼續(xù)運動是因為白球具有慣性，故D錯誤。故選：B。?典例四如圖所示，斜面高為1m，長為4m，用沿斜面向上大小為75N的拉力F，將重為200N的木箱由斜面底端勻速緩慢拉到頂端，下列關于做功的判斷正確的是（）。A.木箱受到的重力做功的大小為800J；B.拉力F對木箱做功的大小為300J；C.木箱受到的合力做功的大小為125J；D.木箱受到斜面的支持力做功的大小為200J【答案】B?！窘馕觥緼、由題意知，木箱的重力G=200N，h=1m，則克服重力做功：W有用=Gh=200N×1m=200J，故A錯誤；?B、拉力F做的功：W總=FL=75N×4m=300J，故B正確；?C、木箱沿斜面勻速緩慢運動，處于平衡狀態(tài)，則木箱所受合力為零，由W=Fs可知，合力做功大小為0J，故C錯誤；?D、木箱移動方向與支持力方向垂直，所以斜面的支持力做功為0J，故B錯誤。?故選：B。?專題二：功率的測量和計算※專題概述（1）注意初中階段用公式P=Fv計算功率的條件是：物體做勻速直線運動；（2）功率的定義式，可以變形為W=Pt和，可分別用于求功和時間。在運用上述公式時，一定要注意三個物理量的對應關系，W一定是在對應的時間t內(nèi)完成的功。注意：當P一定時，W與t成正比，即；當W一定時，P與t成反比，即；當t一定時，W與P成正比，。計算時要審清題目所給的條件，利用正反比關系可快速求解。典例一關于功、功率、機械效率，下列說法中正確的是（）。A．做功越快的機械，功率一定越大；B．功率越大的機械，做功一定越多；C．做功越多的機械，機械效率一定越高；D．機械效率越高，機械做功一定越快【答案】A?！窘馕觥緼．功率反映物體做功的快慢，功率大則做功快，故A正確；B．功率是功與時間的比值，功率越大的機械，做功快，因為時間不確定，所以做功多少不能確定，故B錯誤；C．機械效率是指有用功與總功的比值，做功越多的機械，有用功與總功的比值不一定大，機械效率不一定高，故C錯誤；D．機械效率是指有用功與總功的比值，功率反應物體做功的快慢，機械效率與機械功率大小沒有直接關系，故D錯誤。故選A。典例二雙杠屈臂伸是中學生體育測試的項目之一，若一個普通中學生在1min內(nèi)完成12次屈臂伸，該學生此過程中克服重力做功的平均功率最接近于（）。A．30W B．60W C．90W D．120W【答案】B。【解析】學生的體重約為m=60kg，由圖中可知，每次雙杠屈臂伸上升的高度約為h=0.5m，故每次克服重力所做的功為W=mgh=60kg×10N/kg×0.5m=300J完成12次所做的總功為W總=12W=12×300J=3600J由可得，此過程中克服重力做功的平均功率為故可知ACD不符合題意，B符合題意。故選B。典例三如果你想測量自己爬樓梯做功的功率，下列物理量不需要測量的是（）。A．身體的質量 B．樓梯高度 C．樓梯的長度 D．上樓所用的時間【答案】C?！窘馕觥咳绻胍獪y量自己爬樓梯做功的功率，則需要測量出克服自身重力做的功以及爬樓梯所用的時間，因此需要知道重力、樓梯的高度以及上樓所用的時間，樓梯的長度并不是沿重力方向移動的距離，故不需要測量出來。故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。典例四小明想利用所學的物理知識估測自己跳繩時克服重力的平均功率（不計繩重）。（1）實驗需要測量的物理量：①用______（填測量器材）測量自己的質量m；②測自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）；③用______（填測量器材）記錄跳n次繩所用的______（填物理量與其對應字母）。（2）跳繩時平均功率表達式：P=______。（3）若小明的質量m=50kg，他跳繩時的重心高度隨時間變化的情況如圖所示，根據(jù)所給條件可估算出他每跳一次克服重力所做的功是______J，在1min內(nèi)，他跳繩的個數(shù)是______個，在1min內(nèi)克服重力做功的平均功率為______W。（g取10N/kg）（4）小明和小華兩人想比較跳繩的平均功率（假設兩人跳起的平均高度相同），則______；A．頻率相同，體重大的功率大B．頻率相同，跳的時間長的功率大C．體重相同，頻率高的功率小D．體重相同，跳的時間長的功率大【答案】磅秤；秒表；時間t；；25；180；75；A?！窘馕觥浚?）[1][2][3]實驗中，除了測出人的質量和起跳高度外，還要用秒表記錄跳一定次數(shù)時所用的時間t。①用磅秤測出質量m，則重力為G=mg；②測自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度），則每次克服重力所做的功W=Gh=mgh；③用秒表記錄跳n次所用的時間t。（2）[4]跳繩時平均功率（3）[5]該同學的重力由圖可知，起跳的最大高度h=0.5m，他每跳一次克服重力所做的功[6]由圖可知，跳一次所用的時間，1min內(nèi)，他跳繩的個數(shù)[7]在1min內(nèi)克服重力做功的平均功率（4）[8]AB．頻率相同，體重大的，在相同時間里做的功多，功率大，故A符合題意，B不符合題意；C．體重相同，頻率高，在相同時間里做的功多，所以功率大，故C不符合題意；D．體重相同，只要跳頻率相同，功率與跳的時間長短無關，故D不符合題意。故選A。專題三：機械能※專題概述機械能動能定義物體運用運動而具有的能叫動能。一切運動的物體都具有動能（1）動能和勢能統(tǒng)稱為機械能，機械能可以和其他形式的能相互轉化。一個物體可以同時具有動能和勢能，而且在一定條件下，動能是勢能可以相互轉化。（2）機械能守恒：物體只受重力或彈力作用或雖然受其他力作用，但其他力不做功，那么在動能和勢能相互轉化過程中，物體的機械能守恒。影響動能大小的因素動能的大小跟物體的質量和速度有關，物體的質量越大，速度越大，物體所具有的動能越大勢能彈性勢能物體因發(fā)生彈性形變而具有的能叫彈性勢能影響彈性勢能大小的因素：材料和彈性形變程度。同一物體，其彈性形變越大，所具有的彈性勢能就越大重力勢能物體由于受到重力且有一定高度而具有的能叫重力勢能影響重力勢能大小的因素：物體的質量和所處的高度。物體的質量越大，高度越高，重力勢能越大典例一2021年9月17日，中國“太空三人組”搭乘神舟12號返回地球.在返回艙進入大氣層后加速下落的過程中，返回艙的（）。A．動能減小、重力勢能減小 B．動能增大、重力勢能增大C．動能增大、重力勢能減小 D．動能不變、重力勢能不變【答案】C?！窘馕觥坑绊憚幽艽笮〉囊蛩赜形矬w的質量、運動速度，質量越大動能越大，運動越快動能越大；影響重力勢能大小的因素有物體的質量、高度，質量越大重力勢能越大，高度越大重力勢能越大；返回艙加速下落說明速度變大，高度變小，動能增大，重力勢能減小，故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。典例二在2020年11月28日第五屆廣西青少年科技運動會中，某中學代表隊在代表柳州市參加的拋石機攻城賽程中獲得亞軍。在拋石機的制作和調(diào)試過程中，要研究的物理問題很多。如圖所示是石頭從拋出點到擊中目標前在空中的運動軌跡，則在這個過程中，以下說法正確的是（）。A．石頭的重力勢能一直在增加 B．石頭的重力勢能一直在減小C．石頭的重力勢能先增加后減小 D．石頭的重力勢能先減小后增加【答案】C?！窘馕觥堪咽^斜向上拋出，在上升過程中，石頭的質量不變、高度增大，重力勢能增大；石頭的質量不變、速度減小，動能減?。辉谙侣溥^程中，石頭的質量不變、速度增大，動能增大；石頭的質量不變、高度減小，重力勢能減??；所以，石頭的動能先減小后增大，重力勢能先增大后減小，故C正確，ABD錯誤。故選C。典例三下列關于機械能守恒定律表述正確的是（）。A.長征二號運載火箭托舉神舟十二號飛船從地面加速升空的過程中機械能守恒；B.人造衛(wèi)星在地球同步軌道上運行過程中機械能守恒；C.過山車從軌道最高點到最低點的過程中機械能守恒；D.拉開的弓將箭射出去的過程中機械能守恒【答案】B?！窘馕觥緼、運載火箭托舉神舟十二號飛船從地面加速升空的過程中，將內(nèi)能轉化為機械能，速度和高度都增大，動能和重力勢能也變大，所以機械能增大，故A錯誤；?B、人造衛(wèi)星在地球同步軌道上運行過程中，不存在空氣阻力，所以機械能守恒，故B正確；?C、過山車從軌道最高點到最低點的過程中，受空氣阻力和摩擦力的影響，機械能一部分轉化為內(nèi)能，機械能不守恒，故C錯誤；?D、拉開的弓將箭射出去的過程中，受空氣阻力的影響，機械能一部分轉化為內(nèi)能，機械能不守恒，故D錯誤。?故選：B。?典例四如圖，小明在做模擬“蹦極”的實驗時，將橡皮筋一端系上小球，另一端固定在A點，B點是橡皮筋不系小球自然下垂時下端所在的位置，C點是小球從A點下落所能到達的最低點，在小球下落過程中不考慮空氣阻力，以下說法正確的是（）。A.小球到達B點時受力平衡，其動能達到最大；B.從A點到C點小球的機械能守恒；C.小球在C點時受力平衡，速度為零；D.從A點到C點小球重力勢能的減少量等于橡皮筋彈性勢能的增加量【答案】D?！窘馕觥緼、由題可知，B點是橡皮筋不系小球自然下垂時下端所在的位置，不考慮空氣阻力，小球到達B點時只受重力作用，故受力不平衡；?小球從A到B的過程中，重力勢能轉化為動能，動能一直在增加，但從B到C的過程中，小球受到向上的彈力，隨著形變的增大，彈力增大，在彈力小于重力這段時間內(nèi)，合力向下，小球做加速運動，其動能逐漸增大；當彈力等于重力時，速度最大，因此在B點時速度不是最大，故動能不是最大，故A錯誤；?B、小球從A點到B點過程中，質量不變，速度變大，動能變大；高度減小，重力勢能減小。此過程中重力勢能轉化為動能。?小球從B到C點的過程中，質量不變，速度變小，動能變??；高度減小，重力勢能減??；橡皮筋發(fā)生形變，具有彈性勢能。所以此過程是重力勢能首先轉化為動能，動能再轉化為橡皮筋彈的性勢能，所以從A點到C點小球的機械能不守恒，故B錯誤。?C、小球到達C點時速度為0，此時的彈力大于小球的重力，所以受到的力不是平衡力，故C錯誤；?D、從A點到C點過程中，重力勢能減小，彈簧的長度增加，即彈性勢能增加，?由于在小球下落過程中不考慮空氣阻力，因此減小的重力勢能最終轉化成了皮筋的彈性勢能，即從A點到C點小球重力勢能的減少量等于橡皮筋彈性勢能的增加量，故D正確。?故選：D。?專題四：物理方法※專題概述1.控制變量法物理學中對于多因素（多變量）問題，常常采用控制變量的方法，把多因素的問題變成多個單因素問題，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。在“探究物體的動能與哪些因素有關”的實驗中和“探究影響重力勢能大小的因素”的實驗中用到了控制變量法。2.轉換法物理學中對于一些不易觀察到的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量，通常通過一些比較直觀的現(xiàn)象去認識或易用測量的物理量間接測量，這種研究方法叫轉換法。本章中研究物體動能與質量和速度關系、研究物體的重力勢能與質量和高度的關系時都應用到了轉換法。典例一如圖所示，壁厚不計的圓柱形容器放在水平地面上，內(nèi)裝有水；上端固定的細線懸掛著正方體M（不吸水）豎直浸在水中，M有的體積露出水面，此時水的深度為11cm。已知容器的底面積為200cm2、重5N，正方體M的邊長為10cm、重27N從圖示狀態(tài)開始，將容器中的水緩慢抽出。當水面下降了5cm時。細線恰好斷裂，立即停止抽水。不計細線體積和質量，下列說法中不正確的是（）。小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關”的實驗中，選用質量不同兩個鋼球m和2m，分別不從同的高度h和2h由靜止開始放下，觀察木塊被撞擊后移動的距離。實驗過程如圖所示。（1）小明通過觀察______來判斷小球動能的大小，他利用的研究方法是______（選填“控制變量法”或“轉換法”）；若水平面絕對光滑，本實驗將______（選填“能”或“不能”）達到探究目的；（2）由甲、乙兩圖可得實驗結論：物體的動能大小與______有關；（3）小明由乙、丙兩圖得出實驗結論：物體的動能大小與質量有關，她的看法是否正確？______（選填“正確”或“錯誤”），理由是：______。【答案】木塊移動的距離；轉換法；不能；速度；錯誤；沒有控制小球到達水平面時的速度相同?！窘馕觥浚?）實驗中通過觀察木塊移動的距離長短，來判斷小球動能的大小，這里用到的物理學研究問題的方法是轉換法。若水平面絕對光滑，則木塊運動時不受摩擦力作用，撞擊后將保持勻速直線運動，不能通過木塊移動的距離長短來判斷小球動能的大小，所以本實驗將不能達到探究目的。（2）甲、乙兩圖中小球的質量一定，初始高度不同，到達水平面的時的速度不同，對木塊做功多少不同，故可以得出結論為，質量一定時物體的動能大小與速度有關。（3）因為要探究動能與質量的關系，需要保證小球的速度不變，乙、丙兩圖中小球下落的高度不同，則到達水平面的速度不同，故不能得出動能大小與質量的關系。典例二被舉高的物體具有重力勢能，小明猜想：猜想一：重力勢能的大小可能與物體的高度有關；猜想二：重力勢能的大小可能與物體的質量有關。為了驗證猜想，小明進行了如圖所示的實驗，讓物體下落沖擊小桌，小桌的桌腿是三根釘子，并放置在沙箱的沙面上，m＜M，實驗數(shù)據(jù)如表格所示。（1）他通過觀察________來判斷物體重力勢能的大小；（2）表格中?表示：________；（3）完成步驟①后，他應________（A/B）。A．拿起小桌和物體，整平沙面，再將小桌輕放在沙面上，再實施步驟②；B．只輕輕拿起物體，此過程中手不觸碰沙箱里的小桌，再實施步驟②。步驟①②③④下落方式?以初速v向下扔小桌下陷深度5cm10cm15cm15cm（4）關于猜想一，由相關步驟________可得結論：________不變，________。（5）關于猜想二，由相關步驟________可得結論：________不變，________。（6）小明對比步驟③④，得出結論：重力勢能與物體質量無關，他的觀點________（正確/錯誤）?！敬鸢浮浚?）小桌下陷的深度；（2）自由下落；（3）A；（4）①②；質量；高度越高，重力勢能越大；（5）②③；高度；質量越大，重力勢能越大；（6）錯誤?！窘馕觥浚?）從高處下落的物體能對其它物體做功，因此具有重力勢能；通過實驗可知，小明是通過比較小桌下陷的深度來比較重力勢能的大小的，小桌下陷的深度越深，說明物體小桌做的功越多，則物體原來具有的重力勢能越大，這用到了轉換法；（2）實驗步驟：①讓質量為m的物體從高度為h處自由落下，記錄小桌下陷深度；②讓質量為m的物體從高度為2h處自由落下，記錄小桌下陷深度；③讓質量為M的物體從高度為2h處自由落下，記錄小桌下陷深度。所以每次實驗都是讓物體自由下落以保證物體最初的動能相同（均為0），則表格中?表示自由下落；（3）完成步驟①后，應該拿起小桌和物體，整平沙面，再將小桌輕放在沙面上，使得每次實驗前小桌的位置相同，再實施步驟②，故A正確；（4）要驗證猜想一，即要探究重力勢能的大小可能與物體的高度有關，需要控制物體的質量相同，改變高度，則由圖知步驟①②可以探究，由①②知，在質量相同時，高度越高，小桌下陷越深，物體的重力勢能越大；（5）要驗證猜想二，即要探究重力勢能的大小可能與物體的質量有關，需要控制物體的高度相同，改變質量，則由圖知步驟②③可以探究，由②③知，在高度相同時，質量越大，小桌下陷越深，物體的重力勢能越大；（6）小明對比步驟③④，得出結論：重力勢能與物體質量無關，他的觀點是錯誤的，因為他沒有控制下落時的初速度相同。典例三“十次事故九次快”說明汽車超速會帶來危害，汽車“多拉快跑”更是追尾事故中的罪魁禍首，超速與超載嚴重危害了道路交通安全。小明通過實驗探究貨車超速與超載在追尾事故中的危害，用到的器材有：小車（模擬貨車）、木塊（模擬被追尾車輛）、砝碼若干、坡度固定的斜面。將小車從如圖甲所示的A處自由釋放，小車在水平面上運動一段距離s0后停止，s0可視為剎車后運動的距離。將木塊靜置于小車右側所在的位置B處，表明符合核載量并在限速內(nèi)的貨車不會對前車追尾。請回答下列問題：（1）探究貨車超速的危害：如圖乙所示，木塊置于B處，小車由斜面頂端釋放，撞擊木塊并與木塊共同運動一段距離s1，這表明貨車超速___________（選填“會”或“不會”）產(chǎn)生追尾的危害。本實驗可用木塊運動的___________反映追尾的危害程度；（2）探究貨車超載的危害：如圖丙所示，木塊置于B處，將砝碼固定在小車上，仍從A處釋放小車，觀察小車的運動情況。逐次增加砝碼個數(shù)重復實驗，發(fā)現(xiàn)小車在水平面上運動的距離幾乎都為s0，均未與木塊撞擊。小明猜想：小車每次到達斜面底端時，雖其動能隨___________的逐次增大而增大，但仍未追尾，原因可能是小車此時___________還不夠大；（3）由（2）問中的實驗看出小車超載幾乎不會追尾前車，但生活中貨車超載引起的追尾事故卻頻頻發(fā)生。請你在上述實驗的基礎上再設計一步實驗操作（木塊仍置于B處），證明貨車追尾前車會因超載帶來危害；①操作：___________；②請你對可能產(chǎn)生的現(xiàn)象進行合理預設，并指出僅因超載造成追尾的危害程度在實驗結果中是如何體現(xiàn)的？___________。【答案】會；距離；質量；速度；見詳解；見詳解?！窘馕觥浚?）[1]小車由斜面頂端釋放，撞擊木塊并與木塊共同運動一段距離s1，說明速度越大的物體具有動能越大，動能過大的貨車會造成追尾事故。[2]危害程度不能直觀體現(xiàn)，只能運用轉換法，用木塊被撞擊的距離間接體現(xiàn)。（2）[3]逐次增加砝碼個數(shù)重復實驗，增加砝碼質量越大，造成小車的動能越大。[4]影響動能的因素除了質量，還有速度，所以考慮可能是速度還不夠大。（3）[5]將裝有砝碼的小車放在斜面頂端釋放，觀察木塊被撞擊后運動的距離。[6]若木塊運動的距離比乙圖中木塊運動的距離更遠，則木塊兩次運動距離之差即可體現(xiàn)僅因超載帶來的危害程度?！菊骖}演練】一、選擇題1.（2022·株洲）如圖甲和乙分別表示鞏立姣用力推鉛球過程中的兩個時刻。在由甲至乙的過程中（）。A.運動員對鉛球沒有做功；B.鉛球運動狀態(tài)沒有發(fā)生變化；C.鉛球的機械能逐漸增大；D.以持球的手掌為參照物鉛球是靜止的【答案】CD。【解析】A．推鉛球時，對鉛球施加了力，鉛球在力的方向上通過了距離，所以運動員對鉛球做了功，故A錯誤；B．推鉛球的過程中，鉛球運動的速度發(fā)生了變化，運動狀態(tài)發(fā)生了改變，故B錯誤；C．推鉛球的過程中，運動員對鉛球做功，鉛球的質量不變，速度變大，動能變大，高度變大，重力勢能變大，機械能變大，故C正確；D．以持球的手掌為參照物，鉛球與手之間沒有位置的變化，所以鉛球是靜止的，故D正確。故選CD。2.（2022·株洲）為了提高工作效率，機場工作人員經(jīng)常以電動平衡車（如圖甲）代步。某次工作人員騎著平衡車（其銘牌如圖乙）在水平地面上以最高速度勻速直線行駛了一段距離，行駛時平衡車受到的阻力為120N，功率為額定功率，此過程中下列說法正確的是（）。A.牽引力的大小約為150N B.牽引力做功的功率約為600WC.牽引力做功的功率約為480W D.電動平衡車的效率約為80%【答案】CD?！窘馕觥緼．電動平衡車做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，所受牽引力為故A錯誤；BC．電動車牽引力做功的功率為故B錯誤，C正確；D．電動平衡車的效率為故D正確。故選CD。3.（2022·日照）物理課上，喜歡動手的小明幫助老師搬運實驗器材，器材所受的重力為，距離講臺的水平距離，距離講臺面的豎直高度，如圖所示。小明先用的時間在M點將器材勻速豎直搬起，再勻速直線運動到達講臺的N點。小明水平移動器材時，速度大小為___________、對器材做的功為___________J。【答案】①.24；②.0?！窘馕觥縖1]小明水平移動器材時運動的距離速度大小為[2]小明水平移動器材時，小明對器材的作用力豎直向上，器材在力的方向上沒有移動距離，因此小明水平移動器材時不對器材做功，故對器材做的功為0。4.（2022·濟南）爸爸開車帶著小明行駛在高速公路上，小明看到圖所示的限速標志，想起了學過的“動能”的知識，也產(chǎn)生了一系列有關的問題。其中最有探究價值且易于探究的是（）。A.物體的動能與物體的形狀是否有關？B.物體的動能與它的速度有什么關系？C.物體的動能與它的質量和速度有什么關系？D.物體的動能與哪些因素有關？【答案】C?！窘馕觥緼BC．由圖可知，三種汽車質量不同，限制的速度不同，從質量和速度兩個方面進行探究動能，動能的大小與物體的形狀無關，最有探究價值且易于探究的是物體的動能與它的質量和速度有什么關系，故C符合題意，AB不符合題意；D．“物體的動能與哪些因素有關？”這問題不具體，范圍較廣，故D不符合題意。故選C。5.（2022·菏澤）2022年4月16日神舟十三號飛船返回艙在東風著陸場平安落地，標志著我國空間站關鍵技術驗證階段的最后一次飛行任務結束。在返回艙減速下落的過程中（）。A.動能減少，重力勢能不變 B.動能不變，重力勢能減少C.機械能不變 D.機械能減少【答案】D?！窘馕觥吭诜祷嘏摐p速下落的過程中，質量不變，速度變小，故動能變??；因高度變小，故重力勢能變?。粍幽芎蛣菽芙y(tǒng)稱為機械能，故機械能變小。故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。6.（2022·煙臺）如圖所示，用繩子把一塊橡皮懸掛起來把橡皮貼近自己的鼻子穩(wěn)定后松手，頭保持不動，橡皮向前擺去又擺回來，不會碰到鼻子。下列說法正確的是（）。A.橡皮在擺動的過程中機械能保持不變；B.橡皮擺動到最低點時動能最?。籆.橡皮在下降過程中，重力勢能轉化為動能；D.橡皮在上升過程中，重力勢能轉化為動能【答案】C?！窘馕觥緼．由于在擺動中，橡皮受到了空氣阻力，故機械能不守恒，故A錯誤；

B．橡皮在最低點時，高度最低，速度最快，所以重力勢能最小，動能最大，故B錯誤；C．橡皮在下降過程中，重力勢能減小，動能增加，即重力勢能轉化為動能；故C正確；D．橡皮在上升過程中，重力勢能增加，動能減小，是動能轉化為重力勢能；故D錯誤。故選C。7.（2022·南通）下列四個情境中，屬動能轉化為勢能的是（）。A.拉弓放箭 B.踩板下滑C.秋千上擺 D.彈簧拉車【答案】C?！窘馕觥緼．拉弓放箭過程是將弓的彈性勢能轉化為箭的動能，故A不符合題意；B．踩板下滑的過程是重力勢能轉化為動能，故B不符合題意；C．秋千上擺的過程，是動能轉化為重力勢能，故C符合題意；D．彈簧拉車的過程是彈簧的彈性勢能轉化為車的動能，故D不符合題意。故選C。8.（2022·濱州）2022年2月北京冬奧會，中國代表團共收獲9金4銀2銅共15枚獎牌，金牌數(shù)和獎牌數(shù)均創(chuàng)歷史新高。如圖為高速攝影機記錄的單板滑雪男子大跳臺金牌得主蘇翊鳴在比賽中，從跳臺起跳到落地過程的情景。下列關于這一過程說法正確的是（）。A.他從起跳到最高點的過程中，動能逐漸轉化成重力勢能；B.他起跳后到達最高點時，機械能最大；C.他從空中下落過程中，重力做功越來越慢；D.他從起跳到落地的整個過程中，機械能是守恒的【答案】A?！窘馕觥緼．他從起跳到最高點的過程中，質量不變，速度逐漸變小，高度逐漸升高，動能逐漸變小，重力勢能逐漸增大，動能逐漸轉化成重力勢能，故A正確；B．由于存在阻力，他起跳后到達最高點的過程中，機械能不斷減小，在最高點機械能最小，故B錯誤；C．他從空中下落過程中，速度越來越大，由得，重力做功越來越快，故C錯誤；D．由于存在阻力，他從起跳到落地的整個過程中，機械能不斷減小，機械能不守恒，故D錯誤。故選A。9.（2022·鎮(zhèn)江）如圖1所示，物體M靜止在電梯底部，其上表面通過輕質彈簧與電梯頂部相連。M對電梯底部的壓力用F表示，忽略M和電梯的形變，0~t1內(nèi)，電梯靜止，彈簧處于伸長狀態(tài)，t1時刻后電梯由靜止開始沿豎直方向運動。0~t4內(nèi)，F(xiàn)隨時間t變化的圖線如圖2所示，則（）。A.t1~t2內(nèi)，電梯可能向上運動 B.t2~t3內(nèi)，M的機械能保持不變C.t3~t4內(nèi)，電梯一定做加速運動 D.t1~t4內(nèi)，彈簧對M的拉力不變【答案】D?！窘馕觥緼．物體M靜止在電梯底部，彈簧處于伸長狀態(tài)，0~t1內(nèi)，電梯靜止，物體也處于靜止，受力平衡，則受到重力G，地面的支持力F和彈簧的拉力T，由于壓力與支持力是相互作用力，大小是相等的，則有G=F2+T當t1~t2內(nèi)，壓力變?yōu)樾∮贔2的F1，彈力和重力不變，此時G>F1+T則物體受力不平衡，由靜止變?yōu)檫\動，速度變大了，則運動方向與較大的力方向相同，說明電梯是向下加速運動的，故A不符合題意；B．t2～t3內(nèi)，壓力恢復到靜止時的大小，說明受力平衡，因而是勻速下降，動能不變，而重力勢能減小，機械能減小，故B不符合題意；C．t3～t4內(nèi)，壓力F3大于F2，此時G<F3+T如果電梯向下運動則是減速運動，如果向上運動，則是加速運動，，故C不符合題意；D．由于忽略M和電梯的形變，因而彈簧的長度始終不變，形變大小不變，因而彈簧的彈力保持不變，t1～t4內(nèi)，彈簧對M的拉力不變，故D符合題意。故選D。10.（2022·呼和浩特）蕩秋千是一種喜聞樂見的運動，在越蕩越高的歡樂中，享受的是激情與健身的歡欣。如圖所示，晨光同學在蕩秋千。他從A點自由出發(fā)，經(jīng)過最低點B和與A點等高的C點，到達右側最高點D返回。經(jīng)測量，D點高于A點和C點。晨光同學從A到D的過程中，下列判斷正確的是（）。A.A點和D點機械能相等；B.到達B點時，受力平衡；C.在此過程中，只有機械能與內(nèi)能之間相互轉化；D.從A點到D點，其機械能增加【答案】C。【解析】ACD．晨光同學在當秋千的過程中，克服重力和空氣阻力做功，機械能逐漸轉化為內(nèi)能，機械能不斷減小，故AD錯誤，C正確；B．到達B點時，晨光同學沒有保持靜止或者勻速直線運動狀態(tài)，處于非平衡狀態(tài)，受力不平衡，故B錯誤。故選C。二、填空題11.（2022·金昌）小勇放學后，背著重40N的書包沿水平路面走了200m，用時3min，又用1min爬上了大約9m高的四樓回到了家，小勇的重力為600N。則他在回家過程中對書包所做的功為______J，他所做總功的功率是______W?！敬鸢浮竣?360；②.24?！窘馕觥縖1]小勇回家過程中對書包的作用力沿豎直方向，所以他背著書包在水平路面行走時，他對書包不做功，只在爬樓過程對書包做了功。所做的功[2]上樓時，小勇不僅要克服書包的重力做功，還要克服自身重力做功。克服自身重力做的功做的總功整個過程所用時間所做總功的功率。12.（2022·金昌）頻頻發(fā)生高空拋物墜物致人傷亡事件嚴重危害人民群眾生命財產(chǎn)安全，原因是物體所處的高度越高，物體所具有的重力勢能越______（選填“大”或“小”），當高處的物體墜落時，因重力勢能轉化為______能，從而帶來安全隱患?！敬鸢浮竣?大；②.動?！窘馕觥縖1]重力勢能大小與物體的質量及高度有關，質量不變時，物體所處的高度越高，具有的重力勢能越大。[2]當高處的物體墜落時，質量不變，高度減小，重力勢能減??；速度增大，動能增大，所以這個過程中物體的重力勢能轉化為動能。13.（2022·四川遂寧）某興趣小組通過自主探究得知“在一定范圍內(nèi)，彈簧的彈力大小與彈簧的伸長量成正比”。原長為10cm的彈簧（質量不計）上端固定在天花板上，下端系一重為20N的小球，靜止時小球位于A處，彈簧長度變?yōu)?1cm，再用力F將小球豎直向下拉到B處，彈簧長度為11.5cm（未超過彈性限度），然后由靜止釋放，在釋放瞬間小球受到的合力大小為______N，小球從B處第一次回到A處過程中，小球的動能______（選填“增大”、“減小”、“先增大后減小”或“先減小后增大”）?！敬鸢浮竣?0；②增大?！窘馕觥縖1]原長為10cm的彈簧（質量不計）上端固定在天花板上，下端系一重為20N的小球，靜止時小球位于A處，彈簧長度變?yōu)?1cm，此時彈簧的伸長量為11cm-10cm=1cm因在一定范圍內(nèi)，彈簧的彈力大小與彈簧的伸長量成正比。由此可得，在一定范圍內(nèi)，彈簧每伸長1cm，彈簧的彈力大小增加20N。當用力F將小球豎直向下拉到B處，彈簧長度為11.5cm，此時彈簧的伸長量為11.5cm-10cm=1.5cm那么彈簧的彈力大小為FB=1.5×20N=30N在B處由靜止釋放，在釋放瞬間小球受到豎直向下的重力和豎直向上的彈簧的彈力的作用，則合力大小為F合=FB-G=30N-20N=10N[2]由力與運動的關系可知，當合力方向與運動方向相同時，物體做加速運動。在B處時，受到的合力方上豎直向上，大小為10N，在A處時，彈簧的彈力大小等于重力，合力為0。則小球從B處第一次回到A處過程中，合力的方向一直是豎直向上的，運動的方向也是豎直向上的，故小球做加速運動。由于小球的質量不變，速度變大，所以小球的動能增大。14.（2022·江西?。┤鐖D所示，是北京冬奧會鋼架雪車比塞場景。運動員在鋼架雪車上，沿冰道從山坡上快速滑降，______轉化為動能；在此過程中，運動員相對于______是運動的?！敬鸢浮竣僦亓菽?；②冰道?！窘馕觥縖1]運動員在鋼架雪車上，沿冰道從山坡上快速滑降，高度降低，質量不變，所以重力勢能減小，滑降過程中，速度增大，質量不變，動能增大，所以重力勢能轉化為動能。[2]運動員在鋼架雪車上，沿冰道從山坡上快速滑降，相對于冰道的位置不斷變化，所以運動員相對于冰道是運動的。15.（2022·廣東廣州）如圖，小芳設想利用升降臺讓球越彈越高。將球從M點豎直向下以某速度拋出，球經(jīng)靜止在位置a的臺面反彈后，到達的最高點為N。經(jīng)臺面反彈后上升過程球的動能___________（選填“增大”“不變”“減小”），N___________比M高（選填“可能”“不可能”）。球從N點下降時，臺面己升至合適的位置b并保持靜止，球再次經(jīng)反彈后，到達的最高點P___________比N高（選填“可能”“不可能”）?！敬鸢浮竣贉p??；②可能；③不可能?！窘馕觥縖1]球經(jīng)臺面反彈后上升的過程中，質量不變，速度變小，高度升高，動能減小，重力勢能增大，動能轉化為重力勢能。[2]球以一定速度從M點拋出，下降過程，重力勢能轉化為動能，動能增大；球接觸臺面的過程，動能轉化為彈性勢能及內(nèi)能；反彈過程，彈性勢能轉化為動能，但此時的動能比接觸臺面時的動能??；上升過程，動能轉化為重力勢能，到達M點時，重力勢能與下降時相同，動能一定比下降時的小，但不一定為0，那么球仍可向上升，直到速度為0，所以N可能比M高。[3]小球從N點下降時，初速度為0，與臺面接觸的過程，有部分機械能轉化內(nèi)能，則再次上升過程，速度為0時，高度小于N點。三、實驗題16.（2022·金昌）如圖所示，擺線的長度L相同，小球A、B的質量mA＜mB，懸線與豎直方向之間的夾角θ1＜θ2。（1）圖甲、乙中，同時由靜止釋放A、B兩球，觀察到它們并排擺動且始終相對靜止，同時到達豎直位置，這表明兩小球在擺動過程中任一時刻速度大小與小球的______無關；（2）小強設計用如圖所示裝置探究“物體的動能大小與哪些因素有關”。小球按圖示位置由靜止釋放，當小球擺動到豎直位置時，恰好與靜止在水平面上的木塊C發(fā)生碰撞，木塊都會在水平面上滑行一定距離后停止，本實驗中通過比較______反映小球撞擊木塊C前的動能大小，這種研究方法叫______（選填“控制變量法”或“轉換法”）；（3）根據(jù)乙、丙所示的探究過程，他觀察到圖丙中木塊C撞得更遠，可得出結論：小球的動能大小與______有關（選填“速度”、“高度”或“質量”）；（4）若水平面絕對光滑且足夠長，木塊C被撞擊后，它將做______直線運動（選填“減速”、“勻速”或”“加速”）；（5）在探究小球動能與質量的關系時，有同學提議可以在水平面桌面上將同一根彈簧壓縮相同的程度，分別彈出質量不同的小球去撞擊木塊，撞擊木塊時小球的動能______（選填“相等”或“不相等”），該方案______（選填“正確”或“錯誤”）?！敬鸢浮竣儋|量；②木塊移動的距離；③轉換法；④速度；⑤勻速；⑥相同；⑦錯誤?！窘馕觥浚?）[1]圖甲、乙中，小球A、B的質量不同，但從相同的高度同時由靜止釋放，它們并排擺動且始終相對靜止，同時到達豎直位置，說明兩個小球在任一時刻速度相同，這表明兩小球在擺動過程中任一時刻速度大小與小球的質量無關。（2）[2][3]小球與木塊碰撞，小球動能越大，對木塊做的功越多，木塊移動的距離越大，所以通過比較木塊移動的距離可以比較小球撞擊木塊C前的動能大?。煌ㄟ^木塊移動的距離比較小球動能的大小，這種研究方法叫轉換法。（3）[4]因為θ1＜θ2，所以圖丙中小球比圖乙中小球釋放時的高度更高，小球擺動到豎直位置時的速度更大，把木塊撞得更遠，說明小球的動能大小與速度有關。（4）[5]若水平面絕對光滑，木塊在水平方向不受外力作用，根據(jù)牛頓第一定律可知，木塊C被撞擊后，它將做勻速直線運動。（5）[6][7]將同一根彈簧壓縮相同的程度，彈簧具有相同的彈性勢能，彈出小球，彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能，那么不同質量的小球獲得的動能也相等；因為動能大小與質量和速度有關，不同質量的小球的動能相同，小球的速度也不同，這里有兩個變量，所以該方案是錯誤的。17.（2022·東營）如圖所示是“探究動能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置。（1）小車的動能大小是通過___________來反映的；（2）小車從粗糙斜面滑下的過程中，它的___________轉化為動能，機械能___________（選填“增大”“減小”或“不變”）；（3）物體的動能可能與運動的速度和質量有關。請你利用以上裝置設計實驗，探究同一個小車的動能大小與速度是否有關。【實驗步驟】___________【分析與論證】___________【答案】①.木塊被撞擊后移動的距離；②.重力勢能；③.減??；④.見詳解；⑤.見詳解?！窘馕觥浚?）[1]由于小車的動能大小無法直接測量，所以運用了轉換法，讓小車撞擊木塊，通過觀察小車推動木塊運動距離的大小來反映小球動能的大小。（2）[2]小車從粗糙斜面滑下的過程中，質量不變，高度減小，重力勢能減小，速度增大，動能增大，所以是將重力勢能轉化為動能。[3]小車從粗糙斜面滑下的過程中，要克服摩擦做功，消耗掉部分機械能，所以機械能減小。（3）[4]讓同一個小車先后在斜面的不同高度由靜止自由下滑，使小車到達水平面的速度不同，對比前后兩次實驗中木塊被撞擊后移動的距離。[5]小車在斜面上的位置越高，小車的速度越大，木塊被撞擊后移動的距離越遠；小車在斜面上的位置越低，速度越小，木塊被撞擊后移動的距離越近。說明物體的動能與物體的速度有關，在質量一定時，速度越大，動能越大。四、計算題18.（2022·濟南）在泉城濟南，游客乘坐畫舫游船穿行其間，可以盡享“不出城郭而獲山水之怡，身居鬧市而有林泉之致”的都市休閑意趣。如圖所示，若畫舫游船質量為3t，從黑虎泉站出發(fā)以的速度勻速行駛到泉城廣場站，所用時間約為，牽引力是。取，通過計算回答：（1）黑虎泉站到泉城廣場站河段大約多長？（2）游船在護城河中受到的浮力多大？（3）這次水上航行中，牽引力對游船做了多少功？（4）這次水上航行中，牽引力對游船做功的功率多大？【答案】（1）；（2）；（3）；（4）。【解析】（1）所用時間約為由公式得，黑虎泉站到泉城廣場站河段的長度（2）畫舫游船質量為畫舫游船重力為因為游船漂浮在水中，根據(jù)漂浮條件得，游船在護城河中受到的浮力（3）牽引力對游船做的功（4）牽引力對游船做功的功率。答：（1）黑虎泉站到泉城廣場站河段長；（2）游船在護城河中受到的浮力是；（3）這次水上航行中，牽引力對游船做功是；（4）這次水上航行中，牽引力對游船做功的功率是?！具^關檢測】一、選擇題1．下列情景中，人對物體做功的是（）。A．被運動員踢出去的足球在草地上滾動的過程中；B．運動員舉著杠鈴原地不動；C．中學生背著書包在水平路面上勻速行走；D．物理老師提著實驗器材上樓【答案】D?！窘馕觥緼．足球被踢出后，在草地上滾動一段距離，是因為足球具有慣性，而此過程中人對足球沒有力的作用，所以此過程中人對足球沒有做功，不符合題意；B．運動員舉著杠鈴原地不動，人對杠鈴施加了力，但杠鈴沒有移動距離，所以人對杠鈴沒有做功，不符合題意；C．學生背著書包在水平路面上勻速前進，雖然有力也有距離，但力與距離垂直（或移動的距離不是在力的方向上），所以人對書包沒有做功，不符合題意；D．物理老師提著實驗器材上樓，人對實驗器材施加了力，且實驗器材在力的方向上移動了距離，所以人對實驗器材做了功，符合題意。故選D。2．額定功率相同的兩輛汽車均正常勻速行駛，在相同時間內(nèi)兩汽車通過的路程之比為2︰1，