習(xí)題 功與能量 -2024年初高中物理銜接練（新人教版全國(guó)用）(原卷版)

第=page11頁(yè)，共=sectionpages1313頁(yè)銜接點(diǎn)05功與能量初中知識(shí)點(diǎn)高中功：功的概念、功的單位、力做功的兩個(gè)因素、比較功的大小、功的計(jì)算、功的原理功：功的概念（初中只要求計(jì)算力與物體運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)所做的功，高中拓展到物體受到的力與物體運(yùn)動(dòng)的位移互成角度時(shí)功的計(jì)算）、做功的判斷及功的正負(fù)、多力做功。功率：功率的概念、功率的單位、比較功率的大小、功率的計(jì)算、功率在實(shí)際生活中的應(yīng)用功率：功率的概念（在初中功率計(jì)算基礎(chǔ)上引出功率另一個(gè)公式，并提出瞬時(shí)功率的概念）、平均功率、瞬時(shí)功率機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能、動(dòng)能和勢(shì)能在生活中的應(yīng)用、動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化、機(jī)械能守恒重力勢(shì)能（高中加深對(duì)重力勢(shì)能的量化計(jì)算）：重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系、重力勢(shì)能的概念和表達(dá)式彈性勢(shì)能（高中加深理解彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系）：彈性勢(shì)能的概念、彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系動(dòng)能和動(dòng)能定理（高中需要利用動(dòng)能及動(dòng)能定理進(jìn)行量化計(jì)算和解題）：動(dòng)能的概念和表達(dá)式、動(dòng)能定理的基本應(yīng)用：機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用（初中只要求知道哪些情況下機(jī)械能守恒，高中在這個(gè)基礎(chǔ)上利用機(jī)械能守恒進(jìn)行解題）：機(jī)械能的概念、機(jī)械能守恒的判斷、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用能量守恒定律、功能關(guān)系能量、能源和能量耗散、能量守恒定律、功能關(guān)系的應(yīng)用一、舊知識(shí)回顧功和能1．功①功的兩個(gè)必要因素：一是________________________________；二是______________________________.②三種不做功的情況：Ⅰ、有力沒(méi)距離，Ⅱ、有距離沒(méi)力Ⅲ、________________。③功的計(jì)算：功(W）等于力(F)跟物體在力的方向上通過(guò)的距離（s)的乘積。(功=力×距離）④功的公式：________________；單位：W→焦；F→牛頓；s→米。________________。⑤功的原理：使用任何機(jī)械都不省功。2．功率①功率(P）：物理意義：________________。定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間（t）里完成的功（W)，叫功率。②計(jì)算公式：________________。單位：P→瓦特；W→焦；t→秒。（________________)3．機(jī)械效率①定義：________________跟________________的比值叫機(jī)械效率。②計(jì)算公式：η=W有/W總機(jī)械能1．一個(gè)物體能夠做功，這個(gè)物體就具有能(能量)。2．動(dòng)能：物體由于________________而具有的能叫動(dòng)能。3．________________________________________________________________。4．勢(shì)能分為_(kāi)_______________________________________________________________。5．重力勢(shì)能：物體由于被舉高而具有的能。6．物體________________越大，________________,重力勢(shì)能就越大。7．彈性勢(shì)能:物體由于發(fā)生________________而具的能。8．物體的彈性形變?cè)酱螅膹椥詣?shì)能就越大。9．機(jī)械能：________________.（________________)單位是：________________10.________________。方式有：動(dòng)能重力勢(shì)能；動(dòng)能彈性勢(shì)能.11．自然界中可供人類(lèi)大量利用的機(jī)械能有風(fēng)能和水能。二、熱身練手Ⅰ、單選題：本大題共10小題。1.如圖的幾種情景中，人做了功的是(

)A. B.C. D.2.(2024·廣東省湛江市·其他類(lèi)型)如圖所示，小麗和叔叔一起從一樓爬到五樓(二者均克服自身的重力做功)，小麗先于叔叔到達(dá)五樓，已知叔叔的體重大于小麗的體重。下列說(shuō)法中正確的是(

)A.小麗做的功可能等于叔叔做的功 B.小麗的功率可能等于叔叔的功率C.小麗做的功一定大于叔叔做的功 D.小麗的功率一定大于叔叔的功率3.(2024·四川省·期中考試)甲、乙兩臺(tái)機(jī)器，他們的功率分別為300瓦和350瓦，則下列選項(xiàng)中正確的是(

)A.甲做功一定比乙做功多 B.甲做功時(shí)間一定比乙少C.甲做功可能比乙做功多 D.甲做功可能比乙做功慢4.(2023·北京市市轄區(qū)·期中考試)下列情景中，屬于重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的是(

)A.用弓箭將箭射出 B.滾擺減速上升 C.石塊加速下落 D.熱氣球勻速下降5.對(duì)于如圖所示滾擺運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，下列解釋中不正確的是(

)A.動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化B.下降時(shí)重力勢(shì)能減小、動(dòng)能增大C.上升的最大高度逐次降低，說(shuō)明能量不守恒D.有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但總能量不變6.(2024·安徽省馬鞍山市·期中考試)2023年5月30日9時(shí)31分，搭載神舟十六號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙十六運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，景海鵬、朱楊柱、桂海潮3名航天員狀態(tài)良好，發(fā)射取得圓滿(mǎn)成功?；鸺钶d衛(wèi)星在加速升空的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(

)A.火箭的動(dòng)能增加，重力勢(shì)能增加，機(jī)械能增加B.火箭的動(dòng)能不變，重力勢(shì)能不變，機(jī)械能不變C.火箭的動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增加，機(jī)械能增加D.火箭的動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增加，機(jī)械能不變7.(2024·全國(guó)·同步練習(xí))蘇翊鳴在2022年北京冬奧會(huì)單板滑雪男子大跳臺(tái)比賽中奪得金牌，如圖所示為運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)的軌跡，圖中a、c兩處等高，若不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是

(

)A.運(yùn)動(dòng)員從a處到b處重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 B.運(yùn)動(dòng)員在a處和c處的重力勢(shì)能相等C.運(yùn)動(dòng)員在b處時(shí)的機(jī)械能最大 D.運(yùn)動(dòng)員從b處到d處速度逐漸減小8.(2024·全國(guó)·同步練習(xí))汽車(chē)爬坡時(shí)，駕駛員的操作是：加大油門(mén)，同時(shí)將變速器換成低速檔。加大油門(mén)是使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮最大的功率，換用低速檔是為了減速。那么，在爬坡時(shí)，減少汽車(chē)的速度是為了(

)A.保證安全 B.獲取更大的動(dòng)力 C.省油 D.增大慣性9.(2023·湖北省鄂州市·期末考試)如圖所示，甲、乙是兩個(gè)完全相同的網(wǎng)球。在同一高度以大小相等的速度，將甲球豎直向下拋出、將乙球豎直向上拋出，不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是(

)A.甲球在空中下落時(shí)，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能減小B.乙球上升過(guò)程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能C.拋出時(shí)，甲、乙兩球的機(jī)械能相等D.拋出時(shí)，甲球的動(dòng)能小于乙球的動(dòng)能10.(2024·澳門(mén)特別行政區(qū)·期中考試)小明把一個(gè)鐵鎖用繩子懸掛起來(lái)，將鐵鎖拉到自己的鼻子附近，穩(wěn)定后松手，鐵鎖向前擺去，如圖所示.下列說(shuō)法中正確的是(

)A.鐵鎖擺回時(shí)會(huì)打到小明的鼻子B.鐵鎖在擺動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能與重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化C.鐵鎖由高處擺到低處的過(guò)程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能D.鐵鎖上升的最大高度逐次降低，是由于受到重力作用Ⅱ、計(jì)算題：本大題共3小題。11.(2023·全國(guó)·單元測(cè)試)小紅在操場(chǎng)上將一皮球拋出，皮球被拋出后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1所示，a、c兩點(diǎn)處于同一高度。則下列判斷中正確的是______A.皮球由a到b時(shí)，動(dòng)能逐漸增大B.皮球由c到d時(shí)，機(jī)械能一直減小C.皮球在b點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能最大D.皮球在a、c兩點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等總結(jié)：(1)比較動(dòng)能大小要看______、______；若動(dòng)能相同(不變)則要______；(2)比較重力勢(shì)能大小要看______、______；若重力勢(shì)能相同(不變)則要______；(3)本題的機(jī)械能是否守恒______；依據(jù)是：______。12.(2024·遼寧省沈陽(yáng)市·期中考試)隨著科技發(fā)展，有些餐廳利用機(jī)器人送餐。某次送餐時(shí)，機(jī)器人與食物的總質(zhì)量為40kg，機(jī)器人受到的阻力為車(chē)重的0.1倍，機(jī)器人水平勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)了9m，用時(shí)18s。(g取10N/kg)請(qǐng)計(jì)算：(1)機(jī)器人在本次送餐時(shí)做的功是多少？(2)機(jī)器人在本次送餐時(shí)做功的功率是多少？13.(2024·湖北省襄陽(yáng)市·其他類(lèi)型)質(zhì)量為1.5t的汽車(chē)，在水平公路上勻速行駛時(shí)受到的摩擦阻力是車(chē)重的0.02倍，汽車(chē)由小明家行駛到學(xué)校距離為3km．(g=10N/kg)求：(1)汽車(chē)受到的支持力大小為多少？(2)汽車(chē)勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)汽車(chē)的牽引力是多大？(3)小明上學(xué)過(guò)程中，汽車(chē)牽引力做功是多少？一、新知識(shí)梳理機(jī)械能1.功（1）功的定義:________________和作用在________________的乘積.是描述力對(duì)空間積累效應(yīng)的物理量，是過(guò)程量.定義式:W=F·s·cosθ，其中F是力，s是力的作用點(diǎn)位移（對(duì)地），θ是力與位移間的夾角.（2）功的大小的計(jì)算方法:①恒力的功可根據(jù)W=F·S·cosθ進(jìn)行計(jì)算，本公式只適用于恒力做功.②根據(jù)W=P·t，計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)平均做功.2.功率（1）功率的概念:功率是表示________________的物理量，是標(biāo)量.求功率時(shí)一定要分清是求哪個(gè)力的功率，還要分清是求平均功率還是瞬時(shí)功率.（2）功率的計(jì)算①平均功率:________________（定義式）表示時(shí)間t內(nèi)的平均功率，不管是恒力做功，還是變力做功，都適用.②瞬時(shí)功率:________________，式中P和v分別表示t時(shí)刻的功率和速度，α為兩者間的夾角.（3）額定功率與實(shí)際功率：①額定功率:發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的最大功率.②實(shí)際功率:發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的功率，它可以小于額定功率，但不能長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定功率.3.動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能.表達(dá)式:________________4.動(dòng)能定理:外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化.表達(dá)式________________（1）動(dòng)能定理的表達(dá)式是在物體受恒力作用且做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情況下得出的.但它也適用于變力及物體作曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情況.（2）功和動(dòng)能都是標(biāo)量，不能利用矢量法則分解，故動(dòng)能定理無(wú)分量式.（3）應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài)，沒(méi)有守恒條件的限制，也不受力的性質(zhì)和物理過(guò)程的變化的影響.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，都可以用動(dòng)能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)捷.（4）當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)是由幾個(gè)物理過(guò)程所組成，又不需要研究過(guò)程的中間狀態(tài)時(shí)，可以把這幾個(gè)物理過(guò)程看作一個(gè)整體進(jìn)行研究，從而避開(kāi)每個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的具體細(xì)節(jié)，具有過(guò)程簡(jiǎn)明、方法巧妙、運(yùn)算量小等優(yōu)點(diǎn).5.重力勢(shì)能（1）定義:地球上的物體具有跟________________的能量，叫做重力勢(shì)能，.①重力勢(shì)能是地球和物體組成的系統(tǒng)共有的，而不是物體單獨(dú)具有的.②重力勢(shì)能的大小和零勢(shì)能面的選取有關(guān).③重力勢(shì)能是標(biāo)量，但有“+”、“-”之分.（2）重力做功的特點(diǎn):重力做功________________________________________________.WG=mgh.（3）做功跟重力勢(shì)能改變的關(guān)系:重力做功等于重力勢(shì)能增量的負(fù)值.即WG=-.6.彈性勢(shì)能:物體由于發(fā)生________________而具有的能量.7.機(jī)械能守恒定律（1）________________統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械能，E=Ek+Ep.（2）機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容:在只有重力（和彈簧彈力）做功的情形下，物體動(dòng)能和重力勢(shì)能（及彈性勢(shì)能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變.（3）機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式（4）系統(tǒng)機(jī)械能守恒的三種表示方式:①系統(tǒng)初態(tài)的總機(jī)械能E1等于末態(tài)的總機(jī)械能E2，即E1=E2

②系統(tǒng)減少的總重力勢(shì)能ΔEP減等于系統(tǒng)增加的總動(dòng)能ΔEK增，即ΔEP減=ΔEK增

③若系統(tǒng)只有A、B兩物體，則A物體減少的機(jī)械能等于B物體增加的機(jī)械能，即ΔEA減=ΔEB增

［注意］解題時(shí)究竟選取哪一種表達(dá)形式，應(yīng)根據(jù)題意靈活選取;需注意的是:選用①式時(shí)，必須規(guī)定零勢(shì)能參考面，而選用②式和③式時(shí)，可以不規(guī)定零勢(shì)能參考面，但必須分清能量的減少量和增加量.

（5）判斷機(jī)械能是否守恒的方法

①用做功來(lái)判斷:分析物體或物體受力情況（包括內(nèi)力和外力），明確各力做功的情況，若對(duì)物體或系統(tǒng)只有重力或彈簧彈力做功，沒(méi)有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零，則機(jī)械能守恒.

②用能量轉(zhuǎn)化來(lái)判定:若物體系中只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化而無(wú)機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒.

③對(duì)一些繩子突然繃緊，物體間非彈性碰撞等問(wèn)題，除非題目特別說(shuō)明，機(jī)械能必定不守恒，完全非彈性碰撞過(guò)程機(jī)械能也不守恒.8.功能關(guān)系

（1）當(dāng)只有重力（或彈簧彈力）做功時(shí)，物體的機(jī)械能守恒.

（2）重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少:WG=Ep1-Ep2.

（3）合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化:W合=Ek2-Ek1（動(dòng)能定理）

（4）除了重力（或彈簧彈力）之外的力對(duì)物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:WF=E2-E1

二、小試牛刀Ⅰ、單選題：本大題共15小題。1.如圖所示的人，沒(méi)有對(duì)物體做功的是(

)A.運(yùn)動(dòng)員把足球踢出 B.人拉著箱子前進(jìn)C.工人通過(guò)滑輪提高重物

D.人推墻沒(méi)推動(dòng)2.(2023·江蘇省南通市·月考試卷)如圖所示，無(wú)人機(jī)送貨的情景．下列情況中無(wú)人機(jī)對(duì)吊著的貨物不做功的是(

)A.

懸停在空中 B.

豎直加速上升 C.

豎直勻速上升 D.

豎直勻速下降3.(2024·福建省·期中考試)人推著木箱在水平地面上向右移動(dòng)一段距離，木箱受力情況如圖，四個(gè)力中做功的是A.重力G和支持力N B.推力F和摩擦力f C.推力F和支持力N D.摩擦力f和重力G4.(2024·福建省·期中考試)如圖所示，若用輕繩拴一物體，使物體以恒定加速度向上做減速運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是(

)A.重力做負(fù)功，拉力做正功，合外力做負(fù)功 B.重力做正功，拉力做負(fù)功，合外力做負(fù)功C.重力做正功，拉力做正功，合外力做正功 D.重力做負(fù)功，拉力做負(fù)功，合外力做負(fù)功5.(2024·江蘇省揚(yáng)州市·月考試卷)物體在兩個(gè)相互垂直的力F1、F2作用下運(yùn)動(dòng)，力F1對(duì)物體做功6J，力F2對(duì)物體做功8J，則F1、A.14J B.10J C.2J D.-6.(2024·江蘇省徐州市·月考試卷)如圖所示，一位老爺爺在一片平坦的草地上遛狗，拉狗的繩子與地面的夾角為30°，設(shè)繩的拉力始終是20?N，在向前移動(dòng)2A.40?J B.-203

J C.-407.(2024·福建省·期中考試)如圖所示，在水平雪面上雪橇受與水平方向成α角的拉力F作用，沿直線(xiàn)勻速前進(jìn)了s的距離。下列說(shuō)法正確的是A.

拉力做功為Fs B.

地面對(duì)雪橇的支持力做正功C.重力對(duì)雪橇做負(fù)功 D.外力對(duì)雪橇做的總功是零8.(2024·江蘇省無(wú)錫市·期中考試)引體向上是《國(guó)家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的高中男生測(cè)試項(xiàng)目之一。若一男生在測(cè)試中1分鐘內(nèi)完成了20次引體向上，則測(cè)試過(guò)程中該男生克服重力做功的平均功率約為(

)A.50W B.120W C.350W D.800W9.(2024·廣東省·單元測(cè)試)如圖所示，用大小為12N，沿水平方向的恒力F作用在質(zhì)量為2kg的木箱上，使木箱在水平地面上沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，已知木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.50，g取10m/s2，當(dāng)木箱從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)了12m時(shí)A.力F做的功W1=?120JC.克服摩擦力做的功W3=120J D.10.(2024·海南省?？谑小て谥锌荚?如圖所示，重為20N的物體，沿固定的斜面由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò)1s下降了1m的高度，在此過(guò)程中重力做功的平均功率是(

)A.40W B.30W C.20W D.10W11.(2024·福建省三明市·期中考試)如圖，質(zhì)量為0.5kg的小球，從A點(diǎn)下落到地面上的B點(diǎn)，下落過(guò)程受到恒定阻力f=1N，若A點(diǎn)距桌面h1為1.2m，桌面高h(yuǎn)2為0.8m，g取10?A.6J B.8JC.10J D.參考平面未定，結(jié)果未知12.(2024·福建省·月考試卷)如圖所示，小朋友站在“蹦蹦跳”上隨踏板跳躍，從狀態(tài)1到狀態(tài)2是著地后桿外的彈簧向上彈起并恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程。在此過(guò)程中關(guān)于小朋友的重力勢(shì)能Ep重和彈簧的彈