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文檔簡(jiǎn)介
第11章功和機(jī)械能(A卷?知識(shí)通關(guān)練)
核心知識(shí)1判斷做功及功的計(jì)算
【高頻考點(diǎn)精講】
一、判斷力是否對(duì)物體做功
1、概念:如果一個(gè)力作用在物體上,物體在這個(gè)力的方向上通過(guò)了一段距離,就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。
2、兩個(gè)必要因素:一個(gè)是作用在物體上的力,另一個(gè)是物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)的距離。
3、力對(duì)物體不做功分為以下三種情況
(1)有力無(wú)距離:物體受到力的作用但沒(méi)有移動(dòng)距離,這個(gè)力對(duì)物體沒(méi)有做功,例如人用力推箱子,但沒(méi)有推動(dòng)。
(2)有距離無(wú)力:物體由于慣性移動(dòng)一段距離,但沒(méi)有受到力的作用,例如運(yùn)動(dòng)員投擲冰壺,冰壺離開(kāi)手后在冰
面上移動(dòng)一段距離,移動(dòng)過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員沒(méi)有對(duì)冰壺做功。
(3)力與距離垂直:物體移動(dòng)的距離并不在力的方向上。例如人提著禮盒在水平面上行走,人對(duì)禮包沒(méi)有做功。
二、功的計(jì)算
1、規(guī)定:功等于力與物體在力的方向上移動(dòng)距離的乘積。
WW
2、表達(dá)式:W=Fs,推導(dǎo)公式:F=——,s=—
sF
3、單位:在國(guó)際單位制中,力的單位是牛,距離的單位是米,則功的單位是牛米,它有一個(gè)專門(mén)的名稱叫做焦耳,
簡(jiǎn)稱焦,符號(hào)J。
【熱點(diǎn)題型精練】
1.(2022?自貢期末)下列說(shuō)法中正確的是()
A.用手從地面豎直提起水桶,手豎直向上的拉力對(duì)水桶做了功
B.提著水桶在路面上水平向前移動(dòng)一段路程,手豎直向上的拉力對(duì)水桶做了功
C.拋出手的鉛球在空中向前運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,推力對(duì)鉛球做了功
D.用力推一輛汽車(chē),汽車(chē)靜止不動(dòng),推力在這個(gè)過(guò)程中對(duì)汽車(chē)做了功
解:A、用手從地面提起水桶,在拉力的方向上移動(dòng)了距離,拉力做了功,該選項(xiàng)說(shuō)法正確;
B、提著水桶水平前進(jìn)時(shí),在水平方向移動(dòng)了距離,手的拉力沿豎直方向,所以拉力不做功,該選項(xiàng)說(shuō)法不正確;
C、拋出去的鉛球由于慣性在空中飛行,推力已消失,故推力沒(méi)有做功,該選項(xiàng)說(shuō)法不正確;
D、用力推汽車(chē),沒(méi)有推動(dòng),沒(méi)有在力的方向上移動(dòng)距離,推力沒(méi)有做功,該選項(xiàng)說(shuō)法不正確。
答案:Ao
2.(2022?連云港模擬)一個(gè)人先后用同樣大小的力F將不同質(zhì)量的物體分別在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜
面上沿力的方向移動(dòng)相同的距離s(如圖所示),該力在這三個(gè)過(guò)程中所做的功分別為Wl、W2、W3,關(guān)于它們
之間的大小關(guān)系說(shuō)法正確的是()
A.W1<W2<W3B.W1<W2=W3C.W1=W2=W3D.W1=W2<W3
解:一個(gè)人先后用同樣大小的力F使物體沿力的方向移動(dòng)相同的距離s;該力在這三個(gè)過(guò)程中所做的功分別為
Wl、W2、W3,三個(gè)功的大小都等于W=Fs;即W1=W2=W3;
故C正確;ABD錯(cuò)誤;
答案:Co
3.(2022?天津模擬)小華把裝有30個(gè)雞蛋的塑料袋從1樓提到3樓的家里,他提雞蛋的力做功最接近()
A.9JB.30JC.90JD.300J
解:由題知,托起兩個(gè)雞蛋的力大約是1N,則提30個(gè)雞蛋的力大約為F=^N=15N;
每層樓的高度大約為3米,家住3樓,則小華實(shí)際爬樓的高度h=3mX2=6m;
小華提雞蛋的力做功約為:W=Fs=15NX6m=90J=
答案:Co
4.(2022?瀘州模擬)如圖所示,斜面高為1m,長(zhǎng)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(guān)于做功的判斷正確的是()
A.木箱受到重力做功的大小為800J
B.木箱受到斜面摩擦力做功大小為100J
C.木箱受到合力做功的大小為125J
D.木箱受到斜面的支持力做功大小為200J
解:A、由題意知,木箱的重力G=200N,h=lm,則克服重力做功:W有用=Gh=200NXlm=200J,A錯(cuò)誤;
B、拉力F做的功W.ii=FL=75N><4m=300J;則克服摩擦力做功W額=\¥總-W有用=300J-200J=100J,B正
確;
C、木箱沿斜面緩慢運(yùn)動(dòng),做勻速直線運(yùn)動(dòng),受合力為零,所以合力做功大小為0J,C錯(cuò)誤;
D、木箱移動(dòng)方向與支持力方向垂直,所以斜面的支持力做功為零,D錯(cuò)誤。
答案:Bo
5.(2022?株洲期末)用大小不同的甲、乙兩個(gè)力拉同一物體,兩力所做的功W與在這兩個(gè)力的方向上移動(dòng)的距離
s的關(guān)系圖象如圖,由圖可知,甲、乙兩個(gè)力的大小關(guān)系是()
A.F甲>尸乙B.F甲VF乙
C.F甲=FLD.條件不足,無(wú)法判斷
解:如圖,當(dāng)移動(dòng)距離為s時(shí),兩個(gè)力做的功:
W甲〉Wz,
VW=Fs,
.?.兩個(gè)力:
F(p>F乙
答案:Ao
6.(2022?荊門(mén)模擬)如圖甲所示,物體在水平拉力F的作用下由靜止沿粗糙水平面向右運(yùn)動(dòng),。?6s內(nèi)拉力隨時(shí)間
變化的規(guī)律如圖乙,速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖丙,則在2?4s內(nèi),物體克服摩擦力所做的功為()
+F/N
18
A.OJD.OJ
解:由圖乙可知,在2?4s內(nèi),拉力F=3N,
由圖丙可知,在2?4s內(nèi),物體做勻速運(yùn)動(dòng),v=5.0m/s,此時(shí)摩擦力與拉力是一對(duì)平衡力,大小相等,f=F=3N,
由V=*可得,物體運(yùn)動(dòng)的距離:
s=vt=5.0m/sX2s=10m,
物體克服摩擦力所做的功:
W=fs=3NX10m=30Jo
答案:Bo
7.(2022?安慶期末)在物理圖像中,縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)分別表示某個(gè)物理量,而圖線的傾斜程度、圖線圍成的面積
等也具有特定的物理意義.如圖中陰影部分面積表示的物理量是功
F/N
s/m
O~
解:由圖可知,橫坐標(biāo)表示距離s,縱坐標(biāo)表示力F,則陰影部分的面積等于力和距離的乘積,所以圖中陰影部
分的面積表示的物理量是功.
答案:功.
8.(2022?瀘州模擬)如圖,一個(gè)箱子靜止在水平地面,小聰用150N的水平拉力將箱子移動(dòng)了0.4m,小聰?shù)睦?/p>
做功為60J。待箱子靜止后,小明用80N的水平推力推這個(gè)箱子沒(méi)有推動(dòng),小明的推力做功0J,此時(shí)
箱子受到地面的摩擦力為80No
解:
(1)小聰拉力做的功為:W=Fs=150NX0.4m=60J;
(2)小明用80N的水平推力推這個(gè)箱子沒(méi)有推動(dòng),小明對(duì)箱子施加了力的作用,但箱子沒(méi)有在該力的方向上通
過(guò)距離,所以小明的推力對(duì)箱子不做功,即推力做功為0J;
(3)小明用80N的水平推力推箱子,但沒(méi)有推動(dòng),即此時(shí)箱子處于平衡狀態(tài),此時(shí)所受的推力和摩擦力是一對(duì)
平衡力,故這兩個(gè)力大小相等,所以此時(shí)箱子受到地面的摩擦力f=F推=80N。
答案:60;0;80o
9.(2022?東營(yíng)期末)如圖所示,光滑斜面,沿斜面AB和AC分別將同一重物從它們的底部拉到頂部,所需拉力分
別為Fi和F2,所做的功分別為Wi和W2,則Fi<F2,Wi=W2Q(均選填“<”、">”或“=”)
解:(1)斜面光滑說(shuō)明摩擦力為0,即使用光滑的斜面沒(méi)有額外功,則把同一物體沿斜面BA和CA分別拉到頂
端A,h相同,由W=Gh可知兩次做的功相同,即Wi=W2。
(2)根據(jù)圖示可知,LBA>LCA,而WI=W2,由W=FL可知,F(xiàn)BA<FCA,即FI<F2。
答案:<;=O
10.(2022?自貢模擬)如圖甲所示,一塊質(zhì)量為0.2kg的鐵塊被吸附在豎直放置且足夠長(zhǎng)的磁性平板上,在豎直方
向上拉力F=3N的作用下向上運(yùn)動(dòng),鐵塊運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖乙所示,則鐵塊受到的摩擦力為
1N,0?6s內(nèi)拉力F做的功是3.6J(取g=10N/kg)。
(1)由乙圖可見(jiàn),鐵塊在豎直方向上運(yùn)動(dòng)時(shí),速度保持不變,因此鐵塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),鐵塊受到平衡力的作
用。在豎直方向上受到豎直向下的重力G、豎直向下的摩擦力f和豎直向上的拉力F,根據(jù)平衡力的特點(diǎn),故鐵
塊受到摩擦力大小f=F-G=3N-0.2kgX10N/kg=lN。
(2)鐵塊在。?6s內(nèi)升高的距離S=vt=0.2m/sX6s=1.2m,因此拉力F做的功W=Fs=3NX1.2m=3.6J。
答案:1;3.6o
11.(2022?溫州模擬)某跳傘運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)上跳下,沿豎直方向降落,一段時(shí)間后打開(kāi)降落傘,最后安全著地。已
知運(yùn)動(dòng)員和跳傘設(shè)備的總重力為700牛,跳傘過(guò)程中下降的速度與時(shí)間的關(guān)系如圖甲所示。
(1)圖甲中曲線OA段速度越來(lái)越大的原因是運(yùn)動(dòng)員和跳傘設(shè)備的總重力大于阻力。
(2)圖乙是跳傘過(guò)程中部分階段的情景及受力示意圖,其中與圖甲曲線中CD階段對(duì)應(yīng)的是③。
(3)計(jì)算運(yùn)動(dòng)員和跳傘設(shè)備的總重力在AB段所做的功。
解:
(1)由圖甲可知,跳傘運(yùn)動(dòng)員在OA段處于加速降落過(guò)程中,此時(shí)運(yùn)動(dòng)員和跳傘設(shè)備受到的重力大于空氣阻力;
(2)①圖中降落傘打開(kāi),運(yùn)動(dòng)員受到的阻力大于重力,運(yùn)動(dòng)員處于減速降落過(guò)程,應(yīng)該是圖甲曲線中BC階段,
故①不符合題意;
②圖中運(yùn)動(dòng)員已經(jīng)著陸,運(yùn)動(dòng)員的速度為0,與圖甲曲線中CD階段不符,故②不符合題意;
③圖中降落傘打開(kāi),運(yùn)動(dòng)員受到的阻力等于重力,運(yùn)動(dòng)員處于勻速降落過(guò)程,是圖甲曲線中CD階段,故③符合
題意;
④圖中降落傘未打開(kāi),運(yùn)動(dòng)員受到的阻力等于重力,運(yùn)動(dòng)員處于勻速降落過(guò)程,應(yīng)該是圖甲曲線中AB階段,故
④不符合題意;
(3)由圖甲可知,運(yùn)動(dòng)員在AB段的速度為v=50m/s,時(shí)間為t=40s-20s=20s,
由速度公式得,運(yùn)動(dòng)員在AB段下降的高度:
h=s=vt=50m/sX20s=l000m,
則運(yùn)動(dòng)員和跳傘設(shè)備的總重力在AB段所做的功為:
W=Gh=700NX1000m=7X105Jo
答案:(1)運(yùn)動(dòng)員和跳傘設(shè)備的總重力大于阻力;
(2)③;
(3)運(yùn)動(dòng)員和跳傘設(shè)備總重力在AB段所做的功為7X105J?
核心知識(shí)2功率
【高頻考點(diǎn)精講】
一、功率
1、定義:物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫功率,在物理學(xué)中用字母P表示。
2、物理意義:物理學(xué)中,用功率來(lái)表示物體做功的快慢。
WW
3、公式:P=一,推導(dǎo)公式:W=Pt,t=一o
tP
4、單位:在國(guó)際單位制中,功率單位是瓦特,簡(jiǎn)稱瓦,符號(hào)W。常用單位:千瓦(kW),兆瓦(MW)。
5、換算關(guān)系:lkW=103W,1MW=103A;W=106WO
wFs
6、由皿=人可得。=—=—=尸丫,即功率一定時(shí),力與速度成反比,汽車(chē)爬坡時(shí),可以通過(guò)換擋降速來(lái)增大
tt
牽引力。
二、功率大小的比較
1、在相同時(shí)間內(nèi),比較做功的多少,做功越多的物體,功率越大;
2、在做功相同的情況下,比較所用時(shí)間的長(zhǎng)短,所用時(shí)間越短的物體,功率越大;
3、做功多少和所用時(shí)間都不同時(shí),通過(guò)P=上計(jì)算,然后進(jìn)行比較。
t
【熱點(diǎn)題型精練】
12.(2022?宜昌模擬)下列關(guān)于功率的說(shuō)法正確的是()
A.功率大的機(jī)器做的功一定多
B.功率大的機(jī)器做功時(shí)間一定短
C.功率大的機(jī)器做功一定快
D.功率大的機(jī)器機(jī)械效率一定高
解:A、功率等于功和做功時(shí)間的比值。功率大,時(shí)間不確定,不能確定做功多少。此選項(xiàng)錯(cuò)誤;
B、功率等于功和做功時(shí)間的比值。功率大,做功多少不確定,不能不確定用時(shí)多少。此選項(xiàng)錯(cuò)誤;
C、功率是比較物體做功快慢的物理量。做功快,說(shuō)明功率大。此選項(xiàng)正確;
D、功率和機(jī)械效率之間沒(méi)有關(guān)系。此選項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:Co
13.(2022?大慶模擬)一定質(zhì)量的物體在水平拉力的作用下沿同一水平面做直線運(yùn)動(dòng),其路程(s)-時(shí)間(t)關(guān)
系如圖所示,下列正確的是()
A.物體20s時(shí)的速度大于8s時(shí)的速度
B.0?12s物體所受的拉力大于12s?24s物體所受的拉力
C.。?12s拉力做的功大于12s?24s拉力做的功
D.0?12s拉力做功的功率小于12s?24s拉力做功的功率
解:
A、從圖象上看,0?12s和12s?24s物體以不同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),而0?12s通過(guò)的路程是6m,12?24s
通過(guò)路程為2m,因?yàn)橄嗤瑫r(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程越多,速度越大,因此。?12s過(guò)程中的速度大于12?24s的過(guò)程中
的速度,即物體20s時(shí)的速度小于8s時(shí)的速度,故A錯(cuò)誤;
B、由圖象可知,物體在。?12s和12s?24s均做勻速直線運(yùn)動(dòng),拉力等于摩擦力,同一物體對(duì)水平面壓力相等,
接觸面的粗糙程度不變,故物體受到的摩擦力相等,所以0?12s物體所受的拉力等于12s?24s物體所受的拉力,
故B錯(cuò)誤;
C、由AB知,0?12s物體所受的拉力等于12s?24s物體所受的拉力,物體0?12s通過(guò)的路程大于12~24s通
過(guò)的路程,由W=Fs可知,。?12s拉力做的功大于12s?24s拉力做的功,故C正確;
D、0?12s拉力做的功大于12s?24s拉力做的功,而兩段時(shí)間相同,根據(jù)P=與可知,。?12s拉力做功的功率大
于12s?24s拉力做功的功率,故D錯(cuò)誤。
答案:Co
14.(2022?長(zhǎng)沙模擬)小杰背著書(shū)包回家,在水平路面上行走100m用時(shí)100s,乘坐電梯從1樓到21樓用時(shí)30s,
以下符合實(shí)際的是
()
A.電梯對(duì)小杰做功約3.6X1()3J
B.小杰乘坐電梯上升時(shí),對(duì)書(shū)包不做功
C.電梯對(duì)小杰做功的功率約1200W
D.小杰在水平路面行走時(shí),重力做功的功率約600W
解:A、小杰與書(shū)包的總重力大約為600N,1樓到21樓的高度h=20X3m=60m,
電梯對(duì)小杰做功W=Gh=600NX60m=3.6X104J,故A不符合實(shí)際;
B、小杰乘坐電梯上升時(shí),書(shū)包在力的方向上移動(dòng)了距離,所以對(duì)書(shū)包做功,故B不符合實(shí)際;
4
C、電梯對(duì)小杰做功的功率P=,==6祟J=1200W,故C符合實(shí)際;
D、小杰在水平路面行走時(shí),重力沒(méi)有做功,功率也為0,故D不符合實(shí)際。
答案:Co
15.(2022?鎮(zhèn)江模擬)如圖1所示,水平路面由三段長(zhǎng)度相等的粗糙區(qū)域組成。在2N水平拉力F的作用下,物塊
(體積忽略不計(jì))從區(qū)域①的最左端由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),在剛進(jìn)入?yún)^(qū)域③時(shí)撤去拉力,物塊最終停在區(qū)域③的最右
端。圖2為物塊在區(qū)域①和②上運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,則()
A.區(qū)域①路面的粗糙程度比②的大
B.拉力在區(qū)域①中做功的功率比②的小
C.物塊在區(qū)域①上所受的摩擦力等于2N
D.物塊在區(qū)域③上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能為1s
解:由圖知:
物體在0?2s內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng),在2s?3s內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng),且物體在。?2s內(nèi)圖象與2s?3s內(nèi)圖象與坐標(biāo)軸圍成的
面積相同,說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)的路程相同。即物體在。?2s內(nèi)在區(qū)域①上做加速運(yùn)動(dòng),在2s?3s內(nèi)在區(qū)域②上做勻
速直線運(yùn)動(dòng),區(qū)域①表面上受到的摩擦力小于拉力F,在區(qū)域②表面上受到的摩擦力等于拉力F。
A、因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力大小只與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān),所以區(qū)域①路面的粗糙程度比區(qū)域②的粗糙程
度小,故A錯(cuò)誤;
B、拉力在兩個(gè)區(qū)域上運(yùn)動(dòng)的距離相等,做功大小相等,作用時(shí)間不同,在區(qū)域①上運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng),功率小。故B
正確;
C、物體在區(qū)域①上受到的摩擦力小于F=2N.故C錯(cuò)誤;
D、物塊進(jìn)入?yún)^(qū)域3時(shí)的速度為2m/s,做減速運(yùn)動(dòng),在區(qū)域③的平均速度一定小于2m/s,所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定大
于1秒。故D錯(cuò)誤。
答案:B=
16.(2022?南通中考)在內(nèi)徑約為1cm玻璃管中注水近滿,上端留一個(gè)氣泡,用橡皮塞塞住管口,再將玻璃管翻轉(zhuǎn)
后豎直放置,氣泡上升,如圖所示。測(cè)得氣泡上升40cm用時(shí)20s,則該過(guò)程中氣泡所受浮力做功的功率最接近
于()
A.2X10-5WB.2X10-4WC.2X103WD.2X102W
解:由圖可知,氣泡的體積約為1cm3,因?yàn)闅馀萁](méi)在水中,所以氣泡排開(kāi)水的體積:丫排=丫=151?,
則氣泡受到的浮力:F浮=p水gV排=1義103kg/m3X10N/kgXIX10_6m3=lX10-2N,
223
氣泡所受浮力做的功:W=Fss=lX10NX40X10m=4X10J,
4><3;=2X4
則浮力做功的功率:P=y=2OS10W?故B正確。
答案:Bo
17.(2022?南通期末)汽車(chē)在平直公路上以速度vo勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)功率為Po,牽引力為Fo.ti時(shí)刻開(kāi)始,司機(jī)
減小了油門(mén),使汽車(chē)保持恒定功率P行駛,到t2時(shí)刻,汽車(chē)又開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為V。已知運(yùn)動(dòng)過(guò)程中
汽車(chē)所受阻力f恒定不變,汽車(chē)牽引力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示,則()
A.v=2vo
B.Fo=2f
C.tl至t2時(shí)間內(nèi),汽車(chē)做加速運(yùn)動(dòng)
D.t2時(shí)刻之后,汽車(chē)將保持功率g行駛
解:
由題知,在ti時(shí)刻以前,汽車(chē)以速度V0勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)功率為Po,牽引力為Fo,且有Po=Fovo①;
在ti時(shí)刻,司機(jī)減小了油門(mén),汽車(chē)的功率突然減小為P,在該瞬間汽車(chē)的速度不變(仍為vo),牽引力由Fo突然
減小為多,所以有P=9?vo②,由①②可知P=夕(即汽車(chē)的功率突然減小為原來(lái)的一半)。
AD.由題可知,ti時(shí)刻后汽車(chē)的功率保持恒定;由前面分析知,汽車(chē)的功率將保持g不變,故D正確;
到t2時(shí)刻,汽車(chē)又開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為V;由圖可知,汽車(chē)再次做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力與最初做勻速運(yùn)
動(dòng)的牽引力大小相等,均為Fo;
根據(jù)P=Fv可得第二次做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度:v=2=^=整四=$o;故A錯(cuò)誤;
B.汽車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),牽引力與阻力平衡,所以Fo=f,故B錯(cuò)誤;
C.由圖可知,ti至t2時(shí)間內(nèi),汽車(chē)受到的牽引力增大,功率不變,由P=Fv可得,汽車(chē)行駛的速度減小,所以
汽車(chē)做減速運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;
答案:Do
18.(2022?昆明模擬)采用功與時(shí)間比值的方法,得到“單位時(shí)間”內(nèi)做的功,這樣就方便比較做功的快慢了,這
個(gè)比值叫做功率。這種方法,實(shí)質(zhì)上還是用時(shí)間相同比較功(選填“時(shí)間相同比較功”或“功相同比
較時(shí)間”)來(lái)比較做功快慢的。
解:功與時(shí)間比值叫做功率;
比較做功快慢的方法有兩種,一是相同的時(shí)間比較做功;二是功相同比較時(shí)間。利用“單位時(shí)間”內(nèi)做的功比較
做功的快慢,實(shí)質(zhì)上還是用相同的時(shí)間比較做功。
答案:功率;時(shí)間相同比較功。
19.(2022?郴州中考)用40N水平拉力拉著重為100N的物體,在10s內(nèi)由靜止開(kāi)始沿水平直線移動(dòng)了5m。此過(guò)
程中,重力對(duì)物體做的功為0J,水平拉力對(duì)物體做功的功率為20Wo
解:(1)物體在水平地面上移動(dòng)5m,沒(méi)有在重力的方向上移動(dòng)距離,所以重力不做功,即重力做功為0J;
(2)拉力做的功為:
W=Fs=40NX5m=200J;
則拉力的功率:
p=*^=20W。
t10s
答案:0;20o
20.(2022?樂(lè)山期末)在斜面上將一個(gè)重600N的物體勻速拉到高處,沿斜面向上的拉力F=400N,拉動(dòng)的距離s
=4.5m,提升高度h=1.8m,所用時(shí)間t=30s。則拉力F做功的功率為60W,此過(guò)程中物體受到的摩擦力為
解:(1)拉力所做的總功:
W『Fs=400NX4.5m=1800J,
拉力F做功的功率:
口”總1800/
;
P=t"30s=60W
(2)有用功:
亞有=611=60(^乂1.8m=1080J,
克服摩擦力做的額外功:
W額=亞總-W有=1800J-1080J=720J,
由Wsi=fs得,物體所受斜面的摩擦力:
f=&窗=160N。
s4.5m
答案:60;160o
21.(2022?襄陽(yáng)期末)王波同學(xué)幫父母搬家,現(xiàn)有30捆書(shū)籍。每捆書(shū)籍的質(zhì)量都為5kgo王波想盡快將它們搬上
10m高處的新家。如圖是王波可以提供的用于搬運(yùn)物體的功率與被搬運(yùn)物體質(zhì)量之間的關(guān)系圖像。由圖可知,為
了盡可能快地將這批書(shū)籍搬上新家,他每次應(yīng)搬3捆。若每次下樓時(shí)間是上樓時(shí)間的一半,則他最快完成搬
運(yùn)任務(wù)并返回原地,所用的總時(shí)間為450s(g=10N/kg)o
0102030m/kg
解:(1)由坐標(biāo)圖可知:當(dāng)搬運(yùn)質(zhì)量為15kg物體時(shí),人用于搬運(yùn)物體的功率(輸出)最大,其值為50W;
30捆書(shū)籍包,總質(zhì)量為150kg,每捆書(shū)籍的質(zhì)量是5kg,由于搬運(yùn)書(shū)籍所需要做的總功是一定的,
為了盡可能快地將這批書(shū)籍搬上新家,要求人始終在最大功率(輸出)狀態(tài)下工作,
因此每次應(yīng)搬運(yùn)質(zhì)量15kg的書(shū)籍,即他每次應(yīng)搬3捆。
(2)每次搬運(yùn)的書(shū)籍的重力:G=mg=15kgX10N/kg=150N;
克服重力做的功:W=Gh=150NX10m=1500J;
由P=?得,每次上樓所用的時(shí)間:t=,=擺$=30s,
每次下樓所用的時(shí)間:=1t=|x30s=15s,
則一個(gè)來(lái)回需要的時(shí)間:ti=t+t'=30s+15s=45s,
總共有30捆書(shū)籍,1次搬3捆,所以,要完成搬運(yùn)任務(wù)需要10個(gè)來(lái)回,
則他最快完成搬運(yùn)任務(wù)并返回原地所用的總時(shí)間:
t總=10ti=10X45s=450s。
答案:3;450o
22.(2022?上海期末)風(fēng)車(chē)是利用風(fēng)力做功的裝置。小明制作了一架小風(fēng)車(chē),他想粗略測(cè)定風(fēng)車(chē)在一定風(fēng)速下做功
的功率,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
(1)觀察實(shí)驗(yàn)裝置,小明是通過(guò)測(cè)量細(xì)線對(duì)』做功的功率來(lái)測(cè)定風(fēng)車(chē)做功的功率;
(2)除了圖中的實(shí)驗(yàn)器材,還必需的測(cè)量工具有:天平、刻度尺和秒表;
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),逐漸增加掛在細(xì)線下的回形針數(shù)量,直到細(xì)線恰好緩慢勻速提升回形針為止。若測(cè)得回形針勻速
mgh
上升的高度h、所用的時(shí)間t、回形針的總質(zhì)量m,則風(fēng)車(chē)做功的功率P=(表達(dá)式中的物理量均用符
號(hào)表示);
(4)如果選用較粗重的線做實(shí)驗(yàn),則與選用較細(xì)的線相比,測(cè)得風(fēng)車(chē)的功率值偏大
解:(1)由實(shí)驗(yàn)裝置可知,通過(guò)測(cè)量細(xì)線對(duì)回形針做功的功率即可粗略測(cè)定風(fēng)車(chē)在一定風(fēng)速下做功的功率;
(2)由W=Gh=mgh可知,要測(cè)細(xì)線對(duì)回形針做的功需要天平測(cè)出回形針的總質(zhì)量m和刻度尺測(cè)出回形針上
升的高度h,
由P=與可得,要測(cè)出細(xì)線對(duì)回形針做功的功率需要秒表測(cè)出所用的時(shí)間t;
(3)風(fēng)車(chē)做功的功率P=牛=牛=孚;
(4)線本身有質(zhì)量,對(duì)回形針做功的同時(shí)要對(duì)線做功,選用較粗重的線做實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)線做的功大于對(duì)選用較細(xì)做
的功,測(cè)得風(fēng)車(chē)的功率值偏大。
答案:(1)回形針;
(2)刻度尺;秒表;
(3)喑
(4)大。
23.(2022?綿陽(yáng)期末)某型號(hào)器材發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為6X1()4W,在水平路面上勻速行駛時(shí)受到的阻力是1800N.在
額定功率下,當(dāng)汽車(chē)勻速行駛時(shí),求:
(1)發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的牽引力大??;
(2)行駛速度的大??;
(3)行駛5min牽引力所做的功。
解:(1)因?yàn)槠?chē)勻速行駛,受平衡力作用;由二力平衡知識(shí)得,F(xiàn)=f=1800N;
A
rbn「4日P6x10W”個(gè)/
(2)由「=尸丫得:v=聲=1800,「33.3m/s;
(3)t=5min=300s,
W=Pt=6X104WX300s=1.8X107Jo
答:(1)發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的牽引力為1800N;(2)行駛速度為33.3m/s;(3)行駛5min牽引力所做的功是L8X?J。
核心知識(shí)3動(dòng)能和勢(shì)能
【高頻考點(diǎn)精講】
一、能量
1、定義:物體能夠?qū)ν庾龉?,我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能量。
2、一個(gè)物體能夠做的功越多,表示這個(gè)物體的能量越大。
3、單位:焦耳,符號(hào):J,能的單位與功的單位相同。
二、動(dòng)能
1、定義:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能,叫做動(dòng)能。一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能。
2、影響動(dòng)能大小的因素:物體的質(zhì)量和物體運(yùn)動(dòng)的速度。
(1)質(zhì)量相同的物體,運(yùn)動(dòng)的速度越大,物體的動(dòng)能越大。
(2)運(yùn)動(dòng)速度相同的物體,質(zhì)量越大,物體的動(dòng)能越大。
(一)重力勢(shì)能
1、定義:物體由于受到重力并處在一定高度時(shí)所具有的能,叫做重力勢(shì)能。
2、影響重力勢(shì)能大小的因素:物體的質(zhì)量和物體所處的高度。
(1)質(zhì)量相同的物體,所處的高度越高,物體的重力勢(shì)能越大。
(2)所處高度相同的物體,質(zhì)量越大,物體的重力勢(shì)能越大。
........JXL.......
甲乙丙
(二)彈性勢(shì)能
1、定義:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能,叫做彈性勢(shì)能。
2、影響彈性勢(shì)能大小的因素:彈性形變程度。物體的彈性形變?cè)酱螅哂械膹椥詣?shì)能越大。
【熱點(diǎn)題型精練】
24.(2022?黃石模擬)下列關(guān)于功和能的說(shuō)法正確的是()
A.被拉開(kāi)的彈弓具有彈性勢(shì)能
B.用力推車(chē)而車(chē)未動(dòng),因?yàn)橛昧肆λ酝屏ψ隽斯?/p>
C.人造地球衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)勢(shì)能減小,動(dòng)能增大
D.速度小的物體動(dòng)能一定小
解:A、被拉開(kāi)的彈弓發(fā)生了彈性形變,所以具有彈性勢(shì)能,故A正確;
B、用力推車(chē)而車(chē)未動(dòng),雖然有力,但沿力的方向沒(méi)有距離,所以沒(méi)有做功,故B錯(cuò)誤;
C、人造地球衛(wèi)星由近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)量不變,高度增大,重力勢(shì)能增大;速度變小,動(dòng)能變小,所以
是將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能的過(guò)程,故C錯(cuò)誤;
D、影響動(dòng)能大小的因素:質(zhì)量、速度。質(zhì)量越大,速度越大,動(dòng)能越大,故只知道速度,不能確定動(dòng)能的大小,
故D錯(cuò)誤;
答案:Ao
25.(2022?廣州模擬)如圖甲,大小相同的水平拉力F分別拉著物體M、N在不同的水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)。此過(guò)
程M、N的動(dòng)能隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示。用GM和GN、fM、fN、VM和VN分別表示M、N所受的重力、
摩擦力和運(yùn)動(dòng)速度的大小,下列判斷一定正確的是()
A.GM<GNB.VM>VNC.fM<fND.fM=fN
解:由圖可知,M和N的動(dòng)能隨時(shí)間大小不變,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,M和N的質(zhì)量不變,所以速度不變,即大小相同
的水平拉力F分別拉著物體M、N在不同的水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),則物體在水平方向上受到的拉力和滑
動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力,大小相等,所以兩個(gè)物體受到的摩擦力是相同的,即:fM=fri;由圖乙可知,M的動(dòng)能
大于N的動(dòng)能,由于不知道兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)速度的大小,所以無(wú)法判定兩個(gè)物體的質(zhì)量、重力的大小關(guān)系;故ABC
錯(cuò)誤,D正確。
答案:D。
26.(2022?揚(yáng)州期末)如圖所示,用細(xì)繩吊著一個(gè)物塊,靜止靠在墻壁上。剪斷細(xì)繩的同時(shí),用一個(gè)由零逐漸增大
的水平作用力F壓在物塊上,墻壁足夠高,則物塊()
A.運(yùn)動(dòng)速度變大B.所受摩擦力變大
C.動(dòng)能先變大后不變D.機(jī)械能先減小后不變
解:用細(xì)繩吊著一個(gè)物塊,靜止靠在墻壁上,此時(shí)重力與拉力是一對(duì)平衡力;
當(dāng)剪斷細(xì)繩時(shí),拉力消失,但同時(shí)用一個(gè)由零逐漸增大的水平作用力F壓在物塊上,則木塊對(duì)墻面產(chǎn)生壓力,
進(jìn)而產(chǎn)生沿墻壁向上的摩擦力,且摩擦力隨著壓力的增大而變大。開(kāi)始時(shí)摩擦力較小,小于重力(f滑<G),物
塊向下做加速運(yùn)動(dòng);然后瞬間等于重力;再大于重力(f滑>G),物塊做減速運(yùn)動(dòng);當(dāng)速度為零時(shí)物體靜止,從
滑動(dòng)摩擦變?yōu)殪o摩擦,摩擦力瞬間變小,然后靜摩擦力等于物重《靜=6),不再變化。
貝IJ:
A、物塊的速度先變大再變小,故A錯(cuò)誤;
B、物塊所受摩擦力先變大再變小后不變,故B錯(cuò)誤;
C、物塊的動(dòng)能先變大再變小,故C錯(cuò)誤;
D、物塊向下滑落的過(guò)程中,需要克服摩擦力做功,機(jī)械能減小,當(dāng)物塊靜止后,機(jī)械能不再變化,故機(jī)械能先
減小后不變。故D正確。
答案:D。
27.(2022?大連模擬)如圖所示,一彈簧的左端固定,右端連接一個(gè)小球,把它們套在光滑的水平桿上。a點(diǎn)是壓
縮彈簧后小球靜止釋放的位置,b點(diǎn)是彈簧原長(zhǎng)時(shí)小球的位置,c點(diǎn)是小球到達(dá)最右端的位置。則小球a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)
到c點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()
1abcF
t1mO---...-)
A.小球在a點(diǎn),彈簧的彈性勢(shì)能最小
B.小球在b點(diǎn),小球的速度最小
C.從a點(diǎn)到b點(diǎn),小球的動(dòng)能逐漸增大
D.從b點(diǎn)到c點(diǎn),彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減小
解:
A、a點(diǎn)是壓縮彈簧后形變程度最大處,彈性勢(shì)能也最大,故A錯(cuò)誤;
B、因?yàn)樗綏U光滑,所以小球在a點(diǎn)時(shí)只受到彈簧向右的彈力,則小球由a向b運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)加速運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;
C、小球質(zhì)量一定,從a點(diǎn)到b點(diǎn)時(shí)速度越來(lái)越快,所以動(dòng)能逐漸增大,故C正確;
D、b點(diǎn)是彈簧原長(zhǎng)時(shí)小球的位置,彈性勢(shì)能為0,小球到達(dá)b點(diǎn)后由于慣性繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng),所以彈簧逐漸被拉
伸,彈性勢(shì)能逐漸變大,故D錯(cuò)誤。
答案:Co
28.(2022?蘇州模擬)質(zhì)量為m的小環(huán)穿在固定的光滑曲桿上,從某點(diǎn)A靜止釋放后沿曲桿運(yùn)動(dòng),如圖所示。不
計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是()
A.只要A點(diǎn)高于D點(diǎn),小環(huán)就能到達(dá)D點(diǎn)
B.若小環(huán)能到達(dá)D點(diǎn),離開(kāi)D點(diǎn)后將豎直向下運(yùn)動(dòng)
C.小環(huán)從A點(diǎn)到D點(diǎn),重力勢(shì)能一直減小,機(jī)械能不變
D.小環(huán)從A點(diǎn)到B點(diǎn),動(dòng)能一直增加,機(jī)械能不變
解:
(1)質(zhì)量為m的小環(huán)在光滑曲桿上,從某點(diǎn)A靜止釋放后沿曲桿運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力,小環(huán)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械
能是守恒的,
由A到B,小環(huán)的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,動(dòng)能增加,機(jī)械能保持不變,故D正確;
由B到C點(diǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,重力勢(shì)能增加,故C錯(cuò)誤;
由C到D重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,由于機(jī)械能守恒,所以只要A點(diǎn)高于或等于C點(diǎn)高度,小環(huán)就能到達(dá)C點(diǎn),從
而到達(dá)D點(diǎn),故A錯(cuò)誤;
(2)小環(huán)到達(dá)D后,由于慣性會(huì)繼續(xù)沿CD方向運(yùn)動(dòng)一段距離,故B錯(cuò)誤。
答案:D。
29.(2022?益陽(yáng)模擬)“反向蹦極”是一項(xiàng)比蹦極更刺激的運(yùn)動(dòng)。如圖所示,彈性輕繩的上端固定在O點(diǎn),拉長(zhǎng)后
將下端固定在體驗(yàn)者的身上,并與固定在地面上的扣環(huán)相連。打開(kāi)扣環(huán),人從A點(diǎn)由靜止釋放,像火箭一樣被
“豎直發(fā)射”,經(jīng)上升到最高位置C點(diǎn),在B點(diǎn)時(shí)速度最大。對(duì)此過(guò)程,下列描述正確的是()
■O
■C
A.人從A到C的過(guò)程中,重力勢(shì)能增加,動(dòng)能一直減少
B.人從A到B的過(guò)程中,動(dòng)能增加,重力勢(shì)能減少
C.人在B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大
D.彈性繩的彈性勢(shì)能在B點(diǎn)時(shí)最大
解:A、人從A到C的過(guò)程中,質(zhì)量不變,高度增大,重力勢(shì)能增加;AB段速度逐漸變大,動(dòng)能逐漸變大;BC
段速度逐漸變小,動(dòng)能逐漸變小;故A錯(cuò)誤;
B、從A到B的過(guò)程中,質(zhì)量不變、高度增大,重力勢(shì)能增加;質(zhì)量不變、速度逐漸變大,動(dòng)能變大;故B錯(cuò)
誤;
C、人的質(zhì)量一定,在B點(diǎn)時(shí)速度最大,動(dòng)能最大;故C正確;
D、彈性繩在A點(diǎn)時(shí)彈性形變最大,彈性勢(shì)能最大;故D錯(cuò)誤。
答案:Co
30.(2022?攀枝花模擬)如圖所示為游樂(lè)園過(guò)山車(chē)的軌道示意圖。過(guò)山車(chē)從高處加速滑下的過(guò)程中,軌道對(duì)車(chē)的支
持力不(選填“不”或“要”)做功,過(guò)山車(chē)重力勢(shì)能減少(選填“增加”、“減少”或“不變”)。
解:過(guò)山車(chē)從高處加速滑下的過(guò)程中,軌道對(duì)車(chē)有支持力作用,但支持力方向與物體移動(dòng)方向垂直,可見(jiàn)軌道對(duì)
車(chē)的支持力不做功;
過(guò)山車(chē)從高處加速滑下的過(guò)程中,質(zhì)量不變,高度變小,重力勢(shì)能減少。
答案:不;減少。
31.(2022?樂(lè)山模擬)如圖所示,跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速直線下降,在此過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員和傘的動(dòng)能不變(選
填“增大”、"減小”或"不變”),重力勢(shì)能減?。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”)。
解:跳傘運(yùn)動(dòng)員正在勻速下降,在此過(guò)程中,質(zhì)量和速度不變,高度減小,所以運(yùn)動(dòng)員和傘的動(dòng)能不變,重力勢(shì)
能減小。
答案:不變;減小。
32.(2022?廣東中考)圖甲中過(guò)山車(chē)從A點(diǎn)出發(fā),先后經(jīng)過(guò)B、C、D、E點(diǎn)。圖乙是過(guò)山車(chē)在B、C、D、E點(diǎn)的
動(dòng)能和重力勢(shì)能大小的示意圖,則過(guò)山車(chē)的動(dòng)能在C點(diǎn)最大,B點(diǎn)重力勢(shì)能的大小等于E點(diǎn)動(dòng)能的大
解:(1)由圖乙可知,過(guò)山車(chē)的動(dòng)能在C點(diǎn)最大,在B點(diǎn)最小;B點(diǎn)的重力勢(shì)能大小與E點(diǎn)的動(dòng)能大小相等;
(2)由于機(jī)械能等于動(dòng)能和勢(shì)能的總和,由圖乙可知,從B到C點(diǎn)、再到D點(diǎn)、最后到達(dá)E點(diǎn)的過(guò)程中,重
力勢(shì)能與動(dòng)能之和越來(lái)越小,所以在這個(gè)過(guò)程中,過(guò)山車(chē)的機(jī)械能是變化的。
答案:C;等于;變化。
33.(2022?鐵嶺期末)如圖是小球在地面彈跳的頻閃照片,A、B兩點(diǎn)高度相同且距地面30cm,小球在A點(diǎn)的重力
勢(shì)能等于(選填“大于”、“小于”或“等于")B點(diǎn)的重力勢(shì)能,小球在A點(diǎn)的動(dòng)能大于(選填“大于”、
“小于”或“等于")B點(diǎn)的動(dòng)能;若小球的質(zhì)量為100g,它從A點(diǎn)落到地面,重力做功0.3J.(g=10N/kg)
解:皮球在A點(diǎn)的高度和B點(diǎn)的高度相等,質(zhì)量也沒(méi)變,根據(jù)重力勢(shì)能的影響因素可知:皮球在A、B兩點(diǎn)的
重力勢(shì)能相等;
由于皮球在A位置的這次彈跳要高于B位置的這次彈跳,所以,皮球在A、B兩位置是的機(jī)械能的大小不同,A
位置的機(jī)械能大于B位置時(shí)的機(jī)械能。因此,在A、B兩位置重力勢(shì)能相等的情況下,A位置的動(dòng)能大于B位
置的動(dòng)能。
小球的重力G=mg=100gX103kgX10N/kg=lN,
重力做功W=Gh=lNX30X10-2m=0.3J。
答案:等于;大于;0.3o
34.(2022?鄭州期末)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用如圖所示的裝置探究“物體動(dòng)能的大小與質(zhì)量和速度的關(guān)系”。將鋼球從
某一高度由靜止釋放,鋼球擺到豎直位置時(shí),撞擊水平木板上的木塊,將木塊撞出一段距離。
(1)本實(shí)驗(yàn)使鋼球獲得動(dòng)能的操作方法是將鋼球從某一高度由靜止釋放,鋼球動(dòng)能的大小是通過(guò)觀察木
塊運(yùn)動(dòng)的距離來(lái)判斷的。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)鋼球質(zhì)量/g鋼球下擺高度/cm木塊滑行距離/cm
1202020
2402058
36020
(2)從表中數(shù)據(jù)可以看出,他們讓質(zhì)量不同的鋼球從相同高度擺下,使鋼球到達(dá)豎直位置的速度相同,從
而探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系。
(3)在第3次實(shí)驗(yàn)中,木塊被撞后滑出木板,需要重做第3次實(shí)驗(yàn),甲同學(xué)建議換用同樣較長(zhǎng)的木板,乙同學(xué)
建議換一個(gè)較大的木塊,丙同學(xué)建議降低鋼球下擺的高度。你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采用甲同學(xué)的建議。
(4)由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可得出結(jié)論:在速度一定時(shí),質(zhì)量越大動(dòng)能越大。
解:(1)讓鋼球從某一高度由靜止釋放,使鋼球獲得動(dòng)能;鋼球動(dòng)能的大小是通過(guò)鋼球?qū)δ緣K做功的多少來(lái)體現(xiàn)
出來(lái)的,木塊運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng),就表示鋼球的動(dòng)能越大;
(2)使質(zhì)量不同的鋼球從相同的高度擺下,可使鋼球到達(dá)豎直位置時(shí)速度相同,從而探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系;
(3)三次實(shí)驗(yàn)的目的是探究動(dòng)能的大小與質(zhì)量的關(guān)系,所以第3次實(shí)驗(yàn)應(yīng)保證鋼球的質(zhì)量、木塊的質(zhì)量、鋼球
下擺的高度都不變,現(xiàn)做實(shí)驗(yàn)時(shí)木塊被撞后滑出木板,所以應(yīng)換用同樣較長(zhǎng)的木板,應(yīng)采用甲的建議;
(4)由表中的數(shù)據(jù)知:速度一定時(shí),質(zhì)量越大動(dòng)能越大。
答案:(1)將鋼球從某一高度由靜止釋放;木塊運(yùn)動(dòng)的距離;(2)速度;質(zhì)量;(3)甲;(4)在速度一定時(shí),質(zhì)
量越大動(dòng)能越大。
核心知識(shí)4機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
【高頻考點(diǎn)精講】
一、機(jī)械能
1、動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。
2、動(dòng)能和勢(shì)能是機(jī)械能的兩種表現(xiàn)形式。
二、動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化與守恒
1、動(dòng)能和重力勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。
動(dòng)能和重力勢(shì)能之間的相互相互轉(zhuǎn)化一般發(fā)生在只受重力作用下的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,例如滾擺在下降過(guò)程中,越轉(zhuǎn)越快,
它的重力勢(shì)能越來(lái)越小,動(dòng)能越來(lái)越大,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;滾擺在上升過(guò)程中,越轉(zhuǎn)越慢,它的重力勢(shì)能越來(lái)
越大,動(dòng)能越來(lái)越小,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。
2、動(dòng)能和彈性勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。
動(dòng)能和彈性勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化可以發(fā)生在同一物體上,也可以發(fā)生在不同物體之間,例如,從高處落下的皮球與
地面撞擊的過(guò)程中,由于皮球發(fā)生彈性形變,皮球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能,皮球在恢復(fù)形變的過(guò)程中,它的彈性勢(shì)
能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。拉彎的弓把箭射出去的過(guò)程中,拉彎的弓具有彈性勢(shì)能,射出去的箭具有動(dòng)能,這是弓的彈性勢(shì)能
轉(zhuǎn)化為箭的動(dòng)能。
3、在動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中,如果沒(méi)有機(jī)械能和其它形式能量之間的相互轉(zhuǎn)化,則機(jī)械能的總量保持不變,
這就是機(jī)械能守恒定律。
三、機(jī)械能守恒
1、條件:如果只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能的總和不變,或者說(shuō),機(jī)械能是守恒的。
2、如果只有重力或彈力做功,沒(méi)有其它的力做功,機(jī)械能是守恒的。
【熱點(diǎn)題型精練】
35.(2022?自貢期末)電梯勻速上升過(guò)程中,電梯的()
A.動(dòng)能保持不變B.機(jī)械能保持不變
C.重力勢(shì)能保持不變D.動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能
解:電梯勻速上升的過(guò)程中,速度不變,動(dòng)能不變,高度增大,重力勢(shì)能增大;機(jī)械能等于動(dòng)能和勢(shì)能的和,故
機(jī)械能變大。
答案:Ao
36.(2022?錦州期末)如圖所示,是小球在地面彈跳的情景。小球在A點(diǎn)的機(jī)械能為120J,當(dāng)小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到
B點(diǎn)時(shí),機(jī)械能變?yōu)?00J,則小球由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí),其機(jī)械能可能為()
0
°0o
0000
00000
?■n
ABC
A.120JB.100JC.90JD.80J
解:
小球由A到B的過(guò)程中,彈跳的高度大于由B到C過(guò)程中的高度,小球彈跳的越高克服空氣阻力做功越多,機(jī)
械能損失越多,小球由A到B的過(guò)程中機(jī)械能減少了20J,小球由B到C的過(guò)程中機(jī)械能的損失應(yīng)小于20J,所
以小球由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí),其機(jī)械能可能為90J,故C正確。
答案:C?
37.(2022?嘉興期末)如圖是雜技演員演出時(shí)的過(guò)程示意圖,男演員從甲處用力向上起跳,落下后踩在蹺蹺板的a
端,能把站在b端的女演員彈上乙處。由于存在阻力,故()
A.男演員的質(zhì)量必須要大于女演員的質(zhì)量
B.甲處男演員的勢(shì)能一定要大于乙處女演員的勢(shì)能
C.男演員離開(kāi)跳臺(tái)時(shí)的機(jī)械能一定大于乙處女演員的勢(shì)能
D.女演員彈起時(shí)的動(dòng)能與她站在乙處時(shí)的機(jī)械能相等
解:A、甲處的男演員要想把女演員彈起到乙處,由于乙處高于甲處,男演員的機(jī)械能一定大于女演員的機(jī)械能,
男演員向上跳起,同時(shí)具有動(dòng)能和重力勢(shì)能,女演員到達(dá)乙處?kù)o止不動(dòng),只具有重力勢(shì)能,所以男演員的質(zhì)量不
一定大于女演員質(zhì)量。如果男演員自由下落時(shí),男演員的質(zhì)量一定大于女演員質(zhì)量。不符合題意。
B、男演員向上跳起,同時(shí)具有動(dòng)能和重力勢(shì)能,女演員到達(dá)乙處?kù)o止不動(dòng),只具有重力勢(shì)能,男演員的重力勢(shì)
能不一定大于女演員的重力勢(shì)能。如果男演員自由下落時(shí),男演員的重力勢(shì)能一定大于女演員重力勢(shì)能。不符合
題意。
C、由于存在阻力,克服阻力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,機(jī)械能不斷減小,所以男演員離開(kāi)跳臺(tái)時(shí)的機(jī)械能一定
大于乙處女演員的勢(shì)能。符合題意。
D、女演員彈起時(shí)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,由于存在阻力,克服阻力做功,動(dòng)能沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,所以女
演員彈起時(shí)的動(dòng)能大于她站在乙處時(shí)的機(jī)械能。不符合題意。
答案:Co
38.(2022?廣元模擬)把籃球拋向空中,忽略空氣阻力,哪一圖線能正確反映球離手后至落回地面前機(jī)械能(E)
與籃球離地高度(h)的關(guān)系()
;上二KK
解:把籃球拋向空中,忽略空氣阻力,只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能守恒,機(jī)械能不變;所以只有B是
正確的。
答案:Bo
39.(2022?蘇州模擬)將皮球從離地某一高度O點(diǎn)處水平拋出,球落地后又彈起。它的部分運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。下
列說(shuō)法正確的是()
Oo
\P
A?金
.工Kt二
A.皮球經(jīng)過(guò)同一高度的A
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