第5講 功和機(jī)械能（解析版）

第5講功和機(jī)械能——?jiǎng)澲攸c(diǎn)之精細(xì)講義系列考點(diǎn)1功的基本概念考點(diǎn)2功率的概念及公式考點(diǎn)3動(dòng)能和勢(shì)能考點(diǎn)4\o"11.4機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化"機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化考點(diǎn)1：功的基本概念1.功的概念和判定：（1）功的定義：一個(gè)力作用在物體上，使物體在力的方向上通過(guò)一段距離，這個(gè)力就對(duì)物體做了功；（2）功的單位：國(guó)際單位制中，功的單位是：焦耳，符號(hào)是J，1J=1N·m；（3）判斷力是否做功包括兩個(gè)必要因素：一是力作用在物體上；二是物體在力的方向上通過(guò)的距離；二者缺一不可。

2.三種不做功的情況不做功的情況現(xiàn)象分析有力無(wú)距離搬石頭而未動(dòng)、推桌子而未動(dòng)、提著一桶水靜止不動(dòng)等雖然對(duì)物體施加了力，但物體沒(méi)有在力的方向上通過(guò)距離，即s為零，因此W=Fs=0J有距離無(wú)力踢出的足球在草地上滾一段距離、小球在光滑水平面上勻速運(yùn)動(dòng)一段距離足球滾動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有受到腳的"踢力"，此過(guò)程中人對(duì)足球做功為零;小球在光滑水平面上勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中水平方向上沒(méi)有受到力的作用，所以沒(méi)有力對(duì)小球做功力與距離垂直提著水桶在水平地面上走一段距離、背著書(shū)包去上學(xué)等物體（水桶或書(shū)包等）均受到豎直向上的力，但物體在水平方向上運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上通過(guò)的距離為零，因此力對(duì)物體做功為零①功的原理：使用任何機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會(huì)少于（大于或等于）不用機(jī)械時(shí)所做的功，也就是使用任何機(jī)械都不省功，這個(gè)結(jié)論叫做功的原理。②物體的運(yùn)動(dòng)方向與受力方向相反時(shí)的做功情況如果力的方向和物體運(yùn)動(dòng)方向相反，力也做功，此時(shí)我們說(shuō)物體克服這個(gè)力做了功，做功的大小等于這個(gè)力的大小與物體在力的反方向上通過(guò)的距離的乘積。如將重物G提升高度h的過(guò)程，重物克服重力做功Gh。2.功的計(jì)算：（1）功的計(jì)算公式：W=Fs，其中各量單位功W：J（焦耳），力F：N（牛頓）；移動(dòng)距離s：m（米）；或者W=Pt；應(yīng)用W=Fs計(jì)算時(shí)的注意事項(xiàng)（1）做功的多少只由F和s決定，與物體的質(zhì)量大小、速度大小、運(yùn)動(dòng)的方向、物體是否做勻速運(yùn)動(dòng)、是否受摩擦力等均無(wú)關(guān)。（2）要明確是哪個(gè)力對(duì)哪個(gè)物體做功。（3）公式中的F是作用在物體上的力，s是物體“在力F的方向上通過(guò)的距離”，這句話要引起重視，否則在計(jì)算時(shí)容易出錯(cuò)。如圖所示，重力為G的小物塊從斜面頂端運(yùn)動(dòng)到底端的過(guò)程，在力F的方向上（沿斜面方向）通過(guò)的距離為s，因此力F對(duì)物體做功為Fs;在重力G的方向上（豎直向下）通過(guò)的距離為h，因此重力G對(duì)物體做功為Gh。（4）物體在力的方向上移動(dòng)的距離應(yīng)該是這個(gè)力作用在物體上時(shí)物體移動(dòng)的距離，該力撤銷(xiāo)后物體移動(dòng)的距離不能計(jì)算在內(nèi)?！镜淅?】將兩個(gè)雞蛋舉高1米所做功約為（）A．0.5焦 B．1焦 C．2焦 D．4焦【答案】B【詳解】?jī)蓚€(gè)雞蛋的重力約為1N，把兩個(gè)雞蛋舉高1m的功為W=Fs=1N故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。【典例2】如圖所示的四幅圖是小明同學(xué)提包回家的情景，他提包的力做功的是（

）A．將包從地上提起 B．提包站著不動(dòng)C．站在向前行駛的車(chē)上 D．平直的路上行走【答案】A【詳解】A．將包從地上提起，包在重力方向上移動(dòng)距離，此時(shí)重力做了功，故A符合題意；B．提包站著不動(dòng)，包在重力作用下，沒(méi)有移動(dòng)，此時(shí)重力不做功，故B不符合題意；CD．站在向前行駛的車(chē)上、平直的路上行走，包的運(yùn)動(dòng)方向與重力方向垂直，重力不做功，故CD不符合題意。故選A?！镜淅?】如圖所示，AC>BC，把同一物體分別沿斜面AC、BC推上頂端，推力分別為F?、F2，所做的功分別為W?、W2。在不考慮摩擦的情況下，下列選項(xiàng)正確的是（

）A．F?<F?，W?=W? B．F?>F?，W1>W? C．F?=F?，W?=W? D．F?<F?，W?<W?【答案】A【詳解】BC．斜面可以省力，但是不省功，斜面越陡，越費(fèi)力，而AC>BC，故F故BC錯(cuò)誤；AD．由于不考慮摩擦的情況下，將物體沿斜面AC、BC推上頂端，推力做的功就等于克服重力所做的功，由于重物相同，高度相同，故推力做的功相同，故A正確；D錯(cuò)誤。故選A?！镜淅?】在探究“滑動(dòng)摩擦力大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，兩次水平拉動(dòng)同一個(gè)物塊在同一水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)描繪出兩次物塊的s-t圖像，如圖所示。根據(jù)圖像下列分析正確的是（）A．兩次物塊運(yùn)動(dòng)的速度之比為1:2B．兩次物塊所受的摩擦力大小關(guān)系：fC．兩次物塊所受的摩擦力大小關(guān)系：f1D．在0~8s內(nèi)兩次拉力對(duì)物塊做的功：W【答案】C【詳解】A．由圖像得，兩次物塊都做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)相同路程，所用時(shí)間之比為1:2，由v=sBC．兩次物塊對(duì)水平面的壓力相同，接觸面粗糙程度不變，所受的摩擦力大小不變，則所受的摩擦力大小關(guān)系為f故B錯(cuò)誤，C正確；D．由二力平衡條件得，兩次運(yùn)動(dòng)中，物塊受到的拉力相同，均等于摩擦力大小。在0~8s內(nèi)，第一次物塊運(yùn)動(dòng)的距離較長(zhǎng)，由W=Fs得，兩次拉力對(duì)物塊做的功W故D錯(cuò)誤。故選C。【典例5】如圖甲所示，水平地面上有一長(zhǎng)方體木塊，小杰用不同的水平推力F把木塊向前推動(dòng)，此過(guò)程中，推力F和木塊前進(jìn)的速度v的大小隨時(shí)間t的變化情況分別如圖乙、丙所示。在0~1s內(nèi)，物體處在狀態(tài)，此時(shí)推力對(duì)木塊做功為J，在1~3s內(nèi)，木塊受到N的摩擦力，在3~5s內(nèi)，木塊收到N的摩擦力，5~6s內(nèi)物塊受到的摩擦力方向向【答案】靜止0200200后700【詳解】[1][2]根據(jù)丙圖可知，在0~1s內(nèi)，物體的速度始終為0，處于靜止，沒(méi)有移動(dòng)距離，推力不做功。[3][4]由圖丙可知，在3~5s內(nèi)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到的推力與摩擦力是一對(duì)平衡力，大小相等，即f=F3，由圖乙可知，在3~5s內(nèi)，木塊受到的推力為200N，所以摩擦力為200N。由圖丙可知，在1~3s內(nèi)木塊做加速直線運(yùn)動(dòng)，但由于壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，所以摩擦力大小不變，仍為200N。[5]5~6s內(nèi)物體向前做減速運(yùn)動(dòng)，故物塊受到的摩擦力方向向后。[6]根據(jù)丙圖在運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，1~3s運(yùn)動(dòng)的路程為s1~3s做功為W3~5s內(nèi)，運(yùn)動(dòng)的路程為s3~5s做功為W5~6s內(nèi)沒(méi)有推力，不做功，故克服摩擦力一共做功為W=【針對(duì)練習(xí)1】一個(gè)中學(xué)生從教學(xué)樓一樓爬到三樓，克服重力所做的功最接近于（

）A．50焦 B．350焦 C．3500焦 D．35000焦【答案】C【詳解】中學(xué)生的重力約為500N，一層樓高約3m，三樓的高度h=2×3m=6m中同學(xué)爬樓做的功W=Gh=500N×6m=3000J故C符合題意，ABD不符合題意。故選C?！踞槍?duì)練習(xí)2】如圖所示，分別沿光滑的斜面AB和AC將相同的重物搬到車(chē)廂上，如果沿斜面的拉力分別為FB和FC，所做的功分別為WBA．FB=FC．FB<F【答案】C【詳解】AB．因?yàn)樾泵媸枪饣模o(wú)摩擦），所以沒(méi)有額外功，此時(shí)有用功等于總功，即WW則W故AB不符合題意；CD．又LAB>L故選C?！踞槍?duì)練習(xí)3】奧運(yùn)會(huì)期間，全紅嬋跳水的情景，她為我們呈現(xiàn)了令人嘆為觀止的“水花消失術(shù)”，奪得跳水女子單人10米跳臺(tái)項(xiàng)目的金牌，全紅嬋完成一次跳水動(dòng)作過(guò)程中，自身重力做功最接近（）A．400J B．800J C．4000J D．8000J【答案】C【詳解】全紅嬋的質(zhì)量約為40kg，其重力為G從10米高的跳臺(tái)下落，則自身重力做的功約為W故C符合題意，ABD不符合題意。故選C?！踞槍?duì)練習(xí)4】如圖所示的情境中，人對(duì)物體做功的是（）A．手舉起杠鈴靜止不動(dòng) B．用力將雞蛋舉高C．提著桶在水平路面上前進(jìn) D．推重物沒(méi)有推動(dòng)【答案】B【詳解】A．手舉杠鈴靜止不動(dòng)，手給杠鈴的力向上，杠鈴沒(méi)有移動(dòng)距離，所以力對(duì)物體沒(méi)有做功，故A不符合題意；B．用力將雞蛋舉高，人給雞蛋的力向上，雞蛋向上移動(dòng)了距離，所以力對(duì)物體做功，故B符合題意；C．提著桶在水平路面上前進(jìn)，人給水桶的力向上，水桶向上沒(méi)有通過(guò)距離，所以力對(duì)物體沒(méi)有做功，故C不符合題意；D．推重物沒(méi)有推動(dòng)，有力作用在重物上，重物在力的作用下沒(méi)有通過(guò)距離，所以力對(duì)物體沒(méi)有做功，故D不符合題意。故選B?！踞槍?duì)練習(xí)5】對(duì)功的理解，下列說(shuō)法中正確的是（）A．作用在物體上的力越大，力做的功越多B．物體通過(guò)的路程越長(zhǎng)，作用力做功越多C．有力作用在物體上并且物體移動(dòng)了一段距離D．物體在力的作用下，并沿力的方向移動(dòng)了距離，則力對(duì)物體做了功【答案】D【詳解】A．作用在物體上力越大，但是不知道物體在力的作用下通過(guò)的距離，不能確定力做功多少，故A錯(cuò)誤；B．只知道物體在力的作用下移動(dòng)的距離，但不知道力的大小也不能確定做功多少，故B錯(cuò)誤；C．若力的方向跟物體移動(dòng)距離的方向垂直，物體通過(guò)的距離不是在力的作用下進(jìn)行的，力對(duì)物體沒(méi)有做功，故C錯(cuò)誤；D．物體在力的作用下，并沿力的方向移動(dòng)了距離，則力做了功，故D正確。故選D。【針對(duì)練習(xí)6】如圖，在相等的時(shí)間內(nèi)把同一物體分別沿AO、BO兩個(gè)光滑斜面勻速拉到相同的高度，拉力所做的功分別為WA和WB，拉力分別為FA和FB，它們之間的關(guān)系WAWB，F(xiàn)AFB。（選填“大于”“小于”或“等于”）【答案】等于小于【詳解】[1]由功的原理可知，使用任何機(jī)械都不省功，即沿斜面AO和BO所做的功相同，即WA=WB。[2]由于AO>BO，WA=WB，根據(jù)W=Fs可知，F(xiàn)A<FB?！踞槍?duì)練習(xí)7】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，9﹣12s內(nèi)，推力對(duì)物體做功J；t＝2s時(shí)，物體受到的摩擦力是N?！敬鸢浮?83【詳解】[1]結(jié)合題意，由圖丙可知，9~12s內(nèi)，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且v=1s=vt=1由圖乙可知，9~12s內(nèi)的推力F=6N，則9~12sW=Fs=6[2]當(dāng)t=2s時(shí)，由v?t圖象知，物體運(yùn)動(dòng)的速度為0，即物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的摩擦力與推力為一對(duì)平衡力，由F?tf=F=3【針對(duì)練習(xí)8】如圖甲所示，小明用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊，使它在同一水平木板上滑動(dòng)，木塊兩次受到的拉力F1F2；兩次拉力對(duì)木塊做的功W1W2。（選填“>”“<”或“=”）【答案】=>【詳解】[1]從圖象上可以看出，用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊沿水平木板勻速滑動(dòng)，木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不論其速度大小如何，都受到平衡力的作用，在水平方向上，摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力，故兩次實(shí)驗(yàn)的拉力和摩擦力均相等。[2]圖中可以看出，在相同拉力作用下，木塊兩次運(yùn)動(dòng)的距離不同，所以木塊兩次所做的功不同，由W=Fs可知，但是在相同時(shí)間內(nèi)，第1次通過(guò)的距離大，所以第1次所做的功多?！踞槍?duì)練習(xí)9】如圖所示，為小米公司推出的首款新能源汽車(chē)SU7，為我國(guó)新能源汽車(chē)的發(fā)展注入了新的血液。若滿載時(shí)總質(zhì)量為2t，勻速行駛1000m，用時(shí)50s，所受阻力是車(chē)重的0.1倍。求（1）汽車(chē)勻速行駛時(shí)的速度？（2）滿載時(shí)汽車(chē)在該段路程勻速行駛牽引力做的功？【答案】（1）20m/s；（2）2×【詳解】解：（1）由題意知，汽車(chē)勻速行駛1000m，用時(shí)50s，則其速度為v=st=G=mg=2×10f=0.1G=0.1×2×由于汽車(chē)勻速行駛，則其受到的阻力與汽車(chē)牽引力為一對(duì)平衡力，大小相等，則汽車(chē)滿載時(shí)在該段路程勻速行駛牽引力為F=f=2×由W=Fs可得，該過(guò)程汽車(chē)牽引力所做的功為W=Fs=2×答：（1）汽車(chē)勻速行駛時(shí)的速度為20m/s；（2）滿載時(shí)汽車(chē)在該段路程勻速行駛牽引力做的功為2×10考點(diǎn)2：功率的概念及公式1.功率的概念：（1）功率定義：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）功率意義：物理學(xué)中，用功率來(lái)表示物體做功的快慢；（3）功率公式：；（4）推導(dǎo)公式∶

（4）功率單位：國(guó)際單位：瓦（W），1W=1J/s；常用單位：千瓦（kW），1kW=103W；①汽車(chē)爬坡時(shí)為什么要用低速擋由P=Fv可知在功率一定時(shí)，速度越小，汽車(chē)獲得的牽引力越大，爬坡越容易。因此汽車(chē)爬坡時(shí)要用低速擋。②應(yīng)用功率的公式進(jìn)行計(jì)算時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)A.是功率的定義式，它表示做功的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均功率，既適用于勻速直線運(yùn)動(dòng)，也適用于非勻速直線運(yùn)動(dòng)。B.運(yùn)用計(jì)算時(shí)，一定要注意P、W、t三個(gè)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，功"W"一定是對(duì)應(yīng)時(shí)間"t"內(nèi)完成的，且各物理量的單位分別是瓦（W）、焦（J）、秒（s）。C.P=Fv是功率的推導(dǎo)式，它是物體在恒力F的作用下，以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)計(jì)算功率的公式，因此拉力F必須是恒力，且物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。D.運(yùn)用P=Fv進(jìn)行計(jì)算時(shí)，P、F、v的單位分別是瓦（W）、牛（N）、米每秒（m/s）。

③功率大小比較：一般采用下列三種辦法比較大小：

A.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。

B.在完成相同功的條件下，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。

C.做功多少和所用時(shí)間都不同的情況下，通過(guò)公式計(jì)算，然后進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)1：比較做功快慢的實(shí)驗(yàn)①公式中F、s的測(cè)量人上樓時(shí)克服自身重力做功，因此公式中的F=G=mg，故應(yīng)先測(cè)出人的質(zhì)量m;公式中的s指的是在重力方向上通過(guò)的距離，而非傾斜樓梯的總長(zhǎng)度，可先測(cè)量一級(jí)臺(tái)階的高度h，再數(shù)出上樓時(shí)的總臺(tái)階數(shù)n，則通過(guò)的距離s=nh?！緶y(cè)量步驟】（1）測(cè)量人的質(zhì)量m;（2）測(cè)量一級(jí)臺(tái)階的高度h，數(shù)出所有臺(tái)階的級(jí)數(shù)n;（3）測(cè)量人爬完所有臺(tái)階所用的時(shí)間t，并將數(shù)據(jù)填入表格;（4）根據(jù)公式算出人爬樓時(shí)的功率，并將計(jì)算結(jié)果填入表格。②爬樓梯模型拓展爬樓梯的功率測(cè)量方法可以應(yīng)用到跳繩、引體向上、俯臥撐等過(guò)程的功率測(cè)量。爬樓梯的功率測(cè)量屬于小范圍重復(fù)運(yùn)動(dòng)功率測(cè)量的一個(gè)模型，其表達(dá)式，對(duì)于跳繩、引體向上.和俯臥撐來(lái)說(shuō)，應(yīng)該為，這里的就是通過(guò)n次跳繩、引體向上或俯臥撐的總時(shí)間計(jì)算出運(yùn)動(dòng)一次的時(shí)間?！镜淅?】關(guān)于功率的說(shuō)法正確的是（）A．功率大的機(jī)器做功一定多 B．功率小的機(jī)器做功一定慢C．做功少的機(jī)器功率一定小 D．工作時(shí)間長(zhǎng)的機(jī)器做功一定多【答案】B【詳解】A．做功時(shí)間未知，由W=Pt可知，無(wú)法判斷做功少的機(jī)器功率的大小。故A錯(cuò)誤；B．功率是描述做功快慢的物理量。功率大的機(jī)器做功一定快，功率小的機(jī)器做功一定慢。故B正確；CD．由W=Pt可知，做功的多少由做功時(shí)間、功率共同決定。做功時(shí)間未知，或者功率也未知，就不能得出做功的多少。故CD錯(cuò)誤。故選B?！镜淅?】如圖所示，一個(gè)大人和一個(gè)小孩均從1樓爬到4樓，所用時(shí)間相同，大人的質(zhì)量比小孩大，下列說(shuō)法正確的是（）A．小孩做的功較多 B．大人做的功較多C．小孩做功功率較大 D．大人和小孩做功功率一樣大【答案】B【詳解】AB．大人與小孩均從1樓爬到4樓，上升的高度h相同，大人的質(zhì)量比小孩大，則大人的重力比小孩的大，由W＝Gh可知大人做的功多，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．已知爬相同的樓梯所用時(shí)間相同，且大人做的功多，根據(jù)P=W故選B。【典例8】甲、乙兩輛功率相等的汽車(chē)，如果在相等的時(shí)間內(nèi)勻速通過(guò)的路程之比為2:5，那么（）A．它們的牽引力之比為2:5 B．它們的牽引力之比為5:2C．它們做的功之比為2:5 D．它們做的功之比為5:2【答案】B【詳解】相等的時(shí)間內(nèi)勻速通過(guò)的路程之比為2:5，由s=vt可得速度之比為2:5，汽車(chē)功率相等，則由P=Fv可知牽引力之比為5:2，由W=Pt可知做功之比為1:1，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B?！镜淅?】如圖甲所示，在粗糙程度均勻的水平地面上的運(yùn)動(dòng)物體，受到方向不變的水平拉力F的作用，其F—t和v—t圖像分別如圖甲和圖乙所示。下列有關(guān)拉力做功及其功率的分析正確的是（）A．9~12s內(nèi)拉力做功為18J B．0~3s內(nèi)拉力做功為9JC．3~6s內(nèi)拉力的功率逐漸變小 D．第4s拉力的功率為36W【答案】A【詳解】A．由圖乙可知，9~12s內(nèi)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度v=1m/s，則通過(guò)的路程為s=vt=1由圖甲可知，此時(shí)拉力為F=6N，則推力對(duì)物體做功W=Fs=6故A正確；B．由圖乙知，物體0~3s內(nèi)速度為0，沒(méi)有在拉力F的方向上移動(dòng)距離，因此拉力不做功，故B錯(cuò)誤；C．由圖乙知，物體3~6s內(nèi)速度逐漸變大，由圖甲可知，3~6s內(nèi)拉力大小不變，根據(jù)P=WD．由圖甲可知，第4s拉力為9N，由圖乙可知，3s時(shí)速度為0，6s時(shí)速度為3m/s，物體做加速直線運(yùn)動(dòng)，所以第4s的速度為1m/s，功率為P=故D錯(cuò)誤。故選A。【典例10】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5kg。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)量的關(guān)系圖象。由圖可知，若以最少的時(shí)間將這批書(shū)籍搬上新家，每次搬運(yùn)的書(shū)籍的重力應(yīng)是N，每次上樓所做的功是J（g＝10N/kg）。

【答案】1501500【詳解】[1]由圖象可知：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)籍的總重是一定的，搬運(yùn)的高度一定（h＝10m），所以搬運(yùn)書(shū)籍需要做的總功是一定的；為了以最少的時(shí)間將這批書(shū)籍搬上新家，應(yīng)要求人始終在最大功率（輸出）狀態(tài)下工作，所以，每次應(yīng)搬運(yùn)質(zhì)量15kg的書(shū)籍；則每次搬運(yùn)的書(shū)籍的重力G=mg=15kg×10N/kg=150N[2]每次上樓所做的功（克服書(shū)的重力做功）W=Gh=150N×10m=1500J【典例11】學(xué)習(xí)了功率的知識(shí)后，甲和乙兩位同學(xué)想測(cè)量自己通常情況下爬樓的功率，他們測(cè)量前設(shè)計(jì)了如下問(wèn)題，請(qǐng)你幫忙補(bǔ)充完整。（1）實(shí)驗(yàn)原理：；（2）需要的測(cè)量器材有磅秤、、；（3）為了更好實(shí)驗(yàn)，兩位同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下，其中多余的是；A．測(cè)出自身的質(zhì)量mB．測(cè)出樓梯的總長(zhǎng)度LC．測(cè)出一樓到三樓的豎直高度hD．測(cè)出上樓所用的時(shí)間tE．算出上樓功率P（4）甲和乙都覺(jué)得測(cè)功率需要多次實(shí)驗(yàn)求平均值，主要目的是為了，他們給出了以下2種方法：甲：每天測(cè)1次自己正常爬樓的功率，一星期后把測(cè)得的所有值取平均值；乙：在2h內(nèi)不間斷地爬樓n次，最后求出n次爬樓的平均值。（5）其中，，（選填“甲”或“乙”）同學(xué)求得的值能較準(zhǔn)確地反映他通常情況下爬樓的功率，若換用另一種方法，最終求得的值將比通常情況下的功率值（選填“偏大”或“偏小”）【答案】P=mg?【詳解】（1）[1]上樓的過(guò)程就是克服重力做功的過(guò)程，爬樓的功率P=所以該實(shí)驗(yàn)的原理是P=mg?（2）[2][3]由實(shí)驗(yàn)原理可知，需要稱(chēng)量人的質(zhì)量m、測(cè)量樓梯的高度h和上樓需要的時(shí)間t，所以需要的測(cè)量器材除了磅秤，還需要刻度尺和秒表。（3）[4]由P=mg?t可知，實(shí)驗(yàn)需要測(cè)出人自身的質(zhì)量m、測(cè)出樓梯豎直高度h和上樓所用的時(shí)間t，計(jì)算出上樓功率P，不需要測(cè)出樓梯的總長(zhǎng)度，所以測(cè)量樓梯的總長(zhǎng)度故選B。（4）[5]在測(cè)量功率的實(shí)驗(yàn)中，多次測(cè)量的目的是減小誤差，求出做功的功率。（5）[6][7]乙同學(xué)的方案是在2h內(nèi)不間斷地爬樓n次，由于在多次爬樓的過(guò)程中人會(huì)感到疲憊，爬樓需要的時(shí)間可能會(huì)相對(duì)增長(zhǎng)，則計(jì)算得出的功率會(huì)偏小。甲同學(xué)的方案是每天測(cè)1次自己正常爬樓的功率，一星期后把測(cè)得的所有值取平均值，減小了體力損耗帶來(lái)的誤差，所以甲同學(xué)求得的值能較準(zhǔn)確地反映他通常情況下爬樓的功率。【典例12】如圖甲所示，平板運(yùn)輸車(chē)裝完砂石后總質(zhì)量為20t，以額定功率80kW從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，再減速行駛一段距離后停下。圖乙是運(yùn)輸車(chē)行駛過(guò)程中的v﹣t圖像，已知汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力恰為車(chē)重的0.2倍（g取10N/kg）（1）15~40s內(nèi)運(yùn)輸車(chē)所受牽引力的大小；（2）0~40s內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做的功；（3）運(yùn)輸車(chē)的最大速度?！敬鸢浮浚?）4×104N；（2）3.2×106J；（3）2m/s【詳解】解：（1）由圖知15~40s內(nèi)運(yùn)輸車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，車(chē)受到的牽引力與阻力是一對(duì)平衡力，大小相等，又阻力是車(chē)重的0.2倍，所以牽引力為F=f=0.2G=0.2（2）由題意可知，整個(gè)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間t=40s，發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為W=Pt=80×103W×40s=3.2×106J（3）由v﹣t圖像可知，汽車(chē)勻速時(shí)速度最大，此時(shí)牽引力為4×104N，則最大速度為v=答：（1）15~40s內(nèi)運(yùn)輸車(chē)所受牽引力的大小為4×104N；（2）0~40s內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為3.2×106J；（3）運(yùn)輸車(chē)的最大速度為2m/s?！镜淅?3】引體向上是同學(xué)們熟知的體育項(xiàng)目，如題圖所示，小明的質(zhì)量為50kg，他在20s內(nèi)完成了10個(gè)引體向上的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作，每次重心上升40cm，g取10N/kg（1）小明所受重力的大?。唬?）完成一個(gè)引體向上克服重力做的功；（3）20s內(nèi)克服重力做功的功率。【答案】（1）500N；（2）200J【詳解】解：（1）小明所受重力的大小為G=mg=50（2）完成一個(gè)引體向上克服重力做的功為W=G?=500（3）20s內(nèi)克服重力做功的功率為P=答：（1）小明所受重力的大小為500N（2）完成一個(gè)引體向上克服重力做的功為200J（3）20s內(nèi)克服重力做功的功率為100W?！踞槍?duì)練習(xí)10】關(guān)于功和功率，下列說(shuō)法中正確的是（）A．力越大對(duì)物體做功越多B．力對(duì)物體做功越多，其功率越大C．功率大的機(jī)械一定比功率小的機(jī)械做功多D．功率越大的機(jī)械做功越快【答案】D【詳解】A．由W=Fs可知，力越大不一定對(duì)物體做的功多，還要看在力的方向上移動(dòng)距離的大小，故A錯(cuò)誤；B．功率的大小與功的多少和時(shí)間的多少有關(guān)，力做功越多，但時(shí)間不確定，所以做功不一定越快，則功率不一定越大，故B錯(cuò)誤；C．由W=Pt可知，時(shí)間未知，功率大的機(jī)械不一定比功率小的機(jī)械做功多，故C錯(cuò)誤；D．功率是表示做功快慢的物理量，所以功率越大的機(jī)械做功越快，故D正確。故選D?！踞槍?duì)練習(xí)11】關(guān)于功和功率，下列說(shuō)法正確的是（

）A．機(jī)器做功多的，功率一定大B．功率大的機(jī)器做功不一定快C．功率小的機(jī)器，做功一定快D．時(shí)間相同，功率大的機(jī)器一定比功率小的機(jī)器做功多【答案】D【詳解】A．功率是表示物體做功快慢的物理量，影響功率大小的因素是做功的多少和做功的時(shí)間，只知道做功的多少，不能判斷功率的大小，故A錯(cuò)誤；BC．物體做功越快，功率越大，即功率越大，做功就越快，功率越小，做功就越慢，故BC錯(cuò)誤。D．時(shí)間相同，根據(jù)P=W故選D?！踞槍?duì)練習(xí)12】如圖所示，用力分別豎直向上拉動(dòng)同一重物勻速運(yùn)動(dòng)。第一次的拉動(dòng)速度大于第二次的速度，兩次重物移動(dòng)的距離相同。下列說(shuō)法正確的是（

）A．第一次所用的拉力更大 B．第一次拉力做的功更多C．第一次拉力做功的功率更大 D．兩次拉力做功的功率一樣大【答案】C【詳解】A．兩次拉動(dòng)重物向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，重物受力平衡，受到的拉力和重力為一對(duì)平衡力，大小相等；重物重力不變，所以?xún)纱卫瓌?dòng)重物的拉力大小相等，故A錯(cuò)誤；B．兩次重物移動(dòng)的距離相同，由W=Fs可知，兩次拉力做功相同，故B錯(cuò)誤；CD．第一次的拉動(dòng)速度大于第二次的速度，由P=Fv可知，第一次拉力做功的功率更大，故C正確，D錯(cuò)誤；故選C?！踞槍?duì)練習(xí)13】如圖1所示，吊機(jī)將重為5000N的物體從水平地面M處豎直勻速提升40s到達(dá)N處，途經(jīng)點(diǎn)O，然后水平勻速運(yùn)送到P處，最后豎直放至樓頂Q處。物體從P到Q路程隨時(shí)間變化的圖像如圖2所示，用時(shí)40s。以下說(shuō)法正確的是（）A．NP段，物體所受拉力做功為75000JB．PQ段，物體的運(yùn)動(dòng)速度為8m/sC．PQ段，物體所受的重力每秒做功625JD．MN段，物體所受拉力大于物體重力【答案】C【詳解】A．NP段，物體水平勻速運(yùn)動(dòng)，物體所受拉力與重力平衡，拉力方向豎直向上，拉力方向沒(méi)有運(yùn)動(dòng)距離，故拉力做功為0，故A錯(cuò)誤；B．PQ段，由圖2可知，PQ段運(yùn)動(dòng)的距離為5m，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為40s，則物體運(yùn)動(dòng)速度為v=故B錯(cuò)誤；C．PQ段，物體運(yùn)動(dòng)的距離為5m，重力做功為W=G?=5000N×5P=即物體所受的重力每秒做功625J，故C正確；D．MN段，物體勻速運(yùn)動(dòng)，受平衡力，物體所受拉力等于物體重力，故D錯(cuò)誤。故選C。【針對(duì)練習(xí)14】甲乙兩輛牽引力大小相同的小車(chē)同時(shí)沿同一平直公路直線行駛，他們的路程-時(shí)間圖像如圖所示，則（）A．甲車(chē)牽引力做功大于乙車(chē) B．甲車(chē)牽引力做功等于乙車(chē)C．甲車(chē)牽引力功率大于乙車(chē) D．甲車(chē)牽引力功率等于乙車(chē)【答案】C【詳解】AB．由圖像可知，甲乙兩輛小車(chē)同時(shí)沿同一平直公路做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由W=Fs可知，因?yàn)椴恢獌绍?chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)間，所以不能確定牽引力做功的大小，故AB不符合題意；CD．由圖像可知，相同時(shí)間內(nèi)甲通過(guò)的路程大，則甲的速度大，由P=得，牽引力相同，所以甲車(chē)牽引力功率大于乙車(chē)，故C符合題意，D不符合題意。故選C。【針對(duì)練習(xí)15】如圖所示，物體在力F的作用下水平向右運(yùn)動(dòng)，水平地面O點(diǎn)兩側(cè)粗糙程度不同，力F沿水平方向、大小恒為3N。物體經(jīng)過(guò)M點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，每經(jīng)過(guò)相同時(shí)間，用虛線框記錄物體的位置（）A．由圖可知，物體一直在做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．物體在MO段和OQ段受到的摩擦力分別為f1和f2，則大于fC．力F在MN、OP段做功率分別為P1、P2則PD．若在Q點(diǎn)撤去一切外力，物體將在Q點(diǎn)保持靜止【答案】B【詳解】A．由圖可知，MO之間經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間通過(guò)的路程總相等，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在OQ段，相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程，不斷增大，做加速運(yùn)動(dòng)，所以物并不是一直在做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A不符合題意；B．物體在水平面上滑動(dòng)，MO做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可知，此時(shí)f1=F，OQ段物體做加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可知，此時(shí)f2<F，故f1>f2，故B符合題意；C．根據(jù)W=Fs可知力F在MN、OP段力的大小相同，物體沿力的方向移動(dòng)距離相等，所以F在MN、OP段做的功相等，即W1=W2，由圖可知，物體在MN段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于在OP段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，根據(jù)P=Wt可知，在做功相同時(shí)，做功時(shí)間越長(zhǎng)功率越小，故P1<PD．在Q點(diǎn)物體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，撤去一切外力后，根據(jù)牛頓第一定律可知，物體將勻速直線運(yùn)動(dòng)，故D不符合題意。故選B?！踞槍?duì)練習(xí)16】一輛汽車(chē)的功率是70kW，當(dāng)速度為72km/h時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力是N，當(dāng)上坡時(shí)要換低速擋是為了（選填“增大”或“減小”）牽引力?！敬鸢浮?500增大【詳解】[1]汽車(chē)的速度為v=72發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為F=[2]根據(jù)F=P【針對(duì)練習(xí)17】甲機(jī)器功率50W，其物理意義是，該機(jī)器工作1分鐘做功焦；若乙機(jī)器功率30W，則甲機(jī)器比乙機(jī)器做功快。（最后一空選填“一定”或“不一定”）【答案】見(jiàn)詳解3000一定【詳解】[1][2]功率是功與做時(shí)間的比，甲機(jī)器功率50W，其物理意義是甲機(jī)器1s內(nèi)做功50J的功，該機(jī)器工作1min做功為W=Pt=50[3]功率是反映物體做快慢的物理量，若乙機(jī)器功率30W，則甲機(jī)器比乙機(jī)器做功一定要快?！踞槍?duì)練習(xí)18】一輛6輪卡車(chē)每個(gè)車(chē)輪與地面的接觸面積是0.05平方米，總質(zhì)量是10t，在平直的公路上勻速行駛10s，通過(guò)的路程是200m，若此時(shí)卡車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力是4000N，則在這段時(shí)間內(nèi)。（1）卡車(chē)行駛的速度是多少？（2）卡車(chē)牽引力做的功是多少？（3）發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是多大？【答案】（1）20m/s；（2）8.0×105J；（3）8×104W【詳解】解：（1）卡車(chē)通過(guò)的路程s=200m，所用時(shí)間t=10s，卡車(chē)的速度為v=（2）根據(jù)題意可知，卡車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)做功為W=Fs=4000N×200m=8.0×105J（3）發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P=答：（1）卡車(chē)行駛的速度是20m/s；（2）卡車(chē)牽引力做的功是8.0×105J；（3）發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是8×104W?！踞槍?duì)練習(xí)19】水環(huán)境質(zhì)量是生態(tài)文明建設(shè)的重要篇章。如圖所示，一艘保潔船正在開(kāi)展湖上環(huán)衛(wèi)作業(yè)。保潔船的總質(zhì)量為600kg，該船以1000N的牽引力在湖上勻速行駛9km用時(shí)30min。（ρ水=1.0×10（1）某廢棄物懸浮在水面下1m深處時(shí)所受水的壓強(qiáng)；（2）保潔船靜止在湖面上時(shí)，排開(kāi)水的體積；（3）保潔船勻速行駛時(shí)牽引力做功的功率。

【答案】（1）104Pa；（2）0.6m【詳解】解：（1）廢棄物懸浮在水面下1m深處所受水的壓強(qiáng)p=保潔船靜止在湖面上時(shí)，所受的浮力等于自身的重力，據(jù)阿基米德原理得，排開(kāi)水的體積V（3）牽引力所做的功W=Fs=1000牽引力做功的功率P=答：（1）某廢棄物懸浮在水面下1m深處時(shí)所受水的壓強(qiáng)為104（2）保潔船靜止時(shí)在湖面上時(shí)，排開(kāi)水的體積為0.6m3；（3）保潔船勻速行駛時(shí)牽引力做功的功率為5000W?？键c(diǎn)3：動(dòng)能和勢(shì)能1.能量∶物體能夠?qū)ν庾龉Γ覀兙驼f(shuō)這個(gè)物體具有能量，簡(jiǎn)稱(chēng)能。理解能量與做功①一個(gè)正在做功的物體一定具有能量，一個(gè)具有能量的物體不一定正在做功。"能夠?qū)ν庾龉?是指這個(gè)物體具有做功的本領(lǐng)，但它不一定做了功或者正在做功。②功和能量的關(guān)系∶①功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功是一個(gè)過(guò)程量，而能量是物體本身具有的，是一個(gè)狀態(tài)量。②做功的過(guò)程，一定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。物體做功越多，說(shuō)明某種形式的能轉(zhuǎn)化為其他形式的能就越多。2.動(dòng)能（1）概念：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，叫做動(dòng)能。一切物體都具有動(dòng)能。（2）影響動(dòng)能大小的因素：物體的質(zhì)量和速度。物體的質(zhì)量越大，速度越大，物體具有的動(dòng)能就越大。（3）單位：焦耳（J）。理解：動(dòng)能是物體"由于運(yùn)動(dòng)具有的能量"，不能理解為"運(yùn)動(dòng)的物體具有的能量"。一切運(yùn)動(dòng)的物體都有動(dòng)能，動(dòng)能指的是與物體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的能量，不能理解為"運(yùn)動(dòng)的物體具有的能量"，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的物體不只具有動(dòng)能，它還可能具有其他形式的能量，如重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、內(nèi)能等。

3.勢(shì)能：彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能統(tǒng)稱(chēng)為勢(shì)能。

（1）重力勢(shì)能

①概念：物體由于被舉高而具有的能量，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。物體的質(zhì)量越大，所處的高度越高，物體的重力勢(shì)能就越大。

③單位：焦耳（J），重為1N的物體（質(zhì)量約為0.1kg），被舉高1m時(shí)所獲得的能量，就是1J。理解：對(duì)物體重力勢(shì)能的理解重力勢(shì)能定義中的"高度"是指相對(duì)高度，例如在山頂有一塊石頭，如果以地面為參照物，石頭具有重力勢(shì)能，如果以山頂為參照物，其重力勢(shì)能為零;一般情況下我們都是以地面為參照物來(lái)確定物體是否具有重力勢(shì)能。

（2）彈性勢(shì)能

①概念：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。同一物體在彈性形變范圍內(nèi)的彈性形變程度越大，彈性勢(shì)能就越大。③單位：焦耳（J）。實(shí)驗(yàn)2：探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)考點(diǎn)分析：1.本實(shí)驗(yàn)探究的是鋼球的動(dòng)能與其質(zhì)量和速度的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察木塊被推動(dòng)的距離來(lái)判斷物體動(dòng)能的大小，這種物理方法是轉(zhuǎn)換法。2.探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，讓質(zhì)量不同的兩個(gè)鋼球從斜面上的相同高度由靜止?jié)L下，目的是使鋼球撞擊木塊時(shí)的速度相同。3.通過(guò)比較乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：在速度相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。4.探究動(dòng)能與速度的關(guān)系時(shí)，讓質(zhì)量相同的兩個(gè)鋼球從斜面上的不同高度由靜止?jié)L下，由甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：在質(zhì)量相同時(shí)，物體的速度越大，動(dòng)能越大。這種物理方法是控制變量法。5.如果水平面絕對(duì)光滑，則不能得出結(jié)論，原因：如果水平面絕對(duì)光滑，根據(jù)牛頓第一定律，物體將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，無(wú)法通過(guò)木塊被推動(dòng)的距離比較小球的動(dòng)能。6.做此實(shí)驗(yàn)時(shí)，木塊經(jīng)常被推出桌面，改進(jìn)方法：降低小球的釋放高度。7.此實(shí)驗(yàn)裝置也可適用于探究重力勢(shì)能與哪些因素有關(guān)。實(shí)驗(yàn)3：探究物體的重力勢(shì)能跟哪些因素有關(guān)考點(diǎn)分析：1.本實(shí)驗(yàn)中，鉛球的重力勢(shì)能大小是通過(guò)小球陷入沙子的深度來(lái)反映的。這種物理方法是轉(zhuǎn)換法。2.比較A、B兩球，可得出結(jié)論：當(dāng)下落高度相同時(shí)，物體質(zhì)量越大，物體的重力勢(shì)能越大。3.比較A、C兩球，可得出結(jié)論：當(dāng)物體質(zhì)量相同時(shí)，物體下落的高度越大，物體的重力勢(shì)能越大。這種物理方法是控制變量法。4.比較C、D兩球，發(fā)現(xiàn)兩球運(yùn)動(dòng)路徑不同，但陷入沙深度相同，由此可得出結(jié)論：物體的重力勢(shì)能與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。【典例14】下列關(guān)于功和能的關(guān)系的說(shuō)法中，正確的是（）A．一個(gè)物體沒(méi)有做功，它一定不具有能量B．一個(gè)物體能夠做的功越多，其動(dòng)能一定越大C．一個(gè)物體具有能量，說(shuō)明它正在做功D．一個(gè)物體能夠做功，說(shuō)明它具有能量【答案】D【詳解】A．一個(gè)物體沒(méi)有做功，可能具有能量，例如：靜止在高處的蘋(píng)果具有重力勢(shì)能，故A錯(cuò)誤；?B．物體能夠做功，表示這個(gè)物體具有能量，能夠做功越多，說(shuō)明該物體具有的能量就越大，并不一定是動(dòng)能越大，也有可能是重力勢(shì)能，或其他形式的能，故B錯(cuò)誤；?C．一個(gè)物體具有能量，說(shuō)明它具有做功本領(lǐng)，但物體不一定做功，故C錯(cuò)誤；?D．一個(gè)物體能夠做功，具有做功的本領(lǐng)，說(shuō)明它一定具有能，故D正確。?故選D?！镜淅?5】2021年10月16日，神舟十三號(hào)載人飛船發(fā)射成功。天文學(xué)上規(guī)定，衛(wèi)星離地球最近的點(diǎn)叫做近地點(diǎn)，離地球最遠(yuǎn)的點(diǎn)叫做遠(yuǎn)地點(diǎn)，如圖所示，神舟十三號(hào)飛船在近地點(diǎn)200公里，遠(yuǎn)地點(diǎn)356公里的橢圓軌道運(yùn)行，已知飛船在運(yùn)行過(guò)程中機(jī)械能保持不變，那么（）

A．神舟十三號(hào)飛船在遠(yuǎn)地點(diǎn)的動(dòng)能最大，勢(shì)能為零B．神舟十三號(hào)飛船在近地點(diǎn)的勢(shì)能最大，動(dòng)能為零C．神舟十三號(hào)飛船從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，勢(shì)能增大、動(dòng)能減小D．神舟十三號(hào)飛船從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能增大、勢(shì)能減小【答案】C【詳解】A．飛船質(zhì)量一定，在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)相對(duì)地球的高度最大，勢(shì)能最大，速度最小，動(dòng)能最小，故A不符合題意；B．飛船質(zhì)量一定，在近地點(diǎn)時(shí)速度最大，動(dòng)能最大，高度最小，重力勢(shì)能最小，故B不符合題意；CD．飛船從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，速度變小，高度變大，則動(dòng)能變??；勢(shì)能變大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能；故C符合題意，D不符合題意。故選C?！镜淅?6】如圖甲所示，“蹦極”就是跳躍著把一端固定的長(zhǎng)彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運(yùn)動(dòng)。某運(yùn)動(dòng)員做蹦極運(yùn)動(dòng)，所受繩子拉力F的大小隨時(shí)間t變化的情況如圖乙所示（將蹦極過(guò)程近似為在豎直方向的運(yùn)動(dòng)），根據(jù)圖像，下列說(shuō)法正確的是（）A．0~t0過(guò)程中速度一直變大B．運(yùn)動(dòng)員重力大小為0.6F0C．t0時(shí)刻運(yùn)動(dòng)員處于平衡狀態(tài)D．運(yùn)動(dòng)員在t0時(shí)刻的重力勢(shì)能比t1時(shí)刻的重力勢(shì)能大【答案】B【詳解】A．t0時(shí)刻繩子的彈力最大，說(shuō)明伸長(zhǎng)最長(zhǎng)，處于最低點(diǎn)，因而0~t0過(guò)程中，先是人自由下落，速度逐漸變大，一直增加到重力等于拉力，當(dāng)拉力大于重力后，合力方向向上，運(yùn)動(dòng)方向與合力方向相反，速度減小，所以速度先變大后變小，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)運(yùn)動(dòng)員靜止時(shí)，重力等于拉力，由圖乙可知，最后運(yùn)動(dòng)員受到的拉力為35F0C．t0時(shí)刻，拉力最大，且拉力大于重力，所以此時(shí)刻運(yùn)動(dòng)員處于非平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；D．t0時(shí)刻繩子的彈力比t1時(shí)刻大，說(shuō)明t0時(shí)刻繩子伸長(zhǎng)量大于t1時(shí)刻，故t0時(shí)刻運(yùn)動(dòng)員的高度低于t1時(shí)刻，則運(yùn)動(dòng)員在t0時(shí)刻的重力勢(shì)能比t1時(shí)刻的重力勢(shì)能小，故D錯(cuò)誤。故選B?！镜淅?7】如圖是小球在地面彈跳的頻閃照片，小球每次反彈的最高高度比前一次要低，且A、D兩點(diǎn)高度相同，小球在A點(diǎn)的重力勢(shì)能（選填“大于”、“小于”或“等于”）D點(diǎn)的重力勢(shì)能，小球在A點(diǎn)的速度D點(diǎn)的速度，分析圖片中的情景可知彈跳過(guò)程中機(jī)械能（選填“增加”、“減小”或“不變”）。

【答案】等于大于減小【詳解】[1]重力勢(shì)能跟質(zhì)量和高度有關(guān)，質(zhì)量不變時(shí)，高度越高，重力勢(shì)能越大。因?yàn)锳、D兩點(diǎn)高度相同，故重力勢(shì)能相等。[2][3]小球在整個(gè)彈跳過(guò)程中，質(zhì)量不變，小球每次反彈的最高高度比前一次要低，說(shuō)明因?yàn)榇嬖诳諝庾枇Φ仍驒C(jī)械能會(huì)逐漸減小。因?yàn)锳、D兩點(diǎn)的重力勢(shì)能相等，所以，A點(diǎn)動(dòng)能大于D點(diǎn)動(dòng)能，即小球在A點(diǎn)的速度大于D點(diǎn)的速度?！镜淅?8】利用如圖所裝置探究“物體的動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”。將小球A、B分別拉到與豎直方向成一定角度θ的位置，然后都由靜止釋放，當(dāng)小球擺動(dòng)到豎直位置時(shí)，將與靜止在水平面上的木塊C發(fā)生碰撞，木塊都會(huì)在水平面上滑行一定距離后停止。圖中的擺長(zhǎng)L都相同，θ1＜θ2，球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB（mA＜mB）。

（1）如圖甲、乙所示，同時(shí)釋放A、B，觀察到它們并排擺動(dòng)且始終相對(duì)靜止，同時(shí)到達(dá)豎直位置，這表明兩個(gè)小球在擺動(dòng)過(guò)程中的任一時(shí)刻的速度大小與小球的無(wú)關(guān)；（2）如圖甲、乙所示，觀察到B球能將木塊C撞得更遠(yuǎn)，由此可得出結(jié)論：速度一定時(shí)，物體的越大，動(dòng)能越大。通過(guò)木塊移動(dòng)的距離反映動(dòng)能的大小，這樣的探究方法稱(chēng)為；（3）圖乙中小球B到達(dá)豎直位置時(shí)的速度圖丙中小球B到達(dá)豎直位置時(shí)的速度（填“大于”、“小于”或“等于”）。如圖乙、丙所示，圖丙中木塊C滑行得更遠(yuǎn)些，由此可得出結(jié)論：一定時(shí)，越大，動(dòng)能越大?！敬鸢浮抠|(zhì)量質(zhì)量轉(zhuǎn)換法小于質(zhì)量速度【詳解】（1）[1]甲、乙兩圖中，小球的質(zhì)量不同，由題意知，擺角相同，小球同時(shí)到達(dá)豎直位置，說(shuō)明小球的速度大小與小球的質(zhì)量無(wú)關(guān)。（2）[2]因?yàn)閙A＜mB兩球的速度相同，B球能將木塊C撞得更遠(yuǎn)，說(shuō)明B球的動(dòng)能更大，因此可得速度相同時(shí)，物體質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。[3]根據(jù)轉(zhuǎn)換法可知，通過(guò)木塊移動(dòng)的距離反映動(dòng)能的大小。（3）[4]乙、丙兩圖，小球的質(zhì)量相同，且θ1＜θ2所以丙圖小球的速度更大，即圖乙中小球B到達(dá)豎直位置時(shí)的速度小于圖丙中小球B到達(dá)豎直位置時(shí)的速度。[5][6]圖丙中木塊C滑行得更遠(yuǎn)些，是因?yàn)楸麍D小球的速度更大，說(shuō)明質(zhì)量相同時(shí)，物體的速度越大，動(dòng)能越大。【典例19】小明同學(xué)在探究“物體的重力勢(shì)能與哪些因素有關(guān)”時(shí)，選用如下的實(shí)驗(yàn)器材：一堆較厚的沙子，三個(gè)相同的銅釘，三個(gè)鐵塊m甲、m乙和m丙（1）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，鐵塊在下落的過(guò)程中，它的能轉(zhuǎn)化為能，可以通過(guò)觀察來(lái)比較鐵塊重力勢(shì)能的大??；（2）比較兩次實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明鐵塊質(zhì)量相同時(shí)，下落高度越高，鐵塊的越大；（3）比較兩次實(shí)驗(yàn)的情況，說(shuō)明鐵塊下落高度相同時(shí)，質(zhì)量越大，鐵塊的越大；實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)們聯(lián)想到高空拋物現(xiàn)象被稱(chēng)為“懸在城市上空的痛”，是一種不文明的行為，而且會(huì)帶來(lái)很大的社會(huì)危害，因?yàn)楦咛幍奈矬w具有較大的；（4）鐵塊落在銅釘上不能立即停下，是因?yàn)殍F塊具有?！敬鸢浮恐亓?shì)動(dòng)銅釘進(jìn)入沙子的深度甲乙重力勢(shì)能甲丙重力勢(shì)能重力勢(shì)能慣性【詳解】（1）[1][2][3]鐵塊下落的過(guò)程中質(zhì)量不變，高度變小，重力勢(shì)能減?。凰俣茸兇?，動(dòng)能增大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；我們是通過(guò)觀察比較鐵釘插入沙子的深度來(lái)間接比較鐵塊重力勢(shì)能的大小，這是轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用。（2）[4][5]比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)，鋁塊的質(zhì)量相同，高度不同，銅釘進(jìn)入沙子的深度不同，可得到的結(jié)論：在質(zhì)量相同時(shí)，物體被舉得越高，重力勢(shì)能越大。（3）[6][7]比較甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)，鐵塊高度相同，質(zhì)量不同，下落后銅釘插入沙子的深度不同，說(shuō)明下落高度相同時(shí)，質(zhì)量越大，鐵塊的重力勢(shì)能越大。[8]因?yàn)楦咛幍奈矬w具有較大的重力勢(shì)能，落下后會(huì)帶來(lái)很大的社會(huì)危害，因此高空拋物現(xiàn)象被稱(chēng)為“懸在城市上空的痛”。（4）[9]因?yàn)殍F塊具有慣性，所以鋁塊落在鐵釘上不能立即停下，鐵釘最終停下來(lái)是因?yàn)槭艿阶枇Φ淖饔谩！踞槍?duì)練習(xí)20】2023年5月30日，神舟十六號(hào)載人飛船發(fā)射成功。在飛船從發(fā)射塔加速上升的過(guò)程中，第四次執(zhí)行任務(wù)的航天員景海鵬的（）A．動(dòng)能增加，重力勢(shì)能增加B．動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減小C．動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增加D．動(dòng)能減小，重力勢(shì)能減小【答案】A【詳解】在飛船從發(fā)射塔加速上升的過(guò)程中，景海鵬的質(zhì)量不變，速度和高度都增大，所以動(dòng)能和重力勢(shì)能都增大，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。【針對(duì)練習(xí)21】如圖所示是小明踢足球的過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）A．足球在飛行過(guò)程中動(dòng)能一直增大B．足球離開(kāi)腳后速度越大，慣性越大，飛得更遠(yuǎn)C．足球在最高點(diǎn)時(shí)，若一切外力同時(shí)消失，足球?qū)㈧o止D．腳踢球時(shí)，腳對(duì)球的力和球?qū)δ_的力是一對(duì)相互作用力【答案】D【詳解】A．足球在飛行過(guò)程中，上升時(shí)，速度變小，動(dòng)能變小，足球下降時(shí)，速度變大，動(dòng)能變大，故A錯(cuò)誤；B．足球離開(kāi)腳后速度越大，飛得更遠(yuǎn)，但足球的慣性只與質(zhì)量有關(guān)，其質(zhì)量不變、慣性不變，故B錯(cuò)誤；C．足球在最高點(diǎn)時(shí)仍有向前的速度，此時(shí)若一切外力同時(shí)消失，足球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．腳踢球時(shí)，腳對(duì)球的力和球?qū)δ_的力作用在兩個(gè)相互作用的物體上，是一對(duì)相互作用力，故D正確。故選D。【針對(duì)練習(xí)22】隨著農(nóng)業(yè)規(guī)?；同F(xiàn)代化水平的提高，無(wú)人機(jī)開(kāi)始廣泛應(yīng)用于農(nóng)田之中。如圖所示是一架無(wú)人機(jī)在某一高度水平勻速飛行噴灑農(nóng)藥的情景，該過(guò)程中無(wú)人機(jī)的（）A．動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小B．動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大C．動(dòng)能不變，重力勢(shì)能不變D．動(dòng)能減小，重力勢(shì)能減小【答案】D【詳解】飛機(jī)在某一高度水平勻速飛行噴灑農(nóng)藥的過(guò)程中，飛機(jī)的質(zhì)量變小，速度不變，所以動(dòng)能減??；質(zhì)量減小，高度不變，所以重力勢(shì)能減小，故D符合題意，ABC不符合題意。故選D?！踞槍?duì)練習(xí)23】關(guān)于能量、功和功率說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．能夠做功的物體就一定具有能量B．能量越大的物體做功越多，功率也越大C．物體的功率越大表示其做功越快D．有力作用在物體上且沿著力的方向上移動(dòng)了一段距離，這個(gè)力就做了功【答案】B【詳解】A．做功過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，物體能夠?qū)ν庾龉?，就說(shuō)物體具有能量，故A正確，不符合題意；B．能量越大的物體做功多，但不知道做功時(shí)間，做功不一定快，功率不一定大，故B錯(cuò)誤，符合題意；C．功率表示物體做功的快慢，物體的功率越大，表示物體做功越快，故C正確，不符合題意；D．功等于力乘以力方向移動(dòng)的距離，有力作用在物體上且沿著力的方向上移動(dòng)了一段距離，這個(gè)力就做了功，故D正確，不符合題意。故選B?！踞槍?duì)練習(xí)24】飛機(jī)在林場(chǎng)上空某一高度處噴灑農(nóng)藥時(shí)，水平勻速飛行，飛機(jī)的動(dòng)能，重力勢(shì)能。（填“變大”、“變小”或“不變”）【答案】變小變小【詳解】[1][2]飛機(jī)在林場(chǎng)上空某一高度處噴灑農(nóng)藥時(shí)，高度不變，質(zhì)量變小，水平勻速飛行，速度不變，根據(jù)動(dòng)能勢(shì)能影響因素可知，飛機(jī)的動(dòng)能和重力勢(shì)能都變小?！踞槍?duì)練習(xí)25】小宇騎車(chē)時(shí)發(fā)現(xiàn)，不踩踏腳板，車(chē)也能滑行一段距離，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做實(shí)驗(yàn)：（1）為了探究小球在水平面上的滑行距離與速度的關(guān)系：小宇應(yīng)先后三次將小球從斜面的（選填：“同一”或“不同”）高度處釋放，比較小球在（選填：“同一”或“不同”）粗糙平面上滑行的路程；（2）為探究小球滑行距離與水平面粗糙程度的關(guān)系：小宇應(yīng)先后三次將小球從斜面上的（選填：“同一”或“不同”）高度處釋放。（3）在上述（2）的三次實(shí)驗(yàn)中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功為W1，小球克服木板的摩擦力做的功為W2，則W1W2；（選填：“大于”、“等于”或“小于”）（4）為了模擬研究汽車(chē)超速帶來(lái)的安全隱患，李斌同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的探究實(shí)驗(yàn)：將A、B兩個(gè)小球先后從同一裝置，高分別為hA、hB的位置滾下（mA＜mB，hA>hB），推動(dòng)小木塊運(yùn)動(dòng)一段距離后靜止，同組的小紅認(rèn)為他這樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論有問(wèn)題；（5）根據(jù)所學(xué)物理知識(shí)解釋汽車(chē)超載或超速會(huì)給交通安全、道路帶來(lái)那些危害？（從一方面解釋即可）【答案】不同同一同一沒(méi)有控制兩個(gè)小球的質(zhì)量相等見(jiàn)解析【詳解】（1）[1]為了探究小球在水平面上的滑行距離與速度的關(guān)系，小球的速度不同，所以應(yīng)讓小球從不同高度處釋放。[2]實(shí)驗(yàn)中通過(guò)小球推動(dòng)木塊在水平面上移動(dòng)的距離看出小球的動(dòng)能大小，因此小球要在同一粗糙平面上，此時(shí)小球在水平面上受到的阻力相同。（2）[3]為探究小球滑行距離與水平面粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)控制小球的初速度相等，則應(yīng)將小球從斜面上的同一高度處釋放。（3）[4]在本實(shí)驗(yàn)中，小球的動(dòng)能都用來(lái)克服摩擦力做功了，兩次實(shí)驗(yàn)小球的動(dòng)能相同，則W（4）[5]要模擬研究汽車(chē)超速帶來(lái)的安全隱患，應(yīng)使速度不同但質(zhì)量相同的小球撞擊木塊，而實(shí)驗(yàn)中小球的質(zhì)量不同。（5）[6]在車(chē)輪一定即受力面積一定時(shí)，超載會(huì)增大壓力，造成損毀路面，同時(shí)也會(huì)使汽車(chē)動(dòng)能增大，從而造成交通事故。【針對(duì)練習(xí)26】“探究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示：將小車(chē)從斜面上高h(yuǎn)處由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)至木板上后與木塊碰撞；通過(guò)改變小車(chē)釋放時(shí)高度h、在小車(chē)中增加鉤碼和在木板上鋪墊棉布的方法，得到了圖2虛線框內(nèi)的四個(gè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景?（1）選用場(chǎng)景③和④進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可探究小車(chē)動(dòng)能與的關(guān)系；（2）在實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)動(dòng)能越大，則發(fā)生碰撞時(shí)對(duì)木塊所做的功就越；（3）若將場(chǎng)景①和②中的木塊均移走，利用這兩個(gè)場(chǎng)景可探究對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響，為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)論的準(zhǔn)確性，還需再增加一次實(shí)驗(yàn)，為此，在場(chǎng)景①的基礎(chǔ)上，你所作的調(diào)整是?【答案】速度大（或多）阻力（或摩擦力）在木板上鋪設(shè)玻璃板（或毛巾）【詳解】（1）[1]對(duì)比場(chǎng)景③④可知，小車(chē)的質(zhì)量相同，讓小車(chē)從斜面的不同高度滑下，小車(chē)到達(dá)水平面時(shí)的速度不同，可探究小車(chē)動(dòng)能與速度的關(guān)系。（2）[2]在實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)動(dòng)能越大，發(fā)生碰撞時(shí)對(duì)木塊所做的功就越多，木塊被碰撞后在木板上滑行的距離越長(zhǎng)。（3）[3]若將場(chǎng)景①和②中的木塊均移走，完全相同的兩小車(chē)到達(dá)水平面時(shí)初速度相同，水平面的粗糙程度不同，小車(chē)的滑行距離不同，據(jù)此場(chǎng)景可以探究摩擦力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響。[4]為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)論的準(zhǔn)確性，應(yīng)改變水平面的粗糙程度進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到普遍性規(guī)律；因此還需再增加一次實(shí)驗(yàn)，為此，在場(chǎng)景①的基礎(chǔ)上所作的調(diào)整是：在木板上鋪設(shè)玻璃板（或毛巾）。【針對(duì)練習(xí)27】小張?jiān)诟咚俾飞峡吹搅嗽S多限載限速標(biāo)志，由此想探究動(dòng)能與哪些因素有關(guān)，做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．（1）該實(shí)驗(yàn)研究的是小球（選填“碰撞前”或“碰撞后”）的動(dòng)能；小球動(dòng)能的大小是通過(guò)來(lái)反映的；（2）在探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系過(guò)程中，為保證小球到達(dá)水平面的速度相同，需控制小球靜止下滑時(shí)的相同，通過(guò)比較兩次實(shí)驗(yàn)可以得出動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系；（3）比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論可以解釋汽車(chē)在高速路上（選填“超速”或“超載”）的危害；（4）實(shí)驗(yàn)中若水平面太粗糙，對(duì)該實(shí)驗(yàn)有何影響？?！敬鸢浮颗鲎睬澳緣K移動(dòng)距離的遠(yuǎn)近高度甲丙超速水平面太粗糙，木塊移動(dòng)距離的遠(yuǎn)近不明顯，不能清晰地得出結(jié)論【詳解】（1）[1][2]讓小球從同一斜面上某處又靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，然后與放在水平面上的小木塊相碰，通過(guò)小球推動(dòng)小木塊在水平面上移動(dòng)距離的長(zhǎng)短來(lái)反映碰撞前瞬間小球動(dòng)能的大小。（2）[3][4]影響小球動(dòng)能大小的因素有小球的速度及質(zhì)量，要研究動(dòng)能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)控制小球的速度相同，改變小球的質(zhì)量，而使小球速度的大小相同的方法是讓小球從斜面上同一高度由靜止滑下，即需控制小球靜止下滑時(shí)的高度相同，實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)比較甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)可以得出動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系。（3）[5]分析比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)可知，小球的質(zhì)量相同，高度不同，速度不同，速度越大，撞擊木塊的距離越遠(yuǎn)，即動(dòng)能越大；這個(gè)結(jié)論可用并解釋汽車(chē)超速帶來(lái)的危害。（4）[6]實(shí)驗(yàn)是通過(guò)小球推動(dòng)小木塊在水平面上移動(dòng)距離的長(zhǎng)短來(lái)反映碰撞前瞬間小球動(dòng)能的大小，實(shí)驗(yàn)中若水平面太粗糙，木塊移動(dòng)距離的遠(yuǎn)近不明顯，不能清晰地得出結(jié)論?！踞槍?duì)練習(xí)28】在探究“力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系”時(shí)，我們?cè)?jīng)追隨物理學(xué)家的足跡，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：（1）為了使每次實(shí)驗(yàn)小車(chē)運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)的初速度相同，正確操作是：每次實(shí)驗(yàn)中讓小車(chē)從同一斜面由靜止開(kāi)始滑下；（2）在每次實(shí)驗(yàn)中，可以觀察到：小車(chē)到達(dá)水平面后會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)一段距離，最終會(huì)停下來(lái)。本實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能直接說(shuō)明（選填序號(hào)）：A．牛頓第一定律B．物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持C．力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（3）小車(chē)在水平面運(yùn)動(dòng)時(shí)受到了個(gè)力；（4）在上面的探究后，通過(guò)合理的推理可知：當(dāng)圖中的擺球從A點(diǎn)由靜止釋放擺到最低點(diǎn)B時(shí)，如果擺球所受的力突然全部消失，則擺球?qū)?；（選填“向右側(cè)上擺”“靜止”或“做勻速直線運(yùn)動(dòng)”）（5）完成實(shí)驗(yàn)后，可在原有器材的基礎(chǔ)上增加一個(gè)木塊，米探究物體的動(dòng)能與哪些因素有關(guān)，如圖所示；①為了探究動(dòng)能與速度是否有關(guān)，可以讓一小車(chē)從斜面的（先填“相同”或“不同”）高度自由滑下，通過(guò)測(cè)量來(lái)比較小車(chē)動(dòng)能的大??；②若在小車(chē)中放一重物，使小車(chē)從同一高度自由滑下，還可以探究對(duì)物體動(dòng)能大小的影響?！敬鸢浮客桓叨菴三做勻速直線運(yùn)動(dòng)不同木塊移動(dòng)的距離質(zhì)量【詳解】（1）[1]本實(shí)驗(yàn)需要控制小車(chē)到達(dá)水平面的速度相同，所以應(yīng)使小車(chē)從斜面的同一高度由靜止開(kāi)始滑下。（2）[2]A．牛頓第一定律不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接得到，是通過(guò)實(shí)驗(yàn)＋推理得出的，故A不符合題意；B．物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持，故B不符合題意；C．因?yàn)樾≤?chē)再水平面上受到阻力，在阻力的作用下逐漸停下來(lái)，說(shuō)明了力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故C符合題意。故選C。（3）[3]小車(chē)在水平面上受重力、支持力和水平方向的阻力三個(gè)力。（4）[4]小球在B點(diǎn)時(shí)具有水平向右的速度，根據(jù)牛頓第一定律，此時(shí)當(dāng)力全部消失，擺球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)。（5）①[5]要探究動(dòng)能與速度是否有關(guān)，應(yīng)使小車(chē)的質(zhì)量相同，速度不同，故應(yīng)讓小車(chē)從斜面的不同高度自由滑下。[6]本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用轉(zhuǎn)換法，將小車(chē)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為木塊移動(dòng)的距離。②[7]若在小車(chē)中放一重物，使小車(chē)從同一高度自由滑下，則速度相同，質(zhì)量不同，故可探究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系?？键c(diǎn)4：\o"11.4機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化"機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1.機(jī)械能的概念：（1）動(dòng)能和勢(shì)能之和稱(chēng)為機(jī)械能。動(dòng)能和勢(shì)能都屬于機(jī)械能，動(dòng)能是物體運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的能量，勢(shì)能是存儲(chǔ)著的能量，動(dòng)能和勢(shì)能是機(jī)械能的兩種表現(xiàn)形式。（2）機(jī)械能大?。旱扔趧?dòng)能和勢(shì)能的總和。2.機(jī)械能守恒（1）機(jī)械能守恒∶大量研究結(jié)果表明，如果只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，盡管動(dòng)能、勢(shì)能的大小會(huì)變化，但機(jī)械能的總和不變，或者說(shuō)，機(jī)械能是守恒的。（2）機(jī)械能守恒的條件：機(jī)械能守恒是有條件的，只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化時(shí)，或者說(shuō)只有重力和彈力做功時(shí)，機(jī)械能才守恒。（3）機(jī)械能不守恒的情況①受到阻力作用的物體機(jī)械能不守恒。如果運(yùn)動(dòng)的物體受到摩擦或空氣阻力，機(jī)械能就會(huì)轉(zhuǎn)化為其他形式的能，從而使機(jī)械能逐漸減小，不再守恒。如落地的籃球越跳越低，最終靜止在地面上，機(jī)械能逐漸減小。②有重力或彈力以外的力對(duì)物體做功時(shí)，機(jī)械能不守恒?！镜淅?0】如圖將一小球置于一彈簧的上方，放手后，小球向下運(yùn)動(dòng)，到達(dá)A位置小球剛好與彈簧接觸，到達(dá)B位置小球的速度變?yōu)榱恪t對(duì)于此過(guò)程的分析，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．從A到B位置過(guò)程，小球的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能B．從A到B位置過(guò)程，小球受到彈力一直變大C．從A到B位置過(guò)程，小球的速度一直在變小，到B位置為零D．從A到B位置過(guò)程，小球開(kāi)始時(shí)受到的彈力小于重力，后來(lái)受到的彈力大于重力【答案】C【詳解】A．小球從A到B位置的過(guò)程中，小球壓縮彈簧使其發(fā)生形變，小球的機(jī)械能減小，彈簧的彈性勢(shì)能增大，因此，小球的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，故A正確，不符合題意；B．從A到B的過(guò)程中，彈簧的形變程度不斷增大，所以小球受到的彈力一直變大，故B正確，不符合題意；CD．在從A到B的過(guò)程中，開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)，彈力小于重力，合力向下，與運(yùn)動(dòng)方向相同，因此做加速運(yùn)動(dòng)，后來(lái)彈力大于重力，合力向上，因此又做減速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤，符合題意，D正確，不符合題意。故選C?！镜淅?1】某同學(xué)組裝了如圖所示的滾擺，將滾擺從最高處由靜止釋放，觀察到滾擺上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)幾次后，最終靜止下來(lái)。下列說(shuō)法正確的是（）A．滾擺下降時(shí)，它的動(dòng)能先變大后變小B．滾擺上升時(shí)，它的動(dòng)能越來(lái)越大，重力勢(shì)能越來(lái)越小C．滾擺下降時(shí)，它的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能D．滾擺上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，它的機(jī)械能守恒【答案】C【詳解】ABC．滾擺向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，質(zhì)量不變，速度減小，高度增大，則重力勢(shì)能增加，動(dòng)能減??；下降過(guò)程中，質(zhì)量不變，速度增大，高度減小，則重力勢(shì)能減小，則動(dòng)能增加，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故AB錯(cuò)誤，C正確；D．從最高點(diǎn)釋放，滾擺最終靜止在下端，說(shuō)明在滾擺運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，有能量損失，機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)誤。故選C?！镜淅?2】2022年2月4日，第二十四屆北京冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)正式開(kāi)幕，本屆奧運(yùn)會(huì)中國(guó)選手有著很強(qiáng)的實(shí)力。圖甲是單板滑雪跳臺(tái)項(xiàng)目，運(yùn)動(dòng)員不借助滑雪杖，只踩著雪板從高處滑行而下，通過(guò)起跳臺(tái)起跳，完成各種空翻、轉(zhuǎn)體等技術(shù)動(dòng)作后落地。圖乙中虛線所示是某次比賽過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員的軌跡，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法中正確的是（

）A．在a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中，a點(diǎn)處的運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能最大B．從b點(diǎn)到c點(diǎn)的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能在增加C．從c點(diǎn)到落地點(diǎn)d的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能變小D．在a點(diǎn)和c點(diǎn)速度都為零，因此運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能相等【答案】A【詳解】A．運(yùn)動(dòng)員從a點(diǎn)開(kāi)始向下滑時(shí)，會(huì)受到雪的阻力，機(jī)械能會(huì)減小，所以a點(diǎn)的機(jī)械能最大，故A正確；B．運(yùn)動(dòng)員從b點(diǎn)到c點(diǎn)的過(guò)程中，質(zhì)量不變，高度變高，速度變小，則其重力勢(shì)能增加，動(dòng)能減小，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，故B錯(cuò)誤；C．從c點(diǎn)到落地點(diǎn)d的過(guò)程中，因不受空氣阻力，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，機(jī)械能保持不變，故C錯(cuò)誤；D．運(yùn)動(dòng)員位于a點(diǎn)和c點(diǎn)時(shí)，速度不為0，所處高度不相等，所以重力勢(shì)能不相等，故D錯(cuò)誤。故選A?！镜淅?3】如圖所示，表面粗糙程度一樣的斜面與水平面在M點(diǎn)通過(guò)小圓弧相連，彈簧左端固定，原長(zhǎng)時(shí)右端在N點(diǎn)，小物塊從斜面上P點(diǎn)由靜止滑下，與彈簧碰撞后又返回到位于P點(diǎn)的下方，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．小物塊從P向N運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，內(nèi)能增加B．小物塊到達(dá)N點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能最大C．彈簧被壓縮的過(guò)程中，小物塊的速度先增大后減小D．小物塊兩次經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)的速度相等【答案】A【詳解】A．物塊與彈簧碰撞后又返回到位于P點(diǎn)的下方，說(shuō)明接觸面粗糙，物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做功，部分機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以小物塊從P向N運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械能減小，內(nèi)能變大，故A正確；B．小物塊到達(dá)N點(diǎn)的過(guò)程中，小物塊由于受到阻力的作用而做減速運(yùn)動(dòng)，速度越來(lái)越小，所以到達(dá)N時(shí)，速度不是最大，動(dòng)能不是最大，故B錯(cuò)誤；C．彈簧被壓縮時(shí)，小木塊受到水平向右的摩擦力、水平向右的彈力的作用，則速度會(huì)一直變小，故C錯(cuò)誤；D．小物塊第一次經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能要大于第二次經(jīng)過(guò)M時(shí)的機(jī)械能，由于此時(shí)的重力勢(shì)能相同，所以?xún)纱谓?jīng)過(guò)M時(shí)的動(dòng)能不同，速度不相等，故D錯(cuò)誤。故選A?！镜淅?4】如圖所示，單擺小球從A點(diǎn)由靜止釋放經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)B然后到達(dá)C點(diǎn)（忽略空氣阻力）。則小球擺動(dòng)到（選填“A”“B”或“C”）點(diǎn)時(shí)動(dòng)能是最大的；若小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，所受的外力突然全部消失，則小球（選填“保持靜止”、“繼續(xù)做曲線運(yùn)動(dòng)”、“做勻速直線運(yùn)動(dòng)”）。若A與C等高，則小球從A運(yùn)動(dòng)到C過(guò)程中，機(jī)械能（填：“守恒”或“不守恒”）（忽略繩子形變）【答案】B保持靜止守恒【詳解】[1]影響動(dòng)能大小的因素：質(zhì)量和速度，質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大。小球的質(zhì)量一定，擺動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度最大，動(dòng)能最大。[2]當(dāng)小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，速度為0，此時(shí)小球所受各力突然全部消失，根據(jù)牛頓第一定律，物體將保持這一狀態(tài)，所以小球?qū)⑻幱陟o止?fàn)顟B(tài)。[3]忽略空氣阻力，且A點(diǎn)與C點(diǎn)等高，則沒(méi)有外力對(duì)小球做功，小球在擺動(dòng)過(guò)程中只有動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，故小球從A運(yùn)動(dòng)到C過(guò)程中機(jī)械能是守恒的?！踞槍?duì)練習(xí)29】“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，將人向下拉到A點(diǎn)，再將人從A點(diǎn)由靜止釋放，像火箭一樣被“豎直發(fā)射”，在B點(diǎn)時(shí)速度最大（不計(jì)空氣阻力），C點(diǎn)是人上升的最高點(diǎn)，對(duì)此過(guò)程（

）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)，人受到的重力和彈力是一對(duì)平衡力D．人從B到C的過(guò)程中，人受到的彈力大于重力【答案】C【詳解】A．人從A到C的過(guò)程中，重力勢(shì)能和高度、質(zhì)量有關(guān)，高度增加，所以重力勢(shì)能增加，在B點(diǎn)時(shí)速度最大，動(dòng)能和質(zhì)量、速度有關(guān)，動(dòng)能先增大，后減小，故A不符合題意；B．人從A到B的過(guò)程中，動(dòng)能增加，重力勢(shì)能也增加，故B不符合題意；C．人在B點(diǎn)時(shí)，速度最大，此時(shí)合力為零，人受到的重力和彈力是一對(duì)平衡力，故C符合題意；D．人從B到C的過(guò)程中，減速運(yùn)動(dòng)，人受到的彈力小于重力，故D不符合題意。故選C。【針對(duì)練習(xí)30】如圖所示，一輕質(zhì)彈簧上端固定在天花板上，下端連接一小球。開(kāi)始時(shí)小球靜止在O點(diǎn)，將小球向下拉到B點(diǎn)，釋放小球，小球上升到最高點(diǎn)A點(diǎn)，忽略空氣阻力，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列判斷正確的是（）A．從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)過(guò)程中，小球受平衡力的作用B．從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)過(guò)程中，小球只受重力作用C．從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能和重力勢(shì)能，小球做加速運(yùn)動(dòng)D．小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中合力方向始終向上保持不變【答案】C【詳解】AC．小球在O點(diǎn)時(shí)靜止，所受拉力等于重力，故從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)過(guò)程中，拉力大于重力，小球受非平衡力的作用，向上做加速運(yùn)動(dòng)，彈簧的形變量減小，彈性勢(shì)能減小，小球的速度和高度增加，動(dòng)能和重力勢(shì)能增加，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能和重力勢(shì)能，故A錯(cuò)誤，C正確；B．從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)過(guò)程中，彈簧被壓縮，小球受豎直向下的重力和彈簧對(duì)其向下的彈力作用，做減速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；D．從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)過(guò)程中，小球向上做加速運(yùn)動(dòng)，合力向上；從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)過(guò)程中，做減速運(yùn)動(dòng)，合力向下，故D錯(cuò)誤。故選C?！踞槍?duì)練習(xí)31】自行車(chē)沿斜坡勻速駛下的過(guò)程中，它具有的（）A．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能不變 B．重力勢(shì)能減小，機(jī)械能不變C．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大 D．動(dòng)能不變，機(jī)械能增大【答案】A【詳解】AC．自行車(chē)沿斜坡勻速駛下的過(guò)程中，質(zhì)量不變，速度不變，動(dòng)能不變，高度減小，重力勢(shì)能減小，故A不符合題意，C符合題意；BD．自行車(chē)駛下過(guò)程中，沒(méi)有發(fā)生彈性形變，不具有彈性勢(shì)能，機(jī)械能＝動(dòng)能+勢(shì)能，動(dòng)能不變，勢(shì)能減小，機(jī)械能減小，故BD不符合題意。故選A?！踞槍?duì)練習(xí)32】人造衛(wèi)星在大氣層外運(yùn)行時(shí)，不受空氣