專題七 機械能 功和功率（原卷版）

專題七機械能功和功率[考點導(dǎo)航]機械能??功和功率??[例題1][機械能]小明在老師的指導(dǎo)下用小球和彈簧等器材進行了如下實驗與探究（不考慮空氣阻力，g取10N/kg）：（1）讓小球從某高度處由靜止開始下落到豎直放置的輕彈簧上（如圖甲），在剛接觸輕彈簧的瞬間（如圖乙），小球速度為5m/s。從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短（如圖丙）的整個過程中，得到小球的速度v和彈簧縮短的長度△x之間的關(guān)系如圖丁所示，其中A為典線的最高點，已知該輕彈簧每受到0.1N的壓力就縮短1cm，并且輕彈簧在全過程中始終發(fā)生彈性形變。①從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中，小球速度的變化情況是。②實驗中所用小球的質(zhì)量為kg，全過程中，彈簧中彈力的最大值為N。③由圖可知，當(dāng)彈簧的壓縮量最大時，小球的速度為0，此時，小球處于狀態(tài)（選填“平衡”或“非平衡”）。[練習(xí)1]已知物體的重力勢能表達式為Ep＝mgh，動能表達式為Ek=12mv2[例題2][功和功率]如圖1所示，水平路面由三段長度相等的粗糙區(qū)域組成。在2N水平拉力F的作用下，物塊（體積忽略不計）從區(qū)域①的最左端從靜止開始運動，在剛進入?yún)^(qū)域③時撤去拉力，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上運動的v﹣t圖象。則（）A．拉力在區(qū)域①中做功的功率比②的小 B．物塊在區(qū)域①上所受的摩擦力等于2N C．物塊在區(qū)域③上運動的時間可能為1s D．區(qū)域①路面的粗糙程度比②的大[練習(xí)2]用20N的豎直向上的力分別拉著質(zhì)量是1kg的甲物體和質(zhì)量是2kg的乙物體都上升1m，下列有關(guān)分析與計算正確的是（）A．對甲做功10J，對乙做功20J B．甲增加的動能是10J，乙增加的動能是0J C．甲增加的重力勢能是20J，乙增加的重力勢能是20J D．甲增加的機械能是20J，乙增加的機械能為0J[練習(xí)3]一根金屬棒AB置于水平地面上，今通過彈簧測力計豎直地將棒的右端B緩慢拉起，如圖甲所示。在此過程中，彈簧測力計對棒所做的功W和B端離開地面的高度x的關(guān)系如圖乙所示。請根據(jù)圖象解答下列問題。（1）該金屬棒的長度L＝m。（2）在B端被拉起的過程中，當(dāng)x＝1.6m時，測力計的示數(shù)為F＝N。

[猜押題專練]一．選擇題（共9小題）1．如圖所示，飛行員駕駛我國自主研制的殲﹣20隱形殲擊機正在進行日常訓(xùn)練，在飛機飛行過程中，下列說法正確的是（）A．殲擊機“穿云破霧”，是以駕駛員為參照物 B．若殲擊機所受力全部消失，將做加速運動 C．殲擊機勻速向上飛行時，重力勢能逐漸減小 D．殲擊機勻速向下飛行時，動能將保持不變2．球豎直向上運動，并落回地面，這過程中先后經(jīng)過M、S兩點。球在這兩點的動能和重力勢能如圖所示，則球（）A．在M點的速度等于在S點的 B．在M點的速度小于在S點的 C．在M點的離地高度等于在S點的 D．經(jīng)過M、S兩點時其機械能守恒3．如圖所示，將一根彈簧和一只質(zhì)量為1kg的金屬球（球上有一直小孔）套在鐵架臺的金屬桿AB上面?，F(xiàn)將小球提到B端后松手，小球的高度隨時間變化的情況如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．小球在0～t3過程中t1時刻機械能最大 B．彈簧原來的長度為40cm C．在0～t1過程中小球的動能先增大后減小，重力勢能的變化量小于動能變化量 D．在t1、t2、t3三個時刻，小球的動能在t1時刻最大4．用彈簧測力計沿水平方向兩次拉著同一物體在同一水平地面上運動，兩次運動的s﹣t圖像如圖所示，其對應(yīng)的測力計示數(shù)分別為F1和F2，功率分別為P1和P2，則它們的大小關(guān)系正確的是（）A．兩物體運動的速度：v1＜v2 B．兩次物體所受的拉力：F1＞F2 C．兩次拉力做功功率：P1＜P2 D．相同時間內(nèi)兩次拉力對物體所做的功：W1＞W(wǎng)25．如圖所示為小明同學(xué)做挺舉連續(xù)動作的幾個狀態(tài)圖，下列說法不正確的是（）A．小明同學(xué)從準(zhǔn)備狀態(tài)發(fā)力到上拉狀態(tài)過程中對杠鈴做了功 B．小明同學(xué)從上拉狀態(tài)發(fā)力到上挺狀態(tài)過程中對杠鈴做了功 C．小明同學(xué)從上挺狀態(tài)發(fā)力到站立狀態(tài)過程中對杠鈴做了功 D．小明同學(xué)在站立狀態(tài)過程中對杠鈴做了功6．如圖所示，將同一物體分別沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度從底部勻速拉到頂點A，已知AB＞AC，施加的力分別為F1、F2，拉力做的功為W1、W2，拉力做功的功率分別為P1、P2，則它們的關(guān)系正確的是（）A．F1＝F2，W1＞W(wǎng)2，P1＞P2 B．F1＝F2，W1＞W(wǎng)2，P1＝P2 C．F1＜F2，W1＝W2，P1＝P2 D．F1＜F2，W1＝W2，P1＜P27．如圖所示，放在水平桌面上的物塊A與B用細線通過定滑輪與沙桶相連，當(dāng)沙桶與沙的總重力為G時，物塊A、B恰好一起做勻速直線運動的過程中（忽略細線與滑輪之間的摩擦）。以下說法正確的是（）A．物塊A受到的重力與桌面對物體A的支持力是一對平衡力 B．如果所有力突然全部消失，物體B將保持靜止?fàn)顟B(tài) C．小桶勻速下降的過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 D．繼續(xù)向沙桶中加入沙子，物塊A受到的滑動摩擦力不變8．舉重是我國的優(yōu)勢體育項目。一位身高170cm的運動員和一位身高160cm的運動員，在挺舉項目中用相同時間，把同樣重的杠鈴舉起，如圖所示。如果他們對杠鈴所做的功分別為W1和W2，功率分別為P1和P2，則下列關(guān)系式中正確的是（）A．W1＝W2，P1＝P2 B．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2 C．W1＞W(wǎng)2，P1＞P2 D．W1＜W2，P1＜P29．如圖所示，運動員從高空豎直向下跳傘，人（包括裝備）的質(zhì)量為80kg，只考慮人受到的重力和空氣阻力．運動員下落時經(jīng)過AB、CD兩段路程時均做勻速直線運動，且sAB＝sCD，vAB＝60m/s，vCD＝10m/s，在AB段人（包括裝備）受到的重力做功為WAB，重力做功功率為PAB；在CD段人（包括裝備）受到的重力做功為WCD，重力做功功率為PCD，下列判斷正確的是（）A．WAB＞W(wǎng)CD B．WAB＜WCD C．PAB＞PCD D．PAB＜PCD二．填空題（共2小題）10．一定質(zhì)量的貨物在吊車鋼索的拉力作用下，豎直向上運動（不考慮空氣的阻力和鋼索重力），貨物運動的路程（s）﹣時間（t）圖像如圖所示。2s時鋼索的拉力大小8s時鋼索的拉力大??；0至6s內(nèi)鋼索拉力的功率6s至12s內(nèi)鋼索拉力的功率。（填“大于”、“小于”或“等于”）11．如圖所示是“套圈”游戲。“套圈”從出手到落地的過程中，先后經(jīng)歷了a、b、c三個位置（不計空氣阻力），其中a為“套圈”出手后運動的最高點，且hab＝hbc。則“套圈”在由a點運動到c點的過程中，動能（選填“變大”“變小”或“不變”）；設(shè)“套圈”在ab段重力做功的平均功率為P1，在bc段重力做功的平均功率為P2，則P1P2（選填“＞““＜“或“＝”）。三．實驗探究題（共2小題）12．小文借助速度傳感器和其他儀器，進行“探究影響動能大小的因素”的實驗。測量小車在水平面上運動的初速度和滑行的距離，數(shù)據(jù)如下表所示（小車的質(zhì)量為0.1kg）。實驗次數(shù)1234小車初速度v/cm?s﹣18162432小車滑行的距離s/cm104090160（1）分析實驗數(shù)據(jù)得出：質(zhì)量相同時，小車的動能與小車初速度的數(shù)量關(guān)系是；（2）小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)，在小文實驗的基礎(chǔ)上，只要再用彈簧測力計測出一個物理量，就能推算出每次小車到達平面時的動能大小。①所需測量的物理量及測量物理量的方法：；②計算動能的表達式（用已知量和測量量表示）：E動＝。小軒設(shè)計了如圖2實驗，讓小球靜止從斜面上滾下后與固定在右端的彈簧碰撞，斜面底端和平面平滑相接。（3）為了研究動能大小與小球質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)（寫出簡要做法和目的）。實驗中小軒發(fā)現(xiàn)小球壓縮彈簧后被彈簧彈回到斜面上，為了研究小球被彈回到斜面上的高度與哪些因素有關(guān)，小軒分別將玻璃板、木板和毛巾鋪在接觸面（含斜面和平面）上，進行實驗，而保證小球質(zhì)量和高度（選填“相同”或“不同”）。發(fā)現(xiàn)當(dāng)小球在玻璃表面滾動時被彈回的高度最大，在毛巾表面滾動時被彈回的高度最小，因此小軒認(rèn)為小球被彈回的高度與接觸面粗糙程度有關(guān)。（4）小軒在實驗所得結(jié)論基礎(chǔ)上進行推理，接觸面越光滑小球被彈回的越高，如果接觸面光滑到?jīng)]有摩擦，那么小球?qū)?。?）小軒在（4）中用到一種科學(xué)方法，在的實驗中也使用到了。A．阿基米德原理B．杠桿原理C．牛頓第一定律D．歐姆定律E.焦耳定律13．如圖甲所示，原長為l的橡皮筋一端固定在O點，另一端懸掛一個質(zhì)量為m的小鋼球，將鋼球從O點釋放，鋼球運動到A點后開始向上返回，O、A兩點間的距離為2l，鋼球從O點運動到A點的過程中：（1）重力做的功為。（2）鋼球的機械能最大的位置在（選填“O”或“A”）點。（3）能表示其動能E隨運動距離s變化的圖像是圖乙中的（填序號）。四．計算題（共3小題）14．已知物體的重力勢能表達式為EP＝mgh，動能表達式為EK=12mv（1）物體被拋出時的重力勢能EP和動能EK1；（2）物體從被拋出點至落地的過程中，其重力所做的功W；（3）物體落地前瞬間的動能EK2。15．目前汽車剎車器均采用油壓制動。油壓制動剎車時消耗的機械能以內(nèi)能形式排放掉，形成能源浪費?，F(xiàn)有一種汽車再生制動器，能把汽車剎車制動時消耗的機械能轉(zhuǎn)化為電能而儲存起來，有效地利用了能量。而實際上汽車剎車時再生制動器無法提供足夠的剎車阻力，仍需要與油壓制動器配合使用，產(chǎn)生恒定的剎車阻力來滿足剎車要求。若某汽車以72km/h的速度行駛，剎車時再生制動器產(chǎn)生的阻力隨時間變化的關(guān)系如