專題03 功和功率與運動和力相關(guān)（原卷版）

專題03功和功率與運動和力相關(guān)【解題技巧】一、在中考試卷中，功和功率是重點考查的知識點。功的計算可以與浮力、壓強(qiáng)、簡單機(jī)械等知識綜合起來，在此基礎(chǔ)上的功率也是主要考點。在中考命題中，所占的分值較大。這部分知識的考查更注重與生產(chǎn)生活實際的聯(lián)系，加強(qiáng)了對學(xué)生能力的考查。主要考查的知識點為：1.功和功率的概念、單位。2.功和功率的計算。

3.探究功率及估測功率。

在試卷中，選擇題、填空題、探究實驗題、計算題均出現(xiàn)。二、判斷一個力是否對物體做了功，要看兩個因素。一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過的距離，兩者缺一，則力對物體沒有做功。常有以下三種：（1）物體由于慣性運動，雖然有距離，但不受力的作用。例如，在光滑水平面勻速滑動的木塊，它由于慣性向前運動，在水平方向沒有受到阻力，也沒有受到動力，因此沒有力對它做功。（2）物體受到力的作用,但保持靜止?fàn)顟B(tài)，沒有沿力的方向通過距離。例如,用力推車,但沒有推動。在此過程中，缺少一個做功的因素，因此推車的力沒有對車做功。（3）物體受到了力的作用,也通過了距離，但物體移動距離的方向跟物體受到力的方向垂直，因此這個力沒有對物體做功。例如,手用豎直向上的拉力提水桶,沿水平方向移動距離,水桶沒有在豎直方向上移動距離,這個拉力沒有對水桶做功。三、注意：（1）當(dāng)力的方向和物體移動方向相反時，我們說物體克服該力做功。（2）要注意P=FV在勻速直線運動中的應(yīng)用【例題精析】一．功的大小比較1．如圖所示，甲、乙兩物體在A、B兩水平桌面上做勻速直線運動，可以確定（）A．甲的速度一定小于乙的速度 B．F甲所做的功一定小于F乙所做的功 C．甲、乙的運動狀態(tài)發(fā)生改變 D．甲受到的摩擦力一定小于乙受到的摩擦力2．如圖所示，在粗糙程度相同的水平面上，先用拉力F1將物體從A拉到O，再改用拉力F2將物體從O拉到C，其中LAO＝LOB，用頻閃相機(jī)每隔相同的時間拍下物體的位置（用虛線框表示），若拉力F1在AO段所做的功為W1，拉力F2在OB段所做的功為W2，物體在AO段受到的摩擦力為f1，在OC段受到的摩擦力為f2。下列判斷正確的是（）A．W1＞W(wǎng)2 B．W1＜W2 C．f1＞f2 D．f1＜f2二．功的計算3．如圖所示，質(zhì)量為m的物體Q從高度為h、長度為L的斜面上以v1的速度勻速下滑，如圖乙，在斜面的頂端固定滑輪將物體Q與物體P用輕繩連結(jié)，物體Q以速度v2（v1小于v2）勻速沿斜面上升。以下說法正確的是（）A．圖甲中，物體Q受到的重力GQ等于物體Q對斜面的壓力F B．圖甲中物體Q所受摩擦力f甲大于圖乙中物體Q受到的摩擦力f C．當(dāng)圖乙中物體Q從斜面底部上升到頂端時，物體P的重力做功為2mgh D．圖甲中，物體Q在下滑的過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能4．如圖甲所示，水平放置的方形容器里有一個重為8N、棱長為10cm的正方體物塊M，M與容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器內(nèi)注水，容器中水的深度h隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示（g＝10N/kg），水的密度是1.0×103kg/m3，則下面說法不正確的是（）A．當(dāng)t＝140s時，物塊M在水中處于漂浮狀態(tài) B．當(dāng)t＝140s時，水對容器底部的壓力大小是15N C．圖乙中a的值是8cm D．40～140s時段，浮力對物體做功是0.96J5．野山鼠擅長打洞，假設(shè)山鼠打洞時受到的阻力f與洞的深度L成正比，即f＝kL（k為比例常數(shù)），則野山鼠從洞深d1打到洞深d2時，需要克服阻力做的功為（）A．k(d22?C．k(d2+（多選）6．如圖所示，質(zhì)量為50kg的運動員在練習(xí)10m跳臺跳水，他某次向上躍起后在空中的最高點A距水面的高度為10.6m，他進(jìn)入水中的最大深度為3m，ρ人＝ρ水＝1.0×103kg/m3，若不考慮運動員的身高，則以下說法正確的是（）A．運動員從離開跳臺到最高點A克服重力做功300J B．運動員從離開跳臺到進(jìn)入水中最大深度的過程中，勢能始終減少，動能始終增加 C．運動員從剛?cè)胨竭M(jìn)入水中最大深度的過程中，只受到重力、水的浮力作用，且二力大小相等，方向相反，運動員做勻速運動 D．運動員從離開跳臺到進(jìn)入水中的最大深度，重力做功6500J7．如圖所示，為兩個光滑的圓弧槽和一段粗糙的水平面相連接的裝置。將質(zhì)量為m的物體從左側(cè)圓弧槽A點由靜止釋放，最高到達(dá)右側(cè)圓弧槽B點處；然后再次滑下，最高到達(dá)左側(cè)圓弧槽C點處。其中A、B兩點距離水平面的高度分別為H、h（忽略空氣阻力）。（1）物體從A點滑到水平面時，重力所做的功為。（2）物體從A點滑到B點的過程中，損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為物體內(nèi)能的效率為η，則物體到達(dá)B點時溫度升高了。（物體比熱容用c表示）（3）C點距離水平面的高度為。8．將一個漂浮在油面上的立方體工件用豎直向下的力F緩緩地壓入油內(nèi)，如圖甲所示，工件的下底面與油面的距離為h，力F與h的大小關(guān)系如圖乙所示。已知力F為負(fù)值時，表明它的方向與原來的方向相反，油的密度為kg/m3，已知容器底面積為5000cm2，從漂浮到F＝400N的過程中，重力對工件做的功為J。三．功的計算公式的應(yīng)用9．一根金屬棒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。四．功的原理10．斜面是一種常見的簡單機(jī)械，在生產(chǎn)和生活中利用斜面提升物體可以省力。（1）圖1示為傾角θ＝30°的固定斜面，用平行于斜面的拉力F＝4N，將一物體從斜面底端勻速拉到斜面頂端，已知物體上升的高度h＝1m，求拉力F做的功；（2）若斜面的高度H一定（圖2），傾角θ可以改變，在不考慮摩擦?xí)r，用水平推力F將重為G的物體勻速推上斜面頂端，試推導(dǎo)：θ越小，F(xiàn)越小。五．功率大小的比較11．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(jìn)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12．兩名舉重運動員，甲比乙高，如果他們從地上舉起相同質(zhì)量的杠鈴所用的時間相等，如圖所示，則（）A．甲運動員做功較多，功率較小 B．甲運動員做功較多，功率較大 C．甲運動員做功較多，他們的功率相等 D．甲、乙運動員做功相等，功率相等13．質(zhì)量為m的汽車在平直路面上啟動，啟動過程的速度圖像如圖所示，從t1時刻起汽車的功率保持不變，整個運動過程中汽車所受阻力恒為Ff，則（）A．t1時刻起汽車發(fā)動機(jī)功率不變 B．0～t1時間內(nèi)，汽車做勻加速運動且發(fā)動機(jī)功率不變 C．t1～t2時間內(nèi)，汽車的平均速度等于v1D．t1?t2時間內(nèi)汽車牽引力不變14．一塊石頭從離水面高為H處由靜止開始下落，后落入足夠深的水中至水底。已知石頭密度為2.0×103kg/m3，不計空氣阻力，不計進(jìn)入水中時機(jī)械能損失，而水中受到阻力始終為重力的15，設(shè)在空中和水中分別下落H高度過程中，重力對石子所做的功分別是W空，W水，重力做功的平均功率分別是P空，P水A．W空＝W水，P空＞P水 B．W空＝W水，P空＜P水 C．W空＞W(wǎng)水，P空＞P水 D．W空＜W水，P空＜P水六．功率計算公式的應(yīng)用15．汽車在平直公路上以速度V0勻速行駛，發(fā)動機(jī)功率為P0，牽引力為F0，t1時刻開始，司機(jī)減小了油門，使汽車保持恒定功率P行駛，到t2時刻，汽車又開始做勻速直線運動，速度為v，已知運動過程中汽車所受阻力f恒定不變，汽車牽引力F隨時間變化的圖像如圖所示，則（）A．t1至t2時間內(nèi)，汽車做加速運動 B．F0＝2f C．t2時刻之后，汽車將保持功率P0行駛 D．v=12七．動能和勢能的大小變化16．如圖甲所示，質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在一壓力傳感器上，壓力傳感器是電阻阻值隨受到壓力的增大而減小的變阻器（壓力不超過最大值），壓力傳感器、電流表、定值電阻和電源組成一電路。壓力傳感器不受力時電流表示數(shù)是I0．t＝0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)。整個過程中，不計能量損失，電流表示數(shù)I隨時間t變化的圖象如圖乙所示，則（）A．t1時刻，小球動能最小 B．t2時刻，彈簧的彈性勢能最小 C．t2～t3這段時間內(nèi)，彈簧的彈性勢能先增加后減少 D．t2～t3這段時間內(nèi)，小球增加的動能小于彈簧減少的彈性勢能17．如圖甲所示，小球從某高度處由靜止下落到豎直放置的彈簧上并壓縮彈簧。從小球剛接觸到彈簧到將彈簧壓縮最短的過程中，得到小球的速度v和彈簧被壓縮的長度△l之間的關(guān)系，如圖乙所示，其中b為曲線最高點。不計空氣阻力，彈簧在整個過程中始終發(fā)生彈性形變，則小球（）A．受到的彈力始終不變 B．運動過程動能一直增大 C．從a到b過程，重力勢能減少，彈簧的彈性勢能增大 D．從b到c過程，重力勢能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，小球的機(jī)械能不變18．如圖所示，甲、乙和丙是三個完全相同的乒乓球，在離地同一高度處以大小相等的速度v，將三個球分別豎直向下、豎直向上和水平拋出。若在整個運動過程中不計能量損失，則（）A．拋出時甲球的機(jī)械能大于其他兩個球 B．拋出后乙球的機(jī)械能先增大后減小 C．第一次落地時甲球的動能最大，丙球的動能最小 D．落地后第一次反彈到最高點時甲、乙兩球的高度相同19．在小球從O點由靜止開始沿x軸豎直下落的過程中，小球某種形式的能量E隨下落高度x變化的圖象如圖所示。若不計空氣阻力，那么這種能量是（）A．重力勢能 B．動能 C．機(jī)械能 D．內(nèi)能八．動能的影響因素20．蹦床是一項好看又驚險的運動，如圖a所示為運動員在蹦床運動中完成某個動作的示意圖，圖中虛線PQ是彈性蹦床的原始位置，A為運動員下落的位置，B為運動員剛抵達(dá)蹦床時的位置，C為運動員抵達(dá)的最低點。不考慮空氣阻力和運動員與蹦床作用時的機(jī)械能損失，下列說法正確的是。A．運動員從A運動到C，機(jī)械能一定不減小B．運動員從B運動到C，動能不斷減小C．運動員從A運動到B，重力做功變快D．運動員在C點受力平衡請在圖b中畫出人從A點運動到C點的過程中，運動員動能Ek隨運動距離S變化的大致關(guān)系圖象。九．動能和勢能的轉(zhuǎn)化與守恒21．如圖所示，在同一高度以大小相同的初速度v0分別豎直向上和斜向上將同一小球拋出，不計空氣阻力。小球上升時，小球的能轉(zhuǎn)化為重力勢能；小球豎直向上、斜向上到達(dá)最高點時到水平地面的高度分別為h1和h2，小球又下落到與拋出點等高度時的速度大小分別為v1和v2，則h1h2，v1v2（大于/等于/小于）。一十．機(jī)械能守恒條件22．體育課上，小明在同一位置用相同的力多次將足球踢出，發(fā)現(xiàn)足球斜向上飛出的角度越大，球運動得越高，但并不能運動得越遠(yuǎn)。小明查閱資料后知道：足球所做的運動叫做斜拋運動，其運動軌跡如圖所示。足球起始運動方向與水平方向的夾角叫做拋射角，拋出點到落地點的水平距離叫做射程，射程與拋出速度和拋射角的大小有關(guān)。若物體的動能大小EK=12mv2，重力勢能大小E（1）