功、功率精講精練（學(xué)生版）

功、功率【知識點(diǎn)1】功1.現(xiàn)象探究：力作用的成效分析∶物體都在力的方向上移動了一段距離。歸納：做功——有力，且在力的方向產(chǎn)生距離。注意∶有時為了敘述方便，某個力做功往往也說成施力的物體做功。如人推小車，推力做了功，也常說人做了功2.力對物體做功的兩個必要因素3.不做功的三種情況（1）有距離無力：物體沒有受到力的作用。如冰壺離手后由于慣性在冰面上通過一段距離，人對冰壺不做功。（2）有力無距離∶物體受到了力，但沒有移動距離。如用力推車而車不動，推力沒有做功。（3）力的方向與距離的方向垂直∶物體受到了力同時也移動了一段距離，但力的方向始終跟運(yùn)動方向垂直。如手提水桶水平勻速移動，提水桶的力沒有做功?！镜淅坷?在下列情況下，力對物體做功的說法正確的是（）A．鉛球出手后，水平方向移動7m，手對鉛球做了功B．用30N的水平推力，將重為180N的物體推動9米。推力對物體做了功C．關(guān)閉發(fā)動機(jī)后，火車仍向前滑行50m，火車的慣性對它做了功D．小球在光滑的水平面上滾動，支持力對它做了功【變式訓(xùn)練】1.如圖所示，粗糙的弧形軌道豎直固定在水平面，一小球由A點(diǎn)以一定的速度υ沿軌道滾下，經(jīng)另一側(cè)與A等高點(diǎn)B后到達(dá)最高點(diǎn)C．下列分析正確是（）A．整個過程只有重力在對小球做功B．小球在A點(diǎn)的慣性比在C點(diǎn)的慣性大C．小球在A點(diǎn)的動能比在B點(diǎn)的動能大D．小球在A具有的機(jī)械能等于它在C點(diǎn)具有的重力勢能2.如圖所示，小明將一紙團(tuán)扔進(jìn)紙簍的過程。（1）從瞄準(zhǔn)到投射到紙團(tuán)入簍的過程中，其中小明對紙團(tuán)有做功的是B。A．將紙團(tuán)瞄準(zhǔn)紙簍B．用力將紙團(tuán)拋出C．紙團(tuán)在空中飛行D．紙團(tuán)進(jìn)入紙簍（2）從紙團(tuán)出手到入簍的過程中，下列選項中能正確反映動能（E動）與時間（t）的關(guān)系的是D?！局R點(diǎn)2】功的計算1.公式科學(xué)上規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。即∶功=力×距離。用符號表示∶W=Fs。2.單位在國際單位制中，功的單位是焦耳，簡稱為焦，單位符號為J。1焦=1?！っ缀x∶1牛的力使物體在力的方向上通過1米的距離時所做的功為1焦。3.做功的實質(zhì)①功和能的關(guān)系做功實質(zhì)上就是能量轉(zhuǎn)化的過程，力對物體做多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。因此，可以用功來量度能量轉(zhuǎn)化的多少。②具有能量的物體不一定在做功，但正在做功的物體一定具有能量。例如，被拉高的重錘，在空中靜止時，它具有能量，但沒有做功；而它下落把地基夯實的過程中對地基做功。③一個物體能夠?qū)ν庾龅墓υ蕉?，它具有的能量就越大?！镜淅坷?小金跳繩測試1min跳了200次，這一過程中他克服重力所做的功約為（）A．3J B．30J C．300J D．3000J例2如圖甲所示，一塊質(zhì)量為0.2kg的鐵塊被吸附在各直放置且足夠長的磁性平板上，在豎直方向上拉力F＝3N的作用力下向上運(yùn)動，鐵塊運(yùn)動速度v與時間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)磁力做的功是0J，拉力F做的功是3.6J。例3如圖甲所示，完全相同的木塊A和B疊放在水平桌面上，在10牛的水平拉力F1作用下，A、B一起以0.5米/秒的速度做勻速直線運(yùn)動，此時木塊B所受的摩擦力為0牛；若將A、B緊靠在一起放在同一水平桌面上，用15牛的水平力F2推A，使它們一起運(yùn)動了0.6米（如圖乙），則該過程中推力F2做的功為9焦，木塊A和B動能總共增加3焦?！咀兪接?xùn)練】1.如圖所示，物體在相同力F的作用下，分別在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿著力的方向移動了相同的距離s，力F做的功分別為W1、W2、W3，則下列說法中正確的是()A．W1＞W(wǎng)2＞W(wǎng)3B．W1＝W2＝W3C．W1＞W(wǎng)2＝W3D．W2＞W(wǎng)1＞W(wǎng)32.如圖所示，40g的金屬小球從導(dǎo)軌a處靜止下滑，一次經(jīng)過b處、c處，到達(dá)d處時恰好停下。下列說法錯誤的是（）A．小球從a到b，重力做功0.24JB．小球到達(dá)c點(diǎn)時動能為0C．從a到d，小球損耗的機(jī)械能為0.16JD．從b到c，小球的一部分動能轉(zhuǎn)化為勢能3.2019年1月3日，“嫦娥四號”探測器成功著陸在月球背面，并通過“鵲橋”中繼星傳回了近距離的月背影像圖（如圖甲所示），揭開了月背的神秘面紗。（1）“嫦娥四號”探測器在著陸過程中逐漸減速，在距月面100米處開始懸停，選定相對平坦區(qū)域后開始勻速緩慢垂直下降。在此過程中，若不考慮其質(zhì)量變化，它的機(jī)械能減?。ㄟx填“增大”“減小”或“不變”）；重力做功為1.63×105J（已知“嫦娥四號”探測器質(zhì)量為1.0×103kg，月球表面的物體重力和質(zhì)量的比值g月=1.63N/kg）。4.如圖所示，甲是半徑為1米的光滑圓弧槽，乙是半徑為1米的粗糙圓弧槽，它們都與粗糙程度相同的水平面相連接。將質(zhì)量為2千克的滑塊分別從甲、乙兩個圓弧槽的頂端由靜止釋放，甲中的滑塊在水平面上滑行5米后停下，乙中的滑塊在水平面上滑行2米后停下。（g取10牛/千克）（整個過程不考慮空氣阻力）請解答下列問題（1）圖甲整個滑行過程中，滑塊重力做功多少焦？（寫出計算過程）（2）圖乙中滑塊在水平面上滑行時受到的摩擦力為4牛?！局R點(diǎn)3】功率1.概念單位時間里做功的多少。2.物理意義反映了物體做功的快慢。3.公式及單位（1）國際單位制中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦，單位符號是W。1瓦=1焦/秒。（2）常用單位∶千瓦（kW）、兆瓦（MW）。（3）單位換算關(guān)系;1千瓦=103瓦，1兆瓦=106瓦。（4）推導(dǎo)式【典例】例1下列單位中，不屬于功率的單位的是（）A．焦耳/秒B．牛?米/秒 C．牛?米 D．瓦例2如圖所示，用大小相等的拉力F分別沿斜面和水平面拉同一個木箱，拉力方向和運(yùn)動方向始終一致。斜面AB粗糙，長度為sAB，水平面CD光滑，長度為sCD，運(yùn)動時間分別為tAB、tCD，運(yùn)動速度分別為vAB、vCD．則（）A．若sAB=sCD，則拉力在AB段做功較多B．若sAB＞sCD且tAB=tCD，則拉力在AB段做功較快C．若sAB=sCD且tAB＞tCD，則拉力在AB段做功較快D．若vAB=vCD，則拉力在AB段和CD段做功一樣多例3某實驗小組在探究兩名同學(xué)上樓時的功率與做功關(guān)系時，將記錄的實驗數(shù)據(jù)通過整理，作出了如圖所示的高度-時間圖象。其中m甲=40kg，m乙=50kg。根據(jù)圖象，可知或可求得：（1）甲同學(xué)10s內(nèi)做功是2400J；（2）P甲＞P乙（填“＜”“＞”“=”或“無法確定”）（3）若乙同學(xué)以圖示的功率，走著上樓1min，則他做的功為多少？（要有計算過程）【變式訓(xùn)練】1.如圖，是小球從某高度處由靜止下落h過程的路程與時間關(guān)系圖，下列選項描述重力對該球做功大小與時間關(guān)系以及功率大小與時間的關(guān)系正確的圖線是（）A．①③ B．①④ C．②③ D．②④2.量為45kg的某同學(xué)在跳繩時重心高度隨時間變化的關(guān)系如圖所示，根據(jù)圖像可估算出該同學(xué)在1min內(nèi)克服重力做功的平均功率為(g取10N/kg)()A．45W B．135WC．169W D．270W3.一名普通的八年級中學(xué)生，對自己的估算最接近事實的是（）A．雙腳站立時對地壓強(qiáng)約為500PaB．他在空氣中受到的浮力約為129N（空氣密度為1.29kg/m3）C．他從1樓跑到3樓用了10s，他在上樓過程中的平均功率約為200WD．從地上拿起一本物理書，放在課桌上，在這過程中，人對書做的功約為100J4.某品牌太陽能汽車如圖甲，通過安裝在車頂和前端的電池板收集太陽能；玻璃采用防太陽輻射的層壓玻璃制作而成，車身輕便靈活；若該汽車以最大輸出功率P為800瓦在水平路面上做勻速直線運(yùn)動，一段時間后再將功率減小到P1，并保持此功率做勻速直線運(yùn)動；該運(yùn)動過程的速度-時間圖象如圖乙，設(shè)運(yùn)動過程中汽車所受阻力不變，則汽車受到的阻力是多少牛？P1為多少瓦？達(dá)標(biāo)檢測1.下列有關(guān)做功的估算錯誤的是（）A．將兩個雞蛋舉高1m做功約1J B．將一袋10kg大米扛到肩上做功約150J C．重500N的人上一層樓克服重力做功約5000J D．將500mL礦泉水從地上拿起做功約8J2.如圖所示，要粗測小明同學(xué)做“引體向上”時的功率。下面所列的物理量中，不需要測量的是（）A．他的質(zhì)量 B．單杠的高度C．每次身體上升的高度 D．做“引體向上”的時間3.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(diǎn)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=P2C．F1＜F2，W1=W2，P1=P2 D．F1＜F2，W1=W2，P1＜P24.如圖，重物P放在一長木板OA上，將長木板繞O端勻速緩慢轉(zhuǎn)動一定角度，重物P相對于木板始終保持靜止。勻速轉(zhuǎn)動過程中，下列說法錯誤的是（）A．外力對木板做了功B．木板對重物P做了功C．重物P的機(jī)械能不斷變大D．長木板和重物的總機(jī)械能保持不變4.如圖所示，引體向上是很好的體育鍛煉項目，若小金的質(zhì)量為50kg，手臂長度為0.8m，單桿的高度為1.6m，小金連續(xù)拉上去10次所用時間為40s。以下判斷正確的是（

）A.

在小金勻速提升自己的過程中，他的動能不斷增大

B.

小金在這40s內(nèi)克服重力做功為4000J

C.

在小金身體勻速下降的過程中，他的機(jī)械能不變

D.

小金做引體向上運(yùn)動的平均功率約為200W5.如圖所示，用F＝20N的水平推力推著重為40N的物體沿水平方向做直線運(yùn)動。若推力F對物體做了40J的功，在這一過程中，下列說法正確的是()A．重力做功40JB．物體受到的摩擦力大小一定是20NC．物體動能可能增加D．物體的機(jī)械能一定守恒6.舉重是我國的優(yōu)勢體育項目。一位身高170cm的運(yùn)動員和一位身高160cm的運(yùn)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＝W2P1＝P2B.W1＞W(wǎng)2P1＝P2C.W1＞W(wǎng)2P1＞P2D.W1＜W2P1＜P27.跳繩是大家喜愛的體育運(yùn)動之一，小金的質(zhì)量為50千克，每次跳起高度約為6厘米（人整體上升，如圖所示），一分鐘跳100次，下列說法正確的是（）A．向上起跳過程中小金的動能持續(xù)增大 B．在整個跳繩過程中小金的機(jī)械能守恒 C．小金跳一次克服重力做功約3焦 D．小金在這一分鐘內(nèi)跳繩的功率約為50瓦8.如圖是使用汽車打撈水下重物示意圖，在重物從水底拉到井口的過程中，汽車以恒定速度如圖向右運(yùn)動，忽略水的阻力和滑輪的摩擦，四位同學(xué)畫出了汽車功率（P）隨時間（t）變化的圖象，其中正確的是（）A．B．C．D．9.在趣味運(yùn)動會上，小明、小李小張參加了接力賽：小明用10N的水平拉力將5kg的箱子沿水平方地面拉動10m，然后交給小李；小李勻速提起箱子到離地0.8m高處，繼續(xù)水平方向拉動10m，然后將箱子交給小張；小張的質(zhì)量為60kg，背著該箱子在100s內(nèi)從1樓走到6樓（每層樓高3米），并克服阻力做功250J。在整個過程中，小明對箱子做功_____焦，小李對箱子做功_____焦，小張做功的總功率是_____瓦。10.10.如圖所示，原長為L的輕質(zhì)彈簧一端固定在豎直墻面上，另一端與水平面上的木塊相連。推動木塊壓縮彈簧，當(dāng)其左端至A點(diǎn)時，彈簧具有的彈性勢能為20J；松手后，木塊在彈簧的作用下往復(fù)運(yùn)動若干次后靜止，此時彈簧具有的彈性勢能為2J。則木塊左端最終靜止的位置一定不可能位于C（選填B、C、D）點(diǎn)，整個過程中木塊克服阻力做的功是18J，整個過程中木塊速度最大時其左端可能位于B（選填B、C、D）點(diǎn)。11.如圖所示，某同學(xué)用已調(diào)好的彈簧測力計測量一個放在水平桌面上的鉤碼的重力。他從圖甲所示位置(此時指針指在0刻線)開始將彈簧測力計緩慢豎直向上提起，記下彈簧測力計移動的距離h和對應(yīng)的讀數(shù)F，并描出F－h(huán)圖像如圖乙所示。(1)鉤碼的重力為__4.5__N。(2)當(dāng)h＝15cm時，彈簧測力計對鉤碼所做的功為__0.45__J。12.如圖所示，放在水平桌面上的勻質(zhì)長直木板長度L為50厘米，質(zhì)量為2千克，它的右端與桌面相齊，與桌面間的摩擦力為其重力的0.2倍。若在木板左端用一水平推力F將其勻速推下桌子，水平推力至少要做功是1J．g=10N/kg。13.如圖為四旋翼無人機(jī)，質(zhì)量為1.2千克，下方懸掛著一個質(zhì)量為0.1千克的攝像機(jī)。在10秒內(nèi)無人機(jī)從地面豎直上升了20米，然后邊攝像邊斜向上飛行了30秒，儀表盤上顯示離地面高度為36米。無人機(jī)前10秒對攝像機(jī)做功20焦，整個過程中，無人機(jī)對攝像機(jī)做功的功率為0.9瓦。14.如圖甲，水平地面上的物體，受到始終保持水平的推力F的作用，其F﹣t和v﹣t的圖象分別如圖乙、丙所示。由圖可知，9～12s內(nèi)，物體克服摩擦力做的功是54J；t＝9s時，推力對物體做功的功率是18W。15.慶“五四”趣味運(yùn)動會中，小敏和小王分別把圖甲中三個質(zhì)量均為1千克、邊長為30厘米的勻質(zhì)正方體泡沫塑料塊按圖乙堆疊起來，小敏和小王疊起這堆正方體泡沫塑料塊，每人至少要做功9焦。比賽中小敏快于小王完成堆疊，則堆疊過程中小敏做功的功率大于(填“大于”“等于”或“