辽宁地区中考物理总复习第十讲功和机械能考点跟踪突破训练
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功和机械能经典精讲一、重难点突破一、机械能1、一个物体能够做功,这个物体就具有能(能量)。
2、动能:物体由于运动而具有的能叫动能。
运动物体的速度越大,质量越大,动能就越大。
3、势能分为重力势能和弹性势能(1)重力势能:物体由于被举高而具有的能。
物体质量越大,被举得越高,重力势能就越大。
(2)弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能。
物体的弹性形变越大,它的弹性势能就越大。
4、机械能:动能和势能的统称。
(机械能=动能+势能)单位是:焦耳(J)5、动能和势能之间可以相互转化。
二、功和功率1、功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
2、功的计算:功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。
(功=力×距离)功的公式:W=Fs;单位:W→焦;F→牛顿;s→米。
(1焦=1牛·米)3、功的原理:运用机械时,人们所做的功,都等于不用机械而干脆用手所做的功,也就是说运用任何机械都不省功。
4、功率(P):单位时间(t)里完成的功(W),叫功率。
公式:P=W/t =Fv单位:P→瓦特;W→焦;t→秒(1瓦=1焦/秒。
1千瓦=1000瓦)二、金题精讲题一:在水平地面上,工人师傅用100 N的力沿水平方向推着重为300 N的箱子匀速前进,5 s内移动了6 m.在这个过程中,地面对箱子的摩擦力为____________N,推力做功的功率为____________W.题二:下列关于功和能的说法正确的是()A.被拉开的弹弓具有弹性势能B.用力推车而车未动,因为用了力,所以推力做了功C.人造地球卫星从近地点向远地点运动时势能减小,动能增大D.速度小的物体动能肯定小题三:某海上蹦极挑战者的质量为50 kg,下落的高度为45 m,所用时间为5 s,g取10 N/kg,(1)挑战者下落的平均速度;(2)重力对挑战者所做的功;(3)重力做功的功率。
题四:三峡升船机进行实船测试,如图所示。
中考物理专题考点精讲及典型真题详解:功和机械能考点1:功1.定义:物理学中规定,作用在物体上的力,使物体在力的方向上通过一段距离,就说这个力对物体做了功.2.做功的两个必要因素:(1)有力作用在物体上;(2)物体在力的方向上通过距离.3.功的计算公式是W=Fs ,单位是焦耳,符号是J ,1 J=1N·m.注意:力不做功有以下三种情况:(1)“劳而无功”,有力作用在物体上,物体没有移动距离,即F≠0,s =0.(2)“不劳无功”,物体移动了距离,但没有力作用在物体上,即s ≠0,F =0.(3)“垂直无功”,有力作用在物体上,物体移动了距离,但是力的方向和距离垂直.【例1】(2021·浙江丽水市·中考真题)科技改变生活,某餐馆用智能送菜机器人(如图)替代人工送菜。
(1)该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前,用时___________秒;(2)若机器人工作时牵引力恒为50牛,完成本次送菜,牵引力做功___________焦。
【答案】30 1500【详解】[1]该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前,所用时间30m 30s 1m/ss t v === [2]若机器人工作时牵引力恒为50牛,完成本次送菜,牵引力做功50N 30m 1500J W Fs ==⨯=【例2】如图所示为小明同学做挺举连续动作的几个状态图,说法不正确的是( )A.小明同学从准备状态发力到上拉状态过程中对杠铃做了功B.小明同学从上拉状态发力到上挺状态过程中对杠铃做了功C.小明同学从上挺状态发力到站立状态过程中对杠铃做了功D.小明同学在站立状态过程中对杠铃做了功【详解】做功的两个因素,1.要有力作用在物体上,2.物体在力的方向上通过的距离。
A.小明同学从准备状态发力到上拉状态过程中,小明对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以对杠铃做了功,A正确,故A不符合题意;B.小明同学从上拉状态发力到上挺状态过程中,对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以对杠铃做了功,B正确,故B不符合题意;C.小明同学从上挺状态发力到站立状态过程中,对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以对杠铃做了功,C正确,故C不符合题意;D.小明同学在站立状态过程中,对杠铃有一个向上的力,但杠铃没有移动距离,所以没有对杠铃做功,D错误,故D符合题意。
2020年中考物理复习:功和机械能知识点总结与练习题知识点导航1、功(1)力学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
(2)不做功的三种情况:A、物体受到力的作用,但不运动(有力无距离);B、物体没有受到力,但由于惯性运动了一段距离(有距离无力);C、物体受到力的作用,但力的方向与物体运动方向垂直(力和距离垂直)。
(3)力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
公式:W=FSS(克服摩擦阻力做功)常用式:W=Gh(克服重力做功)或W=f阻(4)功的单位:焦耳,1J= 1N·m 。
把一个鸡蛋举高1m,做的功大约是0.5 J。
(5)应用功的公式注意:①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。
③功的单位“焦”(牛·米 = 焦),不要和力和力臂的乘积(牛·米,不能写成“焦”)单位搞混。
(6)功的原理:A、内容:使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功;即:使用任何机械都不省功。
B、说明:(请注意理想情况功的原理可以如何表述?)①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们:使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是没有的。
③使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。
④我们做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)理想机械:使用机械时,人们所做的功(FS )= 直接用手对重物所做的功(Gh )C 、应用:斜面①理想斜面:斜面光滑②理想斜面遵从功的原理;③理想斜面公式:FL=Gh 其中:F :沿斜面方向的推力;L :斜面长;G :物重;h :斜面高度。
2、功率(1)定义:单位时间里完成的功(2)物理意义:表示做功快慢的物理量。
功和机械能考点梳理考点1功1、功(Work)的含义:力在空间上的累积2、做功的两个必要因素:(1)作用在物体上的力;(2)物体在力的方向上通过的距离。
这两个因素缺一不可。
不做功有三种情况:①物体受到了力,但保持静止;②物体由于惯性运动了距离,但不受力;③物体受力的方向与运动的方向相互垂直,这个力不做功。
3、功的计算(1)力学中,功的计算公式:W=Fs。
(2)功的单位功的单位是焦耳,符号为J。
1J=1N·m。
(3)计算时的注意事项a.分清是哪个力对物体做功,即明确公式中的F;b.公式中的“s”是在力F的方向上通过的距离,必须与“F”对应;c.F、s的单位分别是N、m,得出功的单位才是J。
考点2机械效率1、有用功使用机械做功时,对人们有用的功叫有用功,用W有用表示。
也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功,也等于在理想情况下(即不考虑摩擦和机械本身的重力)人们所做的功,或者是机械对物体做的功。
在提升物体时,W有用=Gh。
2、额外功使用机械时,对人们没有用但又不得不做的功叫额外功,用W额外表示。
额外功的来源主要有:①提升物体时,克服机械自重、容器重、绳重等所做的功;②克服机械的摩擦所做的功。
3、总功人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功,用W总表示。
它等于有用功和额外功的总和:W总=W有用+W额外或人对机械的动力为F拉,则W总=F拉s4、机械效率(1)定义:有用功与总功的比值叫做机械效率。
(2)公式:η=W有用W总×100%由于总是存在额外功,使得W有用<W总,所以η总是小于100%;只有纯理想情况效率等于100%。
考点3功率1、功率是表示物体做功快慢的物理量。
2、公式P=W t(其中W是物体所做的功,单位是J;t是做功所用的时间,单位是s)3、比较功率大小:相同时间内比较做功多少;做功相等时比较所需时间。
一定要在相同前提下作比较。
4、功率与机械效率的区别功率和机械效率是两个不同的概念,功率表示物体做功的快慢,即单位时间内所做的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的功是有用的。
一、初中物理功和机械能问题1.把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部(如图所示),松手后,乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。
乒乓球在上升的过程中,它的机械能不断增加。
下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是()A.是由水的内能转化来的B.是由水的重力势能转化来的C.是由乒乓球的内能转化来的D.是由乒乓球的化学能转化来的【答案】B【解析】【分析】机械能包括动能和势能;动能的大小与质量和速度有关;重力势能大小与质量和高度有关。
【详解】松手后,乒乓球上升到水面最后漂浮在水面上,乒乓球上升的过程中,水的重心不断降低,重力势能减小,重力势能转化为乒乓球的机械能。
故选B。
2.将皮球从离地某一高度O点处水平抛出,球落地后又弹起。
它的部分运动轨迹如图所示.下列说法正确的是A.皮球经过同一高度A、B两点时,动能相等B.皮球第一次反弹后到达最高点P时,动能为零C.皮球在D点时的机械能大于在C点时的机械能D.若将皮球表面涂黑,则在地面M点的黑色圆斑大于N点的黑色圆斑【答案】D【解析】【详解】A.由图可知,每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低,说明小球受到空气阻力,机械能逐渐变小,在A点的机械能大于在B点的机械能;机械能是物体动能与势能的总和,在A、B两点高度相同则重力势能相同,所以在A点的动能大于在B点的动能;故A错误。
B.从轨迹来看,小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度。
小球在最高点时,竖直方向速度为零,但是仍然能往右运动,说明小球还具有水平方向速度,动能不为零;故B错误。
C.每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低,说明小球受到空气阻力,机械能逐渐变小。
在C点在在D点之前,故在D点的机械能小于在C点的机械能;故C错误。
D.弹性势能大小与弹性形变程度有关,黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度,圆斑越大,形变越大。
在M点与在N点小球的动能与重力势能都为零,又因为小球在M点机械能大于N点机械能,故小球在M点的弹性势能大于在N点的弹性势能,故在M点的圆斑要大于在N点的圆斑;故D正确。
一、初中物理功和机械能问题1.如图所示,用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到达B位置速度达到最大,到达C位置小球的速度变为零。
已知AC间的高度差为h,若整个过程中不计能量损耗,下列说法正确的是()A.从A位置到B位置铁球的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能B.在此过程中弹簧的弹性势能增加量为GhC.小球到达B点时,小球的重力大于弹簧的弹力,所以小球继续下落D.B位置到C位置的过程中铁球所受的重力大于弹簧所施加的弹力【答案】B【解析】【分析】【详解】A.从A位置到B位置,铁球质量不变,高度减小,铁球重力势能减小;该过程铁球速度增大,铁球动能增大;该过程弹簧形变量增大,弹簧弹性势能增大。
若整个过程中不计能量损耗,则铁球的重力势能转化为铁球的动能和弹簧的弹性势能。
故A错误;B.从A位置到C位置,铁球的重力做功=W Gh因为从A位置开始向下运动的过程中,重力势能转化为动能,动能又转化为弹性势能,整个过程中不计能量损耗,所以,根据机械能守恒定律可知,弹簧的弹性势能增加量为==E W Gh故B正确;C.从A位置到B位置,小球重力大于弹簧弹力,小球受合力方向向下,小球速度方向向下,小球受合力方向与速度方向相同,小球竖直向下做加速运动,该过程中,小球重力不变,弹簧形变量增大,弹力增大,小球受向下合力变小,小球到达B位置时,小球受合力为零,即小球重力等于弹簧弹力,速度最大;从B位置到C位置,小球继续下落,是因为小球具有惯性,保持原来运动状态不变,故C错误;D.从B位置到C位置,该过程弹簧形变量继续增大,弹簧弹力继续增大,大于小球重力,小球受合力方向向上,小球速度方向向下,小球受合力方向与速度方向相反,小球做减速运动,C位置小球速度为零,故D错误。
故选B。
2.关于能的概念,以下说法正确的是()A.在空中飞行的子弹,因为它能够做功,所以子弹具有能B.悬吊着的小球,从竖直方向拉开一个角度后,因为小球不能做功,所以小球不具有能C.甲物体比乙物体的速度大,则甲物体的动能一定比乙物体的动能大D.甲物体的位置比乙物体的位置高,则甲物体的势能一定比乙物体的势能大【答案】A【解析】【分析】【详解】A.在空中飞行的子弹,因为它能够做功,所以具有能,A正确;B.悬吊着的小球,从竖直方向拉开一个角度后,尽管小球不能做功,但是它具有一定高度,具有重力势能,B错误;C.甲物体比乙物体的速度大,但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小很多,那么甲物体的动能将会比乙物体的动能小,C错误;D.甲物体的位置比乙物体的位置高,但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小,那么甲物体的势能可能比乙物体的势能小,D错误。
第十讲功和机械能一、选择题1. (2016德阳)下列关于功率、机械效率的说法正确的是(C)A. 做功多的机器机械效率一定高B. 机械效率高的机器功率一定大C. 功率小的机器做功慢D. 功率大的机器做功时间一定短2. (2016杭州)在台球比赛中,选手推动球杆撞击白球,白球发生运动后撞击其他球.以下说法正确的是(B)A. 在水平桌面滚动的球受到了重力,重力对它做了功B. 手推动球杆前进时,手对球杆做了功C. 桌面对球的支持力做了功D. 白球撞击黑球后没有静止,是因为人的手还在对白球做功第2题图第3题图3. (2016安徽)掷实心球是某市的中考体育加试项目之一.掷出去的实心球从a处出手后,在空中运动的轨迹如图所示,球最终停在水平地面e点处(不计空气阻力).则实心球(C)A. 在a处重力势能最小B. 在b处动能为零C. 在a、b、c三处机械能相等D. 在d处动能为零4. (2016长春)如图所示,分析小球从A点自由摆到C点的过程,不考虑空气阻力,以下说法正确的是(D)A. 小球从A点摆动到B点的过程中动能转化为重力势能B. 小球摆动到最低点B时动能为零C. 小球摆动到最高点C时重力势能最小D. 小球在整个过程中的机械能守恒第4题图第6题图5. (2016南京改编)(多选)用水平拉力先后两次拉着重为20 N的同一物体,沿同一水平面做直线运动.第一次拉力为10 N,物体恰好做匀速直线运动,拉力对物体做了20 J的功;第二次将拉力增大为20 N,拉力对物体做了48 J的功,分析两次做功过程,以下判断正确的是(AC)A. 第一次物体受到的摩擦力是10 N,物体运动了2 mB. 第一次物体受到的摩擦力是20 N,物体运动了1 mC. 第二次物体受到的摩擦力是10 N,物体运动了2.4 mD. 第二次物体受到的摩擦力是20 N,物体运动了4.8 m6. (2016荆州)如图所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F=10 N的恒力作用下,10 s内沿水平方向匀速直线运动1 m,下列结论中正确的是(B)A. 甲、乙两图中物体B所受摩擦力大小均为10 NB. 甲、乙两图中物体A受到地面对它的摩擦力大小均为10 NC. 甲图中,力F做功1 JD. 乙图中,力F做功的功率为10 W7. (2016广州)如图所示,水平地面O点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向3 N的力F,物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置.物体在MO段做匀速直线运动.F在MN、OP段做功分别为W MN、W OP,功率分别为P MN、P OP,则(D)A. W MN<W OPB. W MN>W OPC. P MN>P OPD. P MN<P OP二、填空题8. (2016兰州)“弓开如满月,箭去似流星”形容射箭运动员拉弓放箭的情景,在这个过程中,弓的弹性势能转化为箭的动能.9. (2016重庆B卷)2016年4月24日定为首个中国航天日,是为了纪念我国首枚人造卫星东方红一号发射成功,卫星加速升空的过程中重力势能变大,动能变大(选填“变大”“变小”或“不变”).10. (2016长沙)2016年5月6日,长沙磁悬浮列车试运营,让中国成为世界上少数几个掌握中低速磁悬浮列车技术的国家之一.磁悬浮列车有很多优点,爬坡能力也比传统轨道交通工具强,所以在设计轨道时可以做大“节能坡”,充分利用列车在上下坡时的机械能转化以达到节能的目的.当磁悬浮列车从“节能坡”上向下运动时,重力势能转化为动能.11. (2016广州)图甲中玩具猩猩手中的香蕉以相同大小的速度转动. 图乙所示,香蕉(看成点)从最高位置1转到最低位置2的过程中,其动能不变、重力势能减小、机械能减小(均选填“增大”、“不变”、“减小”)12. (2016德阳)一台功率为2 kW的电动机,1 min做的功为1.2×105J;这些功可以将重力为2.0×104 N的物体匀速竖直提升6m.13. (2016十堰)一辆汽车以20 m/s的速度在水平路面上沿直线匀速行驶5分钟,汽车的质量为1 500 kg,行驶时所受阻力为车重的0.2倍,则牵引力为3_000N,此时汽车的功率为60kW,重力做的功为0J.(取g=10 N/kg)14. (2016攀枝花)如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次拉动木块得到的s-t图像分别是图乙中的图线①、②.两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2.则F1=F2,P1>P2.(均选填“<”、“=”或“>”).15. (2016襄阳)王波同学帮父母搬家,现有30捆书籍,每捆书籍的质量都为5 kg.王波想尽快将它们搬上10 m高处的新家.如图是王波可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像,由图可知,为了尽可能快地将这批书籍搬上新家,他每次应搬3捆.若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地,所用的总时间为450s.(g=10 N/kg)三、简答题16. (2016厦门)厦门城市名片筼筜湖原称筼筜港,本是一处避风坞,素有“筼筜渔火”盛誉.海堤围筑后筼筜港由海湾变为内湖,海水交换的天然通道被切断.筼筜湖的水位大部分时间低于外海水位,目前主要利用西堤进水闸门.出水闸门实施进水纳潮和排放湖水、实现湖水与海水的交换,从而改善湖区水质和生态环境.(1)请结合物理知识简述利用闸门纳潮或排水的过程.(纳潮或排水任选其一作答)(2)有人建议可利用纳潮和排水两个时段进行潮汐发电,请指出哪个时段更适合,并说明判断依据.解:(1)涨潮时,外海水位高于内湖,此时开启进水闸门,关闭出水闸门,外海与内湖构成连通器,根据连通器原理,两处水位要相平,海水流入内湖.(退潮时外海水位低于内湖,此时开启出水闸门,关闭进水闸门,外海与内海构成连通器;根据连通器原理,两处水位要相平,湖水流进外海)(2)进水纳潮时段发电更适合,因为筼筜湖的水位大部分时间低于外海水位,进水纳潮时段发电可获得更多电能.四、计算题17. (2016长沙)某海上蹦极挑战者的质量为50 kg ,下落的高度为45 m ,所用时间为5 s ,g 取10 N/kg ,求:(1)挑战者下落的平均速度; (2)重力对挑战者所做的功; (3)重力做功的功率.解:(1)挑战者下落的平均速度是: v =s t =45 m 5 s=9 m/s(2)挑战者的重力是:G =mg =50 kg ×10 N/kg =500 N 重力对挑战者所做功为:W =Gh =500 N ×45 m =22 500 J (3)重力做功的功率是: P =W t =22 500 J 5 s=4 500 W18. (2016漳州)近年来,智能机器人已进入百姓家.如图所示,质量为4 kg 的清洁机器人某次工作时,在4 s 内沿水平直线运动了2 m ,此过程机器人所提供的水平牵引力为50 N .求:(1)机器人所受的重力; (2)牵引力所做的功; (3)牵引力的功率.解:(1)重力G =mg =4 kg ×10 N/kg =40 N (2)牵引力做功W =Fs =50 N ×2 m =100 J (3)牵引力功率P =W t =100 J4 s=25 W19. (2016武汉)如图甲是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车.其亮点是列车可以小角度转弯,安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置.甲丙(1)当高压细水雾系统中水枪工作时,水对喷孔的压强p =10 MPa ,水雾喷出的速度v≥10 m/s ,若喷孔的总面积S =5×10-5 m 2,则水枪的功率至少为多少瓦?(不计大气压强)(2)列车制动减速的过程中,机械能转化为电能和内能.当列车在平直轨道上制动减速时,电能W 1与内能W 2之比为9∶16,如图丙是机械能的变化量ΔW 与速度变化量Δv 的关系图像,若列车从72 km/h 开始减速,转化的电能可供总功率为1 000 W 的照明灯正常发光1 h ,则列车的速度将会减小到多少千米/时?解:(1)喷头处作用力F =pS则功率P 检=F v =pS v =10×106 Pa ×5×10-5m 2×10 m/s =5×103 W (2)产生的电能:W 电=P 电t =1 000 W ×3 600 s =3.6×106J 电能W 1和内能W 2的比值为9∶16则电能W 1和机械能变化量ΔW 的比值为9∶(9+16)=9∶25 即:ΔW =259W 1=259×3.6×106 J =1×107 J 由关系图像可知,Δv =10 m/s末速度v 末=v 0-Δv =20 m/s -10 m/s =36 km/h五、实验探究题20. (2016河南)实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”.将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离.(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是让钢球从高处摆下,钢球动能的大小是通过观察木块滑行的距离来判断的.(2)从表中数据可以看出,他们让质量不同的钢球从相同高度摆下,使钢球到达竖直位置的速度相同,从而探究动能与质量的关系.实验 次数 钢球 质量/g 钢球下摆 高度/cm 木块滑行 距离/cm 1 20 20 30 24020583 60 20(3)在第3次实验中,木块被撞后滑出木板,需要重做第3次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度.你认为应当采用甲同学的建议.(4)由上述实验数据和现象可得出结论:当速度一定时,质量越大,动能越大.。
一、初中物理功和机械能问题1.如图所示,水平地面O点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向3N的力F.物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置.物体在MO段做匀速直线运动,F在MN、OP段做功分别为W MN、W OP,功率分别为P MN、P OP,则A.W MN<W OPB.W MN>W OPC.P MN>P OPD.P MN<P OP【答案】D【解析】【分析】【详解】物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置.物体在MO段做匀速直线运动,由图可得MN的距离等于OP的距离,根据功的公式W=FS可知:在F相同和S相同的情况下,W应该相同,所以AB均错误;在做功相同时,MN段所用时间是OP段时间的2倍,根据P=W/t,得出P MN<P OP;答案选D.2.关于能的概念,以下说法正确的是()A.在空中飞行的子弹,因为它能够做功,所以子弹具有能B.悬吊着的小球,从竖直方向拉开一个角度后,因为小球不能做功,所以小球不具有能C.甲物体比乙物体的速度大,则甲物体的动能一定比乙物体的动能大D.甲物体的位置比乙物体的位置高,则甲物体的势能一定比乙物体的势能大【答案】A【解析】【分析】【详解】A.在空中飞行的子弹,因为它能够做功,所以具有能,A正确;B.悬吊着的小球,从竖直方向拉开一个角度后,尽管小球不能做功,但是它具有一定高度,具有重力势能,B错误;C.甲物体比乙物体的速度大,但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小很多,那么甲物体的动能将会比乙物体的动能小,C错误;D.甲物体的位置比乙物体的位置高,但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小,那么甲物体的势能可能比乙物体的势能小,D错误。
故选A。
3.下列说法中正确的是()A.抛出手的铅球在空中向前运动的过程中,推力对它做了功B.提着水桶在路面上水平向前移动一段路程,手的拉力对水桶做了功C.用手从地面提起水桶,手的拉力对水桶做了功D.用力推一辆汽车,汽车静止不动,推力在这个过程中对汽车做了功【答案】C【解析】【分析】【详解】A.抛出手的铅球在空中向前运动的过程中,推力已经不存在了,推力对它没有做功,A错误;B.提着水桶在路面上水平向前移动一段路程,手的拉力是竖直向上的,水桶在竖直方向上没有移动距离,即水桶在拉力的方向上没有移动距离,那么手的拉力对水桶没有做功,B 错误;C.用手从地面提起水桶,手的拉力是向上的,水桶在拉力的方向上移动了距离,所以手的拉力对水桶做了功,C正确;D.用力推一辆汽车,汽车静止不动,汽车在推力的方向上没有移动距离,那么推力在这个过程中对汽车没有做功,D错误。
第十讲 功和机械能
(分值:分建议时间:分钟)
基础训练
一、选择题(单选题每小题分,多选题每小题分,共分) .(柳州)如图所示情况中,力没做功的是()
.手托鸡蛋上升 .搬而未起
.人拉车前进 .人将油桶推到仓库中 .(黄石)下列说法正确的是() .运动的物体具有的能量叫做动能
.甲乙二人同时登山,甲先到达山顶,则甲的功率大 .功就是能,因为它们的单位相同
.用 的水平力拉着重 的小车沿着水平地面前进 ,则此过程拉力做的功比重力做的功多
.(东营)如图所示,旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山,它具有的() .动能增加,重力势能增加 .动能不变,机械能减少 .动能减少,重力势能增加 .动能不变,机械能增加
.(自贡)如图所示,一名运动员投掷铅球的过程示意图.铅球在点离手,点是铅球运动的最高点,不计空气阻力.在到的整个过程中,下列说法不正确的是()
.只有在到的过程中,运动员对铅球做了功
.在到的过程中,铅球的机械能先增加后减少
.在到的过程中,铅球的重力势能减少
.在到的过程中,铅球的运动状态在不断的变化
.(黔南州)如图所示,物体沿光滑斜面从顶端下滑至底端.在这个过程中,物体的速度、通过的距离、机械能和动能随时间的变化如图所示,则错误的是()
.(呼和浩特)(多选)如图所示,质量为的小球从静止下落,落在与点等高处,竖直放置静止的轻弹簧上,到达与点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等,图中与点等高处是小球到达的最低点(不计空气阻力).下列说法正确的是()
.下落过程中,小球重力势能减小,动能增大,小球与弹簧机械能不守恒
.下落过程中,小球重力势能一直减小,动能先增大后减小,小球与弹簧机械能守恒
.到达点时,小球的动能为零,受到的重力大于弹簧的弹力
.从到,小球重力势能与动能都减小,转化成弹性势能(导学号)
.(广东省卷)妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的倍,妈妈所用的时间是小明的倍,若妈妈克服自身重力做功为、功率为,小明克服自身重力做功为、功率为,则下列关系正确的是()
.∶=∶ .∶=∶
.∶=∶ .∶=∶
.(荆州)如图所示,叠放在一起的物体和,在大小为=的恒力作用下,内沿水平方向匀速直线运动,下列结论中正确的是()
.甲、乙两图中物体所受摩擦力大小均为
.甲、乙两图中物体受到地面对它的摩擦力大小均为
.甲图中,力做功
.乙图中,力做功的功率为
二、填空题(每空分,共分)
.(广东省卷)火箭加速升空过程中,对于火箭搭载的卫星来说,动能增大,重力势能增大,卫星的机械能是由火箭燃料的内能转化而来的.
.(柳州)落久水电站位于广西融水县贝江下游,已列入广西城内西江流域柳江控制性防洪工程之一.落久水电站用拦河坝提高水位,被提高了水位的水下泄时,冲击水轮机的叶轮,带动发电机
发电.在这个过程中,水的重力势能转化为水的动能,水的动能转化为电能.
.(安顺)在自由下落过程中,物体运动速度会越来越快,一个物体由点自由下落,相继经过、两点,已知=,如图所示,物体在段重力做功,做功功率;在段重力做功,做功功率,则=,<(两空均选填“>”、“<”或“=”).
.(绥化)如图是人造地球卫星的轨道示意图.卫星在大气层外运行,不受空气阻力,只有动能和势能的转化,因此机械能守恒.卫星在远地点时(重力)势能最大,从远地点向近地点运动时,它的势能减小.动能增大,速度也就增大.
第题图
第题图
.(绍兴)如图为四旋翼无人机,质量为,下方悬挂着一个质量为的摄像机.在内无人机从地面竖直上升了,然后边摄像边斜向上飞行了,仪表盘上显示离地高度为.无人机前对摄像机做功,整个过程中,无人机对摄像机做功的功率为.(导学号)
三、简答题(分)
.(绍兴)排球充气后,让排球从手上自由落下,排球每次弹回的高度都低于落下时的高度.()解释整个过程中能量是否守恒.
()排球从接触地面到形变最大的过程中,速度与形变Δ之间的关系大致如图,请说明该过程中,排球受力情况与机械能变化的关系.
答:()排球下落和与地板的每次碰撞、及排球上升过程中,能量始终守恒.由于排球与空气摩擦、与地板碰撞过程中有机械能转化成内能转移出去,但这些能量的总和仍然保持不变.()排球接触地面后,受到重力和地面的弹力,弹力小于重力,排球的重力势能转化成动能和弹性势能.
到点时,排球重力等于受到地面弹力,动能达到最大.从点到形变最大,弹力大于重力,重力势能和动能全部转化成弹性势能.
四、综合应用题(分)
.(宿迁)如图所示,一位质量为的同学乘电梯上楼,每只脚与电梯接触的面积均为.电梯向上匀速运动时,内上升的高度为,取.求:
()电梯静止时,该同学对电梯的压强;
()在内,电梯对该同学做功的功率.
解:()===×=
==× )=×
()解法一:==×=
===
解法二:===
==×=
五、实验探究题(分)
.(河南)实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”,将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离.()本实验使钢球获得动能的操作方法是让钢球从高处摆下,钢球动能的大小是通过观察木块滑行的距离来判断的.
()从表中数据可以看出,他们让质量不同的钢球从相同高度摆下,使钢球到达竖直位置的速度相同,从而探究动能与质量的关系.
()在第次实验中,木块被撞后滑出木板,需要重做第次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度.你认为应采用甲同学的建议.()由上述实验数据和现象可得出结论:
当速度一定时,质量越大,动能越大.
能力提升
.(分)(荆门)一辆汽车在平直的公路上做直线运动,其-图像如图所示,汽车在第时已行驶了,速度达到了,随后匀速前进.若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为,以下说法正确的是() .在~内汽车的平均速度为
.在~内汽车的牵引力大小恒为
.在~内汽车牵引力做的功为×
.在~内汽车牵引力做功的功率为×
(导学号)
.(分)(南京改编)(多选)用水平拉力先后两次拉着重为的同一物体,沿同一水平面做直线运动.第一次拉力为,物体恰好做匀速直线运动,拉力对物体做了的功;第二次将拉力增大为,拉力对物体做了的功,分析两次做功过程,以下判断正确的是()
.第一次物体受到的摩擦力是,物体运动了
.第一次物体受到的摩擦力是,物体运动了
.第二次物体受到的摩擦力是,物体运动了
.第二次物体受到的摩擦力是,物体运动了
.(分)(襄阳)王波同学帮父母搬家,现有捆书籍,每捆书籍的质量都为,王波想尽快将它们搬上高处的新家,如图是王波可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像,由图可知,为了尽可能快地将这批书籍搬上新家,他每次应搬捆,若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬动任务并返回原地,所用的总时间为.(=).
.(分)(绵阳)蛟龙水陆两栖飞机是我国自主研制的“三个大飞机”(运—、和)之一,被誉为国之重器.主要用于大型灭火和水上救援,可以从地面起飞和降落,也可以从水面起飞和降落,年月日,实现全部四台发动机试车成功,之后又进行了系列测试.空载时质量为,最多可储水.(取=,ρ水=×)求:
()某次试飞前,蓄满水后静止在某湖面上,求其排开湖水的体积.
()在水面滑行测试中,蓄一定质量的水,发动机牵引力的实际总功率为,飞机在水面上以的速度匀速滑行了,滑行过程中所受阻力为总重的倍.求所蓄水的质量.
()在一次灭火演戏测试中,蓄水后以最大巡航速度飞往假象火场并盘旋在火场上方处,分次将所蓄水投下,每次投水,投下的水下落过程中由于重力和空气阻力的作用,先加速运动后匀速运动,匀速运动的速度是,运动时间是,加速过程的平均速度是匀速运动速度的倍.求一次所投的水在下落过程中重力做功的平均功率.
()设空载时质量为,最大储水质最为,排开湖水的体积为排,则+=ρ水排,解得排=
()设蓄水质量为,发动机牵引力的功率为,匀速运动时间为,速度为,通过的路程为,牵引力为,所受阻力为,则=(+) ===解得=×
()设在火场上空高度为,每次投水量为,水加速下落时间为,高度为,匀速下落的速度为,时间为,高度为,整个下落过程中重力做功为,重力做功的平均功率为,则
=+==
==
=,=,=×
解得=。