中考物理一輪復習重點講義專題11 功和機械能（含解析）

第十一章功和機械能——劃重點之精細講義系列知識點1：功1.功的概念和判定：（1）功的定義：一個力作用在物體上，使物體在力的方向上通過一段距離，這個力就對物體做了功；（2）功的單位：國際單位制中，功的單位是：焦耳，符號是J，1J=1N·m；（3）判斷力是否做功包括兩個必要因素：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)象分析有力無距離搬石頭而未動、推桌子而未動、提著一桶水靜止不動等雖然對物體施加了力，但物體沒有在力的方向上通過距離，即s為零，因此W=Fs=0J有距離無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動一段距離足球滾動過程中沒有受到腳的"踢力"，此過程中人對足球做功為零;小球在光滑水平面上勻速運動的過程中水平方向上沒有受到力的作用，所以沒有力對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、背著書包去上學等物體（水桶或書包等）均受到豎直向上的力，但物體在水平方向上運動，在豎直方向上通過的距離為零，因此力對物體做功為零①功的原理：使用任何機械時，人們所做的功，都不會少于（大于或等于）不用機械時所做的功，也就是使用任何機械都不省功，這個結(jié)論叫做功的原理。②物體的運動方向與受力方向相反時的做功情況如果力的方向和物體運動方向相反，力也做功，此時我們說物體克服這個力做了功，做功的大小等于這個力的大小與物體在力的反方向上通過的距離的乘積。如將重物G提升高度h的過程，重物克服重力做功Gh。2.功的計算：（1）功的計算公式：W=FS，其中各量單位功W：J（焦耳），力F：N（牛頓）；移動距離S：m（米）；或者W=Pt；應用W=Fs計算時的注意事項（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、運動的方向、物體是否做勻速運動、是否受摩擦力等均無關。（2）要明確是哪個力對哪個物體做功。（3）公式中的F是作用在物體上的力，s是物體"在力F的方向上通過的距離"，這句話要引起重視，否則在計算時容易出錯。如圖所示，重力為G的小物塊從斜面頂端運動到底端的過程，在力F的方向上（沿斜面方向）通過的距離為s，因此力F對物體做功為Fs;在重力G的方向上（豎直向下）通過的距離為h，因此重力G對物體做功為Gh。（4）物體在力的方向上移動的距離應該是這個力作用在物體上時物體移動的距離，該力撤銷后物體移動的距離不能計算在內(nèi)?！镜淅?】關于功的概念，下列說法正確的是（）A．只要有力作用在物體上，力就對物體做功B．物體只要移動了距離，就有力對它做了功C．只要有力作用在物體上，物體在力的方向上又移動了距離，則這個力就對物體做了功D．有力作用在物體上，物體又移動了距離，這個力就一定對物體做了功【答案】C【詳解】A．有力作用在物體上，但在沿力的方向沒有移動的距離，此時也沒有力做功，故A錯誤；B．物體只要移動了距離，不一定有力對它做功，如手提水桶，沿水平方向前進20m，手的作用力向上，水桶沿水平方向運動，但手沒有對水桶做功，故B錯誤；C．有力作用在物體上，物體在力的方向上移動了距離，符合做功的必要條件，故C正確；D．手提水桶，沿水平方向前進20m，雖然有力，同時也有距離，但不是沿力的方向的距離，所以此時手對水桶仍沒有做功，有力作用在物體上，物體又移動了距離，這個力就不一定對物體做了功，故D錯誤。故選C?！镜淅?】如下圖所示，重為5N的鐵塊吸附在豎直放置足夠長的磁性平板上，在豎直向上拉力F的作用下鐵塊沿直線豎直向上運動鐵塊運動過程中速度v的大小隨時間t變化的圖象如圖乙所示，若鐵塊受到的摩擦力為2N，下列說法正確的是（）A．向上運動中，吸引力對鐵塊做了功 B．在0SKIPIF1<02s內(nèi)拉力F等于5NC．在2～6s內(nèi)拉力F大于7N D．在2～6s內(nèi)，拉力做的功為84J【答案】D【詳解】A．由甲圖知，磁性平板對鐵塊的吸引力是沿水平方向的，而鐵塊沿豎直方向運動，所以，吸引力對鐵塊不做功，故A錯誤；B．由乙圖可知，在0～2s內(nèi)，鐵塊處于加速運動狀態(tài)，即此時的拉力F大于重力與摩擦力大小之和，但無法確定拉力F的大小，故B錯誤；C．由乙圖可知，在2～6s內(nèi)，鐵塊在豎直方向上，做勻速直線運動，鐵塊受到平衡力的作用，在豎直方向上受到豎直向下的重力G、豎直向下的摩擦力f和豎直向上的拉力F，根據(jù)力的平衡條件可得f+G=F所以，此時的拉力F=G+f=5N+2N=7N故C錯誤；D．在2～6s內(nèi)，物體以3m/s的速度做勻速直線運動，則s=vt=3m/s×（6s-2s）=12m在2～6s內(nèi)拉力F做的功W=Fs=7N×12m=84J故D正確。故選D?！镜淅?】如圖，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．W2>W1 B．W2>W3 C．W1=W2 D．W1>W3【答案】C【詳解】由題知，拉力相同，物體沿拉力的方向移動的距離相同，根據(jù)SKIPIF1<0可知，力F做的功SKIPIF1<0故ABD錯誤，C正確。故選C。【典例4】在圖的四種情境中，人對物體不做功的是（）A．提著水桶在水平地面上勻速前進B．扛著米袋慢慢爬上樓梯C．用力推汽車，汽車沒動D．舉著杠鈴原地不動【答案】ACD【詳解】A．提著水桶在水平地面上勻速前進，人給水桶一個向上的力，水桶向上沒有移動距離，人對水桶沒有做功。故A符合題意；B．扛著米袋慢慢爬上樓梯，人給米袋一個向上的力，米袋在力的作用下向上移動一定的距離，人對米袋做功。故B不符合題意；C．用力推汽車，汽車沒動，人給汽車一個向前的力，汽車向前沒有移動距離，人對汽車沒有做功。故C符合題意；D．舉著杠鈴原地不動，人給杠鈴一個向上的力，杠鈴向上沒有移動距離，人對杠鈴沒有做功。故D符合題意。故選ACD?！镜淅?】一人用100N的水平拉力拉小車在水平面上前進了10m，小車重400N，則拉力做的功為___________J，重力做的功為___________J。【答案】

1000

0【詳解】[1]拉力做功W=Fs=100N×10m=1000J[2]小車在水平方向上運動，在重力方向上沒有移動距離，重力做功為0。知識點2：功率1.功率的概念：（1）功率定義：物體在單位時間內(nèi)所做的功叫功率，在物理學中用字母P表示；（2）功率意義：物理學中，用功率來表示物體做功的快慢；（3）功率公式：SKIPIF1<0；（4）推導公式∶SKIPIF1<0

（4）功率單位：國際單位：瓦（W），1W=1J/s；常用單位：千瓦（kW），1kW=103W；①汽車爬坡時為什么要用低速擋由P=Fv可知在功率一定時，速度越小，汽車獲得的牽引力越大，爬坡越容易。因此汽車爬坡時要用低速擋。②應用功率的公式進行計算時應注意以下幾點A.SKIPIF1<0是功率的定義式，它表示做功的物體在一段時間內(nèi)的平均功率，既適用于勻速直線運動，也適用于非勻速直線運動。B.運用SKIPIF1<0計算時，一定要注意P、W、t三個量的對應關系，功"W"一定是對應時間"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是功率的推導式，它是物體在恒力F的作用下，以速度v做勻速直線運動時計算功率的公式，因此拉力F必須是恒力，且物體做勻速直線運動。D.運用P=Fv進行計算時，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?。?/p>

A.在相同時間內(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，比較所用時間的長短，所用時間越短的物體，功率越大。

C.做功多少和所用時間都不同的情況下，通過公式SKIPIF1<0計算，然后進行比較。①公式中F、s的測量人上樓時克服自身重力做功，因此公式中的F=G=mg，故應先測出人的質(zhì)量m;公式中的s指的是在重力方向上通過的距離，而非傾斜樓梯的總長度，可先測量一級臺階的高度h，再數(shù)出上樓時的總臺階數(shù)n，則通過的距離s=nh?！緶y量步驟】（1）測量人的質(zhì)量m;（2）測量一級臺階的高度h，數(shù)出所有臺階的級數(shù)n;（3）測量人爬完所有臺階所用的時間t，并將數(shù)據(jù)填入表格;（4）根據(jù)公式SKIPIF1<0算出人爬樓時的功率，并將計算結(jié)果填入表格。②爬樓梯模型拓展爬樓梯的功率測量方法可以應用到跳繩、引體向上、俯臥撐等過程的功率測量。爬樓梯的功率測量屬于小范圍重復運動功率測量的一個模型，其表達式SKIPIF1<0，對于跳繩、引體向上.和俯臥撐來說，應該為SKIPIF1<0，這里的SKIPIF1<0就是通過n次跳繩、引體向上或俯臥撐的總時間計算出運動一次的時間?！镜淅?】關于功率，下列說法中正確的是（）A．功率越大的機械做功一定越多 B．做功越快的機械功率一定越大C．功率越大的機械越省力 D．相同時間，功率大的機械做功少【答案】B【詳解】A．功率越大，表示機械做功越快，由W=Pt可知，因時間不確定，故功率大的機械，做功不一定多，故A錯誤；B．功率是表示做功快慢的物理量，做功越快，表示機械功率越大，故B正確；C．功率大小與是否省力、省力多少無關，故C錯誤；D．由W=Pt可知，相同時間，功率大的機械做功多，故D錯誤。故選B?！镜淅?】如圖甲所示，放在水平地面上重為100N的物體，受到方向不變的水平拉力F的作用，F(xiàn)的大小與時間t的關系如圖乙所示，物體運動的速度v與時間t的關系如圖丙所示。則下列說法中正確的是（）A．0~2s內(nèi)推力對物體做的功為20JB．2~4s內(nèi)物體的動能保持不變C．4~6s內(nèi)重力對物體做的功為800JD．4~6s內(nèi)拉力做功的功率為80W【答案】D【詳解】A．由圖丙可知，0~2s內(nèi)物體運動的速度為0，處于靜止狀態(tài)，由W=Fs可知，0~2s內(nèi)推力對物體做的功為0J，故A錯誤；B．由圖丙可知，2~4s內(nèi)物體做加速直線運動，而動能的大小與物體的速度和質(zhì)量有關，當質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大，即物體的動能增大，故B錯誤；C．由圖丙可知，4~6s內(nèi)物體運動的速度4m/s不變，做勻速直線運動，而物體在豎直方向上通過的距離為0，則由W=Gh可知，4~6s內(nèi)重力對物體做的功為0J，故C錯誤；D．由圖乙可知，4~6s內(nèi)物體受到的拉力為20N，拉力的功率SKIPIF1<0故D正確。故選D?！镜淅?】如圖所示，不計空氣阻力，用彈簧測力計兩次水平拉同一木塊，使它在同一水平木板上做勻速直線運動，圖乙是它運動的路程隨時間變化的圖象，下列說法正確的是（）A．木塊第一次和第二次速度之比為1∶2B．木塊兩次受到滑動摩擦力之比為2∶1C．對木塊第一次和第二次的拉力功率之比為2∶1D．在相同時間內(nèi)拉力兩次對木塊做功之比為1∶1【答案】C【詳解】A.從圖乙可知，木塊兩次都做勻速直線運動，第一次10s運動路程為50m，第二次10s運動路程為25m；因為時間一定，速度與路程成正比，即木塊第一次和第二次速度之比為50m∶25m=2∶1，故A錯誤；B.兩次水平拉動同一木塊，使它在同一水平木板上運動，兩次接觸面的粗糙程度相同、壓力相同，則滑動摩擦力相同，即木塊兩次受到滑動摩擦力之比為1∶1，故B錯誤；CD.從圖乙可知，木塊兩次都做勻速直線運動，而做勻速直線運動的物體受平衡力作用，所以兩次木塊受到的拉力和摩擦力相等，因為摩擦力相同，故拉力也相同；相同時間內(nèi)的路程之比為s1∶s2，根據(jù)W=Fs可得W1∶W2=2∶1，根據(jù)SKIPIF1<0可知，功率之比為2∶1，故C正確，D錯誤。故選C。知識點3：動能和勢能1.能量∶物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個物體具有能量，簡稱能。理解能量與做功（1）一個正在做功的物體一定具有能量，一個具有能量的物體不一定正在做功。"能夠?qū)ν庾龉?是指這個物體具有做功的本領，但它不一定做了功或者正在做功。（2）功和能量的關系∶①功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功是一個過程量，而能量是物體本身具有的，是一個狀態(tài)量。②做功的過程，一定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。物體做功越多，說明某種形式的能轉(zhuǎn)化為其他形式的能就越多。2.動能（1）概念：物體由于運動而具有的能，叫做動能。一切物體都具有動能。（2）影響動能大小的因素：物體的質(zhì)量和速度。物體的質(zhì)量越大，速度越大，物體具有的動能就越大。（3）單位：焦耳（J）。理解：動能是物體"由于運動具有的能量"，不能理解為"運動的物體具有的能量"一切運動的物體都有動能，動能指的是與物體運動有關的能量，不能理解為"運動的物體具有的能量"，因為運動的物體不只具有動能，它還可能具有其他形式的能量，如重力勢能、彈性勢能、內(nèi)能等。

3.勢能：彈性勢能和重力勢能統(tǒng)稱為勢能。

（1）重力勢能

①概念：物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢能。

②影響重力勢能大小的因素：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時所獲得的能量，就是1J。理解：對物體重力勢能的理解重力勢能定義中的"高度"是指相對高度，例如在山頂有一塊石頭，如果以地面為參照物，石頭具有重力勢能，如果以山頂為參照物，其重力勢能為零;一般情況下我們都是以地面為參照物來確定物體是否具有重力勢能。

（2）彈性勢能

①概念：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。

②影響彈性勢能大小的因素：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，彈性勢能就越大。③單位：焦耳（J）。知識點4：\o"11.4機械能及其轉(zhuǎn)化"機械能及其轉(zhuǎn)化1.機械能的概念：（1）動能和勢能之和稱為機械能。動能和勢能都屬于機械能，動能是物體運動時具有的能量，勢能是存儲著的能量，動能和勢能是機械能的兩種表現(xiàn)形式。（2）機械能大?。旱扔趧幽芎蛣菽艿目偤汀?.機械能守恒（1）機械能守恒∶大量研究結(jié)果表明，如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，盡管動能、勢能的大小會變化，但機械能的總和不變，或者說，機械能是守恒的。（2）機械能守恒的條件∶機械能守恒是有條件的，只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化時，或者說只有重力和彈力做功時，機械能才守恒。（3）機械能不守恒的情況①受到阻力作用的物體機械能不守恒。如果運動的物體受到摩擦或空氣阻力，機械能就會轉(zhuǎn)化為其他形式的能，從而使機械能逐漸減小，不再守恒。如落地的籃球越跳越低，最終靜止在地面上，機械能逐漸減小。②有重力或彈力以外的力對物體做功時，機械能不守恒。實驗探究1：探究物體的動能跟哪些因素有關【實驗猜想】動能大小可能跟物體的質(zhì)量、速度有關?！緦嶒瀳D示】【實驗步驟】（1）如圖甲所示，讓質(zhì)量為m的小球從斜面上高度為h處由靜止滑下，運動到水平面上后撞擊小木塊，測量小木塊在水平面上滑行的距離，并將相關數(shù)據(jù)填入表格;（2）如圖乙所示，讓質(zhì)量為m的小球從同一斜面上高度為2h處由靜止滑下，運動到水平面上后撞擊同—位置的同小本塊測量小木塊在水平面上滑行的距離，并將相關數(shù)據(jù)填入表格;（3）如圖丙所示，讓質(zhì)量為2m的小球從同一斜面上高度為2h處由靜止滑下，運動到水平面上后撞擊同一位置的同—小木塊，測量小木塊在水平面上滑行的距離，并將相關數(shù)據(jù)填入表格。物理方法：轉(zhuǎn)換法、控制變量法（1）轉(zhuǎn)換法∶小球的動能大小無法直接觀察，實驗中將小球的動能大小轉(zhuǎn)換為被撞擊木塊運動距離的大小，這是轉(zhuǎn)換法的應用。（2）控制變量法∶實驗中應注意控制變量法的應用。探究動能大小與速度的關系時，應保證小球質(zhì)量相同，到達水平面的速度不同，即圖甲、乙;探究動能大小與質(zhì)量的關系時，應控制小球到達水平面的速度相同，質(zhì)量不同，即圖乙、丙。還要注意保持其他因素不變，如實驗過程中要使用同一個斜面（粗糙程度、傾角不變）、被撞擊的是同一個木塊等。知識拓展：從斜面滑下的物體的速度小球在光滑斜面上由靜止開始滾下，到達斜面底端時的速度大小只與起點的高度有關，高度越高，到達底端時的速度就越大，與其他因素無關;因此質(zhì)量不等的小球從斜面的同一高度由靜止釋放，運動到水平面時，它們的速度大小相等?！緦嶒灲Y(jié)論】物體動能的大小與物體的速度和質(zhì)量有關，速度越大，質(zhì)量越大，物體所具有的動能就越大。實驗探究2探究物體的重力勢能跟哪些因素有關【實驗猜想】重力勢能可能跟物體的高度、質(zhì)量有關?！緦嶒瀳D示】【實驗步驟】（1）如圖甲、乙所示，將質(zhì)量相等（均為m）的重物分別從不同高度（高度分別為h和2h）由靜止釋放，記錄這兩次實驗小桌陷下去的深度;（2）如圖乙、丙所示，將質(zhì)量不等（分別為m和M）的重物從相同高度（均為2h）由靜止釋放，記錄這兩次實驗小桌陷下去的深度?！咀⒁馐马棥浚?）實驗操作時，要注意使重物下落后擊中小桌的中部，以免小桌發(fā)生歪斜，影響陷入深度的測量。（2）每次實驗后要將實驗小桌恢復原樣放置。物理方法：轉(zhuǎn)換法、控制變量法（1）轉(zhuǎn)換法∶重物的重力勢能大小無法直接觀察，實驗中將重物的重力勢能大小轉(zhuǎn)換為被撞擊的小桌陷入沙子的深度，這是轉(zhuǎn)換法的應用。（2）控制變量法∶實驗中應注意控制變量法的應用。探究重力勢能大小與高度的關系時，應保持重物質(zhì)量相同，高度不同，即圖甲、乙;探究重力勢能大小與質(zhì)量的關系時，應控制高度相同，質(zhì)量不同，即圖乙、丙。【實驗結(jié)論】物體的重力勢能與物體的質(zhì)量和高度有關，質(zhì)量越大，高度越高，物體所具有的重力勢能就越大?！镜淅?】某同學用圖所示裝置來“探究動能大小與速度的關系”，下列說法正確的是（）A．實驗探究的是木塊的動能與速度的關系B．讓不同的小車從斜面同一高度由靜止釋放C．水平面必須光滑D．通過觀察木塊移動距離的遠近來比較小車的動能大小【答案】D【詳解】A．該實驗的研究對象是小車，不是木塊，故A錯誤；B．動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關，要探究動能大小與速度的關系，必須控制物體的質(zhì)量相同，也就是保持小車的質(zhì)量不變；讓相同的小車從同一斜面的不同高度由靜止釋放，故B錯誤；CD．在該實驗中我們用到了轉(zhuǎn)換的方法，即將小車動能的大小轉(zhuǎn)換為其對木塊做功的多少來比較，即小車推動木塊越遠，其對木塊所做的功就越多，即具有的動能就越大；反之就越少；實驗中若水平表面光滑，則無法觀察木塊移動距離的遠近，故C錯誤，D正確。故選D?！镜淅?】如圖所示為蹦極運動的示意圖，彈性繩的一端固定在O點，另一端和運動員相連。運動員從O點自由下落，至B點彈性繩自然伸直，經(jīng)過合力為零的C點到達最低點D。整個過程中忽略空氣阻力，分析運動員從B點到D點過程，下列表述正確的是（）A．運動員到達B點時，運動員的動能最大B．當運動員在C點時，運動員受到的重力等于繩對運動員的彈力C．從B點到C點，運動員做減速直線運動D．從B點到D點過程中，運動員做加速直線運動【答案】B【詳解】從O點到B點的過程中，運動員在重力作用下做加速運動，速度越來越大；至B點彈性繩自然伸直，經(jīng)過B點后，運動員受到豎直向上的彈力的作用，開始時彈力小于重力，運動員向下左加速運動；在C點時運動員受到的合力為0，即運動員受到的重力等于繩對運動員的彈力，此時的速度最大，動能最大；經(jīng)過C點后，彈性繩對運動員的拉力大于重力，運動員做減速運動，運動員的速度逐漸減小，到達D點時，速度為零；由此可知，從O點到C點運動員速度一直增加，故ACD錯誤，B正確。故選B。【典例3】如圖是小球在地面彈跳的頻閃照片，下列說法中正確的是（）A．小球彈起的高度越來越小，說明小球在此過程中能量不守恒B．根據(jù)能量守恒定律，在此過程中小球的機械能總量是保持不變的C．在小球的運動中，有一部分機械能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能D．此過程說明了能量守恒定律是需要建立在一定的條件之上才能成立的【答案】C【詳解】A.由圖可知，小球運動過程中彈起的高度越來越小，說明重力勢能越來越小，同時速度越來越慢，也就是動能越來越小，所以小球的機械能減少；機械能減少的原因是克服與空氣摩擦做功，與地面撞擊做功，將機械能轉(zhuǎn)化成了部分內(nèi)能，但能量的總量是守恒的，故A錯誤；B.在小球的運動中，與空氣摩擦做功或與地面撞擊做功，有一部分機械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，所以小球的機械能總量會減小，故B錯誤；C.在小球的運動中，與空氣摩擦做功或與地面撞擊做功，有一部分機械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，故C正確；D.能量守恒定律適用于所有的能量轉(zhuǎn)化過程，故D錯誤。故選C。【典例4】擲實心球是中考體育加試項目之一。圖為擲出去的實心球從a處出手后，在空中的運動軌跡，球最終停在水平地面e處。則實心球（a點、c點高度相同，不計空氣阻力）（）A．在a處重力勢能最小B．在b處動能為零C．在d處動能為零D．在a、b、c三處機械能相等【答案】D【詳解】A．不計空氣阻力，小球在空中運動的過程中，小球的機械能守恒，在d處時高度最低，重力勢能最小，動能最大，所以小球在d處時的動能最大，而不是在a處動能最大，故A不符合題意；B．小球在b處時具有一定的速度，動能不為0；在e處時，小球的速度為0，動能為0，所以在e處動能最小，故B不符合題意；C．由A項解答可知小球在d處時動能不為零，而是動能最大，故C不符合題意；D．因為不計空氣阻力，所以，在動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中，小球的機械能沒有損失（即機械能守恒），則小球在a、b、c三處機械能相等，故D符合題意。故選D?！镜淅?】如圖所示，光滑的半圓形軌道固定在水平桌面上，軌道上的A、C兩點在同一高度，B點為最低點，小球從A點由靜止自由釋放，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．小球不能到達C點B．小球到達C點時慣性消失C．小球由A點運動到B點的過程中受到的是非平衡力D．小球從A點運動到B點的過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，機械能守恒【答案】C【詳解】A．半圓形軌道是光滑的，不計摩擦力和空氣阻力，小球下滑過程中機械能守恒，故小球能到達C點，故A錯誤；B．慣性是物體的一種屬性，小球到達C點時慣性不會消失，故B錯誤；C．小球由A點運動到B點的過程中速度時刻發(fā)生變化，故這個過程中受到的是非平衡力，故C正確；D．小球從A點運動到B點的過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，機械能守恒，故D錯誤。故選C。【典例6】實驗小組在“探究影響動能大小因素”的實驗中，猜想其影響因素可能有物體的質(zhì)量、物體的速度，于是用質(zhì)量為m、2m的鋼球從斜面上由靜止?jié)L下撞擊水平長木板上的木塊，實驗過程如圖所示，虛線位置是木塊被撞后滑動一段距離停下的位置。（1）實驗中通過觀察_______來判斷________（選填“木塊”或“鋼球”）的動能大??；（2）比較甲、乙兩圖實驗，可以探究鋼球動能大小與________的關系，在甲、乙兩次實驗中木塊移動時受到的摩擦力分別為f1、f2，則f1_______f2（選填“>”“=”或“<”）；（3）比較甲、丙兩圖實驗可知，鋼球的_______越大，動能越_______。（4）小麗同學認為用乙、丙兩圖也可以得出結(jié)論：物體的動能大小與質(zhì)量有關，她的看法是否正確？_______（選填“正確”或“錯誤”），理由是_______?！敬鸢浮?/p>

木塊移動的距離

鋼球

速度

=

質(zhì)量

大

錯誤

沒有控制速度相同【詳解】（1）[1][2]該實驗中鋼球動能的大小是通過木塊移動的距離體現(xiàn)的，木塊被撞的越遠，說明鋼球的動能越大，被撞的越近，說明鋼球的動能越小，這里采用了轉(zhuǎn)換法的思想。（2）[3]比較甲、乙兩圖實驗，鋼球的質(zhì)量相同，滾下的高度不同，鋼球到達水平面時的速度不同，可以探究鋼球動能大小與速度的關系。[4]在甲、乙兩次實驗中，木塊移動時對水平面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，則受到的摩擦力不變，則SKIPIF1<0。（3）[5][6]比較甲、丙兩圖實驗可知，鋼球下落時的高度相同，達水平面時的速度相同，鋼球的質(zhì)量不同，可以探究鋼球的動能與質(zhì)量的關系；實驗得到的結(jié)論是：鋼球的質(zhì)量越大，推動木塊移動的距離越遠，鋼球的動能越大。（4）[7][8]要探究物體動能與質(zhì)量的關系，需要控制鋼球到達水平面時的速度相同，讓不同質(zhì)量的鋼球從同一高度由靜止滑下，而乙、丙兩圖沒有讓鋼球從同一高度滾下，沒有控制鋼球的初速度相同，所以小麗的看法是錯誤的?！镜淅?】如圖所示，小華在“探究重力勢能的大小與哪些因素有關”的實驗中，選用的器材有透明容器、細沙、木質(zhì)小桌，質(zhì)量不同的兩個鐵塊，讓鐵塊從小桌正上方的某一高度處自由下落將小桌打入沙中。（1）該實驗是通過觀察______來判斷重力勢能大小的；（2）讓質(zhì)量不同的鐵塊從同一高度自由下落，鐵塊的質(zhì)量越大，小桌陷入沙中越深，由此得出重力勢能的大小與______有關；（3）探究重力勢能與高度的關系時，應選擇讓質(zhì)量______的鐵塊從不同高度自由下落；（4）鐵塊在空中下落時減少的重力勢能主要轉(zhuǎn)化為______?！敬鸢浮?/p>

桌腿陷入的深度

質(zhì)量

相同

動能【詳解】（1）[1]重力勢能越大，對桌子做功越多，桌腿陷入沙子越深，故可以根據(jù)桌腿陷入的深度來判斷重力勢能的大小。（2）[2]從同一高度自由下落，鐵塊的質(zhì)量越大，小桌陷入沙中越深，質(zhì)量大的鐵塊重力勢能越大，故結(jié)論為重力勢能的大小與質(zhì)量有關。（3）[3]探究重力勢能與高度的關系時，應選擇改變高度，控制鐵塊的質(zhì)量相同，故可以選擇相同質(zhì)量的鐵塊，從不同的高度靜止下落。（4）[4]鐵塊在空中下落時，速度越來越大，動能越來越大，故減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。1．2012年福特女子冰壺世錦賽在加拿大萊斯布里奇舉行，比賽中，選手用力把一個重約190N的冰壺水平拋出，冰壺在水平冰面上滑行10m后停下來，則冰壺在滑行過程中（）A．選手對冰壺做了1900J的功B．重力對冰壺做了1900J的功C．選手和重力都沒有對冰壺做功D．以上說法都不對【答案】C【詳解】做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上移動的距離。選手用力把一個重約190N的冰壺水平拋出，冰塊在水平方向移動了距離，但在水平方向不受人的作用力；冰塊受重力作用，但在重力方向上沒有移動距離，可知人和重力都沒有對冰塊做功。故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。2．水平地面上G點兩側(cè)粗糙程度不同，從E點開始，物體如終受到大小相等、方向水平向右的拉力F作用，每經(jīng)過相等的時間用虛線框記錄物體所處位置，測得EF=GH，則（）A．拉力在GH段做功可能為零B．拉力在GH段做的功比拉力在EF段做的功多C．拉力在EF段做的功比拉力在GH段做的功多D．拉力在EF段做的功和拉力在GH段做功相等【答案】D【詳解】A.物體在GH段受到拉力的作用，且在拉力的方向上通過了一定距離，所以拉力在GH段做功，其大小不可能為零，故A不符合題意；BCD.物體在EF段和GH段受到的拉力相等，且EF=GH，即物體在拉力的方向上通過的距離相等，根據(jù)W=Fs可知，在拉力在EF段做的功和拉力在GH段做功相等，故BC不符合題意，D符合題意。故選D。3．功率相等的兩汽車，在相同的時間內(nèi)勻速通過的路程之比為2∶1，下列說法中正確的是（）A．兩車所做的功之比為2∶1 B．兩車所做的功之比為1∶2C．兩車的速度之比為1∶2 D．兩車所受牽引力之比為1∶2【答案】D【詳解】AB．兩車功率相同，運動時間相同，根據(jù)SKIPIF1<0可得，兩車做的功相等，兩車所做的功之比為SKIPIF1<0故AB錯誤；C．兩車路程之比SKIPIF1<0兩車運動時間相同，根據(jù)SKIPIF1<0可得，兩車的速度之比為SKIPIF1<0故C錯誤；D．由于兩車功率相同，運動時間相同，根據(jù)SKIPIF1<0可得，兩車所受牽引力之比為SKIPIF1<0故D正確。故選D。4．如圖所示，一個物體在空中下落，速度越來越大，相繼經(jīng)過A，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0三點，已知SKIPIF1<0，物體在SKIPIF1<0段重力做功SKIPIF1<0、功率SKIPIF1<0，在SKIPIF1<0段重力做功SKIPIF1<0、功率SKIPIF1<0，則（）A．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0【答案】D【詳解】物體在SKIPIF1<0和SKIPIF1<0段，距離相同，重力相同，根據(jù)SKIPIF1<0，重力做功相同，所以SKIPIF1<0。物體在下落過程中，速度越來越大，即SKIPIF1<0，因為SKIPIF1<0，所以SKIPIF1<0，又因為SKIPIF1<0，根據(jù)SKIPIF1<0可知，SKIPIF1<0。故選D。5．下列關于功和能的敘述中正確的是（）A．一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能B．吊在天花板上的吊燈靜止，所以沒有能C．一個物體已做過的功越多，說明這個物體具有的能越多D．沒有做功的物體不具有能【答案】A【詳解】A.一個物體如果具有了對別的物體做功的本領，我們就說這個物體具有能量，或者說具有能，故A正確；B.吊在天花板上的吊燈靜止，相對于地面具有重力勢能，故B錯誤；C.物體的具有的能越大，它能夠做的功越大；物體已經(jīng)做的功越多，并不能說明它具有的能就越多，只有物體能夠做的功越多，才能說明它做功的能力強，因此它具有的能就越大，故C錯誤；D.物體不論有沒有做功，只要能夠?qū)ν庾龉Γ@個物體就具有能量，故D錯誤。故選A。6．如圖所示，中學生小麗和爺爺進行爬樓比賽。他們同時從一樓出發(fā)爬到四樓，已知小麗的體重比爺爺?shù)男?，下列說法不正確的是（）A．要比較小麗和爺爺從一樓爬到四樓的功率必須要測量重力和爬樓梯所用的時間B．爬到四樓時，小麗做了約5000J的功，功率約為100WC．小麗和爺爺爬相同多的樓梯，小麗增加的重力勢能比爺爺少D．從開始爬樓到圖中時刻停止計時，此過程中爺爺做功的功率小【答案】D【詳解】A．要比較小麗和爺爺從一樓爬到四樓的功率，根據(jù)功率的公式SKIPIF1<0可知道，小麗和爺爺從一樓爬到四樓，所走的高度h是相同的，只需要測量重力和爬樓梯所用的時間，即可比較兩人的功率，故A正確，不符合題意；B．一層樓的高度約為3m，則從一樓爬到四樓時，小麗所走的高度約為10m；中學生小麗的質(zhì)量約為50kg，重力約為500N，則從一樓爬到四樓時，小麗克服重力所做的功約為W小麗=G小麗h=500N×10m=5000J從一樓爬到四樓需要的時間約為50s，則小麗的功率約為SKIPIF1<0爬到四樓時，小麗做了約5000J的功，功率約為100W，故B正確，不符合題意；C．小麗和爺爺爬相同多的樓梯，即升高的高度相同，但是小麗的體重比爺爺?shù)男?，那么小麗增加的重力勢能比爺爺少，故C正確，不符合題意；D．從開始爬樓到圖中時刻停止計時，可知道所用的時間是相同的，從圖中可看到，小麗所走的高度大于爺爺?shù)?，小麗的體重比爺爺?shù)男?，沒有具體數(shù)值，不能判斷誰克服重力做的功多，那么不能確定誰的功率小，故D錯誤，符合題意。故選D。7．一輛在水平路面上勻速行駛的灑水車正在灑水作業(yè)，關于該灑水車，下列說法正確的是（）A．動能不變 B．重力勢能不變C．重力勢能、動能都不變 D．重力勢能、動能都變小【答案】D【詳解】灑水車在不斷的灑水過程中，質(zhì)量減小，因勻速行駛，所以速度不變，則動能減小，又在水平街道上，高度不變，重力勢能減小，所以灑水車的機械能減小，故ABC錯誤，D正確。故選D。8．一名游客蹦極時下落過程的v﹣t圖象（忽略空氣阻力）如圖所示。已知t1時，彈性繩處于自然伸直狀態(tài)，t3時游客達到最低點。則下列說法正確的是（）A．在0~t1時間段內(nèi)，彈性繩的彈力等于游客所受重力B．在t1~t2時間段內(nèi)，彈性繩彈性勢能逐漸減小C．在t2~t3時間段內(nèi)，重力不做功D．在t3時，游客的動能為零，此時游客受到非平衡力【答案】D【詳解】A．由題意可知，t1時，彈性繩處于自然伸直狀態(tài)，在0~t1時間段內(nèi)，彈性繩沒有發(fā)生形變，沒有彈力，故此時彈力不等于重力，故A錯誤；B．在t1~t2時間段內(nèi)，彈性繩的伸長量變大，則彈性繩的彈性勢能變大，故B錯誤；C．在t2~t3時間段內(nèi)，游客是向下運動的，在重力的方向上通過了距離，所以重力做了功，故C錯誤；D．在t3時，游客的速度為0，游客的動能為零，此時游客到達最低點，此時彈性繩的伸長量是最大的，彈力是最大的，彈力要大于重力，所以受到的力不是平衡力，故D正確。故選D。9．如圖所示，小明在做模擬“蹦極”的小實驗，一根橡皮筋一端系一個小石塊，另一端固定在A點，B點是橡皮筋不系小石塊自然下垂時下端所在的位置，C點是小石塊從A點自由釋放后所能達到的最低點，關于小石塊從A點到C點運動過程的說法，正確的是（）A．忽略空氣摩擦，小石塊減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能B．從A點下落到B點的過程中，小石塊受到重力和彈力的作用C．從B點下落到C點的過程中，小石塊的速度先增大后減小D．小石塊在C點時，速度為零，受到平衡力的作用【答案】C【詳解】A．小石塊在下落過程中，在AB段，小石塊只受到重力作用，重力不斷改變小石塊的運動狀態(tài)，小石塊加速下落；在BC段受到橡皮筋的拉力作用，過B點后橡皮筋開始伸長（大于原長），彈力逐漸增大。當拉力小于重力時，小石塊仍處于加速狀態(tài)；當拉力大于重力時，小石塊減速下落，從A點到C點運動過程中小石塊的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能還轉(zhuǎn)化為橡皮筋的彈性勢能，故A錯誤；B．由題B點是橡皮筋自然下垂長度的位置，所以在AB段，橡皮筋對小石塊沒有彈力，故B錯誤；C．從B點下落到C點的過程中，小石塊速度先加速后減速，故C正確；D．BC過程中小石塊先加速后減速，減速過程中是因為彈力大于重力，C點是下落的最低點，此時小石塊雖然速度為0，到達C點后小石塊會改變運動狀態(tài)向上運動，故C點時受到并不是平衡力，故D錯誤。故選C。10．如圖所示，鋼珠沿豎直平面上的光滑軌道abcd從a點運動到d點，整個過程中不計空氣阻力，則鋼珠（）A．通過b點時的動能比通過d點時大B．鋼珠在b點時重力勢能最大C．鋼珠在c點的機械能大于d點的機械能D．從b點運動到c點的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能【答案】A【詳解】A．由于軌道abcd表面是光滑的，則鋼珠不受摩擦力，不計空氣阻力，機械能守恒，所以鋼珠在b點的機械能等于d點的機械能，機械能等于動能與勢能的和，b、d兩點，d點的重力勢能大于b點的重力勢能，所以通過b點時的動能比通過d點時大，故A符合題意；B．b點高度最小，所以鋼珠在b點時的重力勢能最小，故B不符合題意；C．由于軌道abcd表面是光滑的，則鋼珠不受摩擦力，不計空氣阻力，機械能守恒，所以鋼珠在c點的機械能等于d點的機械能，故C不符合題意；D．從b運動到c的上升過程中，鋼珠的質(zhì)量不變，高度變大，重力勢能增大，速度同時變小，動能減少，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故D不符合題意。故選A。11．如圖所示，小球在A點由靜止開始釋放，向右側(cè)擺動，B點是小球擺動的最低點，C點是小球擺動到右側(cè)的最高點，且A、C兩點到B點的豎直距離hA＞hC；在小球從B點擺動到C點的過程中，下列說法正確的是（）A．小球的機械能總量保持不變B．在A點小球的機械能最大C．小球的勢能始終保持減小D．從A到B點小球的勢能全部轉(zhuǎn)化為動能【答案】B【詳解】A．如果小球沒有能量損耗，那么C點的高度應該和A點的高度相同，由圖可知，C點高度低于A點，則從B到C的過程中有能量損耗，機械能逐漸減小，故A錯誤；B．因為小球運動時不斷克服空氣阻力做功，從而消耗機械能，所以開始時在A點小球的機械能最大，故B正確；C．從B到C，小球的高度逐漸增大，因此它的重力勢能逐漸增大，故C錯誤；D．從A到B的過程中，小球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能，故D錯誤。故選B。12．下列物體具有勢能的是（）A．靜止不動的課桌B．掛在樹上的椰子C．拉長了的橡皮筋D．正在水平路面上行駛的汽車【答案】BC【詳解】A．靜止不動的課桌，相對地面沒有高度，沒有有重力勢能，故A不符合題意；B．掛在樹上的椰子，相對地面有一定的高度，所以具有重力勢能，故B符合題意；C．拉長的橡皮筋，處于靜止狀態(tài)，不具有動能；因為橡皮筋發(fā)生了彈性形變，所以只具有彈性勢能，故C符合題意；D．正在水平路面上行駛的汽車，汽車由于運動具有動能；相對地面沒有高度，所以不具有重力勢能，故D不符合題意。故選BC。13．跳繩是大家喜愛的體育運動之一，小金的質(zhì)量為50kg，每次跳起高度約為6cm（人整體上升，如圖所示），1min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．在下落過程中小金的重力勢能持續(xù)減小C．小金跳一次克服重力做功約3JD．小金在這一分鐘內(nèi)跳繩的功率約為50W【答案】BD【詳解】A．向上起跳過程中，質(zhì)量不變，速度減小，小金的動能減小，故A錯誤；B．在下落過程中小金的高度降低，重力勢能持續(xù)減小，故B正確；C．小金的重力為SKIPIF1<0小金跳一次克服重力做功SKIPIF1<0故C錯誤；D．小金在這一分鐘內(nèi)跳繩的功率SKIPIF1<0故D正確。故選BD。14．在水平地面上、小琪同學用200N的水平推力推動重300N的箱子，6s內(nèi)前進了6m，在這個過程中，木箱所受重力對木箱做功為___________J；她對木箱做功為___________J；她對木箱做功的功率為___________W?！敬鸢浮?/p>

0

1200

200【詳解】[1]重力的方向豎直向下，由題知，箱子在水平地面上運動，在重力的方向上沒有移動距離，所以重力做功為0。[2]小琪對木箱做功W=Fs=200N×6m=1200J[3]小琪對木箱做功的功率為SKIPIF1<015．一物體在大小不變的水平拉力F的作用下沿粗糙程度相同的水平地面做直線運動，其關系圖像s﹣t如圖所示。（1）0~12s物體所受的拉力___________（選填“大于”“小于”或“等于”）12~24s物體所受的拉力；（2）0~12s拉力做的功___________（選填“大于”“小于”或“等于”）12~24s拉力做的功；（3）0~12s拉力做功的功率___________（選填“大于”“小于”或“等于”）12~24s拉力做功的功率?！敬鸢浮?/p>

等于

大于

大于【詳解】（1）[1]由圖像可知，物體在0~12s和12s~24s均做勻速直線運動，拉力等于摩擦力，同一物體對水平面壓力相等，接觸面的粗糙程度不變，故物體受到的摩擦力相等，所以0~12s物體所受的拉力等于12s~24s物體所受的拉力。（2）[2]0~12s物體所受的拉力等于12s~24s物體所受的拉力，物體0~12s通過的路程大于12~24s通過的路程，由SKIPIF1<0可知，0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功。（3）[3]0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功，而兩段時間相同，根據(jù)SKIPIF1<0可知，0~12s拉力做功的功率大于12s~24s拉力做功的功率。16．為了增強體質(zhì)，小星定期的進行跳繩訓練。如圖所示，在一次訓練中，小星跳繩時所穿運動鞋的總質(zhì)量為SKIPIF1<0，平均每分鐘他跳繩120次，若每次雙腳把運動鞋抬離地面的高度均為SKIPIF1<0，則：（1）運動鞋的總重力的大小是多少？（2）每上升一次他對運動鞋做的功為多少？（3）他跳繩時對運動鞋做功的平均功率為多少W？（4）在參加中考體育考試時，小星認為跳繩時每次跳的高度不宜太高，這可節(jié)省體力更好的參加體考的其它項目。你同意他的觀點嗎？請寫出你的判斷理由?！敬鸢浮浚?）2N；（2）0.12J；（3）0.24W；（4）見解析【詳解】解：（1）運動鞋的總重力為SKIPIF1<0（2）每上升一次他對運動鞋做的功為SKIPIF1<0（3）平均每分鐘他跳繩120次，則跳一次所用的時間為SKIPIF1<0平均功率為SKIPIF1<0（4）同意，因為每次跳的高度太高，則每次對自己以及運動鞋所需做功也較多，根據(jù)做功實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，所以當做功越多則導致被轉(zhuǎn)化的體能也越多。答：（1）運動鞋的總重力為2N；（2）每上升一次他對運動鞋做的功為SKIPIF1<0；（3）他跳繩時對運動鞋做功的平均功率為SKIPIF1<0；（4）同意，因為每次跳的高度太高，則每次對自己以及運動鞋所需做功也較多，根據(jù)做功實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，所以當做功越多則導致被轉(zhuǎn)化的體能也越多。17．如圖甲所示，是在某建筑工地上，正在用塔吊從地面上吊起一重物的情景。起重機吊起重物時，重物上升的距離s與時間t的關系如圖乙所示，起重機對重物做功的功率P（0~10s為平均功率）與時間t的關系，如圖丙所示，不計鋼繩和滑輪的重及摩擦，g=10N/g。（1）吊起的重物重為多少N？（2）在吊起重物的40s時間內(nèi)，起重機對重物所做的功為多少J？【答案】（1）2×104N；（2）1.1×106J【詳解】解：（1）由丙圖可知，在10~40s內(nèi)起重機對重物做功的功率為SKIPIF1<0時間t=30s，在10~40s內(nèi)起重機對重物做的功為SKIPIF1<0由乙圖可知，不計鋼繩和滑輪的重及摩擦，在10~40s內(nèi)，重物勻速上升，起重機對重物做的功等于重物在該段時間內(nèi)克服重力做的功，由乙圖得，在該時間內(nèi)重物上升的距離為SKIPIF1<0由公式SKIPIF1<0可知重物受到的重力為SKIPIF1<0（2）由丙圖可知，在0~10s內(nèi)，起重機對重物做功的平均功率SKIPIF1<0時間t1=10s，在0~10s內(nèi)，起重機對重物做功為SKIPIF1<0由（1）可知在10~40s內(nèi)起重機對重物做的功為SKIPIF1<0，則在0~40s內(nèi)起重機對重物做功為SKIPIF1<0SKIPIF1<0答：（1）吊起的重物重為2×104N。（2）在吊起重物的40s時間內(nèi)，起重機對重物所做的功為1.1×106J。18．如圖甲所示，一輛總質(zhì)量為12t的汽車將貨物沿ABCD路線運送到D處，其中AB和CD段是平直水平公路，BC段是一條直的上坡公路，AB和CD段的高度差為240m，汽車在每段公路運輸過程中均做勻速直線運動，其速度隨時間變化的圖像如圖乙所示（AB和CD段用時均為1min，BC段用時2min），汽車在三段路上牽引力的功率隨時間變化關系如圖丙所示，則：(1)汽車在AB段牽引力做的功為多少？(2)汽車在BC段受到的摩擦力為多少N？【答案】(1)1.44×1