1、1第十讲 功和机械能功1(2017常德)如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力 F 的作用， F 的大小与时间 t 的关系和物体的速度 v 与时间 t 的关系如图乙所示，则 03 s， F对物体做的功为_J，36 s 物体受摩擦力大小为_N。第 1 题图2(2018长沙)下列关于功的说法正确的是( )A小明用力推发生故障的汽车而未推动时，推力对汽车做了功B吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功C足球在水平地面上滚动一段距离时，重力对足球做了功D举重运动员从地面将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃做了功3如图所示，物体在相同大小的力 F 的作用下，分别在
2、光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离 s，力 F 做的功分别为 W1、 W2、 W3，则下列说法中正确的是( )第 3 题图A W1 W2 W3 B W1 W2 W3C W1 W2 W3 D W2 W1 W34(2018阜阳市二模)气球下挂一个重为 10 N 的物体，静止在距地面 80 m 处，突然2细线断了，物体经 4 s 后落地。(1)物体下落过程中的重力做功多少？(2)物体由静止在空中自由下落的运动叫自由落体运动(不计空气阻力)。自由落体运动过程中重力做功将重力势能转化为动能。动能的表达式为 mv2。证明：质量为 m 的物体由12静止自由下落高度为 h 时， v
3、22 gh。功率5(2017连云港)如图所示，一物体在水平向右的拉力 F1作用下以 1 m/s 速度在水平地面上匀速运动 10 m，拉力 F1所做的功为 W1，功率为 P1。若该物体在水平向右的拉力F2作用下以 2 m/s 的速度在同一水平地面上匀速运动了 10 m，拉力 F2所做的功为 W2，功率为 P2，则 W1_W2， P1_P2(均选填“” “”或“”)。第 5 题图第 6 题图6(2017南充)如图所示，在滑轮组的作用下，重为 300 N 的 A 物体以 0.2 m/s 的速度匀速上升，动滑轮重为 60 N，不计绳重和摩擦。则绳子自由端的拉力 F_N，拉力 F 的做功功率 P_W。7
4、(2017德阳)一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的路程(s)时间( t)图像如图所示，根据图像，下列判断中正确的是( )第 7 题图A物体 10 s 时的速度大于 4 s 时的速度3B06 s 拉力对物体所做的功大于 612 s 拉力对物体所做的功C06 s 拉力对物体做功的功率小于 612 s 拉力对物体做功的功率D06 s 物体所受的拉力大于 612 s 物体所受的拉力8(2017上海)物体在 50 N 的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动 ，10 s内前进了 20 m，求此过程中拉力做的功 W 和拉力的功率 P。9(2017苏州)小华和妈妈去超市购物，她们将 1
5、7 kg 物品放在小推车中推行，小推车在某段时间内速度 v 随时间 t 变化的关系图像如图所示。已知小推车重 130 N，所受阻力是总重的 0.15 倍。( g 取 10 N/kg)(1)在 010 s 内，水平推力_(选填“大于” “小于”或“等于”)阻力，阻力大小为_N。(2)1020 s 内水平推力做了多少功？(3)1020 s 内水平推力的功率多大？第 9 题图4动能和势能10(2017邵阳)邵阳市在创建文明卫生城市期间，每天洒水车都清洁街道。匀速行驶的洒水车在洒水的过程中，洒水车的动能_(选填“增大” “不变”或“减小”)。11(2017广东)火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的卫星来
6、说，动能_，重力势能_，卫星的机械能是由火箭燃料的_能转化而来的。12(2018济宁)如图所示，跳水运动员为获得充足的空间滞留时间，都会在跳水前先用力下压跳板，以便利用跳板的_让自己上升得更高。不计空气阻力，运动员从离开跳板到入水的过程中，_(选填“离开跳板” “最高点”或“入水”)时动能最大。第 12 题图第 13 题图动能、重力势能定量计算13如图所示，在一光滑的斜面上用 10 s 的时间，将一重为 100 N 的木块拉到 0.8 m高处，不计空气阻力，然后将木块从顶端由静止自由滑下。(1)拉力的功率是多少？5(2)物体由于运动而具有的能叫动能，可用 Ek表示，如果物体的动能 Ek与物体的
7、质量m、速度 v 的定量关系可表示为 Ek mv2，不计摩擦，根据机械能守恒可知物体在此过程中12重力做功就等于增加的动能，请用以上信息推导速度的表达式 v ，并计算出物体到2gh达底端的速度大小。机械能及其转化14(2018泰安)2018 年 5 月 21 日凌晨，我国成功利用长征四号丙运载火箭将“鹊桥”号中继卫星发射升空，迈出了人类航天器月背登陆第一步！下列有关说法中正确的是( )A火箭点火升空过程中，内能转化为机械能B火箭点火升空过程中，火箭的惯性消失C火箭加速上升过程中，重力势能转化为动能D火箭加速上升过程中，只受到重力和空气阻力15(2018广州)如图所示，甲、乙两个质量不同的小球从
8、相同高度静止释放，甲球下落过程中经过 P、 Q 两点，忽略空气阻力，下列说法中正确的是( )6第 15 题图A着地瞬间，两球的动能相等B甲球在 P 点和 Q 点的机械能相等C释放瞬间，两球的重力势能相等D从释放到着地，两球所受重力做的功相等影响动能大小的因素16(2017镇江)如图所示的是小丽探究动能大小与速度关系时的实验场景：斜面上有两平行轨道，将两小球、从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块、发生碰撞，两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。第 16 题图(1)为完成实验，应使两个质量_的小球从轨道上_(均选填“相同”或“不同”)高度由静止释放；(2)由图甲场景可知，碰撞木块前
9、瞬间，小球_的动能较大，两木块通过 A、 B两点处所受的滑动摩擦力大小分别为 fA、 fB，则 fA_fB，滑行中，木块的动能转化成_能；(3)图乙是某次实验的场景：将两小球从图中 E、 F 处静止释放，最终木块从水平木板的右端滑出，小丽用质量更大的木块替换木块后继续此次实验，将两小球仍从图中E、 F 处由静止释放，木块未滑出木板，小丽的实验改进有一处遗漏，它是_。17(2017鄂尔多斯)小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。7猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关为此小
10、夏设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的 A、 B、 C、 D 四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中 D 球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下。(球在光滑管道中运动的能量损失不计)第 17 题图实验数据如下表：实验序号铅球代号铅球质量/g下落高度/m陷入沙中的深度/m A 200 0.5 0.1 B 400 0.5 0.25 C 200 1 0.2 D 200 1 0.2(1)本实验中，采用的研究问题的方法是_；(写出一种方法即可)(2)本实验中，铅球的重力势能大小是通过_来反映的；(3)为验证猜想二，应比较_(填实验序号)，得到的结论是：当物体质量相同时，_；8(
11、4)比较，得到的结论是_；(5)经进一步实验和分析，小夏大胆给出重力势能( Ep)的表达式“ Ep mgh”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能，其中 B 球的动能为_J。(忽略空气阻力， g10 N/kg)功和功率的计算18(2014安徽4 分)攀岩是一项挑战自然，超越自我的惊险运动。一位攀岩者体重为 520 N，背着质量为 8 kg 的背包，用时 40 min 登上高为 9 m 的峭壁。在此过程中攀岩者对背包做功_J，他做功的平均功率是_W。( g 取 10 N/kg)19(2015安徽8 分)如图所示，一轻绳绕过定滑轮，
12、一端与粗糙水平桌面上的滑块相连，另一端悬挂一个沙桶。调整桶内沙的质量，当沙桶和沙的总质量 m0.2 kg 时，沙桶和滑块都做匀速直线运动，速度大小 v0.5 m/s。不计滑轮的摩擦，求沙桶和滑块匀速运动时：(1)滑块受到的摩擦力大小；(2)沙桶和沙所受的重力在 2 s 内做的功。第 19 题图9动能、势能及其相互转化20(2015安徽2 分)如图为卫星绕地球飞行的轨道示意图。卫星在飞行过程中机械能不变，当卫星运行到近地点时，其动能最_(选填“大”或“小”)。第 20 题图第 21 题图21(2016安徽3 分)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，在空中的运动轨
13、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( )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 处动能为零探究动能的大小跟哪些因素有关22(2018安徽8 分)图为探究物体(钢球)动能大小跟哪些因素有关的实验装置。10第 22 题图(1)实验原理：钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的 高度有关，起点位置越高，该速度越_；钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越长，运动钢球所具有的动能越_；(2)实验现象：同一钢球从斜面上不同高度处由静止向下运动，在水平木板上
14、撞击木块，钢球开始向下运动时的起点位置越_，木块运动的距离越长；质量不同的钢球从斜面上同一高度由静止向下运动，在水平木板上撞击木块，钢球的质量越_，木块运动的距离越长。 实验：探究动能的大小跟哪些因素有关(2017西宁)如图所示的是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。例题图(1)该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体_的关系(物体 A、 B 质量不变)；(2)该实验中所探究物体的动能是指物体_(选填“ A”或“ B”)的动能；(3)该实验物体动能的大小是通过_来反映的；(4)该实验物体的速度是指物体 A 从斜面上由静止滚下与物体 B 即将碰撞时的速度，它是通过_(选填“高度
15、”或“质量”)来改变的；11(5)实验表明，同一物体 A 从斜面不同高处由静止滚下，高度越大，物体 B 被撞得越远，可得结论_；(6)若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面_高度由静止滚下，并观察记录。【拓展设问】(7)小球碰到木块后，由于受到_的作用，最终会停止，在此过程中小球和木块的动能转化为_能；(8)若水平面绝对光滑，小球和木块碰撞后将_运动；(9)实验中通过观察物体 B 被物体 A 撞出距离的长短，来判断物体 A 的动能大小，这种实验方法叫_(选填“控制变量法” “转换法”或“理想模型法”)。专题强化集训 14 功、功率的相关计算1在开展课外活动时，小李同学遥控一小型
16、无人机匀 速竖直上升，速度为 1.5 m/s，功率为 30 W，则无人机上升 10 s 升力所做的功为_J，无人机重为_N。2(2017贵港)大山同学在体育考试中立定跳远跳出了 218_(填适当的单位)的好成绩。小芳同学用 60 N 的力投出的实心球在空中画了一条优美的弧线。若实心球重为20 N，小芳投出了 6.3 m 的距离，球最高点距地面 2.6 m，则球在空中飞行的过程中，小芳对球所做的功为_J。3如图所示，滑轮重和摩擦均不计，物体 A 在水平拉力 F 的作用下，沿水平桌面做匀速直线运动。若物体 A 在 4 s 内移动了 2 m，此过程中拉力 F 的功率为 5 W，则绳端移动的速度为_m
17、/s，拉力 F 的大小为_N。第 3 题图4(2017广东)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 2 倍，妈妈所用的时间是小明的 3 倍，若妈妈克服重力做功为 W1、功率为 P1，小明克服自身重力做功为 W2、功率为 P2，则下列关系正确的是( )12A W1 W211 B W1 W223C P1 P211 D P1 P2235(2018颍泉区模拟)一个物体由 A 点自由下落时，相继经过 B、 C 两点，如图所示，已知 AB BC，物体在 AB 段重力做功 W1，功率 P1；在 BC 段重力做功 W2，功率 P2，则下列关系正确的是(
18、)第 5 题图A W1 W2， P1 P2 B W1 W2， P1 P2C W1 W2， P1 P2 D W1 W2， P1 P26(2018祁阳一模)两个滑轮完全相同，其重力均为 20 N。分别用如图所示的两种方式，将重 400 N 的物体以相同的速度匀速提升了 10 m，不计摩擦和绳重，则下列判断中正确的是( )第 6 题图A F1做的功大于 F2做的功B F1和 F2做的功相等C F1做功的功率小于 F2做功的功率D F1和 F2做功的功率相等7(2018安徽四模)物体重力势能的大小与其所受的重力及被提升的高度有关，用Ep表示，关系式为 Ep Gh mgh。如图所示，光滑的圆弧轨道 AB 与粗糙平面 BC 相连，现有一物块由静止开始从 A 点滑下，经 B 点进入水平面，最后静止在 C 点，若在水平面上所受阻力为 f，从 A 点到 C 点重力所做的功全部用来克服阻力做功，请证明 BC 的长度 sBC13。mghf第 7 题图8(2018 春瑶海区期末)某型号器材发动机的额定功率为 6104 W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是 1 800 N。在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：(1)发动机所提供的牵引力大小；(2)行驶速度的大小；(3)行驶 5 min 牵引力所做的功。14
