竞赛资料-第6讲功和机械能

1、第5讲 功和机械能 班级 姓名知识点一功的计算1、 做功的含义：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，这个力的作用就显示出成效，力学里就说这个力做了功。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，二是物体在这个力的方向上移动的距离。不做功的三种情况： 有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。2、 功的计算：作用在物体上力越大，使物体移动的距离越大，这个力的成效越显著，说明力所做的功越多。物理学中把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功：用公式表示： W=FS注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；公式中S一定是在力F的方向上通过的距离，必须与F对应。A.重

2、力做的功时 500 JC.拉力大小为100 ND.拉力做的功为 100 J例题1用水平力F拉着重为100B1惴标1 :选WN面上向左匀速移动了5 m,物体所受地面的摩擦力大小为20 N,则（）例题2 一块高40cm、宽35cm、厚30cm、质量为2kg的传竖直地放在水平地面上，如图所示将它沿竖直平面推倒，至少需做功练习:(g 取 10N/kg )81、下列正在运动的物体中，可以没有力对其做功的是（A.在光滑水平面上做自由匀速直线运动的物体B.在水平轨道匀速行驶的列车C.从高处下落的雨滴D.在草坪上滚动的足球2、某人用50N的力，将重30N的铅球抛到7米远处，这个人对铅球做的功为（A.350 J

3、B.210 JC.0D ?无法计算3、如图甲娜24小明在同一乐邛2七上沿水平方向用力推木箱，推力大小随时间变化琉图像如图内所示下分析正确的（A . 0? 2 s内木箱没有动，是因为人对木箱的推力小于地面对木箱的摩擦力F随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度B . 2 s? 4 s内木箱受到的摩擦力大小为40 NC. 4 s? 6 s内人对木箱的推力做功为80 JD ? 6s后人如果停止用力，木箱将做匀速直线运动4、一支步枪枪筒长 0.8 m,火药爆发时高压气体对子弹的平均推力为2000 N , aq子弹离开枪口后，在空气中飞行了500 m落在地上，高压气体对子弹所做的功； JoLW5、小球重2N

4、,从斜面顶端A处滚下，到达底端B处后又沿水车面 BC滚动.已口B知AB=BC=5m,BD=4m, 求小球在 A到B过程中和B到C过程中,重力做的功各是 J和 J知识点二功率的计算 公式：P =W及变形公式P=F?z例题3跳绳是一种健身运动。设某运动员的质量是50kg ,他一分钟跳绳180次，假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的2/5,每次他的脚都可以离开地面至少0.lm,则该运动员跳绳时每分钟至少做功J ,克服重力做功的功率至少为 W O例题4设轮船行驶时，受到的阻力f跟它的速度大小v成正比。如果轮船匀速行驶的最大速度是v时，发动机的功率为P,那么，要想把轮船行驶的最大速度

5、提高到2v,则发动机的功率应该提高到（）A ? 2P B ? 3P C. 4P D ? 4.5P练习：甲1、2015年10月，我国研发的平流层飞艇圆梦”号（如图甲）首飞成功？飞艇依靠浮力可升到20km高的平流层，其推进系统有太阳能电池提供能量.飞艇悬停时，推进器将空气推向后方获得向前的推力，推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡，可使飞艇长时间悬停.飞艇所受的空气阻力与风速 的关系如图乙, 推进器的功效（功效是指推进器的推力与功率N ;推进器的功率为 W ?的比值）为0.01 N/W ,当平流层风速为40m/s时，飞艇推进器的推力大小为2、成人的心脏每跳一次大约输送8 XI0-5 m3的

6、血液，正常人血压（可看作心脏压送血液的压强）的平均值约为1.5 >104Pa,心跳每分钟70次，据此估测心脏每分钟做功 J,心脏的平均功率为 W O3、汽车在平直公路上以速度V。匀速行驶，发动机功率为 Po,牵引力为F。.乜时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为 v?已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变，汽车牵引力 F随时上 ：jf间t变化的图象如图所示，则（）金/2/A? v=Vo:B ? Fo=fC t1至t2时间内，汽车做加速运动D ? t2时刻之后，汽车将保持功率P。行驶上行。设两次电梯送客做的功分别为W1、W2,则下列关

7、系正确的是(V2的速度匀速A .W <W2、野山鼠擅长打洞，假设山鼠打洞时受到的阻力f与洞的深度L成正比，即f=kL ( k为比例常数)，则野山鼠从洞深d1打到洞深d2时，需要克服阻力做的功为(1 2 2A. k(d 2 - d1 )21 2B. k(d2-d1)1C. k(d2+d1)21D. kd1d223、将两端开口的薄壁玻璃2竖直插入水槽中，从玻璃管上端缓慢注入某种不溶于水的液体，稳定后知识点三变力或合力对物体做的功对于一些变力做功的问题在初中阶段可以从两方面着手：一，功为能量转化的量度，通过计算系统能量变化的量来求解功的大小，另一种方法则是借助于F-S图像，面积即为功的大小。例

8、题5如图所示，面积较大的水池内水深为H,水面上浮着一边长为 a、质量为m的正方体物块，物块的一半体积浸在水中，现用力将木块缓慢地压入水中直到池底，则从木块刚好浸没水中开始到最终压在池底的过程中，池中水的能量增加了()A.2 mg(H-a)B. mg(H-a)C. mg (H-a/2) D.2mg (H-a/2 )例题6如图所示，在河中间固定一个细长圆管，管内有一轻质活塞，活塞下端位于水面，面积为 质量不计，大气压强为1.0 >10 5 Pa。现将活塞缓慢提高15m ,则在该过程中外力对活塞做功为A. 50J B . 100J C . 150J D. 200J练习：1、某自动扶梯以恒定速度

9、 vi两次运送某乘客上楼，该乘客第一次站在电梯上不动，第二次相对电梯测得这种液体长度为I,管内水面下降h,如图，忽略水槽中水面的升降，则该液体密度为若玻璃管横截面积为S,则该液体对水做的功为 .已知水的密度为p.知识点四能量的变化例题7歼-15”舰载机从3 000 m高空匀速降落到例题8 （多选） 滑块以某初速度从固定的粗糙斜面低端向上运动，然后又滑回到斜面低端，若滑块向上运动的位移中点为A,取斜面底端重力势能为零，则滑块（）A .上滑过程机械能减小，下滑过程机械能增大A. 动能减少，重力势能减 少辽宁号”航空母舰的过程中（B. 动能不变，重力势能减少D.动能不变，机械能不变B ?上滑过程机械

10、能减小，下滑过程机械能也减小C. 上滑至A点时动能大于重力势能例题9某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高 处0点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点.运动员所受弹性绳弹力 F的大小随时间t变化的情况如图乙所示 （蹦极过程视为在 竖直方向的运动）.下列判断正确的是 （）D .下滑至A点时动能大于重力势能A. 从A点到B点过程中运动员加速下洛B .从B点到C点过程中运动员重力势能增大D .运动员重力大小等于FoC. to时刻运动员动能最大 它在加速上升过程中 （练习：1我国嫦娥三号”卫星成功发射升空A.动能不变，重力势能增加B. 动能增加

11、，重力势能C. 动能不变，机械能D.动能增加，重力势能减少2、一架飞机在同一高度上匀速飞行，喷洒农药。在此过程中，飞机的动能,重力势能选填“变大” “变小”或“不变”）3、如图所示的情景是一种游戏，叫做蹦极。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中 a是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，c是游戏者所到达的最低点，游戏者离开跳台至最低点的过程，下列说法正确的是（）A.游戏者的动能一直在增加B.游戏者减少的重力势能全部转化为动能C.游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能D.游戏者到c点时，他的机械能为零综合练习:Ek随时间t变化的曲线最接近的是1如图，是运动员在铅球比赛中

12、的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能,所需拉力分别为Fi和2?如图所示，光滑斜面AB>AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部匀速拉到顶部Wi = W2A. Fi V F2,B. FiV F2 ,WiV W2C. Fi>F2,Wi> W2D. Fi> F2, Wi = W2(a t b t c t de,如果不计空气阻力,下列说法错误的是(3?一名滑雪运动员在比赛中运动的轨迹A.从a点下滑到b点过程中，动能增加C.在c点的机械能等于d点的机械能B. 从b点运动到c点过程中,重力势能增加F2,所做的功分别为Wi和WW ()第2题图第3题图4.手，c点是铅球运动

13、的最高点，不计空气阻力？在a到d的整个过程中,是()A.只有在a到b的过程中，运动员对铅球做了功如图所示，一名运动员投掷铅球的过程示意图卜列说法不正确的?铅球在b点离p-A*&.IB.在b到d的过程中，铅球的机械能先增加后减少C. 在c到d的过程中，铅球的重力势能减少D .在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断地变化5、如图所示，一人通过光滑定滑轮(大小不计)用细绳拉一质量为m的物体。从静止开始时,手拉的绳头在滑轮正上方处，当保持这一高度向右走h距离时，人的速度为 Vo则在这过程中人对物体做的功为 6、列车提速的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率。已知匀速运动时，列车所受阻力与 速度的平方成正比，即f=kv2,设提速前速度为 80 km/h ,提速后速度为120 km/h ,则提速前与提速后机车发动机的功率之比为 7、把边长L=0.5m、密度pA=0.6 XOkg/m的正方体A放入底面积为S=1m2的盛水容器中,如图甲所示，将物块 B轻放在A的 上面，容器中的水面上升了0.01m,如图乙所示，则物块B的质量为 ;在这个过程中，A重力做功的大小为 。已知p水=1.0 >10 3kg/m3, g取10N/kg .8小明将一只铝制