11.1怎样才叫做功

专题十功 功率和机械能 考情分析 考点梳理 典例精析 实验强化过关 备战演练 1 力学中的功 1 功 通常而言 如果一个力作用在物体上 物体在这个力的方向上 就说这个力对物体做了功 2 做功的两个必要因素 一个是 另一个是 作用在物体上的力 考点梳理 物体在这个力的方向上移动的距离 移动了一段距离 考点一功 W Fs 2 功的计算 1 功的计算 力学中 功等于力与物体在力的方向上 的乘积 表达式为 2 功的单位 在国际单位制中 力的单位是牛 距离的单位是米 则功的单位是牛米 它有一个专门的名称叫做 简称 符号是 温馨提醒 不做功的三种情况 1 有力无距离 2 无力有距离 3 有力也有距离 但力与距离垂直 移动的距离 焦耳 焦 J 功 1 功率 与 之比叫做功率 2 功率物理意义 表示 的快慢 它在数值上等于 所做的功 3 功率表达式 变形公式 P Fv 4 功率单位 在国际单位制中 功的单位是焦耳 时间的单位是秒 则功率的单位是焦耳每秒 它有个专门的名称叫做 简称 符号是 工程技术上还常用千瓦 kW 作为功率的单位 1kW W 做功所用时间 103 Wt Fst 做功 单位时间内 瓦特 瓦 W 考点二功率 1 能量 物体能够对外 我们就说这个物体具有能量 简称能 能量的单位与功的单位相同 也是焦耳 一个物体能够做的功越多 表示这个物体的能量越大 2 动能 1 动能 物体由于 而具有的能 叫做动能 2 物体动能的影响因素 质量相同的物体 运动的 越大 它的动能越大 运动速度相同的物体 越大 它的动能也越大 温馨提醒 一切运动的物体都具有动能 质量 速度 运动 做功 考点三动能和势能 3 势能 1 重力势能A 重力势能 在地球表面附近 物体由于 所具有的能 叫做重力势能 B 重力势能影响因素 物体的 越大 越高 它具有的重力势能就越大 2 弹性势能A 弹性势能 物体由于发生 而具有的能叫做弹性势能 B 弹性势能影响因素 物体的 越大 它具有的弹性势能就越大 弹性形变 位置 质量 高度 弹性形变 1 机械能及其转化 1 机械能 动能 重力势能和弹性势能统称为机械能 2 动能和势能可以相互 3 机械能守恒 如果只有动能和势能相互转化 尽管动能 势能的大小会变化 但机械能的总和 或者说 机械能是守恒的 2 水能和风能的利用 风能和水能都可以用来发电 一定量的水 上 下水位差越大 水的重力势能越大 能发出的电就越多 风吹动风车 可以带动发电机发电 不变 转化 考点四机械能及其转化 典例精析 A 典例1 下列说法中正确的是 A 用手从地面竖直提起水桶 手竖直向上的拉力对水桶做了功B 提着水桶在路面上水平向前移动一段路程 手竖直向上的拉力对水桶做了功C 抛出手的铅球在空中向前运动的过程中 推力对铅球做了功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 类型一判断是否有力对物体做功 变式训练1 如图1所示的单摆 让小球从A点静止释放 小球从A点向B点摆动的过程中 小球受到的重力对小球 功 细绳对小球的拉力 功 均选填 做 或 不做 做 不做 变式训练2 如图16所示 同一物体在大小相等的力F作用下 分别在光滑水平面 粗糙水平面 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 则下面选项正确的是 A W1 W2 W3B W1 W3 W2C W1 W2 W3D W3 W1 W2 A 变式训练3 甲 乙两个完全相同的物体分别在水平拉力F甲和F乙作用下 在同一水平面上做匀速直线运动 且v甲 v乙 若不计空气阻力 则它们所受的拉力F甲和F乙及两拉力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系是 A F甲 F乙B F甲 F乙C W甲 W乙D W甲 W乙 C 典例2 2015桂林 8 如图2所示 用50N的水平拉力F拉着物体在2s内沿水平方向前进了4m 下列说法正确的是 A 拉力做功为零B 拉力的功率为零C 拉力做功为100JD 拉力的功率为100W D 类型二功和功率的相关计算 典例3 2015巴中 10 如图3所示 一物体在拉力F的作用下沿斜面向上匀速运动 在向上运动的过程中 下列说法正确的是 A 物体的动能不变 机械能不变B 物体的重力势能增大 机械能增大C 物体的重力势能转化为动能D 物体的动能转化为重力势能 B 类型三机械能及其转化 实验强化过关 命题角度 1 转换法的运用2 控制变量法的运用3 实验设计4 实验过程中的能量转化5 分析数据 比较影响动能较大的因素6 实验结论及其应用7 实验中 若水平面没有阻力将出现的情况 实验探究物体的动能跟哪些因素有关 典例精讲 2015泸州 30 某物理兴趣小组设计了如图5所示的实验装置来探究物体的动能跟哪些因素有关 让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下 观察木块B被撞击后移动距离s的长短 是为了判断钢球 的大小 实验中他控制了钢球的质量不变来研究动能大小跟 的关系 钢球沿斜面滚下过程中 重力势能减小 动能 选填 增大 不变 或 减小 若水平面绝对光滑 木块B被撞击后将以 永远运动下去 动能 速度 增大 匀速 强化练习 如图6所示 是 研究物体动能的大小与哪些因素有关 的实验装置 1 实验中通过观察 的大小 来判断小球动能的大小 2 实验中为了研究动能大小与质量的关系 需要控制小球撞击时的速度不变 具体的控制方法是 木块运动的距离 使小球每次在同一高度静止释放 3 质量和速度谁对动能的影响较大呢 小文所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出的两组数据如表一和表二所示 表一 钢球撞击时的速度为v 8cm s 表二 钢球质量为m 100g 分析这两组数据可以得出 对物体的动能影响较大 依据是 速度 物体的动能与质量成正比 与速度的平方成正比 1 2015安顺 如图7所示 氦气球释放后 若它的运动可看成是匀速上升 则上升过程中氦气球的动能 机械能 均选填 增大 不变 或 减小 2 2014呼伦贝尔 大石头重6 104N 起重机在15s内将大石头沿竖直方向匀速提升1m 则起重机提升大石头所做的功是 J 功率是 W 备战演练 不变 6 104 4000 增大 真题演练 3 2015内江 在探究 汽车的速度 的实验中 甲 乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的s t图像如图8所示 由图可知 甲车的动能 选填 大于 小于 或 等于 乙车的动能 经过相同的时间 甲 乙两车牵引力做的功之比为 空气阻力忽略不计 小于 1 4 4 2015安顺 举重是我国的优势体育项目 一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员 在挺举项目中用相同时间 把同样重的杠铃举起 如图10所示 如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2 功率分别为P1和P2 则下列关系式中正确的是 A W1 W2 P1 P2B W1 W2 P1 P2C W1 W2 P1 P2D W1 W2 P1 P2 C 5 2014泰安 如图11 用F 20N的水平推力推着重为40N的物体沿水平方向做直线运动 若推力F对物体做了40J的功 则在这一过程中 A 重力做的功一定为40JB 物体一定受到20N的摩擦力C 物体一定运动了2mD 物体一定运动了4m C 6 2015大连 如图12所示 一弹簧的左端固定 右端连接一个小球 把它们套在光滑的水平杆上 a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置 b点是弹簧原长时小球的位置 c点是小球到达最右端的位置 则小球由a点运动到c点的过程中 下列说法正确的是 A 小球在a点 弹簧的弹性势能最小B 小球在b点 小球的速度最小C 从a点到b点 小球的动能逐渐增大D 从b点到c点 弹簧的弹性势能逐渐减小 C 7 2015衡阳 某同学在体育活动中 从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到 物体的重力势能可能与物体的质量 下落高度和运动路径有关 于是设计了如图13所示的实验 用大小 形状相同的A B C D四个铅球 其中A C D三球的质量为m B球质量为2m 让A B两球从距沙表面高H静止下落 C球从距沙表面高2H静止下落 D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入 最后从管道下端竖直地落下 球在光滑管道中运动的能量损失不计 实验测得A B两球陷入沙深度分别为h1和h2 C D两球陷入沙深度均为h3 且h1 h2 h3 1 本实验中 铅球的重力势能大小是通过 来反映的 2 比较A B两球 发现B球陷入沙深度更大 由此可得出结论 当下落高度一定时 3 比较 两球 发现C球陷入沙深度更大 由此可得出结论 当物体质量相同时 下落的高度越高 物体的重力势能越大 4 比较C D两球 发现两球运动的路径不同 但陷入沙深度相同 因此可得出结论 物体的重力势能与物体运动的路径 选填 有关 或 无关 5 小球在下落过程陷入沙面前 将重力势能转化为 能 陷入沙中后到小球静止过程中 将机械能转化为 能 动 铅球陷入沙的深度 物体的质量越大 重力势能越大 无关 内 A C 8 2015长沙 扫地机器人是智能家用电器的一种 正逐渐进入我们的生活 如图14所示 是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人 小王在室内运动场上试用中发现 该机器人在1min内沿直线匀速清扫的距离为18m 若它在运动中所受阻力为105N 问 1 此机器人在清扫地面时运动的速度为多大 2 此过程中机器人的水平推力所做的功及功率分别为多大 9 2015长春改编 在探究物体动能大小与质量的关系时 利用如图17所示的装置 让不同质量的钢球 从同一斜面同一高度由静止滚下 撞击水平面上的木块 1 通过观察甲 乙两图的实验现象 可得出结论 在 相同时 物体的质量越大 动能越大 速度 2 此实验用到的科学实验方法有 法和 法 3 交通规则中 禁止超载 就是通过限制车辆装载货物的 减小车辆的惯性和 防止造成