专题14功和机械能(原卷版+解析)

功和机械能判断有无做功掌握功和功率的计算知道动能和势能机械能及其相互转化一、功1、判断有没有做功（1）做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②在力的方向上通过一段距离。（2）没有做功的情况：①有力无距离；比如大石头搬而未动②有距离无力；比如抛出的篮球（水平方向上）③有力有距离，力的方向和距离垂直；比如手提水桶在平路上直行功的计算W=F·S=P·t注意：各物理量要对应；单位要记清。二、功率1、P=W/t表示：功和做功所用时间之比；数值上等于单位时间内所做的功。表示字母注意和压强区分物理意义：表示做功的快慢注意：做的功多不一定功率大，所用的时间短也不一定功率大；只有相等的时间内做的功越多，功率才大。

3、在力F作用下做匀速直线运动时，有：P=W/t=Fs/t=Fv机械能及其转化1、能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量。正确理解能够做功:不一定“要做功”“正做功”“已做功”动能：物体由于运动而具有的能量。（1）动能大小的决定因素：由和共同决定。速度越大，质量越大，动能越大。（2）一切运动的物体都具有动能。静止的物体（速度为0，动能为0）。3、势能：（1）重力势能：物体由于被举高而具有的能量质量越大，举得越高，重力势能越大。（2）弹性势能：发生弹性形变的物体具有的能量。弹性形变越大，弹性势能越大。机械能：动能和势能统称机械能。思考：什么时候说物体具有机械能？物体具有动能、重力势能、弹性势能中的至少一种。5、动能和势能的相互转化不考虑摩擦力等遵循原理：机械能守恒定律类型一做功的判断1、小明用100N的力将50N的铅球掷出10m远，则在铅球抛出的过程中，人对铅球所作的功是：（）A、1000JB、500JC、0JD、1500J【拓展延伸】下列情景中，人有没有对所带皮箱做功？地上放了个皮箱，小美走上前，A.用力用力一提，但没有提起来，深吸了一口气，小美再一次用力，B.终于把箱子提起来了。但是小美力气太小了，C.提着皮箱在原地动不了。突然，小美看见了小强，于是呼唤小强过来帮忙。D.两个人一起把箱子搬上了电梯，E.然后随电梯一起上到三楼。出了电梯后，F.小强提着箱子在水平地板上匀速前进了50m，送到了小美的家里。类型二功的计算做1J的功就相当于（）A．把质量是1kg的物体移动1m做的功B．把1N重的物体水平移动1m所做的功C．把质量是1kg的物体匀速举高1m所做的功D．把1N重的物体匀速举高1m所做的功【拓展延伸】小明从一楼提20个普通鸡蛋送给三楼的张爷爷，小明对这些鸡蛋大约做了多少功（）A.0JB.60JC.600JD.6J用水平拉力F拉物体A在光滑水平面上沿力的方向移动距离s，拉力F做的功为W1，拉同样的物体A在粗糙水平面上沿力的方向移动相同的距离s，拉力F做的功为W2，则（）W1<W2B.W1=W2C.W1>=W2D.条件不足，无法判断【拓展延伸】如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象．下列说法正确的是（）A．木块两次受到的拉力和摩擦力均相等B．木块第1次受到的拉力较大C．木块两次的动能一样多D．两次拉力对木块做的功一样多3、质量为50㎏的雪橇上装载了350㎏的货物，一匹马拉着它将货物匀速运到了2km外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是500N，求马运货时做的功。（g=10N/㎏）【拓展延伸】一个人用50N的力沿水平方向匀速推一辆重200N的车前进2m，求这个人对车做功多少？重力对车做功多少？类型三功率的计算1、当两台机器正常工作时，功率大的机器一定比功率小的机器（）A.做功多B.做功少C.做功快D.做功慢【拓展延伸】周末，266班同学相约在凤凰谷进行登山比赛。如果规定功率最大者获胜，那么最后胜出者一定是（）A.体重最大的一个B.用时最短的一个C.速度最大的一个D.做功最快的一个2、2020年2月2日上午，武汉火神山医院正式交付，10天速成一座医院，不仅再一次向全世界亮出了“中国速度”，更展现了中华民族抗击疫情的决心。在这场没有硝烟的战争中，建设者们这群“逆行者”冲锋在前，而国产卡车则是坚实后盾！已知图中的卡车在装载完成后质量为10t，车轮与地面接触总面积为0.4m2，当卡车在水平路面匀速直线行驶时，所受阻力为重力的15，卡车牵引力功率为92kW，当装载完成后，请你计算：（g取10N/kg（1）卡车在水平地面静止时，对地面压强是多少？（2）卡车匀速直线行驶100s时，牵引力做了多少功？（3）卡车匀速直线行驶100s时，卡车通过的距离有多长？类型四机械能1、下列物体具有哪种机械能。A．拉长的弹簧具有＿＿＿＿＿。B．水库中的水(被大坝提高)具有＿＿＿＿＿。C、桌子上的茶杯具有＿＿＿＿。D．正在爬坡的汽车具有＿＿＿＿。E．在空中飞行的小鸟具有＿＿＿＿。【拓展延伸】关于动能的说法正确的是（）A.一切运动的物体都具有动能B.运动的物体具有的能叫动能C.只有机械能的物体一定具有动能D.物体的运动速度越大，动能越大2、草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的（）A．动能不变，势能不变B．动能减少，势能增加C．动能增加，势能减少D．动能减少，势能减少【拓展延伸】如图所示，无人驾驶电动扫地车，在水平路面上匀速前进并不断将地面上的垃圾吸入车内，则在扫地过程中，它的动能，机械能。（两空均选填“变大”“变小”或“不变”）3、如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止。（1）要研究动能与质量的关系，我们要选择两图来进行比较。（2）要研究动能与速度的关系，我们要选择两图来进行比较。（3）让不同的钢球从同一高度滚下是为了？（4）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，球的动能最大。（5）此实验得出的结论是：4、跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（）A.助跑阶段机械能不变B．起跳时机械能为零C．经过最高点时动能最大D．经过最高点时重力势能最大【拓展延伸1】中国跳水队被人们称为“梦之队”．图是跳水运动员跳水时的情景，运动员在离开跳板到落入水的过程中（）A．他的动能一直增大，机械能不变B．他的重力势能一直减小，机械能减小C．他的动能先减小后增大，机械能减小D．他的重力势能先减小后增大，机械能增大1、下列各种生活情境中，小阳对书包做功的是（）A.小阳背着书包站在车站等车B.小阳不慎将书包从手中脱落C.小阳把放在桌面的书包向上拎起D.小阳背着书包匀速走在水平步道上2、起重机用钢绳起吊重为l×103N的重物，先沿竖直方向将重物匀速提高10m，再沿水平方向将重物匀速移动9m，然后又将重物提高lm，起重机对重物共做了多少功？3、如图是引体向上的示意图，小云同学在半分钟内做了12个规范的引体向上。己知小云的质量为60kg，每次引体向上他能将自身重心提高0．4m，则小云每做一次引体向上所做的功为J，整个过程中的平均功率为W。(g取10N／kg)4、攀岩是一项挑战自然，超越自我的惊险运动。一位攀岩者重力为520N，背着质量为8kg的背包，用时40min登上高为9m的峭壁。在此过程中，攀岩者对背包做功J，他在攀岩过程中做功的功率是W。（g取10N/kg）5、如图所示是中考体育测试中掷出实心球时的运动情景。下列说法正确的是（）A.实心球做曲线运动是手对实心球推力作用的结果B.实心球在b点时，高度最高，动能最大C.实心球从a点运动到c点的过程中，动能越来越大D.实心球从a点运动到b点的过程中，动能转化为重力势能功和机械能判断有无做功掌握功和功率的计算知道动能和势能机械能及其相互转化一、功1、判断有没有做功（1）做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②在力的方向上通过一段距离。（2）没有做功的情况：①有力无距离；比如大石头搬而未动②有距离无力；比如抛出的篮球（水平方向上）③有力有距离，力的方向和距离垂直；比如手提水桶在平路上直行功的计算W=F·S=P·t注意：各物理量要对应；单位要记清。二、功率1、P=W/t表示：功和做功所用时间之比；数值上等于单位时间内所做的功。表示字母注意和压强区分物理意义：表示做功的快慢注意：做的功多不一定功率大，所用的时间短也不一定功率大；只有相等的时间内做的功越多，功率才大。

3、在力F作用下做匀速直线运动时，有：P=W/t=Fs/t=Fv机械能及其转化1、能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量。正确理解能够做功:不一定“要做功”“正做功”“已做功”动能：物体由于运动而具有的能量。（1）动能大小的决定因素：由和共同决定。速度越大，质量越大，动能越大。（2）一切运动的物体都具有动能。静止的物体（速度为0，动能为0）。3、势能：（1）重力势能：物体由于被举高而具有的能量质量越大，举得越高，重力势能越大。（2）弹性势能：发生弹性形变的物体具有的能量。弹性形变越大，弹性势能越大。机械能：动能和势能统称机械能。思考：什么时候说物体具有机械能？物体具有动能、重力势能、弹性势能中的至少一种。5、动能和势能的相互转化不考虑摩擦力等遵循原理：机械能守恒定律类型一做功的判断1、小明用100N的力将50N的铅球掷出10m远，则在铅球抛出的过程中，人对铅球所作的功是：（）A、1000JB、500JC、0JD、1500J【答案】C【解析】铅球抛出的过程中，人对铅球没有里的作用，故不做功。【拓展延伸】下列情景中，有没有对所带皮箱做功？地上放了个皮箱，小美走上前，A.用力用力一提，但没有提起来，深吸了一口气，小美再一次用力，B.终于把箱子提起来了。但是小美力气太小了，C.提着皮箱在原地动不了。突然，小美看见了小强，于是呼唤小强过来帮忙。D.两个人一起把箱子搬上了电梯，E.然后随电梯一起上到三楼。出了电梯后，F.小强提着箱子在水平地板上匀速前进了50m，送到了小美的家里。【答案】A、C、E、F【解析】A有力无距离，C有力无距离，E有距离无力，F有力无距离。类型二功的计算做1J的功就相当于（）A．把质量是1kg的物体移动1m做的功B．把1N重的物体水平移动1m所做的功C．把质量是1kg的物体匀速举高1m所做的功D．把1N重的物体匀速举高1m所做的功【答案】D【解析】判断力做功，有力有距离，而且力和距离的方向要相同。【拓展延伸】小明从一楼提20个普通鸡蛋送给三楼的张爷爷，小明对这些鸡蛋大约做了多少功（）A.0JB.60JC.600JD.6J【答案】A【解析】2个普通鸡蛋重1N，20个普通鸡蛋重10N，一楼到三楼竖直高度约6m，故小明对鸡蛋做功60J作用。用水平拉力F拉物体A在光滑水平面上沿力的方向移动距离s，拉力F做的功为W1，拉同样的物体A在粗糙水平面上沿力的方向移动相同的距离s，拉力F做的功为W2，则（）W1<W2B.W1=W2C.W1>=W2D.条件不足，无法判断【答案】B【解析】两次的力大小不变，移动距离也不变，故做功大小相等。【拓展延伸】如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像。下列说法正确的是（）A．木块两次受到的拉力和摩擦力均相等B．木块第1次受到的拉力较大C．木块两次的动能一样多D．两次拉力对木块做的功一样多【答案】A【解析】由s-t图像可知，第一次速度大，质量相等，故动能第一次大，C错；两次压力和接触面的粗糙程度都一样，故两次摩擦力一样，两次都是匀速直线运动，故拉力等于摩擦力，都相等，A对B错；两次移动距离不知道，故做功大小不确定，D错。3、质量为50㎏的雪橇上装载了350㎏的货物，一匹马拉着它将货物匀速运到了2km外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是500N，求马运货时做的功。（g=10N/㎏）【答案】106J【解析】马拉货车做匀速直线运动，故拉力F=F摩=500N，移动距离S=2000m马运货时做功W=FS=500N×2000m=106J【拓展延伸】一个人用50N的力沿水平方向匀速推一辆重200N的车前进2m，求这个人对车做功多少？重力对车做功多少？【答案】100J0J【解析】人对车拉力F=50N，移动距离S=2m人对车做功W=FS=50N×2m=100J重力方向上没有移动距离，故重力不做功。类型三功率的计算1、当两台机器正常工作时，功率大的机器一定比功率小的机器（）A.做功多B.做功少C.做功快D.做功慢【答案】C【解析】功率的物理意义：表示做功的快慢，功率大，做功一定快。【拓展延伸】周末，266班同学相约在凤凰谷进行登山比赛。如果规定功率最大者获胜，那么最后胜出者一定是（）A.体重最大的一个B.用时最短的一个C.速度最大的一个D.做功最快的一个【答案】D【解析】功率的物理意义：表示做功的快慢，功率大，做功一定快。2、2020年2月2日上午，武汉火神山医院正式交付，10天速成一座医院，不仅再一次向全世界亮出了“中国速度”，更展现了中华民族抗击疫情的决心。在这场没有硝烟的战争中，建设者们这群“逆行者”冲锋在前，而国产卡车则是坚实后盾！已知图中的卡车在装载完成后质量为10t，车轮与地面接触总面积为0.4m2，当卡车在水平路面匀速直线行驶时，所受阻力为重力的15，卡车牵引力功率为92kW，当装载完成后，请你计算：（g取10N/kg（1）卡车在水平地面静止时，对地面压强是多少？（2）卡车匀速直线行驶100s时，牵引力做了多少功？（3）卡车匀速直线行驶100s时，卡车通过的距离有多长？【答案】（1）2.5×105

Pa（2）9.2×106【解析】（1）卡车对水平地面的压力F压=G=mg=10×103kg×10N/kg=1×105N卡车对水平地面的压强p=（2）卡车牵引力功率P=92kW=92000W由P=Wt100s内牵引力做功W=Pt=92000W×100s=9.2×10（3）由题意得，卡车所受阻力f=因为卡车在水平路面匀速直线行驶，水平方向卡车受到的牵引力与阻力是一对平衡力，所以牵引力F=f=2由W=Fs得，卡车通过的距离s=类型四机械能1、下列物体具有哪种机械能。A．拉长的弹簧具有＿＿＿＿＿。B．水库中的水(被大坝提高)具有＿＿＿＿＿。C、桌子上的茶杯具有＿＿＿＿。D．正在爬坡的汽车具有＿＿＿＿。E．在空中飞行的小鸟具有＿＿＿＿。【答案】A弹性势能B重力势能C重力势能D动能和重力势能E动能和重力势能【解析】由于运动而具有能量叫动能，物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，物体发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。【拓展延伸】关于动能的说法正确的是（）A.一切运动的物体都具有动能B.运动的物体具有的能叫动能C.只有机械能的物体一定具有动能D.物体的运动速度越大，动能越大【答案】A【解析】运动的物体除了具有动能之外还可能具有其他形式的能量，B错；有机械能不一定有动能，C错；动能与速度和质量有关，速度大，质量不确定，动能大小不确定，D错。2、草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的（）A．动能不变，势能不变B．动能减少，势能增加C．动能增加，势能减少D．动能减少，势能减少【答案】D【解析】动能与质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能与质量和高度有关，质量越大，高度越高，重力势能越大。洒水过程中，速度和高度不变，但是质量减小，故D正确。【拓展延伸】如图所示，无人驾驶电动扫地车，在水平路面上匀速前进并不断将地面上的垃圾吸入车内，则在扫地过程中，它的动能，机械能。（两空均选填“变大”“变小”或“不变”）【答案】变大变大【解析】无人驾驶电动扫地车，在水平路面上匀速前进并不断将地面上的垃圾吸入车内的过程中，整个车的质量增加，动能变大，势能变大，机械能变大。3、如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止。（1）要研究动能与质量的关系，我们要选择两图来进行比较。（2）要研究动能与速度的关系，我们要选择两图来进行比较。（3）让不同的钢球从同一高度滚下是为了？（4）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，球的动能最大。（5）此实验得出的结论是：【答案】（1）ac（2）ab（3）使小球到达水平面时的初速度相同（4）C（5）动能与质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大【解析】（1）a、c中小球质量不同，高度相同，故运动到水平面的初始速度相同（2）a、b中小球质量相同，高度不同，故运动到水平面的初始速度不同（3）起始高度相同，下降过程中重力势能转化为动能，质量不变，速度相同（4）c图中纸盒被推出的距离最远，间接反映动能的大小，是转化法。（5）动能与质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大4、跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（）A.助跑阶段机械能不变B．起跳时机械能为零C．经过最高点时动能最大D．经过最高点时重力势能最大【答案】D【解析】助跑阶段，速度增大，机械能增大，A错；起跳时，水平方向有速度，故机械能不为零，B错；上升过程中，动能转化为重力势能，故最高点时动能最小，重力势能最大，C错，D正确。【拓展延伸】中国跳水队被人们称为“梦之队”。图是跳水运动员跳水时的情景，运动员在离开跳板到落入水的过程中（）A．他的动能一直增大，机械能不变B．他的重力势能一直减小，机械能减小C．他的动能先减小后增大，机械能减小D．他的重力势能先减小后增大，机械能增大【答案】C【解析】上升过程中，动能转化为重力势能，下降过程中，重力势能转化为动能，故动能先减小后增大，A错；重力势能先增大后减小，B错；运动过程中与空气有摩擦，故机械能总量减小，C正确，D错。1、下列各种生活情境中，小阳对书包做功的是（）A.小阳背着书包站在车站等车B.小阳不慎将书包从手中脱落C.小阳把放在桌面的书包向上拎起D.小阳背着书包匀速走在水平步道上【答案】C【解析】背着书包站在车站等车，小阳对书包施了力，但没有移动距离，小阳对书包没有做功；不慎将书包从手中脱落，书包移动了距离，但小阳对书包没有施力，小阳对书包没有做功；把放在桌面的书包向上拎起，小阳对书包施加了一个向上的力，书包在这个力的方向移动了距离，小阳对书包做了功；背着书包匀速走在水平