3.3 能量的量度（解析版）-2022-2023学年九年级上册科学精讲精练（浙教版）

2022-2023学年九年级上册科学精讲精练3.3能量的量度知识点一：功含义：一个物体如果受到力的作用，并且在力的方向上移动了一段距离，就说这个力做了功影响因素：=1\*GB3①力作用在物体上=2\*GB3②沿着力的方向，移动了一段距离计算公式：W=Fs（F的单位是N,s的单位是m）单位：功的单位是焦耳，简称焦，符号为J，1J=1N·m（纪念焦耳）【知识点练习】【例1】一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱，木箱分别在光滑和粗糙的水平地面上前进相同的距离，则（）A.在粗糙地面上做功较多B.在光滑地面上做功较多C.两次做功一样多D.条件不够，无法比较做功的多少【答案】C【解答】由W=Fs知道，在光滑和粗糙两种不同的水平地面上F相同、s相同，所以两次做功一样多。故选C。几种不做功的情况物体不受力，但移动了距离，如滚动的小球物体受力，却没有移动距离，如推一辆小汽车，汽车没有移动物体受力，但运动方向却与力的方向垂直，如提一桶水，行走【知识点练习】【例2】下列实例中，没有对物体做功的是（）运动员挺举杠铃的过程B.起重机提升大石块C.小金推木箱推而未动D.运动员将弓拉弯的过程【答案】C【解答】A.运动员挺举杠铃的过程时，杠铃受到向上的举力，且向上移动距离，因此对杠铃做功，故A不合题意；B.起重机提升大石块时，石块受到向上的拉力，且向上移动距离，因此对石块做功，故B不合题意；C.小金推木箱推而未动时，木箱受到推力，但是没有在力的方向上通过距离，因此对木箱没有做功，故C符合题意；D.运动员将弓拉弯的过程时，弓受到了拉力，且在拉力的方向上向后弯曲，因此对弓做功，故D不合题意。故选C。知识点二：功率定义：表示物体做功快慢的物理量影响因素：做功的多少、做功的时间计算公式：P=（W的单位是J，t的单位是s）单位：功率的单位是瓦特，简称瓦，符号为W，1W=1J·s（纪念瓦特）比较物体做功快慢的方法相同时间，物体做的功越多，物体做功越快物体做相同的功，时间越短，物体做功越快物体做的功与做功时间的比值越大，物体做功越快6.当一个物体做匀速直线运动时，P=【知识点练习】【例3】为贯彻落实《中共中央国务院关于加强青少年体育、增强青少年体质的意见》，报考各类高一级学校的应届、历届初中毕业生均须参加2012年体育考试。（1）800米中长跑模拟考试中，王娴同学的成绩是3分20秒，他的平均速度为米／秒。（2）王娴同学在跑步时，产热增加，但体温维持在一个正常的范围内。体温恒定是由于两个生理过程保持动态平衡的结果。（3）王娴同学的体重500牛，她立定跳远的成绩为1.8米，从最高点到落地点的过程中，重心下降的最大距离为0.3米，用时0.5秒，轨迹如图。则此过程重力的功率为_______瓦。【答案】（1）4；（2）产热和散热；（3）300【详解】（1）王娴跑800米，所用时间：t=3分20秒=200s,则平均速度v===4m/s.(2)王娴同学在跑步时，产热增加，但体温维持在一个正常的范围内。体温恒定是由于产热和散热两个生理过程保持动态平衡。（3）重力做功：W=Gh=500N×0.3m=150J，重力做功功率：P===300W.1．如图所示，某同学分别用背、抱、平拉、滚拉的方式运水（塑料桶中间带有转轴，桶中装满水），在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，他对水做功最多的是（）A． B．C． D．【答案】C【详解】A．由图可知，A中是用背背，即力的方向向上，而桶是在水平方向上移动距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此A中对货物不做功，故A不符合题意；B．由图可知，B中是用手抱，即力的方向向上，而桶是在水平方向上移动距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此B中对货物不做功，故B不符合题意；CD．CD中用平拉、滚拉的方式运送同一货物，C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力，所以C中拉力大于D中的拉力，由于所移动的距离s相同，由W＝Fs可知C做功最多，故C符合题意，D不符合题意。故选C。2．物体A挂于弹簧测力计下，分别做图甲、乙、丙所示的匀速直线运动，已知运动的速度。则下列判断正确的是（）A．若三个物体移动了相等的距离，则乙图中物体A增加的机械能最多B．在相同的时间里，丙图中弹簧测力计对物体A的拉力做功最多C．乙图中弹簧测力计对物体A的拉力做功的功率最大D．甲、乙、丙三图中物体A的机械能均增加【答案】C【详解】AD.甲乙两图中，物体A的速度不变，高度增加，动能不变，因为上升距离相同，所以重力势能增加量相同，则机械能增加量相同；丙图中物体A的速度不变，高度不变，动能和重力势能都不变，所以机械能不变，故A、D错误。BC.根据力做功的两个必要因素可知，甲乙两图中，物体A受到拉力的作用，也在拉力的方向上通过了距离，拉力对物体A做功，丙图中，拉力与运动方向垂直，拉力不做功；所以做功的是甲、乙两图，而甲乙中，拉力相等v1＜v2由功率公式可知，乙图中弹簧测力计对物体A的拉力做功的功率最大，故B错误，C正确。故选C。3．甲、乙两人爬楼比赛，已知两人体重之比为3：2，爬完相同的楼所需的时间之比为4：3，则两人做功和功率之比分别为：（

）A．1：1

8：9 B．1：1

2：1C．3：2

9：8 D．3：2

1：2【答案】C【详解】两人体重之比为3：2，当爬上相同的楼时，由W=Gh可知所做功之比为3：2，两人所用时间之比为4：3，则由可得两人做功功率之比为9：8，故选C。4．用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s-t图象如图所示．其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，相同时间内所做的功分别为W1、W2，则它们的关系正确的是（）A．F1＞F2W1＞W2 B．F1=F2W1＞W2C．F1=F2W1＜W2 D．F1＜F2W1＜W2【答案】B【详解】AD、由s-t图可知，两次运动做的都是匀速直线运动，所以在水平方向上，弹簧测力计对物体的拉力F和水平面对物体的滑动摩擦力f是一对平衡力，而两次运动中，物体对地面的压力、接触面的粗糙成都没变，所以滑动摩擦力f两次相等，所以F1=F2=f，所以A、D错误；BC、由s-t图可知，在相同时间内s1s2，根据功的公式W=Fs可知，当拉力相等时，通过的距离越大，拉力做的功就越大，即W1W2，故B正确，C错误。故选B。5．小明用相同的水平推力，分别使较重的A物体沿较光滑的平面移动、较轻的B物体沿较粗糙的平面移动。若在相同的时间内移动相同的距离，则下列说法正确的是A．小明对A物体做的功多B．小明对B物体做的功多C．小明推A物体的功率小D．小明推A、B两物体时的功率相同【答案】D【详解】由于小明用相同的水平推力将不同的物体在相同的时间内移动相同的距离，由公式可知小明推A、B两物体时做的功相同；由公式可知小明推A、B两物体时的功率相同，故选D。6．如图所示，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，在这一过程中，下列说法正确的是（）A．重力做功40J B．物体受到的摩擦力大小一定是20NC．物体动能可能增加 D．物体的机械能一定守恒【答案】C【详解】A．物体在重力的方向没有移动距离，所以重力做的功为0，故A错；B．由于物体沿水平方向做直线运动，不一定匀速直线运动，故摩擦力与推力不一定是平衡力，故摩擦力的大小无法判断，故B错；C．物体可能做加速运动，因此物体动能可能增加，故C正确；D．物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功。物体受摩擦力和推力，物体的机械能不守恒，故D错。7．关于功、功率和机械效率相互关系的说法中，正确的是（

）A．机械效率越高，机械做功越快B．做功越多的机械，机械效率越高C．功率越大的机械，做功越多D．做工越快的机械，功率越大【答案】D【详解】A．机械效率是反映机械性能优劣的重要标志之一，机械效率高，表明使用该机械做功时，有用功在总功中所占的比例高，机械性能好，它并不能反映机械做功的快慢，故A错误；B．因为机械效率是有用功与总功的比值，所以做功多的机械，其机械效率不一定高，故B错误；C．由于做功多少是由功率大小和时间共同决定，所以在不指明时间相同这一条件下，功率大的机械做的功不一定多。选项中缺少“时间相同”这一条件，故C错误；D．功率是表示做功快慢的物理量，做功越快的机械，功率一定越大，故D正确。故选D。8．如图，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tab＞tcd，运动距离sab=scd，比较两种情况下拉力所做的功和功率（）A．ab段做功较多 B．ab段与cd段的功一样多C．ab段功率较大 D．ab段与cd段的功率一样大【答案】B【详解】AB．由题意可知，F1=F2，sab=scd，由W=Fs可知：拉力所做的功相同，故A选项不符合题意，B选项符合题意；CD．由于tab＞tcd，由P=得：Pab＜Pcd，故CD选项不符合题意。故选B。9．都市生活离不开电梯，如图，将电梯简化为“钢绳拉着电梯厢在竖直导轨上运动”模型。小刚同学乘坐电梯从一楼到五楼，电梯厢和人的总质量为500kg，电梯上行受到轨道摩擦力为500N，钢绳对电梯厢的拉力用T表示。电梯(底面)在A点(一楼地面)到B点(二楼地面)过程中速度在增加，用时4s；在B点到D点(四楼地面)过程中匀速运动，用时4s；在D点到E点(五楼地面)过程中速度逐渐减小，用时4s；每层楼高3m(g取10N/kg)，下面说法正确的是()A．电梯从A点到B点过程中，钢绳拉力T做功1.65×104JB．电梯从B点到C点过程中，钢绳拉力T做功的功率4.125×103WC．电梯从C点到D点过程中，钢绳拉力T做功的功率8.25×103WD．电梯从D点到E点过程中，钢绳拉力T＝5.55×103N【答案】C【详解】电梯厢和人的总重力G＝mg＝500kg×10N/kg＝5000N，匀速运动时，钢绳的拉力T＝Gf＝5000N500N＝5500N，电梯从A点到B点过程中，加速运动，T′＞5500N，钢绳拉力T做功W＞Ts＝5500N×3m＝1.65×104J，故A错误；电梯从B点到C点过程中或电梯从C点到D点过程中，做匀速运动，上升一层楼高，s＝3m，用时t＝2s，拉力做的功W1＝Ts＝5500N×3m＝1.65×104J，钢绳拉力T做功的功率P＝＝8.25×103W，故B错误，故C正确；电梯从D点到E点过程中，减速运动，合力向下，即T″＜5500N，故D错误，故选C。10．在图中，甲图地面粗糙、乙图地面光滑。质量分别为m、2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离，则下列结论正确的是（）A．甲图中F做的功小于乙图中F做的功B．甲图中F做的功等于乙图中F做的功C．甲图中F做的功大于乙图中F做的功D．条件不足，无法确定甲、乙图中F做的功谁大【答案】B【详解】由题意可知，两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离s，根据W=Fs可知，甲图中F做的功等于乙图中F做的功。故选B。11．长度均为20厘米的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块，当F为3牛时，木块静止；当F为6牛时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2秒后木块A掉落；继续推木块B使其仍做勾速直线运动直到掉落。（1）推力为3牛时，AB整体受到摩擦力为___________牛。（2）木块A在桌面上匀速运动的速度大小为___________米/秒。（3）从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功___________焦。【答案】

3

0.05

1.2【详解】（1）[1]当F为3牛时，木块静止，即AB整体处于平衡态，此时整体水平方向受到推力和静摩擦力，此二力平衡，故整体受到摩擦力大小是3N。（2）[2]由图知道，当A的重心到达桌面边缘上时，就会掉落，此时木块A向前移动的距离是故木块A在桌面上匀速运动的速度大小（3）[3]根据题意知道，木块A掉落前，推力大小是6N，AB整体向前运动的距离是0.1m，此过程推力做功由于当F为6牛时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，由平衡条件知道，AB整体受到的摩擦力大小是6N；根据题意知道，木块A掉落后，B仍做匀速直线运动，此过程接触面的粗糙程度不变、压力减小一半，故B受到的摩擦力也减小一半，所以，由平衡条件知道，此时推力大小为3N。继续推木块B直至木块B的重心到达桌面边缘上掉落，此时木块B向前移动的距离是此过程推力做功所以，从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功12．在两个等长、等高但材质不同的斜面上，用平行于斜面的拉力F分别将质量为2m和3m的A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端，如图所示。此过程中，甲、乙两斜面上的拉力F所做的功分别为W甲、W乙，拉力F所做的额外功分别为W额甲、W额乙。则W甲__W乙（选填“＜”“＝”或“＞”，下同）；W额甲__W额乙。【答案】

＝

＞【详解】[1]两拉力相等，斜面的长度相等，根据W总=Fs可知，拉力做的总功相等，即W甲=W乙。[2]斜面的高度相同，物体的重力G甲<G乙，根据W有=Gh可知，拉力做的有用功W有甲<W有乙。、根据W额=W总-W有可知，拉力做的额外功W额甲>W额乙13．在水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推，如图甲所示。此过程中，推力F随时间t的变化情况如图乙所示，木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示。（1）0~1秒内，推力F对木箱是否做功___________（选填“是”或“否”）；（2）3~5秒内，推力F对木箱做功___________焦。【答案】

否

400【详解】（1）[1]0~1s内，由图丙知木箱的速度为零，处于静止状态，由图乙可知，推力F=100N，有推力，但没有在力的方向上通过一定的距离，推力F对木箱没有做功。（2）[2]由图丙知，3~5s内，木箱做匀速直线运动，由图乙可知，推力F1=200N，木箱的速度v=1.0m/s，时间t=5s-3s=2s木箱移动的距离s=vt=1.0m/s×2s=2m则推力做功W=F1s=200N×2m=400J14．如图所示，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验。若斜面粗糙程度相同，则将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端时，拉力所做的额外功，若甲乙斜面光滑，则拉力。将木块分别从两光滑斜面顶端自由释放，则木块到达斜面底端的速度。（均填“”“”或“”）【答案】【详解】①因为两斜面的粗糙程度相同,甲斜面的倾斜程度较小,所以甲斜面的摩擦力较大,同时甲斜面长度较大,由公式W额=fs知：拉力做的额外功W甲>W乙；②已知同一木块在高度相同的光滑斜面上运动,所以拉力做的功等于克服重力做的功,即Fs=Gh,由于甲斜面长度较大,所以拉力较小,即F甲<F乙；③已知同一木块在高度相同的光滑斜面上滑下,重力势能全部转化为动能,即木块到达底端的动能相同;又因为木块质量相同,所以速度相同,即v甲=v乙.15．羽毛球作为一项人们喜爱的体育运动项目，其中包含着许多科学知识，请根据你所学的知识回答下列问题：（1）如图为羽毛球世界冠军林丹扣杀时的情景，当球碰到球拍会被快速反弹回去，这是因为_______________________________。（2）若林丹的体重为75千克，当他起跳时重心离地50厘米，这个过程中克服重力做功__________焦耳。（g取10N/kg）（3）如图为林丹扣杀成功时的一个景头，他手握球拍不掉下来是因为()A．球拍受到的重力小于手对球拍的摩擦力B．球拍受到的重力等于手对球拍的摩擦力C．球拍受到的重力大于手对球拍的摩擦力D．球拍受到的重力等于手对球拍的压力【答案】

力的作用是相互的

375

B【详解】（1）[1]当球碰到球拍会被快速反弹回去，说明球对球拍施加一个力的作用时，球也受到球拍的作用力，即物体间力的作用是相互的；（2）[2]根据重力与质量的关系可得：G=mg=75kg×10N/kg=750N这个过程中克服重力做功：W=Gh=750N×0.5m=375J（3）[3]手握球拍不掉下来，说明球拍受到平衡力的作用，即球拍受到手竖直向上的摩擦力始终等于球拍的重力，选项B符合题意。16．2021年5月15日“天问一号”火星探测器，成功软着陆于火星表面，实现了“绕和落”，不久首辆火星车“祝融号”也将驶离着陆平台，开展巡视探测等工作。如图所示为我国“天问一号”火星车。目前探明火星大气的密度约为地球的1％，火星重力约为地球重力的0.36倍。（1）若火星车的质量为240kg，在火星表面火星车受到的重力为______；火星探测器降落到火星表面，需要用到降落伞减速，但是月球探测器降落到月球表面却不能用降落伞，其原因是______。

（2）探测发射前，在水平地面上进行了测试，火星车匀速直线行驶240m用时60min，若车的质量为240kg，受到地面的摩擦阻力为300N，网状轮子与地面接触的总面积为0.04m2。①火星车的行驶速度是多少？______②火星车对水平地面的压强为多少？______③火星车在地面行驶60min克服做了多少功？______【答案】

864N

火星上有空气，月球上没有空气

0.24km/h

6×104Pa

7.2×104J【详解】解：（1）[1][2]在火星表面火星车受到的重力为G火=0.36G地=0.36mg=0.36×240kg×10N/kg=864N由于火星上有空气，所以火星探测器降落到火星表面，需要用到降落伞减速，而月球上没有空气，所以探测器降落到月球表面不能用降落伞。（2）①[3]火星车匀速直线行驶的距离为s=240m=0.24km火星车行驶的时间为t=60min=1h火星车的行驶速度为②[4]地面受到火星车的压力和自身的重力相等，所以火星车对地面的压力F=G地=mg=240kg×10N/kg=2400N火星车对水平地面的压强③[5]因火星车匀速直线行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，火星车在测试过程中的牵引力F′=f=300N牵引力做的功W=F′s=300N×240m=7.2×104J答：（1）火星表面火星车受到的重力为864N；火星上有空气，月球上没有空气；（2）①火星车的行驶速度是0.24km/h；②火星车对水平地面的压强为6×104Pa；③火星车在地面行驶60min克服做的功为7.2×104J。17．航天迷小伟利用自降落伞模拟返回舱的降落