備戰(zhàn)2021年中考科學(xué)考點12 功和功率（機械能守恒）原卷解析

考點12功和功率（機械能守恒）一、動能與探究影響動能大小的因素物體由于運動而具有的能叫動能，影響動能的因素是物體的質(zhì)量和速度。質(zhì)量相同時，速度越大的物體具有的動能越大；速度相同時，質(zhì)量越大的物體具有的動能越大。探究決定動能大小的因素：實驗題眼突破：①實驗探究對象是小球。②轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用：物體的動能大小是通過木塊移動距離大小來反映的。③選擇同一小球進行實驗的目的是便于控制小球的質(zhì)量相同。④讓不同的小球從斜面的同一高度釋放，目的是讓小球到達斜面底部的初速度相同。⑤控制變量法的應(yīng)用：a．控制速度一定，探究動能與質(zhì)量的關(guān)系；b．控制質(zhì)量一定，探究動能與速度的關(guān)系。⑥如本實驗中水平面絕對光滑，本實驗將不能達到實驗?zāi)康模蚴切≤噷⒁恢眲蛩僦本€運動下去。⑦注意：實驗中要保持小球的運動路線與木塊的中心在同一條直線上。⑧實驗結(jié)論：動能的大小與物體的質(zhì)量與運動速度有關(guān)，質(zhì)量越大，運動速度越大，動能越大?！咀⒁狻?．物體具有能，但不一定要做功。2．動能和重力勢能的大小及其影響因素可分別用公式E動＝mv2/2和E勢＝Gh＝mgh來幫助理解，但這兩個公式不要求計算。1.（2020·富陽模擬）如圖兩個相同實心小球以同樣的速度v分別沿著甲、乙兩個光滑的弧槽運動，兩弧槽弧形相同，弧長相等。甲圖中小球從A點到達B點的過程中，小球的動能________。小球通過甲弧槽的時間________小球通過乙弧槽的時間。(填”大于””小于”或”等于”)【答案】先增大后減??；小于【解析】（1）甲圖中小球從A點到達B點的過程中，小球的高度先減小后增大，因此它的重力勢能先減小后增大。因為沒有摩擦，所以小球的機械能守恒，那么小球的動能則先增大后減??；

（2）在甲圖中，動能先增大后減小，因此速度先增大后減小，那么全程的平均速度大于v；

在乙圖中，動能先減小后增大，因此速度先減小后增大，那么全程的平均速度小于v；即v甲>v乙；

根據(jù)公式t=sv可知，兩個弧形軌道路程相同，那么t甲<t乙2.（2018九上·杭州期中）圖甲是投擲實心球的場景(不計空氣阻力).小明分析了實心球自脫手至落地過程的能量轉(zhuǎn)化，畫出了其勢能的大小隨時間變化的曲線如圖乙。請你在圖丙中畫出此過程中實心球動能的大小隨時間變化的大致曲線(標出A、B、C三點)，并說明畫此曲線的理由________?！敬鸢浮啃∏蛏仙倪^程中，速度越來越小，動能越來越小，當上升到最高點時，速度最小，動能最小，下落的過程中，速度越來越大，動能越來越大.所以動能是先減小，上升到最高點速度最小，動能最小，后又增大，如下圖:【解析】在實心球運動的過程中，由于不計空氣阻力，所以機械能守恒，那么動能的變化和重力勢能的變化正好相反，據(jù)此畫出動能大小隨時間變化的圖像。小球上升的過程中，速度越來越小，動能越來越小，當上升到最高點時，速度最小，動能最小，下落的過程中，速度越來越大，動能越來越大.所以動能是先減小，上升到最高點速度最小，動能最小，后又增大，如下圖:

3.（2020·溫州）在做“探究動能大小與質(zhì)量關(guān)系”的實驗時，小明想：小球從相同高度滾下，若小球材質(zhì)和斜面傾角不同，到達水平位置時的速度會相同嗎？（1）圖甲是用擋板控制大小不同的兩個小球在斜面上起始位置的兩種方案，小明實驗時選擇A方案而不能選擇B方案的原因是________。（2）小明選擇大鋼球、小鋼球、木球以及可調(diào)整傾角的斜面進行實驗。分別讓球從斜面同一高度由靜止開始釋放，利用測速儀測出球到達水平位置時的速度如表所示。斜面傾角速度(米/秒)球的類別10°20°30°40°50°60°大鋼球2．672．672．672．752．882．97小鋼球2．672．672．672．752．882．97木球2．672．672．672．672．742．89分析表中數(shù)據(jù)可知：要使球到達水平位置時的速度與球是鋼質(zhì)或木質(zhì)無關(guān)，則斜面傾角不可能是

。A.15°B.25°C.35°D.45°（3）小明利用圖乙裝置做“探究動能大小與質(zhì)量關(guān)系”的實驗時，通過觀察球撞擊相同塑料軟片的數(shù)目來比較球的動能大小(圖中未畫出固定塑料軟片的裝置)。老師指出此裝置不適合體積不同的兩個球做實驗，原因是________?！敬鸢浮浚?）B方案中兩球從起始位置到水平位置的高度差不同

（2）D

（3）塑料軟片對不同體積的小球的阻力不同【解析】（1）在A方案中，擋板是水平的，無論球大或球小，它們下落的高度相同；而在B方案中，擋板與斜面垂直，球越小它所在的高度越小，因此：小明實驗時選擇A方案而不能選擇B方案的原因是：B方案中兩球從起始位置到水平位置的高度差不同了；

（2）根據(jù)表格可知，當斜面傾角在10°~30°之間時，無論球的材質(zhì)是否相同，最終小球的速度相同，這說明在這個角度范圍內(nèi)，球到達水平位置時的速度與球是鋼質(zhì)或木質(zhì)無關(guān)。因為45°>30°，所以斜面傾角不可能是D；

（3）老師指出此裝置不適合體積不同的兩個球做實驗，原因是：塑料軟片對不同體積的小球的阻力不同。4.[2018·安徽]如圖為探究物體(鋼球)動能大小跟哪些因素有關(guān)的實驗裝置?！緦嶒炘怼?1)鋼球從平滑斜面上由靜止開始向下運動，到達斜面底端時的速度只與鋼球起點位置的高度有關(guān)。起點位置越高，該速度越____。(2)鋼球從平滑斜面上由靜止開始向下運動，在水平木板上撞擊木塊，木塊運動的距離越長，運動鋼球所具有的動能越____。【實驗現(xiàn)象】(3)同一鋼球從斜面上不同高度處由靜止向下運動，在水平木板上撞擊木塊，鋼球開始向下運動的起點位置越____，木塊運動的距離越長。(4)質(zhì)量不同的鋼球從同一高度由靜止向下運動，在水平木板上撞擊木塊，鋼球的質(zhì)量越____，木塊運動的距離越長。【答案】(1)大(2)大(3)高(4)大【解析】物體動能大小與其質(zhì)量和運動速度有關(guān)，質(zhì)量越大、速度越快，動能越大。本實驗中，動能的大小體現(xiàn)在木塊運動的距離。二、重力勢能與探究影響重力勢能大小的因素物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能，影響重力勢能的因素是物體的質(zhì)量和高度。質(zhì)量相同時，高度越大的物體重力勢能越大；高度相同時，質(zhì)量越大的物體重力勢能越大。探究決定重力勢能大小的因素：實驗題眼突破：①實驗探究對象是小球。②轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用：物體的重力勢能大小是通過鉛球下落陷入沙坑的深度來反映的。③選擇同一小球進行實驗的目的是便于控制小球的質(zhì)量相同。④讓不同的小球從同一高度釋放。⑤控制變量法的應(yīng)用：a．控制高度一定，探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系；b．控制質(zhì)量一定，探究重力勢能與高度的關(guān)系。⑥實驗結(jié)論：重力勢能的大小與物體的質(zhì)量與高度有關(guān)，質(zhì)量越大，高度越大，重力勢能越大。1.（2020·天臺模擬）會蕩秋千的人，不用別人幫助推就能越擺越高，在最低點速度也會越來越快，而不會蕩秋千的人一般坐在秋千上基本不動，則秋千的擺動幅度會越來越小，最終停下來。（1）正確的蕩秋千的動作是（

）A.人從高處擺下來的時候身子是從直立到蹲下，而從最低點向上擺動時，身子又從蹲下到直立起來。

B.人從高處擺下來的時候身子是從蹲下到直立，而從最低點向上擺動時，身子又從直立到蹲下。（2）請從能量及其轉(zhuǎn)化的角度解釋正確蕩秋千的科學(xué)依據(jù)?！敬鸢浮浚?）A

（2）①一般人慢下來的原因，主要是克服空氣阻力和各種摩擦阻力做功，所以人的機械能減小。②而會蕩秋千的人從最低點到最高點，由于人從蹲下到直立，人的重心升高，人在克服重力做功（對自己做功），增加了自己的重力勢能；③而從最高點到最低點，由于人從直立到蹲下，重心降低，人的重力勢能減小，轉(zhuǎn)化為動能，到最低點的動能就更大，所以在最低點速度更快【解析】（1）秋千在運動過程中，會克服空氣阻力和摩擦，從而將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析一般人蕩秋千越來越慢的原因；

（2）分析人從站立到蹲下的過程中身體重心的變化，從而根據(jù)影響重力勢能的因素思考重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的大??；

（3）分析人才能夠蹲下到站立的過程中身體重心的改變，從而從影響重力勢能的因素思考是否有利于重力勢能的增大?！窘獯稹浚?）正確的蕩秋千的動作是人從高處擺下來的時候身子是從直立到蹲下，而從最低點向上擺動時，身子又從蹲下到直立起來，故選A；

（2）正確蕩秋千的科學(xué)依據(jù)：

①一般人慢下來的原因，主要是克服空氣阻力和各種摩擦阻力做功，所以人的機械能減小。②而會蕩秋千的人從最低點到最高點，由于人從蹲下到直立，人的重心升高，人在克服重力做功（對自己做功），增加了自己的重力勢能；③而從最高點到最低點，由于人從直立到蹲下，重心降低，人的重力勢能減小，轉(zhuǎn)化為動能，到最低點的動能就更大，所以在最低點速度更快。2．[鄂爾多斯]小夏同學(xué)在體育活動中，從鉛球下落陷入沙坑的深度情況受到啟發(fā)，并產(chǎn)生了如下猜想。猜想一：物體的重力勢能與物體的質(zhì)量有關(guān)猜想二：物體的重力勢能與物體的下落高度有關(guān)猜想三：物體的重力勢能與物體的運動路徑有關(guān)為此小夏設(shè)計了如圖所示的實驗：用大小、形狀相同的A、B、C、D四個鉛球分別從距離沙表面某高度處靜止釋放，其中D球從光滑彎曲管道上端靜止滑入，最后從管道下端豎直落下(球在光滑管道中運動的能量損失不計)。實驗數(shù)據(jù)如表：實驗序號鉛球代號鉛球質(zhì)量(g)下落高度(m)陷入沙中的深度(m)①A2000.50.1②B4000.50.25③C20010.2④D20010.2(1)本實驗中，采用的研究問題的方法是____(寫出一種方法即可)。(2)本實驗中，鉛球的重力勢能大小是通過____來反映的。(3)為驗證猜想二，應(yīng)比較____(填實驗序號)，得到的結(jié)論：當物體質(zhì)量相同時，____。(4)比較③④，得到的結(jié)論是____。(5)經(jīng)進一步實驗和分析，小夏大膽給出重力勢能(Ep)的表達式“Ep＝mgh”，并去辦公室詢問了老師，得以證實，小夏高興不已，回到教室后，根據(jù)學(xué)過的知識又算出了各小球落到沙表面時的動能，其中B球的動能為____J(忽略空氣阻力，g＝10N/kg)?！敬鸢浮?1)控制變量法(或轉(zhuǎn)換法)(2)鉛球陷入沙中的深度(3)①③物體所處的高度越高，重力勢能越大(4)物體的重力勢能與物體的運動路徑無關(guān)(5)2【解析】(1)該實驗中控制其他條件不變，分別只改變了鉛球的質(zhì)量、下落高度和運動路徑，運用了控制變量法；同時用鉛球陷入沙中的深度來反映重力勢能的大小，運用了轉(zhuǎn)換法。(3)比較A、C兩球，質(zhì)量和運動路徑相同，C球下落高度大于A球下落高度，發(fā)現(xiàn)C球陷入沙中的深度更大，由此可得出結(jié)論：當物體質(zhì)量相同時，物體所處的高度越高，重力勢能越大。(4)比較C、D兩球，兩球的質(zhì)量相同，下落高度也相同，兩球的運動路徑不同，發(fā)現(xiàn)兩球陷入沙中的深度相同，由此可得出結(jié)論：物體的重力勢能與物體的運動路徑無關(guān)。(5)根據(jù)Ep＝mgh及機械能守恒可得，B球落到沙表面時的動能Ek＝Ep＝mgh＝0.4kg×10N/kg×0.5m＝2J。3.（2019?杏花嶺區(qū)校級三模）據(jù)報道，高空墜物導(dǎo)致傷人的事件時有發(fā)生。某專業(yè)研究小組對物體從高空落到地面的破壞力進行如下實驗研究。實驗器材：1cm厚的石膏板若干、質(zhì)量為50g的雞蛋數(shù)枚。實驗過程：無風環(huán)境下，將雞蛋從樓上靜止釋放，砸中鋪在草坪上的石膏板，記錄實驗現(xiàn)象。（1）實驗中，雞蛋從高空墜落的破壞力可以通過_____________________反映出來。（2）根據(jù)實驗現(xiàn)象，可以得出：同一物體從高空落到地面的破壞力與_______有關(guān)。實驗序號雞蛋下落的起始樓層觀察并記錄實驗現(xiàn)象15雞蛋破碎，石膏板凹陷且出現(xiàn)一圈一圈螺旋狀裂紋215雞蛋破碎，石膏板被砸中的位置出現(xiàn)小坑且破裂325雞蛋破碎，發(fā)出巨響，石膏板被擊穿（3）實驗后，小科對“高空落下的雨滴不會對人造成傷害”感到好奇。他通過查閱資料知道：雨滴從高空落下的過程中，受到的空氣阻力與雨滴速度的平方成正比，達到最大速度后，雨滴勻速落向地面。雨滴下落過程中機械能______（填“增大”、“不變”或”減小”）。對于下落的雨滴不傷人的現(xiàn)象，小科將進一步探究?！敬鸢浮浚?）石膏板的形變程度；（2）下落高度；（3）減小【解析】（1）根據(jù)題意，實驗中，雞蛋從高空墜落的破壞力可以通過石膏板的形變程度反映出來；（2）根據(jù)實驗現(xiàn)象知，同一物體，下落的高度越高，石膏板的形變程度越多，故可以得出：同一物體從高空落到地面的破壞力與下落高度有關(guān)；（3）雨滴從高空落下的過程中，受到的空氣阻力與雨滴速度的平方成正比，達到最大速度后，雨滴勻速落向地面，故雨滴的動能不變，雨滴下落過程中由于高度變小，重力勢能變小，故機械能減小。對于下落的雨滴不傷人的現(xiàn)象，小科將進一步探究。4.（2019?天津）小明同學(xué)在探究重力勢能的大小與什么因素有關(guān)時，提出了如下猜想：猜想一：物體的重力勢能與物體的質(zhì)量有關(guān)猜想二：物體的重力勢能與物體所在高度有關(guān)為了驗證上述猜想，他計劃利用小桌、沙子、質(zhì)量不同的鐵塊和刻度尺進行實驗：如圖所示，將小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把鐵塊從距桌面某一高度由靜止釋放，撞擊在桌面的中心部位，記錄桌腿進入沙子的深度。按上述方案進行實驗，其實驗數(shù)據(jù)如下表所示。實驗序號鐵塊質(zhì)量m/g鐵塊距桌面高度H/cm桌腿進入沙子的深度h/cm①20201.9②20302.9③20403.8④30202.9⑤40204.1（1）實驗中通過比較來判斷物體重力勢能的大??；（2）為了驗證猜想一，需選擇表中（填實驗序號）三組數(shù)據(jù)進行分析；（3）分析表中①②③的實驗數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是：?！敬鸢浮浚?）桌腿進入沙子的深度；（2）①④⑤；（3）質(zhì)量相同的物體，高度越大，重力勢能越大?！窘馕觥浚?）通過小明設(shè)計的實驗可以知道，他是通過比較桌腿進入沙子的深淺來比較重力勢能的大小的。桌腿進入沙堆越深說明物體做的功越多，它原來具有的重力勢能越大；（2）根據(jù)控制變量法，要驗證物體的重力勢能與物體的質(zhì)量有關(guān)，應(yīng)控制物體的高度相同，改變物體質(zhì)量的大小，故小明要完成探究，需要找數(shù)個質(zhì)量不同的物體進行實驗；故①④⑤三組數(shù)據(jù)符合，所以應(yīng)利用①④⑤三組數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論。（3）比較表中①②③的實驗數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，高度相同，③中桌腿進入沙子的深度更深，所以，③中的物體具有重力勢能大，即可以得出的初步結(jié)論是：質(zhì)量相同的物體，高度越大，重力勢能越大。三、動能和重力勢能、彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化當物體只受重力和彈力時(不受阻力時)，機械能總量不變。即動能減少多少，勢能就增加多少；勢能減少多少，動能就增加多少。物體受到摩擦力作用，那么在動能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中，機械能總量減少。動能轉(zhuǎn)化為重力勢能時，物體的速度不斷減小，高度不斷增大；重力勢能轉(zhuǎn)化為動能時，高度不斷減小，速度不斷增大。動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能時，速度不斷減小，彈性形變不斷增大；彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能時，彈性形變不斷減小，速度不斷增大。機械能守恒：人造地球衛(wèi)星繞地球作橢圓軌道運動時，位置不斷在遠地點和近地點之間變化，幾乎沒有摩擦，也就沒有能量損失。一個物體在動能和勢能轉(zhuǎn)化過程中，若不考慮因摩擦等因素引起的能量損失，則機械能守恒?！咀⒁狻?．如果沒有摩擦阻力，動能和勢能在相互轉(zhuǎn)化的過程中，機械能總量守恒。2．如果存在摩擦阻力，動能和勢能在相互轉(zhuǎn)化的過程中，機械能的總量會減少。減少的機械能轉(zhuǎn)化為摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。1.[2018·臨沂]如圖所示，單擺中的小球在ABC間不停地往復(fù)運動，如果不考慮阻力的影響，以下說法錯誤的是()A．小球在A、C處的勢能最大 B．小球在B處只受重力作用C．小球由A到B過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能D．小球運動到C處時，如果受到的外力全部消失，將保持靜止【答案】B【解析】小球的質(zhì)量不變，在A、C處的高度最高，重力勢能最大；小球在B處受到重力和繩子拉力的共同作用；小球由A到B過程中，不計阻力，機械能守恒。高度減小，速度增加，則重力勢能減小，動能變大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；小球運動到C處時，處于靜止狀態(tài)，如果受到的外力全部消失，小球仍然會靜止。2．[2018·淄博]如圖所示，彎曲的跳板把人彈至高處，這個過程中人的動能和重力勢能的變化情況是()A．動能減小，重力勢能增大B．動能增大，重力勢能減小C．動能先增大后減小，重力勢能增大D．動能先減小后增大，重力勢能減小【答案】C【解析】彎曲的跳板恢復(fù)原狀的過程中，彈性勢能轉(zhuǎn)化為人的動能，人的動能變大；人離開跳板彈向空中至最高點的過程中，人的質(zhì)量不變，速度變小，高度升高，故動能減小，重力勢能增大。3．[2018·紹興義烏]如圖，木塊以一定的速度滑過A、B點，到C點滑出下落至D點。A和B、C和D之間的垂直距離均為h。若空氣阻力忽略不計，則對木塊在運動過程中能量變化的分析，正確的是()A．D點與A點相比，動能增加，勢能減少，機械能不變B．A點到C點減少的重力勢能大于C點到D點減少的重力勢能C．B點的動能可能等于A點的動能，但一定大于C點的動能D．B點的動能可能等于D點的動能，但一定大于A點的動能【答案】C【解析】從A點到C點，木塊需克服摩擦做功，故A點的機械能一定小于D點；從A點到C點和C點到D點木塊下降的高度均為h，故減少的重力勢能相等；A點到B點木塊克服摩擦所做的功與重力勢能減小量的大小關(guān)系無法確定，故A、B兩點的動能大小不能確定，B點到C點高度不變，木塊克服摩擦做功，動能減??；C點到D點，不計空氣阻力，木塊重力勢能減小，動能增大，故B點動能可能等于D點動能。4．[2018·呼和浩特]如圖所示是小剛在中考體育測試中投擲鉛球的過程示意圖，鉛球在b點離手，c點是鉛球運動的最高點，d點是鉛球運動的最低點，整個過程中，若不計空氣阻力，下列說法錯誤的是()A．在a到d的過程中，鉛球相對于地面是運動的B．在b到d的過程中，鉛球的機械能先增加后減少C．在c到d的過程中，鉛球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能D．在a到b的過程中，小剛對鉛球做了功【答案】B【解析】在a到d的過程中，鉛球相對于地面有位置的變化，鉛球是運動的；在b到d的過程中，由于不計空氣阻力，所以鉛球的機械能不變；在c到d的過程中，鉛球的質(zhì)量不變，高度減小，速度增大，故重力勢能減小，動能增大，鉛球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；在a到b的過程中，小剛對鉛球有一個推力的作用且鉛球在推力作用下移動了一段距離，所以在這個階段，小剛對鉛球做了功；鉛球離開手后，由于慣性繼續(xù)運動，所以之后不做功。5．[2018·杭州]跳繩是大家喜愛的體育運動之一，小金的質(zhì)量為50kg，每次跳起高度約為6cm(人整體上升，如圖所示)，一分鐘跳100次，下列說法正確的是()A．向上起跳過程中小金的動能持續(xù)增大B．在整個跳繩過程中小金的機械能守恒C．小金跳一次克服重力做功約3JD．小金在這一分鐘內(nèi)跳繩的功率約為50W【答案】D【解析】每次跳起上升過程中動能一直變小；跳繩過程中小金落地時機械能為零，機械能不守恒；小金跳一次克服重力做功約30J；功率P＝W/t＝100×30J/60s＝50W。四、功的概念及做功的兩個條件（做功和不做功）力學(xué)中的功：如果物體受到了力的作用，并且在這個力的方向上通過了一段距離，我們就說這個力對物體做了功。功的兩個因素：一是作用在物體上的力二是物體在力的方向上通過一段距離。不做功的三種情況：①勞而無功。②不勞無功。③力的方向和物體運動方向垂直。1．下列有關(guān)對物體做功的說法，正確的是()A．足球被踢后在場地飛行20m的距離，運動員對足球做的功等于踢力乘以20m的距離B．小麗背著50N的書包走了200m的路程，則小麗對書包做功為10000JC．小明用力推箱子雖然沒有推動，但小明對箱子做了功D．物體沿斜坡滑下過程中，摩擦力所做的功等于摩擦力乘以斜坡長度【答案】D【解析】足球被踢出后，運動員對足球已沒有力的作用，所以不做功；小麗背著書包走路，對書包的力的方向與距離垂直，所以不做功；箱子沒有移動，因此小明不做功。2．（2019?黑龍江）如圖所示，力對物體做功的是（）A．用力搬石頭，搬而末動 B．提著桶在水平路面上前進 C．用力將雞蛋舉高 D．手舉杠鈴靜止不動【答案】C【解析】A、用力搬石頭，搬而末動，有力作用在石頭上，石頭在力的作用下沒有通過距離，所以力對物體沒有做功，故A不符合題意。B、提著桶在水平路面上前進，人給水桶的力向上，水桶向上沒有通過距離，所以力對物體沒有做功，故B不符合題意。C、用力將雞蛋舉高，人給雞蛋的力向上，雞蛋向上移動了距離，所以力對物體做功，故C符合題意。D、手舉杠鈴靜止不動，手給杠鈴的力向上，杠鈴沒有移動距離，所以力對物體沒有做功，故D不符合題意。3．如圖所示，小華同學(xué)將放在課桌邊的文具盒水平推至課桌中央，她針對此過程提出了如下的猜想。你認為合理的是()A．文具盒所受重力對它做了功B．文具盒所受支持力對它做了功C．文具盒所受的推力F對它做了功D．在此過程中沒有力對文具盒做功【答案】C【解析】重力與支持力的方向與文具盒的移動方向垂直，都不做功。文具盒在推力F作用下沿F的方向移動了距離，所以推力F對文具盒做功。五、功和功的計算物理學(xué)中，功等于力與力的方向上移動的距離的乘積。即：W＝Fs。功的單位:焦耳。做功的實質(zhì)就是能量轉(zhuǎn)化的過程，因此可以用功來度量能量轉(zhuǎn)化的多少。計算功時注意:①明確什么力做的功;②力的方向與距離方向要一致;③距離的單位一定為“米”。物體能夠做功是因為物體具有能量，做功的過程實際上就是能量的轉(zhuǎn)化?！居嬎愎健縒＝Fs………定義式＝Gh………克服重力做功＝fs………克服摩擦力做功＝Pt………已知功率和做功時間求功將2個雞蛋舉高1m約做1J的功。計算功的大小時，一要注意是哪個力在做功，二要注意是在力的方向上的距離。若力的方向與距離的方向一致可直接代入計算；若移動的距離與力的方向不一致，可先通過計算求出在力的方向上的距離再代入計算。如求在斜面上滾動的物體重力所做的功，則需要先算出斜面的高度，再把重力和高度代入公式進行計算。1．（2018秋?福田區(qū)校級月考）如圖所示，用10N的水平推力推著重為60N的物體沿水平方向做直線運動。若推力對物體做了60J的功，則在這一過程中（）A．物體一定運動了6m B．重力做的功一定為360J C．物體一定運動1m D．物體一定受到10N的摩擦力【答案】A【解析】AC、由W＝Fs可得物體移動的距離：s＝＝＝6m，故A正確，C錯誤；B、由于物體重力方向上沒有移動的距離，因此重力做的功為零，故B錯誤；D、由于物體的運動狀態(tài)不確定，所以無法求得摩擦力，故D錯誤。2．物體在相同的力F的作用下沿力的方向移動了距離s，試比較在如圖所示的三種情況中力F對物體做功的多少（

）A.W1＝W2＝W3

B.W1＞W(wǎng)2＞W(wǎng)3

C.W1＜W2＜W3

D.W1＜W3＜W2【答案】A【解析】根據(jù)公式W=Fs可知，做功的大小與拉力和距離的大小有關(guān)，與其它因素無關(guān)。因為拉力F和距離s都相等，所以對物體做功大小相等，故A正確，而B、C、D錯誤。3．（2019秋?高新區(qū)月考）如圖甲所示，水平地面上的一物體，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時間t關(guān)系和物體速度v與時間t的關(guān)系如圖乙所示。則第2秒末時，物體處于狀態(tài)，第4秒末時，物體受到的摩擦力是N，第6秒末到第9秒末，推力F做功是J．【答案】靜止；4；24【解析】（1）從圖乙可以看出物體在第2秒末時速度為0，所以物體靜止；（2）從圖乙v﹣t圖象上看出，第6s以后，物體做勻速直線運動，受到的摩擦力f＝F＝4N；第4秒末時，物體加速運動，和6s以后相比，壓力和接觸面的粗糙程度不變，摩擦力不變，大小為4N；（3）從圖乙可以看出，6s～9s這段時間中F＝4N，v＝2m/s，由v＝可得，s＝vt＝2m/s×3s＝6m，利用功的計算公式得，W＝Fs＝4N×6m＝24J；4．[2018·紹興義烏]兩個完全相同的物體A、B，重均為20N。(1)在10N的水平推力作用下兩者同時以2m/s的速度做勻速直線運動，如圖甲。當物體通過的距離為3m時，推力所做的功為____J。(2)若物體A、B在15N的推力作用下以3m/s的速度在另一水平面上做勻速直線運動，如圖乙。則此時A對B的推力為____N?！敬鸢浮?07.5【解析】(1)兩物體在10N的推力作用下沿推力方向運動了3m，所以W＝Fs＝10N×3m＝30N。(2)物體A、B在15N的推力作用下做勻速直線運動，則兩物體受力平衡，受到的摩擦力也為15N，而兩個物體對水平面壓力相同，且接觸面粗糙程度相同，所以受到的摩擦力也相同，各為7.5N。六、功率和功率的計算比較做功的快慢有三種方法：(1)若做功相同，比較做功的時間，所用時間越少,做功越快，所用時間越多，做功越慢。(2)若做功時間相同，比較做功的多少，做功越多，做功越快;做功越少，做功越慢。 (3)若做功的多少和所用時間都不相同的情況下，通過計算做功的多少與做功所用的時間的比值進行比較。在物理學(xué)中，用功率來表示做功的快慢。功率越大，表明物體做功越快；功率越小，表明物體做功越慢。根據(jù)功率的定義，可以得出功率的計算公式為P＝W/t【計算公式】P＝W/t………定義式＝Fs/t＝Fv………可用于解釋汽車爬坡時為什么要用低擋位＝Gh/t………可計算人爬高的功率功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號是W。常用單位：kW、馬力(hp)等。單位換算：1kW＝103W1hp＝735W(目前，空調(diào)、發(fā)動機等仍用馬力作單位)1．[2018·廣州]如圖所示，OQ是水平地面，物體在水平拉力作用下，從O勻速直線運動到Q。OP段拉力F1為300N，F(xiàn)1做的功為W1，功率為P1；PQ段拉力F2為200N，F(xiàn)2做的功為W2，功率為P2。則()A．W1＞W(wǎng)2 B．W1＜W2C．P1＞P2 D．P1＜P2【答案】C【解析】W1＝300N×4m＝1200J；W2＝200N×6m＝1200J，所以W1＝W2。從O勻速直線運動到Q，即兩段路程的速度相同，而P＝Fv，當速度相同時，功率與拉力成正比，所以P1＞P2。2．（2019春?諸城市期末）如圖大人質(zhì)量比小孩大，大人與小孩爬相同的樓梯所用時間相同，則（）A．大人比小孩做功多，小孩功率大 B．兩人做功相同，小孩功率大 C．大人比小孩做功多，大人功率大 D．兩人做功相同，功率相同【答案】C【解析】大人與小孩爬相同的樓梯，上升的高度h相同，但大人體重比小孩的大，由W＝Gh可知大人做功多；已知爬相同的樓梯所用時間相同，根據(jù)P＝可知大人的功率大，故ABD錯誤，C正確。3．[2018·棗莊]媽媽與小明進行爬山比賽，他們選擇的起點、路徑和終點都相同，全程設(shè)為勻速運動，媽媽的體重是小明的2倍，媽媽所用的時間是小明的3倍，若媽媽克服自身重力做功為W1、功率為P1，小明克服自身重力做功為W2、功率為P2，則下列關(guān)系正確的是()A．W1∶W2＝2∶1P1∶P2＝6∶1B．W1∶W2＝2∶3P1∶P2＝2∶1C．W1∶W2＝2∶1P1∶P2＝3∶2D．W1∶W2＝2∶1P1∶P2＝2∶3【答案】D【解析】由題可知，媽媽與小明爬山的高度相同，媽媽的體重是小明的2倍，媽媽所用的時間是小明的3倍，由W＝Gh可得，媽媽和小明克服重力做功之比eq\f(W1,W2)＝eq\f(G1h,G2h)＝eq\f(G1,G2)＝eq\f(2,1)；由P＝eq\f(W,t)可得，媽媽和小明克服重力做功的功率之比eq\f(P1,P2)＝eq\f(\f(W1,t1),\f(W2,t2))＝eq\f(W1,W2)×eq\f(t2,t1)＝eq\f(2,1)×eq\f(1,3)＝eq\f(2,3)。4．（2018?錫山區(qū)校級三模）在中國科技館的展廳里，擺著一個如圖所示，叫做“最速降線”的展品：兩個并排軌道的起點高度一樣，終點高度也一樣；一個是傾斜的直軌道，另一個是向下彎曲的弧形軌道。將甲、乙兩個完全相同的小球同時分別從直軌道和弧形軌道的起點釋放，弧形軌道上的乙球先到達終點。若不計一切摩擦阻力，則關(guān)于兩小球從起點至終點的運動過程中，下列說法正確的是（）A．乙球的重力勢能先變小后變大 B．甲球所受重力對甲球做的功比乙球所受重力對乙球做的功少 C．乙球所受重力對乙球做功比甲球所受重力對甲球做功快 D．乙球的動能先增大后減小【答案】C【解析】由題意可知，兩球的重力相同，最初的高度相同；AD、下降過程中乙球的高度不斷減小，速度越來越快，則乙球的重力勢能一直減小，動能一直增大，故AD錯誤；B、兩球的重力相同，起點高度一樣，終點高度也一樣，則兩球下落的高度相同，由W＝Gh可知，到最低點時兩球重力所做的功相同，故B錯誤；C、下降過程中，乙先到達終點，則乙的速度大，兩球的重力相同，根據(jù)P＝Fv可知，重力對乙球做功的功率比重力對甲球做功的功率大，即重力對乙球做功更快，故C正確；5．某型號汽車發(fā)動機的額定功率為5.4×104W，在水平路面上勻速行駛時受到的阻力是1800N．在額定功率下，當汽車勻速行駛時，求：（l）發(fā)動機所提供的牽引力大小；（2）行駛速度的大小；（3）行駛5min牽引力所做的功。【答案】（1）發(fā)動機所提供的牽引力為1800N；（2）行駛速度為30m/s；（3）行駛10min牽引力所做的功是3.6×107J【解析】（1）因為汽車勻速行駛，受平衡力作用；由二力平衡知識得，F(xiàn)＝f＝1800N；（2）由P＝Fv得行駛速度的大小；v＝＝＝30m/s；（3）t＝10min＝600s，勻速行駛10min牽引力所做的功：W＝Pt＝6×104W×600s＝3.6×107J。6．[2018·內(nèi)江]步行是一種簡易方便的健身運動，人正常步行時，步距(指步行一步的距離)變化不大，步距還可作為身體上的一把“尺子”。小東測出自己的步距為0.5m，他正常步行1min走了180步。小東根據(jù)自己的腿長和步距畫出了如圖所示的步行示意圖，對步行時重心的變化進行了分析，當兩腳一前一后著地時重心降低，而單腳著地邁步時重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。(已知小東的腿長是65cm，質(zhì)量是50kg，g取10N/kg)求：(1)小東正常步行的速度是多少？(2)小東每走一步克服重力所做的功是多少？(3)小東正常步行克服重力做功的功率是多少？【答案】1.5m/s25J75W【答案】(1)小東正常步行的速度v＝s/t＝180×0.5m/60s＝1.5m/s。(2)小東每走一步身體重心的高度差h＝65cm－eq\r(（65cm）2－（25cm）2)＝5cm＝0.05m，小東的體重G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，小東每走一步克服重力所做的功W＝Gh＝500N×0.05m＝25J。(3)小東正常步行克服重力做功的功率P＝W/t＝180×25J/60s＝75W。1．[2018·廣州]如圖所示，甲、乙兩個質(zhì)量不同的小球，從相同高度靜止釋放，小球下落過程中經(jīng)過P、Q兩點，忽略空氣阻力，下列說法正確的是()A．著地瞬間兩球的動能相等B．甲球在P點和Q點的機械能相等C．釋放瞬間兩球的重力勢能相等D．從釋放到著地，兩球所受重力做的功相等【答案】B【解析】小球下落過程中，忽略空氣阻力，機械能守恒，兩球的高度相等但質(zhì)量不同，所以兩球具有的重力勢能不等，著地時兩球的動能不等，下落過程中重力做的功也不等。由于機械能守恒，所以甲球在P點和Q點的機械能相等。2．[2018·襄陽]在排球比賽中，小明把排球豎直向上拋出，排球在運動中動能E隨時間t變化的圖像最接近的是()【答案】A【解析】在質(zhì)量一定時，小球的動能與運動速度有關(guān)，運動速度越快，動能越大。排球在向上運動過程中，先減速上升，到達最高處時速度為0，然后加速下落，所以其動能先減小到0，然后再增大。3．在甲、乙兩圖中，甲圖地面粗糙，乙圖地面光滑。質(zhì)量分別為m、2m的兩個物體在大小為F的恒力作用下，在力的方向上前進了相同的距離，則下列結(jié)論中正確的是（

）A.甲圖中F做的功小于乙圖中F做的功

B.甲圖中F做的功等于乙圖中F做的功

C.甲圖中F做的功大于乙圖中F做的功

D.條件不足，無法確定甲、乙兩圖中F做的功誰大【答案】B【解析】根據(jù)W=Fs可知，做功的大小只與力和距離兩個因素有關(guān)，與其它因素無關(guān)。因為力的大小相等，且前進的距離相等，所以兩圖中做功大小相同，故B正確，而A、C、D錯誤。4．[2018·杭州余杭區(qū)一模改編]如圖，一個重力為10N的物塊，以10m/s的速度沖上了高為5m、長為10m的光滑斜面。達到斜面頂端時，物塊的速度恰好減小為0。對此過程，以下分析正確的是()A．物塊受到平行于斜面向下的摩擦力B．物塊將靜止在斜面頂端C．物塊克服重力做功為50JD．物塊克服重力做功的功率為200W【答案】C【解析】物塊在光滑斜面上運動，不受摩擦力作用，到達頂端后也不可能靜止在斜面頂端。物塊克服重力做功W＝Gh＝10N×5m＝50J。假設(shè)物塊上滑的平均速度10m/s，上滑所用時間t＝s/v＝10m/10m/s＝1s，所以物塊克服重力做功的功率P＝W/t＝50J/1s＝50W，實際物塊做減速運動，上滑所用時間大于1s，則物體克服重力做功的功率應(yīng)小于50W。5．[2018·聊城]2018年2月12日13時03分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第二十八、二十九顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。如圖所示的衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運行，離地球最近的一點叫近地點，最遠的一點叫遠地點，它在大氣層外運行，不受空氣阻力，則下列說法正確的是()A．衛(wèi)星從遠地點運行到近地點，重力勢能減小，動能增大，機械能守恒B．衛(wèi)星從遠地點運行到近地點，重力勢能增大，動能減小，機械能守恒C．衛(wèi)星從近地點運行到遠地點，重力勢能增大，動能增大，機械能不守恒D．衛(wèi)星從近地點運行到遠地點，重力勢能減小，動能減小，機械能不守恒【答案】A【解析】衛(wèi)星從遠地點運行到近地點時，相當于高度降低，而衛(wèi)星的質(zhì)量不變且機械能守恒，所以重力勢能減小，動能增大。6．學(xué)校運動會上舉行“雙搖跳繩”比賽，“雙搖跳繩”是指每次在雙腳跳起后，繩連續(xù)繞身體兩周的跳繩方法，比賽中，初三某同學(xué)1min內(nèi)搖輕繩240圈，則他在整個跳繩過程中的功率最接近于（）A．120W B．400W C．600W D．1000W【答案】A【解析】中學(xué)生的質(zhì)量約50kg，其重力為G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N；跳躍過程中騰空高度約h＝0.12m；因此一次做功W＝Gh＝500N×0.12m＝60J；由于“雙搖跳繩”是指每次在雙腳跳起后，繩連續(xù)繞身體兩周的跳繩方法，所以1min內(nèi)搖輕繩240圈，人起跳＝120次；在1min內(nèi)一共做功：W總＝60J×120＝7200J，則功率P＝＝＝120W。7．[無錫中考]如圖所示，小明在做模擬“蹦極”的小實驗，一根橡皮筋一端系一個小石塊，另一端固定在A點，B點是橡皮筋不系小石塊自然下垂時下端所在的位置，C點是小石塊從A點自由釋放后所能到達的最低點，關(guān)于小石塊從A點到C點運動過程的說法，正確的是()A．小石塊減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能B．從A點下落到B點的過程中，小石塊受到重力和彈力的作用C．從B點下落到C點的過程中，小石塊的速度先增大后減小D．小石塊在C點時，受到平衡力的作用【答案】C【解析】小石塊在下落過程中，在AB段，小石塊只受到重力作用，重力不斷改變小石塊的運動狀態(tài)，小石塊加速下落。在BC段小石塊受到橡皮筋的拉力作用，過B點后橡皮筋開始伸長(大于原長)，彈力逐漸增大，當彈力小于重力時，小石塊仍處于加速狀態(tài)，當彈力大于重力時，小石塊減速下落。BC過程中小石塊先加速后減速，減速過程是因為彈力大于重力，C點是下落的最低點，此時小石塊雖然速度為0，但到達C點后小石塊會立即改變運動狀態(tài)向上運動，故C點時并不受平衡力的作用。8．（2020·溫州模擬）小明同學(xué)以一定速度將彈性球扔向地面，彈性球經(jīng)地面和墻壁兩次反彈，重新在同一高度用手接住，碰撞時小球能量損失不計，1處和2處是在同一高度。如果1處小球的動能大于2處，則下列說法錯誤的是(

)A.1處的機械能一定大于2處

B.1處的動能一定大于4處

C.3處的動能一定大于4處

D.接到小球時的速度一定小于扔出時的速度【答案】C【解析】1處和2處高度相同，因此小球的重力勢能相同；

1處的小球動能大于2處，

根據(jù)機械能=動能+重力勢能可知，1處的機械能大于2處；

即小球在運動過程中機械能有損失；

故A正確不合題意；

因為4處比1處靠后，所以4處的機械能肯定小于1處；

因為4處高度大于1處，

所以4處的重力勢能肯定大于1處；

根據(jù)機械能=動能+重力勢能可知，1處的動能肯定大于4處，

故B正確不合題意；

3處的高度小于4處，

那么3處的重力勢能小于4處；

因為3處比4處靠后，

所以3處的機械能小于4處；

根據(jù)機械能=動能+重力勢能可知，二者的動能可能相等，故C錯誤符合題意；

接到小球時的機械能肯定小于出手時，因此此時的動能肯定小于出手時，故D正確不合題意。

9．如圖所示，粗糙的弧形軌道豎直固定于水平面，一小球由A點以速度v沿軌道滾下，經(jīng)另一側(cè)等高點B后到達最高點C。下列關(guān)于小球滾動過程的分析正確的是（

）A.整個過程只有重力在對小球做功

B.小球在A，B兩點具有的動能相同

C.小球在A，B，C三點的速度大小關(guān)系是vA＞vB＞vC

D.小球在A點具有的機械能等于它在C點具有的重力勢能【答案】C【解析】（1）注意摩擦力對小球運動的影響；

（2）首先比較A、B兩點的機械能的大小，然后比較兩點重力勢能的大小，最后根據(jù)機械能=動能+重力勢能比較動能的大小關(guān)系；

（3）將B點動能與C點進行比較，從而得到二者速度大小，然后結(jié)合（2）中的結(jié)論比較三者的速度大??；

（4）小球要克服摩擦做功，因此時間越靠后，機械能的損耗越多，即機械能越小?！窘獯稹緼.在小球運動的過程中，重力和摩擦力同時對小球做功，故A錯誤；

B.因為B點在A點的后面，所以克服摩擦消耗的機械能更多，那么B點的機械能小于A點的機械能。A、B兩點高度相同，那么它們的重力勢能相同。根據(jù)機械能=動能+重力勢能可知，B點的動能小于A點的動能，即B點的速度小于A點的速度，故B錯誤；

C.C點時小球的速度為零，且B點的速度小于A點的速度，那么小球的速度大小關(guān)系為：vA＞vB＞vC，故C正確；

D.C點在A點的后面，那么C點的機械能損耗更多，那么C點的機械能小于A點的機械能。在C點時小球的速度為零，即動能為零，那么它的重力勢能等于機械能，因此小球在A點的機械能大于C點的重力勢能，故D錯誤。10．（2019春?文登區(qū)期末）小明同學(xué)兩次水平拉動同一物體在同一水平面上做勻速直線運動，兩次物體運動的s﹣t圖象如圖所示，下列判斷錯誤的是（）A．兩次物體所受到的摩擦力f1＝f2 B．兩次物體所受的拉力F1＞F2 C．0﹣t1時間內(nèi)，兩次拉力對物體所做的功W1＞W(wǎng)2 D．0﹣t1時間內(nèi)，兩次拉力對物體做功的功率P1＞P2【答案】B【解析】AB、同一物體的重力不變，對水平面的壓力不變；在同一水平面上運動，則接觸面的粗糙程度相同，故兩次拉動物體時，物體受到的摩擦力相等，即f1＝f2；由圖象可知，兩次物體都做勻速直線運動，說明物體受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，大小相等，所以，兩次物體所受的拉力：F1＝F2＝f；故A正確，B錯誤；CD、由圖象可知，0﹣t1物體第一次通過的路程大于第二次通過的路程，又知兩次拉力相等，根據(jù)W＝Fs可知W1＞W(wǎng)2；0﹣t1時間內(nèi)，即時間相同，且W1＞W(wǎng)2；根據(jù)P＝可知，0﹣t1時間內(nèi)，兩次拉力對物體做功的功率：P1＞P2；故CD正確。11．（2020·杭州模擬）如圖所示，一輕質(zhì)彈簧一端系在墻上的O點，自由伸長到B點，今將一小物塊m連在彈簧上，并把彈簧壓縮到A點，然后釋放，小物體能運動到C點，物體與水平地面間的摩擦力恒定，試判斷下列說法中正確的是(

)A.物體從A到B動能越來越大，從B到C動能越來越小

B.物體從A到B動能先增大后減小，從B到C動能一直減小

C.物體從A到C動能一直在減小

D.物體動能最大的位置在B和C之間【答案】B【解析】當物體受到的合力與運動方向相同時，物體做加速運動；如果合力為零，那么加速停止，此時速度最大；如果合力的方向與運動方向相反，那么物體做減速運動，據(jù)此分析物體動能的變化。①在從A到B的過程中，彈簧被壓縮，因此物體受到水平向右的推力。在開始的一段時間內(nèi)，彈力大于阻力，合力與運動方向相同，因此物體做加速運動。由于形變程度減小，所以彈力在不斷減小，當彈力和阻力相同時，合力為零，此時加速停止，速度最大。

②從這個點到B點時，彈力小于阻力，合力與運動方向相反，物體做減速運動；

③從B到C的過程中，彈力的方向向左，且隨著形變程度的增大而增大。由于阻力方向也向左，所以物體受到的合力方向與運動方向相反，即物體做減速運動，直到靜止下來。

物體從A到B速度先增大后減小，從B到C速度一直減小，故B正確，而A、C錯誤；

因為動能最大時，物體的速度最大，應(yīng)該是阻力和彈力相等的位置，那么此時彈簧應(yīng)該被壓縮，即在A和B之間，故D錯誤。12．（2020九下·寧波月考）如圖將一小球置于一彈簧的上方，放手后，小球向下運動，到達A位置小球剛好與彈簧接觸，到達B位置小球的速度變?yōu)榱?。則對于此過程的分析，下列說法錯誤的是（

）A.從A到B位置過程，小球的部分機械能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能

B.從A到B位置過程，小球受到彈力一直變大

C.從A到B位置過程，小球的速度一直在變小，到B位置為零

D.從A到B位置過程，小球開始時受到的彈力小于重力，后來受到的彈力大于重力【答案】C【解析】（1）動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，重力勢能與質(zhì)量和高度有關(guān)，彈性勢能與形變程度的大小有關(guān)；

（2）在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力與形變程度呈正比；

（3）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的知識分析；

（4）如果物體受到的合力與運動方向相同，那么做加速運動；如果合力為零，那么加速停止，此時速度最大；如果合力的方向與運動方向相反，那么物體做減速運動。當小球到達點B的時候，小球的速度為零，那么它的動能為零；而高度不為零，所以它的重力勢能不為零，也就是在B點時它的機械能不為零，因此小球的部分機械能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，故A正確不合題意；

從A到B的過程中，彈簧的形變程度不斷增大，所以小球受到的彈力一直變大，故B正確不合題意；

在從A到B的過程中，開始一段時間內(nèi)，彈力小于重力，合力向下，與運動方向相同，因此做加速運動；后來彈力大于重力，合力向上，因此又做減速運動，故C錯誤符合題意，D正確不合題意。13．（2018?德陽）圖甲所示的鐵塊重力G＝4N，被吸附在豎直放置且足夠長的磁性平板上，當它在豎直方向上拉力F＝6N的作用下向上運動時，鐵塊受到的摩擦力為N；鐵塊此時速度v與時間t的關(guān)系圖象如圖乙所示，則4s內(nèi)拉力F做功是J?！敬鸢浮?；4.8【解析】（1）由乙圖可見，鐵塊在豎直方向上運動時，速度保持不變，因此鐵塊做勻速直線運動，鐵塊受到平衡力的作用。在豎直方向上受到豎直向下的重力G、豎直向下的摩擦力f和豎直向上的拉力F，根據(jù)平衡力的特點，故鐵塊受到摩擦力大小f＝F﹣G＝6N﹣4N＝2N。（2）根據(jù)v＝可得，鐵塊在4s內(nèi)升高的距離s＝vt＝0.2m/s×4s＝0.8m，因此拉力F做的功W＝Fs＝6N×0.8m＝4.8J。14．如圖（甲）所示，用彈簧測力計測量水平桌面上的鉤碼所受的重力。彈簧測力計從圖示位置開始向上緩慢提升，其示數(shù)F與上升的高度h之間的關(guān)系如圖（乙）所示。試解答下列問題。（1）鉤碼所受的重力為N。（2）當h＝4cm時，彈簧測力計的示數(shù)是N，桌面對鉤碼的支持力是N。（3）從開始提升到h＝16cm，彈簧測力計對鉤碼所做的功是多少？【答案】（1）4.5；（2）3.0；1.5；（3）彈簧測力計對鉤碼所做的功是0.45J?！窘馕觥浚?）鉤碼離開桌面后測力計的示數(shù)不再變化，此時示數(shù)即為鉤碼所受重力大小，故鉤碼所受的重力為4.5N；（2）彈簧的伸長量與拉力成正比、由圖象知：當h＝6cm時，彈簧測力計的示數(shù)為4.5N，則＝0.75N/cm，表示每伸長1cm所需拉力為0.75N。則當h＝4cm時，彈簧測力計的示數(shù)是0.75N/cm×4cm＝3N。此時測力計受重力、拉力、支持力的作用，支持力等于重力減去拉力即4.5N﹣3.0N＝1.5N；（3）由圖象知，鉤碼移動的距離s＝16cm﹣6cm＝10cm＝0.1m，彈簧測力計對鉤碼所做的功是W＝Fs＝4.5N×0.1m＝0.45J。15．（2019九上·溫州月考）一輛滿載物資的總重為G牛頓的運輸車，將物資沿ABCD路線運至D點，AB段與CD段的高度差為h米，如圖所示.在整個運輸過汽車以恒定速度v米/秒運動，汽車t=0時經(jīng)過A處，t1時經(jīng)過B處，t2時處經(jīng)過C處，在此過程中汽車牽引力功率P隨時間的變化的圖象可簡化為圖所示（P1、P2、t1、t2、G、h和v均是已知量常數(shù)）.（1）請分析說明汽車在AB段和BC段運動時牽引力的大小關(guān)系.（2）請用已知量寫出汽車沿斜坡BC段運動時所受總阻力的表達式f總=________。（總摩擦力和空氣阻力）.【答案】（1）⒈因為牽引力的功率P=Fv,可得F=P/v⒉由圖可知車在BC段的功率P2大于在AB段的功率P1⒊車在AB段和BC段的速度均為v⒋根據(jù)F=P/v可得:車在BC段的牽引力大

（2）P2【解析】（1）首先根據(jù)右圖分析整個過程中汽車功率的變化，然后再根據(jù)公式F=Pv分析牽引力的變化；

（2）根據(jù)W總=Pt計算出BC段汽車做的總功，根據(jù)公式W有=Gh計算出克服重力所做的有用功，最后根據(jù)W額=W總-W有計算出克服摩擦做的額外功，接下來根據(jù)s=vt計算出BC段的長度，最后根據(jù)公式【解答】（1）因為牽引力的功率P=Fv，可得：F=P/v；由圖可知，車在BC段的功率P2大于在AB段的功率P1；而車在AB段和BC段的速度均為v，根據(jù)F=P/v可得：車在BC段的牽引力大。

（2）汽車在BC段所做的總功：W總=Pt=P2（t2-t1）；

在BC段克服重力做的有用功為：W有=Gh；

克服摩擦做的額外功為：W額=W總-W有=P2（t2-t1）-Gh；

BC段的長度為：s=vt=v(t2-t1)；

汽車在BC段的總阻力為：f總16．（2019·義烏模擬）如圖，木塊以一定的速度滑過A，B點，到C點滑出下落至D點。A和B，C和D之間的垂直距離均為h且AB=BC（AB、BC兩個面粗糙程度相同）。若空氣阻力忽略不計，假定木塊滑下AB斜面時重力所做的功全部轉(zhuǎn)化為克服摩擦所做的功，則對木塊在運動過程中動能變化的分析，橫坐標表示時間，縱坐標表示動能，請畫出AB、BC、CD段動能的變化曲線并說明理由?！敬鸢浮緼B段：動能不變，重力勢能全部轉(zhuǎn)化為克服AB段摩擦所做的功。

BC段：由于克服BC段摩擦做功，導(dǎo)致動能減?。?/p>

CD段：不計空氣阻力，重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能，動能增加。因為AB、CD兩端高度相等，所以到達D點時木塊動能的增加量等于AB段動能的減少量。由于BC段終點時木塊動能不為0，所以D點時的動能應(yīng)大于A點的動能

【解析】（1）AB段下落過程中，重力做功全部轉(zhuǎn)化為克服摩擦做的功，即到達B點時木塊的動能保持不變；

（2）BC段由于繼續(xù)克服摩擦做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因此木塊動能減少；

（3）CD段木塊重力繼續(xù)做功，因為AB、CD兩端高度相等，所以到達D點時木塊動能的增加量等于AB段動能的減少量。由于BC段終點時木塊動能不為0，所以D點時的動能應(yīng)大于A點的動能，據(jù)此作圖即可。17．（2020·天臺模擬）某科學(xué)興趣小組利用數(shù)字實驗系統(tǒng)探究水的沖擊力F與高度H及流量Q的關(guān)系，實驗裝置如圖所示。水從漏斗口無初速流下沖擊正下方的力傳感器，通過計算機可顯示沖擊力F的大小。該組同學(xué)首先保持水的流量Q0不變，改變漏斗口到力傳感器間的高度H，測得沖擊力F的大小。之后他們將水的流量分別調(diào)整為0.5Q0、1.5Q0，重復(fù)上述實驗。下表是他們得到的部分實驗數(shù)據(jù)。水的流量Q水的沖擊力F/N高度H/m0.5Q0Q01.5Q00.050.511.50.201230.451.534.5（1）漏斗口的閥門在該實驗中的主要作用是________。（2）從表中數(shù)據(jù)可得出沖擊力F與流量Q的關(guān)系是________。（3）分析表中數(shù)據(jù)，說明流量Q比高度H對沖擊力F的影響更大________。（4）利用這個原理，工業(yè)上制造了超高壓水刀，水刀分純水切割和加磨料切割，磨料常用石英砂、金剛砂等，工業(yè)上常用來切割大理石、鋼板等堅硬物體。請說明工業(yè)上通過將水增壓或加入磨料使切割能力大大增加的原因是________?！敬鸢浮浚?）改變水的流量

（2）在高度H一定時，沖擊力F與流量Q成正比

（3）當高度H一定時，流量Q增加1倍產(chǎn)生沖擊力F增加1倍；當流量Q一定時，高度H增加為4倍，沖擊力F增加為2倍

（4）水增壓后水的流速增加或加入磨料后增大質(zhì)量和摩擦，從而增加水的動能，增強了水的切割能力。【解析】（1）通過改變閥門的開啟程度，可以改變流出水的流量；

（2）計算表格中高度為0.05m時對應(yīng)沖擊力和流量