習(xí)題 功與能量 -2024年初高中物理銜接練（新人教版全國用）(原卷版)

第=page11頁，共=sectionpages1313頁銜接點05功與能量初中知識點高中功：功的概念、功的單位、力做功的兩個因素、比較功的大小、功的計算、功的原理功：功的概念（初中只要求計算力與物體運動方向相同時所做的功，高中拓展到物體受到的力與物體運動的位移互成角度時功的計算）、做功的判斷及功的正負、多力做功。功率：功率的概念、功率的單位、比較功率的大小、功率的計算、功率在實際生活中的應(yīng)用功率：功率的概念（在初中功率計算基礎(chǔ)上引出功率另一個公式，并提出瞬時功率的概念）、平均功率、瞬時功率機械能：動能和勢能、動能和勢能在生活中的應(yīng)用、動能和勢能的轉(zhuǎn)化、機械能守恒重力勢能（高中加深對重力勢能的量化計算）：重力做功與重力勢能的關(guān)系、重力勢能的概念和表達式彈性勢能（高中加深理解彈力做功與彈性勢能的關(guān)系）：彈性勢能的概念、彈力做功與彈性勢能的關(guān)系動能和動能定理（高中需要利用動能及動能定理進行量化計算和解題）：動能的概念和表達式、動能定理的基本應(yīng)用：機械能守恒定律及其應(yīng)用（初中只要求知道哪些情況下機械能守恒，高中在這個基礎(chǔ)上利用機械能守恒進行解題）：機械能的概念、機械能守恒的判斷、機械能守恒定律的應(yīng)用能量守恒定律、功能關(guān)系能量、能源和能量耗散、能量守恒定律、功能關(guān)系的應(yīng)用一、舊知識回顧功和能1．功①功的兩個必要因素：一是________________________________；二是______________________________.②三種不做功的情況：Ⅰ、有力沒距離，Ⅱ、有距離沒力Ⅲ、________________。③功的計算：功(W）等于力(F)跟物體在力的方向上通過的距離（s)的乘積。(功=力×距離）④功的公式：________________；單位：W→焦；F→牛頓；s→米。________________。⑤功的原理：使用任何機械都不省功。2．功率①功率(P）：物理意義：________________。定義：單位時間（t）里完成的功（W)，叫功率。②計算公式：________________。單位：P→瓦特；W→焦；t→秒。（________________)3．機械效率①定義：________________跟________________的比值叫機械效率。②計算公式：η=W有/W總機械能1．一個物體能夠做功，這個物體就具有能(能量)。2．動能：物體由于________________而具有的能叫動能。3．________________________________________________________________。4．勢能分為________________________________________________________________。5．重力勢能：物體由于被舉高而具有的能。6．物體________________越大，________________,重力勢能就越大。7．彈性勢能:物體由于發(fā)生________________而具的能。8．物體的彈性形變越大，它的彈性勢能就越大。9．機械能：________________.（________________)單位是：________________10.________________。方式有：動能重力勢能；動能彈性勢能.11．自然界中可供人類大量利用的機械能有風(fēng)能和水能。二、熱身練手Ⅰ、單選題：本大題共10小題。1.如圖的幾種情景中，人做了功的是(

)A. B.C. D.2.(2024·廣東省湛江市·其他類型)如圖所示，小麗和叔叔一起從一樓爬到五樓(二者均克服自身的重力做功)，小麗先于叔叔到達五樓，已知叔叔的體重大于小麗的體重。下列說法中正確的是(

)A.小麗做的功可能等于叔叔做的功 B.小麗的功率可能等于叔叔的功率C.小麗做的功一定大于叔叔做的功 D.小麗的功率一定大于叔叔的功率3.(2024·四川省·期中考試)甲、乙兩臺機器，他們的功率分別為300瓦和350瓦，則下列選項中正確的是(

)A.甲做功一定比乙做功多 B.甲做功時間一定比乙少C.甲做功可能比乙做功多 D.甲做功可能比乙做功慢4.(2023·北京市市轄區(qū)·期中考試)下列情景中，屬于重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的是(

)A.用弓箭將箭射出 B.滾擺減速上升 C.石塊加速下落 D.熱氣球勻速下降5.對于如圖所示滾擺運動的現(xiàn)象，下列解釋中不正確的是(

)A.動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化B.下降時重力勢能減小、動能增大C.上升的最大高度逐次降低，說明能量不守恒D.有部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但總能量不變6.(2024·安徽省馬鞍山市·期中考試)2023年5月30日9時31分，搭載神舟十六號載人飛船的長征二號F遙十六運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，景海鵬、朱楊柱、桂海潮3名航天員狀態(tài)良好，發(fā)射取得圓滿成功。火箭搭載衛(wèi)星在加速升空的過程中，下列說法正確的是(

)A.火箭的動能增加，重力勢能增加，機械能增加B.火箭的動能不變，重力勢能不變，機械能不變C.火箭的動能不變，重力勢能增加，機械能增加D.火箭的動能減小，重力勢能增加，機械能不變7.(2024·全國·同步練習(xí))蘇翊鳴在2022年北京冬奧會單板滑雪男子大跳臺比賽中奪得金牌，如圖所示為運動員在空中運動的軌跡，圖中a、c兩處等高，若不計空氣阻力，下列說法正確的是

(

)A.運動員從a處到b處重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 B.運動員在a處和c處的重力勢能相等C.運動員在b處時的機械能最大 D.運動員從b處到d處速度逐漸減小8.(2024·全國·同步練習(xí))汽車爬坡時，駕駛員的操作是：加大油門，同時將變速器換成低速檔。加大油門是使發(fā)動機發(fā)揮最大的功率，換用低速檔是為了減速。那么，在爬坡時，減少汽車的速度是為了(

)A.保證安全 B.獲取更大的動力 C.省油 D.增大慣性9.(2023·湖北省鄂州市·期末考試)如圖所示，甲、乙是兩個完全相同的網(wǎng)球。在同一高度以大小相等的速度，將甲球豎直向下拋出、將乙球豎直向上拋出，不計空氣阻力，則下列說法正確的是(

)A.甲球在空中下落時，重力勢能增大，動能減小B.乙球上升過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能C.拋出時，甲、乙兩球的機械能相等D.拋出時，甲球的動能小于乙球的動能10.(2024·澳門特別行政區(qū)·期中考試)小明把一個鐵鎖用繩子懸掛起來，將鐵鎖拉到自己的鼻子附近，穩(wěn)定后松手，鐵鎖向前擺去，如圖所示.下列說法中正確的是(

)A.鐵鎖擺回時會打到小明的鼻子B.鐵鎖在擺動過程中動能與重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化C.鐵鎖由高處擺到低處的過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能D.鐵鎖上升的最大高度逐次降低，是由于受到重力作用Ⅱ、計算題：本大題共3小題。11.(2023·全國·單元測試)小紅在操場上將一皮球拋出，皮球被拋出后的運動軌跡如圖1所示，a、c兩點處于同一高度。則下列判斷中正確的是______A.皮球由a到b時，動能逐漸增大B.皮球由c到d時，機械能一直減小C.皮球在b點時的機械能最大D.皮球在a、c兩點時動能相等總結(jié)：(1)比較動能大小要看______、______；若動能相同(不變)則要______；(2)比較重力勢能大小要看______、______；若重力勢能相同(不變)則要______；(3)本題的機械能是否守恒______；依據(jù)是：______。12.(2024·遼寧省沈陽市·期中考試)隨著科技發(fā)展，有些餐廳利用機器人送餐。某次送餐時，機器人與食物的總質(zhì)量為40kg，機器人受到的阻力為車重的0.1倍，機器人水平勻速直線運動了9m，用時18s。(g取10N/kg)請計算：(1)機器人在本次送餐時做的功是多少？(2)機器人在本次送餐時做功的功率是多少？13.(2024·湖北省襄陽市·其他類型)質(zhì)量為1.5t的汽車，在水平公路上勻速行駛時受到的摩擦阻力是車重的0.02倍，汽車由小明家行駛到學(xué)校距離為3km．(g=10N/kg)求：(1)汽車受到的支持力大小為多少？(2)汽車勻速行駛時，發(fā)動機對汽車的牽引力是多大？(3)小明上學(xué)過程中，汽車牽引力做功是多少？一、新知識梳理機械能1.功（1）功的定義:________________和作用在________________的乘積.是描述力對空間積累效應(yīng)的物理量，是過程量.定義式:W=F·s·cosθ，其中F是力，s是力的作用點位移（對地），θ是力與位移間的夾角.（2）功的大小的計算方法:①恒力的功可根據(jù)W=F·S·cosθ進行計算，本公式只適用于恒力做功.②根據(jù)W=P·t，計算一段時間內(nèi)平均做功.2.功率（1）功率的概念:功率是表示________________的物理量，是標(biāo)量.求功率時一定要分清是求哪個力的功率，還要分清是求平均功率還是瞬時功率.（2）功率的計算①平均功率:________________（定義式）表示時間t內(nèi)的平均功率，不管是恒力做功，還是變力做功，都適用.②瞬時功率:________________，式中P和v分別表示t時刻的功率和速度，α為兩者間的夾角.（3）額定功率與實際功率：①額定功率:發(fā)動機正常工作時的最大功率.②實際功率:發(fā)動機實際輸出的功率，它可以小于額定功率，但不能長時間超過額定功率.3.動能:物體由于運動而具有的能量叫做動能.表達式:________________4.動能定理:外力對物體所做的總功等于物體動能的變化.表達式________________（1）動能定理的表達式是在物體受恒力作用且做直線運動的情況下得出的.但它也適用于變力及物體作曲線運動的情況.（2）功和動能都是標(biāo)量，不能利用矢量法則分解，故動能定理無分量式.（3）應(yīng)用動能定理只考慮初、末狀態(tài)，沒有守恒條件的限制，也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時間的動力學(xué)問題，都可以用動能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷.（4）當(dāng)物體的運動是由幾個物理過程所組成，又不需要研究過程的中間狀態(tài)時，可以把這幾個物理過程看作一個整體進行研究，從而避開每個運動過程的具體細節(jié)，具有過程簡明、方法巧妙、運算量小等優(yōu)點.5.重力勢能（1）定義:地球上的物體具有跟________________的能量，叫做重力勢能，.①重力勢能是地球和物體組成的系統(tǒng)共有的，而不是物體單獨具有的.②重力勢能的大小和零勢能面的選取有關(guān).③重力勢能是標(biāo)量，但有“+”、“-”之分.（2）重力做功的特點:重力做功________________________________________________.WG=mgh.（3）做功跟重力勢能改變的關(guān)系:重力做功等于重力勢能增量的負值.即WG=-.6.彈性勢能:物體由于發(fā)生________________而具有的能量.7.機械能守恒定律（1）________________統(tǒng)稱為機械能，E=Ek+Ep.（2）機械能守恒定律的內(nèi)容:在只有重力（和彈簧彈力）做功的情形下，物體動能和重力勢能（及彈性勢能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變.（3）機械能守恒定律的表達式（4）系統(tǒng)機械能守恒的三種表示方式:①系統(tǒng)初態(tài)的總機械能E1等于末態(tài)的總機械能E2，即E1=E2

②系統(tǒng)減少的總重力勢能ΔEP減等于系統(tǒng)增加的總動能ΔEK增，即ΔEP減=ΔEK增

③若系統(tǒng)只有A、B兩物體，則A物體減少的機械能等于B物體增加的機械能，即ΔEA減=ΔEB增

［注意］解題時究竟選取哪一種表達形式，應(yīng)根據(jù)題意靈活選取;需注意的是:選用①式時，必須規(guī)定零勢能參考面，而選用②式和③式時，可以不規(guī)定零勢能參考面，但必須分清能量的減少量和增加量.

（5）判斷機械能是否守恒的方法

①用做功來判斷:分析物體或物體受力情況（包括內(nèi)力和外力），明確各力做功的情況，若對物體或系統(tǒng)只有重力或彈簧彈力做功，沒有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零，則機械能守恒.

②用能量轉(zhuǎn)化來判定:若物體系中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機械能守恒.

③對一些繩子突然繃緊，物體間非彈性碰撞等問題，除非題目特別說明，機械能必定不守恒，完全非彈性碰撞過程機械能也不守恒.8.功能關(guān)系

（1）當(dāng)只有重力（或彈簧彈力）做功時，物體的機械能守恒.

（2）重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:WG=Ep1-Ep2.

（3）合外力對物體所做的功等于物體動能的變化:W合=Ek2-Ek1（動能定理）

（4）除了重力（或彈簧彈力）之外的力對物體所做的功等于物體機械能的變化:WF=E2-E1

二、小試牛刀Ⅰ、單選題：本大題共15小題。1.如圖所示的人，沒有對物體做功的是(

)A.運動員把足球踢出 B.人拉著箱子前進C.工人通過滑輪提高重物

D.人推墻沒推動2.(2023·江蘇省南通市·月考試卷)如圖所示，無人機送貨的情景．下列情況中無人機對吊著的貨物不做功的是(

)A.

懸停在空中 B.

豎直加速上升 C.

豎直勻速上升 D.

豎直勻速下降3.(2024·福建省·期中考試)人推著木箱在水平地面上向右移動一段距離，木箱受力情況如圖，四個力中做功的是A.重力G和支持力N B.推力F和摩擦力f C.推力F和支持力N D.摩擦力f和重力G4.(2024·福建省·期中考試)如圖所示，若用輕繩拴一物體，使物體以恒定加速度向上做減速運動，則下列說法正確的是(

)A.重力做負功，拉力做正功，合外力做負功 B.重力做正功，拉力做負功，合外力做負功C.重力做正功，拉力做正功，合外力做正功 D.重力做負功，拉力做負功，合外力做負功5.(2024·江蘇省揚州市·月考試卷)物體在兩個相互垂直的力F1、F2作用下運動，力F1對物體做功6J，力F2對物體做功8J，則F1、A.14J B.10J C.2J D.-6.(2024·江蘇省徐州市·月考試卷)如圖所示，一位老爺爺在一片平坦的草地上遛狗，拉狗的繩子與地面的夾角為30°，設(shè)繩的拉力始終是20?N，在向前移動2A.40?J B.-203

J C.-407.(2024·福建省·期中考試)如圖所示，在水平雪面上雪橇受與水平方向成α角的拉力F作用，沿直線勻速前進了s的距離。下列說法正確的是A.

拉力做功為Fs B.

地面對雪橇的支持力做正功C.重力對雪橇做負功 D.外力對雪橇做的總功是零8.(2024·江蘇省無錫市·期中考試)引體向上是《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的高中男生測試項目之一。若一男生在測試中1分鐘內(nèi)完成了20次引體向上，則測試過程中該男生克服重力做功的平均功率約為(

)A.50W B.120W C.350W D.800W9.(2024·廣東省·單元測試)如圖所示，用大小為12N，沿水平方向的恒力F作用在質(zhì)量為2kg的木箱上，使木箱在水平地面上沿直線運動，已知木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.50，g取10m/s2，當(dāng)木箱從靜止開始運動了12m時A.力F做的功W1=?120JC.克服摩擦力做的功W3=120J D.10.(2024·海南省?？谑小て谥锌荚?如圖所示，重為20N的物體，沿固定的斜面由靜止開始下滑，經(jīng)過1s下降了1m的高度，在此過程中重力做功的平均功率是(

)A.40W B.30W C.20W D.10W11.(2024·福建省三明市·期中考試)如圖，質(zhì)量為0.5kg的小球，從A點下落到地面上的B點，下落過程受到恒定阻力f=1N，若A點距桌面h1為1.2m，桌面高h2為0.8m，g取10?A.6J B.8JC.10J D.參考平面未定，結(jié)果未知12.(2024·福建省·月考試卷)如圖所示，小朋友站在“蹦蹦跳”上隨踏板跳躍，從狀態(tài)1到狀態(tài)2是著地后桿外的彈簧向上彈起并恢復(fù)原長的過程。在此過程中關(guān)于小朋友的重力勢能Ep重和彈簧的彈