第11章 功和機械能（核心考點講練）

第十一章功和機械能考點01功【高頻考點精講】1、功的概念：如果一個力作用在物體上，物體在這個力的方向上通過了一段距離，力學(xué)里就說這個力做了功。2、做功的兩個必要因素：一個是作用在物體上的力，另一個是物體在這個力的方向上移動一段距離。兩個因素必須都有，缺一不可，否則就沒有做功。3、力對物體不做功的情況，可分為以下三種情況：（1）物體受到力的作用但沒有通過距離，這個力對物體沒有做功，例如人用力推箱子，但是沒有推動；一個人提著書包站著不動，力都沒有對物體做功。（2）物體由于慣性通過一段距離，但物體沒有受到力的作用，這種情況也沒有做功，例如在光滑的冰面上滑動的冰塊，由于慣性向前運動，雖然在水平方向上通過了一段距離，但是并沒有水平方向上的力作用于它，所以沒有力對冰塊做功。（3）物體通過的距離跟它受力的方向垂直，這種情況雖然有力的作用，物體也通過了一段距離，但這個距離不是在力的方向上通過的距離，這個力也沒有做功。例如人在水平面上推車前進，重力的方向是豎直向下的，車雖然通過了距離，但不是在重力方向上通過的距離，因而重力沒有對車做功。4、功的計算（1）公式：功等于力與物體在力的方向上移動距離的乘積，W=Fs；（2）單位：國際單位制中，力（F）的單位是牛（N），距離（s）的單位是米（m），功的單位是牛×米（N?m），用專門的名稱叫做焦耳，簡稱焦，符號J?！緹狳c題型精練】1．下列說法中正確的是（）A．用手從地面豎直提起水桶，手豎直向上的拉力對水桶做了功 B．提著水桶在路面上水平向前移動一段路程，手豎直向上的拉力對水桶做了功 C．拋出手的鉛球在空中向前運動的過程中，推力對鉛球做了功 D．用力推一輛汽車，汽車靜止不動，推力在這個過程中對汽車做了功2．立定縱跳摸高是中學(xué)生常見的運動項目，起跳前先屈膝下蹲，然后腳掌用力蹬地，伸展身體，兩臂上揮，豎直向上跳起至最高點，小剛同學(xué)在一次立定縱跳摸高中消耗的能量約為（）A．3×102J B．3×103J C．3×104J D．3×105J3．一個人先后用同樣大小的力F將不同質(zhì)量的物體分別在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移動相同的距離s（如圖所示），該力在這三個過程中所做的功分別為W1、W2、W3，關(guān)于它們之間的大小關(guān)系說法正確的是（）A．W1＜W2＜W3 B．W1＜W2＝W3 C．W1＝W2＝W3 D．W1＝W2＜W34．如圖甲所示，木塊放在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊使其做直線運動，在相同水平面上兩次拉動木塊得到的s﹣t關(guān)系圖象如圖乙所示。第1、2兩次彈簧測力計示數(shù)分別為F1、F2；速度分別為v1、v2；如果運動時間相同，拉力所做的功分別為W1、W2．下列判斷正確的是（）A．F1＝F2；v1＜v2；W1＜W2 B．F1＜F2；v1＜v2；W1＜W2 C．F1＞F2；v1＞v2；W1＞W(wǎng)2 D．F1＝F2；v1＞v2；W1＞W(wǎng)25．如圖所示的單擺，讓小球從A點靜止釋放，小球從A點向B點擺動的過程中，小球受到的重力對小球功，細繩對小球的拉力功（均選填“做”或“不做”）。6．如圖是一款健身拉力器原理圖，斜面的傾角為30°，重500N的物塊與固定在斜面底端的彈簧相連，小明通過定滑輪拉著物塊沿斜面向上勻速運動2m的過程中（此過程彈簧始終處于被拉伸狀態(tài)），小明對繩的拉力所做的功為1000J，克服彈簧拉力做功300J，則克服物塊重力做的功為J，物塊與斜面之間摩擦力的大小為N．（忽略繩重、滑輪與軸的摩擦）7．跳傘是一項極具挑戰(zhàn)的運動，現(xiàn)在越來越受到人們的喜愛。在某次跳傘訓(xùn)練過程中，一體重為500N的運動員從空中懸停的直升機上由靜止開始豎直跳下，其速度與時間的關(guān)系如圖所示，經(jīng)15s下落210m后，開始做勻速直線運動直至落地，整個過程用時30s，求在這個過程中：（1）運動員下落的平均速度；（2）重力做的功；（3）勻速下降時重力做功的功率?？键c02功率【高頻考點精講】1、功率的概念（1）定義：物體在單位時間內(nèi)所做的功叫功率，在物理學(xué)中用字母P表示；（2）意義：物理學(xué)中，用功率來表示物體做功的快慢；（3）公式：，由，可得推導(dǎo)公式：（4）國際單位：瓦特（W），1W＝1J/s；常用單位：千瓦（kW），．（5）功率的種類：①平均功率：物體做變速運動時，力在不同的時間段內(nèi)做功快慢不同，平均功率可表示力在某段時間內(nèi)做功的平均快慢程度；②瞬時功率：物體做變速運動時，力在某個時刻做功的快慢。2、功率大小的比較（1）在相同時間內(nèi)，比較做功的多少，做功越多的物體，功率越大；（2）在完成相同功的條件下，比較所用時間的長短，所用時間越短的物體，功率越大；（3）做功多少和所用時間都不同的情況下，通過公式計算，然后進行比較。3、功率的測量實驗由可知，測量功率必須測得物體所做的功W和做功時間t，而物體所做的功不能直接測出，應(yīng)測出功的兩個必要因素，即作用在物體上的力的大小以及物體沿這個力的方向所通過的距離，需要測量工具：停表和刻度尺?！緹狳c題型精練】8．一位體重為50kg的同學(xué)在跳繩測試中，1min跳180次，每次騰空的最大高度平均為4cm，則他在跳繩過程中，克服重力做功的平均功率是（）A．3600W B．6000W C．500W D．60W9．如圖1所示，水平路面由三段長度相等的粗糙區(qū)域組成。在2N水平拉力F的作用下，物塊（體積忽略不計）從區(qū)域①的最左端由靜止開始運動，在剛進入?yún)^(qū)域③時撤去拉力，物塊最終停在區(qū)域③的最右端。圖2為物塊在區(qū)域①和②上運動的v﹣t圖象，則（）A．區(qū)域①路面的粗糙程度比②的大 B．拉力在區(qū)域①中做功的功率比②的小 C．物塊在區(qū)域①上所受的摩擦力等于2N D．物塊在區(qū)域③上運動的時間可能為1s10．汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動機功率為P0，牽引力為F0，t1時刻開始，司機減小了油門，使汽車保持恒定功率P行駛，到t2時刻，汽車又開始做勻速直線運動，速度為v，已知運動過程中汽車所受阻力f恒定不變，汽車牽引力F隨時間變化的圖像如圖所示，則（）A．t1至t2時間內(nèi)，汽車做加速運動 B．F0＝2f C．t2時刻之后，汽車將保持功率P0行駛 D．v=1211．如圖所示，用20N的力F拉著重為100N的物體，使其沿水平面以2m/s的速度勻速運動了5s，若每個滑輪重10N，忽略繩重和滑輪軸的摩擦，則下列說法正確的是（）A．拉力F做的功為200J B．拉力F的功率為120W C．滑輪組對物體做的有用功為400J D．滑輪組對物體所做有用功的功率為60W12．王波同學(xué)幫父母搬家，現(xiàn)有30捆書籍。每捆書籍的質(zhì)量都為5kg。王波想盡快將它們搬上10m高處的新家。如圖是王波可以提供的用于搬運物體的功率與被搬運物體質(zhì)量之間的關(guān)系圖像。由圖可知，為了盡可能快地將這批書籍搬上新家，他每次應(yīng)搬捆。若每次下樓時間是上樓時間的一半，則他最快完成搬運任務(wù)并返回原地，所用的總時間為s（g＝10N/kg）。13．小麗同學(xué)用水平力F拉動如圖所示裝置，使重100N的A物體4s內(nèi)在水平地面上勻速運動了80cm，物體B重50N（物體B與A始終接觸），此過程中地面受到的摩擦力為10N，彈簧測力計的示數(shù)為8N．若不計輪重、彈簧測力計重、繩重和繩與滑輪間摩擦，則滑輪移動的速度為m/s，物體A受到B施加的摩擦力（選填“水平向左”、“水平向右”或“為零”），水平拉力F為N，水平拉力F的功率為W。14．一輛掛有綠色號牌的四輪電動汽車，以54km/h的速度在水平地面沿直線勻速行駛了6min，行駛時所受阻力為自重的0.05倍（g取10N/kg）求：（1）電動汽車在6min內(nèi)通過的路程。（2）已知該車靜止時對地面的壓強是1.5×106Pa，每個輪胎與地面的接觸面積為20cm2，求空車的質(zhì)量。（3）在水平地面勻速行駛的過程中，該電動汽車牽引力做功的功率?？键c03動能和勢能【高頻考點精講】一、能量1、定義：物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個物體具有能量。2、一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大。3、單位：焦耳，符號：J，能的單位與功的單位相同。二、動能1、定義：物體由于運動而具有的能，叫做動能。一切運動的物體都具有動能。2、影響動能大小的因素：物體的質(zhì)量和物體運動的速度。（1）質(zhì)量相同的物體，運動的速度越大，物體的動能越大。（2）運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，物體的動能越大。三、勢能（一）重力勢能1、定義：物體由于受到重力并處在一定高度時所具有的能，叫做重力勢能。2、影響重力勢能大小的因素：物體的質(zhì)量和物體所處的高度。（1）質(zhì)量相同的物體，所處的高度越高，物體的重力勢能越大。（2）所處高度相同的物體，質(zhì)量越大，物體的重力勢能越大。（二）彈性勢能1、定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。2、影響彈性勢能大小的因素：彈性形變程度。物體的彈性形變越大，具有的彈性勢能越大?！緹狳c題型精練】15．如圖所示，人造衛(wèi)星沿橢圓形軌道繞地球運行，當衛(wèi)星從遠地點向近地點運動過程中，下列說法正確的是（）A．動能逐漸增大，機械能增大 B．勢能逐漸減小，機械能減小 C．動能逐漸增大，勢能逐漸減小，機械能不變 D．動能逐漸增大，勢能逐漸減小，機械能減小16．質(zhì)量為m的小環(huán)穿在固定的光滑曲桿上，從某點A靜止釋放后沿曲桿運動，如圖所示。不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．只要A點高于D點，小環(huán)就能到達D點 B．若小環(huán)能到達D點，離開D點后將豎直向下運動 C．小環(huán)從A點到D點，重力勢能一直減小，機械能不變 D．小環(huán)從A點到B點，動能一直增加，機械能不變17．如圖所示，一彈簧的左端固定，右端連接一個小球，把它們套在光滑的水平桿上。a點是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置，b點是彈簧原長時小球的位置，c點是小球到達最右端的位置。則小球a點運動到c點的過程中，下列說法正確的是（）A．小球在a點，彈簧的彈性勢能最小 B．小球在b點，小球的速度最小 C．從a點到b點，小球的動能逐漸增大 D．從b點到c點，彈簧的彈性勢能逐漸減小18．如圖所示，斜面與水平面在M點相連，彈簧左端固定。小物塊從斜面上P點由靜止滑下，與彈簧碰撞后最高返回到T點。則下列說法中正確的是（）A．小物塊從P向M運動過程中，機械能減小 B．小物塊從P向M運動過程中，重力勢能增大 C．彈簧被壓縮到最短時，小物塊動能最大 D．小物塊從M向T運動過程中，速度變快19．如圖所示，一個靜止小球從A點沿粗糙程度相同的軌道下滑，經(jīng)B點到達C點，從A點到達C點的過程中，小球的動能，小球的重力勢能，小球的機械能。（選填序號）①保持不變；②一直減??；③先增大后減??；④一直增大；⑤先減小后增大。20．在探究“汽車的速度”的實驗中，甲、乙兩輛相同的汽車在同一水平地面上做直線運動的s﹣t圖象如圖所示。由圖可知，甲車的動能（選填“大于”、“小于”或“等于”）乙車的動能；經(jīng)過相同的時間，甲、乙兩車牽引力做的功之比為。（空氣阻力忽略不計）21．實驗小組的同學(xué)用如圖所示的裝置探究“物體動能的大小與質(zhì)量和速度的關(guān)系”。將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球擺到豎直位置時，撞擊水平木板上的木塊，將木塊撞出一段距離。（1）本實驗使鋼球獲得動能的操作方法是，鋼球動能的大小是通過觀察來判斷的。實驗次數(shù)鋼球質(zhì)量/g鋼球下擺高度/cm木塊滑行距離/cm1202020240205836020（2）從表中數(shù)據(jù)可以看出，他們讓質(zhì)量不同的鋼球從相同高度擺下，使鋼球到達豎直位置的相同，從而探究動能與的關(guān)系。（3）在第3次實驗中，木塊被撞后滑出木板，需要重做第3次實驗，甲同學(xué)建議換用同樣較長的木板，乙同學(xué)建議換一個較大的木塊，丙同學(xué)建議降低鋼球下擺的高度。你認為應(yīng)當采用同學(xué)的建議。（4）由上述實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可得出結(jié)論：。22．小蘇同學(xué)的物理興趣小組準備探究“彈簧彈性勢能的大小與什么因素有關(guān)”。他們猜想：彈簧彈性勢能可能與彈簧長度變化量、彈簧螺紋圈直徑、彈簧的材料等因素有關(guān)。他們的實驗裝置如圖所示，把彈簧放在水平面上，其左端固定在墻上，AO等于彈簧原長，水平面O點左側(cè)光滑，右側(cè)粗糙。將物體M從O點壓縮彈簧到P點，然后由靜止釋放，當物體M運動到O點與彈簧分開，最終運動到Q點靜止。請補充完成他們的探究過程：（1）彈簧彈性勢能的大小是通過來衡量的。（2）探究彈簧彈性勢能與彈簧長度變化量的關(guān)系，應(yīng)該選用（選填“相同”或“不同”）彈簧進行實驗，并先后改變之間的距離，測出OQ的距離，重復(fù)實驗，測量多組數(shù)據(jù)并記錄。（3）小蘇的實驗小組經(jīng)過多次實驗得出了結(jié)論。在上面的實驗中，他們運用到了轉(zhuǎn)換法和兩種物理思想方法。23．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)如下表：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/m①A2000.50.1②B4000.50.25③C20010.2④D20010.2（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)論是：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的動能，其中B球的動能為J．（忽略空氣阻力，g＝10N/kg）考點04機械能及其轉(zhuǎn)化【高頻考點精講】一、機械能1、動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能。2、動能和勢能是機械能的兩種表現(xiàn)形式。二、動能和勢能的轉(zhuǎn)化與守恒1、動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。動能和重力勢能之間的相互相互轉(zhuǎn)化一般發(fā)生在只受重力作用下的運動過程中，例如滾擺在下降過程中，越轉(zhuǎn)越快，它的重力勢能越來越小，動能越來越大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；滾擺在上升過程中，越轉(zhuǎn)越慢，它的重力勢能越來越大，動能越來越小，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。2、動能和彈性勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。動能和彈性勢能之間的相互轉(zhuǎn)化可以發(fā)生在同一物體上，也可以發(fā)生在不同物體之間，例如，從高處落下的皮球與地面撞擊的過程中，由于皮球發(fā)生彈性形變，皮球的動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，皮球在恢復(fù)形變的過程中，它的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。拉彎的弓把箭射出去的過程中，拉彎的弓具有彈性勢能，射出去的箭具有動能，這是弓的彈性勢能轉(zhuǎn)化為箭的動能。3、在動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中，如果沒有機械能和其它形式能量之間的相互轉(zhuǎn)化，則機械能的總量保持不變，這就是機械能守恒定律。三、機械能守恒1、條件：如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和不變，或者說，機械能是守恒的。2、如果只有重力或彈力做功，沒有其它的力做功，機械能是守恒的?！緹狳c題型精練】24．如圖所示，捻動滾擺的軸使其升高后釋放，觀察滾擺運動過程，長時間后滾擺停止上下滾動。下列說法正確的是（）A．滾擺下降時，重力勢能減小，動能減小 B．滾擺到最低點后又上升，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 C．滾擺整個運動過程中，機械能守恒 D．滾擺每次上升的高度逐漸減小，說明滾擺的機械能減小25．如圖所示，將一小鋼球從a點豎直向上拋出（不計空氣阻力），經(jīng)過b點到達最高點c時速度為零，圖中hab＝hbc，下列判斷正確的是（）A．小鋼球在ac段重力勢能的增加量與動能的減小量相等 B．小鋼球運動到最高點c時所受的合力為零 C．小鋼球在ab段克服重力做功小于在bc段克服重力做功 D．就a、b、c三點而言，小鋼球在a點具有的機械能最大26．如圖，輕質(zhì)彈簧豎直放置，下端固定于地面，上端位于O點時彈簧恰好不發(fā)生形變?，F(xiàn)將一小球放在彈簧上端，再用力向下把小球壓至圖中A位置后由靜止釋放，小球?qū)⒇Q直向上運動并脫離彈簧，不計空氣阻力，則小球（）A．運動至最高點時，受平衡力作用 B．被釋放瞬間，所受重力大于彈簧彈力 C．從A點向上運動過程中，速度先增大后減小 D．從O點向上運動過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能27．將皮球從離地某一高度O點處水平拋出，球落地后又彈起。它的部分運動軌跡如圖所示。下列說法正確的是（）A．皮球經(jīng)過同一高度的A、B兩點時動能相等 B．皮球第一次反彈后到達最高點P點時速度為零 C．皮球在D點時的機械能小于在C點時的機械能 D．若將皮球表面涂黑，則會在地面M、N兩點留下兩個大小相等的黑色圓斑28．如圖所示，在一個金屬罐的蓋和底各開兩個小洞。將小鐵塊用細繩綁在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋兩端穿過蓋和底的小洞并固定起來，使小鐵塊懸于罐體內(nèi)。做好后將罐子從不太陡的斜面滾下，罐子和小鐵塊的動能會轉(zhuǎn)化為橡皮筋的，滾動一段時間后罐子停下來，然后再沿斜面向上滾動，此時罐子的重力勢能會（選填“增大”“減小”或“不變”）。29．如圖所示，小吳用滑雪板滑雪，從高點C處由靜止滑下，經(jīng)過B點到達最低點，然后到達另一側(cè)與B點等高的點A時剛好速度為零。由C到B點過程中，能轉(zhuǎn)化為動能，從C到A點過程中，點的動能最大，從最低點O到A點的過程中，機械能的總量（選填“變大”、“變小”或“不變”）。30．在探究“動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化”的實驗中，采用如圖所示的實驗裝置。用細線把一個質(zhì)量為m的小球懸掛起來，將小球從位置B拉到位置A，由靜止釋放小球，觀察小球從A→B→C的過程中的高度和速度的變化，并測出了小球在A、B、C三個位置時動能和重力勢能的值，從而分析這一過程中動能和重力勢能之間的轉(zhuǎn)化，數(shù)據(jù)如表所示。運動過程或位置AA→BBB→CC動能Ek（J）0增加4.98減少0重力勢能EP（J）5.00減少0增加4.97（1）小球在圖中的C位置，受到個力的作用。（2）從實驗中可以看出，小球從A→B的過程中速度不斷增加，高度不斷降低，這個過程中是重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為；在能量轉(zhuǎn)化的過程中，機械能在逐漸減少，這主要是小球由于受到造成的。（3）在實驗中，如果換用質(zhì)量為2m的小球，其他條件不變。那么，小球到達B位置時的機械能質(zhì)量為m的小球到達B位置時的機械能（選填“大于”、“小于”或“等于”）。31．已知物體的重力勢能表達式為EP＝mgh，動能表達式為EK=12mv（1）物體被拋出時的重力勢能EP和動能EK1；（2）物體從被拋出點至落地的過程中，其重力所做的功W；（3）物體落地前瞬間的動能EK2。

第十一章功和機械能（解析版）考點01功【高頻考點精講】1、功的概念：如果一個力作用在物體上，物體在這個力的方向上通過了一段距離，力學(xué)里就說這個力做了功。2、做功的兩個必要因素：一個是作用在物體上的力，另一個是物體在這個力的方向上移動一段距離。兩個因素必須都有，缺一不可，否則就沒有做功。3、力對物體不做功的情況，可分為以下三種情況：（1）物體受到力的作用但沒有通過距離，這個力對物體沒有做功，例如人用力推箱子，但是沒有推動；一個人提著書包站著不動，力都沒有對物體做功。（2）物體由于慣性通過一段距離，但物體沒有受到力的作用，這種情況也沒有做功，例如在光滑的冰面上滑動的冰塊，由于慣性向前運動，雖然在水平方向上通過了一段距離，但是并沒有水平方向上的力作用于它，所以沒有力對冰塊做功。（3）物體通過的距離跟它受力的方向垂直，這種情況雖然有力的作用，物體也通過了一段距離，但這個距離不是在力的方向上通過的距離，這個力也沒有做功。例如人在水平面上推車前進，重力的方向是豎直向下的，車雖然通過了距離，但不是在重力方向上通過的距離，因而重力沒有對車做功。4、功的計算（1）公式：功等于力與物體在力的方向上移動距離的乘積，W=Fs；（2）單位：國際單位制中，力（F）的單位是牛（N），距離（s）的單位是米（m），功的單位是?！撩祝∟?m），用專門的名稱叫做焦耳，簡稱焦，符號J?！緹狳c題型精練】1．下列說法中正確的是（）A．用手從地面豎直提起水桶，手豎直向上的拉力對水桶做了功 B．提著水桶在路面上水平向前移動一段路程，手豎直向上的拉力對水桶做了功 C．拋出手的鉛球在空中向前運動的過程中，推力對鉛球做了功 D．用力推一輛汽車，汽車靜止不動，推力在這個過程中對汽車做了功解：A、用手從地面提起水桶，在拉力的方向上移動了距離，拉力做了功，該選項說法正確；B、提著水桶水平前進時，在水平方向移動了距離，手的拉力沿豎直方向，所以拉力不做功，該選項說法不正確；C、拋出去的鉛球由于慣性在空中飛行，推力已消失，故推力沒有做功，該選項說法不正確；D、用力推汽車，沒有推動，沒有在力的方向上移動距離，推力沒有做功，該選項說法不正確。答案：A。2．立定縱跳摸高是中學(xué)生常見的運動項目，起跳前先屈膝下蹲，然后腳掌用力蹬地，伸展身體，兩臂上揮，豎直向上跳起至最高點，小剛同學(xué)在一次立定縱跳摸高中消耗的能量約為（）A．3×102J B．3×103J C．3×104J D．3×105J解：中學(xué)生重力約為G＝600N，立定縱跳摸高時重心升高的高度約為h＝0.5m；故該同學(xué)跳起后消耗的能量，即克服重力所做的功：E＝W＝Gh＝600N×0.5m＝300J＝3×102J，故A正確，B、C、D錯誤。答案：A。3．一個人先后用同樣大小的力F將不同質(zhì)量的物體分別在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移動相同的距離s（如圖所示），該力在這三個過程中所做的功分別為W1、W2、W3，關(guān)于它們之間的大小關(guān)系說法正確的是（）A．W1＜W2＜W3 B．W1＜W2＝W3 C．W1＝W2＝W3 D．W1＝W2＜W3解：一個人先后用同樣大小的力F使物體沿力的方向移動相同的距離s；該力在這三個過程中所做的功分別為W1、W2、W3，三個功的大小都等于W＝Fs；即W1＝W2＝W3；故C正確；ABD錯誤；答案：C。4．如圖甲所示，木塊放在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊使其做直線運動，在相同水平面上兩次拉動木塊得到的s﹣t關(guān)系圖象如圖乙所示。第1、2兩次彈簧測力計示數(shù)分別為F1、F2；速度分別為v1、v2；如果運動時間相同，拉力所做的功分別為W1、W2．下列判斷正確的是（）A．F1＝F2；v1＜v2；W1＜W2 B．F1＜F2；v1＜v2；W1＜W2 C．F1＞F2；v1＞v2；W1＞W(wǎng)2 D．F1＝F2；v1＞v2；W1＞W(wǎng)2解：由圖乙可知，木塊兩次都做勻速直線運動，同一木塊放在同一水平面上，壓力不變、接觸面的粗糙程度不變，所以兩次木塊受到的滑動摩擦力相等，則兩次對應(yīng)的彈簧測力計示數(shù)相等，即F1＝F2；由圖乙可知，相同時間內(nèi)第1次木塊運動的距離較小，則第1次木塊的運動速度小于第2次木塊的運動速度，即v1＜v2；由前面分析可知，兩次木塊受到的拉力相等，運動時間相同時第1次木塊運動的距離較小，由W＝Fs可知，第1次拉力所做的功較少，即W1＜W2；綜上所述，BCD錯誤，A正確。答案：A。5．如圖所示的單擺，讓小球從A點靜止釋放，小球從A點向B點擺動的過程中，小球受到的重力對小球做功，細繩對小球的拉力不做功（均選填“做”或“不做”）。解：小球從A點向B點擺動的過程中，小球的高度降低，在重力的作用下沿重力的方向移動了距離，所以小球受到的重力對小球做了功；細繩對小球的拉力方向與小球的運動方向垂直，小球沒有在拉力的作用下移動距離，故細繩對小球的拉力沒有做功。答案：做；不做。6．如圖是一款健身拉力器原理圖，斜面的傾角為30°，重500N的物塊與固定在斜面底端的彈簧相連，小明通過定滑輪拉著物塊沿斜面向上勻速運動2m的過程中（此過程彈簧始終處于被拉伸狀態(tài)），小明對繩的拉力所做的功為1000J，克服彈簧拉力做功300J，則克服物塊重力做的功為500J，物塊與斜面之間摩擦力的大小為100N．（忽略繩重、滑輪與軸的摩擦）解：已知斜面的傾角為30°，物塊沿斜面向上勻速運動2m，則斜面的高度h=12s克服物塊重力做的功W有用＝Gh＝500N×1m＝500J；W額＝W總﹣W1﹣W有用＝1000J﹣500J﹣300J＝200J，由W額＝fs可得，物塊與斜面之間摩擦力的大小f=W答案：500；100。7．跳傘是一項極具挑戰(zhàn)的運動，現(xiàn)在越來越受到人們的喜愛。在某次跳傘訓(xùn)練過程中，一體重為500N的運動員從空中懸停的直升機上由靜止開始豎直跳下，其速度與時間的關(guān)系如圖所示，經(jīng)15s下落210m后，開始做勻速直線運動直至落地，整個過程用時30s，求在這個過程中：（1）運動員下落的平均速度；（2）重力做的功；（3）勻速下降時重力做功的功率。解：（1）由題可知，運動員在0﹣15s下落的路程為s前＝210m，由圖象可知，15s后運動員以6m/s的速度做勻速直線運動，則運動員在15﹣30s通過的路程為：s后＝vt后＝6m/s×15s＝90m；運動員通過的總路程為：s＝s前+s后＝210m+90m＝300m，總時間為t＝30s，則整個過程中運動員下落的平均速度：v′=s（2）運動員下落的高度為：h＝s＝300m；重力做的功：W＝Gh＝500N×300m＝1.5×105J；（3）勻速下降時，重力做功的功率：P＝Fv＝Gv＝500N×6m/s＝3×103W；答：（1）運動員下落的平均速度為10m/s；（2）重力做的功為1.5×105J；（3）勻速下降時重力做功的功率為3×103W?？键c02功率【高頻考點精講】1、功率的概念（1）定義：物體在單位時間內(nèi)所做的功叫功率，在物理學(xué)中用字母P表示；（2）意義：物理學(xué)中，用功率來表示物體做功的快慢；（3）公式：，由，可得推導(dǎo)公式：（4）國際單位：瓦特（W），1W＝1J/s；常用單位：千瓦（kW），．（5）功率的種類：①平均功率：物體做變速運動時，力在不同的時間段內(nèi)做功快慢不同，平均功率可表示力在某段時間內(nèi)做功的平均快慢程度；②瞬時功率：物體做變速運動時，力在某個時刻做功的快慢。2、功率大小的比較（1）在相同時間內(nèi)，比較做功的多少，做功越多的物體，功率越大；（2）在完成相同功的條件下，比較所用時間的長短，所用時間越短的物體，功率越大；（3）做功多少和所用時間都不同的情況下，通過公式計算，然后進行比較。3、功率的測量實驗由可知，測量功率必須測得物體所做的功W和做功時間t，而物體所做的功不能直接測出，應(yīng)測出功的兩個必要因素，即作用在物體上的力的大小以及物體沿這個力的方向所通過的距離，需要測量工具：停表和刻度尺?！緹狳c題型精練】8．一位體重為50kg的同學(xué)在跳繩測試中，1min跳180次，每次騰空的最大高度平均為4cm，則他在跳繩過程中，克服重力做功的平均功率是（）A．3600W B．6000W C．500W D．60W解：該同學(xué)的重力G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，每次騰空的最大高度：h＝4cm＝0.04m，則跳一次克服重力做功為：W＝Gh＝500N×0.04m＝20J，1min跳180次所做的總功為：W總＝180×20J＝3600J，克服重力做功的平均功率為：P=W答案：D。9．如圖1所示，水平路面由三段長度相等的粗糙區(qū)域組成。在2N水平拉力F的作用下，物塊（體積忽略不計）從區(qū)域①的最左端由靜止開始運動，在剛進入?yún)^(qū)域③時撤去拉力，物塊最終停在區(qū)域③的最右端。圖2為物塊在區(qū)域①和②上運動的v﹣t圖象，則（）A．區(qū)域①路面的粗糙程度比②的大 B．拉力在區(qū)域①中做功的功率比②的小 C．物塊在區(qū)域①上所受的摩擦力等于2N D．物塊在區(qū)域③上運動的時間可能為1s解：由圖知：物體在0～2s內(nèi)做加速運動，在2s～3s內(nèi)做勻速運動，且物體在0～2s內(nèi)圖象與2s～3s內(nèi)圖象與坐標軸圍成的面積相同，說明物體運動的路程相同。即物體在0～2s內(nèi)在區(qū)域①上做加速運動，在2s～3s內(nèi)在區(qū)域②上做勻速直線運動，區(qū)域①表面上受到的摩擦力小于拉力F，在區(qū)域②表面上受到的摩擦力等于拉力F。A、因為滑動摩擦力大小只與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，所以區(qū)域①路面的粗糙程度比區(qū)域②的粗糙程度小，故A錯誤；B、拉力在兩個區(qū)域上運動的距離相等，做功大小相等，作用時間不同，在區(qū)域①上運動時間長，功率小。故B正確；C、物體在區(qū)域①上受到的摩擦力小于F＝2N．故C錯誤；D、物塊進入?yún)^(qū)域3時的速度為2m/s，做減速運動，在區(qū)域③的平均速度一定小于2m/s，所以運動時間一定大于1秒。故D錯誤。答案：B。10．汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動機功率為P0，牽引力為F0，t1時刻開始，司機減小了油門，使汽車保持恒定功率P行駛，到t2時刻，汽車又開始做勻速直線運動，速度為v，已知運動過程中汽車所受阻力f恒定不變，汽車牽引力F隨時間變化的圖像如圖所示，則（）A．t1至t2時間內(nèi)，汽車做加速運動 B．F0＝2f C．t2時刻之后，汽車將保持功率P0行駛 D．v=12解：由題知，在t1時刻以前，汽車以速度v0勻速行駛，發(fā)動機功率為P0，牽引力為F0，則：P0＝F0v0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；在t1時刻，司機減小了油門，汽車的功率突然減小為P，在該瞬間汽車的速度不變（仍為v0），由圖象知牽引力由F0突然減小為12F0，所以：P=12F0由①②可知P=12PA．由圖可知，t1至t2時間內(nèi)，汽車受到的牽引力增大，功率不變，由P＝Fv可得，汽車行駛的速度減小，所以汽車做減速運動，故A錯誤；B．汽車做勻速直線運動時，牽引力與阻力平衡，所以F0＝f，故B錯誤；C．由題可知，t1時刻后汽車的功率保持恒定；由前面分析知，汽車的功率將保持P=12PD．由題知，到t2時刻，汽車又開始做勻速直線運動，速度為v；由圖可知，汽車再次做勻速運動時的牽引力與最初做勻速運動的牽引力大小相等，均為F0；根據(jù)P＝Fv可得第二次做勻速直線運動時的速度：v=PF0答案：D。11．如圖所示，用20N的力F拉著重為100N的物體，使其沿水平面以2m/s的速度勻速運動了5s，若每個滑輪重10N，忽略繩重和滑輪軸的摩擦，則下列說法正確的是（）A．拉力F做的功為200J B．拉力F的功率為120W C．滑輪組對物體做的有用功為400J D．滑輪組對物體所做有用功的功率為60W解：A、由v=st可得，物體移動的距離：s拉力端移動的距離：s＝2s物＝2×10m＝20m，拉力F做的功：W總＝Fs＝20N×20m＝400J，故A錯誤；B、拉力F的功率：P=WC、忽略繩重和滑輪軸的摩擦，則額外功：W額＝G動h＝10N×10m＝100J，有用功：W有用＝W總﹣W額＝400J﹣100J＝300J，故C錯誤；D、有用功的功率：P′=W答案：D。12．王波同學(xué)幫父母搬家，現(xiàn)有30捆書籍。每捆書籍的質(zhì)量都為5kg。王波想盡快將它們搬上10m高處的新家。如圖是王波可以提供的用于搬運物體的功率與被搬運物體質(zhì)量之間的關(guān)系圖像。由圖可知，為了盡可能快地將這批書籍搬上新家，他每次應(yīng)搬3捆。若每次下樓時間是上樓時間的一半，則他最快完成搬運任務(wù)并返回原地，所用的總時間為450s（g＝10N/kg）。解：（1）由坐標圖可知：當搬運質(zhì)量為15kg物體時，人用于搬運物體的功率（輸出）最大，其值為50W；30捆書籍包，總質(zhì)量為150kg，每捆書籍的質(zhì)量是5kg，由于搬運書籍所需要做的總功是一定的，為了盡可能快地將這批書籍搬上新家，要求人始終在最大功率（輸出）狀態(tài)下工作，因此每次應(yīng)搬運質(zhì)量15kg的書籍，即他每次應(yīng)搬3捆。（2）每次搬運的書籍的重力：G＝mg＝15kg×10N/kg＝150N；克服重力做的功：W＝Gh＝150N×10m＝1500J；由P=Wt得，每次上樓所用的時間：t每次下樓所用的時間：t′=12t則一個來回需要的時間：t1＝t+t′＝30s+15s＝45s，總共有30捆書籍，1次搬3捆，所以，要完成搬運任務(wù)需要10個來回，則他最快完成搬運任務(wù)并返回原地所用的總時間：t總＝10t1＝10×45s＝450s。答案：3；450。13．小麗同學(xué)用水平力F拉動如圖所示裝置，使重100N的A物體4s內(nèi)在水平地面上勻速運動了80cm，物體B重50N（物體B與A始終接觸），此過程中地面受到的摩擦力為10N，彈簧測力計的示數(shù)為8N．若不計輪重、彈簧測力計重、繩重和繩與滑輪間摩擦，則滑輪移動的速度為0.1m/s，物體A受到B施加的摩擦力水平向右（選填“水平向左”、“水平向右”或“為零”），水平拉力F為36N，水平拉力F的功率為3.6W。解：（1）物體移動的速度v物=s圖中滑輪為動滑輪，但動力作用在軸上，滑輪移動的速度：v輪=12v物（2）A物體被勻速拉動，B相對于地面靜止，受到的拉力、A的摩擦力為一對平衡力，大小相等，物體B受到A的摩擦力fA對B＝F示＝8N；由于力的作用是相互的，物體A受到B施加的摩擦力fB對A＝fA對B＝8N，方向水平向右。（3）物體A受到向左的拉力等于地面對A的摩擦力f地加上物體A受到B施加的摩擦力fB對A，F(xiàn)左＝f地+fB對A＝10N+8N＝18N，滑輪為動滑輪，水平拉力F作用在軸上，則水平拉力：F＝2F左＝2×18N＝36N，拉力F端移動速度v＝v輪＝0.1m/s，拉力做功功率：P=W答案：0.1；水平向右：36：3.6。14．一輛掛有綠色號牌的四輪電動汽車，以54km/h的速度在水平地面沿直線勻速行駛了6min，行駛時所受阻力為自重的0.05倍（g取10N/kg）求：（1）電動汽車在6min內(nèi)通過的路程。（2）已知該車靜止時對地面的壓強是1.5×106Pa，每個輪胎與地面的接觸面積為20cm2，求空車的質(zhì)量。（3）在水平地面勻速行駛的過程中，該電動汽車牽引力做功的功率。解：（1）由v=st可得，電動汽車在6min內(nèi)通過的路程s＝vt＝54km/h（2）由p=FS可得，車靜止時對地面的壓力F＝pS＝1.5×106Pa×4×20×10﹣4m水平面上的物體，對水平面的壓力大小與物體本身的重力相等，則G車＝F＝12000N，空車的質(zhì)量m=G（3）勻速行駛的速度v＝54km/h＝15m/s，因為電動汽車做勻速直線運動，所以車的牽引力：F＝f＝0.05G車＝0.05×12000N＝600N，電動汽車牽引力做功的功率：P=W答：（1）電動汽車在6min內(nèi)通過的路程為5.4km。（2）空車的質(zhì)量為1200kg。（3）在水平地面勻速行駛的過程中，該電動汽車牽引力做功的功率為9000W。考點03動能和勢能【高頻考點精講】一、能量1、定義：物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個物體具有能量。2、一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大。3、單位：焦耳，符號：J，能的單位與功的單位相同。二、動能1、定義：物體由于運動而具有的能，叫做動能。一切運動的物體都具有動能。2、影響動能大小的因素：物體的質(zhì)量和物體運動的速度。（1）質(zhì)量相同的物體，運動的速度越大，物體的動能越大。（2）運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，物體的動能越大。三、勢能（一）重力勢能1、定義：物體由于受到重力并處在一定高度時所具有的能，叫做重力勢能。2、影響重力勢能大小的因素：物體的質(zhì)量和物體所處的高度。（1）質(zhì)量相同的物體，所處的高度越高，物體的重力勢能越大。（2）所處高度相同的物體，質(zhì)量越大，物體的重力勢能越大。（二）彈性勢能1、定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。2、影響彈性勢能大小的因素：彈性形變程度。物體的彈性形變越大，具有的彈性勢能越大?！緹狳c題型精練】15．如圖所示，人造衛(wèi)星沿橢圓形軌道繞地球運行，當衛(wèi)星從遠地點向近地點運動過程中，下列說法正確的是（）A．動能逐漸增大，機械能增大 B．勢能逐漸減小，機械能減小 C．動能逐漸增大，勢能逐漸減小，機械能不變 D．動能逐漸增大，勢能逐漸減小，機械能減小解：當衛(wèi)星從遠地點向近地點運動時，衛(wèi)星質(zhì)量不變，所處高度減小，重力勢能減??；但運動的速度增大，動能增大。減小的重力勢能等于增加的動能，也就是說在能量的轉(zhuǎn)化過程中，機械能的總量保持不變。答案：C。16．質(zhì)量為m的小環(huán)穿在固定的光滑曲桿上，從某點A靜止釋放后沿曲桿運動，如圖所示。不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．只要A點高于D點，小環(huán)就能到達D點 B．若小環(huán)能到達D點，離開D點后將豎直向下運動 C．小環(huán)從A點到D點，重力勢能一直減小，機械能不變 D．小環(huán)從A點到B點，動能一直增加，機械能不變解：（1）質(zhì)量為m的小環(huán)在光滑曲桿上，從某點A靜止釋放后沿曲桿運動，不計空氣阻力，小環(huán)的運動過程中機械能是守恒的，由A到B，小環(huán)的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，動能增加，機械能保持不變，故D正確；由B到C點動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，重力勢能增加，故C錯誤；由C到D重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，由于機械能守恒，所以只要A點高于或等于C點高度，小環(huán)就能到達C點，從而到達D點，故A錯誤；（2）小環(huán)到達D后，由于慣性會繼續(xù)沿CD方向運動一段距離，故B錯誤。答案：D。17．如圖所示，一彈簧的左端固定，右端連接一個小球，把它們套在光滑的水平桿上。a點是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置，b點是彈簧原長時小球的位置，c點是小球到達最右端的位置。則小球a點運動到c點的過程中，下列說法正確的是（）A．小球在a點，彈簧的彈性勢能最小 B．小球在b點，小球的速度最小 C．從a點到b點，小球的動能逐漸增大 D．從b點到c點，彈簧的彈性勢能逐漸減小解：A、a點是壓縮彈簧后形變程度最大處，彈性勢能也最大，故A錯誤；B、因為水平桿光滑，所以小球在a點時只受到彈簧向右的彈力，則小球由a向b運動時會加速運動，故B錯誤；C、小球質(zhì)量一定，從a點到b點時速度越來越快，所以動能逐漸增大，故C正確；D、b點是彈簧原長時小球的位置，彈性勢能為0，小球到達b點后由于慣性繼續(xù)向右運動，所以彈簧逐漸被拉伸，彈性勢能逐漸變大，故D錯誤。答案：C。18．如圖所示，斜面與水平面在M點相連，彈簧左端固定。小物塊從斜面上P點由靜止滑下，與彈簧碰撞后最高返回到T點。則下列說法中正確的是（）A．小物塊從P向M運動過程中，機械能減小 B．小物塊從P向M運動過程中，重力勢能增大 C．彈簧被壓縮到最短時，小物塊動能最大 D．小物塊從M向T運動過程中，速度變快解：A、小物塊從斜面上P點由靜止滑下，與彈簧碰撞后最高返回到T點，說明接觸面不光滑，則小物塊從P向M運動過程中，需要克服摩擦力做功，一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以小物塊的機械能減小，故A正確。B、小物塊從P向M運動過程中，質(zhì)量不變，高度變小，其重力勢能減小，故B錯誤；C、彈簧被壓縮的過程，小物塊的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，彈簧被壓縮到最短時，彈簧的彈性形變達到最大，其彈性勢能最大，此時小物塊的動能最小，故C錯誤；D、小物塊從M向T運動過程中，動能不斷轉(zhuǎn)化為重力勢能和內(nèi)能，所以小物塊的動能減小、速度變慢，故D錯誤。答案：A。19．如圖所示，一個靜止小球從A點沿粗糙程度相同的軌道下滑，經(jīng)B點到達C點，從A點到達C點的過程中，小球的動能③，小球的重力勢能⑤，小球的機械能②。（選填序號）①保持不變；②一直減??；③先增大后減?。虎芤恢痹龃?；⑤先減小后增大。解：小球從A運動到B的過程中，質(zhì)量不變、高度降低，重力勢能減??；質(zhì)量不變、速度增大，動能增大；小球從B運動到C的過程中，質(zhì)量不變、高度增大，重力勢能增大；質(zhì)量不變、速度減小，動能減小；所以從A點到達C點的過程中，小球的動能先增大后減小，小球的重力勢能先減小后增大；因為軌道是粗糙的，整個過程中要克服摩擦做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，小球的機械能一直在減小。答案：③；⑤；②。20．在探究“汽車的速度”的實驗中，甲、乙兩輛相同的汽車在同一水平地面上做直線運動的s﹣t圖象如圖所示。由圖可知，甲車的動能小于（選填“大于”、“小于”或“等于”）乙車的動能；經(jīng)過相同的時間，甲、乙兩車牽引力做的功之比為1：4。（空氣阻力忽略不計）解：（1）由圖象知，甲的速度為v甲=s甲t甲已知兩車完全相同，所以質(zhì)量相同；因為甲的速度較小，所以甲的動能較??；（2）在勻速直線行駛過程中，F(xiàn)甲＝F乙＝f，因為W＝Fs，v=s所以，相同時間牽引力做的功之比為W甲答案：小于；1：4。21．實驗小組的同學(xué)用如圖所示的裝置探究“物體動能的大小與質(zhì)量和速度的關(guān)系”。將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球擺到豎直位置時，撞擊水平木板上的木塊，將木塊撞出一段距離。（1）本實驗使鋼球獲得動能的操作方法是將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球動能的大小是通過觀察木塊運動的距離來判斷的。實驗次數(shù)鋼球質(zhì)量/g鋼球下擺高度/cm木塊滑行距離/cm1202020240205836020（2）從表中數(shù)據(jù)可以看出，他們讓質(zhì)量不同的鋼球從相同高度擺下，使鋼球到達豎直位置的速度相同，從而探究動能與質(zhì)量的關(guān)系。（3）在第3次實驗中，木塊被撞后滑出木板，需要重做第3次實驗，甲同學(xué)建議換用同樣較長的木板，乙同學(xué)建議換一個較大的木塊，丙同學(xué)建議降低鋼球下擺的高度。你認為應(yīng)當采用甲同學(xué)的建議。（4）由上述實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可得出結(jié)論：在速度一定時，質(zhì)量越大動能越大。解：（1）讓鋼球從某一高度由靜止釋放，使鋼球獲得動能；鋼球動能的大小是通過鋼球?qū)δ緣K做功的多少來體現(xiàn)出來的，木塊運動的距離越長，就表示鋼球的動能越大；（2）使質(zhì)量不同的鋼球從相同的高度擺下，可使鋼球到達豎直位置時速度相同，從而探究動能與質(zhì)量的關(guān)系；（3）三次實驗的目的是探究動能的大小與質(zhì)量的關(guān)系，所以第3次實驗應(yīng)保證鋼球的質(zhì)量、木塊的質(zhì)量、鋼球下擺的高度都不變，現(xiàn)做實驗時木塊被撞后滑出木板，所以應(yīng)換用同樣較長的木板，應(yīng)采用甲的建議；（4）由表中的數(shù)據(jù)知：速度一定時，質(zhì)量越大動能越大。答案：（1）將鋼球從某一高度由靜止釋放；木塊運動的距離；（2）速度；質(zhì)量；（3）甲；（4）在速度一定時，質(zhì)量越大動能越大。22．小蘇同學(xué)的物理興趣小組準備探究“彈簧彈性勢能的大小與什么因素有關(guān)”。他們猜想：彈簧彈性勢能可能與彈簧長度變化量、彈簧螺紋圈直徑、彈簧的材料等因素有關(guān)。他們的實驗裝置如圖所示，把彈簧放在水平面上，其左端固定在墻上，AO等于彈簧原長，水平面O點左側(cè)光滑，右側(cè)粗糙。將物體M從O點壓縮彈簧到P點，然后由靜止釋放，當物體M運動到O點與彈簧分開，最終運動到Q點靜止。請補充完成他們的探究過程：（1）彈簧彈性勢能的大小是通過物體M被彈出的距離來衡量的。（2）探究彈簧彈性勢能與彈簧長度變化量的關(guān)系，應(yīng)該選用相同（選填“相同”或“不同”）彈簧進行實驗，并先后改變OP之間的距離，測出OQ的距離，重復(fù)實驗，測量多組數(shù)據(jù)并記錄。（3）小蘇的實驗小組經(jīng)過多次實驗得出了結(jié)論。在上面的實驗中，他們運用到了轉(zhuǎn)換法和控制變量法兩種物理思想方法。解：（1）實驗中彈性勢能的大小是通過物體M被彈出的距離來間接的反映，這用到了轉(zhuǎn)換法；（2）探究的是彈性勢能和彈簧長度變化量之間的關(guān)系，必須控制彈簧的螺紋圈直徑、彈簧的材料相同（即相同的彈簧），改變彈簧長度變化量，即OP間的距離；彈性勢能通過彈簧推動物體在粗糙表面上運動的距離遠近來體現(xiàn)，所以必須測出OQ間的距離；為了使結(jié)論具有普遍性，應(yīng)改變彈簧長度變化量，即AP間的距離，多測幾組數(shù)據(jù)；（3）通過以上分析可以看出，本實驗通過彈簧推動物體在粗糙表面上運動的距離遠近來體現(xiàn)彈性勢能的大小，用到了轉(zhuǎn)換法；同時，探究與多個量的關(guān)系時，還用到了控制變量法。答案：（1）物體M被彈出的距離；（2）相同；OP；（3）控制變量法。23．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)如下表：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/m①A2000.50.1②B4000.50.25③C20010.2④D20010.2（1）本實驗中，采用的研究問題的方法是控制變量法。（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鉛球陷入沙中的深度來反映的。（3）為驗證猜想二，應(yīng)比較①③（填實驗序號），得到的結(jié)論是：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③④，得到的結(jié)論是物體的重力勢能與物體運動的路徑無關(guān)。（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的動能，其中B球的動能為2J．（忽略空氣阻力，g＝10N/kg）解：（1）物理學(xué)中對于多因素或多變量的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題。每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物的影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法，該實驗中用到了控制變量法；（2）本實驗中，鉛球的重力勢能大小是通過球陷入沙面的深度來反映；（3）比較A、C兩球，兩球質(zhì)量相等、運動路徑相同，下落高度不同，C球下落的高度高，發(fā)現(xiàn)C球陷入沙深度更大，由此可得出結(jié)論：當質(zhì)量相同時，物體所處的高度越高，重力勢能越大；（4）比較③④兩球，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)兩球運動的路徑不同，但陷入沙深度相同，由此可得出結(jié)論：物體的重力勢能與物體運動的路徑無關(guān)。（5）根據(jù)Ep＝mgh可得，B球的動能Ep＝mgh＝0.4kg×10N/kg×0.5m＝2J。答案：（1）控制變量法；（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運動的路徑無關(guān)；（5）2?？键c04機械能及其轉(zhuǎn)化【高頻考點精講】一、機械能1、動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能。2、動能和勢能是機械能的兩種表現(xiàn)形式。二、動能和勢能的轉(zhuǎn)化與守恒1、動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。動能和重力勢能之間的相互相互轉(zhuǎn)化一般發(fā)生在只受重力作用下的運動過程中，例如滾擺在下降過程中，越轉(zhuǎn)越快，它的重力勢能越來越小，動能越來越大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；滾擺在上升過程中，越轉(zhuǎn)越慢，它的重力勢能越來越大，動能越來越小，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。2、動能和彈性勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。動能和彈性勢能之間的相互轉(zhuǎn)化可以發(fā)生在同一物體上，也可以發(fā)生在不同物體之間，例如，從高處落下的皮球與地面撞擊的過程中，由于皮球發(fā)生彈性形變，皮球的動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，皮球在恢復(fù)形變的過程中，它的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。拉彎的弓把箭射出去的過程中，拉彎的弓具有彈性勢能，射出去的箭具有動能，這是弓的彈性勢能轉(zhuǎn)化為箭的動能。3、在動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中，如果沒有機械能和其它形式能量之間的相互轉(zhuǎn)化，則機械能的總量保持不變，這就是機械能守恒定律。三、機械能守恒1、條件：如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和不變，或者說，機械能是守恒的。2、如果只有重力或彈力做功，沒有其它的力做功，機械能是守恒的。【熱點題型精練】24．如圖所示，捻動滾擺的軸使其升高后釋放，觀察滾擺運動過程，長時間后滾擺停止上下滾動。下列說法正確的是（）A．滾擺下降時，重力勢能減小，動能減小 B．滾擺到最低點后又上升，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 C．滾擺整個運動過程中，機械能守恒 D．滾擺每次上升的高度逐漸減小，說明滾擺的機械能減小解：A、滾擺下降時，質(zhì)量不變，速度增大，故動能增加，高度減小，即重力勢能減小，故錯誤；B、滾擺到最低點后又上升，質(zhì)量不變，速度減小，動能減小，同時高度增加，重力勢能增加，故是將動能轉(zhuǎn)化為重力勢能的過程，故錯誤；C、由于空氣的摩擦，所以整個過程中，一部分機械能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故機械能是減小的，故錯誤；D、滾擺每次上升的高度逐漸減小，說明滾擺的機械能減小，故正確；答案：D。25．如圖所示，將一小鋼球從a點豎直向上拋出（不計空氣阻力），經(jīng)過b點到達最高點c時速度為零，圖中hab＝hbc，下列判斷正確的是（）A．小鋼球在ac段重力勢能的增加量與動能的減小量相等 B．小鋼球運動到最高點c時所受的合力為零 C．小鋼球在ab段克服重力做功小于在bc段克服重力做功 D．就a、b、c三點而言，小鋼球在a點具有的機械能最大解：A、從a點到c點的過程中，質(zhì)量不變，速度不斷變小，動能不斷變小，高度不斷增大，重力勢能不斷變大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，不計空氣阻力，機械能守恒，所以，小鋼球在ac段重力勢能的增加量與動能的減小量相等，小鋼球在a、b、c三點機械能相等。故A正確，D錯誤；B、不計空氣阻力，小鋼球運動到最高點只受到重力的作用，所受的合力不為零。故B錯誤；C、小鋼球在ab段和bc段重力不變，hab＝hbc，根據(jù)W＝Gh可知克服重力做功相等。故C錯誤。答案：A。26．如圖，輕質(zhì)彈簧豎直放置，下端固定于地面，上端位于O點時彈簧恰好不發(fā)生形變?，F(xiàn)將一小球放在彈簧上端，再用力向下把小球壓至圖中A位置后由靜止釋放，小球?qū)⒇Q直向上運動并脫離彈簧，不計空氣阻力，則小球（）A．運動至最高點時，受平衡力作用 B．被釋放瞬間，所受重力大于彈簧彈力 C．從A點向上運動過程中，速度先增大后減小 D．從O點向上運動過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能解：A、不計空氣阻力，小球在最高點時只受重力作用，不是平衡狀態(tài)，故A錯誤；B、小球被釋放后沿豎直方向加速向上運動，故釋放瞬間，所受重力小于彈簧彈力。故B錯誤；C、不計空氣阻力，小球在從A點向上運動到O點的過程中，受到兩個力的作用，一個是豎直向下的重力，一個是豎直向上的彈力，開始向上運動時，彈力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不斷增大；當彈力小于重力時，其所受合力方向向下，速度不斷變小。當離開O點后，小球只受重力作用，力的方向與小球運動方向相反，速度繼續(xù)減小。故其速度先增大后減小，故C正確；D、從O點向上運動過程中，小球的質(zhì)量不變，速度變小，同時高度升高，故動能減小，重力勢能增加，所以動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。故D錯誤。答案：C。27．將皮球從離地某一高度O點處水平拋出，球落地后又彈起。它的部分運