2024解析：第十一章 功和機(jī)械能-講核心（原卷版）

模塊要點(diǎn)考査方式學(xué)習(xí)要求考査類(lèi)型等級(jí)劃分10個(gè)要點(diǎn)功做功的兩個(gè)因素概念辨析?？键c(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)☆☆功的公式應(yīng)用規(guī)律應(yīng)用?？键c(diǎn)☆功率功率的概念概念辨析常考點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)☆☆功率的公式應(yīng)用規(guī)律應(yīng)用難點(diǎn)☆☆☆能與機(jī)械能能和功的理解概念辨析易錯(cuò)點(diǎn)☆☆探究動(dòng)能的影響因素實(shí)驗(yàn)探究?？键c(diǎn)☆☆探究重力勢(shì)能的影響因素實(shí)驗(yàn)常考點(diǎn)☆探究彈性勢(shì)能的影響因素實(shí)驗(yàn)?？键c(diǎn)☆☆動(dòng)能與勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律應(yīng)用常考點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)☆☆機(jī)械能的變化難點(diǎn)☆☆☆1.功的定義：如果一個(gè)力作用在物體上，物體在_________方向上移動(dòng)了一段距離，就說(shuō)這個(gè)力做功。2.功兩個(gè)必要因素：_________、_________。3.三種不做功的情況：_________、_________、_________。4.功的計(jì)算：功等于_________跟物體在力的方向上通過(guò)的_________的乘積。5.功的公式：_________，其中W表示_________單位_________；F表示_________，單位_________；S表示_________單位_________。6.功的原理：使用機(jī)械時(shí)，人們所用機(jī)械做的功都不少于直接用手做的功，也就是說(shuō)使用任何機(jī)械都不_________。【答案】1力的；2力、在力的方向上移動(dòng)距離；3有力無(wú)距離、有距離無(wú)力、力和距離方向垂直；4作用在物體上的力、距離；5W=FS、功、J、力、N、距離、m；6省功【例1】1.下圖所示的四幅圖是小新提包回家的情景，小新提包的力不做功的是（）A.將包提起來(lái) B.在水平地面勻速前進(jìn)C.乘升降電梯 D.提著包上樓【例2】2.一名普通中學(xué)生從地上拿起一個(gè)雞蛋，并把它緩緩舉過(guò)頭頂，此過(guò)程中他對(duì)雞蛋做的功約為（）A.0.1J B.1J C.10J D.100J【例3】3.如圖所示，將一重為1000N的物體沿斜面勻速推到汽車(chē)上，已知斜面的高為1.5m，斜面長(zhǎng)為3m，若沿斜面的推力為600N，則下列說(shuō)法正確的是（）A.推力做的功為900J B.克服重力做的功為900JC.推力做的功為1800J D.克服重力做的功為3000J【例4】4.關(guān)于力對(duì)物體做功，下列說(shuō)法中不正確的是（）A.用手從地面豎直提起水桶，手豎直向上的拉力對(duì)水桶做了功B.提著水桶在路面上水平向前移動(dòng)一段路程，手豎直向上的拉力對(duì)水桶做了功C.拋出手的鉛球在空中向前運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，推力對(duì)鉛球做了功D.用力推一輛汽車(chē)，汽車(chē)靜止不動(dòng)，推力在這個(gè)過(guò)程中對(duì)汽車(chē)做了功【例5】5.物體A在水平拉力F=20N的作用下沿粗糙程度不同的水平地面運(yùn)動(dòng)，第一次加速運(yùn)動(dòng)了10m，第二次勻速運(yùn)動(dòng)了10m，第三次減速運(yùn)動(dòng)了10m，在三次不同的運(yùn)動(dòng)情況中比較拉力F對(duì)物體做的功（）A.第一次最多 B.第二次最多 C.三次一樣多 D.第三次最多【例6】6.小剛是一名初中生，他從一樓跑到三樓的過(guò)程中，克服自己重力所做的功最接近下面哪個(gè)值（）A.3J B.30JC.300J D.3000J【例7】7.如圖小紅同學(xué)正在做“引體向上”．她先兩手握住單杠，兩腳離地，兩臂及身體自然下垂伸直，然后緩緩曲肘，將身體向上拉起，直到下巴超過(guò)橫杠．這個(gè)過(guò)程中，小紅做的功最接近的是A.2000J B.200JC.20J D.2J【例8】8.有甲、乙兩輛功率相等的汽車(chē)，在相同時(shí)間內(nèi)勻速通過(guò)距離之比s甲:s乙=2:1那么（）A.兩輛汽車(chē)牽引力之比F甲:F乙=1:1 B.兩輛汽車(chē)牽引力之比F甲:F乙=2:1C.兩輛汽車(chē)做功之比W甲:W乙=2:1 D.兩輛汽車(chē)做功之比W甲:W乙=1:11.功率的物理意義：表示__________的物理量。2.功率的定義：我們把__________與__________的比值叫做功率。3.功率的公式：__________，其中W表示__________單位__________；t表示__________，單位__________；P表示__________單位__________。【答案】1.物體做功快慢；2.物體所做功、做功所用時(shí)間；3.P=W/t、功、J、時(shí)間、s、功率、W。【例9】9.關(guān)于功率概念的理解，下列說(shuō)法中正確的是（）A.功率大的機(jī)械做的功多B.功率大的機(jī)械做功時(shí)用的時(shí)間少C.單位時(shí)間內(nèi)完成的功越多，則功率越大D.做功越多，功率一定越大E.做功時(shí)間越短，功率一定越大F.做功慢的機(jī)械，功率一定小G.甲每小時(shí)做的功比乙每小時(shí)做的功多，甲的功率比乙的功率大【例10】10.如圖所示是甲乙兩物體做功與所用時(shí)間的關(guān)系圖象，由圖可知，甲物體的功率P甲和乙物體的功率P乙的關(guān)系是（）A.P甲＞P乙 B.P甲＜P乙 C.P甲＝P乙 D.無(wú)法確定【例11】11.新能源汽車(chē)因節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)深受廣大家庭的喜愛(ài)．小明爸爸駕駛電動(dòng)汽車(chē)在平直公路上勻速行駛12km，用時(shí)10min．已知該車(chē)的總質(zhì)量為1.6×103kg，行駛中阻力為車(chē)重的0.05倍，此過(guò)程中該車(chē)牽引力做功_____J，功率為_(kāi)____kW．（g=10N/kg）【例12】12.甲、乙兩輛汽車(chē)在平直的公路上勻速行駛，二者的牽引力之比為2∶3，功率之比為1∶4，則甲、乙兩輛汽車(chē)的行駛速度之比為（）A.8∶3 B.3∶8 C.1∶6 D.6∶1【例13】13.如圖甲所示，小明用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊，使它沿水平木板勻速直線滑動(dòng)，圖乙是他兩次拉動(dòng)同一木塊得到的距離隨時(shí)間變化的圖像，下列說(shuō)法正確的是（）A.木塊第一次受到的拉力較大 B.拉力第一次做的功多C.拉力第一次做功的功率大 D.兩次拉力做的功一樣多例14】14.如圖所示，是使用汽車(chē)打撈水下重物的示意圖。在重物從水底拉到井口的過(guò)程中，汽車(chē)以恒定速度向右運(yùn)動(dòng)，忽略水的阻力和滑輪的摩擦。四位同學(xué)畫(huà)出了汽車(chē)功率P隨時(shí)間t的變化圖像，其中正確的是（）A.B.C.D.【例15】15.一輛汽車(chē)在平直的公路上做直線運(yùn)動(dòng)，其v﹣t圖象如圖所示，汽車(chē)在第10s時(shí)已行駛了150m，速度達(dá)到了20m/s，隨后勻速前進(jìn)，若汽車(chē)在行駛過(guò)程中所受阻力大小始終為2000N，以下說(shuō)法正確的是A.在0﹣20s內(nèi)汽車(chē)的平均速度為15m/sB.在0﹣10s內(nèi)汽車(chē)的牽引力大小恒為2000NC.在10﹣20s內(nèi)汽車(chē)牽引力做的功為4×105JD.在10﹣20s內(nèi)汽車(chē)牽引力做功的功率為4×105W【例16】16.一個(gè)小球從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落，速度越來(lái)越大，相繼經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn)，如圖所示。若A、B兩點(diǎn)間的距離等于B、C兩點(diǎn)間的距離，則下列說(shuō)法中正確的是（）A.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，重力做了功B.小球在AB段重力所做的功與它在BC段重力所做的功相等C.小球在AB段重力所做的功比它在BC段重力所做的功大D.小球所受重力在AB段做功的功率等于在BC段做功的功率【例17】17.淼淼在實(shí)驗(yàn)室做“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中記錄的一部分信息如下：使物體在水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示。水平桌面O點(diǎn)兩側(cè)粗糙程度不同，物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終受到沿水平方向5N的拉力F。物體經(jīng)過(guò)M點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，每經(jīng)過(guò)相同時(shí)間，頻閃相機(jī)會(huì)自動(dòng)拍攝記錄物體的位置（用虛線框表示），物體在MO段做勻速直線運(yùn)動(dòng)。，F(xiàn)在MN、OP段做功分別為WMN、WOP，功率分別為PMN、POP，則（）A.WMN=WOP B.WMN>WOP C.PMN=POP D.PMN<POP1.能量：物體能夠__________我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能量，簡(jiǎn)稱(chēng)能。2.決定動(dòng)能大小的因素：__________、__________。3.決定重力勢(shì)能大小的因素__________、__________。4.決定彈性勢(shì)能大小的因素__________、__________。5.機(jī)械能：__________、__________和__________統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械能。6.機(jī)械能守恒：如果只有__________和__________相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和不變。7.動(dòng)能和重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律（不考慮其他形式的能量轉(zhuǎn)化）：①質(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動(dòng)能__________，重力勢(shì)能__________，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_________。②質(zhì)量一定的物體，如果減速上升，則動(dòng)能__________，重力勢(shì)能__________，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_________。8.動(dòng)能和彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律（不考慮其他形式的能量轉(zhuǎn)化）：①如果一個(gè)物體的動(dòng)能減小，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能增大，則動(dòng)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_________。②如果一個(gè)物體的動(dòng)能增大，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能減小，則彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_________。9.存在外力情況下，根據(jù)“機(jī)械能=動(dòng)能+勢(shì)能”來(lái)判斷機(jī)械能的變化實(shí)例動(dòng)能變化勢(shì)能變化機(jī)械能水平路面加速運(yùn)動(dòng)的小車(chē)水平路面減速運(yùn)動(dòng)的小車(chē)起重機(jī)句速吊起的重物勻速下降的降落傘小孩從滑梯上向下滑汽車(chē)加速?zèng)_上斜面火箭加速上升水平路面勻速行駛的灑水車(chē)水平勻速飛行的空中加油機(jī)【答案】1.對(duì)外做功；2.物體的質(zhì)量；物體運(yùn)動(dòng)的速度；3.物體的質(zhì)量；物體所處的位置高低，4.物體的彈性形變程度；勁度系數(shù)；5.動(dòng)能；重力勢(shì)能；彈性勢(shì)能；6動(dòng)能；勢(shì)能；7增大；減小；動(dòng)能；減??；增大；重力勢(shì)能；8.彈性勢(shì)能；動(dòng)能；9.略例18】18.下列說(shuō)法正確的是()A.靜止的物體一定不具有能 B.運(yùn)動(dòng)的物體由于沒(méi)有對(duì)別的物體做功,所以不具有能C.只有物體被舉高了才具有能 D.做功的物體一定具有能【例19】19.如圖所示為“研究動(dòng)能大小與速度大小的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)使用同一個(gè)小球A來(lái)保證__________不變；通過(guò)改變__________來(lái)改變小球A到達(dá)平面時(shí)的速度大小，小球A到達(dá)平面時(shí)動(dòng)能的大小，是通過(guò)比較物塊B在同一水平面上__________大小比較出來(lái)的?！纠?0】20.如圖是研究“物體動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)中讓同一輛小車(chē)從同一個(gè)斜面上不同的高度由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在平面上碰到同一個(gè)木塊M上。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）上述實(shí)驗(yàn)的目的是研究小車(chē)動(dòng)能的大小跟___________的關(guān)系；（2）上述實(shí)驗(yàn)是通過(guò)比較木塊M被小車(chē)推動(dòng)距離的大小，來(lái)比較小車(chē)對(duì)木塊做功的多少，進(jìn)而比較小車(chē)原有__________的大小；（3）在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，若想繼續(xù)研究物體的動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，請(qǐng)寫(xiě)出必須添加的實(shí)驗(yàn)器材：__________?！纠?1】21.如圖所示，用裝有細(xì)沙的容器、桌面粘有橡皮泥的三條腿小桌和質(zhì)量不同的木塊做“探究重力勢(shì)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)．（1）該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)觀察比較________________來(lái)間接判斷物體重力勢(shì)能大小的．（2）實(shí)驗(yàn)中采用質(zhì)量不同的木塊，是為了探究物體重力勢(shì)能大小與物體_______的關(guān)系，操作時(shí)應(yīng)該讓木塊從_________（選填“相同”或“不同”）的高度自由下落．（3）若要探究物體重力勢(shì)能大小與物體高度的關(guān)系，讓________的木塊從________自由下落砸到小桌表面上，觀察小桌腿陷入細(xì)沙中的深度．【例22】22.在探究彈簧的彈性勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)時(shí)，小陽(yáng)提出了如下猜想：猜想1：彈性勢(shì)能的大小與彈簧被壓縮的長(zhǎng)度有關(guān)；猜想2：彈性勢(shì)能的大小與彈簧的材料有關(guān)；猜想3：彈性勢(shì)能的大小與彈簧的粗細(xì)有關(guān)；猜想4：彈性勢(shì)能的大小與彈簧的原長(zhǎng)有關(guān)；接下來(lái)，小陽(yáng)首先選用彈簧、小球、木塊和長(zhǎng)刻度尺各一個(gè)，按照如圖所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。實(shí)驗(yàn)中木塊起始位置相同，實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)如下表。彈簧的原長(zhǎng)L0/cm1010被壓縮后彈簧的長(zhǎng)度L/cm85彈簧被壓縮的長(zhǎng)度△L/cm25木塊移動(dòng)的距離s/cm1115.5（1）彈簧將小球彈開(kāi)的過(guò)程中，是將彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化成小球的__________能；（2）由于彈性勢(shì)能的大小不便于用儀器測(cè)量，本實(shí)驗(yàn)中把彈性勢(shì)能的大小轉(zhuǎn)換為_(kāi)_________，這種研究問(wèn)題的方法叫__________法；（3）分析表中數(shù)據(jù)可以驗(yàn)證猜想__________；（選填序號(hào)）（4）如果要探究彈性勢(shì)能的大小與彈簧的粗細(xì)是否有關(guān)，需要控制的變量有__________、__________、__________?！纠?3】23.如圖所示，用手將滾擺的擺線纏在軸上，使?jié)L擺升到最高點(diǎn)，放開(kāi)手可以看到滾擺下降并越轉(zhuǎn)越快，到達(dá)底端后，滾擺又向上運(yùn)動(dòng)。有關(guān)滾擺的能量轉(zhuǎn)化，下列說(shuō)法正確的是（）A.在滾擺下降的過(guò)程中，它的動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增加B.在滾擺上升過(guò)程中，它的重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加C.在滾擺下降的過(guò)程中，它的動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減小D.在滾擺上升的過(guò)程中，它的重力勢(shì)能增加，動(dòng)能增加【例24】24.下列過(guò)程中，物體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的是A.跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速下落的過(guò)程 B.熱氣球上升的過(guò)程C.汽車(chē)在水平路面上勻速行駛的過(guò)程 D.鉛球自由下落的過(guò)程【例25】25.下列實(shí)例中機(jī)械能變化的是（）A.飛機(jī)在空中水平勻速飛行 B.運(yùn)載火箭迅速升入高空C.貨物沿傾斜木板慢慢地滑下 D.短跑運(yùn)動(dòng)員加速?zèng)_刺【例26】26.在溫哥華冬奧會(huì)上，來(lái)自黑龍江省的選手李妮娜在自由式滑雪比賽中獲得銀牌．她在比賽過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，如果不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是A.從a點(diǎn)下滑到b點(diǎn)過(guò)程中，機(jī)械能保持不變B.在a點(diǎn)和c點(diǎn)速度都為零，因此這兩點(diǎn)動(dòng)能也為零C從c點(diǎn)下落到d點(diǎn)過(guò)程中，機(jī)械能保持不變D.在a點(diǎn)和e點(diǎn)都處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此機(jī)械能相等【例27】27.關(guān)于功和能的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是（）A.物體具有的能越多，它做的功越多B.物體有了能就一定正在做功C.做功的物體一定具有能D.物體做功的多少與它具有的能無(wú)關(guān)【例28】28.如圖所示，已知人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的軌道是橢圓形的，有一近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)，下面關(guān)于衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是（）A.當(dāng)衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度變大B.當(dāng)衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度變大C.當(dāng)衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能最大，重力勢(shì)能最小D.當(dāng)衛(wèi)星在近地點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能最小，重力勢(shì)能最大【例29】29.圖甲是研究“物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，小陽(yáng)進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)1：讓同一鋼球A分別從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，將水平面上同一位置的木塊B推動(dòng)了一段距離，比較木塊被推動(dòng)的距離；實(shí)驗(yàn)2：改變鋼球的質(zhì)量，讓不同質(zhì)量的鋼球從同一高度由靜止開(kāi)始滾下，將水平面上同一位置的木塊B推動(dòng)了一段距離，比較木塊被推動(dòng)的距離；根據(jù)實(shí)驗(yàn)請(qǐng)你回答下列問(wèn)題：（1）本實(shí)驗(yàn)中通過(guò)____________反映物體動(dòng)能的大小。（2）通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)論可以用來(lái)解釋以下的現(xiàn)象：某段道路的交通標(biāo)志牌如圖乙所示：小型客車(chē)最高行駛速度不得超過(guò)100km/h；大型客車(chē)、載貨汽車(chē)最高行駛速度不得超過(guò)80km/h。對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)的最高行駛速度進(jìn)行限制主要是由于動(dòng)能的大小跟物體的__________有關(guān)；而在同樣的道路上，對(duì)不同車(chē)型設(shè)定不一樣的最高行駛速度主要是由于動(dòng)能的大小跟物體的____________有關(guān)?！纠?0】30.如圖所示，粗糙程度相同的斜面與水平面在M點(diǎn)相連，彈簧左端固定在豎直墻壁上，彈簧為原長(zhǎng)時(shí)右端在N點(diǎn)。小物塊從斜面上P點(diǎn)由靜止滑下，與彈簧碰撞后小物塊又返回到斜面上，最高到達(dá)Q點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）A.彈簧被壓縮到最短時(shí)，彈性勢(shì)能最大B.小物塊從P向M運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力勢(shì)能減少C.小物塊從N向M運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，它的動(dòng)能增加D.小物塊從M向Q運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，它的機(jī)械能減少【例31】31.擲實(shí)心球是某市的中考體育加試項(xiàng)目之一，擲出去的實(shí)心球從a處出手后，在空中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，球最終停在水平地面e點(diǎn)處（不計(jì)空氣阻力）．則實(shí)心球（）A.在a處重力勢(shì)能最小B.在b處動(dòng)能為零C.在a、b、c三處機(jī)械能相等D.在d處動(dòng)能為零【例32】32.用同一臺(tái)高速頻閃照相機(jī)拍攝兩個(gè)質(zhì)量相同的甲、