易錯(cuò)點(diǎn)11 功和機(jī)械能常考易錯(cuò)陷阱分析-備戰(zhàn)2023年中考物理考試易錯(cuò)題 帶解析

易錯(cuò)點(diǎn)11功和機(jī)械能?？家族e(cuò)陷阱分析功和機(jī)械能?？家族e(cuò)陷阱分析陷阱一：不做功的三種情況判斷易錯(cuò)？（1）有力而無距離：物體受力，但物體沒有在力的方向上通過距離，此情況叫“勞而無功”；（2）有距離而無力：物體移動(dòng)了一段距離，但在此運(yùn)動(dòng)方向上沒有受到力的作用(如物體因慣性而運(yùn)動(dòng))，此情況叫“不勞無功”；（3）有力也有距離、但力與距離垂直：物體既受到力，又通過一段距離，但兩者方向互相垂直(如起重機(jī)吊起貨物在空中沿水平方向移動(dòng))，此情況叫“垂直無功”。（4）力做功的兩種情況①力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向一致，稱為力對(duì)物體做功。②力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，可以稱為克服某個(gè)力做功。陷阱二：（1）功和功率的比較理解易錯(cuò)？（1）“功”表示做功的“多少”；（2）“功率”則表示做功的“快慢”；（功率與功和時(shí)間兩個(gè)因素有關(guān)）（3）在做功時(shí)間相同時(shí)，做功多的做功快；做功多不一定做功就快，即“功率”不一定就大。陷阱三：功率的計(jì)算應(yīng)用易錯(cuò)。（1）公式P=Fv的適用條件：物體在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則拉力F所做的功的功率可表示為Fv。（其中F表示物體所受的拉力，v表示物體運(yùn)動(dòng)的速度）該公式也適用于變速直線運(yùn)動(dòng)。（2）公式只能用于求平均功率，P=Fv既可以用于求平均功率，也可以用于求瞬時(shí)功率。（3）由公式P=Fv可知：在功率P一定時(shí)，力F與速度v成反比。陷阱四：機(jī)械能的轉(zhuǎn)化和守恒理解易錯(cuò)。（1）做功角度：只有重力或彈力做功，無其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代數(shù)和為零；系統(tǒng)內(nèi)如摩擦阻力對(duì)系統(tǒng)不做功。（2）能量角度：首先只有動(dòng)能和勢能之間能量轉(zhuǎn)化，無其它形式能量轉(zhuǎn)化；只有系統(tǒng)內(nèi)能量的交換，沒有與外界的能量交換。（3）機(jī)械能守恒一般都是理想狀態(tài)下才發(fā)生的，物體能量的轉(zhuǎn)化一般都不太可能只有機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，還有其他能量的轉(zhuǎn)化。（4）機(jī)械能守恒是有條件的，只有重力或彈力做功時(shí)，機(jī)械能是守恒的。（5）在動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化中，若受摩擦等阻力，則機(jī)械能的總和減少。（6）“在光滑面上”、“不計(jì)空氣阻力”等文字，表示沒有摩擦等阻力，此時(shí)機(jī)械能總和可看作是不變的。（7）人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，近地點(diǎn)動(dòng)能（速度）最大，勢能最??；遠(yuǎn)地點(diǎn)勢能最大，動(dòng)能（速度）最小，近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能，遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，整個(gè)過程機(jī)械能守恒。（8）滾擺上升下落過程中，如果不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能守恒。上升動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，下降重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，最低點(diǎn)速度最大，動(dòng)能最大；最高點(diǎn)重力勢能最大，動(dòng)能最??；下降過程反之。考慮空氣阻力，滾擺每次上升高度減小，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?！纠}1】下列關(guān)于功的說法正確的是A.小明用力推發(fā)生故障的汽車而未推動(dòng)時(shí)，推力對(duì)汽車做了功B.吊車吊著重物沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)一段距離時(shí)，吊車的拉力對(duì)重物做了功C.足球在水平地面上滾動(dòng)一段距離時(shí)，重力對(duì)足球做了功D.舉重運(yùn)動(dòng)員從地面將杠鈴舉起的過程中，舉重運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做了功【提示】：做功的兩個(gè)必要因素：作用在物體上的力；物體在力的方向上通過的距離（即力和距離的方向要一致）；二者缺一不可?！窘馕觥浚篈、用力推發(fā)生故障的汽車而未推動(dòng)時(shí)，只有力沒有距離；故推力對(duì)汽車沒有做功；故A錯(cuò)誤；B、吊車吊著重物沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)一段距離時(shí)，拉力方向豎直向上，移動(dòng)距離的方向水平向前；兩個(gè)方向相互垂直，故吊車的拉力對(duì)重物沒有做功；故B錯(cuò)誤；C、足球在水平地面上滾動(dòng)一段距離時(shí)，移動(dòng)距離的方向水平向前，重力的方向豎直向下；兩個(gè)方向相互垂直，故重力對(duì)足球沒有做功；故C錯(cuò)誤；D、運(yùn)動(dòng)員從地面將杠鈴舉起的過程中，力的方向豎直向上，移動(dòng)距離的方向也豎直向上，兩個(gè)方向一致；故舉重運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做功；故D正確；故選：D?！纠}2】關(guān)于功率，下列認(rèn)識(shí)正確的是（）A.由，可知功率越大的機(jī)器做的功越多B.由可知汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率越大，汽車的速度越大C.由可知單位時(shí)間內(nèi)做功越多則功率越小D.由可知機(jī)車要想獲得大的牽引力，可以放慢速度【提示】：本題主要考查了功率的計(jì)算以及功率的概念相關(guān)問題，要熟練掌握P=Fv，兩個(gè)公式及其變式?！窘馕觥緼.由可得，功率的大小與做功的多少及做功時(shí)間有關(guān)，故功率越大的機(jī)器做功不一定越多，還與時(shí)間有關(guān)，故A錯(cuò)誤；B.說明功率與力和速度有關(guān)，功率大不能說明速度大；故B錯(cuò)誤；C.功率為功與時(shí)間的比值，其物理意義即為單位時(shí)間內(nèi)做功的快慢，故C錯(cuò)誤；D.功率一定的時(shí)候，速度越小，牽引力越大，故D正確。故選D。【例題3】關(guān)于機(jī)械能，以下說法正確的是（）A．質(zhì)量大的物體，具有的機(jī)械能一定大 B．彈簧具有彈性，所以彈簧一定具有彈性勢能 C．人在蕩秋千時(shí)，人具有的動(dòng)能大小保持不變 D．一塊石頭被舉得越高，它具有的重力勢能越大【提示】（1）物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，叫做動(dòng)能。質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大；（2）物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢能。質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大；（3）物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。同一物體在彈性限度內(nèi)，彈性形變程度越大，彈性勢能就越大；（4）機(jī)械能等于動(dòng)能和勢能之和?！窘馕觥浚篈.機(jī)械能等于動(dòng)能和勢能之和，影響動(dòng)能大小的因素有質(zhì)量和速度，影響重力勢能大小的影響因素有質(zhì)量和被舉高的高度，因此質(zhì)量大的物體，具有的機(jī)械能不一定就大，故A錯(cuò)誤；B.彈性勢能的大小與彈性形變的大小有關(guān)，當(dāng)彈簧沒有發(fā)生彈性形變時(shí)，彈簧就不具有彈性勢能，故B錯(cuò)誤；C.人在蕩秋千時(shí)，速度大小在變化，因此人具有的動(dòng)能大小也在變化，故C錯(cuò)誤；D.質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大，故D正確。故選：D?！緩?qiáng)化1】小李同學(xué)先后用同樣大小的力使同一木箱分別在如圖所示的甲、乙、丙三個(gè)表面上沿力的方向移動(dòng)相同的距離S，該力在這三個(gè)過程中所做的功分別為、、。下列關(guān)于做功大小的說法正確的是A. B.C. D.【提示】：深入理解功的大小的計(jì)算方法，是解答此題的關(guān)鍵。物理中，功的大小等于力與在力的方向上通過的距離的乘積；即W＝FS?！窘馕觥浚阂粋€(gè)人先后用同樣大小的力使物體沿力的方向移動(dòng)相同的距離S；該力在這三個(gè)過程中所做的功分別為、、，三個(gè)功的大小都等于W＝FS；即；故C正確；ABD錯(cuò)誤。故選C?！緩?qiáng)化2】下面關(guān)于能的說法正確的是A.只有正在做功的物體才具有能量 B.具有能的物體都在做功C.不做功的物體就不具有能 D.能夠做功的物體，它一定具有能【提示】：解決此題的關(guān)鍵是知道一個(gè)物體能夠?qū)α硪粋€(gè)物體做功，這個(gè)物體就具有能量，能夠做功指的是具有做功的能力?！窘馕觥浚篈.一個(gè)物體能夠做功，我們才說這個(gè)物體具有能量。但這里只是說能夠做功即具有做功的能力就行，不一定就做功，所以不做功的物體也可能具有能量，故A錯(cuò)誤。B.具有能的物體就具有了做功的能力，但不一定就做功，故B錯(cuò)誤。C.不做功但有做功能力的物體也具有能，故C錯(cuò)誤。D.一個(gè)物體能夠做功，我們才說這個(gè)物體具有能，故D正確。故選：D?！緩?qiáng)化3】如圖所示，用輕質(zhì)彈簧（彈簧質(zhì)量和空氣阻力忽略不計(jì)）把小球掛在天花板上，當(dāng)小球從如圖水平位置放手后擺動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（）A．小球的機(jī)械能守恒 B．小球重力勢能的減少量等于小球動(dòng)能的增加量 C．小球重力勢能的減少量大于小球動(dòng)能的增加量 D．小球重力勢能的減少量小于彈簧彈性勢能的增加量【提示】小球下降過程中，重力和彈簧彈力做功，小球和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒。據(jù)此結(jié)合以下知識(shí)分析解答：（1）動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量、速度。質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大；（2）重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度。質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越；（3）彈性勢能的大小與物體的形變程度有關(guān)，形變程度越大，彈性勢能越大；（4）不計(jì)空氣阻力時(shí)，機(jī)械能沒有轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能守恒。【解析】：A、當(dāng)小球從如圖水平位置放手后擺動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，小球的質(zhì)量不變，速度變大，同時(shí)高度降低，彈簧的彈性形變變大，故小球的重力勢能減小、動(dòng)能增加，彈簧彈性勢能增加，即小球的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能另一部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能；彈簧質(zhì)量和空氣阻力忽略不計(jì)，小球和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但小球的機(jī)械能不守恒。故A錯(cuò)誤；B、C、D、當(dāng)小球從如圖水平位置放手后擺動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，重力勢能減小，動(dòng)能增加，彈性勢能增加，重力勢能的減小量等于小球動(dòng)能的增加量與彈簧彈性勢能增加量之和，所以小球重力勢能的減小量大于小球動(dòng)能的增加量，小球重力勢能的減小量也大于彈簧彈性勢能的增加量，故B、D錯(cuò)誤，C正確。故選：C。1.關(guān)于功，下列說法正確的是（）A.力越大做功越多B.物體在力的方向上移動(dòng)的距離越大做功越多C.做功所用的時(shí)間越長做功越多D.功等于作用在物體上的力與物體在力的方向上通過的距離的乘積【答案】D【解析】功等于力與在力的方向上移動(dòng)距離的乘積，可用公式W＝Fs來計(jì)算功的大小；根據(jù)W＝Pt可知，做功的多少與功率和做功時(shí)間兩個(gè)因素有關(guān)；據(jù)此分析答題。解：A、力越大，物體在力的方向上移動(dòng)的距離未知，由W＝Fs可知，不能判斷做功的多少，故A錯(cuò)誤；B、物體在力的方向上移動(dòng)的距離越大，力的大小未知，由W＝Fs可知，不能判斷做功的多少，故B錯(cuò)誤；C、做功所用的時(shí)間越長，功率的大小未知，由W＝Pt可知，不能判斷做功的多少，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)功的定義可知，功等于作用在物體上的力與物體在力的方向上通過的距離的乘積，故D正確。故選：D。2.下列有關(guān)力做功的說法中正確的是（）A.籃球由高處下落重力沒有做功B.把水桶從地面上提起來，提水桶的力做了功C.小車在水平路面前進(jìn)，重力對(duì)小車做了功D.汽車靜止在水平路面上，汽車受到的支持力做了功【答案】B【解析】做功的兩個(gè)必要因素：①作用在物體上的力；②物體在力的方向上通過的距離。解：A、籃球由高處下落，在重力的方向上通過了距離，重力做了功，故A錯(cuò)誤；B、把水桶從地面上提起來，有力施加在水桶上，水桶在力的方向上通過了距離，所以提水桶的力做了功，故B正確；C、小車在水平路面前進(jìn)，重力的方向是豎直向下的，移動(dòng)的方向是水平的，所以重力沒有對(duì)小車做功，故C錯(cuò)誤；D、靜止在水平桌面上的汽車，沒有在支持力的方向上通過距離，所以受到的支持力不做功，故D錯(cuò)誤。故選：B。3.甲、乙兩物體分別在水平拉力作用下作勻速直線運(yùn)動(dòng)，若甲的質(zhì)量是乙的倍，甲所受到的水平拉力是乙的倍，甲的速度是乙的倍，那么在同一時(shí)間內(nèi)，拉力對(duì)甲、乙兩物體做功之比為A.： B.： C.： D.：【答案】C【解析】由得物體運(yùn)動(dòng)的距離之比：：：：，拉力對(duì)甲、乙做功之比：：：，故選C。4.關(guān)于功和功率。下列說法正確的（）A．用相同的力將質(zhì)量不同的兩個(gè)物體沿力的方向移動(dòng)相同的距離所做的功不同 B．功率與時(shí)間成反比，所以只要時(shí)間短，功率就大 做功越多，功率越大 D.有力作用在物體上，物體在力的方向上又移動(dòng)了距離，則這個(gè)力就對(duì)物體做了功【答案】D?！窘馕觥浚篈、用相同的力將質(zhì)量不同的兩個(gè)物體沿力的方向移動(dòng)相同的距離，根據(jù)W＝Fs可知，兩次所做的功相同，故A錯(cuò)誤；BC、由可得功率由功和時(shí)間共同決定，反映做功的快慢，功率大則做功快，故BC錯(cuò)誤；D、有力作用在物體上，物體在力的方向上又移動(dòng)了距離，滿足做功的兩個(gè)要素，故D正確。故選：D。5.汽車在平直公路上以速度勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為，牽引力為時(shí)刻開始，司機(jī)減小了油門，使汽車保持恒定功率行駛，到時(shí)刻，汽車又開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為已知運(yùn)動(dòng)過程中汽車所受阻力恒定不變，汽車牽引力隨時(shí)間變化的圖象如圖，則A.B.C.至?xí)r間內(nèi)，汽車做加速運(yùn)動(dòng)D.時(shí)刻之后，汽車將保持功率行駛【答案】D【解析】：由題知，在時(shí)刻以前，汽車以速度勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為，牽引力為，且有；在時(shí)刻，司機(jī)減小了油門，汽車的功率突然減小為，在該瞬間汽車的速度不變?nèi)詾?，牽引力由突然減小為，所以有，由可知即汽車的功率突然減小為原來的一半。由題可知，時(shí)刻后汽車的功率保持恒定；由上述分析可知，汽車的功率將保持不變，故D正確；到時(shí)刻，汽車又開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為；由圖可知，汽車再次做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力與最初做勻速運(yùn)動(dòng)的牽引力大小相等，均為；根據(jù)可得第二次做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度：；故A錯(cuò)誤；B.汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力與阻力平衡，所以，故B錯(cuò)誤；C.由圖可知，至?xí)r間內(nèi)，汽車受到的牽引力增大，功率不變，由可得，汽車行駛的速度減小，所以汽車做減速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；故選D。6.功率相同的甲、乙兩輛汽車，在相等時(shí)間內(nèi)沿平直路面勻速通過的距離之比是2:1，則下列正確的是A.甲、乙兩車速度之比為B.甲、乙兩車牽引力做功之比為C.甲、乙兩車牽引力之比為D.甲、乙兩車克服阻力做功之比為【答案】C【解析】：由題知，，，：；由可得，甲乙兩汽車牽引力做功克服阻力做功之比為：，故BD錯(cuò)誤；C.由可得，甲乙兩汽車牽引力之比為：，故C正確；A.由可得，甲乙兩汽車速度之比為：，故A錯(cuò)誤。故選C。7.立定跳遠(yuǎn)是初中、高中、大學(xué)每年體質(zhì)測試的必測項(xiàng)目，圖為學(xué)生立定跳遠(yuǎn)時(shí)的動(dòng)作分解，關(guān)于學(xué)生的能量變化，下列說法正確的是A.上升時(shí)，動(dòng)能減小，重力勢能增大B.上升時(shí)，動(dòng)能增大，重力勢能減小C.下降時(shí)，動(dòng)能增大，重力勢能增大D.下降時(shí)，動(dòng)能減小，重力勢能減小【提示】：此題考查動(dòng)能和勢能的大小變化，難度不大，關(guān)鍵是掌握動(dòng)能和勢能大小的影響因素。（1）動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量、速度。質(zhì)量越大，速度越大、動(dòng)能越大。（2）重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度。質(zhì)量越大、高度越高，重力勢能越大?！窘獯稹浚哼\(yùn)動(dòng)員上升時(shí)，質(zhì)量不變，速度變小，高度變大，故動(dòng)能減小，重力勢能增大；運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)，質(zhì)量不變，速度變大，高度變小，故動(dòng)能增大，重力勢能減小。故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。8.2020年5月5日18時(shí)00分，中國載人空間站工程研制的相當(dāng)于18層樓高的長征五號(hào)B運(yùn)載火箭，搭載新一代載人飛船試驗(yàn)船和柔性充氣式貨物返回艙試驗(yàn)艙，在文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空。在現(xiàn)役的各國運(yùn)載火箭中，長征五號(hào)B運(yùn)載火箭的運(yùn)力是世界一流水平，如圖所示是火箭發(fā)射時(shí)的情景，關(guān)于試驗(yàn)船加速上升的過程中，下列說法正確的是（）A．動(dòng)能變大，勢能變大，機(jī)械能變大 B．動(dòng)能變小，勢能變大，機(jī)械能變大 C．動(dòng)能變大，勢能變小，機(jī)械能保持不變 D．動(dòng)能變小，勢能變大，機(jī)械能保持不變【提示】（1）動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量、速度。質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大。（2）重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度。質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大。（3）機(jī)械能＝動(dòng)能+勢能?！窘馕觥浚涸囼?yàn)船加速上升的過程中，實(shí)驗(yàn)船的質(zhì)量不變，速度增大，動(dòng)能增大；高度增大，重力勢能增大；實(shí)驗(yàn)船升空時(shí)，沒有發(fā)生彈性形變，不具有彈性勢能；機(jī)械能＝動(dòng)能+重力勢能，機(jī)械能增大。故選：A。9如圖所示，小球沿彎曲的軌道由靜止從處經(jīng)過、運(yùn)動(dòng)到處恰好靜止，在此過程中下列說法錯(cuò)誤的是（）A．小球在處的動(dòng)能等于在處的動(dòng)能B．小球在處的勢能大于在處的勢能C．小球在處的機(jī)械能小于在處的機(jī)械能D．小球整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)能和勢能有相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能不守恒【答案】C【解析】：A．小球在A處和D處都處于靜止，速度為零，因此動(dòng)能都為零，小球在A處的動(dòng)能等于在D處的動(dòng)能，故A正確，不符合題意；B．因?yàn)樾∏蛟贏點(diǎn)的位置高于D點(diǎn)的位置，因此小球在A處的勢能大于在D處的勢能，故B正確，不符合題意；C．根據(jù)題意可知，“小球沿軌道由靜止從A處運(yùn)動(dòng)到D處的過程中，不能忽略空氣阻力和摩擦力，所以在整個(gè)過程中，小球有能量的損耗，機(jī)械能逐漸變小，故小球在B處的機(jī)械能大于在C處的機(jī)械能，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．因?yàn)榈紻點(diǎn)時(shí)的速度恰好為零，摩擦和空氣阻力不能忽略，機(jī)械能不守恒，故D正確，不符合題意。故選C。10.如圖1所示，某工程隊(duì)在一次施工作業(yè)中，以恒定速度沿豎直方向?qū)①|(zhì)量為5×103kg的圓柱形實(shí)心工件從深水中吊起至距水面某一高度。不計(jì)水的阻力，根據(jù)繩子作用在工件上端的拉力F的功率P隨工件上升高度h變化的圖象（圖2）。則下列說法錯(cuò)誤的是（）A．工件上升的速度大小為0.4m/s B．當(dāng)工件露出水面一半時(shí)所受的浮力大小為5000N C