第23講 能量轉(zhuǎn)化的量度（原卷版）

第23講能量轉(zhuǎn)化的量度是否做功判斷做功多少的計(jì)算做功快慢的計(jì)算一.功1.定義：物體受到力的作用，并且在這個(gè)力的方向上通過(guò)一段距離，我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。2.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(guò)一段距離。3.力對(duì)物體不做功的三種情況①有距離無(wú)力：物體沒(méi)有受到力的作用，但由于慣性通過(guò)一段距離；②有力無(wú)距離：有力作用在物體上，但物體沒(méi)動(dòng)，即物體沒(méi)有通過(guò)一段距離；③力與運(yùn)動(dòng)距離垂直：物體受到了力的作用，也通過(guò)了一段距離，但通過(guò)的距離與力的方向垂直。二.功與功率的計(jì)算1.功（1）定義：力跟物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積。即功=力x距離。（2）計(jì)算公式為W=Fs,W表示功，F(xiàn)表示力，S表示沿力方向的距離（3）單位：在國(guó)際單位制中，力的單位是牛(N)，距離的單位是米(m)，功的單位是牛.米(N.m)，在國(guó)際單位制中，用專(zhuān)門(mén)的名稱(chēng)“焦耳”來(lái)表示，簡(jiǎn)稱(chēng)為焦，符號(hào)是J。1焦=1牛.米。（4）做功的實(shí)質(zhì)：能量轉(zhuǎn)化的量度2.功率（1）定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)做功的多少（2）意義：表示物體做功快慢的物理量（3）計(jì)算公式為P=W/tP表示功率，W表示功，t表示做功時(shí)間推導(dǎo)可得：P=FVF表示力，V表示沿力方向的運(yùn)動(dòng)速度(4)功率的單位：在國(guó)際單位制中，功率的單位是瓦特，簡(jiǎn)稱(chēng)瓦，符號(hào)為W。1瓦=1焦/秒。在實(shí)際應(yīng)用中還常用千瓦(kW)、兆瓦(MW)作為功率的單位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦?？键c(diǎn)一：是否做功判斷【例1】如圖所示的生活實(shí)例中，下列判斷中正確的：（

）①甲圖小車(chē)在推力的作用下前進(jìn)了一段距離推力做了功；②乙圖人提著滑板在水平路面上前行，人提滑板的力做了功；③丙圖物體在繩子拉力作用下升高，拉力做了功;④丁圖用盡全力搬石頭搬而未起，人對(duì)石頭的作用力不做功。A．只有①③正確 B．只有②③正確 C．只有①③④正確 D．只有②③④正確【例2】如圖所示是挺舉連續(xù)動(dòng)作的幾個(gè)狀態(tài)圖，下列說(shuō)法正確的是（）

A．從準(zhǔn)備狀態(tài)發(fā)力到上拉狀態(tài)過(guò)程中對(duì)杠鈴不做功B．從上挺狀態(tài)發(fā)力到站立狀態(tài)過(guò)程中對(duì)杠鈴做了功C．站立時(shí)人受到的重力和地面對(duì)人的支持力是一對(duì)平衡力D．站立時(shí)，因?yàn)楦茆忟o止所以沒(méi)有慣性考點(diǎn)二：做功多少的計(jì)算【例1】如圖所示，木板可繞固定的水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng)。木板從水平位置OA緩慢地轉(zhuǎn)到OB位置，木板上的物塊始終相對(duì)于木板靜止。在這一過(guò)程中，物塊的機(jī)械能增加了2J。用F1表示物塊受到的支持力，用F2表示物塊受到的摩擦力，在這一過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）

①F1對(duì)物塊不做功，F(xiàn)2對(duì)物塊做功為2J；②F1對(duì)物塊做功為2J，F(xiàn)2對(duì)物塊不做功；③F1和F2對(duì)物塊所做的總功為2J；④該物體機(jī)械能守恒。A．①④ B．①③ C．②③ D．②④【例2】電動(dòng)叉車(chē)托著質(zhì)量為100kg的貨物，在5s內(nèi)沿著水平方向行駛10m，如圖甲所示；接著在10s內(nèi)把貨物勻速豎直提升1m，如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）

A．叉車(chē)水平行駛過(guò)程中，貨物的重力做功為1×104JB．叉車(chē)提升貨物過(guò)程中，克服貨物的重力做功為1×103JC．叉車(chē)水平行駛過(guò)程中，叉車(chē)的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為貨物的動(dòng)能D．叉車(chē)提升貨物過(guò)程中，貨物的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為貨物的重力勢(shì)能考點(diǎn)三：做功快慢的計(jì)算【例1】一輛汽車(chē)在平直的公路上做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其v﹣t圖像如圖所示，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0﹣10s內(nèi)汽車(chē)的牽引力大小恒為2000NB．在10﹣20s內(nèi)汽車(chē)牽引力做的功為4×105JC．在0﹣10s汽車(chē)牽引力做的功為3×105JD．在10﹣20s內(nèi)汽車(chē)牽引力做功的功率為4×105W【例2】如下圖所示，重為5N的鐵塊吸附在豎直放置足夠長(zhǎng)的磁性平板上，在豎直向上拉力F的作用下鐵塊沿直線(xiàn)豎直向上運(yùn)動(dòng)鐵塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度v的大小隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，若鐵塊受到的摩擦力為2N，下列說(shuō)法正確的是（）A．向上運(yùn)動(dòng)中，吸引力對(duì)鐵塊做了功 B．在02s內(nèi)拉力F等于5NC．在2～6s內(nèi)拉力F大于7N D．在2～6s內(nèi)，拉力做的功為84J1．如圖所示，用大小相等的拉力F，分別沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移動(dòng)的距離sAB=sCD，比較兩種情況下拉力F所做的功，下列判斷正確的是（）A．拉力F在AB段做功較多 B．拉力F在AB段與CD段做的功一樣多C．拉力F在CD段做功較多 D．無(wú)法判斷2．一個(gè)物體受力作用并在力的方向上移動(dòng)，其作用力F與移動(dòng)的距離s關(guān)系如圖所示，則（）A．施力3N時(shí)做功最多B．施力5N時(shí)做功最多C．施力8N時(shí)做功最多D．全程共做功50J3．如圖所示，將木塊放在壓縮了的彈簧旁，釋放彈簧，木塊沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)彈簧后，木塊運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來(lái)。下列說(shuō)法中正確的是（）A．木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊所受的重力對(duì)木塊做了功B．木塊最終停止運(yùn)動(dòng)是由于失去彈簧的彈力作用C．彈簧對(duì)木塊的彈力使木塊由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)D．此實(shí)驗(yàn)中機(jī)械能是守恒的4．一個(gè)籃球不小心被水打濕，小明繼續(xù)使用該籃球進(jìn)行訓(xùn)練，球離手后，發(fā)現(xiàn)籃球在干燥的地面上向前彈跳的過(guò)程中，地面上留下了一個(gè)個(gè)“印跡”，以下判斷正確的是（不考慮籃球質(zhì)量的變化）（）A．球離手后，手仍對(duì)球做功 B．D點(diǎn)時(shí)籃球的動(dòng)能不為0C．B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能等于C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能 D．1、2、3三個(gè)“印跡”大小相同5．如圖所示，體重不同的甲、乙兩小孩沿著兩條長(zhǎng)度不同的光滑軌道下滑。若不計(jì)空氣阻力，兩人從A處自由滑到B處，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．甲、乙所受的重力做功不同 B．甲、乙下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒C．甲、乙的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 D．甲、乙到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相同6．如圖，大人和小孩分別將5塊相同的磚從一樓搬到二樓，在這個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．小孩對(duì)磚做功更多 B．小孩對(duì)磚做功更快C．大人對(duì)磚做功更多 D．大人對(duì)磚做功更快7．如圖所示，甲、乙兩物體在拉力F的作用下，沿豎直向上方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，則（）

A．甲的速度一定大于乙的速度B．甲的重力一定大于乙的重力C．拉力F甲做的功一定大于拉力F乙做的功D．拉力F甲的功率一定大于拉力F乙的功率8．一定質(zhì)量的物體在水平拉力的作用下沿同一水平面運(yùn)動(dòng)，物體運(yùn)動(dòng)的路程（s）-時(shí)間（t）圖像如圖所示，根據(jù)圖像，下列判斷正確的是（）

A．物體16s時(shí)的速度大于4s時(shí)的速度B．0-12s拉力對(duì)物體所做的功大于12s-24s拉力對(duì)物體所做的功C．0-12s拉力對(duì)物體做功的功率小于12s-24s拉力對(duì)物體做功的功率D．0-12s物體所受的拉力大于12s-24s物體所受的拉力9．如圖所示，質(zhì)量不等的甲、乙兩球（m甲＞m乙）從頂端分別沿固定光滑斜面體的a、b兩側(cè)滾到各自的底部，則在它們整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有（）

A．甲球的重力所做的功少些B．兩球的重力所做的功一樣多C．它們運(yùn)動(dòng)到斜面底部時(shí)，乙的速度大些D．它們運(yùn)動(dòng)到斜面底部時(shí)，兩球速度一樣大10.一個(gè)重為10N的木塊放在粗糙程度相同的水平地面上，受到水平向左的拉力F的作用，如圖甲所示。拉力F的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙，木塊的運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖丙所示。則下列說(shuō)法正確的是（）A．t＝3s時(shí)木塊受到的合力為0B．t＝3s時(shí)木塊受到的摩擦力為5NC．4~6s內(nèi)木塊的重力做功40JD．4~6s內(nèi)拉力F的功率為9W11．一個(gè)籃球從A點(diǎn)由靜止下落，下落的速度與時(shí)間圖象如圖甲所示。籃球相繼經(jīng)過(guò)B、C兩個(gè)位置，且AB=BC，如圖乙所示。在籃球從A下落到C過(guò)程中，考慮空氣阻力的影響，下列說(shuō)法正確的是（）A．重力在BC段做功比在AB段做功快B．重力在BC段做功比在AB段做功多C．籃球在A點(diǎn)的重力勢(shì)能小于在B點(diǎn)的重力勢(shì)能D．在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，籃球的機(jī)械能不變12．如圖所示，用10N的水平拉力F拉著物體A沿水平方向以的速度勻速運(yùn)動(dòng)了50cm，不計(jì)空氣阻力，則下列判斷正確的是（）①物體A不受摩擦力②物體A受到摩擦力的大小是10N③力F對(duì)物體A做了1J的功④力F對(duì)物體A做功的功率是1WA．只有①③B．只有②④C．只有②③ D．只有①④13．兩個(gè)一樣的小鐵塊A和B，分別從高度相同的都是光滑的斜面和圓弧面的頂點(diǎn)滑向底部，如圖所示。如果它們的初速度都為0，則下列說(shuō)法不正確的是（）A．它們到達(dá)底部時(shí)動(dòng)能相等B．它們到達(dá)底部時(shí)速度大小相等C.下滑過(guò)程中重力所做的功相等D.它們?cè)谧罡唿c(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和它們到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能大小各自不相等14.投出的鉛球在空中飛行，它在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)能Ek與距離地面的高度h的關(guān)系如圖所示。已知鉛球出手高度h為2m，鉛球落到地面時(shí)重力勢(shì)能為零，不計(jì)空氣阻力，由圖可知，鉛球出手時(shí)其重力勢(shì)能為（）

A．80J B．100J C．180J D．280J15．如圖所示，用大小相同的力F，使質(zhì)量不同的兩物體沿力的方向移動(dòng)相同的距離s，所用的時(shí)間相同，則兩次所用的力對(duì)物體所做的功和功率（）A．圖甲做的功較多B．圖乙做的功較多C．甲、乙的功率一樣大D．圖甲的功率一定比圖乙大16．如圖，小山提著重200N的物體，在水平路面勻速前進(jìn)10m，然后以相同的速度走完長(zhǎng)10m、高5m的斜坡，則下列說(shuō)法正確的是（）A．水平面上，人對(duì)物體做功2000JB．水平面上，人對(duì)物體不做功C．斜坡上，人對(duì)物體做功2000JD．斜坡上，人對(duì)物體不做功17．如圖所示，質(zhì)量為m的物體Q從高度為h、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的斜面上以v1的速度勻速下滑，如圖乙，在斜面的頂端固定滑輪將物體Q與物體P用輕繩連結(jié)，物體Q以速度v2（v1小于v2）勻速沿斜面上升。以下說(shuō)法正確的是（）A．圖甲中，物體Q受到的重力GQ等于物體Q對(duì)斜面的壓力FB．圖甲中物體Q所受摩擦力f甲大于圖乙中物體Q受到的摩擦力fC．當(dāng)圖乙中物體Q從斜面底部上升到頂端時(shí)，物體P的重力做功為2mghD．圖甲中，物體Q在下滑的過(guò)程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能18．根據(jù)如圖所示的幾個(gè)情景，下列說(shuō)法正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴靜止不動(dòng)，但運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做了功B．女孩從地面上搬起一個(gè)箱子，女孩對(duì)箱子做了功C．司機(jī)費(fèi)了很大的力也未能推動(dòng)汽車(chē)，但司機(jī)對(duì)汽車(chē)做了功D．足球被踢出后在草地上滾動(dòng)的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球做了功19．在上周的自主復(fù)習(xí)中物理課代表建議大家“回歸課本”，如圖是課本上的原圖，針對(duì)圖中情境增加條件拓展科學(xué)思維：小強(qiáng)用100N的力斜向上拉著總重為500N的小車(chē)使小車(chē)在水平路面上勻速前進(jìn)了10m用了10s。下列說(shuō)法中正確的是（）

A．這一過(guò)程中地面對(duì)小車(chē)的摩擦力一定是100NB．這一過(guò)程中100N的拉力對(duì)小車(chē)做的功一定是1000JC．這一過(guò)程中小車(chē)的速度為1m/sD．這一過(guò)程中小車(chē)對(duì)地面的壓力一定等于500N20．如圖甲所示，貨物A在吊車(chē)鋼索的拉力F1作用下，沿豎直方向，向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；如圖乙所示，貨物B在吊車(chē)鋼索的拉力F2作用下，沿豎直方向，向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。貨物A的質(zhì)量與貨物B的質(zhì)量相等（不考慮空氣的阻力和鋼索重力），在計(jì)時(shí)的0~20s過(guò)程中，拉動(dòng)貨物A、B的吊車(chē)所作的功（W）-時(shí)間（t）圖像如圖丙所示。在0~20s過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）A．拉力F1與拉力F2的大小相等B．拉力F1做的功與拉力F2做的功相等C．拉力F1做功的功率與拉力F2做功的功率相等D．貨物A運(yùn)動(dòng)的速度與貨物B運(yùn)動(dòng)的速度相等21．如圖所示，不計(jì)空氣阻力，用彈簧測(cè)力計(jì)兩次水平拉同一木塊，使它在同一水平木板上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，圖乙是它運(yùn)動(dòng)的路程隨時(shí)間變化的圖象，下列說(shuō)法正確的是（）A．木塊第一次和第二次速度之比為1∶2B．木塊兩次受到滑動(dòng)摩擦力之比為2∶1C．對(duì)木塊第一次和第二次的拉力功率之比為2∶1D．在相同時(shí)間內(nèi)拉力兩次對(duì)木塊做功之比為1∶122．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(xiàn)運(yùn)動(dòng)到Q，OP段拉力為300N，做的功為，功率為，PQ段拉力為200牛，做的功為，功率為，則（）A．

B．

C．

D．

23．如圖所示，木塊在恒定不變的拉力F作用下沿