重难点12 功和机械能-2021年中考物理【热点·重点·难点】专练

专项三 力学 重难点12 功和机械能 【知识梳理】 1.功（W）：物理学规定，若果物体受力且沿力的方向移动一定的距离，就说力对物体做了功。做功包含的2个必要因素：作用在物体上的力；物体在这个力的方向上移动的距离。功的计算：功等于力与物体沿力的方向移动距离的乘积。公式：W=Fs.（F-力，单位：N；S-在力的方向上移动的距离，单位：m）。功的单位：焦耳（J）。1J=1N.m。 2.功率（P）：功与做功所用的时间之比。公式：P=.（W-功，单位：J；t-时间，单位：s）。功率的国际单位：w。其它单位：1W=1J/s；1kW=1000W；1MW=106W. 3.功与功率的比较 物理量 定义 符号 计算公式 国际单位 常用单位 反映的物理情景 联系 功 力与物体沿力的方向移动距离的乘积 W W=Fs J(焦耳) 1N.m=1J 1kJ=1000J 做功的多少 P=W/t 功率 功与做功所用的时间之比 P P=w/t W(瓦特) 1J/s=1w 1kw=1000w 1Mw=106w 做功的快慢 4.机械能 （1）动能：物体由于运动具有的能。影响因素：物体的质量和运动速度。当速度相同时，质量越大，动能越大；当质量相同时，速度越大，动能越大。 （2）重力势能：物体由于位置较高而具有的能。影响因素：物体的质量和位置高度。当位置一样时，质量越大，重力势能越大；当质量一定时，位置越高，重力势能越大。 （3）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能。弹性形变越厉害，弹性势能越大。 （4）能的相互转化：各种形式的能量之间可以相互转化。 【易混淆点】 1.错误的认为：做功越多，功率越大。做功越快，做功越多。 2.计算功时，不注意力与力的距离一致才能相乘，将力与距离混乱搭配。 3.功与功率的单位混淆。根据计算公式来推导。计算功的公式能推导出来的单位，就是功的单位，例如：凡是力的单位与距离的单位的乘积所形成的单位都是功的单位。 【典例分析】 【例1】(2020北京8)如图所示的情境中，人对物体做功的是（ ） A. 用力搬石头没有搬动 B. 人将重物从地面拉到高处 C. 人推一块大石头没推动 D. 人使箱子沿水平方向做匀速直线运动 【答案】B 【分析】A．人用力搬石头没有搬动：有力，但在力的方向上未通过距离，未做功，A错。 B．人将重物从地面拉到高处：物体受到向上的拉力，在拉力的方向上通过了距离，拉力对物体做了功，B正确。 C．人推一块大石头没推动：有力，但在力的方向上未通过距离，未做功，C错。 D．人使箱子沿水平方向做匀速直线运动：人给箱子一个向上的力，箱子向上没有移动距离，人对箱子未做功，D错，选B。 【思路小结】1.判断物体是否做功：根据做功的两个必要因素去判断。三种情形不做功：有力无沿力方向移动的距离；有距离，无力；力与距离的方向垂直。 【例2】(2020成都10) 下图是过山车向下“俯冲”的情景，对过山车加速下降过程中的机械能，下列分析正确的是（　　） A. 动能增大，重力势能增大 B. 动能减小，重力势能增大 C. 动能减小，重力势能减小 D. 动能增大，重力势能减小 【答案】D 【分析】过山车加速下降，质量不变，速度越来越大，所以动能越来越大。但是位置越来越低，所以重力势能越来越小，D正确，选D。 【思路小结】根据动能和重力势能的影响因素来分析。影响动能、重力势能的因素的区分：二者都与质量有关，动能还与速度有关，重力势能与位置有关。注意：速度、位置都具有相对性，注意参照物。 【例3】(2020广东24)某轿车在平直公路上行驶的45s内，其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图像分别如图甲、乙所示。已知前10s轿车运动的路程为100m。求：(1)前10s轿车运动的平均速度；(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程；(3)动力F做的总功。 【答案】(1)10m/s (2)700m (3)1.1×106J 【分析】(1)前10s轿车运动的平均速度：v1=s1/t1=100m/10s=10m/s。 (2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程：s2=v2t2=20m/s×（45s-10s）=700m。 (3)动力F做的总功：W=W1+W2=F1s1+F2s2=4000N×100m+1000N×700m=1.1×106J。 答：(1)前10s轿车运动的平均速度是10m/s；(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程是700m；(3)动力F做的总功为1.1×106J。 【思路小结】计算功时，注意正确寻找力和与之对应的在该力的方向上移动的距离，不要张冠李戴。 【真题操练】 1.（2020巴中12）无人机已被应用于诸多领域。如图所示，是一款