内容正文:
专题13 功和机械能
目录
一、热点题型归纳
【题型一】 功
【题型二】 功率
【题型三】 动能
【题型四】 势能
【题型五】 机械能及其转化
二、最新模考题组练
【题型一】功
【典例分析】
下面四幅图中所描述的力,对物体做了功的是( )。
【提分秘籍】
1.功的定义:一个力作用在物体上,使物体在 力的方向上通过一段 距离 ,这个力就对物体做了功。
2.功的公式:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式:。
3.功的单位:国际单位制中,功的单位是:焦耳,符号是J,1J= 1N·m 。
4.功的公式的应用:①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;②公式中s一定是在力的方向上通过的距离,强调对应;③功的单位“焦”(牛·米 = 焦),不是力和力臂的乘积(牛·米,力臂单位不能写成“焦”)。
【变式演练】
1.(2022·黑龙江牡丹江·统考中考真题)课间,小冰为班级换矿泉水,他把刚抬回来的满桶矿泉水立放到水平地面上。若桶与水的总质量为16kg,桶与地面的接触面积为100cm2,课桌高为0.8m。求:
(1)立放时,这桶矿泉水对水平地面的压强是多少?
(2)小冰将这桶矿泉水匀速抬到课桌上,对这桶水做的功是多少?
2.(2022·黑龙江绥化·统考中考真题)如图甲所示,有一底面积为0.01m2,质量为3kg的正方体物块,在拉力F的作用下在水平面上做直线运动。拉力随时间变化、速度随时间变化图象分别如图乙、丙所示,已知物块在2~4s的运动距离为2m。求:
(1)物块静止时对水平面的压强;
(2)在2~4s物块受到的摩擦力;
(3)在前6s内,拉力F做的功。
3.(2022·宁夏·统考中考真题)跳台滑雪是冬奥会的一项经典运动项目。如图所示是运动员从跳台腾空到落地的过程,下列说法正确的是( )
A.运动员起跳后还能向上运动是受到了向上的推力
B.运动员下落时重力对运动员不做功
C.运动员着地时要屈膝,是为了降低自身重心,提高稳定性
D.运动员落地后不能立即停下来是受到惯性的作用
【题型二】 功率
【典例分析】
小明同学设计了如图甲所示的滑轮组装置,当施加图乙所示随时间变化的水平拉力F时,重物的速度v随时间t变化的关系如图丙所示。不计绳与滑轮的重量及滑轮转动时的摩擦,绳对滑轮的拉力方向近似看成水平方向。在~1s内,重物受到地面的摩擦力为______N,在2s~3s内,拉力F做功的功率为______W。
【提分秘籍】
1.定义:单位时间里完成的功;或说成:单位时间内力作做的功。
2.功率的物理意义:功率是表示力做功快慢的物理量;即单位时间内完成的功。
3.公式。
4.单位:在国际单位制中,功率单位是瓦特,符号是 W 。常用单位还有千瓦(kW)、马力。
换算关系:1kW=103W 1马力=735W
5.功率公式的解释:
(1)物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积,即。
(2)利用该公式时要注意:拉力F必须是恒力,且物体运动的速度应不变;v的单位必须用m/s,这样算出的功率单位才是W;速度v跟拉力F必须对应,即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。
【变式演练】
1.(2022·江苏南通·统考中考真题)在内径约为1cm的玻璃管中注水近满,上端留一个气泡,用橡皮塞塞住管口,再将玻璃管翻转后竖直放置,气泡上升,如图所示。测得气泡上升40cm用时20s,则该过程中气泡所受浮力做功的功率最接近于( )
A.2×10﹣5W B.2×10﹣4W C.2×10﹣3W D.2×10﹣2W
2.(2022·湖北荆州·统考中考真题)如图所示,工人往车上装重物时,用长木板搭个斜面,工人用平行于斜面向上的力,把重物沿斜面从底端匀速推到顶端。下列说法正确的是( )
A.用斜面可以省力也可以省功
B.匀速推动重物的速度越大,推力越大
C.匀速推动重物的速度越大,推力做功越多
D.匀速推动重物的速度越大,推力的功率越大
3.(2022·贵州毕节·统考中考真题)图甲是“测量水平运动物体所受滑动摩擦力”的实验装置图,小宇用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,弹簧测力计的示数如图乙,木块在0~1s做加速运动,在1~3s以速度0.2m/s做匀速直线运动。
(1)在0~1s内木块受到的滑动摩擦力为______N;
(2)在1~3s内,拉力的功率为______W;
(3)3s钟后,物体不受拉力,也不会立即停止运动,是因为物体具有______。
【题型三】 动能
【典例分析】
如图所示,“和谐号”高铁满载旅客从十堰东站缓缓驶出前往武汉,下列说法正确的是( )。
A.列车由静止变为运动,列车的惯性增大了;
B.列车加速前进时,列车的动能一直增加;
C.列车受到的牵引力和铁轨对它的支持力是平衡力;
D.“和