专题五 功和功率 机械能【考点清单】-2024-2025学年九年级科学上学期期中考点大串讲（浙教版）

专题五 功和功率 机械能 一、功 一、力学中的功 1.功的概念 如果有力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。 2.做功的两个必要因素 力学中所说的做功，包含两个必要因素：一个是作用在物体上的 ，另一个是物体在这个力的方向上移动的 。这两者缺一不可。 3.三种不做功的情况 不做功的情况 图示 实例 分析 有 无 （不劳无功） 某同学踢足球，足球离开脚后在地面上滚动的过程中，该同学对足球没有力的作用，不做功 足球由于惯性移动一段距离，球滚动时踢足球的力不再对足球做功 有 无 （劳而无功） 同学搬石头，但没有搬动，她对石头没有做功 有力作用在物体上，但物体没有移动，即物体没有在力的方向上移动距离，力对物体没有做功 力与移动方向 （垂直无功） 滑板在水平方向上移动了一段距离，但在人的拉力方向上没有移动距离，拉力没有做功 物体受到了力的作图，也移动了一段距离，但移动的方向与力的方向垂直，即物体在力的方向上没有移动距离，则这个力对物体没有做功 二、功的计算 1.功的计算公式 功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，即功=力×物体在力的方向上移动的距离。 若用W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上移动的距离，则功的计算公式为：W= 。 2.功的单位 在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），距离单位是米（m），则功的单位是牛·米（N·m），它用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是J，1J=1N·m。 1J的物理意义是1N的力的作用在物体上使其沿力的方向移动1m距离所做的功。 3.对做功的两种表述 （1）力的方向与物体移动方向一致，称为力对物体做功。 （2）力的方向与物体运动方向相反，可以称为 做功。如克服重力做功：向上抛出某个物体时，重力方向向下，物体运动方向向上，对于该物体，我们一般说物体克服重力做功。 二、功率 1.功率的概念 内容 举例说明 功率的物理意义 （1）功率是不是物体做功快慢的物理量。功率越大，不是物体做功越快；功率越小，不是物体做功越慢。 做功相同，做功时间不同 功率 将功与做功所用时间的比叫功率 相同时间内做功越多，表示做功越快 2.功率的定义式 （1）功率的定义式为（在t时间内的平均功率）。 （2）用公式计算功率的注意事项 ①解题时一定要弄清三个物理量的对应关系，功W一定是对应时间t内完成的，这样算出来的功率才是时间t内的功率。 ②可以变形为W=Pt和，两变形式可分别用于求功和做功所用时间。 3.功率的单位 （1）根据功率的定义式可以推导出功率的单位。在国际单位制中，功的单位是焦耳（J）,时间单位是秒（s），则功率的单位是焦耳/秒（J/s）。为了纪念英国著名发明家瓦特，给功率单位一个专门的名称，叫做瓦特，简称瓦，符号为W，即1W=1J/s。瓦特是焦耳每秒的专用名称。 （2）功率的常用单位还有千瓦（kW）、兆瓦（MW）。1kW=103W，1MW=106W。 4.功率计算的推导公式P=Fv （1）当物体在力F作用下，以速度v沿力的方向做匀速直线运动时，力F做功的功率可以表示为，即功率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积。 （2）由P=Fv可知，当机车的输出功率P一定时，机车速度v越小，机车发动机输出的牵引力F越大。 （3）应用P=Fv进行计算时，力的单位为N，速度的单位为m/s，这样计算出的功率的单位才是W。 （4）P=Fv在生活中的应用 某些阻力较大的情况下，当发动机输出功率不能改变时，人们常常通过降低速度来获得较大的牵引力。所以，当汽车要爬又长又陡的坡时，司机常换低挡位，以获得更大的牵引力从而顺利上坡。 三、动能和势能 一、能量 1.现象探究：能做功的物体具有能量 做功有快慢之分，那么，怎样比较做功的快慢呢？下面我们类比速度的定义进行说明。 现象 图示 分析 海啸将建筑物、汽车等一扫而空 流动的海水能将建筑物、汽车等一扫而空，流动的海水能对外做功，即流动的海水具有做功本领 被拉弯的弓将箭射出 被拉弯的弓能将箭射出，弓能对外做功，即被拉弯的弓具有做功本领 被举高的重锤下落敲击木桩而将木桩打入地里 被举高的重锤，当它下落时可以把地面上木桩打入地里，它可以对木桩做功，即被举高的重锤具有做功本领 2.能量的概念及单位 （1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 （2）能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中，能量的单位是焦耳（J）。 3.对能的理解 （1）能量是表示物体做功本领的物理量。 （2）物体做功过程实质上是能量转化或转移的过程，物体能够做功越多，表示这个物体所具有的能量越大。 4.能与功的区别与联系 区别 功是一个过程量，能是一个状态量 功是描述力对 物体作用过程中取得的成效的物理量，是相对于一个过程而言的；能是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量 具有能量的物体不一定做功，而正在做功的物体一定具有能量 联系 功是能量变化的量度 二、动能 物体由于 而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有 。例如，空中飞行的小鸟、行驶的汽车、流动的水等。 三、势能 1.重力势能 重力势能：在地球表面附近，物体由于受到 并处在 时所具有的能，叫做重力势能。 2.弹性势能 （1）弹性势能的定义：物体由于发生 而具有的 叫做弹性势能。 （2）决定弹性势能大小的因素：物体弹性势能的大小与物体的弹性形变程度和物体本身的材料有关。对同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 （3）弹性势能的应用 弹性势能的应用很广泛。如发条玩具，只要上紧玩具内的发条，松手后玩具就会再弹性势能的作用下动起来。 四、机械能及其转化 1.机械能 （1）定义：动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。机械能是和物体运动紧密联系的能量。机械能的单位是焦耳（J）。 （2）对机械能的理解 一个物体可以只有动能，也可以只有势能，还可以既有动能又有势能，都称为物体具有机械能。 1. 物体只有动能，如在水平路面上行驶的汽车； 1. 物体只有势能，如悬挂在空中静止的物体、射箭时发生弹性形变的弓； 1. 物体同时具有动能和势能，如在空中飞行的飞机、小鸟等。 2.机械能守恒 （1）机械能守恒 大量研究结果证明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说机械能守恒。 （2）判断机械能如何变化 ①当物体的机械能守恒时，动能和势能中一种形式的能量减少，另一种形式的能量必然增加。 示例（忽略空气阻力和摩擦导致的机械能损失） 判断依据 能的转化 速度 高度 形变 滚摆上升时 减小 增大 —— 动能转化为重力势能 过山车下降时 增大 减少 —— 重力势能转化为动能 运动的小球压缩弹簧时 减小 —— 增大 动能转化为弹性势能 弯弓射箭时 增大 —— 减小 弹性势能转化为动能 ②物体受外力作用机械能不守恒时，可先分析动能和势能的变化情况，再结合“机械能=动能+势能”来判断。 示例 动能变化 势能变化 机械能 水平路面上加速运动的小车 增大 不变 增大 水平路面上减速运动的小车 减小 不变 减小 匀速上升的热气球 不变 增大 增大 匀速下降的热气球 不变 减小 减小 斜面上减速下滑的滑块 减小 减小 减小 汽车加速冲上斜面 增大 增大 增大 1. （2023秋•西湖区校级期中）多功能雾炮车又称抑尘车、雾霾车、农药喷洒车，今年2020疫情突降，又多了个名字叫多功能消毒车。这些天消毒车活跃在各个城市和小区，为阻止病毒蔓延也立下了汗马功劳。在水平路面上匀速行驶的消毒车作业时，消毒车受到地面的摩擦力如何改变，消毒车的动能将如何改变（　　） A．摩擦力不变，动能不变 B．摩擦力减小，动能减小 C．摩擦力减小，动能不变 D．摩擦力不变，动能减小 2. （2023秋•绍兴期中）如图甲是蹦极运动过程示意图，小明从O点开始下落，OA长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，C点是下落到达的最低点。蹦极过程中人和弹性绳的能量变化如图乙（忽略空气摩擦的影响），下列判断正确的是（　　） A．a图像表示人的重力势能 B．t1时刻人在B点位置 C．t2时刻绳的弹性势能最大 D．t3时刻人的动能为零 3. 用大小相同的力F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），F所做的功分别为W1和W2，则（　　） A．W1W2 B．W1＝W2 C．W1＝2W2 D．W1＝4W2 4. （2023秋•新昌县校级期中）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计） （1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能 （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。 （2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能 （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”，下同）；运动员的动能 。 5. （2021秋•诸暨市期中）图甲是运动员在进行撑杆跳高的示意图，图乙0﹣t1表示人手拿撑杆从静止开始助跑时段，t1﹣t2表示人助跑结束到撑杆形变最大的时段，t2﹣t3表示撑杆形变最大时到撑杆离手的时段，t3﹣t4表示撑杆离手时到人越过横杆下落到地面前的时段（整个过程中不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗）。请你在图乙中画出运动员在撑杆跳高的整个过程中运动员的机械能变化的大致图像，并对t3﹣t4段图像的变化情况做出解释。 1. （2023秋•西湖区校级期中）同一篮球以不同弧线从A点投向B点，空气阻力不可忽略且大小恒定，则下列说法正确的是（　　） A．从A点到B点，篮球重力势能的增加量弧线1大于弧线2 B．篮球在弧线1和弧线2的最高点的动能都为零 C．篮球沿着两条弧线运动，重力势能均一直增大 D．若篮球在B点的机械能相等，则在A点的机械能弧线1大于弧线2 2. （2023秋•钱塘区期中）2023年3月19日陈芋汐和全红婵组合以362.04分的总成绩夺得跳水10米台冠军，如图所示，参加“跳水”表演赛时的分解动作的简略示意图，不考虑空气阻力，下列相关说法正确的是（　　） A．从离开跳板到最高点的过程中，只受到重力作用 B．从跳起到入水前的过程中，运动员的重力势能一直减小 C．到达最高点时，若运动员所受的力全部消失，则她将保持静止状态 D．从最高点到入水前的过程中，速度增大，运动员的惯性增大 3. 如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一重为G＝50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（　　） A．t1时刻小球的动能最大 B．t2时刻小球的动能最大 C．t2到t3时间内，小球的动能先增加后减少 D．t2到t3时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能 4. 手机具有录音和显示波形的功能。某乒乓球爱好者将一乒乓球从一定高度由静止释放，利用手机记录下乒乓球碰撞台面发出的声音，其波形随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．每次发声的时间间隔相等 B．整个过程中乒乓球的机械能不变 C．乒乓球每次弹起时的动能依次减小 D．乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度相同 5. （2023秋•椒江区校级期中）如图所示，一个物体由A点自由下落时，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，则下列关系正确的是（　　） A．W1＝W2 P1＜P2 B．W1＝W2 P1＝P2 C．W1＝W2 P1＞P2 D．W1≠W2 P1≠P2 6. （2023秋•杭州期中）如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。下列选项错误的是（　　） A．物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为mgH B．C点距离水平面的高度为2h﹣H C．物体能返回至C点处，可推出H＜2h D．从A点到B点又回到C点过程中，克服水平面上摩擦力做功为mg（2h﹣H） 7. （2023秋•绍兴期中）如图所示，用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱，拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙，长度为sAB，水平面CD光滑，长度为sCD，运动时间分别为tAB、tCD，运动速度分别为vAB、vCD．则（　　） A．若sAB＝sCD，则拉力在AB段做功较多 B．若sAB＞sCD且tAB＝tCD，则拉力在AB段做功较快 C．若sAB＝sCD且tAB＞tCD，则拉力在AB段做功较快 D．若vAB＝vCD，则拉力在AB段和CD段做功一样多 8. （2023秋•临平区校级期中）如图是我国拥有完全知识产权的第三代核电机组——华龙一号3号机组的内穹顶吊装过程，分为上升、平移、下降三个阶段。下列能表示上升和平移两个阶段中吊车拉力对穹顶做功量（用斜影表示）的是（　　） A． B． C． D． 9. （2023秋•椒江区期中）如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q，OP段拉力F1为300N，F1做的功为W1，功率为P1；PQ段拉力F2为200N，F2做的功为W2，功率为P2，则（　　） A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．P1＞P2 D．P1＜P2 10. （2023秋•椒江区校级期中）如图甲所示，小明水平去推地面上的物体，物体受到方向不变的水平推力F的作用，其F﹣t和v﹣t 图像分别如图乙和图丙所示。由图像可知（　　） A．0～3s，推力做的功为9J B．9s～12s，小明克服摩擦做功6J C．9s～12s，推力做功的功率为6W D．3s～6s，物体受到的摩擦力小于6s～9s物体受到的摩擦力 11. （2023秋•金华期中）如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由橡皮筋系住，乙球由细绳系住，都从水平位置由静止开始释放。当两球到达悬点正下方A点时，橡皮条长度恰好与细绳长度相等，不考虑橡皮筋重、绳重及空气阻力大小，则该过程中小球重力所做功W甲 W乙，在A点时两球的速度v甲 v乙。（以上两空均选填“＞”、“＜”或“＝”） 12. （2023秋•临平区校级期中）学习了摩擦力后，小明提出问题：物体在斜面上滑动时，摩擦力如何测量？ 小明想到了如下的二种实验方案。 方案一：根据二力平衡原理，用弹簧测力计将重为5牛的木块匀速拉上斜面，读出弹簧测力计的示数为4.6牛，即测得木块在斜面上受到的摩擦力为4.6牛。 方案二：根据能量转化与守恒定律，测出斜面的有关数据如图所示：H为12cm，s1为32cm，s2为30cm，通过计算求出摩擦力的大小。 （1）若按照方案二，当将木块拉上斜面时，需克服重力做功 J。小车在斜面上受到的摩擦力为 N。 （2）请你对上述二种方案作出评价 。 13. （2023秋•西湖区校级期中）如图甲所示的地面清洁机器人，质量为3kg。机器人在水平地面运动时，所受推力F与速度v关系如图乙所示。求： （1）该机器人受到的重力为多大？ （2）该机器人所提供的水平推力为300N时，匀速直线运动3m，水平推力做了多少功？ （3）该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时，水平推力的功率是多大？ 14. （2023秋•西湖区校级期中）重15000牛的小汽车受到发动机800牛的牵引力作用，在水平地面上做匀速直线运动，其路程随时间变化如图所示。求： （1）小汽车速度。 （2）10秒内重力对小汽车做的功。 （3）10秒内发动机对小汽车做的功和发动机的功率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！22 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题五 功和功率 机械能 一、功 一、力学中的功 1.功的概念 如果有力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。 2.做功的两个必要因素 力学中所说的做功，包含两个必要因素：一个是作用在物体上的力，另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。这两者缺一不可。 3.三种不做功的情况 不做功的情况 图示 实例 分析 有距离无力（不劳无功） 某同学踢足球，足球离开脚后在地面上滚动的过程中，该同学对足球没有力的作用，不做功 足球由于惯性移动一段距离，球滚动时踢足球的力不再对足球做功 有力无距离（劳而无功） 同学搬石头，但没有搬动，她对石头没有做功 有力作用在物体上，但物体没有移动，即物体没有在力的方向上移动距离，力对物体没有做功 力与移动方向垂直（垂直无功） 滑板在水平方向上移动了一段距离，但在人的拉力方向上没有移动距离，拉力没有做功 物体受到了力的作图，也移动了一段距离，但移动的方向与力的方向垂直，即物体在力的方向上没有移动距离，则这个力对物体没有做功 二、功的计算 1.功的计算公式 功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，即功=力×物体在力的方向上移动的距离。 若用W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上移动的距离，则功的计算公式为：W=Fs。 2.功的单位 在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），距离单位是米（m），则功的单位是牛·米（N·m），它用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是J，1J=1N·m。 1J的物理意义是1N的力的作用在物体上使其沿力的方向移动1m距离所做的功。 3.对做功的两种表述 （1）力的方向与物体移动方向一致，称为力对物体做功。 （2）力的方向与物体运动方向相反，可以称为克服某个力做功。如克服重力做功：向上抛出某个物体时，重力方向向下，物体运动方向向上，对于该物体，我们一般说物体克服重力做功。 二、功率 1.功率的概念 内容 举例说明 功率的物理意义 （1）功率是不是物体做功快慢的物理量。功率越大，不是物体做功越快；功率越小，不是物体做功越慢。 做功相同，做功时间不同 功率 将功与做功所用时间的比叫功率 相同时间内做功越多，表示做功越快 2.功率的定义式 （1）功率的定义式为（在t时间内的平均功率）。 （2）用公式计算功率的注意事项 ①解题时一定要弄清三个物理量的对应关系，功W一定是对应时间t内完成的，这样算出来的功率才是时间t内的功率。 ②可以变形为W=Pt和，两变形式可分别用于求功和做功所用时间。 3.功率的单位 （1）根据功率的定义式可以推导出功率的单位。在国际单位制中，功的单位是焦耳（J）,时间单位是秒（s），则功率的单位是焦耳/秒（J/s）。为了纪念英国著名发明家瓦特，给功率单位一个专门的名称，叫做瓦特，简称瓦，符号为W，即1W=1J/s。瓦特是焦耳每秒的专用名称。 （2）功率的常用单位还有千瓦（kW）、兆瓦（MW）。1kW=103W，1MW=106W。 4.功率计算的推导公式P=Fv （1）当物体在力F作用下，以速度v沿力的方向做匀速直线运动时，力F做功的功率可以表示为，即功率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积。 （2）由P=Fv可知，当机车的输出功率P一定时，机车速度v越小，机车发动机输出的牵引力F越大。 （3）应用P=Fv进行计算时，力的单位为N，速度的单位为m/s，这样计算出的功率的单位才是W。 （4）P=Fv在生活中的应用 某些阻力较大的情况下，当发动机输出功率不能改变时，人们常常通过降低速度来获得较大的牵引力。所以，当汽车要爬又长又陡的坡时，司机常换低挡位，以获得更大的牵引力从而顺利上坡。 三、动能和势能 一、能量 1.现象探究：能做功的物体具有能量 做功有快慢之分，那么，怎样比较做功的快慢呢？下面我们类比速度的定义进行说明。 现象 图示 分析 海啸将建筑物、汽车等一扫而空 流动的海水能将建筑物、汽车等一扫而空，流动的海水能对外做功，即流动的海水具有做功本领 被拉弯的弓将箭射出 被拉弯的弓能将箭射出，弓能对外做功，即被拉弯的弓具有做功本领 被举高的重锤下落敲击木桩而将木桩打入地里 被举高的重锤，当它下落时可以把地面上木桩打入地里，它可以对木桩做功，即被举高的重锤具有做功本领 2.能量的概念及单位 （1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 （2）能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中，能量的单位是焦耳（J）。 3.对能的理解 （1）能量是表示物体做功本领的物理量。 （2）物体做功过程实质上是能量转化或转移的过程，物体能够做功越多，表示这个物体所具有的能量越大。 4.能与功的区别与联系 区别 功是一个过程量，能是一个状态量 功是描述力对 物体作用过程中取得的成效的物理量，是相对于一个过程而言的；能是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量 具有能量的物体不一定做功，而正在做功的物体一定具有能量 联系 功是能量变化的量度 二、动能 物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有动能。例如，空中飞行的小鸟、行驶的汽车、流动的水等。 三、势能 1.重力势能 重力势能：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。 2.弹性势能 （1）弹性势能的定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 （2）决定弹性势能大小的因素：物体弹性势能的大小与物体的弹性形变程度和物体本身的材料有关。对同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 （3）弹性势能的应用 弹性势能的应用很广泛。如发条玩具，只要上紧玩具内的发条，松手后玩具就会再弹性势能的作用下动起来。 四、机械能及其转化 1.机械能 （1）定义：动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。机械能是和物体运动紧密联系的能量。机械能的单位是焦耳（J）。 （2）对机械能的理解 一个物体可以只有动能，也可以只有势能，还可以既有动能又有势能，都称为物体具有机械能。 1. 物体只有动能，如在水平路面上行驶的汽车； 1. 物体只有势能，如悬挂在空中静止的物体、射箭时发生弹性形变的弓； 1. 物体同时具有动能和势能，如在空中飞行的飞机、小鸟等。 2.机械能守恒 （1）机械能守恒 大量研究结果证明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说机械能守恒。 （2）判断机械能如何变化 ①当物体的机械能守恒时，动能和势能中一种形式的能量减少，另一种形式的能量必然增加。 示例（忽略空气阻力和摩擦导致的机械能损失） 判断依据 能的转化 速度 高度 形变 滚摆上升时 减小 增大 —— 动能转化为重力势能 过山车下降时 增大 减少 —— 重力势能转化为动能 运动的小球压缩弹簧时 减小 —— 增大 动能转化为弹性势能 弯弓射箭时 增大 —— 减小 弹性势能转化为动能 ②物体受外力作用机械能不守恒时，可先分析动能和势能的变化情况，再结合“机械能=动能+势能”来判断。 示例 动能变化 势能变化 机械能 水平路面上加速运动的小车 增大 不变 增大 水平路面上减速运动的小车 减小 不变 减小 匀速上升的热气球 不变 增大 增大 匀速下降的热气球 不变 减小 减小 斜面上减速下滑的滑块 减小 减小 减小 汽车加速冲上斜面 增大 增大 增大 1. （2023秋•西湖区校级期中）多功能雾炮车又称抑尘车、雾霾车、农药喷洒车，今年2020疫情突降，又多了个名字叫多功能消毒车。这些天消毒车活跃在各个城市和小区，为阻止病毒蔓延也立下了汗马功劳。在水平路面上匀速行驶的消毒车作业时，消毒车受到地面的摩擦力如何改变，消毒车的动能将如何改变（　　） A．摩擦力不变，动能不变 B．摩擦力减小，动能减小 C．摩擦力减小，动能不变 D．摩擦力不变，动能减小 【解答】解：在水平路面上匀速行驶的消毒车作业时，其质量减小，重力减小，所以对地面的压力减小，由于接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力会变小； 质量变小，速度不变，则动能变小。 故选：B。 2. （2023秋•绍兴期中）如图甲是蹦极运动过程示意图，小明从O点开始下落，OA长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，C点是下落到达的最低点。蹦极过程中人和弹性绳的能量变化如图乙（忽略空气摩擦的影响），下列判断正确的是（　　） A．a图像表示人的重力势能 B．t1时刻人在B点位置 C．t2时刻绳的弹性势能最大 D．t3时刻人的动能为零 【解答】解：运动员从O到A的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大； 从A点到B点过程中，运动员受到的弹力小于重力，所以运动员向下做加速运动，速度变大，质量不变，动能变大； 从B到C的过程中，弹力大于重力，运动员向下作减速运动，质量不变，动能变小；高度变小，重力势能变小； a先变大后变小，表示的是动能的变化图像，t2时刻人的动能最大，所以人在B点位置；t2时刻弹性绳的形变程度不是最大，弹性势能不是最大； b在t1时刻后逐渐增大，为弹性势能的变化图像；t3时刻人的速度为0，在最低点，人的动能为零； 综上所述，D正确。 故选：D。 3. 用大小相同的力F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），F所做的功分别为W1和W2，则（　　） A．W1W2 B．W1＝W2 C．W1＝2W2 D．W1＝4W2 【解答】解：两个物体受到的力都是F，通过的距离都是s，根据W＝Fs可以判断两个力做功相等，即W1＝W2。 故选：B。 4. （2023秋•新昌县校级期中）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计） （1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能 （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。 （2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能 （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”，下同）；运动员的动能 。 【解答】解：（1）O点到A点，运动员自由下落，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以运动员的机械能不变； （2）在从A点至C点运动员的动能和重力势能转化为绳的弹性势能；A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大，动能越来越大；到达C点动能变为0，弹性势能增大到最大值，所以从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能增大，而运动员的动能先增大后减小。 故答案为：（1）不变；（2）增大；先增大后减小。 5. （2021秋•诸暨市期中）图甲是运动员在进行撑杆跳高的示意图，图乙0﹣t1表示人手拿撑杆从静止开始助跑时段，t1﹣t2表示人助跑结束到撑杆形变最大的时段，t2﹣t3表示撑杆形变最大时到撑杆离手的时段，t3﹣t4表示撑杆离手时到人越过横杆下落到地面前的时段（整个过程中不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗）。请你在图乙中画出运动员在撑杆跳高的整个过程中运动员的机械能变化的大致图像，并对t3﹣t4段图像的变化情况做出解释。 【解答】解：0～t1表示人手拿撑杆助跑时段，人体内的化学能转化为人的机械能，故人的机械能增大； t1～t2表示人助跑结束到撑杆形变最大的时段，此阶段人的机械能会逐渐转为撑杆的弹性势能，人具有的机械能逐渐减小，但不为零； t2～t3表示撑杆形变最大时到撑杆离手的时段，此阶段撑杆的弹性势能逐渐转化为人的机械能，人的机械能增大； t3～t4表示撑杆离手时到人越过横杆下落到地面前的时段，不考虑空气阻力，此阶段机械能守恒，保持不变，所以图像为： 。 1. （2023秋•西湖区校级期中）同一篮球以不同弧线从A点投向B点，空气阻力不可忽略且大小恒定，则下列说法正确的是（　　） A．从A点到B点，篮球重力势能的增加量弧线1大于弧线2 B．篮球在弧线1和弧线2的最高点的动能都为零 C．篮球沿着两条弧线运动，重力势能均一直增大 D．若篮球在B点的机械能相等，则在A点的机械能弧线1大于弧线2 【解答】解：A、重力势能与质量和高度有关，从A点到B点，弧线1与弧线2两种情况下，篮球的质量不变，增加的高度相同，所以篮球重力势能的增加量相等，故A错误； B、篮球在弧线1和弧线2的最高点速度不为零，动能都不为零，故B错误； C、篮球上升时，重力势能增加，篮球下落时重力势能减小，整个过程重力势能先增大后减小，故C错误； D、由图可知，篮球通过弧线1运动的路程较大，克服空气阻力做功消耗的机械能较多，若篮球在B点的机械能相等，则在A点的机械能弧线1大于弧线2，故D正确。 故选：D。 2. （2023秋•钱塘区期中）2023年3月19日陈芋汐和全红婵组合以362.04分的总成绩夺得跳水10米台冠军，如图所示，参加“跳水”表演赛时的分解动作的简略示意图，不考虑空气阻力，下列相关说法正确的是（　　） A．从离开跳板到最高点的过程中，只受到重力作用 B．从跳起到入水前的过程中，运动员的重力势能一直减小 C．到达最高点时，若运动员所受的力全部消失，则她将保持静止状态 D．从最高点到入水前的过程中，速度增大，运动员的惯性增大 【解答】解： A、从离开跳板到最高点的过程中，不计空气阻力，她只受到重力作用，故A正确； B、从跳起到入水前的过程中，运动员的质量不变，高度先变大后变小，所以重力势能先变大后变小，故B错误； C、到达最高点时，运动员在水平方向上有一定的速度，若运动员所受的力全部消失，根据牛顿第一定律可知，则她将做匀速直线运动，故C错误； D、从最高点到入水前的过程中，运动员的速度增大，运动员的质量不变，惯性大小不变，故D错误。 故选：A。 3. 如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一重为G＝50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（　　） A．t1时刻小球的动能最大 B．t2时刻小球的动能最大 C．t2到t3时间内，小球的动能先增加后减少 D．t2到t3时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能 【解答】解： A、由图象可知，t1时刻弹力为0，此时小球刚接触弹簧，在重力作用下小球会继续做加速运动，所以t1时刻小球的动能不是最大，故A错误； B、由图象可知，t2时刻弹力最大，此时小球压缩弹簧到最低点，此时小球的速度减小为0，动能最小，故B错误； C、t2到t3时间内，小球在弹力的作用下先加速上升，动能变大；当弹力等于重力时，速度最大，动能最大；继续上升时重力大于弹力，小球做减速运动，动能变小；综上所述，t2到t3时间内，小球的动能先增加后减少，故C正确； D、t2～t3段时间内，弹力逐渐减小，是小球被弹起直至离开弹簧的过程，此过程中小球和弹簧组成的整体机械能守恒，所以小球增加的动能与重力势能之和等于弹簧减少的弹性势能，故D错误。 故选：C。 4. 手机具有录音和显示波形的功能。某乒乓球爱好者将一乒乓球从一定高度由静止释放，利用手机记录下乒乓球碰撞台面发出的声音，其波形随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．每次发声的时间间隔相等 B．整个过程中乒乓球的机械能不变 C．乒乓球每次弹起时的动能依次减小 D．乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度相同 【解答】解： A、根据图像可知，乒乓球每次发声的时间逐渐变短，故A错误； BD、根据波形图可知，乒乓球每次发声时的振幅变小，乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度变小，这说明弹性势能是减小的；此过程中乒乓球的动能和重力势能转化为弹性势能，弹性势能减小，说明机械能逐渐变小，故BD错误； C、乒乓球的弹性势能变小，转化为的动能逐渐变小，故C正确。 故选：C。 5. （2023秋•椒江区校级期中）如图所示，一个物体由A点自由下落时，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，则下列关系正确的是（　　） A．W1＝W2 P1＜P2 B．W1＝W2 P1＝P2 C．W1＝W2 P1＞P2 D．W1≠W2 P1≠P2 【解答】解：∵AB＝BC， ∴根据W＝Gh可知，物体在AB段和BC段做的功相等，即W1＝W2； ∵小球在自由下落时做加速运动， ∴根据t可知，小球在BC段运动的时间短， ∴物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1＜P2。 故选：A。 6. （2023秋•杭州期中）如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。下列选项错误的是（　　） A．物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为mgH B．C点距离水平面的高度为2h﹣H C．物体能返回至C点处，可推出H＜2h D．从A点到B点又回到C点过程中，克服水平面上摩擦力做功为mg（2h﹣H） 【解答】解：A、物体从A点滑到水平面时，在竖直方向上下降的高度为H，所以重力做功为：W＝GH＝mgH，故A正确； BC、物体在A、B两点的高度分别为H、h，从A点滑到B点的过程中，设机械能损失量为ΔE，即克服摩擦力做的功，由能量守恒定律得：ΔE＝G•Δh＝mg（H﹣h）。 物体从B点滑到C点的过程中，物体与水平面间的压力和接触面粗糙程度都不变，长度也不变，即物体克服摩擦力做的功不变，即损失的机械能不变。设C点高度为h′，由能量守恒定律得：ΔE＝G•Δh＝mg（h﹣h′）。 由上面两个等式可得：ΔE＝mg（H﹣h）＝mg（h﹣h′），所以h′＝2h﹣H， 因为BC之间的距离大于0，则有2h﹣H＞0，解得2h＞H，故BC正确； D、根据上面分析，一次克服摩擦力做功ΔE＝mg（H﹣h），从A点到B点又回到C点过程中，克服水平面上摩擦力做功为2mg（H﹣h），故D错误。 故选：D。 7. （2023秋•绍兴期中）如图所示，用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱，拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙，长度为sAB，水平面CD光滑，长度为sCD，运动时间分别为tAB、tCD，运动速度分别为vAB、vCD．则（　　） A．若sAB＝sCD，则拉力在AB段做功较多 B．若sAB＞sCD且tAB＝tCD，则拉力在AB段做功较快 C．若sAB＝sCD且tAB＞tCD，则拉力在AB段做功较快 D．若vAB＝vCD，则拉力在AB段和CD段做功一样多 【解答】解： A、沿斜面和水平面拉木箱时，所用的力F相等，若sAB＝sCD，则根据W＝Fs可知，拉力在AB段和CD段做功一样多，故A错误； B、沿斜面和水平面拉木箱时，所用的力F相等，若sAB＞sCD，则根据W＝Fs可知，拉力在AB段做功较多，因为tAB＝tCD，所以根据P可知，拉力在AB段做功较快，故B正确； C、由A知，拉力在AB段和CD段做功一样多；若tAB＞tCD，根据P可知，拉力在AB段做功较慢，故C错误； D、沿斜面和水平面拉木箱时，所用的力F相等，若vAB＝vCD，根据W＝Fs＝Fvt可知，时间不确定，无法比较做功的多少，故D错误。 故选：B。 8. （2023秋•临平区校级期中）如图是我国拥有完全知识产权的第三代核电机组——华龙一号3号机组的内穹顶吊装过程，分为上升、平移、下降三个阶段。下列能表示上升和平移两个阶段中吊车拉力对穹顶做功量（用斜影表示）的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：根据做功包括两个必要因素，华龙一号3号机组的内穹顶吊装上升阶段中吊车拉力对穹顶做功，在平移阶段中吊车拉力对穹顶不做功，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 9. （2023秋•椒江区期中）如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q，OP段拉力F1为300N，F1做的功为W1，功率为P1；PQ段拉力F2为200N，F2做的功为W2，功率为P2，则（　　） A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．P1＞P2 D．P1＜P2 【解答】解： （1）由图知，OP段的路程s1＝4m，PQ段的路程s2＝6m， OP段拉力F1做的功为：W1＝F1s1＝300N×4m＝1200J， PQ段拉力F2做的功为：W2＝F2s2＝200N×6m＝1200J， 比较可知，W1＝W2，故AB错误； （2）物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q，所以，物体在OP段和PQ段速度相同， 又因为F1＞F2，所以根据PFv可知，P1＞P2，故C正确，D错误。 故选：C。 10. （2023秋•椒江区校级期中）如图甲所示，小明水平去推地面上的物体，物体受到方向不变的水平推力F的作用，其F﹣t和v﹣t 图像分别如图乙和图丙所示。由图像可知（　　） A．0～3s，推力做的功为9J B．9s～12s，小明克服摩擦做功6J C．9s～12s，推力做功的功率为6W D．3s～6s，物体受到的摩擦力小于6s～9s物体受到的摩擦力 【解答】解：A、由图丙可知，0～3s物体的速度为0，处于静止状态，因此推力对物体做的功为0J，故A错误； B、由图丙可知，9～12s内物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由图乙可知，此时水平推力为6N， 根据二力平衡条件可知，此时物体在水平方向上受到的推力、摩擦力是一对平衡力，因此物体受到的滑动摩擦力：f＝F＝6N，故B正确； C、由图丙可知，9～12s内物体的速度为1m/s， 则9～12s内，推力F对物体做功的功率：PFv＝6N×1m/s＝6W，故C正确； D、由图丙可知3～6s内物体做加速直线运动，6～9s物体做减速直线运动，由于压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，都等于做匀速直线运动时的摩擦力，所以3s～6s物体受到的摩擦力等于6s～9s物体受到的摩擦力，故D错误。 故选：C。 11. （2023秋•金华期中）如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由橡皮筋系住，乙球由细绳系住，都从水平位置由静止开始释放。当两球到达悬点正下方A点时，橡皮条长度恰好与细绳长度相等，不考虑橡皮筋重、绳重及空气阻力大小，则该过程中小球重力所做功W甲 W乙，在A点时两球的速度v甲 v乙。（以上两空均选填“＞”、“＜”或“＝”） 【解答】解：（1）由题知，两球的质量相同，则重力相等， 当两球到达悬点正下方A点时，两球下落的高度相同，根据W＝Gh可知，该过程中小球重力所做功W甲＝W乙； （2）由题知，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等， 下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以，可知小球到达A点时，不计空气阻力，甲球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，乙球的重力势能全部转化为动能，这样，在最低点时，乙球的动能大，其速度较大，即v甲＜v乙。 故答案为：＝；＜。 12. （2023秋•临平区校级期中）学习了摩擦力后，小明提出问题：物体在斜面上滑动时，摩擦力如何测量？ 小明想到了如下的二种实验方案。 方案一：根据二力平衡原理，用弹簧测力计将重为5牛的木块匀速拉上斜面，读出弹簧测力计的示数为4.6牛，即测得木块在斜面上受到的摩擦力为4.6牛。 方案二：根据能量转化与守恒定律，测出斜面的有关数据如图所示：H为12cm，s1为32cm，s2为30cm，通过计算求出摩擦力的大小。 （1）若按照方案二，当将木块拉上斜面时，需克服重力做功 J。小车在斜面上受到的摩擦力为 N。 （2）请你对上述二种方案作出评价 。 【解答】解：（1）克服重力做功，W有用＝GH＝5N×0.12m＝0.6J； 做的总功：W总＝Fs2＝4.6N×0.3m＝1.38J， 克服摩擦力做的功就是额外功：W额＝W总﹣W有用＝1.38J﹣0.6J＝0.78J， 由W额＝fs2可得摩擦力： f2.6N； （2）方案一错误，沿斜面匀速运动时物体受到的摩擦力不等于拉力，拉力等于摩擦力加上重力沿斜面向下的分力，方案二正确。 故答案为：（1）0.6；2.6；（2）方案一错误，沿斜面匀速运动时物体受到的摩擦力不等于拉力，拉力等于摩擦力加上重力沿斜面向下的分力，方案二正确。 13. （2023秋•西湖区校级期中）如图甲所示的地面清洁机器人，质量为3kg。机器人在水平地面运动时，所受推力F与速度v关系如图乙所示。求： （1）该机器人受到的重力为多大？ （2）该机器人所提供的水平推力为300N时，匀速直线运动3m，水平推力做了多少功？ （3）该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时，水平推力的功率是多大？ 【解答】解： （1）该机器人受到的重力： G＝mg＝3kg×9.8N/kg＝29.4N； （2）该机器人所提供的水平推力为300N时，匀速直线运动3m，水平推力做的功： W＝Fs＝300N×3m＝900J； （3）该机器人在水平地面上以0.5 m/s速度匀速直线运动时，由图乙可知此时的推力F′＝150 N，则水平推力的功率： PF′v＝150 N×0.5 m/s＝75 W。 14. （2023秋•西湖区校级期中）重15000牛的小汽车受到发动机800牛的牵引力作用，在水平地面上做匀速直线运动，其路程随时间变化如图所示。求： （1）小汽车速度。 （2）10秒内重力对小汽车做的功。 （3）10秒内发动机对小汽车做的功和发动机的功率。 【解答】解：（1）图象的横轴表示时间，纵轴表示路程，当t＝10s时，汽车通过的路程为：s＝120m， 则小汽车的平均速度：v12m/s； （2）小汽车在水平地面上做匀速直线运动，在重力的方向上没有通过距离，因此10秒内重力对小汽车做的功为0J； （3）10s内发动机对小汽车做的功： W＝Fs＝800N×120m＝9.6×104J， 发动机的功率：P9.6×103W。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！22 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