内容正文:
2025年湖南省初中物理学业水平考试
一轮复习教材知识巩固
第一单元 力学
第七讲 功和机械能
第1节 功 功率
2022年版课程标准:1.结合实例,认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。
2.知道机械功。用生活中的实例说明机械功的含义。
1.定义:如果一个力作用在物体上,且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。功用符号W表示,单位为________(J),
2.做功的两个必要因素
(1)对物体要有______的作用;
(2)物体要在这个力的________上移动一定的距离。
焦耳
考点1
功
力
方向
3.三种不做功的情况
(1)有距离无力:物体没有受到力的作用,但由于惯性通过了一段距离。如踢出去的足球,飞行过程中踢球的力未做功。
(2)有力无距离:物体受到力的作用,但保持静止状态,即没有移动距离。如举着重物不动,石头搬而未起。
(3)力与距离垂直:物体移动的方向与受力的方向垂直。如提着水桶水平移动。
4.功的计算:力学中,功等于______与物体在______________________的乘积。公式:W=________(F表示力,单位为N;s表示物体在力的方向移动的距离,单位为m;W表示功,单位是J)。变形公式:s=(求距离);F=(求力)。
5.常考功的估测:从地上拿起一个鸡蛋,缓缓举过头顶,人对鸡蛋做的功约为 1 J。
力
力的方向上移动距离
Fs
2022年版课程标准:知道功率。用生活中的实例说明功率的含义。
1.定义:______与________________的比值叫做功率。用字母P表示。
2.公式:P=_______(P表示功率,单位为W;t表示做这些功所用的时间,单位为s;W表示功,单位是J)。变形公式:t=(求时间);W=________(求功)。
3.单位:国际单位为________,简称瓦(W)。常用单位还有千瓦(kW)、兆瓦(MW)。单位换算:1 kW=________W,1 MW=________W。
功
考点2
功率
做功所用时间
Pt
瓦特
103
106
快慢
4.物理意义:表示做功的________,在数值上等于单位时间内所做的功。
5.推导公式:P===________(只适用于做匀速直线运动的物体,v的单位是m/s)。
Fv
甲、乙
1.【做功的判断】以下事例中,力做了功的有__________,力未做功的有__________。
丙、丁
2.【功率的比较】如图所示,爷爷与小红进行爬楼梯比赛,他们都从1楼上到5楼,爷爷的体重比小红的大,在此过程中,爷爷和小红做的功________(选填“相同”或“不同”)。如果爷爷和小红在相同时间内爬完,________(选填“爷爷”或“小红”)做功快。若爷爷所用时间比小红长,则需要测量____________________________________才可以比较爷爷和小红做功的功率。
不同
爷爷
爷爷和小红的体重及各自爬楼的时间
命题点1
判断物体是否做功
1.(2022·娄底)如图为游乐园过山车的轨道,过山车从高处滑下的过程中,轨道对车的支持力______(选填“不”或“要”)做功,过山车上的游客都要系好安全带,设计宽而平的安全带是为了________(选填“增大”或“减小”)压强。
答案
不
减小
命题点2
功、功率的理解及大小比较
2.(2023·长沙)如图,大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼,在这个过程中,下列说法正确的是( )
答案
D
A.小孩对砖做功更多
B.小孩对砖做功更快
C.大人对砖做功更多
D.大人对砖做功更快
3.(2021·湘西州)小丹的爸爸比小丹重,他们一起从一楼爬上五楼,显然爸爸在相同时间内比小丹做的功多。这种情况物理学中用________表示做功的快慢。
答案
功率
A.两种材料总质量为1.5 t
B.两种材料总质量为3 t
C.吊到40 m高处的材料质量为2 t
D.吊到10 m高处的材料质量为1.5 t
命题点3
功、功率的计算
4.(2023·株洲改编)某建筑工地上,一台起重机将两种材料同时从地面竖直匀速起吊送至两个不同的高度,整个过程中起重机提升材料所做的功W与提升高度h的关系如图所示。由图可知(g取10 N/kg)( )
答案
B
5.(2022·怀化)如图所示,水平地面上有一重为20 N的物块,在水平拉力F=5 N作用下向右运动了10 m,在这个过程中拉力F对物体做的功为________J,重力做的功为______J。
答案
50
6.(2022·郴州)用40 N水平拉力拉着重为100 N的物体,在10 s内由静止开始沿水平直线移动了5 m。此过程中,重力对物体做的功为______J,水平拉力对物体做功的功率为________W。
0
0
20
7.(2021·益阳)杂技表演在我国具有悠久的历史。如图所示为杂技“顶竿”表演,甲站在地面上,肩上顶着一根重为G1=50 N的竖直竹竿,重为G2=550 N的乙沿竹竿匀速上爬4 m,然后甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走2 m。求在此过程中:
(1)乙受到摩擦力的大小和方向;
(2)摩擦力对乙所做的功;
(3)甲对竿和乙做的功。
解:(1)乙沿竹竿匀速上爬和乙在竹竿上静止时均处于平衡状态,受到的摩擦力和重力是一对平衡力,所以,乙受到摩擦力的大小f=G2=550 N,方向和重力的方向相反,即竖直向上
(2)乙沿竹竿匀速上爬时,摩擦力对乙所做的功W=fh=550 N×4 m=2 200 J
甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走2 m时,竖直方向没有移动的距离,摩擦力对乙所做的功为0 J,所以,在此过程中摩擦力对乙所做的功为2 200 J
(3)甲对竿和乙的作用力是竖直向上的,乙沿竹竿匀速上爬时甲静止,甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走2 m时运动的距离是水平方向的,所以,在此过程中甲对竿和乙的作用力的方向上没有移动的距离,则甲对竿和乙做的功为零
解
8.(2023·永州)周末小明陪着妹妹,由父母驾驶国产新能源汽车到“国际慢城”双牌县的阳明山看“花海”。(g取10 N/kg)
(1)汽车和车内的人总质量为1 800 kg,静止在水平地面时,轮胎与地面接触的总面积为0.15 m2,求此时汽车对地面的压强;
(2)汽车在开往阳明山的路程中,在某段路上匀速直线行驶2 400 m,用时2 min,已知汽车在该路段受到的阻力为2 000 N,求汽车在该路段的速度和功率。
解:(1)汽车对地面的压力
F=G总=mg=1 800 kg×10 N/kg=18 000 N
汽车对地面的压强
p===1.2×105 Pa
(2)由题意得,汽车的速度
v===20 m/s
因为汽车做匀速直线运动,则有牵引力
F牵=f=2 000 N
所以汽车的功率P===F牵v=2 000 N×20 m/s=4×104 W
解
$$