易错点05 明确功是能量转化的量度（3陷阱点3考点4题型）-备战2025年中考科学考试易错题（浙江专用）

2024-2025学年高考物理易错 易错点05 明确功是能量转化的量度 目 录 01 易错陷阱 02 易错知识点 知识点一、功的计算中距离问题 知识点二、功和能的关系 知识点三、功能转换关系的应用 03 举一反三——易错题型 题型一．功的计算 题型二．功的大小比较 题型三．功率大小的比较 题型四．功率的计算 04 易错题通关 易错点一、功的计算中距离理解不够清楚 易错点二、功和能的关系没有理解 易错点三、功能转换关系应用方法没有掌握 知识点一、功的计算中距离问题 1.做功：在科学中，如果物体受到力的作用，并且在这个的方向通过了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。 2.功的计算：功=力距离；若用W表示功、F表示力、s表示物体在F方向上通过的距离，则公式可表示为： 知识点二、功和能的关系 1.一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，所以能量和功的单位都是焦耳。 2.功的实质：做功的过程实质上就是能量转化的过程，物体做多少功就有多少能量转化为其他形式的能，所以功是能量转化多少的一种量度。 例如：物体从斜面上静止滑下，物体克服摩擦力做功100J，意味着有100J的能量（机械能）转化为其他形式的能量（内能）。 知识点三、功能转换关系的应用 1.能量不会凭空的消失，也不会凭空的创造。增大的能量肯定有来处（肯定有其他能量转换过来），减小的能量肯定有去处（肯定有转换成其他能量）。 2.能量比较法：可以比较物体在两个位置所具有的能量，其中少掉的能量肯定转化成了其他形式的能量，这个其他形式的能量，往往是内能（克服空气阻力或摩擦力做功转换成内能）。 例如：物体从A点静止滑下，到C点刚好静止，求BC段摩擦力大小。AB段光滑，水平的BC段粗糙，BC段长S。 ①AB光滑，机械能没有对外转化出去，机械能守恒，能量没有损耗。 ②比较C点与A点具有的能量，发现C点比A点少了mgh的能量（重力势能），少掉的能量mgh肯定转化成了其他形式的能量，在BC段克服摩擦力做功转化为内能。 ③即减少的能量=克服摩擦力做功转化的内能 mgh=f S f=mgh/S 题型一．功的计算 1. （2024•吴兴区校级模拟）如图甲所示，重为5N的铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动，铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图像如图乙所示，若铁块受到的摩擦力为2N。下列说法中正确的是（　　） A．磁性平板对铁块的吸引力等于5N B．0～2s内拉力F等于7N C．2～6s内拉力F等于5N D．2～6s内拉力F做了84J的功 2. （2024•瓯海区校级模拟）如图所示，水平板上有质量m＝1.0kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。g取10N/kg，则下列判断正确的是（　　） A．5s内拉力对物块做功为零 B．4s末物块所受合力大小为1.0N C．物块与木板之间的动摩擦因数为0.3 D．物块先处于静止状态，后做匀速运动 3. （2024•海曙区模拟）小宁家新买了一台自动擦窗机器人，解决了高层擦窗的难题，机器人的质量为1.2kg，研究发现它的“腹部”有吸盘，工作时，电动真空泵将吸盘内的空气抽出，使其能吸在竖直玻璃表面，如图甲所示。某次机器人擦窗时，大气压为1.0×105Pa，小宁观察其工作情况并绘制出路程s与时间t图象如图乙，利用传感器测得吸盘内气压p与时间t图象如图丙。 （1）其中运动阶段，机器人沿玻璃表面竖直向上运动，求机器人在4～7s内克服重力做了多少功？ （2）吸盘与玻璃接触总面积为0.04m2在0～4s内吸盘对玻璃的压力是 N。 （3）0～4s与7～10s对比，自动擦窗机器人受到的摩擦力是否发生变化，并说明理由。 4. （2024•北仑区一模）如图甲是一款无人水下航行器，其内部装有控制系统、摄像模块、推进系统、电池模块，总质量为8千克，采用全封闭结构。它的底部还有一个活塞式浮力系统调节装置（如图乙），活塞缸内侧的活塞面积为30厘米2，活塞位置可上下调节，从而改变航行器排开水的体积，以实现航行器在水中运动或停留，某次测试时，航行器竖直上升并停留在水中的某个位置，该过程中速度随时间的变化关系如图丙所示。 （1）当航行器在水下运动时，会受到水的阻力。根据丙图分析，航行器在第10秒时受到的浮力与重力的大小关系如何，请作出判断并说明理由： （2）第6秒时航行器的速度为0.20米/秒，6﹣15秒内航行器克服重力做功多少焦？（写出计算过程） （3）航行器在整个测试过程中，浮力最大的改变量为1.2牛，则活塞上下移动的最大范围是多少？（水的密度取1.0×103千克/米，写出计算过程） 5. （2023•龙港市模拟）大型积木在生产过程中，往往需要在其表面均匀地涂上某种油漆。若某立方体积木的边长为0.05米，重力为0.4牛，上漆时用竖直向下的力F把漂浮在油漆上的积木缓缓地压入漆桶内（如图甲所示）。积木的下底面与油漆表面的距离h与压力F的大小关系如图乙所示。 （1）积木缓缓下沉过程中，其下底面所受压强将 。（填“变大”、“变小”或“不变”） （2）当物体完全浸没后，继续用力向下运动0.03米。则该过程中力F所做的功为多少焦？ （3）根据图中信息，求出该油漆的密度。（写出计算过程） 题型二．功的大小比较 6. （2024•杭州模拟）如图所示，在粗糙程度相同的水平面上，先用拉力F1将物体从A拉到O，再改用拉力F2将物体从O拉到C，其中LAO＝LOB，用频闪相机每隔相同的时间拍下物体的位置（用虚线框表示），若拉力F1在AO段所做的功为W1，拉力F2在OB段所做的功为W2，物体在AO段受到的摩擦力为f1，在OC段受到的摩擦力为f2。下列判断正确的是（　　） A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．f1＞f2 D．f1＜f2 题型三．功率大小的比较 7. （2023•柯桥区模拟）如图1所示，水平路面由两段长度相等粗糙程度不等的区域组成。在2N水平拉力F的作用下，物块（空气阻力忽略不计）从区域①的最左端由静止开始运动。图2为物块在区域①和②上运动的v﹣t图象，则下列分析正确的是（　　） A．拉力F在区域①做的功大于在区域②做的功 B．物体在区域①的惯性比在区域②的惯性小 C．拉力F在区域①做功的功率小于在区域②做功的功率 D．区域①比区域②更粗糙 题型四．功率的计算 8. （2024•瓯海区校级模拟）如图所示，绳子通过一个定滑轮悬挂一个重100N的物体，一人拉着绳端从A向B走过6m用了5s，物体被匀速提高2m，若不计绳与滑轮的摩擦和绳重，则下列说法正确的是（　　） A．人拉绳子做功为200J，平均功率为40W B．拉力大于100N，功率为120W C．拉力做功为600J，功率为120W D．人的拉力拉过的距离不知，无法求出拉力做的功和功率 9. （2023•萧山区模拟）如图1，一物体放在水平地面上，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示。则下列说法正确的是（　　） A．物体在0﹣2s时，只受到一对平衡力的作用 B．物体在2﹣6s时，受到的摩擦力为3N C．物体在6﹣8s内，克服摩擦力所做的功是18J D．t＝7s时，拉力F对物体做功的功率是6W 1. （2023•西湖区校级模拟）如图1所示，用弹簧测力计水平拉动木块，使它在水平长木板上做匀速直线运动，图2是它运动的路程随时间变化的两段图像下列说法不正确的是（　　） A．图1中木块受到的拉力为3.4N B．木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1：2 C．AB段和BC段拉力做功的功率之比为2：1 D．AB段和BC段，木块均受平衡力作用 2. （2024•吴兴区校级模拟）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．t3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. （2024•滨江区一模）小滨与同学“探究物体下落时，其重力势能和动能的变化规律”。实验时，将铁球从某一高度释放，依次经过竖直方向上A、B、C、D、E、F、G各点，记录经过各点时的离地高度、重力势能、速度和动能，实验数据如表： 高度（米） 重力势能（焦） 速度（米/秒） 动能（焦） A点 2.0 19.6 1.4 1.0 B点 1.6 15.7 3.1 4.9 C点 1.4 13.7 3.7 6.9 D点 1.2 11.8 4.2 8.8 E点 0.8 ▲ 5.0 12.7 F点 0.4 3.9 5.8 16.7 G点 0.2 2.0 6.1 18.6 ①小滨将铁球下落时的动能与速度的关系图线绘制在如图Ek﹣v图像中，分析图可知：物体的动能与其速度 正比例关系（选填“成”或“不成”）。 ②根据表中数据，将表中E点的重力势能数据补充完整 。 ③小江研究表中数据得出如下结论：物体下落时，重力势能减小，动能增大，动能和重力势能之和保持不变。小科同学觉得此结论与某些运动情景不符。请描述一个运动情景，说明小江的结论并不适用所有情境 。 ④小金利用如图来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t1，B小球通过凹形槽的时间t2，则时间较长的是： （选填“t1”或“t2”）。 4. （2024•鹿城区校级二模）坐动车、飞机时“大包小包”均需过安检，如图质量为10千克的行李箱放在安检机的传送带上进行传送。 （1）小实将行李箱刚放到水平向右匀速运动的传送带上时，行李箱受到的摩擦力方向为 。 （2）若该行李箱底部与传送带接触面积为500厘米2，则传送带受到的压强是 帕。 （3）当包裹和传送带一起以0.5米/秒的速度向右匀速直线运动了10秒，传动带对包裹做功的大小为 焦。 5. （2023•萧山区二模）如图所示，一段粗糙程度相同的水平面和一个光滑的圆弧槽在B点处相连。质量为m的物体，以一定的速度从A点出发，最高到达离水平面高度为h的C点，然后下滑，经B点后停在D点；D点恰为AB的中点。（忽略空气阻力） （1）物体从A点到B点的过程中，受到的摩擦力方向是水平向 。 （2）物体从B点到C点的过程中，能量转化的情况是 。 （3）物体从A点出发到停在D点的过程中，克服摩擦力做的功是 。 6. （2022•拱墅区校级二模）如图所示，原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧，当其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J。则木块最终静止的位置一定不可能位于 （B/C/D）点，整个过程中木块克服阻力做的功是 J，整个过程中木块速度最大时其左端可能位于 （B/C/D）点。 7. （2022•杭州二模）某空降兵和降落伞总重800N，从直升机上由静止开始竖直跳下，14s后降落伞打开，整个过程速度与时间的关系如图所示。 （1）在0﹣10s的过程中，由于有空气阻力，人和伞的总机械能 （选填“变小”、“变大”或“不变”）。 （2）在跳伞后10s至14s时间内人和伞的重力做功是 J。 （3）若跳伞后10﹣14s时间内人和伞受到的阻力为f1，跳伞18s后，人和伞受到的阻力为f2，则f2 f1（选填“＞”、“＝”或“＜”）。 8. （2022•上城区一模）如图为一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、比热为c的金属块从A处静止释放，经过B点，最终停在C处。其中A点距离水平面的高度为h（空气阻力忽略不计）。 （1）金属块从A点滑到B点，重力所做的功为 （用字母表示）。金属块减小的重力势能 （选填“＞”或“＜”或“＝”）金属块增加的动能。 （2）金属块运动的全过程中，若机械能全部转化为金属块的内能，则金属块升高的温度为 （用字母表示）。 9. （2022•上城区模拟）2021年4月，长征五号B遥二运载火箭在海南文昌航天发射场发射升空。某兴趣小组制作了一模型火箭，重为70牛（不包含燃料），发射后获取模型火箭的飞行速度与时间的关系（如图）。 （1）模型火箭燃料耗尽后仍能向上飞行一段距离，这是因为模型火箭具有 。 （2）图中14～24秒，模型火箭掉落过程中空气阻力F与重力G的大小关系是 。 （3）计算模型火箭从最高点B下落到地面，重力做功的功率（计算结果保留1位小数）。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$2024-2025学年高考物理易错 易错点05 明确功是能量转化的量度 目 录 01 易错陷阱 02 易错知识点 知识点一、功的计算中距离问题 知识点二、功和能的关系 知识点三、功能转换关系的应用 03 举一反三——易错题型 题型一．功的计算 题型二．功的大小比较 题型三．功率大小的比较 题型四．功率的计算 04 易错题通关 易错点一、功的计算中距离理解不够清楚 易错点二、功和能的关系没有理解 易错点三、功能转换关系应用方法没有掌握 知识点一、功的计算中距离问题 1.做功：在科学中，如果物体受到力的作用，并且在这个的方向通过了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。 2.功的计算：功=力距离；若用W表示功、F表示力、s表示物体在F方向上通过的距离，则公式可表示为： 知识点二、功和能的关系 1.一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，所以能量和功的单位都是焦耳。 2.功的实质：做功的过程实质上就是能量转化的过程，物体做多少功就有多少能量转化为其他形式的能，所以功是能量转化多少的一种量度。 例如：物体从斜面上静止滑下，物体克服摩擦力做功100J，意味着有100J的能量（机械能）转化为其他形式的能量（内能）。 知识点三、功能转换关系的应用 1.能量不会凭空的消失，也不会凭空的创造。增大的能量肯定有来处（肯定有其他能量转换过来），减小的能量肯定有去处（肯定有转换成其他能量）。 2.能量比较法：可以比较物体在两个位置所具有的能量，其中少掉的能量肯定转化成了其他形式的能量，这个其他形式的能量，往往是内能（克服空气阻力或摩擦力做功转换成内能）。 例如：物体从A点静止滑下，到C点刚好静止，求BC段摩擦力大小。AB段光滑，水平的BC段粗糙，BC段长S。 ①AB光滑，机械能没有对外转化出去，机械能守恒，能量没有损耗。 ②比较C点与A点具有的能量，发现C点比A点少了mgh的能量（重力势能），少掉的能量mgh肯定转化成了其他形式的能量，在BC段克服摩擦力做功转化为内能。 ③即减少的能量=克服摩擦力做功转化的内能 mgh=f S f=mgh/S 题型一．功的计算 1. （2024•吴兴区校级模拟）如图甲所示，重为5N的铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动，铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图像如图乙所示，若铁块受到的摩擦力为2N。下列说法中正确的是（　　） A．磁性平板对铁块的吸引力等于5N B．0～2s内拉力F等于7N C．2～6s内拉力F等于5N D．2～6s内拉力F做了84J的功 【解答】解：A、该题中没有磁性平板对铁块的吸引力的任何提示，故A错误； B、在0～2s内处于加速运动状态，即此时的拉力F大于重力与摩擦力的合力，即F大于7N，故B错误； C、由乙图可见，在2～6s铁块在竖直方向上运动时，速度保持不变，因此铁块做匀速直线运动，铁块受到平衡力的作用。在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F，根据平衡力的特点，f+G＝F，所以F＝G+f＝5N+2N＝7N，故C错误； D、由v可得，2～6s内移动距离s＝vt＝3m/s×4s＝12m， 则2～6s内拉力F做的功W＝Fs＝7N×12m＝84J，故D正确。 故选：D。 2. （2024•瓯海区校级模拟）如图所示，水平板上有质量m＝1.0kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。g取10N/kg，则下列判断正确的是（　　） A．5s内拉力对物块做功为零 B．4s末物块所受合力大小为1.0N C．物块与木板之间的动摩擦因数为0.3 D．物块先处于静止状态，后做匀速运动 【解答】解： A、在0﹣4s内，物体所受的摩擦力为静摩擦力，物体未移动，所以拉力不做功；4s末开始运动，4﹣5s内物体沿拉力运动了一段距离，拉力对物体做了功，故A错误； B、由F与t图象，4s末拉力F＝4N，由Ff与t图象可知此时摩擦力Ff＝4N，所以两力的合力为0，故B错误； C、由Ff与t图象可知，滑动摩擦力f＝3N，则由f＝μmg； 所以μ0.3；故C正确； D、在0﹣4s内，物体所受的摩擦力为静摩擦力，物体处于静止状态；4s末物体开始运动， 由F与t的图象，5s后拉力F＝5N，摩擦力f＝3N，则合力F合＝F﹣f＝5﹣3＝2N，所以物体会加速运动。即物体先处于静止状态，后做加速运动。故D错误。 故选：C。 3. （2024•海曙区模拟）小宁家新买了一台自动擦窗机器人，解决了高层擦窗的难题，机器人的质量为1.2kg，研究发现它的“腹部”有吸盘，工作时，电动真空泵将吸盘内的空气抽出，使其能吸在竖直玻璃表面，如图甲所示。某次机器人擦窗时，大气压为1.0×105Pa，小宁观察其工作情况并绘制出路程s与时间t图象如图乙，利用传感器测得吸盘内气压p与时间t图象如图丙。 （1）其中运动阶段，机器人沿玻璃表面竖直向上运动，求机器人在4～7s内克服重力做了多少功？ （2）吸盘与玻璃接触总面积为0.04m2在0～4s内吸盘对玻璃的压力是 N。 （3）0～4s与7～10s对比，自动擦窗机器人受到的摩擦力是否发生变化，并说明理由。 【解答】解：（1）机器人的重力：G＝mg＝1.2kg×10N/kg＝12N，机器人在4～7s内克服重力所做的功：W＝Gh＝12N×（1m﹣0.4m）＝7.2J； （2）在0﹣4秒时吸盘的气压是3200Pa，则吸盘对玻璃的压强p＝p0﹣p内＝1.0×105Pa﹣3200Pa＝0.968×105Pa； 吸盘对玻璃的压力F＝pS＝0.968×105Pa×0.04m2＝387.2N； （3）由乙图知，机器人在0～4s与7～10s，运动路程始终没有改变，说明都处于静止状态，受力平衡，竖直方向的重力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，因而摩擦力始终等于重力，故摩擦力没有改变。 4. （2024•北仑区一模）如图甲是一款无人水下航行器，其内部装有控制系统、摄像模块、推进系统、电池模块，总质量为8千克，采用全封闭结构。它的底部还有一个活塞式浮力系统调节装置（如图乙），活塞缸内侧的活塞面积为30厘米2，活塞位置可上下调节，从而改变航行器排开水的体积，以实现航行器在水中运动或停留，某次测试时，航行器竖直上升并停留在水中的某个位置，该过程中速度随时间的变化关系如图丙所示。 （1）当航行器在水下运动时，会受到水的阻力。根据丙图分析，航行器在第10秒时受到的浮力与重力的大小关系如何，请作出判断并说明理由： （2）第6秒时航行器的速度为0.20米/秒，6﹣15秒内航行器克服重力做功多少焦？（写出计算过程） （3）航行器在整个测试过程中，浮力最大的改变量为1.2牛，则活塞上下移动的最大范围是多少？（水的密度取1.0×103千克/米，写出计算过程） 【解答】解：（1）当航行器竖直上升时，会受到水的阻力，航行器在第10秒时匀速直线运动，处于平衡状态，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和阻力的作用， 由力的平衡条件可得F浮＝G+f，则航行器受到的浮力大于重力； （2）航行器的重力：G＝mg＝8kg×10N/kg＝80N， 航行器在水中匀速上升这段时间内运动的路程h＝vt＝0.2m/s×（15s﹣6s）＝1.8m， 6﹣15秒内航行器克服重力做功：W＝Gh＝＝80N×1.8m＝144J； （3）航行器在整个测试过程中，浮力最大的改变量为1.2牛，根据阿基米德原理可知排开水的体积变化量：ΔV排1.2×10﹣4m3； 活塞缸内侧的活塞面积为30厘米2，活塞上下移动的最大范围是：h′0.04m。 5. （2023•龙港市模拟）大型积木在生产过程中，往往需要在其表面均匀地涂上某种油漆。若某立方体积木的边长为0.05米，重力为0.4牛，上漆时用竖直向下的力F把漂浮在油漆上的积木缓缓地压入漆桶内（如图甲所示）。积木的下底面与油漆表面的距离h与压力F的大小关系如图乙所示。 （1）积木缓缓下沉过程中，其下底面所受压强将 。（填“变大”、“变小”或“不变”） （2）当物体完全浸没后，继续用力向下运动0.03米。则该过程中力F所做的功为多少焦？ （3）根据图中信息，求出该油漆的密度。（写出计算过程） 【解答】解：（1）根据液体压强公式p＝ρgh可知，积木缓缓下沉过程中，其下底面到水面的距离h变大，则所受压强将变大； （2）由乙图知，当物体完全浸没后压力F＝0.6N，向下运动0.03m所做的功W＝Fs＝0.6N×0.03m＝0.018J； （3）由题可知，物体完全浸没后受到的浮力为F浮＝G+F＝0.4N+0.6N＝1N， 物体浸没在液体中时排开液体的体积等于物体的体积，即V排＝V物＝（0.05m）3＝1.25×10﹣4m3， 由阿基米德原理可知F浮＝G排＝ρ液gV排， 油漆的密度为ρ液0.8×103kg/m3。 题型二．功的大小比较 6. （2024•杭州模拟）如图所示，在粗糙程度相同的水平面上，先用拉力F1将物体从A拉到O，再改用拉力F2将物体从O拉到C，其中LAO＝LOB，用频闪相机每隔相同的时间拍下物体的位置（用虚线框表示），若拉力F1在AO段所做的功为W1，拉力F2在OB段所做的功为W2，物体在AO段受到的摩擦力为f1，在OC段受到的摩擦力为f2。下列判断正确的是（　　） A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．f1＞f2 D．f1＜f2 【解答】解： CD、由于物体对水平面的压力大小不变（等于物体的重力），各段的粗糙程度相同，所以物体运动时受到摩擦力的大小相同，即f1＝f2，故CD错误； AB、由图可知，在AO段物体在相同时间内运动的距离相同，说明物体做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知拉力F1＝f； 在OC段物体在相同时间内运动的距离增大，说明物体做加速直线运动，则拉力F2＞f＝F1， 因F2＞F1，sAO＝sOB，根据W＝Fs可知拉力做的功：W1＜W2，故A错误，B正确。 故选：B。 题型三．功率大小的比较 7. （2023•柯桥区模拟）如图1所示，水平路面由两段长度相等粗糙程度不等的区域组成。在2N水平拉力F的作用下，物块（空气阻力忽略不计）从区域①的最左端由静止开始运动。图2为物块在区域①和②上运动的v﹣t图象，则下列分析正确的是（　　） A．拉力F在区域①做的功大于在区域②做的功 B．物体在区域①的惯性比在区域②的惯性小 C．拉力F在区域①做功的功率小于在区域②做功的功率 D．区域①比区域②更粗糙 【解答】解： D、由图2可知：物体在0～2s内做加速运动，在2s～3s内做匀速运动，且物体在0～2s内v﹣t图象与2s～3s内v﹣t图象与坐标轴围成的面积相同，说明物体运动的路程相同，即物体在0～2s内在区域①上做加速运动，在2s～3s内在区域②上做匀速直线运动； 物体在区域①上做加速运动，则区域①表面上受到的摩擦力小于拉力F，即f1＜2N；物体在区域②上做匀速直线运动，则在区域②表面上受到的摩擦力等于拉力F，即f2＝F＝2N，所以f1＜f2； 影响滑动摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程度，压力大小没有变，则接触面的粗糙程度改变，即区域①比区域②更光滑，故D错误； B、惯性大小只与物体的质量有关，质量越大、惯性越大；物体在区域①和②上运动时，质量不变，则惯性大小相等，故B错误； AC、拉力大小恒定不变，且拉力在两个区域上运动的距离相等，由W＝Fs可知，拉力做的功相等； 由图2可知物体在区域①上运动时间长，由P可知，拉力F在区域①做功的功率小于在区域②做功的功率，故A错误，C正确。 故选：C。 题型四．功率的计算 8. （2024•瓯海区校级模拟）如图所示，绳子通过一个定滑轮悬挂一个重100N的物体，一人拉着绳端从A向B走过6m用了5s，物体被匀速提高2m，若不计绳与滑轮的摩擦和绳重，则下列说法正确的是（　　） A．人拉绳子做功为200J，平均功率为40W B．拉力大于100N，功率为120W C．拉力做功为600J，功率为120W D．人的拉力拉过的距离不知，无法求出拉力做的功和功率 【解答】解：因为不计绳与滑轮的摩擦和绳重，此机械为理想机械，根据功的原理，使用机械做的功等于直接用手做的功。 直接用手做的功是：W手＝Gh＝100N×2m＝200J．所以用机械做的功也是200J。 P40W．故A正确，BCD错误。 故选：A。 9. （2023•萧山区模拟）如图1，一物体放在水平地面上，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示。则下列说法正确的是（　　） A．物体在0﹣2s时，只受到一对平衡力的作用 B．物体在2﹣6s时，受到的摩擦力为3N C．物体在6﹣8s内，克服摩擦力所做的功是18J D．t＝7s时，拉力F对物体做功的功率是6W 【解答】解：A、由图3可知，物体在0﹣2s时静止，由力的平衡条件可知，此时物体在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力，在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡条件，因此此时物体受到两对平衡力作用，故A错误； C、由图3可知，物体在6﹣8s内物体做匀速直线运动，速度v＝3m/s，由v可知，此时物体移动的距离：s＝vt＝3m/s×（8s﹣6s）＝6m， 由图2可知此时物体受到的拉力F＝2N，由二力平衡条件可知，物体受到的滑动摩擦力：f＝F＝2N， 则物体在6﹣8s内，克服摩擦力所做的功：W＝fs＝2N×6m＝12J，故C错误； B、由图3可知，物体在2﹣6s时物体做加速运动，此时物体受到的摩擦为滑动摩擦，此时物体对地面的压力和接触面的粗糙程度没有发生变化，由滑动摩擦力影响因素可知，此时物体受到的摩擦力不变，仍为2N，故B错误； D、由图3可知，t＝7s时物体的运动速度v＝3m/s，由图2可知此时物体受到的拉力F＝2N，则拉力F对物体做功的功率：PFv＝2N×3m/s＝6W，故D正确。 故选：D。 1. （2023•西湖区校级模拟）如图1所示，用弹簧测力计水平拉动木块，使它在水平长木板上做匀速直线运动，图2是它运动的路程随时间变化的两段图像下列说法不正确的是（　　） A．图1中木块受到的拉力为3.4N B．木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1：2 C．AB段和BC段拉力做功的功率之比为2：1 D．AB段和BC段，木块均受平衡力作用 【解答】解：A、从图甲知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为2.2N，即图甲中木块受到的拉力为2.2N，故A错误； B、两次接触面的粗糙程度相同、压力相同，摩擦力相同，即木块两次受到滑动摩擦力之比为1：1，故B错误； C、从图乙可知，木块两次都做匀速直线运动，而做匀速直线运动的物体受平衡力作用，所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等，因为摩擦力相同，故拉力也相同；由图乙可知相同时间内的路程之比为s1：s2＝2：1，根据W＝Fs可得W1：W2＝2：1，，故C正确； D、从图乙可知，木块两次都做匀速直线运动，木块均受平衡力作用，故D正确。 故选：AB。 2. （2024•吴兴区校级模拟）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．t3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，运动员向下做减速运动，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. （2024•滨江区一模）小滨与同学“探究物体下落时，其重力势能和动能的变化规律”。实验时，将铁球从某一高度释放，依次经过竖直方向上A、B、C、D、E、F、G各点，记录经过各点时的离地高度、重力势能、速度和动能，实验数据如表： 高度（米） 重力势能（焦） 速度（米/秒） 动能（焦） A点 2.0 19.6 1.4 1.0 B点 1.6 15.7 3.1 4.9 C点 1.4 13.7 3.7 6.9 D点 1.2 11.8 4.2 8.8 E点 0.8 ▲ 5.0 12.7 F点 0.4 3.9 5.8 16.7 G点 0.2 2.0 6.1 18.6 ①小滨将铁球下落时的动能与速度的关系图线绘制在如图Ek﹣v图像中，分析图可知：物体的动能与其速度 正比例关系（选填“成”或“不成”）。 ②根据表中数据，将表中E点的重力势能数据补充完整 。 ③小江研究表中数据得出如下结论：物体下落时，重力势能减小，动能增大，动能和重力势能之和保持不变。小科同学觉得此结论与某些运动情景不符。请描述一个运动情景，说明小江的结论并不适用所有情境 。 ④小金利用如图来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t1，B小球通过凹形槽的时间t2，则时间较长的是： （选填“t1”或“t2”）。 【解答】解：①由图Ek﹣v图像可知，物体的动能与其速度图线不是一条过原点的斜线，故物体的动能与其速度不成正比例关系； ②由表中数据可知，重力势能与动能之和不变为20.6J，故E点的重力势能为20.6J﹣12.7J＝7.9J； ③跳伞运动员下落过程，需考虑空气阻力，小球下落过程一部分重力势能需克服阻力做功，动能和重力势能之和变小； ④在凸形滑道运动的物体，在运动到最高点的过程中，要将动能转化为重力势能，运动速度小于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，重力势能再全部转化为动能，速度等于初速度； 在凹形滑道运动的物体，在运动到最低点的过程中，要将重力势能转化为动能，运动速度大于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，动能再全部转化为重力势能，速度等于初速度；因此在凸形滑道运动物体的平均速度小于在凹形润道运动物体的速度，由可知，通过A滑道用的时间t1大于通过B滑道用的时间t2。 故答案为：①不成；②7.9J；③跳伞运动员下落过程，需考虑空气阻力，下落过程一部分重力势能需克服阻力做功，动能和重力势能之和变小；④t1＞t2。 4. （2024•鹿城区校级二模）坐动车、飞机时“大包小包”均需过安检，如图质量为10千克的行李箱放在安检机的传送带上进行传送。 （1）小实将行李箱刚放到水平向右匀速运动的传送带上时，行李箱受到的摩擦力方向为 。 （2）若该行李箱底部与传送带接触面积为500厘米2，则传送带受到的压强是 帕。 （3）当包裹和传送带一起以0.5米/秒的速度向右匀速直线运动了10秒，传动带对包裹做功的大小为 焦。 【解答】解： （1）行李箱刚放到水平向右匀速运动的传送带上时，因为行李箱具有惯性会具有水平向左的运动趋势，因此受到水平向右的摩擦力； （2）传送带受到的压强p2000Pa； （3）当行李箱随传送带一起做匀速直线运动时，两物体间无摩擦力，因此未做功。 故答案为：（1）水平向右；（2）2000；（3）0。 5. （2023•萧山区二模）如图所示，一段粗糙程度相同的水平面和一个光滑的圆弧槽在B点处相连。质量为m的物体，以一定的速度从A点出发，最高到达离水平面高度为h的C点，然后下滑，经B点后停在D点；D点恰为AB的中点。（忽略空气阻力） （1）物体从A点到B点的过程中，受到的摩擦力方向是水平向 。 （2）物体从B点到C点的过程中，能量转化的情况是 。 （3）物体从A点出发到停在D点的过程中，克服摩擦力做的功是 。 【解答】解：（1）物体从A点到B点的过程中，受到的摩擦力与物体相对运动的反向相反，所以方向是水平向左； （2）物体从B点到C点的过程中，质量不变，速度变小，动能变小，高度变大，重力势能变大，是动能转化为重力势能； （3）物体在A点时有一定的速度；在C点的机械能为：E＝mgh； 经B点后停在D点，D点恰为AB的中点，克服摩擦通过的距离为3BD，从C到B再到D克服摩擦所做的功为mgh，所以整个过程中，克服摩擦力做的功为W＝3mgh。 故答案为：（1）左；（2）动能转化为重力势能；（3）3mgh。 6. （2022•拱墅区校级二模）如图所示，原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧，当其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J。则木块最终静止的位置一定不可能位于 （B/C/D）点，整个过程中木块克服阻力做的功是 J，整个过程中木块速度最大时其左端可能位于 （B/C/D）点。 【解答】解： 松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J．说明弹簧此时有弹性形变，而到C点时弹簧恰好恢复原长，所以，木块最终静止的位置一定不可能位于C点； 弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J，木块在运动过程中，克服摩擦力做功，根据能量守恒定律可知，总的能量不变，故克服阻力所做的功为25J﹣1J＝24J； 弹簧被压缩时具有弹力，弹力的方向是向右的，木块向右运动时，阻力是向左的；开始运动时，弹力大于阻力，木块向右运动的过程中，弹力慢慢减小，阻力不变，木块做加速运动，当木块受到的弹力等于阻力时速度最大，此时弹簧未恢复值原长；木块由于惯性仍然会向右运动，此时弹力小于阻力，做的是减速运动，当弹簧恢复原长时弹力为0；由图可知，整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于B点。 故答案为：C；24；B。 7. （2022•杭州二模）某空降兵和降落伞总重800N，从直升机上由静止开始竖直跳下，14s后降落伞打开，整个过程速度与时间的关系如图所示。 （1）在0﹣10s的过程中，由于有空气阻力，人和伞的总机械能 （选填“变小”、“变大”或“不变”）。 （2）在跳伞后10s至14s时间内人和伞的重力做功是 J。 （3）若跳伞后10﹣14s时间内人和伞受到的阻力为f1，跳伞18s后，人和伞受到的阻力为f2，则f2 f1（选填“＞”、“＝”或“＜”）。 【解答】解：（1）在0﹣10s的过程中，由于有空气阻力，需要克服空气阻力做功，人和伞的总机械能变小； （2）由图可知，运动员在跳伞后10s至14s时间内做匀速直线运动，v＝50m/s， 根据v可得，运动员在10s至14s通过的路程为：h＝s＝vt＝50m/s×4s＝200m； 则人和伞的重力做功为：W＝Gh＝800N×200m＝1.6×105J； （3）由图可知，运动员在跳伞后10s至14s时间内做匀速直线运动，受到平衡力的作用， 故此时人和伞受到的阻力 f1＝G＝800N； 由图可知，跳伞18s后，运动员仍做匀速直线运动， 故人和伞受到的阻力为 f2＝G＝800N， 所以，f1＝f2。 故答案为：（1）变小；（2）1.6×105；（3）＝。 8. （2022•上城区一模）如图为一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、比热为c的金属块从A处静止释放，经过B点，最终停在C处。其中A点距离水平面的高度为h（空气阻力忽略不计）。 （1）金属块从A点滑到B点，重力所做的功为 （用字母表示）。金属块减小的重力势能 （选填“＞”或“＜”或“＝”）金属块增加的动能。 （2）金属块运动的全过程中，若机械能全部转化为金属块的内能，则金属块升高的温度为 （用字母表示）。 【解答】解：（1）金属块从A点滑到B点，重力所做的功为：W＝Gh＝mgh； 金属块在光滑的圆弧槽上滑动时，机械能守恒；在粗糙的水平面上滑动时，机械能减小，内能增加； 金属块从A点滑到B点的过程中，在水平路段有部分机械能转化成内能，故金属块减小的重力势能大于金属块增加的动能； （2）金属块的机械能总量是W＝mgh，若机械能全部转化为金属块的内能，则Q＝W，由Q＝cmΔt得： Δt。 故答案为：（1）mgh；＞；（2）。 9. （2022•上城区模拟）2021年4月，长征五号B遥二运载火箭在海南文昌航天发射场发射升空。某兴趣小组制作了一模型火箭，重为70牛（不包含燃料），发射后获取模型火箭的飞行速度与时间的关系（如图）。 （1）模型火箭燃料耗尽后仍能向上飞行一段距离，这是因为模型火箭具有 。 （2）图中14～24秒，模型火箭掉落过程中空气阻力F与重力G的大小关系是 。 （3）计算模型火箭从最高点B下落到地面，重力做功的功率（计算结果保留1位小数）。 【解答】解：（1）模型火箭燃料耗尽后仍能向上飞行一段距离，这是因为模型火箭具有惯性，仍要保持原来的运动状态； （2）图中14～24秒，火箭的飞行高度与时间的关系图线为倾斜直线，说明火箭做匀速直线运动，处于平衡状态，模型火箭掉落过程中空气阻力F与重力G的大小关系为F＝G； （3）由图可知，模型火箭从最高点B下落到地面的垂直距离h＝140m，t＝24s﹣6s＝18s， 则重力做功：W＝Gh＝70N×140m＝9800J， 功率：P544.4W。 故答案为：（1）惯性；（2）F＝G；（3）重力做功的功率为544.4W。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$