内容正文:
第七讲 【功和机械能】解题技巧
一、功
(1)计算公式:W=Fs;W=Pt
(2)单位:焦耳,用J表示。
(3)不做功的三种情况:①有F无s;②有s无F; ③F垂直s。
经典例题1.(福建一模)小明用100N的水平推力,推着一个重为200N的木箱在水平地面上匀速前进了10m,推力对木箱做的功是 J,重力对木箱做的功是 J。
巩固训练1. 起重机将重6×103N的楼板以1m/s的速度举到10m高的三层楼后,又将楼板水平移动了3m,在整个过程中,起重机对楼板做的功是( )
A.6×104J B.1.8×104J C.1.8×105J D.7.8×105J
巩固训练2. 运动员用350N的力将重20N的足球远射到20m远处,则运动员对足球做的功是( )
A.0J B.7000J C.400J D.无法计算做的功
二、功率
1.物理含义:描述做功快慢的物理量。
2.计算公式:P=W/t,P=Fv。
3.单位:瓦特,用W表示。
经典例题2.(重庆中考)为推动成渝双城经济圈建设,重庆金凤隧道于2024年正式通车。隧道全长约6km,若一辆功率为100kW的货车匀速通过该隧道用时5min,求货车的牵引力是多大。(不计车身长度)
经典例题3.一位体重为50kg的同学在跳绳测试中,1min跳180次,每次腾空的最大高度平均为4cm,则他在跳绳过程中,克服重力做功的平均功率是( )
A.3600W B.6000W C.500W D.60W
经典例题4.建筑工地用如图所示的两种方式来移动重物,重物的重力G=2000N,拉力F甲=120N,F乙=800N,不计绳重和滑轮与轴的摩擦,重物移动速度均为0.2m/s。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中重物与地面间的摩擦力为120N
B.拉力F甲的功率为24W
C.图乙中动滑轮重400N
D.拉力F乙的功率为160W
经典例题5.如图所示,AB>AC,在相同时间内把同一物体分别沿斜面AB、AC匀速推上顶端,推力分别为F1、F2,功率分别为P1、P2,在不考虑摩擦的情况下( )
A.F1<F2,P1=P2 B.F1>F2,P1>P2
C.F1=F2,P1=P2 D.F1<F2,P1<P2
巩固训练3. 某型号汽车发动机的额定功率为4×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1600N.在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求:
(l)发动机所提供的牵引力大小;
(2)汽车行驶10min牵引力所做的功;
(3)汽车行驶速度的大小。
巩固训练4. 如图所示,小吉用200N的拉力,在4s内将重500N的物体匀速提高2m。不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A. 动滑轮重为100N
B. 滑轮组的机械效率为62.5%
C. 拉力做功为1000J
D. 拉力的功率为100W
巩固训练5. 如图,一同学重600N,A点为重心,他每次将身体撑起,肩部上升0.4m.某次测试中,他1min内完成30次俯卧撑,将身体匀速撑起,双手对地面的压力 N,将身体撑起一次所做的功 J,该同学在lmin内的功率 W。
三、机械能
(1)动能影响因素:质量和速度;
(2)重力势能影响因素:质量和高度;
(3)机械能=动能+势能。
(4)机械能守恒:如果只有动能和势能相互转化时,机械能守恒。
经典例题6.下面哪种情况物体的机械能是增加的( )
A.跳伞运动员在空中匀速降落 B.汽车沿斜坡匀速向下行驶
C.电梯从地面加速上升到十层 D.列车的平直轨道上匀速行驶
经典例题7.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行,如图所示为卫星从远地点向近地点运动的过程.针对该过程,以下说法正确的是( )
A.动能逐渐增大,机械能增大
B.势能逐渐减小,机械能减小
C.动能逐渐增大,势能逐渐减小,机械能不变
D.动能逐渐增大,势能逐渐减小,机械能减小
经典例题8.如图所示,小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动,其中b和d两点在同一水平高度,则下列说法中错误的是( )
A.小球从a到c加速下滑,重力势能转化为动能
B.小球从c到d减速上坡,动能转化为重力势能
C.小球在b和d时重力势能和动能都相等
D.小球从a到d的过程中部分机械能转化为内能
经典例题9.如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在 A 点,B 点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,C 点是小石块从 A 点自由释放后所能达到的最低点。关于小石块从 A 点到 C 点运动过程的说法,正确的是( )
A.整个过程中小石块重力势能的减小量等于它动能的增加量;
B.从 A 点下落到 B 点的过程中,小石块受到重力和弹力的作用;
C.从 B 点下落到 C 点的过程中,小石块的速度先增大后减小;
D.小石块在 C 点时,受到平衡力的作用
巩固训练6. (广安中考)如图是一款用于某校“五四”汇演航拍的新型智能无人机,在它竖直向上匀速运动的过程中( )
A.动能增大,重力势能增大,机械能增大
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能不变,重力势能增大,机械能增大
D.动能减小,重力势能增大,机械能减小
巩固训练7. (安徽中考)如图所示为某次蹦极运动的精彩瞬间,若一游客从平台上由静止开始下落。从开始下落至第一次到达最低点的过程中,游客的( )
A.动能一直增大 B.重力势能一直减小
C.机械能保持不变 D.机械能一直增大
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$功 和 机 械 能 大 招
主讲老师:刘老师
【功和机械能】占比:4-8分
选择题
填空题
实验探究题
综合计算题
1
功
(1)计算公式:W=Fs;W=Pt;
(2)单位:焦耳,用J表示;
(3)不做功的三种情况:①有F无s;②有s无F;③F垂直s。
1. (福建一模)小明用100N的水平推力,推着一个重为200N的木箱在水平地面上匀速前进了10m,推力对木箱做的功是 J,重力对木箱做的功是 J。
答案:1000;0
1. 起重机将重6×103N的楼板以1m/s的速度举到10m高的三层楼后,又将楼板水平移动了3m,在整个过程中,起重机对楼板做的功是( )
A.6×104J B.1.8×104J C.1.8×105J D.7.8×105J
答案:A
2. 运动员用350N的力将重20N的足球远射到20m远处,则运动员对足球做的功是( )
A.0J B.7000J C.400J D.无法计算做的功
答案:D
2
功率
1.物理含义:描述做功快慢的物理量。
2.计算公式:P=W/t,P=Fv。
3.单位:瓦特,用W表示。
2.(重庆中考)为推动成渝双城经济圈建设,重庆金凤隧道于2024年正式通车。隧道全长约6km,若一辆功率为100kW的货车匀速通过该隧道用时5min,求货车的牵引力是多大。(不计车身长度)
答案:5000N
3.一位体重为50kg的同学在跳绳测试中,1min跳180次,每次腾空的最大高度平均为4cm,则他在跳绳过程中,克服重力做功的平均功率是
( )
A.3600W B.6000W C.500W D.60W
答案:D
4.建筑工地用如图所示的两种方式来移动重物,重物的重力G=2000N,拉力F甲=120N,F乙=800N,不计绳重和滑轮与轴的摩擦,重物移动速度均为0.2m/s。下列说法中正确的是( )
A.图甲中重物与地面间的摩擦力为120N
B.拉力F甲的功率为24W
C.图乙中动滑轮重400N
D.拉力F乙的功率为160W
答案:C
5.如图所示,AB>AC,在相同时间内把同一物体分别沿斜面AB、AC匀速推上顶端,推力分别为F1、F2,功率分别为P1、P2,在不考虑摩擦的情况下( )
A.F1<F2,P1=P2 B.F1>F2,P1>P2
C.F1=F2,P1=P2 D.F1<F2,P1<P2
答案:A
3. 某型号汽车发动机的额定功率为4×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1600N.在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求:
(l)发动机所提供的牵引力大小;
(2)汽车行驶10min牵引力所做的功;
(3)汽车行驶速度的大小。
答案:(1)1600N;
(2)2.4×107J;
(3)25m/s;
4. 如图所示,小吉用200N的拉力,在4s内将重500N的物体匀速提高2m。不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.动滑轮重为100N
B. 滑轮组的机械效率为62.5%
C. 拉力做功为1000J
D. 拉力的功率为100W
答案:A
5. 如图,一同学重600N,A点为重心,他每次将身体撑起,肩部上升0.4m.某次测试中,他1min内完成30次俯卧撑,将身体匀速撑起,双手对地面的压力 N,将身体撑起一次所做的功 J,该同学在lmin内的功率 W。
答案:360;144;72
3
杠杆动态平衡问题
(1)动能影响因素:质量和速度;
(2)重力势能影响因素:质量和高度;
(3)机械能=动能+势能。
(4)机械能守恒:如果只有动能和势能相互转化时,机械能守恒。
6.下面哪种情况物体的机械能是增加的( )
A、跳伞运动员在空中匀速降落
B、汽车沿斜坡匀速向下行驶
C、电梯从地面加速上升到十层
D、列车的平直轨道上匀速行驶
答案:C
7.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行,如图所示为卫星从远地点向近地点运动的过程.针对该过程,以下说法正确的是( )
A.动能逐渐增大,机械能增大
B.势能逐渐减小,机械能减小
C.动能逐渐增大,势能逐渐减小,机械能不变
D.动能逐渐增大,势能逐渐减小,机械能减小
答案:C
8.如图所示,小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动,其中b和d两点在同一水平高度,则下列说法中错误的是( )
A.小球从a到c加速下滑,重力势能转化为动能
B.小球从c到d减速上坡,动能转化为重力势能
C.小球在b和d时重力势能和动能都相等
D.小球从a到d的过程中部分机械能转化为内能
答案:C
9.如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在 A 点,B 点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,C 点是小石块从 A 点自由释放后所能达到的最低点。关于小石块从 A 点到 C 点运动过程的说法,正确的是( )
A.整个过程中小石块重力势能的减小量等于它动能的增加量;
B.从 A 点下落到 B 点的过程中,小石块受到重力和弹力的作用;
C.从 B 点下落到 C 点的过程中,小石块的速度先增大后减小;
D.小石块在 C 点时,受到平衡力的作用
答案:C
6. (广安中考)如图是一款用于某校“五四”汇演航拍的新型智能无人机,在它竖直向上匀速运动的过程中( )
A.动能增大,重力势能增大,机械能增大
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能不变,重力势能增大,机械能增大
D.动能减小,重力势能增大,机械能减小
答案:C
7. (安徽中考)如图所示为某次蹦极运动的精彩瞬间,若一游客从平台上由静止开始下落。从开始下落至第一次到达最低点的过程中,游客的( )
A.动能一直增大 B.重力势能一直减小
C.机械能保持不变 D.机械能一直增大
=
答案:B
1
功和功率
2
机械能
(1)功的计算公式:W=Fs;W=Pt;单位:J;
(2)不做功的三种情况:①有F无s;②有s无F;③F垂直s。
(3)功率的物理含义:描述做功快慢的物理量。
(4)功率的计算公式:P=W/t,P=Fv。单位:W。
(1)动能影响因素:质量和速度;
(2)重力势能影响因素:质量和高度;
(3)机械能=动能+势能。只有动能和势能相互转化时,机械能守恒。
谢 谢!
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第七讲 【机械能和功】课后练习
1、抛实心球是初中学生体育测试的项目之一,小刚在测试时将实心球抛出后,实心球运动的轨迹如图所示。则下列说法正确的是( )
A. 以运动中的实心球为参照物,地面是运动的
B. 实心球在运动的过程中,运动状态保持不变
C. 实心球运动到最高点时,受到平衡力的作用
D. 实心球在下降的过程中,重力势能是增大的
2、如图所示,人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中,机械能是守恒的,当卫星从远地点向近地点运动时,下列说法正确的是( )
A. 动能减小,重力势能增大
B. 动能转化为重力势能
C. 动能增大,重力势能减小
D. 卫星的速度一直在减小
3、如图所示,将一个小球用细线悬挂起来,让小球从A点静止释放,小球会在A、C两点之间来回摆动,最终静止下来。下列说法正确的是( )
A. 小球从A点摆动到B点,动能转化为重力势能
B. 小球能从B点摆动到C点是由于受到惯性
C. 小球每次经过B点,其动能都比上一次小
D. 小球最终静止在A点
4、某科技兴趣小组用两个输液用的葡萄糖瓶子,从瓶口以下约处截断,将截断处用胶水黏合在一起,再从瓶口的橡胶塞中心穿一根长约的细木棒,用两条悬线拴住木棒的两端,将悬线固定在支架上,就构成了如图所示的滚摆。当滚摆从上到下运动的过程中重力势能主要转化为________能;滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆的机械能________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
5、某老旧小区改造工地,工人用起重机将重的施工材料匀速吊上6m高工作台,用了10s。施工材料上升的速度是___________m/s;起重机对施工材料做功___________J,做功的功率是___________W。
6、某架无人机重330N,在一次试飞中从高空竖直下降1000m,无人机所受重力做的功为_____________J,在此过程中无人机的重力势能将_____________。
7、一艘货轮在长江某河段行驶,50s内匀速通过200m的路程,其牵引力为5×105N,求:
(1)货轮行驶的速度;
(2)牵引力做的功;
(3)牵引力的功率。
参考答案与深度解析
1.【答案】A
【解析】
A.以运动中的实心球为参照物,地面与实心球之间的位置不断发生变化,所以地面是运动的,故A正确;
B.实心球在运动过程中,速度的大小和方向都在改变,所以运动状态是变化的,故B错误;
C.实心球运动到最高点时,受空气阻力和重力作用,这两个力大小不相等,受力不平衡,故C错误;
D.实心球在下降的过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小,故D错误。
2.【答案】C
【解析】
人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中,机械能守恒,从远地点向近地点运动时,高度减少,质量不变,重力势能减小,减小的重力势能转化为动能,所以动能增大,速度增大,故ABD错误,C正确。
3. 【答案】C
【解析】
A.小球从A点摆动到B点,高度降低,速度增加,重力势能转化为动能,故A错误;
B.惯性不是力,不能说受到惯性,故B错误;
C.小球受到阻力的作用,机械能不断减小,小球每次经过B点时,重力势能不变,机械能减小,则动能减小,故C正确;
D. 小球最终静止时拉力和重力平衡,则小球最终静止在B点,故D错误。
4.【答案】 ① 动 ②. 变小
【解析】
[1]滚摆从上到下运动的过程中,高度减小,重力势能减小,速度增加,动能增加,因此是重力势能转化为动能。
[2]滚摆每次上升的高度逐渐减小,运动过程中需要克服阻力做功,因此机械能减小。
1. (2024·内蒙古赤峰)某老旧小区改造工地,工人用起重机将重的施工材料匀速吊上6m高工作台,用了10s。施工材料上升的速度是___________m/s;起重机对施工材料做功___________J,做功的功率是___________W。
5.【答案】 ①. 0.6 ②. 7.2×104 ③. 7.2×103
【解析】
[1]施工材料上升的速度
[2]起重机对施工材料做的功
W=Gh=12×104N×6m=7.2×104J
[3]起重机做功的功率
6.【答案】 ①. ②. 减小
【解析】
[1]无人机所受重力做的功为
[2]无人机下降过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小
7.【答案】(1)4m/s;(2)1×108J;(3)2×106W
【解析】
解:(1)货轮行驶的时间t=50s,行驶的路程s=200m,则货轮行驶的速度
(2)牵引力F=5×105N,则牵引力做的功
(3)牵引力的功率
答:(1)货轮行驶的速度为4m/s;
(2)牵引力做的功为1×108J;
(3)牵引力的功率为2×106W。
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