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1、教材基础复习第十一章 功和机械能功做功的两个必要因素作用在物体山的 。物体在这个力的方向移动了一段 。功的物理量符号：。功的单位：。功的计算方式：。1 焦耳的物理意义：，。力距离WJW=Fs物体在 1 N 的力作用下在力的方向移动了 1 m功率物理意义：表示做功的 。功率的物理量符号：。功率的单位符号：。计算方式：。快慢PW机械能 能与 能统称为机械能。动能定义：物体由于 而具有的能影响因素：和 。势能重力势能定义：物体由于受 力作用并处在一定 时所具有的能影响因素：和被举高的 。弹性势能定义：物体由于发生 所具有的能影响因素：和被举高的 。动势运动运动速度质量重高度质量高度弹性形变质量形变量
2、大小 机械守恒定律：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和 ，也就是说机械能是 的守恒不变知识点一 功和功率的理解必备知识精析 正确理解作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离：(1）做功的两个必要因素，必须同时满足，缺一不可。（2）有力没有距离（劳而无功），或者有距离没有力（不劳无功），这些力都没有对物体做功；特别要注意有力又有距离，但力的方向与距离垂直时，力也没有做功，例如物体沿水平地面运动时，支持力和重力都不做功。（3）物体在力的方向上通过的距离，不一定是物体运动的实际距离，如提一袋米上楼梯，提力方向移动的距离是指竖直方向上的距离，而不是楼梯的实际长度。必备知识精析B必备知识精析
3、同步练一练1.(2020 北京）下列情境中，人对物体做功的是（）。必备知识精析B2.关于功率，下列说法中正确的是（）。A.做功越多，功率就越大 B.功率不同，做的功一定不同 C.完成相同的功所用的时间越长，功率就越大 D.相同时间内做的功越多，功率就越大 必备知识精析D 如图 2 所示是小东骑着某质量 12 kg的助力车，在平直路面上由静止开始做直线运动的 v-t 图象，全程共运动 8 min，在第 5 min 时刚好到达全路程的中点。必备知识精析知识点二 功和功率的计算必备知识精析必备知识精析必备知识精析同步练一练3.一辆汽车以 30 m/s 的速度匀速行驶了 5 min，这段时间内汽车发动
4、机的输出功率为 9104 W，则该汽车的发动机对外做功 J，匀速行驶时汽车所受到阻力的大小为 N。必备知识精析2.71073 0004.(2020 雅安）一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其 v-t 图象如图 3 所示，在第 10 s 时速度达到15 m/s，通过的路程为 80 m。必备知识精析 (1）在 0 10 s 内汽车的平均速度为多少？(2）设汽车在匀速行驶过程中所受阻力不变，大小为 f=4000 N，求汽车匀速行驶时的功率。(3）在 0 10 s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功为多少？必备知识精析8 m/s6104 W6105 J 1.物体能够对外做功，表明这个物体具有
5、能量。特别要注意的是：正在做功的物体，说明它具有能量，但没有做功的物体，并不是说它不具有能量。2.力做功的过程是能量发生转化的过程。高处的物体落下，重力做了功，物体的重力势能减小，重力势能转化为了功能。3.机械能是功能和势能的统称，运动物体的功 能跟它的势能的总和就是这个物体的机械能。如果没有摩擦和介质阻力，只有重力做功，物体的机械能将保持不变。例如：一个在空中自由下落的物体（不考虑、空气阻力），重力势能减少，功能增加，是重力势能转化为动能，但物体机械能总量保持不变。必备知识精析知识点三 机械能及其转化 (2020北部湾经济区）伽利略认为：一个金属小球从光滑斜面的某一高度处静止滚下，由于不受阻
6、力，没有能量损耗，那么它必定到达另一光滑斜面的同一高度，如果把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况。其模拟实验如图 4 所示，则下列说法中正确的是（）。必备知识精析D A.小球在运动过程中只受重力作用 B.在滚下斜面的过程中，小球的动能转化为重力势能，机械能减少 C.另一斜面越平缓，小球在它上面运动的距离 D.如果另一斜面变成水平面，则小球会因达不到同样的高度而永远运动下去必备知识精析 解析解析 影响动能的因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体所处的高度，其中动能和势能统称为机械能。在分析各个能量的变化时，结合机械能守恒 定律和牛顿第一定律进行分析。小球在运动过程
7、中除受到重力作用外，还受到支持力的作用，故 A 选项错误；在滚下斜面的过程中，小球的质量不变，高度变小，速度变大，则重力势能变小，动能变大，重力势能转化为动能；小球运动时不受阻力，其机械能是守恒的，故 B 选项错误；因为小球在运动过程中机械能守恒，所以另一斜面越平缓，小球在它上面运动必备知识精析 的距离越大，故 C 选项错误；如果斜面变成水平面，水平面光滑，不受阻力，则小球会做匀速直线运动，且永远运动下去，故 D 选项正确。答案答案 D必备知识精析同步练一练5.(2020 无锡）如图 5 所示，把托板盖在支座上，将小钢球放在托板上，对准支座的正上方，压住底座，向后弯曲弹性片，松于后弹性片快速打
8、击托板，弹性片的弹性势能转化为托板的 能，托板飞出。小钢球由于具有 ，恰好落在支座内。必备知识精析动惯性实验一 探究物体的动能跟什么网素有关 (2020 营口）在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小欣同学设计了如图 6 甲、乙、丙所示的三次实验，让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。(1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球达到水平面的 相同，为了达到这一 目的所采取的具体操作方法是使小球 。（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时，。(3）兰次实验中，碰撞前动能最小的是图 （填“甲
9、”“乙方”或“丙”）中的小球，原因是：。速度从斜面的同一高度由静止滚下速度越大，动能越大丙纸盒被推动的距离最小 (4）小欣同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离（如下表所示），小车在三个表面克服摩擦力做功 （填“相等”“不相等”，若水平面绝对光滑，小车将做 运动。相等匀速直线 解析解析 (1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保持小球的速度相同、质量不同，所以应使 质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下，保证小球到达水平面时的速度相同。（2）由图可知，甲、丙两次实验中，小球的质量相同，甲的小球 滚下的高度大于丙的小球；在下
10、的高度，甲的小球到达斜面底端时的速度较大，甲的小球将纸盒推动得更远，说明甲的小球的动能更大，由此可得出结论：质量相同的物体，运动速度越大，具有的动能就越大。（3）三次实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较小球动能大小的，这种方法是转换法。图丙中纸盒被推动的距离最小，故其碰撞前的动能最小。（4）让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素，小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转化为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相同；小车从斜面上滚下，若水平面绝对光滑，小车不受摩擦力作用，所
11、受合力为零，小车将做匀速直线运动。答案答案 (1）速度 从斜面的同一高度由静止滚下 (2）速度越大，动能越大 (3）丙 纸盒放 推动的距离最小(4）相等 匀速直线同步练一练 (1）小明通过观察木块移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是 （填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验填 （“能”或“不能”）达到探究目的。(2）由图 7 甲、乙两图可得出实验结论：物体的动能大小与 有关。(3）小丽根据图7甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是 （填“正确”或“错误”）的，理由是 。转化法不能速度错误没有控制速度一定错误1.下列情形中，运动员对物体没有做功
12、的是（）。A.射箭运动员将弓拉开 B.篮球运动员从地上将篮球捡起 C.赛艇运动员奋力划桨 D.举重运动员举着杠铃停在空中D2.(2020 柳州）如图 9 所示，弹簧被压缩后，就具有（）。A.光能 B.电能 C.化学能 D.弹性势能D3.(2020 乐山）2020年6月17日15时19分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将高分九号 03 星送入预定轨道。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法中正确的是（）。A.动能增大，势能减小 B.动能不变，势能增大 C.动能增大，势能增大 D.功能减小，势能增大C4.(2020 盐城）如图 10 所示，小明和同学一起荡秋千。下列说法中 正确的是
13、（）。A.通过最低点时的动能为零 B.下降过程中的功能不变 C.到达最高点的重力势能最大 D.上升过程中的重力势能减小C5.小明的家住在三楼，每次从一楼爬到三楼，他克服重力做的功最接近于(）。A.100 J B.500 J C.1 000 J D.3 000 JD6.在水平地面上，小明在 10 s 内用 50 N 的力沿水平方向拉着重为 100 N 的小车前进了 5 m,则小明的功率是（）。.A.25 W B.50 W C.250 W D.500 WA7.小旭对足球比赛中如图11所示现象的下列解释中，不正确的是（）。A.足球在空中飞行的过程中，人对足球没有做功 B.足球飞到最高点时，若所受力全
14、部消失，它将静止 C.足球最终落回地面，说明力可以改变物体的运动状态 D.足球在地面滚动时速度越来越小，惯性的大小不变BC9.(2020 牡丹江）现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效。如图 13 所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药。此过程中，喷药无人机的(）。A.升力大于重力 B.空气阻力和重力是一对平衡力 C.动能减小、重力势能减小 D.动能不变、重力势能减小C10.(2020丹东）如图 14 所示，滚摆下降过程中，滚摆的 能转化为 能。滚摆上下往复运动过程中，其每次上升所能达到的高度越来越低，滚摆在运动过程中的机械能 （填“增加”“减少”或“不变”）。重力
15、势动减少11.功率是描述物体做功 的物理量。某小车行驶时发动机的功率为 800 W，它表示的物理意义是：在 1日的时间内发动机做的功是 J。若该小车以该功率行驶 1 min，则发动机做的功为 。快慢8004.810412.(2020德阳）在图 15 甲中，铁块重 G=4 N，被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，当它受到竖直向上的拉力 F=6 N 的作用而向上运动时，铁块受到的摩擦力为 N；铁块此时速度 u 与时间 t 的关系图象如图 15 乙所示，则 4s 内拉力 F 做的功是 J。24.813.实验小组的同学用如图 6 所示的装置做“探究物体动能的大小与质量和速度的关系”的实验。将钢球从某
16、一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。（1）本实验使钢球获得动能的操作方法是将钢球从 由静止释放，钢球功能的大小是通过观察木块 来判断的。同一高度运动的距离 (2）从上表中数据可以看出，实验小组让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的 相同，从而探究动能与 的关系。(3）在第 3 次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第 3 次实验，甲同学建议换用同样材质的更长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用 （填“甲”“乙”或“丙”）同学的建议。（4）向上述实验数据和现象可得出结论：。速度质量甲在速度一定时
17、，质量越大，动能越大 (2）求汽车受到的牵引力。(3）求此过程中汽车牵引力所做的功和做功功率。D16.(2020 衡阳）近期我国长江中下游许多省份因 连续大雨发生洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为 240 kg 的重物搬到 2 m 高的车上。为了省力李军采用 5 m 的长木板搭了一个斜面（如图 19 所示），用 1 200 N 的力花了 5 min 将重物匀速推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（）。A.他对重物做了 4 000 J的功 B.他做功的功率为 l W C.此次简易斜面装置的机械效率为 50%D.斜面是一种省力杠杆D17.（2020滨州
18、改编）如图 20 所示，重 800 N 的物体在100 N 水平拉力 F 的作用下，以 0.1m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了 20 s，滑轮组的机械效率为 60%。在此过程中，下列说法中正确的是（）。A.拉力 F 做的功为 400 J B.物体与地面间的滑动摩擦力为 100 N C.额外功的功率为 12 W D.若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙 程度，则滑轮组的机械效率会降低 C18.(2018鄂尔多斯）某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为 m、2m 两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图 21:(1）本实验是通过 来反映钢球动能大小
19、的。(2）为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 两图进行实验分析。(3）实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 （填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，功能越 。这个结论可用解释汽车 （填“超速”或“超载”）带来的危害。（4）实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究内容？并说明理由：。木块移动距离乙丙不同高度大超速不能。木块将做匀速直线运动，无法停下来 （1）求全程中汽车所受阻力大小。（2）求整个过程中发动机做的功。（3）求汽车的最大速度20.(2020济宁）塔吊是一种常见的起重设备，如图 23 是塔吊的示意图。电动起重机在 2 min 内将质量为 3 t 的物体匀速提升 30 m，又用 l min 使物体在水平方向平移 15 m。（g 取10 N/kg)。（1）求吊物体的钢丝绳 3 min 内对物体所做的功。（2）求吊物体的钢丝绳 3 min 内对物体所做功的功率。由题意可知，吊物体的钢丝绳 3 min 内对物体所做功的功 W=Gh=3103 kg10 N/KG30 m=9105 J （3）若电动机提升物体时的效率为 90%，平移物体时的功率为 2 kW，求电动机 3 min 内消耗 79 的电能。