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第十一章 功和机械能
期末复习
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第十一章
教材知识梳理
一、功
1.定义:如果一个　　　作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了　　　　　,物理学中就说这个力对物体做了功。
2.做功的两个必要因素
(1)作用在物体上的　　　;
(2)物体在这个力的方向上移动的　　　　。
3.不做功的三种情况：__________、__________、___________。
4.功的大小:功等于　　 与物体在力的方向上移动的 的乘积。
5.表达式:　　　　　。
6.单位:在国际单位制中,功的单位是　　 ,简称　 ,符号是　 。1 J=　N·m。
力
一段距离
力
距离
力
距离
W=Fs
焦耳
J
1
焦
有力无距离
有距离无力
力与距离垂直
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二、功率
1.物理意义：功率是表示物体做功______的物理量。功率大，说明做功_____，单位时间内做的功____。
2.定义：_____与_____________之比叫做功率，用符号____表示。
3.定义式：________。
公式推导：P＝＝＝Fv(适用于做匀速直线运动的物体）。
4.单位：功率的国际单位是_____，简称____，符号是____。工程技术上常用的功率单位是________。两单位间的关系是_____________。
快慢
快
多
功
做功所用时间
P
瓦特
瓦
W
千瓦(kW)
1 kW＝103 W
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5.爬楼功率的测量
(1)实验器材：__________________。
(2)需要测量的物理量：_________________________。
(3)设计实验：①用体重计测出质量，记作m；②用皮卷尺测出所爬楼层的高度，记作h；③用停表测出爬楼所用的时间，记作t。
功率表达式：____________。
体重计、皮卷尺、停表
质量m、所爬楼高h、所用时间t
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三、动能和势能
1.能量：物体能够_________，我们就说这个物体具有能量。能量的单位是________。
2.动能
(1)定义：物体由于_____而具有的能，叫做动能。
(2)决定因素：动能的大小由_____和_____决定；质量越大，速度越大，动能就_____。
3.重力势能
(1)定义：在地球表面附近，物体由于_____________________所具有的能，叫做重力势能。
(2)决定因素：重力势能的大小由__________和_________决定；质量越大，位置越高，重力势能就_____。
对外做功
焦耳(J)
运动
质量
速度
越大
受到重力并处在一定高度时
物体的质量
所处的高度
越大
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4.弹性势能：物体由于发生_________而具有的能，叫做弹性势能。弹性势能的大小与物体的材料和弹性形变程度有关。
四、机械能转化及其守恒
(1)定义：_____和_____统称为机械能。
(2)大量研究结果表明，如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和_____，或者说，机械能是_____的。
弹性形变
动能
势能
不变
守恒
考点解析
考点1　力学中的功
1.某举重运动员在0.5 s内由支撑到起立将杠铃快速地举过头顶
(如图所示),运动员在这个过程中对杠铃　 　做功,运动员在起立
状态保持3 s,在这3 s内运动员对杠铃　 　做功
(均选填“有”或“没有”)。
2.如图所示的情境中,人对物体做功的是( )
A.用力搬石头
没有搬动
B.人将重物从地面
拉到高处
C.人推一块大石
头没推动
D.人使箱子沿水平方向做匀速直线运动
有
没有
B
考点解析
考点2　功的计算
1.用20 N的水平推力,将重为280 N的购物车沿水平地面向前推动了5 m。在此过程中,购物车的重力做功　 　J,水平推力对购物车做功　 　J。
2.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.W1=W2 B.W1=W2 C.W1=2W2 D.W1=4W2
0
100
B
考点解析
3.如图甲所示,用弹簧测力计将水平桌面上的钩码向上缓慢提升,弹簧测力计的示数F与弹簧测力计上升的高度h之间的关系图像如图乙所示。
根据F h关系图像可知,钩码所受的重力为　　N;当h由0增大到5 cm过程中,钩码对桌面的压力　 　(选填“增大”“减小”或“不变”);当h由6 cm增大到16 cm过程中,弹簧测力计对钩码所做的功是　 　J,重力所做的功 J。
4.5
减小
0.45
0.45
考点解析
4.某轿车在平直公路上行驶的45 s内,其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图像分别如图甲、乙所示。已知前10 s轿车运动的路程为100 m。求:
(1)前10 s轿车运动的平均速度;
(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程;
(3)动力F做的总功。
　
考点解析
考点3　功率及其计算
1.下列关于功率的说法中正确的是( )
A.做功越多的机械,功率越大
B.功率越大的机械,做功越多
C.功率越小的机械,做功一定少
D.功率越大的机械,做功越快
2.如图所示,是新建成的淮南孔李淮河大桥,全长约5 km,周末小顺一家开车以20 m/s的速度匀速通过大桥,若汽车的输出功率恒为60 kW,则牵引力是　 　N,通过大桥做功　 　J。
D
3000
1.5×107
考点解析
3.在自由下落的过程中,物体运动的速度会越来越快,一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知AB=BC,如图所示。若物体在AB段重力做功的功率为P1,在BC段重力做功的功率为P2,则P1　 　P2( 选填“>”“=”或“<” )。
4.甲、乙两人进行爬竿比赛,甲从某一位置匀速爬到竿顶用时9 s,乙从同一位置匀速爬到同一竿顶用时10 s,甲、乙两人体重之比是5∶6,则他们爬竿的功率之比
P甲∶P乙是( )
A.5∶6 B.25∶27 C.15∶8 D.6∶5
5.星期天，小明和爸爸一起去登山。小明用了20 min登上山顶，爸爸用了25 min登上山顶，爸爸的体重是小明的1.5倍，则小明与爸爸登山时所做功的功率之比是( )
A.5∶6 B.6∶5 C.15∶8 D.2∶3
A
<
B
考点解析
6.如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tab>tcd，运动距离sab＝scd，比较两种情况下拉力所做的功和功率( )
A.ab段做功较多
B.ab段与cd段做的功一样多
C.ab段功率较大
D.ab段与cd段的功率一样大
B
考点解析
7.在某建筑工地上,起重机在2 min内把体积为30 m3的花岗岩碑石匀速提升2.5 m。已知该花岗岩碑石的密度为2.8×103 kg/m3,g=10 N/kg。求:
( 1 )这块花岗岩碑石的质量是多大
( 2 )起重机对花岗岩碑石所做的功是多少
( 3 )起重机对花岗岩碑石做功的功率是多少
考点解析
知识点4　能量和动能
1.下列说法正确的是( )
A.具有能的物体一定正在做功
B.物体具有的能越大,它做的功就越多
C.物体做的功越多,它具有的能越大
D.物体能够做的功越多,它具有的能就越大
2.关于动能,下列说法中正确的是( )
A.自行车一定具有动能
B.速度越大的物体,动能越大
C.汽车的动能一定比自行车的动能大
D.物体由于运动而具有的能叫做动能
D
D
考点解析
3.空中加油机正在以大小不变的速度给匀速水平飞行的战斗机加油,在加油过程中,战斗机的动能　 　( 选填“增大”“减小”或“不变” )。
4.“为了您和他人的生命安全,请谨慎驾驶”,如图所示,虽然汽车B采取了紧急刹车措施,但是从能的角度看,由于汽车B的速度大,　 　大,汽车B仍向前运动了较长一段距离,撞到汽车A,致使两车都发生了严重的变形。
增大
动能
考点解析
考点5　势能
1.地震后山体滑坡对过往的车辆造成了严重的威胁,即使是从高处落下的小石块,也能对人造成很大的伤害,这是因为高处的小石块具有较大的　 　( 选填“重力势能”或“动能” )。
2.下列物体具有弹性势能的是( )
A.在水平公路上行驶的小轿车
B.悬挂在天花板上的电灯
C.压扁变形的气球
D.在空中飞行的飞机
重力势能
C
考点解析
3.运动员在射箭比赛时总是要把弓拉得很弯,其主要目的是( )
A.增大箭的弹性势能 B.增大箭的重力势能
C.增大弓的弹性势能 D.使箭沿直线运动
4.如图所示为自动垂直升降式车库,可以有效地增加停车场的空间利用率,在汽车被升降机匀速提升的过程中,下列说法正确的是( )
A.动能不变,重力势能增加 B.动能不变,重力势能不变
C.动能增加,重力势能不变 D.动能增加,重力势能增加
C
A
考点解析
考点6　机械能及其转化
1.小明将一个铁球由二楼抛向地面,在铁球下落的过程中,重力势能转化为动能。
2.拉弯的弓具有_________能，将箭射出是弓的_________能转化为箭的_____能。
3.小朋友在玩荡秋千时，当从最高位置向下荡的过程中，小朋友的_________能转化为_____能。
4.下述现象中,机械能没有发生变化的是( )
A.小球从高处自由下落( 空气阻力不计 )
B.跳伞运动员从空中跳伞后匀速下落
C.一个小孩从滑梯上匀速滑下
D.物体在光滑水平面上受水平拉力做加速运动
弹性势　
弹性势　
动　
重力势　
动　
A
考点解析
5.如图所示为游乐园里的过山车,下列说法正确的是( )
A.过山车运动的整个过程中机械能守恒
B.过山车在下滑的过程中动能转化为重力势能
C.过山车冲上坡时,动能、重力势能均增大
D.过山车运动到最低点时动能最大
6.如图所示,质量为80 g的金属小球从导轨的a处自由滑下,依次经过b处、c处,到达d处时恰好停下,在从a到b的过程中,重力做功为　 　J,在整个运动过程中,小球克服导轨摩擦消耗的机械能为　 　J( g取10 N/kg )。
D
0.4
0.24
考点解析
7.小球从a处滚下,在c处与小木块碰撞,并与小木块共同运动到d处停下。下列说法正确的是( )
A.从a到b,小球的势能不变,动能增大
B.到达c处,小球的势能最小,动能最大
C.从b到c,小球的势能增大,动能增大
D.到达d处,小球的动能为零,小木块的动能最大
8.如图所示,将木块放在压缩了的弹簧旁,释放弹簧,木块沿水平地面向右运动,离开弹簧后,木块运动一段距离后停下来,下列说法中不正确的是( )
A.此装置可以用来探究弹性势能和弹簧形变大小的关系
B.木块离开弹簧之前,弹簧的弹性势能一直在减小
C.木块离开弹簧之后,木块的动能逐渐减少
D.木块运动时,木块所受的重力对木块做了功
B
D
考点解析
9.如图所示,人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行,下列说法正确的是( )
A.卫星在近地点时,动能最大,机械能最大
B.卫星在远地点时,势能最大,机械能最大
C.卫星从近地点向远地点运行时,动能逐渐减小,势能逐渐增大,机械能不变
D.卫星从远地点向近地点运行时,动能逐渐减小,势能逐渐增大,机械能不变
10.在排球比赛中,小明把排球竖直向上抛出,排球在运动中动能E随时间t变化的图像最接近的是( )
C
A
考点解析
11.如图所示,用手将一重为G的铁球缓慢放在一自然伸长的弹簧上,放手后,铁球从A点开始向下运动,到达B点速度达到最大,到达C点小球的速度变为零。整个过程中不计能量损耗,则下列说法正确的是( )
A.从A点到C点铁球的动能一直减小
B.在C点弹簧的弹性势能最大
C.从A点到B点铁球的动能和重力势能之和不变
D.从A点到C点铁球的动能和重力势能之和一直增大
B
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