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(共34张PPT)
专题十一　功和机械能
考点一　判断物体是否做功
名 师 点 睛 判断物体是否做功，可按以下三个步骤进行：（1）判断物体是否受到力的作用，不受力的物体不存在做功问题.（2）看物体是否运动，静止的物体也不存在做功问题.（3）判断物体受力的方向和运动方向的关系，若二者方向垂直，则不做功；若二者方向不垂直，则做功.
1.下列四幅图中，力对物体做功的是（　D　）
D
2.（2023·连云港中考）下列有关功的说法正确的是（　B　）
A.用力推车没有推动，人对车也做了功
B.足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
C.运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功
D.学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功
B
3.判断下列现象中力是否做功，并简述理由.
（1）推箱子用100N的力，但箱子没被推动，则推力 　不做功　 （选填“做功”或“不做功”），这是因为 　在力的方向上箱子没有移动距离　 .
（2）在水平面上用300N的力将重500N的箱子推动了10m，则重力 　不做功　 （选填“做功”或“不做功”），这是因为 　箱子移动的方向与重力的方向垂直　 .
（3）一只箱子不慎从高台上落下，则重力 　做功　 ，这是因为 　箱子在重力的方向上移动了距离　 .
不做功　
在力的方向上箱子没有移动距离　
不做功　
箱子移动的方向与重力的方向垂直　
做功　
箱子在重力的方向
上移动了距离　
考点二　功、功率的大小比较
4.（2023·长沙中考）如图所示，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（　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
D
5. ·模型建构（2023·威海荣成模拟）如图甲、乙物块（m甲＞m乙）在相等的恒力F作用下分别通过相等的距离s，用时t甲＜t乙，力F做的功分别为W甲、W乙，力F做功的功率分别为P甲、P乙，则（　D　）
A.W甲＜W乙，P甲＜P乙 B.W甲＞W乙，P甲＝P乙
C.W甲＞W乙，P甲＞P乙 D.W甲＝W乙，P甲＞P乙
D
6.小明两次分别用时60s、40s把同一捆书从一楼匀速搬上三楼，比较两次搬书过程对书做功和做功的功率，判断正确的是（　B　）
A.用时少的做功多 B.用时少的做功功率大
C.用时多的做功多 D.用时多的做功功率大
7.物体在自由下落时，速度会越来越快.如图所示，某物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，AB＝BC.若AB、BC段重力做功分别为W1、W2，功率分别为P1、P2，则W1 　＝　 W2，P1 　＜　 P2.（均选填“＜”“＞”或“＝”）
B
＝　
＜　
8.如图所示，一个物体静止在光滑水平面上的O点，在水平恒力F作用下开始向右加速运动，依次经过a、b、c三个点，且a、b之间和b、c之间的距离相等，F在ab段做功为W1，做功功率为P1；在bc段做功为W2，做功功率为P2，则有W1 　＝　 W2，P1 　＜　 P2.（均选填“＞”“＝”或“＜”）
＝　
＜　
考点三　功、功率的相关计算
考向1　简单运动类
9.甲、乙两机器的功率相等，在相等时间内通过的路程之比为2∶1，则这两台机器（　C　）
A.做功之比为1∶1，所受牵引力之比为2∶1
B.做功之比为1∶2，所受牵引力之比为1∶2
C.做功之比为1∶1，所受牵引力之比为1∶2
D.做功之比为1∶2，所受牵引力之比为2∶1
10.一位质量为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（g取10N/kg）（　D　）
A.3600W B.6000W
C.500W D.60W
C
D
11. ·新增情境素材（2023·天津中考）第七届世界智能大会于2023年5月18日在天津开幕，大会上展示了可穿戴的“外骨骼”机器人.参观者戴上该设备，轻松地将50kg的物体匀速举高1m，用时2s，此过程中对物体做功 　500　 J，功率为 　250　 W.（g取10N/kg）
12.青少年在安静思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为1.5W，则你在考试的60min内，心脏做功为 　5 400　 J，用这些功可以使一个质量为50kg的物体匀速升高 　10.8　 m.（g取10N/kg）
13.攀岩是一项挑战自然、超越自我的惊险运动.一位攀岩者重为520N，背着质量为8kg的背包，用时40min登上高为9m的峭壁.在此过程中攀岩者对背包做功 　720　 J，他做功的平均功率是 　2.25　 W.（g取10N/kg）
500　
250　
5 400　
10.8　
720　
2.25　
商品名称 ××观光艇
商品型号 船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m
空船质量 800kg
发动机最大输出功率 40kW
最大载人数量 15人
最大航速 10m/s
（1）观光艇以最大航速匀速行驶时，受到水的平均阻力是多少？
答案　解：（1）由P＝＝＝Fv得，观光艇受到的牵引力F＝＝＝4×103N，因观光艇匀速行驶，观光艇受到的牵引力和水的阻力是一对平衡力，大小相等，所以观光艇受到水的平均阻力f＝F＝4×103N.
14.某旅游区购进了一批旅游观光艇，其部分技术参数如下表.求：
（2）某旅游团队乘坐观光艇以最大航速行驶10min所做的功是多少？
答案　解：（2）由P＝得，观光艇以最大航速行驶10min做的功W＝Pt＝40×103W×10×60s＝2.4×107J.
15.如图所示是根据王爷爷驾驶汽车在某段平直高速公路上行驶时记录的数据描绘出的s－t图象，请你根据图象：
（1）求20～50min时间段内汽车的速度.
答案　解：（1）20～50min时间段内汽车做匀速直线运动，速度v＝＝＝80km/h.
（2）求0～50min时间段内汽车的平均速度.
答案　解：（2）0～50min时间段内汽车行驶的路程
s总＝80km，平均速度v'＝＝＝96km/h.
（3）若汽车以速度v匀速行驶时间t，已知汽车总重为G，匀速行驶时受到的阻力为汽车总重的，求汽车在这段时间内的功率.（温馨提示：本问计算结果请用字母表示）
答案　解：（3）因为汽车做匀速直线运动，则F牵＝f＝，汽车在这段时间内的功率P＝F牵v＝.
考向2　模型类
16.物体在同一水平面上做匀速直线运动，当物体运动路程与时间的关系图象如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时，受到的水平推力为F2.两次推力的功率分别为P1、P2.则F1∶F2和P1∶P2分别为（　D　）
A.3∶5、9∶25 B.3∶5、1∶1
C.3∶5、3∶5 D.1∶1、3∶5
D
17.（2023·绥化中考）如图所示，斜面长L＝5m，高h＝2m.小华用平行于斜面向上的拉力F，用10s将重为150N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，物体沿斜面匀速向上运动时所受摩擦阻力恒为20N.则拉力所做的功为 　400　 J，拉力的功率为 　40　 W.
400　
40　
18.（2023·广州中考）物体A重5N，如图1，A在水平拉力F1作用下，在水平面从M匀速直线运动到N用时3s；如图2，在A上放置一个钩码，A在水平拉力F2作用下，在另一水平面从P匀速直线运动到Q用时2s.
（1）在MN、PQ段，A的速度分别为v1、v2，A所受摩擦力分别为f1、f2，则v1 　＜　 v2，f1 　＞　 f2.（均选填“＞”“＝”或“＜”）
（2）A从M运动到N，F1做的功为 　0.3　 J，功率为 　0.1　 W，A所受重力做的功为 　0　 J.
＜　
＞　
0.3　
0.1　
0　
19.某型号汽车发动机的额定功率为5.4×104W，在水平路面上，匀速行驶时受到的阻力是1 800N.在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：
（1）在图中画出汽车匀速行驶时水平方向受到的力的示意图.
答案　解：（1）如图所示.
（2）发动机所提供的牵引力的大小.
答案　解：（2）汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件得，牵引力F＝f＝1 800N.
（3）行驶5min时，牵引力所做的功.
答案　解：（3）t＝5min＝300s，匀速行驶5min牵引力所做的功W＝Pt＝5.4×104W×300s＝1.62×107J.
（4）汽车行驶的速度.
答案　解：（4）根据公式P＝＝＝Fv可得，汽车行驶的速度
v＝＝＝30m/s.
考点四　机械能及其转化
20. ·新增情境素材（2023·临沂中考）2023年5月7日上午，我市第十三届全民健身运动会开幕式暨第七届万人健步行活动在五洲湖广场开启.如图所示，航拍本次活动的无人机匀速下降的过程中（　D　）
A.重力不做功
B.动能减小
C.重力势能不变
D.机械能减小
D
21.（2023·株洲中考）投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能Ek与距离地面的高度h的关系如图所示.已知铅球出手高度h为2m，铅球落到地面时重力势能为零，不计空气阻力，由图可知，铅球出手时其重力势能为（　A　）
A.80J B.100J C.180J D.280J
第21题图
A
22.（2023·烟台中考）跳水运动中蕴含着许多物理知识，如图所示，有关跳板跳水过程中能量变化的说法正确的是（　C　）
A.运动员用力下压跳板的过程中，跳板的弹性势能减小
B.运动员被跳板向上弹起的过程中，重力势能减小
C.运动员离开跳板向上运动的过程中，动能减小
D.运动员从最高点下落的过程中，机械能增大
第22题图
C
23. （2023·日照中考，多选）2022年8月14日，山东省第二十五届运动会跳水决赛在日照市游泳中心跳水馆完美收官，为助推我市体育事业的发展注入了强大动力.如图所示，某次跳水比赛中，运动员站立在跳台上的A点，然后保持直立姿势从跳台上竖直向上弹跳后腾空，至最高点B处后自由下落，至C点落入水中.关于上述运动过程运动员腾空后的机械能，下列分析正确的是（不计空气阻力）（　AB　）
A.运动员在C点时，动能最大，重力势能最小
B.运动员从A点运动到C点的过程中，机械能守恒
C.运动员从A点运动到B点的过程中，动能逐渐增大
D.运动员从B点运动到C点的过程中，重力势能逐渐增大
AB
24.（2023·安徽中考）如图所示，在射箭比赛中，运动员释放弓弦将箭射出，弓弦的弹性势能转化为箭的 　动　 能.
第24题图
动　
25.（2023·怀化中考）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，不受空气阻力，机械能守恒，当卫星从近地点向远地点运动时，它的重力势能 　增大　 （选填“减小”或“增大”），卫星在 　远　 （选填“远”或“近”）地点时重力势能最大.
第25题图
增大　
远　
26.图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点.图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在 　C　 点最大，B点重力势能的大小 　等于　 E点动能的大小.在这个过程中，过山车的机械能是 　变化　 （选填“变化”或“不变”）的.
C　
等于　
变化　
考点五　力学综合题
27.在奥运会的赛场上有很多关于力学的场景，下列说法中正确的是（　B　）
A.推出后的铅球在空中飞行过程中，运动员对铅球做了功
B.短跑运动员到达终点后不会马上停下来，是由于运动员具有惯性
C.踢出去的足球在地面上越滚越慢，说明物体的运动需要力来维持
D.跳水运动员从高台下落过程中，动能转化为重力势能
B
28. ·新增样例改编（2023·随州中考）在上周的自主复习中物理课代表建议大家“回归课本”，如图是课本上的原图，针对图中情境增加条件拓展科学思维：小强用100N的力斜向上拉着总重为500N的小车使小车在水平路面上匀速前进了10m，用了10s.下列说法中正确的是（　C　）
A.这一过程中地面对小车的摩擦力一定是100N
B.这一过程中100N的拉力对小车做的功一定是1 000J
C.这一过程中小车的速度为1m/s
D.这一过程中小车对地面的压力一定等于500N
C
29.（2023·重庆中考）2023年5月10日，“天舟六号”货运飞船搭乘火箭飞向中国空间站，一起加速升空的过程中，以火箭为参照物，飞船是 　静止　 （选填“静止”或“运动”）的，飞船的机械能 　增大　 （选填“增大”“减小”或“不变”）.
30.（2023·滨州中考）如图所示，重为20N、边长为10cm的正方体物块放在水平桌面上，在10N的水平拉力F作用下，5s内沿水平方向匀速移动了50cm，则物块对水平桌面的压强为 　2 000　 Pa，水平拉力F做功的功率为 　1　 W.
静止　
增大　
2 000　
1　
考点六　探究物体的动能跟哪些因素有关
31. ·科学推理（2023·郴州中考）小明通过下面的实验，研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题.质量相同的小球，从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是 　不同　 （选填“相同”或“不同”）的.
实验1：将小球从斜面顶端自由滚下（图甲），观察到木块被撞出了一段距离.
实验2：将小球从斜面中间自由滚下（图乙），观察到木块被撞出的距离比实验1的距离 　短　 （选填“短”“长”或“相等”）.
不同　
短　
由上述实验现象，我们可以得出结论：同一物体， 　速度越大　 ，动能越大.
实验3：将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点自由滚下（图丙），依次经过A、B两点到达C点（忽略空气阻力），设A、B两点的机械能分别为EA和EB，则EA 　＝　 EB（选填“＞”“＝”或“＜”）.当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将 　A　 .
A.沿a轨迹运动 B.沿b轨迹运动
C.沿c轨迹运动 D.保持静止
速度越大　
＝　
A　
考点七　探究物体的重力势能跟哪些因素有关
32.小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想.
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关.
猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关.
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度.按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示.
实验序号 铁块质量m/g 铁块距桌面高度H/cm 桌腿进入沙子的深度h/cm
① 20 20 1.9
② 20 30 2.9
③ 20 40 3.8
④ 30 20 2.9
⑤ 40 20 4.1
（1）实验中通过比较 　桌腿进入沙子的深度　 来判断物体重力势能的大小.
（2）为了验证猜想一，需选择表中 　①④⑤　 （填实验序号）三组数据进行分析.
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是 　质量相同的物体，位置越高，具有的重力势能越大　 .
桌腿进入沙子的深度　
①④⑤　
质量相同的物体，位置越高，
具有的重力势能越大　

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