资源简介

第3章 功 和 能
本章在初中阶段已经学过的知识点有:功、功率、机械效率、测定滑轮组的机械效率、动能、
重力势能、弹性势能及其影响因素、动能和势能的相互转化、机械能与内能的相互转化等.在高
中阶段,本章将学习以下知识点:功、功率、正功和负功、功率与能量、动能定理、重力做功与重
力势能改变的联系、弹性势能、机械能守恒定律、功和能的关系等.其中,关于功在初中只要求
计算力F 和物体移动的距离s方向相同时所做的功,在高中教材中拓展到物体受到的力F 与
发生的位移s互成角度时功的计算;功率方面,在初中功率概念的基础上,导出公式P=Fv,
并提出瞬时功率的概念;对于动能和重力势能,在初中只需知道影响物体动能和重力势能大小
mv2
的因素,在高中则给出了计算物体动能大小的公式:Ek= 和计算物体重力势能大小的公式2
Ep=mgh;另外,高中教材在初中教材中所讲的“动能和势能可以相互转化”的基础上,提出了
机械能守恒定律,在初中讲了“能”的概念和“能的转化”的基础上,总结了功和能的关系. 第
二
第1节 功 部
分
力也不做功. 物
4.功的计算公式:W=Fs. 理
1.功的概念:力与物体在力的方向上通 W 表示功,F 表示力,s表示物体在力的
基
础
过的距离的乘积是一个有物理意义的量,物理 方向上通过的距离.
知
学中称为机械功,简称功. 5.在国际单位制中
,功的单位:焦耳,符
做功的两个必要因素:一是作用在物 号:J,1J=1N·m,
识
2. 从地上拿起一只约50g
体上的力F,一是物体在力的方向上通过的距 的鸡蛋,并把它缓缓举过头顶,做功大约1J.
离s. 功的单位是为了纪念英国物理学家焦耳
3.几种不做功的情况: 在物理学中的贡献而命名的.
(1)劳而无功:施力但没移动距离不做功,
如推车没推动、搬石头没搬起.
(2)不劳无功:有距离没力也不做功,如物 【例1】 下列实例中,人对物体做功的是
体在光滑冰面上移动. ( )
(3)有力也有距离,但力和距离垂直也不 A.学生背着书包在水平路面上匀速前进
做功,如举着沉重的杠铃沿水平路面行走. B.人推车,车未动
(4)有力也有距离,但力和距离不同时也 C.足球被踢后,在草地上滚动一段距离
不做功,如足球被踢出后在空中飞行时,踢力 D.举重运动员将杠铃举起
不做功;子弹离开枪膛后,火药爆炸产生的推 【解析】 做功的两个必要因素:作用在物体上
45
的力;物体在力的方向上通过的距离;二者缺
一不可.学生背着书包在水平路面上匀速前
进,有力存在,但在力的方向上无移动的距离, 【解析】 (1)根据二力平衡可知,物体A 与水
不符合做功的两个必要因素,故A错误;人推 平面间的摩擦力等于绳子的拉力,即弹簧测力
车,车未动,有力无距离,不符合做功的两个必 计的示数.
要因素,故B错误;足球被踢后,由于惯性在 (2)拉力F 作用在动滑轮的轴上,其大小
草地上滚动一段距离,此时人没有力作用在足 等于弹簧测力计示数的2倍.
球上,所以人没有对足球做功,不符合做功的 (3)物体A 运动10s,通过的路程是1m,
两个必要因素,故C错误;D.将杠铃举起,有 拉力移动的距离是它的一半即0.5m,利用功
力有距离,并且力和距离相互对应,所以符合 的计算公式可方便求解.
题意,故D正确. 【答案】 (1)因做匀速直线运动,则:f=F示
【答案】 D =12N. (2)如图所示,作用在动滑轮轴上的
第 【例2】 水平地面上一静止木箱重800N,某 拉力:F=2f=2×12N=24N. (3)W=Fs
二 人用50N的水平推力推动木箱前进10m,撤 1=24N×0.1m/s×10s× =12J.
部 去推力后木箱又继续前进了2m,全过程中, 2
分 水平推力做的功是 J,重力做的功是 【例4】 为了在中考的体育测试中取得好成
物 J.
绩,小雨同学每天都进行体育锻炼.
()他先沿着 长的跑道慢跑锻炼,
理 【解析】 找好对应关系是解本题的关键.推 1 200m
基 力做的功等于推力与在推力方向上移动距离 从6:00到6:10共跑了12圈.他的平均速度
础 的乘积,即 W=Fs=50N×10m=500J;重 大约是多少
知 力做的功等于重力与在重力方向上移动距离 (2)慢跑结束后开始跳绳.如果小雨的质
识 ,的乘积,木箱重800N,但在重力方向上没有 量是60kg 他每次起跳高度约是5cm,那么
移动距离, 他每跳一次需克服重力做功大约多少焦 (所以重力没有做功. g
【 】 取10N/答案 500 0 kg
)
【 】 ()在中考的“ 分钟跳绳”测试中,小雨例3 如图所示,物体A 的质量m=12kg,
3 1
同学跳了 次,而小明同学跳了 次 试
在拉力F 的作用下,物体A 以0.1m/s的速 160 100 .
, 问
:测试中,成绩好的同学做功一定多吗 说
度在水平面上做匀速直线运动 弹簧测力计的
出你的理由
示数为12N,
.
忽略滑轮与绳子的摩擦力以及
s
滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力,并且绳 【解析】 (1)t=10min=600s,v=t =
子足够长.求: 12×200m
(1)
/
物体A 与水平面间摩擦力f 的大小. 600s =4ms.
(2)拉力F 的大小. (2)G=mg=60kg×10N/kg=600N,
(3)物体A 运动10s的过程中,拉力F W=Fs=Gh=600N×5×10-2m=30J.
所做的功. (3)相同时间内做功多少与重力大小、跳
46
起高度、次数有关.而本题中只明确了次数关 克服物体A 的摩擦力做的功为30J,则拉力
系,重力和高度的关系都不明确,无法得出明 F 的大小 ( )
确结论,所以成绩好的同学,做功不一定多.
【答案】 (1)4m/s (2)30J (3)见解析
A.一定是10N
一定是
一、
B. 15N
选择
C.一定大于10N
1.下列情景中,重力对小球做功的是
D.一定大于15N
( )
5.质量相等的甲、乙两物体在空中匀速
A.小球由高处落下 下落,且下落的高度相等.已知甲下落的速度
B.小球在地面上静止 为1m/s,乙下落的速度为2m/s,则下落过程
C.小球沿水平轨道运动 中重力对两物体所做功的判断正确的是
D.小球悬挂在天花板上不动 ( 第 )
二
2.教学大楼每层楼高为3m,小明提着一 A.对两物体做的功一样多 部
重为50N的箱子,沿楼梯从一楼登上三楼,再 B.对甲做的功多 分
沿三楼水平走廊走了4m进入教室,则小明从 C.对乙做的功多
物
一楼到教室过程中对箱子做的功为 ( ) D.无法判断
理
A.300J B.450J 6.粗细均匀的长为L 重为G 的木棒横卧 基
C.500J D.650J 在水平地面上,用力提起一端使木棒以另一端 础
3.如图所示,AD=3AE,AC=2AE,AB 为支撑点慢慢成竖立,此过程中做功至少是 知
=1.5AE.若把物体沿AB,AC,AD 三个光滑 ( ) 识
斜面匀速地拉到顶端A 时(不计摩擦),则 A.0.5GL B.GL
( ) C.2GL D.不好判断
7.如图所示,只用一个动滑轮把重物举
高5米,所用的动力是60N,动力所做的功是
( )
A.沿着AB 用的拉力小,做功多
B.沿着AC 用的拉力小,做功多
C.沿着 AD 用的拉力大,做功少
D.沿着三个斜面用的拉力不相等,做功
一样多
4.如图所示的滑轮组,当物体A 在动滑 A.300J B.150J
轮作用下由静止水平向右移动1m时,动滑轮 C.900J D.600J
47
8.重G=50N的物体通过一个不计摩擦 三、计算
的定滑轮被悬挂,如图所示.此时人拉绳自由 12.如图是在水平面上移动重物的装置,
端恰巧在滑轮正下方A 点,OA=h=4m,现 若物重为 1600N,在阻力为重力的 时,匀速移
人拉绳慢慢地由 A 水平移到B,AB=s= 5
3m,则此过程中人做功为 ( ) 动物体,使其以2m/s的速度前进,经过5s(滑
轮内部摩擦及滑轮重不计),试求:
(1)拉力F 的大小.
(2)拉力F 所做的功.
A.50J B.120J
C.150J D.不好判断
二、填空
第 9.某同学用20N的力将重50N的铅球
二 沿水平方向扔出,球在水平地面上滚动了10m
部 后停下.在铁球滚动的过程中,人对球做的功
分
是 J,重力对球做的功是 J.
物 10.木块在大小为10牛的水平拉力作用
理 下,沿水平面匀速前进2米,拉力做功为
基 J,木块受到摩擦力的大小为 N;
础 若木块重16牛,在此过程中重力做功为
知
J.
识
11.在水平地面上放一个重40N 的物
体,在15N的水平推力下匀速前进了4m,撤
去推力后,物体又前进了1m后停止.则这一
过程中推力做的功是 J,物体的重力
做的功是 J.
48
第2节 功 率
(2)初中阶段只涉及力F 的方向与速度v
的方向在同一直线上的情况,如果两者的方向有
1.定义:单位时间内所做的功,叫做功率. 一定的夹角
,则不能用这个式子来直接计算.
(3)根据功率是表示物体做功快慢的物理量. P=Fv
可知,一部有负荷的机
器,当其输出功率一定时,若负荷力大,其速率
2.计算公式:
W
P=t 就小;若负荷力小,其速率就大.
单位:在国际单位制中,功的单位是焦,时 (4)由于做功是能量转换的方式,功是能
间单位 是 秒,功 率 的 单 位 是 焦/秒,又 称 为 量转换的量度,因而功率实质上是描述能量转
瓦(W).1瓦=1焦/秒,常用的功率单位还有 换快慢程度的物理量.
千瓦和兆瓦. ()还有一点需要说明, W5 P= 是功率的t 第
3.已知动力和速度也可以计算功率.物体
定义式,它的应用范围不只限于机械功率,而 二
受到拉力F 的作用,物体沿拉力的方向做匀
P=Fv则只是机械功率的量度式. 部
速直线运动,其速度为v,则拉力做功的功率 分
W Fs
P= = =Fv,功率等于力与物体速度的t t 物
乘积,在功率P 一定时,力F 与速度v 成反 【例1】 下列关于功率的说法正确的是 理
基
比,即要增大牵引力就要减小速度,所以汽车 ( )
础
上坡时,司机必须用换低挡的方法减小速度才 A.功率大的机器做的功一定多 知
能获得较大的牵引力. B.功率大的机器做功时间一定短 识
4.功率有平均功率和即时功率的区别.若 C.功率大的机器做功一定快
从t到t+Δt一段时间内力做了ΔW 的功,则 D.功率大的机器机械效率一定高
ΔW 与Δt的比值称为这段时间内的平均功率 【解析】 物体在单位时间完成的功叫功率,功
ΔW 率是描述物体做功快慢的物理量,等于功和做
P,即:P=Δt. 功时间的比值;需要注意的是功率和机械效率
当Δt趋于零时,平均功率的极限值即为 没有必然的联系.功率等于功和做功时间的比
t时刻的即时功率. 值,做功多,时间不确定,功率大小不确定,选
5.在初中物理中,用公式P=Fv 时,要 项A错误;功率等于功和做功时间的比值,时
注意以下几点: 间短,功多少不确定,功率大小不确定,选项B
(1)如果速度v 代表平均速度,F 为恒 错误;功率是比较物体做功快慢的物理量,做
力,则求得的功率表示相应时间内的平均功率 功快,说明功率大,选项C正确;功率和机械
P.如果v 是即时速度,F 为相应时刻的作用 效率之间没有关系,选项D错误.
力,则求得的功率表示该时刻的即时功率P. 【答案】 C
49
【例2】 如图是使用汽车打捞水下重物的示 【例3】 学校运动会上举行“双摇跳绳”比赛,
意图,在重物从水底拉到井口的过程中,汽车 “双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后,绳连续绕
以恒定速度向右运动,忽略水的阻力和滑轮的 身体两周的跳绳方法,比赛中,九年级某同学
摩擦,四位同学画出了汽车功率(P)随时间 1min内摇轻绳240圈,则他在整个跳绳过程
(t)变化的图像,其中正确的是 ( ) 中的功率最接近于 ( )
A.120W B.400W
C.600W D.1000W
【解析】 解答本题首先估计出学生的质量,从
而求出重力,再估计出腾空高度,根据W=Fs
=Gh计算出做的功;根据摇绳的次数和时间,
W
结合P= 求出功率的大小.中学生的质量约t
50kg,其重力为G=mg=50kg×10N/kg=
第 500N;跳跃过程中腾空高度h 约为0.12m;
二 因此一次做功W=Fs=Gh=500N×0.12m
部 =60J;∵“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起
分 后,绳连续绕身体两周的跳绳方法,
∴1min
物 内摇轻绳240圈,人起跳240/2=120次;在
理 1min内一共做功:W 总=60J×120=7200J;
基 W 7200J
础 【解析】 本题结合物理图像,综合考查浮力
功率为P=t= 60s =120W.
知 和功率,立意新颖.在重物从水底拉到井口的 【答案】 A
识 过程中,可分为三个阶段:重物全部都在水中、 【例4】 小柯参观了临海括苍山风力发电场,
重物从刚露出水面到全部离开水面、重物从离 决定探究风力电站发电时的输出功率和风速
开水面到井口.在水中时,重物由于受到水的 的关系,实验步骤如下:
浮力作用,汽车对它的拉力较小且不变;重物 ①如图,将风叶安装在风车底座上,把线
从刚露出水面到全部离开水面,所受浮力变 的一端固定在转轴处,另一端系上钩码.
小,汽车对它的拉力逐渐变大;从离开水面到 ②在风车正前方1米处放置电风扇,将电
井口,重物不再受水的浮力作用,汽车对它的 风扇的风速调到1挡位,用秒表记录提升钩码
拉力达到最大且保持不变.根据功率的计算公 到A 点所需的时间.
W
式P= =Fv,汽车速度恒定,拉力越大则功 ③将电风扇换到2,3挡位,重复以上实t
验,并将数据记录在表格中.(注:电风扇挡位
率越大,因而正确答案是C.本题综合性较强,
越高,风速越大)
有一定难度.
【答案】 C
50
点所用的时间越短.
(2)从表一中可知,当风速是14m/s时,输
出功率达到最大值740kW,风速变小或变大,
输出功率都将变小;台风的风速大于32.6m/s,
此时风车的输出功率反而变小.
(3)风车的输出功率可能与它的材料、面
积、风的方向等有关.
提升钩码到A 点
电风扇挡位 钩码的质量(克) 【答案】 (1)提 升 钩 码 到 A 点 的 时 间
的时间(秒) (2)不能,当风速过大时,发电机的输出功率反
1 50 15
而变小 (3)风叶的材料(或风叶的面积、风的
2 50 13 方向等)
3 50 10
请回答:
(1)这个实验是通过测量 第
一、选择 二
来比较风车输出功率的大小.
1.如图所示,粗略测量小明同学引体向 部
(2)小柯从网上查到以下数据:
上运动的功率时,下列物理量不需要测量的是 分
表一:750千瓦风力发电机组的输出功率与风速的关系
( )
风速 物
4 6 8 10 12 14 16 18 20
(米/秒) 理
输出功率 基
0 75 200360540740730650550
(千瓦) 础
知
表二:风级与风速的关系
识
风级 3 6 9 12
风的名称 微风 强风 烈风 台风
风速 3.4~ 10.8~ 20.8~ 大于 A.小明的质量
(米/秒) 5.4 13.8 24.4 32.6 B.单杠的高度
根据以上数据预测,台风来临时,能否给 C.每次身体上升的高度
风力电场带来 最 大 的 经 济 效 益,并 说 明 理 D.做引体向上的时间
由: . 2.某九年级同学家住5楼.一天,他提着
(3)在相同的风速下,不同风车的输出功 装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家里,在
率是不同的,其输出功率除了与风叶的形状和 此过程中,下列估算不合理的是 ( )
排列结构有关外,还可能与 A.他提鸡蛋的力做的功约为200J
有关(填一项). B.他提鸡蛋的力做功的功率约为3W
【解析】 (1)从数据记录表可以看出,当钩码 C.他爬楼做的功约为6×103J
质量不变时,电风扇挡位越高,提升钩码到A D.他爬楼做功的功率约为1×103W
51
3.提高机车的额定功率是铁路进一步提 8.古代护城河上有座吊桥,它的结构原
速要解决的一个重要课题.机车的输出功率等 理如图所示.
于牵引力与速度的乘积.若列车所受阻力与速
度成正比,那么,列车提速前后分别以最高时
速120km和180km在平直轨道上匀速行驶
时,机车的输出功率之比为 ( )
把桥面看成是长为 米,所受重力为
A.2∶3 B.3∶2 10
C.4∶9 D.9∶4 3000牛的均匀杆OA,可以绕转轴O 点在竖
二、填空 直平面内转动,在O 点正上方10米处固定一
4.为了响应国家“节能减排”的号召,在 个定滑轮,绳子通过定滑轮与杆的另一端 A
符合安全行驶要求的情况下,小明帮助爸爸卸 相连,用力拉动绳子就可以将杆从水平位置缓
下汽车后备箱放置的不常用物品500N,使汽 慢向上拉起.杆即将离开水平位置时,绳子的
车负载减少,假设汽车以72km/h的速度匀 拉力为F1.当士兵们把吊桥拉起到与水平面
第 速直线行驶,负载改变前后汽车受到的阻力分 的夹角为30°时,绳子的拉力为F2,所用的时
二 别为2000N和1950N,则汽车发动机实际功 间是0.5分钟(忽略绳子重力、滑轮半径和摩
部 率减少 W. 擦),则:
分 5.小强推着小车,30s内在水平地面上匀 (1)F1∶F2= .
物 速前进了15m,则小车的速度为 m/s.如 (2)士兵们对吊桥所做功的平均功率是
理 果水平推力为10N,在此过程中小强对小车 W.
基 做的功为 J,功率为 W. 三、计算
础 6.如图甲所示,小明用弹簧测力计拉木 9.某同学用如图所示的装置匀速提升重
知 块,使它沿水平木板匀速直线滑动,图乙是他 力为200N的物体,滑轮重力和摩擦不计,若
识 两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的 物体在2s内匀速上升0.6m,求:
图像,木块第一次受到的拉力 第二次 (1)拉力做的功W.
受到的拉力;木块第一次的拉力功率 (2)拉力的功率P.
第二次的拉力功率.(均选填“大于”“等于”或
“小于”)
7.建筑工地上的起重机在15秒内可以将
一块很重的水泥预制板提升到楼顶,如果用人
搬运需要15分钟时间,起重机做功的功率是
人的 倍.
52
10.俯卧撑是一项常见的体育健身活动. 11.如 图 所 示 是 世 界 上 最 长 的 跨 海 大
如图所示是小明同学做俯卧撑时的示意图.小 桥———杭州湾跨海大桥,全长36km.若某轿
明重600N,1min内做俯卧撑30个,每做一 车以25m/s的速度匀速驶过大桥,问:
次肩膀升高50cm.小明身体可视为杠杆,O (1)轿车通过整座大桥需要多少时间
为支点,A'为重心,OA=1m,B 到O 点的距 (2)如果轿车行驶在桥面时的牵引力是
离OB=1.5m.求: 2000N,轿车的功率是多大
(1)地面对手的支持力.
(2)若每个手掌的面积为0.016m2,求双
手对地面的压强.
(3)1min内小明所做的功.
(4)小明做功的功率.
第
二
部
分
物
理
基
础
知
识
53
第3节 动能 势能
小,重力势能越来越大;撑竿跳高时,运动员开
始起跳时用竿点地,使自身的动能转化为竿的
,
1.动能 弹性势能 然后竿再将弹性势能释放出来转化
定义:物体由于运动而具有的能叫动能 为人体的重力势能(使运动员升高). 和动能.
例如:一颗高速飞行的子弹能穿透敌人的胸
膛,而静止的子弹却做不到.因此,飞行的子弹
就具有动能,而静止的子弹就不具有动能. 【例1】 下列关于功和能的说法中,正确的是
影响因素:动能的大小与物体运动的速度 ( )
和物体的质量有关,物体的速度越大,质量越 A.具有能的物体一定在做功
大,动能就越大. B.物体具有的能越大,它做的功越多第
二 2.势能 C.物体做的功越多,它具有的能越大
部 定义:物体发生弹性形变时所具有的能叫 D.物体能够做的功越多,它具有的能
分 弹性势能. 越大
物体的形变一般可以分为两种,一种是弹 【解析】 首先明确,能是一个反映状态的物理
物
性形变,还有一种叫非弹性形变,也叫范性形 量,而功是一个反映过程的物理量.一个物体理
基 变.两者的区别在于,发生弹性形变的物体在 能够做功,也就是说具有做功的本领,它就具
础 使物体形变的力消失后能恢复到物体形变前 有能,不能错误地认为有了能一定做功,所以
知 的原形,而发生范性形变的物体在使物体形变 A错,B错;也不能认为做的功越多具有的能
识 的力消失后不能恢复形变前的原形. 越大,应该是能够做的功越多,具有的能越大,
影响的因素:弹性势能的大小决定于物体 所以C也错.
弹性形变的大小和弹性的大小,弹性物体的弹 【答案】 D
性越强,形变越大,它具有的弹性势能就越大. 【例2】 如图所示,滑板运动员从高处平台的
3.重力势能 末端水平飞出,落在水平地面上,若不计空气
定义:物体由于被举高而具有的能叫重力 阻力,则运动员在下落过程中 ( )
势能.
影响因素:重力势能的大小与物体被举高
的高度和物体的质量有关,物体被举得越高,
质量越大,重力势能越大. A.重力势能转化为动能,机械能增大
4.动能和势能之间可以相互转化:如空中 B.重力势能转化为动能,机械能不变
下落的石块,重力势能转化为动能,重力势能越 C.动能转化为重力势能,机械能增大
来越小,动能越来越大;若把石块竖直向上抛 D.动能转化为重力势能,机械能减小
起,则动能逐渐转化为重力势能,动能越来越 【解析】 动能大小与质量和速度有关,重力势
54
能的大小与质量和高度有关.不计空气阻力, 能,动能的大小可以通过它推动木块的远近来
运动员在下落过程中质量不变,速度增大,高 体现;同样在斜面上的钢球有重力势能,钢球
度减小,故重力势能减小,动能增大,重力势能 滚下,重力势能转化为动能推动木块,因此木
转化为动能,机械能不变. 块被推的远近也能反映钢球重力势能的大小.
【答案】 B 但一般情况,该图主要是研究动能大小,本题
【例3】 如图所示,让钢球从斜面上由静止滚 也有说 明(被 撞 得 越 远,表 示 钢 球 的 动 能 越
下,打到一个小木块上,能将木块撞出一段距 大),因此本实验的目的是研究动能大小与哪
离.放在同一水平面上相同位置的木块,被撞 些因素有关.
得越远,表示钢球的动能越大.现用质量不同 题中提到“现用质量不同的钢球……看哪
的钢球从同一高度滚下,看哪次木块被推得 次木块被推得远”,可知:设计本实验的目的是
远.回答以下问题: 研究“动能与质量关系”的实验.
(2)因为动能大小不仅与质量有关,还与
速度有关.为了研究动能与质量的关系,需要 第
控制速度相同.让钢球从相同高度滚下能实现 二
(1)设计本实验的目的是研究 钢球到达水平面时速度相同. 部
. “不同质量的小球从斜面的同一高度滚 分
(2)让不同的钢球从同一高度滚下是为了 下,在斜面底部速度相等”这个结论只需直接 物
. 用,初中阶段不解释“为什么”. 理
(3)此实验得出的结论是 (3)因滚到水平面上的速度相同,通过实 基
. 验可知质量越大的钢球,把木块推得越远,故 础
(4)下表中给出了一头牛慢步行走和一名 做的功越多,动能越大,结论反映的就是动能 知
普通中学生百米赛跑时的一些数据. 与质量间的关系,即本实验的研究目的. 识
物体 质量m/kg 速度v/(m·s-1)动能E/J (4)动能大小与物体质量和速度有关.通
牛 约600 约0.5 约75 常研究质量或速度对动能有怎样的影响,即研
中学生 约50 约6 约900 究质量大动能是否大、速度大动能是否大.
分析数据,可以看出,对物体动能大小影 既然动能随质量和速度的变化而改变.我
响较大的因素是 ,你这样判断 们可以先研究“同一物体,速度变为2倍,动能
的依据是 变为几倍”和“速度相同的不同物体,质量变为
. 2倍,动能变为几倍”,比较两次动能变化的倍
【解析】 (1)在研究物体能量大小时,常通过 数大小,看出哪个因素变化对动能影响大.
比较能量对外做功的大小来体现. 本题数据表中并没有质量相同和速度相
如果只看图,这个图既可以用来研究动能 同时的有关动能数据,因而上面提出的控制变
与哪些因素有关,也可以用来研究重力势能与 量法在此不适合.但“比较质量变化的倍数、速
哪些因素有关.因为从斜面上滚下的钢球有动 度变化倍数对动能变化倍数的影响”这条思路
55
1 A.重力势能减小,弹性势能增大
是可行的.由数据比较可知:质量变为 ,速度12 B.重力势能增大,弹性势能减小
变为12倍,动能变为12倍,这说明动能受到 C.重力势能减小,弹性势能减小
速度变化影响比质量变化影响更大. D.重力势能增大,弹性势能增大
【答案】 (1)动能与质量的关系 (2)使钢球到 3.如图所示,小球从距离地面一定高度
达斜面底端时的速度相同 (3)物体速度相同 的O 点沿x 轴竖直落下,不计空气阻力,图像
时,物体质量越大,动能越大 (4)速度 人的质 表示小球某种形式的能量E 随下落高度x 的
1
量是牛的 ,人的速度是牛的12倍,人的动能是 变化情况.E 可能表示小球的 ( )12
牛的12倍,说明 “速度”对动能影响较大
A.动能 B.内能
一、选择
第 C.机械能 D.重力势能1.如图所示的是运动员在铅球比赛中的
二 4.如图所示的单摆,小球在ab 间往复摆
场景.铅球离手后,图中与在空中飞行过程中
部 动的过程中,下列说法正确的是 ( )
动能Ek随时间t变化的曲线最接近的是分
( )
物
理
基 A.小球在a 点时的动能最大
础 B.小球在b点时的动能最大
知
C.小球在c点时的动能最大
识
D.小球由c 到a 的运动过程中,重力势
能不断转化为动能
5.在平昌冬奥会上,我国选手贾宗洋在
自由式滑雪比赛中获得银牌.他在比赛过程中
运动的轨迹如图所示,如果不计空气阻力,下
列说法正确的是 ( )
2.如图所示,小伟在玩蹦蹦杆,蹦蹦杆中
的弹簧向上弹起的过程中,小伟的重力势能、
弹簧的弹性势能的变化是 ( )
A.从a 点向b 点运动过程中,重力势能
全部转化为动能
B.在a 点和c 点速度都为零,因此重力
势能相等
56
C.从c 点下落到d 点过程中,重力势能 三、解答
转化为动能 9.如图是探究“物体动能的大小与哪些
D.在a 点和e 点都处于静止状态,因此 因素有关”的实验示意图.
机械能相等
6.如图所示,先用绳子把一个铁锁悬挂
起来,然后把铁锁拿近自己的鼻子,稳定后松
手,头不动,铁锁向前摆去又摆回来.下列说法
正确的是 ( ) (1)在探究物体动能大小与物体速度的关
系时,实验中“物体动能”指的是 A 物体在
位置的动能(选填“①”“②”或“③”),
物体动能的大小是通过 (选填“s”或
“h”)的大小来反映的.
A.铁锁摆回后能碰到鼻子 (2)上题中完成A 球从①位置自由滑下
B.铁锁下降过程中,重力势能转化为动能 后,测得木块B 第1次移动距离s,接下来的 第
C.铁锁的机械能始终不变 二操作是将A 球放在 位置,再将木块
, 部D.铁锁摆动到最低点时 动能最小 B 放在 位置,自由释放A 球.(均选
分
二、填空 填“①”“②”“③”“④”或“⑤”)
7.如图所示是无锡蠡湖边上的摩天轮,小 (3)该实验运用的物理方法有 法 物
明乘坐匀速转动的“摩天轮”向最高点运动的过 和转换法. 理
程中,小明的重力势能 ,小明的机械 基10.在学习势能的知识时,小明同学猜想物
能 .(均选填“增大”“减小”或“不变”)
础
体重力势能的大小可能与以下两个因素有关:A.
知
物体的高度;B.物体的质量.为了证明自己的猜 识
想,他把橡皮泥平铺在水平面上,让同一小球从
不同高度自由下落,记录结果如下表.
球离橡皮泥的 球在橡皮泥中的
实验次数
高度/m 凹陷程度
8.在水平地面上铺一张纸,将皮球表面
1 1.0 较浅
涂黑,使皮球分别从不同高度处自由下落,在
纸上留下黑色圆斑A,B,如图所示 球从较高 2 2.0 较深.
处下落形成的圆斑是图中 (选填“A” 3 3.0 很深
或“B”),由此可知重力势能大小与 (1)由记录结果可以得到的实验结论
有关. 是 .
(2)若想对另一个因素进行验证,你认为
小明应该怎么做
57
第4节 机械能及其转化
在改变物体的内能上是等效的,但它们有本质
的不同:用做功的方法改变物体的内能,其实
1.机械能是自然界中最常见的一种能 质是内能与其他形式的能之间的转化
,而用热
量,它是动能和势能的统称;要注意:“统称” 传递的方法改变物体的内能,实质是内能的
表示动能和势能都属于机械能,或者说动能 转移.
和势能是机械能的两种表现形式,而并不是
说机械能是除动能、势能以外的另一种形式
的能. 【例1】 如图所示是蹦极运动的简化示意图,
机械能包含动能、重力势能和弹性势能. 弹性绳一端固定在O 点,另一端系住运动员,
在判断这些能量的大小和转化时,除了要分析 运动员从O 点自由下落,到A 点处弹性绳自第
二 出这些能量的大小变化之外,还要注意分析出 然伸直.B 点是运动员受到的重力与弹性绳对
部 能量的损失情况,因为任何能量转化的过程都 运动员拉力相等的点,C 点是蹦极运动员到达
分 必然包含能量的损失. 的最低点(忽略空气阻力),下列说法正确的是
2.内能:物体内部所有分子做无规则运 ( )
物
动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能
理 .
基 物体内部“所有分子”的含义,是指所研究物体
础 内部的全部分子,而不是该物体内部的一部分
知 分子;“总和”的含义,这里的“总和”是指该物
识 体内部全部分子所具有的动能之和加上全部 A.从O 点到C 点运动员速度一直减小
分子所具有的势能之和.一切物体在任何温度 B.从O 点到C 点运动员的机械能一直在
下都具有内能,它的大小由分子的多少、分子
增大
动能的大小和分子势能的大小决定. C.从O 点到C 点运动员的机械能一直
温度与内能的关系:物体的温度升高,内
在减小
能就增大;物体温度降低,内能就减小. D.从O 点到A 点运动员的机械能不变
3.机械能与内能的相互转化:做功是改 【解析】 解决本题的关键是知道加速度的方
变物体内能的另一种方式. 向与合力的方向相同,当合力方向与速度方向
用做功的方法可以改变物体的内能.如果 相同时,速度增大,当合力方向与速度方向相
外力或其他物体对某一物体做功,则该物体的 反时,速度减小.根据题意可知,从 O 点到B
内能会增大;而物体如果对外做功,则物体的 点的过程中,重力大于弹性绳对运动员拉力,
内能会减小,物体的内能可以通过做功和热传 因此速度越来越大;从B 点到C 点的过程中,
递两种方法来改变,由于它们在改变物体内能 弹性绳对运动员拉力大于重力,运动员的速度
上产生的效果相同,所以我们说做功和热传递
58
开始减小,到达C 点时,速度为零;由于不计 机械能转化为木头的内能,故C不符合题意;
空气阻力,因此整个过程能量守恒.故A,B,C 内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转
都是错误的. 化,一是压缩冲程中机械能转化为内能;二是
【答案】 D 做功冲程中内能转化为机械能,故D不符合
【例2】 下列说法中正确的是 ( ) 题意.
A.跳伞运动员从空中下落的过程中内能 【答案】 B
会减小
B.流星划过天际,其内能保持不变
C.运动员将杠铃从地面上举起到高空的 一、填空
过程中,杠铃的内能不变
1.内能是不同于机械能的一种能量的存
D.以上说法都正确
在形式.机械能与整个物体 的情况有
【解析】 下落时人体由于与空气的摩擦,克服
关.内能与物体内部分子的
摩擦做功,内能增大;流星在进入大气层后与
情况有关.
空气摩擦,温度升高,内能增大;举高的杠铃在 第
2.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固 二
被举起的过程中,虽然运动员对它做了功,但
定在一压力传感器上,压力传感器是电阻阻值 部
是它的内能不变,而是重力势能增大了,所以
随受到压力的增大而减小的变阻器(压力不超 分
C选项正确.从以上分析可以看出,对物体做
过最大值).压力传感器、电流表、定值电阻和
功,物体的内能不一定增大,因为还可以是外 物
电源组成一电路.压力传感器不受力时电流表
力对物体做功使物体的机械能增加. 理
示数是I0.在t=0时刻,将一金属小球从弹簧【 基答案】 C
正上方某一高度由静止落下,小球落到弹簧上 础
【例3】 下列生活实例中,属于内能转化为机
压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧, 知
械能的是 ( )
上升到一定高度再落下,如此反复.整个过程 识
A.冬天人们常用双手互相摩擦取暖
中,不计能量损失,电流表示数 随时间 变
B.用茶壶烧水,水烧开时,茶壶盖被顶起 I t
化的图像如图乙所示,则在小球由静止落下到
C.钻木取火
t1 时刻这一过程,小球的重力势能转化为小D.四冲程汽油机的压缩冲程
【解析】 ; ,自然界的能量之间都是可以相互转 球的 能 t2~t3 这段时间内 小球与
化的,物体间的能量也是可以转移的,在转移 弹簧之间的能量变化情况是 .
或转化的过程中,能的总量是不变的.内能的
增加有两种方式:做功、热传递.两手互相摩擦
属于摩擦生热,是将机械能转化为内能,故 A
不符合题意;水烧开以后,水蒸气对壶盖做功,
把壶盖顶起来,将水蒸气的内能转化为壶盖的 甲 乙
机械能.水蒸气的内能减少,温度降低,故B符 3.生活中为了增加菜的味道,炒菜时要
合题意;钻木取火时钻与木头相互摩擦做功, 往菜中加盐和味精,腌菜时也要加入盐和味
59
精,盐和味精在 时候熔化得快,这是 能减少,转化为 的 能.
因为炒菜时的温度比腌菜时的温度 , 二、选择
分子 的缘故. 6.我国发射的宇宙飞船在完成任务后,
4.用下图所示的方法可以探究做功是否 返回地面指定地点,宇宙飞船在下落到地面附
能够改变物体的内能: 近时,由于空气阻力作用做匀速直线运动,则
宇宙飞船在匀速下降的过程中,它的 ( )
A.动能不变,势能减小,内能增大
B.动能不变,势能增大,内能减小
C.动能减小,势能不变,内能增大
D.动能增大,势能减小,内能不变
7.下列现象中,利用做功使物体内能增
加的是 ( )图1 图2
A.铁块放在炉火中烧红了
第 如图1,将手中的铁丝同一位置快速地弯
B.烧开水时,壶盖被水蒸气顶起来
二 折十余次,用手指触摸被弯折的部位,会感觉
C.木工用锯条锯木条时,锯条发烫
部 到弯折部位的 升高,表明铁丝的内能
冬天,分 人们在太阳光下取暖 ;
D.
如图2,在厚壁的玻璃筒底部放一
8.下面的例子中由物体的内能转化为机
物 小撮干燥的棉絮,用力将活塞压下,我们会看 械能的过程是 ( )
理 到:棉絮 了,这表明用力压下活塞时,
A.冬天里人在阳光下晒太阳
基 玻璃筒内的温度 并达到棉絮的
B.用酒精灯加热杯中的水础 ,所以出现了我们所看到的现象.上述的
知 C.热水里加进冷水这两个现象都说明了 是改变物体
识 热水瓶的塞子自动弹起内能的一种方式.用能量的观点来分析上述的
D.
,
, 如图 弧形轨道 段光滑
, 段粗糙,
两个现象 我们发现,用这种方法改变物体的 9. ab bc
, 小球由静止开始从 点经最低点 运动至内能时 能量是在 能和 能之 a b
c点,下列分析正确的是 ( )间相互转化的.
5.如图所示,在
透明塑料盒的底部钻
一个孔,将电子式火
花发生器的放电针管
A.小球在a,b两点的机械能相等
紧紧地塞进孔中,打开塑料盒盖,向盒中滴入
B.从b到c的过程,小球的动能增大
数滴酒精,再将盒盖盖紧,然后揿动电火花发
C.从a 到c 的过程中,小球的机械能保
生器的按钮.这时我们可以看到,盒盖 ,
持不变
同时听到“呯”的一声响.在此过程中,酒精燃
D.从a 到b 的过程中,小球的动能转化
烧后产生的燃气对 做功,燃气的
为重力势能
60
10.“五一”黄金周,小明同学和爸爸妈妈 为验证自己的猜想,他在竖直的木板上画
一起游览花果山,在他们乘坐旅游车沿盘山公 出方格,用瓶子代替小球,并在瓶内装大米以
路下山的过程中,发现司机师傅要不时地踩踏 改变质量,则:
刹车踏板,当车行驶至中途还要停下来,让工 (1)除图乙中所示的器材外还需要 、
作人员用水龙头向车轮闸片部位喷水.小明同 .
学提出了以下几种看法: (2)在测出不同条件下,瓶子来回摆动一
①喷水的主要目的是为了降低车闸的温 次所用的时间t后,得到表中的数据.为了研
度,以防车闸因温度过高而损坏 ②下山过程 究t与l关系,应选择序号为 的数据
中,机械能不变 ③下山过程中,重力对汽车 进行分析.
不做功 ④刹车过程中有部分机械能转化为 瓶质量 移开距离 悬线长度 来回时间
序号
内能 m/g s/格 l/格 t/s
你认为这些看法中符合实际的是 ( ) 1 20 3 12 2.1
A.①②④ B.①④ 2 40 3 12 2.1
第
C.①③④ D.①②③④ 3 60 3 12 2.1
二
11.人骑自行车下坡的过程中,若不踩脚 4 60 2 12 2.1
部
踏板,也不计摩擦阻力,则它们的 ( ) 5 60 1 12 2.1 分
A.势能逐渐增大,动能逐渐减小,机械能 6 60 3 9 1.9
的总量保持不变 物7 60 3 6 1.5
理
B.势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能 (3)通过分析表中的数据可以得出初步的 基
的总量保持不变 结论:t与 无关,与 有关.(填 础
C.机械能的总量逐渐增大 写字母) 知
D.机械能的总量逐渐减小 (4)实验中发现,瓶子摆动一次所用的时 识
三、解答 间很难测准,请你帮他想一个更准确的测量方
12.在观察如图甲所示的小球摆动时动 法: .
能和势能转化的实验中,小涛发现小球每摆一 13.如图所示为某轻轨车站设计方案示
个来回的时间似乎都相同.于是他产生了猜 意图,该图表明与站台前后连接的铁轨都有一
想,小球来回摆动一次所用的时间t: 个小 坡 度.请 你 说 明 这 种 设 计 可 以 节 能 的
①可能跟小球质量m 有关. 理由.
②可能跟绳子长度l有关.
③可能跟小球移开的距离s有关.
61第4节运动和静止的相对性
1.船地面2.地面路程大3.匀速直线1西4.静止的相对的
5.A6.C7.D8.A9.B
第3章功和能
第1节功
1.A2.A3.D4.C5.A6.A7.D8.A9.0010.20100
11.60012.(1)40N(2)1200J
第2节功率
1.B2.D3.C4.10005.0.515056.等于小于7.60
8.(1)√2：1(2)2509.(1)120J(2)60W
10.(1)根据杠杆平衡条件：F1·OB=G·OA,得地面对双手的支持力：F,=
G·0A_600NX1m=400N.(2)双手对地面压强：p=
F
400N
OB
1.5m
S0.016×2m2
1.25×10Pa.(3)小明所做的功：W=F1s1=400N×0.5m×30=6×103J.
(4)小明做功的功率：P=
w_6×103J=100W.
60s
1,1)轿车通过整座大桥需要的时间，由v=得1=3=36X10m=1.4
v 25 m/s
X10s.(2)轿车的功率P=W_Fs=F·U=2000NX25m/s=5X10W.
tt
第3节动能势能
1.A2.B3.A4.C5.C6.B7.增大增大8.B高度9.(1)③
s(2)②④(3)控制变量10.(1)质量一定时，物体高度越高，重力势能越
大(2)让几个质量不同的小球从同一高度自由下落，观察球在橡皮泥中的凹陷
程度
·5·
第4节机械能及其转化
1.机械运动无规则运动和相互作用2.动弹簧的弹性势能减少，小球的
机械能增加3.炒菜高无规则运动更剧烈4.温度变大着火升高
着火点做功机械内5.会飞出去盒盖内盒盖机械6.A7.C
8.D9.A10.B11.B12.(1)长度不同的绳子秒表(2)3,6,7(3)m,s
1(4)测n次摆动所需的时间，再除以得一次摆动所用的时间13.进站
时，利用刹车后的动能转化为重力势能可减速；出站时将重力势能转化为动能利
于启动列车.
第4章光
第1节光的直线传播
1.同种均匀介质中真空3×1083×1052.光的直线传播3.沿直线
传播2.5不变4.图略小于5.D6.A7.B8.B9.D10.黑夜
第2节光的反射
1.30°10°2.漫反射黑3.4不变衣领4.倒立45°光路的可逆
性5.平面倾斜虚像正上方6.A7.D8.B9.D10.D11.略
12.略
13.(1)(2)如图所示：
(3)67.5°14.(1)大小(2)A(3)虚15.(1)将纸板F向前折或向后折，
观察纸板F上是否还有反射光线(2)反射角等于入射角
第3节光的折射
1.A2.B3.C4.A5.C6.60小于7.折射8.37°43°9.色
散（或折射）没有
6

展开更多......

收起↑