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机械能最新精品复习题（学生版）

做功的两个必要条件：
1、功的两个因素：一个是力，另一个是在力的方向上移动的距离。
2．不做功的三种情况：①物体受到了力，但物体没动；②物体由于惯性运动通过了距离，但没有受到力的作用。③物体受力的方向与运动的方向相互垂直，这个力也不做功。

考点1：功的判断
1．如图所示的几种情况中，人对物体始终没有做功的是（　　）
A．静止的小车在拉力的作用下向前运动
B．搬而未起
C．从地面提起小桶在路上匀速前进
D．将杠铃向上举起并停留了3秒

2．下列几个物体做功的情况，其中错误的是（　　）
A．叉车举起货物，叉车做了功
B．燃烧的气体使火箭起飞，燃烧的气体做了功
C．人推箱子，使箱子在水平方向移动，人做了功
D．吊车将吊着的物体水平匀速移动，吊车对物体做了功

功的计算：
1．计算公式：物理学中，功等于力与力的方向上移动的距离的乘积。即：W=FS。
2．符号的意义及单位：W表示功，单位是焦耳（J），1J=1N·m；
F表示力，单位是牛顿（N）；s表示距离，单位是米（m）。
3．计算时应注意的事项：
①分清是哪个力对物体做功，即明确公式中的F。
②公式中的“s”是在力F的方向上通过的距离，必须与“F”对应。
③F、s的单位分别是N、m，得出的功的单位才是J。

考点2：功的计算
3．若直接用F1的力匀速提升重物，所做的功是W1；而使用某机械匀速提升该重物到同一高度所用拉力为F2，做的功是W2，则（　　）
A．F1一定大于F2 B．F1一定小于F2
C．W2一定大于W1 D．W2一定小于W1
4．如图所示，水平地面N 点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平3N 的力F，物体在MN 段做匀速直线运动，F 在MN，NP 段做功分别为WMN，WNP，则（　　）

A．WMN＜WNP B．WMN＞WNP C．WMN=WNP D．WMN=2WNP
　
5．晓明提着重20N的篮子在水平地面上前进10m，篮子高度始终不变，晓明拉力对篮子做功（　　）
A．200J B．0J C．10J D．无法计算
　
6．目前，我县各中小学都在大力开展青少年足球活动项目。小丁在体育课上，用30N的力踢了质量约为0.5Kg的足球，球离开脚后在地面上滚动了20m后停下。小丁在踢球过程中，对足球做的功约为（　　）
A．600J B．150J C．100J D．无法确定
　
7．作用力F1与F2分别对两个物体做功，两个物体通过的距离之比为s1：s2=1：2，功的大小之比为W1：W2=4：3，则这两个力的大小之比F1：F2是（　　）
A．2：3 B．3：8 C．8：3 D．3：2

功率的物理意义：
功率是表示物体做功快慢的物理量。
功率与功是两个不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”则表示做功的“快慢”，“多少”与“快慢”的意义不一样，只有在做功时间相同时，做功多的做功快；否则做功多不一定做功就快，即“功率”不一定就大，也就是说：功率与功和时间两个因素有关。

考点3：功和功率的关系
8．下列关于功率的说法中，正确的是（　　）
A．做功越多的则功率越大
B．功率越大的机械，其效率越高
C．功率越大的机械越省力
D．功率越小的机械做功不一定少
　
9．无论是人做功，还是利用机械做功，都有做功快与慢的问题。如图所示的两位同学将相同的重物均从一楼搬运到三楼，所用的时间不同。从图中提供的信息，小红归纳了以下说法，正确的是（　　）

A．物体做功越多，做功越快
B．物体做功时间越短，做功越快
C．做相同的功，比较时间，时间越少，做功越快
D．时间相同，比较做功的多少，做功越多，做功越快

考点4：功率的计算
10．如图所示是甲、乙两物体做功与所需时间的关系图象，由图可知，甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙关系是（　　）

A．P甲＞P乙 B．P甲＜P乙 C．P甲=P乙 D．无法确定
　
11．如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的s﹣t关系图象如图乙所示。 两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，下列判断正确的是（　　）

A．Fl＞F2、P1＞P2 B．Fl=F2、P1＞P2 C．F1＞F2、P1=P2 D．F1＜F2、Pl＜P2
　
12．列车提速的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率。已知匀速运动时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即f=kv2，设提速前速度为80km/h，提速后速度为120km/h，则提速前与提速后机车发动机的功率之比为：（提速前后均视为匀速运动）（　　）
A．8：27 B．4：9 C．2：3 D：16：81

14．如图所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的s﹣t图象分别是图中的图线甲、乙，两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，则F1　 　F2（均选填“＜”、“=”、或“＞”），P1：P2=　 　



能量（能）:
（1）能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量，因此，能的单位和功的单位相同，都是焦．
（2）一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功,也不一定要做功．

认识动能和势能：
1.动能：物体由于运动而具有的能，叫做动能．
说明：一切运动的物体都有动能，如空中飞行的小鸟、地上运动的汽车、江中的流水等等．
2.重力势能：物体由于受到重力并处在一定高度时具有的能，叫做重力势能．
例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里．
3.弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能．


考点5：探究动能与势能的影响因素

15．2016年8月16日，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号运载火箭成功将世界上首颗量子实验卫星发射升空。卫星在进入轨道前随火箭一起加速上升，其动能和势能变化情况（　　）
A．减小，增大 B．增大，增大 C．减小，减小 D．增大，减小

16．如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。
（1）该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体　 　的关系（物体A、B质量不变）。
（2）该实验中所探究物体的动能是指物体　 　（选填“A”或“B”）的动能。
（3）该实验物体动能的大小所示通过　 　来反映的，这种探究方法称为　 　（选填“控制变量法”或“转换法”）
（4）该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度，它是通过　 　（选填“高度”或“质量”）来改变的。
（5）实验表明，同一物体A从斜面不同高出滚下，高度越大，物体B被撞得越远，可得结论：在质量　 　（选填“相同”或“不同”）时，速度越大动能　 　（选填“越大”、“越小”或“不变”）。
（6）若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面　 　高度由静止滚下，并观察记录。
17．小明同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系“．他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：
　次数 　橡皮条 　橡皮条宽/cm 　橡皮条长/cm 　弹射的水平距离/m
　1 　a 　0.50 　20.00 　10.10
　2 　b 　0.50 　30.00 　8.20
　3 　c 　1.00 　20.00 　14.00

请回答以下问题：
（1）实验中，是通过比较　 　来间接反映橡皮条的弹性势能大小；
（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的
　 　有关；
（3）比较第1次和第3次实验可知，长度、厚度相同的橡皮条，拉伸相同的长度，越宽的橡皮条具有的弹性势能越　 　；
（4）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是　A　
A、宽而短的 B、宽而长的　 C、窄而短的 D、窄而长的

　　
18．某 同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B求质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下 落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）．实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3

（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过　 　来反映的；
（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：　 　；
（3）比较A、C两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：　 　；
（4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径　 　 （选填：“有关”或“无关”）。
（5）小球在下落过程陷入沙面之前，将重力势能转化为　 　能。


机械能守恒及其转化：
1.机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能．
2.机械能的转化：动能和势能可以相互转化．
（1）滚摆上下运动的过程中动能和势能的转化：滚摆由上向下运动时，高度降低，速度加快，重力势能转化为动能；向上运动时，高度升高，速度减慢，动能转化为重力势能．

（2）蹦床上的运动员从高处下落、接触蹦床、弹起的过程中，动能和势能的转化：运动员在下落过程中，是重力势能转化为动能；当运动员接触蹦床后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能，运动员被弹起的过程中，蹦床的弹性势能转化为运动员的动能；运动员上升的过程中，动能转化成势能．动能和势能可以相互转化．
3.机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说机械能守恒．
说明：只有重力或弹力做功，机械能守恒．


考点六：机械能守恒与转化
19．如图是一个光滑的轨道。某只小球从轨道的O点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到（　　）

A．a点 B．b点 C．c点 D．d点

20．如图所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道末端，小球从A处由静止滚下，撞击弹簧，至弹簧压缩最大，在这过程中，机械能转化的情况是（　　）

A．重力势能→动能
B．重力势能→动能→弹性势能
C．重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能
D．小球机械能不断减小

　
21．下面说法中正确的是（　　）
A．在平衡力作用下的物体机械能可能不守恒
B．运动的物体具有的能叫动能
C．甲物体被举的高度大于乙物体被举的高度甲物体的动能就一定大于乙物体的动能
D．人造地球卫星由远地点向近地点运动时，势能减小动能增大

　

机械能最新精品复习题（解析版）
做功的两个必要条件：
1、功的两个因素：一个是力，另一个是在力的方向上移动的距离。
2．不做功的三种情况：①物体受到了力，但物体没动；②物体由于惯性运动通过了距离，但没有受到力的作用。③物体受力的方向与运动的方向相互垂直，这个力也不做功。

考点1：功的判断
1．如图所示的几种情况中，人对物体始终没有做功的是（　　）
A．静止的小车在拉力的作用下向前运动
B．搬而未起
C．从地面提起小桶在路上匀速前进
D．将杠铃向上举起并停留了3秒
【分析】本题要抓住做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。
【解答】解：A、人给静止的小车一个拉力，小车在力的作用下移动了距离，人对小车做功。不符合题意。
B、小孩对石头有力的作用，但是石头没有在力的方向上产生距离，故小孩一直不会做功。符合题意。
C、从地面提起小桶时，人给水桶一个向上的力，水桶向上有移动距离，人对水桶做功。但提着水桶在水平面匀速前进，人给水桶仍是一个向上的力，水桶向上没有移动距离，人对水桶没有做功。不符合题意。
D、双手举起杠铃，人给杠铃一个向上的力，杠铃向上移动了距离，人对杠铃做功。不符合题意。
故选：B。
【点评】本题考查物体做功的条件，应明确做功的两个条件缺一不可。注意有力有距离，力对物体不一定做功，物体必须在力的作用下通过了距离，力对物体才做功。
　
2．下列几个物体做功的情况，其中错误的是（　　）
A．叉车举起货物，叉车做了功
B．燃烧的气体使火箭起飞，燃烧的气体做了功
C．人推箱子，使箱子在水平方向移动，人做了功
D．吊车将吊着的物体水平匀速移动，吊车对物体做了功
【分析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，二者缺一不可，据此分析判断。
【解答】解：A、叉车举起货物，叉车对物体施加了力，并且在力的方向上移动了距离，对物体做了功，故A正确；
B、火箭起飞火箭点燃后，尾部会向下喷出大量的尾气，给空气和地面向下的作用力，根据力的作用是相互的，空气和地面给火箭一向上的作用力，使火箭就腾空而起，燃烧的气体做了功，故B正确；
C、箱子在水平方向移动，人对箱子施加了力，并且在力的方向上移动了距离，对箱子做了功，故C正确；
D、吊车将吊着的物体水平匀速移动，在力的方向上没有移动距离，没有做功，故D错；
故选：D。
【点评】明确三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直。

功的计算：
1．计算公式：物理学中，功等于力与力的方向上移动的距离的乘积。即：W=FS。
2．符号的意义及单位：W表示功，单位是焦耳（J），1J=1N·m；
F表示力，单位是牛顿（N）；s表示距离，单位是米（m）。
3．计算时应注意的事项：
①分清是哪个力对物体做功，即明确公式中的F。
②公式中的“s”是在力F的方向上通过的距离，必须与“F”对应。
③F、s的单位分别是N、m，得出的功的单位才是J。

考点2：功的计算
3．若直接用F1的力匀速提升重物，所做的功是W1；而使用某机械匀速提升该重物到同一高度所用拉力为F2，做的功是W2，则（　　）
A．F1一定大于F2 B．F1一定小于F2
C．W2一定大于W1 D．W2一定小于W1
【分析】（1）直接用F1的力匀速提升重物，F1=G，使用某机械匀速提升该重物，由于机械可能是省力，有可能费力，所以F1与G的大小关系不能判断，所以无法比较F1与F2的大小；
（2）功等于力与物体在力的方向上移动的距离；计算的一个功W1为物体重力G乘以物体升高的高度h，
使用因为有摩擦、滑轮重等原因，某机械另一个功W2为有用功与额外功的和；W2的数值一般大于W1的数值。
【解答】解：（1）直接用F1的力匀速提升重物，F1=G，
使用某机械匀速提升该重物，由于机械可能是省力，有可能费力，也可能既不省力也不费力，所以F2与G的大小关系不能判断，则无法比较F1与F2的大小；故AB错误；
（2）直接用F1的力匀速提升重物，所做的功是W1=W有用=Gh；
若人使用某机械匀速提升该重物到同一高度，W有用=Gh；但由于要克服机械重力和摩擦力做额外功，
所以W2=W有用+W额外，则W2＞W1；故C正确，D错误。
故选：C。
【点评】本题考查机械的使用情况的判断，知道机械可能是省力，有可能费力，也可能既不省力也不费力；同时知道使用任何机械都不省功是指使用任何机械时对机械所做的功W2不会少于机械对物体所做的功W1，若忽略机械自重和摩擦，则有W2=W1，否则W2一定大于W1。
　
4．如图所示，水平地面N 点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平3N 的力F，物体在MN 段做匀速直线运动，F 在MN，NP 段做功分别为WMN，WNP，则（　　）

A．WMN＜WNP B．WMN＞WNP C．WMN=WNP D．WMN=2WNP
【分析】分析题图，得出NP段和MN段的路程、用力情况，利用W=Fs得出做功大小关系。
【解答】解：
由图可知，物体在MN段和NP段的路程都为s=3m，拉力都为F=3N，
则拉力F做的功：WMN=WNP=Fs=3N×3m=9J。
故选：C。
【点评】本题考查了功的大小比较，读懂图示，并能从中获得相关信息加以分析是解答此题的关键。
　
5．晓明提着重20N的篮子在水平地面上前进10m，篮子高度始终不变，晓明拉力对篮子做功（　　）
A．200J B．0J C．10J D．无法计算
【分析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动的距离。
【解答】解：提着重20牛的篮子在水平地面上前进10米，拉力竖直向上为20N，移动方向水平与力垂直，拉力做功为零。
故选：B。
【点评】不做功的三种情况：有力无距离；有距离无力；有力有距离，但力的方向与运动方向垂直。
　
6．目前，我县各中小学都在大力开展青少年足球活动项目。小丁在体育课上，用30N的力踢了质量约为0.5Kg的足球，球离开脚后在地面上滚动了20m后停下。小丁在踢球过程中，对足球做的功约为（　　）
A．600J B．150J C．100J D．无法确定
【分析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，二者缺一不可；据此分析判断。
【解答】解：在脚与球接触的过程中，脚对球有力的作用并且球在该力的方向上通过了一段距离，所以此过程中脚对球做了功，但球在30N踢力的方向上通过的距离未知，故此过程中脚对球所做的功无法计算；
球离开脚后在地面上滚动了20m（由于球具有惯性而向前滚动），但脚对球没有力的作用，所以此过程中脚对球没有做功；
综上所述，在整个过程中，由于条件不足，故该同学对足球做的功无法确定。
故选：D。
【点评】本题考查了做功的两个必要因素，抓住“球离脚后，脚、球之间没有力的作用”是本题的关键。
　
7．作用力F1与F2分别对两个物体做功，两个物体通过的距离之比为s1：s2=1：2，功的大小之比为W1：W2=4：3，则这两个力的大小之比F1：F2是（　　）
A．2：3 B．3：8 C．8：3 D．3：2
【分析】功等于力和距离的乘积，即W=Fs来分析。
【解答】解：∵W=Fs
∴F=
∴=×=×=×=8：3。
故选：C。
【点评】本题考查了学生对功的计算公式的变形应用，掌握公式是解题的关键。

功率的物理意义：
功率是表示物体做功快慢的物理量。
功率与功是两个不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”则表示做功的“快慢”，“多少”与“快慢”的意义不一样，只有在做功时间相同时，做功多的做功快；否则做功多不一定做功就快，即“功率”不一定就大，也就是说：功率与功和时间两个因素有关。

考点3：功和功率的关系
8．下列关于功率的说法中，正确的是（　　）
A．做功越多的则功率越大
B．功率越大的机械，其效率越高
C．功率越大的机械越省力
D．功率越小的机械做功不一定少
【分析】功率定义为单位时间内完成的功，由所做功的多少和所用的时间决定，它反映了物体做功的快慢。
【解答】解：A、功率的大小同时取决于做功多少和所用时间。没有涉及到做功时间，所以做功越多的则功率不一定越大，故A不正确；
B、机械的功率越大，表示机械做功越快，但有用功与总功的比例不一定高，故B说法不正确；
C、机械省力不省力与功率没有关系，故C说法不正确；
D、机械做功的多少与功率和所用时间有关，功率小，做功时间不一定短，所以，机械做功不一定少，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查功率与做功的多少、效率、机械是否省力之间的关系；我们必须知道功率的大小取决于做功多少和所用时间。与做功的多少、效率的高低、机械是否省力之间没有关系。
　
9．无论是人做功，还是利用机械做功，都有做功快与慢的问题。如图所示的两位同学将相同的重物均从一楼搬运到三楼，所用的时间不同。从图中提供的信息，小红归纳了以下说法，正确的是（　　）

A．物体做功越多，做功越快
B．物体做功时间越短，做功越快
C．做相同的功，比较时间，时间越少，做功越快
D．时间相同，比较做功的多少，做功越多，做功越快
【分析】比较做功快慢的方法有两种：（1）在功相同时，比较做功时间的长短，做功时间越短功率越大；（2）在做功时间相同时，比较做功的多少，做的功越多功率越大。
【解答】解：由图可知两人做的功相同，但做功时间不同，所以做功的快慢不同，做功时间少的同学做功快。
所以选项A、B、D的说法不正确。
故选：C。
【点评】本题的解题关键是了解比较做功快慢的方法。

考点4：功率的计算
10．如图所示是甲、乙两物体做功与所需时间的关系图象，由图可知，甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙关系是（　　）

A．P甲＞P乙 B．P甲＜P乙 C．P甲=P乙 D．无法确定
【分析】功率表示物理做功的快慢程度，单位时间内做的功越多，功率越大。
【解答】解：根据图示可知，相同时间内，乙做的功比甲多，故乙的功率比甲的功率大，即P甲＜P乙。
故选：B。
【点评】本题通过图象来考查功率的大小，要求同学们具有一定的识图能力，可以通过两种方法来判断：一是相同时间内比较做功多少；二是做相同的功看用时多少。
　
11．如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的s﹣t关系图象如图乙所示。 两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，下列判断正确的是（　　）

A．Fl＞F2、P1＞P2 B．Fl=F2、P1＞P2 C．F1＞F2、P1=P2 D．F1＜F2、Pl＜P2
【分析】弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时，水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力；
滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。根据P=Fv判断拉力的功率。
【解答】解：
由图乙可知，木块两次都做匀速直线运动，则拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，
因为同一木块放在同一水平面上，压力不变、接触面的粗糙程度不变，所以两次木块受到的滑动摩擦力相等，故两次对应的弹簧测力计示数相等，即F1=F2；
从图乙中可以判断出，第1次木块的运动速度大于第2次木块的运动速度，即v1＞v2，
根据公式P=Fv可知，当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，则：P1＞P2。
综上所述，ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】本题的关键是通过图象可以判断木块做匀速直线运动，匀速直线运动的物体受到平衡力作用，根据平衡力条件判断拉力和滑动摩擦力大小关系，根据P=Fv判断功率的大小关系。
　
12．列车提速的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率。已知匀速运动时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即f=kv2，设提速前速度为80km/h，提速后速度为120km/h，则提速前与提速后机车发动机的功率之比为：（提速前后均视为匀速运动）（　　）
A．8：27 B．4：9 C．2：3 D：16：81
【分析】根据物体做匀速运动时受平衡力的作用，由即f=kv2，可得牵引力F=kv2；
根据P==Fv，可得列车功率与速度的关系，据此得出提速前与提速后机车发动机的功率之比。
【解答】解：由题可知，列车所受阻力与速度的平方成正比，即f=kv2，
列车匀速运动时，机车的牵引力F与阻力f大小相等，则F=f=kv2；
又P==Fv，
故有P=Fv=kv2?v=kv3，
即列车的功率与速度的立方成正比，
当列车速度由v1=80km/h提速到v2=120km/h，提速前与提速后机车发动机的功率之比为：
==。
只有A正确。
故选：A。
【点评】本题考查力与运动的关系及功率公式的应用，关键是根据P==Fv，找到列车功率与速度的大小关系。
14．如图所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的s﹣t图象分别是图中的图线甲、乙，两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，则F1　=　F2（均选填“＜”、“=”、或“＞”），P1：P2=　1：4　

【分析】（1）①弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时，水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。
②滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。
（2）根据v=求出甲乙的速度，然后利用P=Fv计算功率之比。
【解答】解：
（1）由图象可知，木块两次都做匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力；而木块对桌面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则两次木块受到的滑动摩擦力相等，所以拉力F相等，即F1=F2。
（2）由图象可知，两次拉动木块的速度分别为：
v甲==，v乙==；
因为P===Fv，
所以，两次拉动木块的功率之比：
P1：P2====。
故答案为：=；1：4。
【点评】本题通过图象可以判断木块进行匀速直线运动，匀速直线运动的物体受到平衡力作用，根据平衡力条件判断拉力和滑动摩擦力大小关系，根据P=Fv计算功率之比。
　

能量（能）:
（1）能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量，因此，能的单位和功的单位相同，都是焦．
（2）一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功,也不一定要做功．

认识动能和势能：
1.动能：物体由于运动而具有的能，叫做动能．
说明：一切运动的物体都有动能，如空中飞行的小鸟、地上运动的汽车、江中的流水等等．
2.重力势能：物体由于受到重力并处在一定高度时具有的能，叫做重力势能．
例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里．
3.弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能．


考点5：探究动能与势能的影响因素

15．2016年8月16日，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号运载火箭成功将世界上首颗量子实验卫星发射升空。卫星在进入轨道前随火箭一起加速上升，其动能和势能变化情况为（　　）
A．减小，增大 B．增大，增大 C．减小，减小 D．增大，减小
【分析】从动能和重力势能大小的影响因素进行判断：
（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：卫星在进入轨道前随火箭一起加速上升，速度变大，动能变大；高度升高，重力势能变大。
故选：B。
【点评】本题考查的是动能和重力势能的影响因素、机械能的概念，是很基础的题目。掌握动能、重力势能的影响因素，根据影响因素能判断动能、重力势能的变化。

16．如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。
（1）该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体　速度　的关系（物体A、B质量不变）。
（2）该实验中所探究物体的动能是指物体　A　（选填“A”或“B”）的动能。
（3）该实验物体动能的大小所示通过　B移动的距离s　来反映的，这种探究方法称为　转换法　（选填“控制变量法”或“转换法”）
（4）该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度，它是通过　高度　（选填“高度”或“质量”）来改变的。
（5）实验表明，同一物体A从斜面不同高出滚下，高度越大，物体B被撞得越远，可得结论：在质量　相同　（选填“相同”或“不同”）时，速度越大动能　越大　（选填“越大”、“越小”或“不变”）。
（6）若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面　相同　高度由静止滚下，并观察记录。

【分析】（1）动能的决定因素有两个：质量和速度，要利用控制变量法去研究。
（2）运动的物体具有动能，小球从高处滑下时具有动能；
（3）根据转换法分析；
（4）高度不同，小球滑到平面时的速度不同；
（5）根据实验现象分析实验结论。
（6）据控制变量法可知，若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面相同高度由静止滚下，并观察记录。
【解答】解：（1）动能的大小与物体的质量和速度都有关系，由于这一实验中只有一个物体A从斜面上滑下，质量不能改变，所以本实验要探究的是物体动能的大小与物体速度的关系；
（2）该实验研究的主体是小球A，研究的是小球A动能的大小与速度和质量的关系；
（3）该实验中小球动能的大小是通过物体B移动的距离体现的，B被撞的越远，说明小球的动能越大，被撞的越近，说明小球的动能越小，这里采用了转换法的思想；
（4）该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时碰撞前A的速度，这个速度的大小是通过控制小球A在斜面上的高度改变的；
（5）同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，说明动能越大，可得结论为：当物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
（6）据控制变量法可知，若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面相同高度由静止滚下，并观察记录；
故答案为：（1）速度；（2）A； （3）B移动的距离s；转换法； （4）高度；（5）相同；越大；（6）相同；
【点评】掌握影响动能大小的影响因素，利用控制变量法和转换法，探究动能大小跟各因素之间的关系。
　
17．小明同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系“．他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：
　次数 　橡皮条 　橡皮条宽/cm 　橡皮条长/cm 　弹射的水平距离/m
　1 　a 　0.50 　20.00 　10.10
　2 　b 　0.50 　30.00 　8.20
　3 　c 　1.00 　20.00 　14.00

请回答以下问题：
（1）实验中，是通过比较　珠被弹射的水平距离　来间接反映橡皮条的弹性势能大小；
（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的　长度　有关；
（3）比较第1次和第3次实验可知，长度、厚度相同的橡皮条，拉伸相同的长度，越宽的橡皮条具有的弹性势能越　大　；
（4）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是　A　
A、宽而短的　　　　　　　　 B、宽而长的　　　　　　　 C、窄而短的　　　　　 D、窄而长的

【分析】（1）具有弹性的物体发生弹性形变时，具有弹性势能。弹性势能的大小跟物体发生弹性形变大小有关，弹性形变越大，具有的弹性势能越大；
（2）（3）（4）根据表格中的数据，利用控制变量法分析。
【解答】解：
（1）弹弓橡皮条弹性势能的大小是通过弹珠射出的距离来表示，射出的越远，弹弓的弹性势能越大；
（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条宽度相同，长度不同，弹珠射出的距离不同，故橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关；
（3）比较第1次和第3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮长度相同，条宽不同，宽的橡皮条把弹射的水平距离远，说明越宽的橡皮条具有的弹性势能越大；
（4）由以上可知，弹性势能的大小与宽度、长度有关；在拉伸相同的伸长量时，宽度越宽，弹性势能越大，长度越短，弹性势能越大，故弹性势能最大的橡皮条是宽而短的，故选A。
故答案为：（1）弹珠被弹射的水平距离；（2）长度；（3）大；（4）A。
【点评】（1）能用控制变量法研究具有弹性的物体弹性势能大小的影响因素。
（2）掌握弹性势能大小跟物体的弹性形变大小有关，弹性形变越大，具有的弹性势能越大。
　　
18．某 同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B求质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下 落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）．实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3

（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过　球陷入沙面的深度　来反映的；
（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：　当所处高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大　；
（3）比较A、C两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：　当物体的质量相同时，所处高度越高，物体的重力势能越大　；
（4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径　无关　 （选填：“有关”或“无关”）。
（5）小球在下落过程陷入沙面之前，将重力势能转化为　动　能。
【分析】影响重力势能的因素有物体的质量和下落高度，实验中研究物体的重力势能与物体的质量关系时，需要保持下落高度和运动路径相同，改变物体质量；
研究物体重力势能与下落高度的关系时，需要保持物体质量和运动路径相同，改变下落高度；研究物体重力势能与运动路径的关系时，需要保持物体质量和下落高度相同，改变运动路径。据此分析解答。
【解答】解：（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映；
（2）比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙面的深度更大，由此可得出结论：当所处高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；
（3）比较A、C两球，两球的质量相同，下落路径也相同，C球的下落高度大于A球的下落高度，发现C球陷入沙面的深度更大，由此可得出结论：当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大；
（4）比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球运动的路径不同时，但陷入沙面的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。
（5）小球在下落过程陷入沙面之前，高度减小，速度增加，将重力势能转化为动能。
故答案为：（1）球陷入沙面的深度；
（2）当所处高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；
（3）当物体的质量相同时，所处高度越高，物体的重力势能越大；
（4）无关；
（5）动。
【点评】此题考查学生对于物体重力势能的理解和掌握，注意分析实验时，控制条件。
　


机械能守恒及其转化：
1.机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能．
2.机械能的转化：动能和势能可以相互转化．
（1）滚摆上下运动的过程中动能和势能的转化：滚摆由上向下运动时，高度降低，速度加快，重力势能转化为动能；向上运动时，高度升高，速度减慢，动能转化为重力势能．

（2）蹦床上的运动员从高处下落、接触蹦床、弹起的过程中，动能和势能的转化：运动员在下落过程中，是重力势能转化为动能；当运动员接触蹦床后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能，运动员被弹起的过程中，蹦床的弹性势能转化为运动员的动能；运动员上升的过程中，动能转化成势能．动能和势能可以相互转化．
3.机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说机械能守恒．
说明：只有重力或弹力做功，机械能守恒．


考点六：机械能守恒与转化
19．如图是一个光滑的轨道。某只小球从轨道的O点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到（　　）

A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
【分析】在没有摩擦和其它阻力的情况下，只有机械能在相互转化，则机械能的总量是守恒的，据此判断。
【解答】解：本实验中，由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒。故小球从O点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与O点等高的c点。
故选：C。
【点评】本题主要考查了机械能守恒观点的运用，明确光滑的轨道摩擦力为零，是解答的关键。
20．如图所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道末端，小球从A处由静止滚下，撞击弹簧，至弹簧压缩最大，在这过程中，机械能转化的情况是（　　）

A．重力势能→动能
B．重力势能→动能→弹性势能
C．重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能
D．小球机械能不断减小
【分析】根据速度、高度、弹性形变程度的变化来分析动能、重力势能和弹性势能的变化情况，从而得出能量的转化情况。
【解答】解：小球从A处由静止滚下，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能；
撞击弹簧，弹簧发生弹性形变，具有弹性势能，速度减小，动能减小，动能转化为弹性势能。
故选：B。
【点评】在做能量的转化这种题时，我们要注意分析哪种能量增加了，哪种能量减少，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。
　
21．下面说法中正确的是（　　）
A．在平衡力作用下的物体机械能可能不守恒
B．运动的物体具有的能叫动能
C．甲物体被举的高度大于乙物体被举的高度甲物体的动能就一定大于乙物体的动能
D．人造地球卫星由远地点向近地点运动时，势能减小动能增大
【分析】①物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，根据机械能守恒的条件判断出A是否符合题意。
②根据动能的定义判断出B是否符合题意。
③影响动能大小的因素是质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。判断出C是否符合题意。
④分析动能的变化时，应该分析动能的影响因素：物体的质量和速度；分析物体重力势能的变化时，应该分析影响重力势能的影响因素：物体的质量和高度。能量转化的规律是减小的能量转化为增大的能量。
【解答】解：
①例如：物体被匀速吊起，说明物体受平衡力的作用，物体除了受重力之外还有拉力的作用，并且拉力对物体做功，此时机械能不守恒，因此在平衡力作用下的物体机械能可能不守恒，所以A正确。
②物体由于运动而具有的能叫动能，运动的物体具有的能可能是动能，还可能有势能所以B错误。
③动能大小的因素是质量和速度，动能的大小与高度无关，所以C错误。
④人造地球卫星从远地点飞向近地点运动时，它距离地球的高度在减小，人造卫星运动的速度在增大，它的质量不变，故人造卫星的动能增大，重力势能在减小，此时人造卫星重力势能转化为动能，所以D正确。
故选：AD。
【点评】本题考查了机械能守恒条件，以及动能的定义、动能和势能大小变化的题，解答时关键掌握好动能和势能的影响因素。动能的影响因素：物体的质量和运动速度；重力势能的影响因素：物体的质量和高度。
　

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