專(zhuān)題03 功和功率與運(yùn)動(dòng)和力相關(guān)（原卷版）

專(zhuān)題03功和功率與運(yùn)動(dòng)和力相關(guān)【解題技巧】一、在中考試卷中，功和功率是重點(diǎn)考查的知識(shí)點(diǎn)。功的計(jì)算可以與浮力、壓強(qiáng)、簡(jiǎn)單機(jī)械等知識(shí)綜合起來(lái)，在此基礎(chǔ)上的功率也是主要考點(diǎn)。在中考命題中，所占的分值較大。這部分知識(shí)的考查更注重與生產(chǎn)生活實(shí)際的聯(lián)系，加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生能力的考查。主要考查的知識(shí)點(diǎn)為：1.功和功率的概念、單位。2.功和功率的計(jì)算。

3.探究功率及估測(cè)功率。

在試卷中，選擇題、填空題、探究實(shí)驗(yàn)題、計(jì)算題均出現(xiàn)。二、判斷一個(gè)力是否對(duì)物體做了功，要看兩個(gè)因素。一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過(guò)的距離，兩者缺一，則力對(duì)物體沒(méi)有做功。常有以下三種：（1）物體由于慣性運(yùn)動(dòng)，雖然有距離，但不受力的作用。例如，在光滑水平面勻速滑動(dòng)的木塊，它由于慣性向前運(yùn)動(dòng)，在水平方向沒(méi)有受到阻力，也沒(méi)有受到動(dòng)力，因此沒(méi)有力對(duì)它做功。（2）物體受到力的作用,但保持靜止?fàn)顟B(tài)，沒(méi)有沿力的方向通過(guò)距離。例如,用力推車(chē),但沒(méi)有推動(dòng)。在此過(guò)程中，缺少一個(gè)做功的因素，因此推車(chē)的力沒(méi)有對(duì)車(chē)做功。（3）物體受到了力的作用,也通過(guò)了距離，但物體移動(dòng)距離的方向跟物體受到力的方向垂直，因此這個(gè)力沒(méi)有對(duì)物體做功。例如,手用豎直向上的拉力提水桶,沿水平方向移動(dòng)距離,水桶沒(méi)有在豎直方向上移動(dòng)距離,這個(gè)拉力沒(méi)有對(duì)水桶做功。三、注意：（1）當(dāng)力的方向和物體移動(dòng)方向相反時(shí)，我們說(shuō)物體克服該力做功。（2）要注意P=FV在勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用【例題精析】一．功的大小比較1．如圖所示，甲、乙兩物體在A、B兩水平桌面上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可以確定（）A．甲的速度一定小于乙的速度 B．F甲所做的功一定小于F乙所做的功 C．甲、乙的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變 D．甲受到的摩擦力一定小于乙受到的摩擦力2．如圖所示，在粗糙程度相同的水平面上，先用拉力F1將物體從A拉到O，再改用拉力F2將物體從O拉到C，其中LAO＝LOB，用頻閃相機(jī)每隔相同的時(shí)間拍下物體的位置（用虛線(xiàn)框表示），若拉力F1在AO段所做的功為W1，拉力F2在OB段所做的功為W2，物體在AO段受到的摩擦力為f1，在OC段受到的摩擦力為f2。下列判斷正確的是（）A．W1＞W(wǎng)2 B．W1＜W2 C．f1＞f2 D．f1＜f2二．功的計(jì)算3．如圖所示，質(zhì)量為m的物體Q從高度為h、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的斜面上以v1的速度勻速下滑，如圖乙，在斜面的頂端固定滑輪將物體Q與物體P用輕繩連結(jié)，物體Q以速度v2（v1小于v2）勻速沿斜面上升。以下說(shuō)法正確的是（）A．圖甲中，物體Q受到的重力GQ等于物體Q對(duì)斜面的壓力F B．圖甲中物體Q所受摩擦力f甲大于圖乙中物體Q受到的摩擦力f C．當(dāng)圖乙中物體Q從斜面底部上升到頂端時(shí)，物體P的重力做功為2mgh D．圖甲中，物體Q在下滑的過(guò)程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能4．如圖甲所示，水平放置的方形容器里有一個(gè)重為8N、棱長(zhǎng)為10cm的正方體物塊M，M與容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器內(nèi)注水，容器中水的深度h隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示（g＝10N/kg），水的密度是1.0×103kg/m3，則下面說(shuō)法不正確的是（）A．當(dāng)t＝140s時(shí)，物塊M在水中處于漂浮狀態(tài) B．當(dāng)t＝140s時(shí)，水對(duì)容器底部的壓力大小是15N C．圖乙中a的值是8cm D．40～140s時(shí)段，浮力對(duì)物體做功是0.96J5．野山鼠擅長(zhǎng)打洞，假設(shè)山鼠打洞時(shí)受到的阻力f與洞的深度L成正比，即f＝kL（k為比例常數(shù)），則野山鼠從洞深d1打到洞深d2時(shí)，需要克服阻力做的功為（）A．k(d22?C．k(d2+（多選）6．如圖所示，質(zhì)量為50kg的運(yùn)動(dòng)員在練習(xí)10m跳臺(tái)跳水，他某次向上躍起后在空中的最高點(diǎn)A距水面的高度為10.6m，他進(jìn)入水中的最大深度為3m，ρ人＝ρ水＝1.0×103kg/m3，若不考慮運(yùn)動(dòng)員的身高，則以下說(shuō)法正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)員從離開(kāi)跳臺(tái)到最高點(diǎn)A克服重力做功300J B．運(yùn)動(dòng)員從離開(kāi)跳臺(tái)到進(jìn)入水中最大深度的過(guò)程中，勢(shì)能始終減少，動(dòng)能始終增加 C．運(yùn)動(dòng)員從剛?cè)胨竭M(jìn)入水中最大深度的過(guò)程中，只受到重力、水的浮力作用，且二力大小相等，方向相反，運(yùn)動(dòng)員做勻速運(yùn)動(dòng) D．運(yùn)動(dòng)員從離開(kāi)跳臺(tái)到進(jìn)入水中的最大深度，重力做功6500J7．如圖所示，為兩個(gè)光滑的圓弧槽和一段粗糙的水平面相連接的裝置。將質(zhì)量為m的物體從左側(cè)圓弧槽A點(diǎn)由靜止釋放，最高到達(dá)右側(cè)圓弧槽B點(diǎn)處；然后再次滑下，最高到達(dá)左側(cè)圓弧槽C點(diǎn)處。其中A、B兩點(diǎn)距離水平面的高度分別為H、h（忽略空氣阻力）。（1）物體從A點(diǎn)滑到水平面時(shí)，重力所做的功為。（2）物體從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過(guò)程中，損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為物體內(nèi)能的效率為η，則物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)溫度升高了。（物體比熱容用c表示）（3）C點(diǎn)距離水平面的高度為。8．將一個(gè)漂浮在油面上的立方體工件用豎直向下的力F緩緩地壓入油內(nèi)，如圖甲所示，工件的下底面與油面的距離為h，力F與h的大小關(guān)系如圖乙所示。已知力F為負(fù)值時(shí)，表明它的方向與原來(lái)的方向相反，油的密度為kg/m3，已知容器底面積為5000cm2，從漂浮到F＝400N的過(guò)程中，重力對(duì)工件做的功為J。三．功的計(jì)算公式的應(yīng)用9．一根金屬棒AB置于水平地面上，今通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)豎直地將棒的右端B緩慢拉起，如圖甲所示。在此過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)棒所做的功W和B端離開(kāi)地面的高度x的關(guān)系如圖乙所示。請(qǐng)根據(jù)圖象解答下列問(wèn)題。（1）該金屬棒的長(zhǎng)度L＝m。（2）在B端被拉起的過(guò)程中，當(dāng)x＝1.6m時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F＝N。四．功的原理10．斜面是一種常見(jiàn)的簡(jiǎn)單機(jī)械，在生產(chǎn)和生活中利用斜面提升物體可以省力。（1）圖1示為傾角θ＝30°的固定斜面，用平行于斜面的拉力F＝4N，將一物體從斜面底端勻速拉到斜面頂端，已知物體上升的高度h＝1m，求拉力F做的功；（2）若斜面的高度H一定（圖2），傾角θ可以改變，在不考慮摩擦?xí)r，用水平推力F將重為G的物體勻速推上斜面頂端，試推導(dǎo)：θ越小，F(xiàn)越小。五．功率大小的比較11．如圖1所示，水平路面由三段長(zhǎng)度相等的粗糙區(qū)域組成。在2N水平拉力F的作用下，物塊（體積忽略不計(jì)）從區(qū)域①的最左端從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在剛進(jìn)入?yún)^(qū)域③時(shí)撤去拉力，物塊最終停在區(qū)域③的最右端。圖2為物塊在區(qū)域①和②上運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象。則（）A．拉力在區(qū)域①中做功的功率比②的小 B．物塊在區(qū)域①上所受的摩擦力等于2N C．物塊在區(qū)域③上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能為1s D．區(qū)域①路面的粗糙程度比②的大12．兩名舉重運(yùn)動(dòng)員，甲比乙高，如果他們從地上舉起相同質(zhì)量的杠鈴所用的時(shí)間相等，如圖所示，則（）A．甲運(yùn)動(dòng)員做功較多，功率較小 B．甲運(yùn)動(dòng)員做功較多，功率較大 C．甲運(yùn)動(dòng)員做功較多，他們的功率相等 D．甲、乙運(yùn)動(dòng)員做功相等，功率相等13．質(zhì)量為m的汽車(chē)在平直路面上啟動(dòng)，啟動(dòng)過(guò)程的速度圖像如圖所示，從t1時(shí)刻起汽車(chē)的功率保持不變，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)所受阻力恒為Ff，則（）A．t1時(shí)刻起汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變 B．0～t1時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)且發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變 C．t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的平均速度等于v1D．t1?t2時(shí)間內(nèi)汽車(chē)牽引力不變14．一塊石頭從離水面高為H處由靜止開(kāi)始下落，后落入足夠深的水中至水底。已知石頭密度為2.0×103kg/m3，不計(jì)空氣阻力，不計(jì)進(jìn)入水中時(shí)機(jī)械能損失，而水中受到阻力始終為重力的15，設(shè)在空中和水中分別下落H高度過(guò)程中，重力對(duì)石子所做的功分別是W空，W水，重力做功的平均功率分別是P空，P水A．W空＝W水，P空＞P水 B．W空＝W水，P空＜P水 C．W空＞W(wǎng)水，P空＞P水 D．W空＜W水，P空＜P水六．功率計(jì)算公式的應(yīng)用15．汽車(chē)在平直公路上以速度V0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P0，牽引力為F0，t1時(shí)刻開(kāi)始，司機(jī)減小了油門(mén)，使汽車(chē)保持恒定功率P行駛，到t2時(shí)刻，汽車(chē)又開(kāi)始做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，速度為v，已知運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)所受阻力f恒定不變，汽車(chē)牽引力F隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，則（）A．t1至t2時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)做加速運(yùn)動(dòng) B．F0＝2f C．t2時(shí)刻之后，汽車(chē)將保持功率P0行駛 D．v=12七．動(dòng)能和勢(shì)能的大小變化16．如圖甲所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在一壓力傳感器上，壓力傳感器是電阻阻值隨受到壓力的增大而減小的變阻器（壓力不超過(guò)最大值），壓力傳感器、電流表、定值電阻和電源組成一電路。壓力傳感器不受力時(shí)電流表示數(shù)是I0．t＝0時(shí)刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)，然后又被彈起離開(kāi)彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)。整個(gè)過(guò)程中，不計(jì)能量損失，電流表示數(shù)I隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，則（）A．t1時(shí)刻，小球動(dòng)能最小 B．t2時(shí)刻，彈簧的彈性勢(shì)能最小 C．t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，彈簧的彈性勢(shì)能先增加后減少 D．t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球增加的動(dòng)能小于彈簧減少的彈性勢(shì)能17．如圖甲所示，小球從某高度處由靜止下落到豎直放置的彈簧上并壓縮彈簧。從小球剛接觸到彈簧到將彈簧壓縮最短的過(guò)程中，得到小球的速度v和彈簧被壓縮的長(zhǎng)度△l之間的關(guān)系，如圖乙所示，其中b為曲線(xiàn)最高點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，彈簧在整個(gè)過(guò)程中始終發(fā)生彈性形變，則小球（）A．受到的彈力始終不變 B．運(yùn)動(dòng)過(guò)程動(dòng)能一直增大 C．從a到b過(guò)程，重力勢(shì)能減少，彈簧的彈性勢(shì)能增大 D．從b到c過(guò)程，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，小球的機(jī)械能不變18．如圖所示，甲、乙和丙是三個(gè)完全相同的乒乓球，在離地同一高度處以大小相等的速度v，將三個(gè)球分別豎直向下、豎直向上和水平拋出。若在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不計(jì)能量損失，則（）A．拋出時(shí)甲球的機(jī)械能大于其他兩個(gè)球 B．拋出后乙球的機(jī)械能先增大后減小 C．第一次落地時(shí)甲球的動(dòng)能最大，丙球的動(dòng)能最小 D．落地后第一次反彈到最高點(diǎn)時(shí)甲、乙兩球的高度相同19．在小球從O點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿x軸豎直下落的過(guò)程中，小球某種形式的能量E隨下落高度x變化的圖象如圖所示。若不計(jì)空氣阻力，那么這種能量是（）A．重力勢(shì)能 B．動(dòng)能 C．機(jī)械能 D．內(nèi)能八．動(dòng)能的影響因素20．蹦床是一項(xiàng)好看又驚險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)，如圖a所示為運(yùn)動(dòng)員在蹦床運(yùn)動(dòng)中完成某個(gè)動(dòng)作的示意圖，圖中虛線(xiàn)PQ是彈性蹦床的原始位置，A為運(yùn)動(dòng)員下落的位置，B為運(yùn)動(dòng)員剛抵達(dá)蹦床時(shí)的位置，C為運(yùn)動(dòng)員抵達(dá)的最低點(diǎn)。不考慮空氣阻力和運(yùn)動(dòng)員與蹦床作用時(shí)的機(jī)械能損失，下列說(shuō)法正確的是。A．運(yùn)動(dòng)員從A運(yùn)動(dòng)到C，機(jī)械能一定不減小B．運(yùn)動(dòng)員從B運(yùn)動(dòng)到C，動(dòng)能不斷減小C．運(yùn)動(dòng)員從A運(yùn)動(dòng)到B，重力做功變快D．運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)受力平衡請(qǐng)?jiān)趫Db中畫(huà)出人從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能Ek隨運(yùn)動(dòng)距離S變化的大致關(guān)系圖象。九．動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化與守恒21．如圖所示，在同一高度以大小相同的初速度v0分別豎直向上和斜向上將同一小球拋出，不計(jì)空氣阻力。小球上升時(shí)，小球的能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；小球豎直向上、斜向上到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)到水平地面的高度分別為h1和h2，小球又下落到與拋出點(diǎn)等高度時(shí)的速度大小分別為v1和v2，則h1h2，v1v2（大于/等于/小于）。一十．機(jī)械能守恒條件22．體育課上，小明在同一位置用相同的力多次將足球踢出，發(fā)現(xiàn)足球斜向上飛出的角度越大，球運(yùn)動(dòng)得越高，但并不能運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn)。小明查閱資料后知道：足球所做的運(yùn)動(dòng)叫做斜拋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。足球起始運(yùn)動(dòng)方向與水平方向的夾角叫做拋射角，拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離叫做射程，射程與拋出速度和拋射角的大小有關(guān)。若物體的動(dòng)能大小EK=12mv2，重力勢(shì)能大小E（1）