初中物理《功和機械能》考點解讀含解析

練習(xí)PAGE1練習(xí)第十一章功和機械能（原卷版）01考向解讀1．了解功與功率的單位、機械能概念。2．會計算功的大小，計算功率；解釋生活中利用動能或勢能的現(xiàn)象。3．理解功的概念，功與速度的關(guān)系；動能和勢能的概念。4．掌握功率的概念，影響物體動能和勢能大小的因素。0202知識導(dǎo)航0303考點回顧一、功1、功的概念和判定（1）功的定義：一個力作用在物體上，使物體在力的方向上通過一段距離，這個力就對物體做了功。（2）功的單位：國際單位制中，功的單位是：焦耳，符號是J，1J=1N·m。（3）判斷力是否做功包括兩個必要因素：一是力作用在物體上；二是物體在力的方向上通過的距離。

（4）力學(xué)里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。

（5）不做功的三種情況：有力無距離也叫“勞而無功”、有距離無力也叫“不勞無功”、力和距離垂直也叫“垂直無功”。（6）功的原理：使用任何機械時，人們所做的功，都不會少于（大于或等于）不用機械時所做的功，也就是使用任何機械都不省功，這個結(jié)論叫做功的原理。2、功的計算（1）功的計算公式：W=FS，其中各量單位功W：J（焦耳），力F：N（牛頓）；移動距離S：m（米）；或者W=Pt。二、功率1、功率的概念（1）功率定義：物體在單位時間內(nèi)所做的功叫功率，在物理學(xué)中用字母P表示。（2）功率意義：物理學(xué)中，用功率來表示物體做功的快慢。（3）功率公式：功率=功/時間，即。

（4）功率單位：國際單位：瓦（W），1W=1J/s；常用單位：千瓦（kW），1kW=103W。（5）功率的種類①平均功率：物體做變速運動時，力在不同的時間段內(nèi)做功快慢不同，平均功率可表示力在某段時間內(nèi)做功的平均快慢程度。

②瞬時功率：物體做變速運動時，力在某時刻做功的快慢。

2、功率大小比較

（1）在相同時間內(nèi)，比較做功的多少，做功越多的物體，功率越大。

（2）在完成相同功的條件下，比較所用時間的長短，所用時間越短的物體，功率越大。

（3）做功多少和所用時間都不同的情況下，通過公式計算，然后進行比較。3、功率的應(yīng)用（1）功率的公式：（其中P表示功率，W表示功，t表示時間）。

（2）計算功率的另一個公式：P=Fv，即物體在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做勻速直線運動，則拉力F所做的功的功率可表示為Fv．（其中F表示物體所受的拉力，v表示物體運動的速度）。

a．推導(dǎo)：由，聯(lián)立W=Fs，得==Fv。

由該公式可知：在功率P一定時，力F與速度v成反比。

b．應(yīng)用：當(dāng)汽車上坡時，司機采取換擋的辦法，減小速度，以獲得較大的牽引力。三、動能和勢能1、動能

（1）概念：物體由于運動而具有的能，叫做動能。一切物體都具有動能。

（2）影響動能大小的因素：物體的質(zhì)量和速度。物體的質(zhì)量越大，速度越大，物體具有的動能就越大。

（3）單位：焦耳（J）。

2、勢能：彈性勢能和重力勢能統(tǒng)稱為勢能。

（1）重力勢能

①概念：物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢能。

②影響重力勢能大小的因素：物體的質(zhì)量和物體所處的高度。物體的質(zhì)量越大，所處的高度越高，物體的重力勢能就越大。

③單位：焦耳（J），重為1N的物體（質(zhì)量約為0.1kg），被舉高1m時所獲得的能量，就是1J。

（2）彈性勢能

①概念：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。

②影響彈性勢能大小的因素：彈性形變程度。同一物體在彈性形變范圍內(nèi)的彈性形變程度越大，彈性勢能就越大。③單位：焦耳（J）。3、影響動能和勢能的大小因素（1）動能的大小與兩個因素有關(guān)：一是物體的質(zhì)量，二是物體運動的速度大小。當(dāng)物體的質(zhì)量一定時，物體運動的速度越大其動能越大，物體的速度越小其動能越小，具有相同運動速度的物體，質(zhì)量越大動能越大，質(zhì)量越小動能越小。（2）重力勢能的大小與兩個因素有關(guān)：一個是物體的質(zhì)量，另一個是物體距零勢能面的高度。當(dāng)物體的質(zhì)量一定時，物體距零勢能面的高度越大，其重力勢能越大，物體距零勢能面的高度越小，其重力勢能越小；當(dāng)物體距零勢能面的高度一定時，物體質(zhì)量越大其重力勢能越大，物體質(zhì)量越小其重力勢能越小，物體的質(zhì)量越大，舉得越高，其重力勢能就越大。（3）彈性勢能的大小與兩個因素有關(guān)：一個是彈簧本身的性質(zhì)，另一個是彈性形變的大小。當(dāng)彈簧本身的性質(zhì)相同時，形變越大，它具有的彈性勢能就越大，形變越小，具有的彈性勢能就越??；當(dāng)彈簧形變相同時，性質(zhì)不同的彈簧彈性勢能不同。四、\o"11.4機械能及其轉(zhuǎn)化"機械能及其轉(zhuǎn)化1、機械能的概念（1）動能和勢能之和稱為機械能。動能和勢能都屬于機械能，動能是物體運動時具有的能量，勢能是存儲著的能量，動能和勢能是機械能的兩種表現(xiàn)形式。

（2）機械能大?。旱扔趧幽芎蛣菽艿目偤汀?、動能和勢能的轉(zhuǎn)化與機械能守恒（1）在一定的條件下，動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如將一塊小石塊，從低處拋向高處，再從高下落的過程中，先是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，后又是重力勢轉(zhuǎn)化為動能。（2）在一定的條件下，動能和彈性勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如跳水運動員，在起跳的過程中，壓跳板是動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，跳板將運動員反彈起來是彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。（3）機械能守恒：如果一個過程中，只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和就保持不變，這個規(guī)律叫做機械能守恒。（4）水能和風(fēng)能的利用：自然界的流水和風(fēng)能都是具有大量機械能的天然資源。利用水能發(fā)電，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢能越大，能發(fā)出的電就越多。利用風(fēng)能發(fā)電，在風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，可以同時安裝幾十臺到幾百臺風(fēng)力發(fā)電機，組成“風(fēng)車田”聯(lián)在一起供電。0404典例分析考點1\o"11.1功"功【典例1】（2023?東莞市模擬）2023年2月6號，女足亞洲杯決賽在印度打響。中國女足最終憑借下半時的3個進球絕殺韓國隊，第9次捧起亞洲杯冠軍獎杯。右圖是運動員在最后階段進球的瞬間，下列說法正確的是（）A．足球在空中飛行過程中處于平衡狀態(tài) B．運動員在踢球時，腳對球的力與球受到的重力是一對平衡力 C．球在空中飛行過程中，腳持續(xù)在對球做功 D．球被踢飛后依靠自身的慣性在維持運動【典例2】（2023?鄄城縣二模）如圖，用F＝20N的水平推力推著重為40N的物體沿水平方向做直線運動，若推力F對物體做了40J的功，則在這一過程中（）A．重力做的功一定為40J B．物體定受到20N的摩擦力 C．物體一定運動了2m D．物體一定運動了1m【典例3】（2023?南關(guān)區(qū)校級一模）一遙控小電動車在平直的路面上做直線運動，其速度v隨時間t變化的圖像如圖所示。已知在4s～8s內(nèi)小車受到的牽引力恒為10N，則在4s～8s內(nèi)小車運動的路程為m，牽引力對小車做的功為J；在0～4s內(nèi)小車受到的摩擦力10N（選填“大于”、“等于”或“小于”）?！镜淅?】（2023?兩江新區(qū)校級模擬）如圖所示，為重慶地標(biāo)建筑——公軌兩用的千廝門大橋，主橋全長720m；橋面上層為雙向四車道城市快速路，設(shè)計速度40km/h；下層為軌道交通6號線過江通道。若地鐵列車電動機功率為400kW，長度為130m，行駛速度為25m/s，求：（1）汽車以設(shè)計時速通過大橋所花的時間為多少秒；（2）在地鐵列車完全通過大橋過程中，地鐵列車電動機做的功為多少焦耳？考點2\o"11.2功率"功率【典例5】（2023?杜爾伯特縣二模）物體在同一水平面上做勻速直線運動，當(dāng)物體運動路程與時間的關(guān)系圖象如圖甲時，受到的水平推力為F1；當(dāng)物體運動的速度與時間的關(guān)系圖象如圖乙時，受到的水平推力為F2。兩次推力的功率分別為P1、P2。則F1：F2和P1：P2分別為（）A．1：1，3：5 B．3：5，1：1 C．3：5，5：3 D．1：1，9：25【典例6】（2023?武進區(qū)校級模擬）如圖所示，小華從地上拿起一個雞蛋，用了大約2s的時間將它勻速舉過頭頂，在這2s內(nèi)小華做的功和做功的功率分別約為（）A．200J100W B．100J50W C．2J1W D．1J0.5W【典例7】（2023?廬陽區(qū)校級四模）吊車的鋼索拉著貨物豎直向上運動，如圖所示是貨物上升的路程s隨時間t變化的圖象。不考慮空氣的阻力和鋼索受到的重力，在4s和10s時鋼索拉力的功率之比是P：P'＝?！镜淅?】（2023?根河市校級二模）爸爸開滿載質(zhì)量為1.8×103kg的小轎車帶小明去旅行，如圖所示，汽車行駛過程中牽引力的功率恒為1.2×105W。汽車從啟動到勻速運動之前行駛的路程為150m，汽車勻速運動過程中受到的阻力保持不變，運動的速度v與時間t的關(guān)系如圖所示，則：（g＝10N/kg）（1）在10s內(nèi)，牽引力做了多少功？（2）小轎車勻速運動時，牽引力是多少？（3）當(dāng)汽車牽引力做功7.2×106J時，汽車行駛路程多少米?？键c3\o"11.3動能和勢能"動能和勢能【典例9】（2023?北京一模）如圖所示，我國自主研制的“鯤龍”AG600M大型水陸兩棲飛機，在水面高速滑行后，騰空而起，沿水平方向勻速飛行一段時間后減速下降。下列說法正確的是（）A．飛機騰空而起的過程中，其重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 B．飛機沿水平方向勻速飛行時，其所受重力不做功 C．飛機減速下降的過程中，其重力勢能增加 D．飛機只要加速飛行，其重力勢能就一定減小【典例10】（2023春?崇川區(qū)校級月考）“蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運動。某運動員做蹦極運動，所受繩子拉力F的大小隨時間t變化的情況如圖所示。將蹦極過程近似為在豎直方向的運動。據(jù)圖可知運動員（）A．重力大小為0.8F0 B．t0時刻重力勢能最大 C．t0時刻動能最大 D．t0時刻跳躍者機械能最小【典例11】（2023?高青縣一模）在中考體育考試中，小剛投出的實心球在空中的運動軌跡如圖所示。若不考慮空氣阻力，則實心球從離開手后到達最高點的過程中，球受個力的作用，球的機械能（選填“增大”“減小”或“不變”），在最高點時，球的動能（選填“大于”或“等于”）0?！镜淅?2】（2023?遼寧模擬）汽車的超載、超速行駛很容易造成交通事故。小東由此想要探究動能大小與質(zhì)量、速度的關(guān)系。實驗過程如圖，其中h1＜h2。（1）三次實驗應(yīng)讓小球由靜止開始滾下。實驗中，動能的大小是通過來反映的；（2）甲、乙兩次實驗探究的是動能與的關(guān)系；（3）進行圖丙實驗時，木塊被撞后滑出木板掉落，由此可推斷A、B兩球的質(zhì)量關(guān)系是：mAmB，與乙圖實驗進行比較，可以得出：相同時，質(zhì)量越大，動能越大。為了實驗安全，需改進丙圖實驗，再與乙圖實驗對比，在不改變木板長度的情況下，以下可行的方法是（填寫正確選項前的字母）。A．換用質(zhì)量更小的鋼球B．給水平木板鋪上毛巾C．適當(dāng)降低鋼球B的高度D．換用一個較重的木塊（4）善于動腦的小東又設(shè)計了如圖丁所示的方案：用同一個鋼球兩次將同一彈簧壓縮到不同程度，兩次實驗彈簧具有的彈性勢能（填“相同”或“不同”）。放手后將小球彈出去撞擊放在同一位置的木塊時的速度也不同，從而驗證了動能與速度的關(guān)系。接著讓質(zhì)量不同的兩個鋼球兩次將同一彈簧壓縮到相同程度，放手后將小球彈出去撞擊放在同一位置的木塊，這樣做（填“能”或“不能”）驗證動能與質(zhì)量的關(guān)系?？键c4\o"11.4機械能及其轉(zhuǎn)化"機械能及其轉(zhuǎn)化【典例13】（2023?東城區(qū)三模）如圖為小孩蕩秋千的示意圖，下列分析正確的是（）A．小孩在A點具有的動能最大 B．小孩從B蕩到C的過程中，動能轉(zhuǎn)化為勢能 C．小孩從C蕩到B的過程中，動能轉(zhuǎn)化為勢能 D．小孩從A蕩到B的過程中，在B點的機械能大于A點的機械能【典例14】（2023?姑蘇區(qū)校級一模）如圖所示在水平臺面上，一根彈簧左端固定，右端連接一金屬滑塊，O點是彈簧保持原長時滑塊的位置。開始時用力推滑塊壓縮彈簧到A位置，釋放滑塊，B是滑塊能到達的最右端，AO＞OB，滑塊從A位置滑到B位置的過程中（滑塊到達某一位置是指滑塊中心到達該位置上方，不計空氣阻力），下列說法正確的是（）①速度最快的位置在AO之間②彈簧對滑塊彈力最大的位置在A點③滑塊在從A位置滑到B位置的過程中機械能不變④滑塊最終可能停在O點的右側(cè)A．1個 B．2個 C．3個 D．4個【典例15】（2023?淄川區(qū)一模）如圖所示，橡皮筋兩頭分別固定在罐子兩端，中間系一個鉤碼，就制成了一個“魔罐”，將魔罐在水平地面上滾出，橡皮筋的彈性勢能（填“變大”、“不變”或“變小”）；魔罐能自動滾回來，滾回的過程中能轉(zhuǎn)化為能。0505鞏固訓(xùn)練1．（2023?郫都區(qū)二模）2022年12月4日，神舟十四號載人飛船返回艙返回地面，打開降落傘后，若返回艙在一段時間內(nèi)的運動可看作是豎直向下的勻速運動，則關(guān)于返回艙在這段時間內(nèi)，下列說法正確的是（）A．返回艙的機械能保持不變 B．返回艙的重力勢能保持不變 C．返回艙所受重力不做功 D．返回艙的動能保持不變2．（2023?花山區(qū)二模）如圖所示是島山滑雪極限運動的示意圖，運動員從最高處A點下滑，經(jīng)過起跳點B點后在空中飛行，再在智陸坡上C點著陸，經(jīng)過一段時間后靜止。則下列說法中正確的是（）A．運動員在C點時重力勢能最大 B．運動員在空中飛行過程中，動能不變 C．運動員從A點到B點的過程中，動能一直增大 D．運動員從A點到C點的過程中機械能變小3．（2023?江都區(qū)二模）擲實心球是我市的中考體育加試項目之一。擲出去的實心球從a處出手后，在空中的運動軌跡如圖所示，球最終停在水平地面e點處（不計空氣阻力）．則實心球（）A．在a、b、c三處機械能相等 B．在b處動能為零 C．在a處重力勢能最小 D．在d處動能為零4．（2023?朝陽區(qū)校級模擬）非洲干旱，常用中間有轉(zhuǎn)軸的塑料桶運水。如圖所示，小明分別用背背、滾拉、手抱、平拉的方式運滿桶水，在粗糙程度相同的水平地面上勻速行走相同的路程，他對滿桶水做功最多的是（）A．B．C．D．5．（2023?通州區(qū)模擬）如圖所示的四個情境中，有關(guān)力做功的說法中正確的是（）A．甲圖中，把水桶從地面上提起來，人對水桶的拉力沒有做功 B．乙圖中，推著購物車沿著水平路面勻速前進，推車的力做了功 C．丙圖中，茶杯靜止在水平桌面上，茶杯受到的支持力做了功 D．丁圖中，掛鉤上的毛巾靜止時，毛巾受到的重力做了功6．（2023?尉氏縣一模）冬奧會期間，奧運村部餐飲處的智能送菜機器人大放異彩。如圖所示，機器人采用電動機驅(qū)動，重500N，工作時牽引力恒為50N，最大速度為0.8m/s。機器人在勻速行進的過程中，下面說法正確的是（）A．當(dāng)托盤中放入菜品后，機器人的慣性保持不變 B．當(dāng)托盤中放入菜品后，機器人受到地面的摩擦力將變大 C．機器人在勻速行進的過程中，牽引力與地面的摩擦力是一對相互作用力 D．機器人運行30m將菜送到餐桌，牽引力做功1.5×104J7．（2023?朝陽區(qū)校級二模）如圖所示，用手掌平托著兩個雞蛋勻速升高50cm，在此過程中（）A．手對雞蛋沒做功 B．雞蛋的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能 C．手掌對雞蛋做的功大約是0.5J D．雞蛋對手掌的壓強約為50Pa8．（2023?白云區(qū)一模）如圖1的物體在同一水平地面先后做直線運動。當(dāng)物體運動的路程和時間圖像如圖2時，受到的水平推力為F1；當(dāng)物體運動的速度和時間圖像如圖3時，受到的水平推力為F2，兩次推力的功率分別為P1、P2。則下列關(guān)系正確的是（）A．F1＜F2 B．P1＜P2 C．F1＞F2 D．P1＞P29．（2023?濟南模擬）“粽葉又飄香，顆粒正歸倉。建設(shè)新時代，農(nóng)民豐收忙?！比鐖D所示，斜向上的傳送帶將小麥勻速運送到高處糧倉的過程中，其中1kg小麥的（）A．動能不變，勢能減小 B．動能減小，勢能增大 C．動能不變，機械能增大 D．動能增大，機械能不變10．（2023?秦州區(qū)校級模擬）如圖1所示，分別用水平拉力F1、F2拉物體甲、乙，使甲、乙在水平面上做直線運動，如圖2是F1、F2所做的功﹣路程圖象，如圖3是物體甲、乙的路程﹣時間圖象，甲、乙所受的摩擦力分別為f甲、f乙，F(xiàn)1、F2所做的功率是P甲、P乙，則下列說法正確的是（）A．F1＝F2 B．v甲＜v乙 C．f甲＝f乙 D．P甲＞P乙11．（2023?平邑縣二模）在探究滑動摩擦力與物體運動的速度是否有關(guān)時，木塊兩次運動的圖象如圖所示，下列判斷正確的是（）A．第1次物塊的速度小 B．第2次的拉力小 C．第1次拉力的功率大 D．兩次拉力的功率相等12．（2023?薛城區(qū)一模）我國獨立自主研制的火星探測器“天問一號”沿橢圓軌道繞火星運動時，不考慮空氣阻力，只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，由近火點向遠(yuǎn)火點運動時，探測器的動能，機械能（選填“變大”“變小”或“不變”）.13．（2023?市中區(qū)模擬）如圖甲是2022年北京冬奧會會徽，以漢字“冬”為靈感來源，運用中國書法的藝術(shù)形態(tài)，傳遞出實現(xiàn)“三億人參與冰雪運動”的目標(biāo)。圖乙是滑雪運動員起跳后下落的情景，運動員加速下落過程中重力勢能，動能。（選填“增大”、“減小”或“不變”）14．（2023?東湖區(qū)校級模擬）如圖所示為蹦極運動的簡化示意圖，彈性繩一端系在運動員雙腳上，另一端固定在跳臺O點。運動員由靜止開始自由下落，A點處彈性繩正好處于原長；B點處運動員受到的重力與彈性繩對運動員的拉力大小相等；C點處是蹦極運動員到達的最低點。（整個過程忽略空氣阻力，彈性繩的自重不計）從A點到C點的過程中，彈性繩的彈性勢能（選填“增大”“減小”“不變”或“先增大后減小”，下同）；運動員的動能。15．（2023?廣陵區(qū)校級一模）如圖是探究“物體動能的大小與什么因素有關(guān)”的實驗示意圖。小明同學(xué)讓同一鋼球分別從斜面由靜止開始滾下，撞擊木塊。（1）該實驗是通過觀察木塊移動的距離來判斷（選填“鋼球”或“木塊”）動能的大??；（2）利用如圖所示的實驗情景，可以得到的結(jié)論是：；（3）在探究動能的大小與質(zhì)量關(guān)系時，當(dāng)換用另一個鋼球?qū)嶒灂r，發(fā)現(xiàn)它將木塊撞出了木板，要繼續(xù)完成此實驗，下列措施中可行的是：（選填序號）。①換質(zhì)量更大的木塊：②降低第二次鋼球的高度；③換質(zhì)量更大的鋼球；④換質(zhì)量更小的鋼球；（4）小明由此實驗還聯(lián)想到探究牛頓第一﹣定律的實驗，讓同一個小車沿同一斜面的同一個高度由靜止開始向下運動，到達毛巾、棉布、玻璃三種不同水平面上繼續(xù)向前運動直到停止，在水平面運動的整個過程中，克服摩擦力做的功（選填“相等”或“不相等”）。小車在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分別是P1、P2，則P1P2。（選填“＞”或“＝”或“＜”）（5）小明同學(xué)嘗試改用如圖丙所示裝置探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)”，經(jīng)過思考設(shè)計了以下兩個實.驗方案：實驗方案一：探究動能大小與速度的關(guān)系：用同一鋼球?qū)⑼粡椈蓧嚎s至不同程度后由靜止釋放，撞擊同一木塊，比較木塊被撞擊的距離；實驗方案二：探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系：用質(zhì)量不同的鋼球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相同程度后由靜止釋放，撞擊同一木塊，比較木塊被撞擊的距離。關(guān)于小明的實驗方案，。（填序號）A.只有實驗方案一可行B.只有實驗方案二可行C.兩個實驗方案均可行D.兩個實驗方案均不可行16．（2023?九龍坡區(qū)模擬）隨著科技的發(fā)展，低碳環(huán)保電瓶車的出現(xiàn)極大地方便了人們的出行。一天，小明的媽媽駕駛電瓶車送小明上學(xué)。假設(shè)小明的媽媽駕駛電瓶車是勻速行駛的，電瓶車的牽引力恒為100N，從家到學(xué)校的路程是1.5km，用時5min。求：（1）電瓶車行駛的速度是多少；（2）電瓶車牽引力的功率。17．（2023?青羊區(qū)校級模擬）車速過快是造成交通事故的重要原因之一，為限制車速，常常在下坡路段設(shè)置減速帶。如圖所示是有減速帶的斜坡示意圖，在傾角為30°的斜坡上有7個減速帶，相鄰兩個減速帶間的距離均為50m?，F(xiàn)有一輛質(zhì)量為1.2t，車輪與地面接觸總面積為0.5m2的小汽車，從斜坡上離減速帶有一定距離的某處開始下滑。（小汽車的長度不計，減速帶的寬度不計，g＝10N/kg）則：（1）小汽車在水平地面上時對地面的壓強為多少？（2）小汽車從第1個減速帶行駛到第7個減速帶的過程中，重力做的功為多少J？18．（2023?九龍坡區(qū)模擬）如圖所示，置于水平地面上底面積為50cm2的容器中盛有密度為0.8×103kg/m3的液體，質(zhì)量為0.3kg、邊長為5cm的正方體用細(xì)繩懸掛在容器上方的位置A，已知正方體底部距液面的高度為0.4m，剪斷細(xì)繩后該正方體沿豎直方向下落，最終停在容器底部B點，此時液體的深度為0.8m。（1）正方體靜止在位置A時拉力的大小為多少？（2）正方體靜止在容器底部B時，液體對正方體底面的壓力為多少？（3）正方體從開始下落至其靜止在容器底部B時底部的過程中重力做功為多少？第十一章功和機械能（解析版）01考向解讀1．了解功與功率的單位、機械能概念。2．會計算功的大小，計算功率；解釋生活中利用動能或勢能的現(xiàn)象。3．理解功的概念，功與速度的關(guān)系；動能和勢能的概念。4．掌握功率的概念，影響物體動能和勢能大小的因素。0202知識導(dǎo)航0303考點回顧一、功1、功的概念和判定（1）功的定義：一個力作用在物體上，使物體在力的方向上通過一段距離，這個力就對物體做了功。（2）功的單位：國際單位制中，功的單位是：焦耳，符號是J，1J=1N·m。（3）判斷力是否做功包括兩個必要因素：一是力作用在物體上；二是物體在力的方向上通過的距離。

（4）力學(xué)里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。

（5）不做功的三種情況：有力無距離也叫“勞而無功”、有距離無力也叫“不勞無功”、力和距離垂直也叫“垂直無功”。（6）功的原理：使用任何機械時，人們所做的功，都不會少于（大于或等于）不用機械時所做的功，也就是使用任何機械都不省功，這個結(jié)論叫做功的原理。2、功的計算（1）功的計算公式：W=FS，其中各量單位功W：J（焦耳），力F：N（牛頓）；移動距離S：m（米）；或者W=Pt。二、功率1、功率的概念（1）功率定義：物體在單位時間內(nèi)所做的功叫功率，在物理學(xué)中用字母P表示。（2）功率意義：物理學(xué)中，用功率來表示物體做功的快慢。（3）功率公式：功率=功/時間，即。

（4）功率單位：國際單位：瓦（W），1W=1J/s；常用單位：千瓦（kW），1kW=103W。（5）功率的種類①平均功率：物體做變速運動時，力在不同的時間段內(nèi)做功快慢不同，平均功率可表示力在某段時間內(nèi)做功的平均快慢程度。

②瞬時功率：物體做變速運動時，力在某時刻做功的快慢。

2、功率大小比較

（1）在相同時間內(nèi)，比較做功的多少，做功越多的物體，功率越大。

（2）在完成相同功的條件下，比較所用時間的長短，所用時間越短的物體，功率越大。

（3）做功多少和所用時間都不同的情況下，通過公式計算，然后進行比較。3、功率的應(yīng)用（1）功率的公式：（其中P表示功率，W表示功，t表示時間）。

（2）計算功率的另一個公式：P=Fv，即物體在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做勻速直線運動，則拉力F所做的功的功率可表示為Fv．（其中F表示物體所受的拉力，v表示物體運動的速度）。

a．推導(dǎo)：由，聯(lián)立W=Fs，得==Fv。

由該公式可知：在功率P一定時，力F與速度v成反比。

b．應(yīng)用：當(dāng)汽車上坡時，司機采取換擋的辦法，減小速度，以獲得較大的牽引力。三、動能和勢能1、動能

（1）概念：物體由于運動而具有的能，叫做動能。一切物體都具有動能。

（2）影響動能大小的因素：物體的質(zhì)量和速度。物體的質(zhì)量越大，速度越大，物體具有的動能就越大。

（3）單位：焦耳（J）。

2、勢能：彈性勢能和重力勢能統(tǒng)稱為勢能。

（1）重力勢能

①概念：物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢能。

②影響重力勢能大小的因素：物體的質(zhì)量和物體所處的高度。物體的質(zhì)量越大，所處的高度越高，物體的重力勢能就越大。

③單位：焦耳（J），重為1N的物體（質(zhì)量約為0.1kg），被舉高1m時所獲得的能量，就是1J。

（2）彈性勢能

①概念：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。

②影響彈性勢能大小的因素：彈性形變程度。同一物體在彈性形變范圍內(nèi)的彈性形變程度越大，彈性勢能就越大。③單位：焦耳（J）。3、影響動能和勢能的大小因素（1）動能的大小與兩個因素有關(guān)：一是物體的質(zhì)量，二是物體運動的速度大小。當(dāng)物體的質(zhì)量一定時，物體運動的速度越大其動能越大，物體的速度越小其動能越小，具有相同運動速度的物體，質(zhì)量越大動能越大，質(zhì)量越小動能越小。（2）重力勢能的大小與兩個因素有關(guān)：一個是物體的質(zhì)量，另一個是物體距零勢能面的高度。當(dāng)物體的質(zhì)量一定時，物體距零勢能面的高度越大，其重力勢能越大，物體距零勢能面的高度越小，其重力勢能越??；當(dāng)物體距零勢能面的高度一定時，物體質(zhì)量越大其重力勢能越大，物體質(zhì)量越小其重力勢能越小，物體的質(zhì)量越大，舉得越高，其重力勢能就越大。（3）彈性勢能的大小與兩個因素有關(guān)：一個是彈簧本身的性質(zhì)，另一個是彈性形變的大小。當(dāng)彈簧本身的性質(zhì)相同時，形變越大，它具有的彈性勢能就越大，形變越小，具有的彈性勢能就越小；當(dāng)彈簧形變相同時，性質(zhì)不同的彈簧彈性勢能不同。四、\o"11.4機械能及其轉(zhuǎn)化"機械能及其轉(zhuǎn)化1、機械能的概念（1）動能和勢能之和稱為機械能。動能和勢能都屬于機械能，動能是物體運動時具有的能量，勢能是存儲著的能量，動能和勢能是機械能的兩種表現(xiàn)形式。

（2）機械能大?。旱扔趧幽芎蛣菽艿目偤?。2、動能和勢能的轉(zhuǎn)化與機械能守恒（1）在一定的條件下，動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如將一塊小石塊，從低處拋向高處，再從高下落的過程中，先是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，后又是重力勢轉(zhuǎn)化為動能。（2）在一定的條件下，動能和彈性勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如跳水運動員，在起跳的過程中，壓跳板是動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，跳板將運動員反彈起來是彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。（3）機械能守恒：如果一個過程中，只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和就保持不變，這個規(guī)律叫做機械能守恒。（4）水能和風(fēng)能的利用：自然界的流水和風(fēng)能都是具有大量機械能的天然資源。利用水能發(fā)電，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢能越大，能發(fā)出的電就越多。利用風(fēng)能發(fā)電，在風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，可以同時安裝幾十臺到幾百臺風(fēng)力發(fā)電機，組成“風(fēng)車田”聯(lián)在一起供電。0404典例分析考點1\o"11.1功"功【典例1】（2023?東莞市模擬）2023年2月6號，女足亞洲杯決賽在印度打響。中國女足最終憑借下半時的3個進球絕殺韓國隊，第9次捧起亞洲杯冠軍獎杯。右圖是運動員在最后階段進球的瞬間，下列說法正確的是（）A．足球在空中飛行過程中處于平衡狀態(tài) B．運動員在踢球時，腳對球的力與球受到的重力是一對平衡力 C．球在空中飛行過程中，腳持續(xù)在對球做功 D．球被踢飛后依靠自身的慣性在維持運動【答案】D【解答】解：A、足球在空中飛行過程中，受到重力和空氣阻力作用，受到非平衡力，不是平衡狀態(tài)，故A錯誤；B、踢球時，腳對球的力與球受到的重力方向不在同一直線上，不是平衡力，故B錯誤；C、踢足球過程中，球在空中飛行，不再受到腳的踢力，因此腳對球不做功，故C錯誤；D、足球離開腳后繼續(xù)飛行，是因為足球具有慣性，仍要保持原來的運動狀態(tài)，故D正確；故選：D?！镜淅?】（2023?鄄城縣二模）如圖，用F＝20N的水平推力推著重為40N的物體沿水平方向做直線運動，若推力F對物體做了40J的功，則在這一過程中（）A．重力做的功一定為40J B．物體定受到20N的摩擦力 C．物體一定運動了2m D．物體一定運動了1m【答案】C【解答】解：A．物體在重力的方向沒有移動距離，故重力做的功為0，故A錯誤；B．用F＝20N的水平推力推著重為40N的物體沿水平方向做直線運動，沒有說是勻速直線運動，故摩擦力不一定是20N，故B錯誤；CD．由W＝Fs可得，物體沿水平方向運動的距離：s＝＝＝2m。故C正確，D錯誤。故選：C?！镜淅?】（2023?南關(guān)區(qū)校級一模）一遙控小電動車在平直的路面上做直線運動，其速度v隨時間t變化的圖像如圖所示。已知在4s～8s內(nèi)小車受到的牽引力恒為10N，則在4s～8s內(nèi)小車運動的路程為16m，牽引力對小車做的功為160J；在0～4s內(nèi)小車受到的摩擦力等于10N（選填“大于”、“等于”或“小于”）?！敬鸢浮?6；160；等于。【解答】解：（1）由v﹣t圖像可知，在4s～8s內(nèi)小車做勻速直線運動，且小車的速度為4m/s，則此過程中小車運動的路程為：s＝vt＝4m/s×（8s﹣4s）＝16m；牽引力做的功為：W＝Fs＝10N×16m＝160J；（2）在4s～8s內(nèi)小車在平直路面上做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡條件可知，它受到的摩擦力與牽引力大小相等，則摩擦力f＝F＝10N；由圖像可知在0～4s內(nèi)小車做加速運動，但壓力大小和接觸面的粗糙程度均不變，所以小車受到的摩擦力大小也不變，仍然等于10N。故答案為：16；160；等于?！镜淅?】（2023?兩江新區(qū)校級模擬）如圖所示，為重慶地標(biāo)建筑——公軌兩用的千廝門大橋，主橋全長720m；橋面上層為雙向四車道城市快速路，設(shè)計速度40km/h；下層為軌道交通6號線過江通道。若地鐵列車電動機功率為400kW，長度為130m，行駛速度為25m/s，求：（1）汽車以設(shè)計時速通過大橋所花的時間為多少秒；（2）在地鐵列車完全通過大橋過程中，地鐵列車電動機做的功為多少焦耳？【答案】（1）汽車以設(shè)計時速通過大橋所花的時間為64.8s；（2）在地鐵列車完全通過大橋過程中，地鐵列車電動機做的功為1.36×107J?！窘獯稹拷猓海?）由v＝可得，汽車以設(shè)計時速通過大橋所花的時間：t＝＝＝0.018h＝64.8s；（2）地鐵列車完全通過大橋所走路程s′＝130m+720m＝850m，由v＝可得，地鐵列車完全通過大橋所用時間：t′＝＝＝34s，地鐵列車電動機功率P＝400kW＝4×105W，由P＝可得在地鐵列車完全通過大橋過程中，地鐵列車電動機做的功：W＝Pt′＝4×105W×34s＝1.36×107J。答：（1）汽車以設(shè)計時速通過大橋所花的時間為64.8s；（2）在地鐵列車完全通過大橋過程中，地鐵列車電動機做的功為1.36×107J?？键c2\o"11.2功率"功率【典例5】（2023?杜爾伯特縣二模）物體在同一水平面上做勻速直線運動，當(dāng)物體運動路程與時間的關(guān)系圖象如圖甲時，受到的水平推力為F1；當(dāng)物體運動的速度與時間的關(guān)系圖象如圖乙時，受到的水平推力為F2。兩次推力的功率分別為P1、P2。則F1：F2和P1：P2分別為（）A．1：1，3：5 B．3：5，1：1 C．3：5，5：3 D．1：1，9：25【答案】A【解答】解：因為兩次都是勻速直線運動，根據(jù)二力平衡條件可知，推力都等于摩擦力，由于物體對地面的壓力和接觸面的粗糙程度不變，所以摩擦力沒變，故受到的水平推力為F1＝F2，因此F1：F2＝1：1，由圖象甲可知，第一次物體的速度大小為：v甲＝＝＝3m/s，由v﹣t圖象乙可知，第二次物體的速度大小為：v乙＝5m/s，由P＝Fv可得，兩次推力的功率之比：＝＝＝＝，故A正確。故選：A?！镜淅?】（2023?武進區(qū)校級模擬）如圖所示，小華從地上拿起一個雞蛋，用了大約2s的時間將它勻速舉過頭頂，在這2s內(nèi)小華做的功和做功的功率分別約為（）A．200J100W B．100J50W C．2J1W D．1J0.5W【答案】D【解答】解：一個雞蛋的重力約為0.5N，雞蛋上升的高度約為2m，把它勻速舉過頭頂時所做的功：W＝Gh＝0.5N×2m＝1J，小華做功的功率約為：P＝＝＝0.5W。故選：D。【典例7】（2023?廬陽區(qū)校級四模）吊車的鋼索拉著貨物豎直向上運動，如圖所示是貨物上升的路程s隨時間t變化的圖象。不考慮空氣的阻力和鋼索受到的重力，在4s和10s時鋼索拉力的功率之比是P：P'＝3：1?！敬鸢浮?：1?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，0～6s和6s～12s物體以不同的速度做勻速直線運動，在0～6s的過程中通過的路程是3m，速度為：v1＝＝0.5m/s，在6～12s的過程中通過路程為1m，速度為：v2＝＝m/s，不考慮空氣的阻力和鋼索受到的重力，鋼索的拉力與貨物的重力平衡，大小相等，根據(jù)P＝＝Fv可得，在4s和10s時鋼索拉力的功率之比：P：P'＝Gv1：Gv2＝v1：v2＝0.5m/s：m/s＝3：1。故答案為：3：1?！镜淅?】（2023?根河市校級二模）爸爸開滿載質(zhì)量為1.8×103kg的小轎車帶小明去旅行，如圖所示，汽車行駛過程中牽引力的功率恒為1.2×105W。汽車從啟動到勻速運動之前行駛的路程為150m，汽車勻速運動過程中受到的阻力保持不變，運動的速度v與時間t的關(guān)系如圖所示，則：（g＝10N/kg）（1）在10s內(nèi)，牽引力做了多少功？（2）小轎車勻速運動時，牽引力是多少？（3）當(dāng)汽車牽引力做功7.2×106J時，汽車行駛路程多少米?！敬鸢浮浚?）在10s內(nèi)，牽引力做了1.2×106J的功；（2）小轎車勻速運動時，牽引力是4000N；（3）當(dāng)汽車牽引力做功7.2×106J時，汽車行駛路程1650m?！窘獯稹拷猓海?）在10s內(nèi)，牽引力做的功W＝Pt＝1.2×105W×10s＝1.2×106J；（2）小轎車勻速運動時，v＝30m/s，根據(jù)P＝＝＝Fv可知牽引力F＝＝＝4000N；（3）汽車從啟動到勻速運動之前行駛的路程為150m，從圖中可知所用時間t＝10s，汽車勻速運動過程中所做的功W′＝W總﹣W＝7.2×106J﹣1.2×106J＝6×106J，汽車勻速行駛的路程s′＝＝＝1500m，汽車行駛路程s＝s0+s′＝1500m+150m＝1650m。答：（1）在10s內(nèi)，牽引力做了1.2×106J的功；（2）小轎車勻速運動時，牽引力是4000N；（3）當(dāng)汽車牽引力做功7.2×106J時，汽車行駛路程1650m?？键c3\o"11.3動能和勢能"動能和勢能【典例9】（2023?北京一模）如圖所示，我國自主研制的“鯤龍”AG600M大型水陸兩棲飛機，在水面高速滑行后，騰空而起，沿水平方向勻速飛行一段時間后減速下降。下列說法正確的是（）A．飛機騰空而起的過程中，其重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 B．飛機沿水平方向勻速飛行時，其所受重力不做功 C．飛機減速下降的過程中，其重力勢能增加 D．飛機只要加速飛行，其重力勢能就一定減小【答案】B【解答】解：A、飛機騰空而起的過程中，質(zhì)量不變，速度變大，動能增加；高度增大，重力勢能增加，不是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故A錯誤；B、飛機沿水平方向勻速飛行時，飛機沒有在重力的方向上通過距離，其所受重力不做功，故B正確；C、飛機減速下降的過程中質(zhì)量不變，高度降低，重力勢能減小，故C錯誤；D、飛機加速向上飛行時，重力勢能會增大，故D錯誤。故選：B?！镜淅?0】（2023春?崇川區(qū)校級月考）“蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運動。某運動員做蹦極運動，所受繩子拉力F的大小隨時間t變化的情況如圖所示。將蹦極過程近似為在豎直方向的運動。據(jù)圖可知運動員（）A．重力大小為0.8F0 B．t0時刻重力勢能最大 C．t0時刻動能最大 D．t0時刻跳躍者機械能最小【答案】D【解答】解：A、由圖象可知，當(dāng)跳躍者最終靜止時（拉力大小不變），跳躍者所受拉力與重力平衡，大小相等，則運動員的重力為0.6F0，故A錯誤；B、由圖象可知，t0時刻拉力最大（彈性繩被拉得最長），此時跳躍者所處的位置最低，重力勢能最小，故B錯誤；C、t0時刻拉力最大，跳躍者位置最低，此時運動員的速度為零，動能最小為零，故C錯誤；D、由BC可知，t0時刻重力勢能最小，動能最小，而跳躍者的機械能等于動能與重力勢能之和，所以t0時刻跳躍者的機械能最小。故D正確。故選：D?！镜淅?1】（2023?高青縣一模）在中考體育考試中，小剛投出的實心球在空中的運動軌跡如圖所示。若不考慮空氣阻力，則實心球從離開手后到達最高點的過程中，球受1個力的作用，球的機械能不變（選填“增大”“減小”或“不變”），在最高點時，球的動能大于（選填“大于”或“等于”）0。【答案】一；不變；大于【解答】解：實心球從離開手后到達最高點的過程中，不考慮空氣阻力，球只受到重力的作用；只有動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，實心球的機械能守恒，即球的機械能不變；實心球在最高點時，仍有向前的速度，所以其動能大于零。故答案為：一；不變；大于?！镜淅?2】（2023?遼寧模擬）汽車的超載、超速行駛很容易造成交通事故。小東由此想要探究動能大小與質(zhì)量、速度的關(guān)系。實驗過程如圖，其中h1＜h2。（1）三次實驗應(yīng)讓小球由靜止開始滾下。實驗中，動能的大小是通過木塊移動的距離來反映的；（2）甲、乙兩次實驗探究的是動能與速度的關(guān)系；（3）進行圖丙實驗時，木塊被撞后滑出木板掉落，由此可推斷A、B兩球的質(zhì)量關(guān)系是：mA＜mB，與乙圖實驗進行比較，可以得出：速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大。為了實驗安全，需改進丙圖實驗，再與乙圖實驗對比，在不改變木板長度的情況下，以下可行的方法是A（填寫正確選項前的字母）。A．換用質(zhì)量更小的鋼球B．給水平木板鋪上毛巾C．適當(dāng)降低鋼球B的高度D．換用一個較重的木塊（4）善于動腦的小東又設(shè)計了如圖丁所示的方案：用同一個鋼球兩次將同一彈簧壓縮到不同程度，兩次實驗彈簧具有的彈性勢能不同（填“相同”或“不同”）。放手后將小球彈出去撞擊放在同一位置的木塊時的速度也不同，從而驗證了動能與速度的關(guān)系。接著讓質(zhì)量不同的兩個鋼球兩次將同一彈簧壓縮到相同程度，放手后將小球彈出去撞擊放在同一位置的木塊，這樣做不能（填“能”或“不能”）驗證動能與質(zhì)量的關(guān)系?！敬鸢浮浚?）木塊移動的距離；（2）速度；（3）＜；速度；A；（4）不同；不能?！窘獯稹拷猓海?）實驗中，動能大小是通過小木塊移動的距離大小來反映的，用到了轉(zhuǎn)換法。（2）甲、乙兩次實驗，小球的質(zhì)量不變，而滾下的高度不同，到達水平面的速度不同，探究動能與速度的關(guān)系。（3）由圖乙和圖丙可知，兩個小球的質(zhì)量不同，小球滾下的高度相同，到達水平面的速度相同，圖丙實驗時，木塊被撞后滑出木板掉落，說明丙圖中B球的動能較大，B球的質(zhì)量較大，可以得到速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大。A．換用質(zhì)量更小的鋼球，在速度不變的情況下，動能更小，推動木塊移動的距離變小，故A符合題意；B．給水平木板鋪上毛巾，不能與乙控制相同的接觸面，故B不符合題意；C．適當(dāng)降低鋼球B的高度，鋼球的速度發(fā)生了變化，無法完成探究，故C不符合題意；D．換用一個較重的木塊，木塊與木塊受到的摩擦力不同，不能完成探究，故D不符合題意。故選A。（4）用同一個鋼球兩次將同一彈簧壓縮到不同程度，彈簧的彈性形變不同，兩次實驗彈簧具有的彈性勢能不同。若用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，撞擊的動能由彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化而來，而彈簧的彈性勢能的大小與形變程度有關(guān)，故彈簧勢能相同，轉(zhuǎn)化出的動能相同，因此，木塊最終移動的距離相同，這樣是不能完成實驗的。故答案為：（1）木塊移動的距離；（2）速度；（3）＜；速度；A；（4）不同；不能?？键c4\o"11.4機械能及其轉(zhuǎn)化"機械能及其轉(zhuǎn)化【典例13】（2023?東城區(qū)三模）如圖為小孩蕩秋千的示意圖，下列分析正確的是（）A．小孩在A點具有的動能最大 B．小孩從B蕩到C的過程中，動能轉(zhuǎn)化為勢能 C．小孩從C蕩到B的過程中，動能轉(zhuǎn)化為勢能 D．小孩從A蕩到B的過程中，在B點的機械能大于A點的機械能【答案】B【解答】解：A、小孩在A點的位置最高，重力勢能最大，動能為零，故A錯誤。B、小孩從B蕩到C的過程中，質(zhì)量不變，高度增加，重力勢能增加；速度減小，動能減少，是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故B正確。C、小孩從C蕩到B的過程中，質(zhì)量不變，高度降低，重力勢能減少；速度增加，動能增大，是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故C錯誤。D、小孩從A蕩到B的過程中，由于克服摩擦做功，一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使得機械能減小，所以在B點的機械能小于A點的機械能，故D錯誤。故選：B。【典例14】（2023?姑蘇區(qū)校級一模）如圖所示在水平臺面上，一根彈簧左端固定，右端連接一金屬滑塊，O點是彈簧保持原長時滑塊的位置。開始時用力推滑塊壓縮彈簧到A位置，釋放滑塊，B是滑塊能到達的最右端，AO＞OB，滑塊從A位置滑到B位置的過程中（滑塊到達某一位置是指滑塊中心到達該位置上方，不計空氣阻力），下列說法正確的是（）①速度最快的位置在AO之間②彈簧對滑塊彈力最大的位置在A點③滑塊在從A位置滑到B位置的過程中機械能不變④滑塊最終可能停在O點的右側(cè)A．1個 B．2個 C．3個 D．4個【答案】C【解答】解：從A到B，AO＞OB，說明此過程存在摩擦力；①③金屬滑塊從A運動到O的過程中，因彈簧處于壓縮狀態(tài)而對滑塊有水平向右的彈力；開始時，彈力大于摩擦力，滑塊做加速運動；當(dāng)彈力等于摩擦力時，滑塊的速度最大；繼續(xù)運動到O的過程中，彈力小于摩擦力，滑塊做減速運動；滑塊從O運動到B的過程中，因彈簧處于伸長狀態(tài)而對滑塊有水平向左的彈力，則滑塊的速度不斷減小，所以速度最大點在AO之間，而由于摩擦力的存在，滑塊和彈簧整個過程機械能逐漸減小，因而滑塊的機械能不守恒，故①正確，③錯誤；②O點是彈簧保持原長時滑塊的位置，已知AO＞OB，所以彈簧在A點的形變量最大，即彈力最大的位置在A點，故②正確；④金屬滑塊運動到B點，速度為零，停止運動，但是由于彈簧要恢復(fù)原來的形狀，受到水平向左的彈力作用，所以金屬滑塊可能不會保持靜止，有可能向左運動，直到在水平方向上受到的彈力和摩擦力相等，故物體最終可能停在O的右側(cè)，故④正確。本題共有3個正確。故選：C?！镜淅?5】（2023?淄川區(qū)一模）如圖所示，橡皮筋兩頭分別固定在罐子兩端，中間系一個鉤碼，就制成了一個“魔罐”，將魔罐在水平地面上滾出，橡皮筋的彈性勢能變大（填“變大”、“不變”或“變小”）；魔罐能自動滾回來，滾回的過程中彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【解答】解：魔罐在開始滾動的時候，具有動能，滾動的過程中，魔罐的動能轉(zhuǎn)化為橡皮筋的彈性勢能，彈性勢能變大；當(dāng)魔罐的動能為0時，橡皮筋的彈性勢能最大；魔罐開始向回滾動，在魔罐滾回來的過程中橡皮筋的彈性勢能減小，魔罐的動能增大，即彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。故答案為：變大；彈性勢；動。0505鞏固訓(xùn)練1．（2023?郫都區(qū)二模）2022年12月4日，神舟十四號載人飛船返回艙返回地面，打開降落傘后，若返回艙在一段時間內(nèi)的運動可看作是豎直向下的勻速運動，則關(guān)于返回艙在這段時間內(nèi)，下列說法正確的是（）A．返回艙的機械能保持不變 B．返回艙的重力勢能保持不變 C．返回艙所受重力不做功 D．返回艙的動能保持不變【答案】D【解答】解：ABD、返回艙勻速下落的過程中，其質(zhì)量不變，速度不變，所以動能大小不變；質(zhì)量不變，高度減小，則重力勢能減?。灰驗闄C械能等于動能與勢能的總和，所以返回艙的機械能減小，故D正確、AB錯誤；C、返回艙豎直向下勻速運動，在重力的方向上通過了距離，其所受的重力做功，故C錯誤。故選：D。2．（2023?花山區(qū)二模）如圖所示是島山滑雪極限運動的示意圖，運動員從最高處A點下滑，經(jīng)過起跳點B點后在空中飛行，再在智陸坡上C點著陸，經(jīng)過一段時間后靜止。則下列說法中正確的是（）A．運動員在C點時重力勢能最大 B．運動員在空中飛行過程中，動能不變 C．運動員從A點到B點的過程中，動能一直增大 D．運動員從A點到C點的過程中機械能變小【答案】D【解答】解：A、運動員在A點時的質(zhì)量不變，高度最高，所以重力勢能最大，故A錯誤；B、運動員在空中飛行過程中，其速度發(fā)生了改變，質(zhì)量不變，所以動能改變，故B錯誤；C、運動員從A點到B點的過程中，高度先變小后變大，所以是重力勢能先轉(zhuǎn)化為動能，動能再轉(zhuǎn)化為重力勢能，故C錯誤；D、運動員從A到C的過程中，克服摩擦做功，一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機械能會減小，故D正確。故選：D。3．（2023?江都區(qū)二模）擲實心球是我市的中考體育加試項目之一。擲出去的實心球從a處出手后，在空中的運動軌跡如圖所示，球最終停在水平地面e點處（不計空氣阻力）．則實心球（）A．在a、b、c三處機械能相等 B．在b處動能為零 C．在a處重力勢能最小 D．在d處動能為零【答案】A【解答】解：A、不計空氣阻力，則球在空中運動時的機械能是守恒的，在a、b、c三處的機械能相等，故A正確；B、據(jù)圖可知，球在b點時仍有水平向前的速度，所以此時的動能不是零，故B錯誤；C、重力勢能的大小與物體的質(zhì)量、高度有關(guān)，據(jù)圖可知，d、e兩點高度最小，重力勢能最小，故C錯誤；D、據(jù)圖可知，球達到d點后沒有靜止，仍然向前滾動，所以在d處動能不是零，故D錯誤；故選：A。4．（2023?朝陽區(qū)校級模擬）非洲干旱，常用中間有轉(zhuǎn)軸的塑料桶運水。如圖所示，小明分別用背背、滾拉、手抱、平拉的方式運滿桶水，在粗糙程度相同的水平地面上勻速行走相同的路程，他對滿桶水做功最多的是（）A． B． C． D．【答案】C【解答】解：由圖可知，AB中小明是用背背、用手抱，即力的方向向上，桶是在水平方向上移動的距離，即沿向上的方向沒有移動距離，因此不做功；在其他條件相同時，滑動摩擦力大于滾動摩擦力，則C中滑動摩擦力大于D中的滾動摩擦力；又因為勻速拉動水桶向前運動，所以由二力平衡條件可知C中拉力大于D中拉力，且水平移動的距離s相同，根據(jù)W＝Fs可知C做功最多，故ABD不合題意，C符合題意。故選：C。5．（2023?通州區(qū)模擬）如圖所示的四個情境中，有關(guān)力做功的說法中正確的是（）A．甲圖中，把水桶從地面上提起來，人對水桶的拉力沒有做功 B．乙圖中，推著購物車沿著水平路面勻速前進，推車的力做了功 C．丙圖中，茶杯靜止在水平桌面上，茶杯受到的支持力做了功 D．丁圖中，掛鉤上的毛巾靜止時，毛巾受到的重力做了功【答案】B【解答】解：A、把水桶從地面上提起來，人給水桶一個向上的力，水桶在該力的方向上通過了距離，所以提水桶的力做功，故A錯誤；B、用力推著購物車前進，購物車在推車的力的方向上通過了距離，所以推車的力做功，故B正確；C、茶杯靜止在水平桌面上，茶杯受到的支持力方向向上，茶杯沒有在支持力的方向上通過一定的距離，支持力沒有做功，故C錯誤；D、掛鉤上的毛巾靜止時，重力的方向豎直向下，毛巾沒有在重力的方向上通過一定的距離，重力沒有做功，故D錯誤。故選：B。6．（2023?尉氏縣一模）冬奧會期間，奧運村部餐飲處的智能送菜機器人大放異彩。如圖所示，機器人采用電動機驅(qū)動，重500N，工作時牽引力恒為50N，最大速度為0.8m/s。機器人在勻速行進的過程中，下面說法正確的是（）A．當(dāng)托盤中放入菜品后，機器人的慣性保持不變 B．當(dāng)托盤中放入菜品后，機器人受到地面的摩擦力將變大 C．機器人在勻速行進的過程中，牽引力與地面的摩擦力是一對相互作用力 D．機器人運行30m將菜送到餐桌，牽引力做功1.5×104J【答案】B【解答】解：A．慣性的大小與質(zhì)量有關(guān)，當(dāng)托盤中放入菜品后，質(zhì)量變大，機器人的慣性變大，故A錯誤；B．摩擦力大小與接觸面的粗糙程度和接觸面的壓力大小有關(guān)，當(dāng)托盤中放入菜品后，機器人的總質(zhì)量變大，所受的重力變大，對地面的壓力變大，機器人受到地面的摩擦力將變大，故B正確；C．機器人在勻速行進的過程中處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力與地面的摩擦力是一對平衡力，故C錯誤；D．機器人運行30m將菜送到餐桌，牽引力做功W＝Fs＝50N×30m＝1.5×103J，故D錯誤。故選：B。7．（2023?朝陽區(qū)校級二模）如圖所示，用手掌平托著兩個雞蛋勻速升高50cm，在此過程中（）A．手對雞蛋沒做功 B．雞蛋的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能 C．手掌對雞蛋做的功大約是0.5J D．雞蛋對手掌的壓強約為50Pa【答案】C【解答】解：A、用手掌平托著兩個雞蛋勻速升高50cm，雞蛋在手施加的力的方向上通過了距離，所以手對雞蛋做了功，故A錯誤；B、用手掌平托著兩個雞蛋勻速升高50cm，雞蛋的質(zhì)量不變，速度不變，動能不變，高度變大，重力勢能變大，不是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故B錯誤；C、手掌對雞蛋做的功大約是：W＝Gh＝1N×0.5m＝0.5J，故C正確；D、兩個雞蛋的重力約為1N，與手的接觸面積約為10cm2＝1×10﹣3m2，則壓強為：p＝＝＝＝1000Pa，故D錯誤。故選：C。8．（2023?白云區(qū)一模）如圖1的物體在同一水平地面先后做直線運動。當(dāng)物體運動的路程和時間圖像如圖2時，受到的水平推力為F1；當(dāng)物體運動的速度和時間圖像如圖3時，受到的水平推力為F2，兩次推力的功率分別為P1、P2。則下列關(guān)系正確的是（）A．F1＜F2 B．P1＜P2 C．F1＞F2 D．P1＞P2【答案】B【解答】解：由圖像甲可知，物體做勻速直線運動，速度大小為v甲＝＝＝2m/s；由圖像乙可知，物體的速度保持不變，即物體做勻速直線運動，速度大小為v乙＝4m/s；因為兩次都是勻速直線運動，根據(jù)二力平衡條件可知，推力都等于摩擦力，物體對地面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，則物體受到的摩擦力不變，故受到的水平推力為：F1＝F2；已知v甲＜v乙，由P＝＝＝Fv可得，兩次推力的功率P1＜P2。故選：B。9．（2023?濟南模擬）“粽葉又飄香，顆粒正歸倉。建設(shè)新時代，農(nóng)民豐收忙?！比鐖D所示，斜向上的傳送帶將小麥勻速運送到高處糧倉的過程中，其中1kg小麥的（）A．動能不變，勢能減小 B．動能減小，勢能增大 C．動能不變，機械能增大 D．動能增大，機械能不變【答案】C【解答】解：將小麥勻速運送到高處糧倉的過程中，傳送帶上1kg小麥的質(zhì)量不變，速度也不變，所以小麥的動能不變；將小麥勻速運送到高處糧倉的過程中，傳送帶上1kg小麥的質(zhì)量不變，小麥的高度變大，所以小麥的重力勢能變大；1kg小麥的動能不變，重力勢能變大，則它的動能與重力勢能的和變大；該過程中小麥不具有彈性勢能，則機械能等于動能與重力勢能之和，所以1kg小麥的機械能變大。故選：C。10．（2023?秦州區(qū)校級模擬）如圖1所示，分別用水平拉力F1、F2拉物體甲、乙，使甲、乙在水平面上做直線運動，如圖2是F1、F2所做的功﹣路程圖象，如圖3是物體甲、乙的路程﹣時間圖象，甲、乙所受的摩擦力分別為f甲、f乙，F(xiàn)1、F2所做的功率是P甲、P乙，則下列說法正確的是（）A．F1＝F2 B．v甲＜v乙 C．f甲＝f乙 D．P甲＞P乙【答案】D【解答】解：A、由圖2可知，當(dāng)拉力移動的距離相同時，拉力F1做的功多，如下圖所示：；由W＝Fs可知，水平拉力的大小關(guān)系為F1＞F2，故A錯誤；B、由圖3可知，兩物體的s﹣t圖象均為過原點的一條直線，即兩物體運動路程與時間成正比，因此兩物體均做勻速直線運動，當(dāng)兩物體的時間相同，甲運動的路程大，如下圖所示：；由v＝可知，兩物體的速度關(guān)系為v甲＞v乙，故B錯誤；C、因為兩物體都做勻速直線運動，所以，由二力平衡條件可知，甲所受的摩擦力為f甲＝F1，乙所受的摩擦力為f乙＝F2，由A可知，F(xiàn)1＞F2，因此甲、乙所受摩擦力的大小關(guān)系為f甲＞f乙，故C錯誤；D、因為F1＞F2，v甲＞v乙，所以，由P＝＝＝Fv可知，F(xiàn)1、F2所做功率的大小關(guān)系為P甲＞P乙，故D正確。故選：D。11．（2023?平邑縣二模）在探究滑動摩擦力與物體運動的速度是否有關(guān)時，木塊兩次運動的圖象如圖所示，下列判斷正確的是（）A．第1次物塊的速度小 B．第2次的拉力小 C．第1次拉力的功率大 D．兩次拉力的功率相等【答案】C【解答】解：A、根據(jù)圖乙可知運動時間相同時，第一次運動的距離大，由v＝可知第一次木塊運動的速度大于木塊第二次運動的速度，即第1次物塊的速度大，故A錯誤；B、第一次和第二次木塊均做勻速直線運動，拉力和摩擦力二力平衡。影響滑動摩擦力大小的因素是壓力和接觸面的粗糙程度，而兩次實驗中壓力和接觸面的粗糙程度不變，所以摩擦力的大小不變，拉力的大小也不變，所以木塊第1次受到的拉力大小等于木塊第二次受到拉力的大小，故B錯誤；CD、兩次的拉力相同，由A知第一次木塊運動的速度大于木塊第二次運動的速度，根據(jù)P＝＝＝Fv知第1次拉力做功的功率大于第2次拉力做功的功率，故C正確，D錯誤。故選：C。12．（2023?薛城區(qū)一模）我國獨立自主研制的火星探測器“天問一號”沿橢圓軌道繞火星運動時，不考慮空氣阻力，只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，由近火點向遠(yuǎn)火點運動時，探測器的動能變小，機械能不變（選填“變大”“變小”或“不變”）.【答案】變小；不變?！窘獯稹拷猓河山瘘c向遠(yuǎn)火點運動時，探測器的動能減小，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，由于不考慮空氣阻力，所以在動能和勢能轉(zhuǎn)化中，機械能保持不變。故答案為：變?。徊蛔?。13．（2023?市中區(qū)模擬）如圖甲是2022年北京冬奧會會徽，以漢字“冬”為靈感來源，運用中國書法的藝術(shù)形態(tài)，傳遞出實現(xiàn)“三億人參與冰雪運動”的目標(biāo)。圖乙是滑雪運動員起跳后下落的情景，運動員加速下落過程中重力勢能減小，動能增大。（選填“增大”、“減小”或“不變”）【答案】減??；增大?！窘獯稹拷猓哼\動員加速下落過程中質(zhì)量不變，高度變小，重力勢能減小，速度增大，動能增大。故答案為：減小；增大。14．（2023?東湖區(qū)校級模擬）如圖所示為蹦極運動的簡化示意圖，彈性繩一端系在運動員雙腳上，另一端固定在跳臺O點。運動員由靜止開始自由下落，A點處彈性繩正好處于原長；B點處運動員受到的重力與彈性繩對運動員的拉力大小相等；C點處是蹦極運動員到達的最低點。（整個過程忽略空氣阻力，彈性繩的自重不計）從A點到C點的過程中，彈性繩的彈性勢能增大（選填“增大”“減小”“不變”或“先增大后減小”，下同）；運動員的動能先增大后減小?！敬鸢浮吭龃螅幌仍龃蠛鬁p小【解答】解：在從A點至C點運動員的動能和重力勢能轉(zhuǎn)化為繩的彈性勢能；A點到B點的過程中，重力大于彈性繩對運動員拉力，因此速度越來越大，動能越來越大；到達C點動能變?yōu)?，彈性勢能增大到最大值，所以從A點到C點的過程中，彈性繩的彈性勢能增大，而運動員的動能先增大后減小。故答案為：增大；先增大后減小。15．（2023?廣陵區(qū)校級一模）如圖是探究“物體動能的大小與什么因素有關(guān)”的實驗示意圖。小明同學(xué)讓同一鋼球分別從斜面由靜止開始滾下，撞擊木塊。（1）該實驗是通過觀察木塊移動的距離來判斷鋼球（選填“鋼球”或“木塊”）動能的大?。唬?）利用如圖所示的實驗情景，可以得到的結(jié)論是：質(zhì)量一定時，物體的速度越大，動能越大；（3）在探究動能的大小與質(zhì)量關(guān)系時，當(dāng)換用另一個鋼球?qū)嶒灂r，發(fā)現(xiàn)它將木塊撞出了木板，要繼續(xù)完成此實驗，下列措施中可行的是：④（選填序號）。①換質(zhì)量更大的木塊：②降低第二次鋼球的高度；③換質(zhì)量更大的鋼球；④換質(zhì)量更小的鋼球；（4）小明由此實驗還聯(lián)想到探究牛頓第一﹣定律的實驗，讓同一個小車沿同一斜面的同一個高度由靜止開始向下運動，到達毛巾、棉布、玻璃三種不同水平面上繼續(xù)向前運動直到停止，在水平面運動的整個過程中，克服摩擦力做的功相等（選填“相等”或“不相等”）。小車在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分別是P1、P2，則P1＜P2。（選填“＞”或“＝”或“＜”）（5）小明同學(xué)嘗試改用如圖丙所示裝置探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)”，經(jīng)過思考設(shè)計了以下兩個實.驗方案：實驗方案一：探究動能大小與速度的關(guān)系：用同一鋼球?qū)⑼粡椈蓧嚎s至不同程度后由靜止釋放，撞擊同一木塊，比較木塊被撞擊的距