3.3 能量轉化的量度（原卷版）

3.3能量轉化的量度

學習目錄

目錄

模塊一知識網(wǎng)絡....................................................................................................................................1

模塊二知識掌握....................................................................................................................................2

知識點一、功..................................................................................................................................2

知識點二、功率..............................................................................................................................4

【鞏固提高】..........................................................................................................................................8

知識重點

模塊一知識網(wǎng)絡

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模塊二知識掌握

知識點一、功

定義：物體具有做功的本領，是因為它具有能。做功的過程實質上能量轉化的過程，力對物體

做多少的功，就有多少的能量發(fā)生轉移。

定義作用在物體上的力和物體在力的方向上移動的距離的乘積。

兩個必要因素一個是作用在物體上的力，另一個是物體在力的方向上移動的距離。

計算公式功=力ⅹ距離W=FS=Pt

單位國際單位：焦耳簡稱：焦1焦=1?！っ?/p>

[例題1]（2022?杭州模擬）運動會上，小明為班級買來了一箱礦泉水，則下列過程中，小明對箱子

有做功的是（）

A．小明推放在地面上的箱子，沒推動

B．小明提著箱子站在操場上

C．小明提著箱子在操場上水平勻速走動

D．小明提著箱子上樓梯

[例題2]（2022秋?義烏市期中）如圖所示，塔式起重機下掛著重物，在下列三種情形中：①重物

靜止不動；②重物勻速向上運動；③重物沿水平方向勻速移動。下列關于鋼索拉力對重物做

功的判斷及其原因的分析，正確的是（）

A．只有情形①③做了功，因為重物的機械能發(fā)生了變化

B．只有情形②做了功，因為重物的機械能發(fā)生了變化

C．只有情形①③做了功，因為起重機消耗了能量

D．只有情形②做了功，因為起重機消耗了能量

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[例題3]（2023?平陽縣模擬）如圖是我國擁有完全知識產(chǎn)權的第三代核電機組——華龍一號3號機

組的內(nèi)穹頂?shù)跹b過程，分為上升、平移、下降三個階段。下列能表示上升和平移兩個階段中吊

車拉力對穹頂做功量（用斜影表示）的是（）

A．B．

C．D．

[例題4]（2022秋?瑞安市校級期末）電梯的簡化模型如圖甲所示，考慮安全、舒適、省時等因素，

電梯速度要經(jīng)過加速、勻速和減速的過程，這一過程是通過改變拉力大小來實現(xiàn)的。某次電梯

上升過程中所受拉力F隨上升高度h變化的圖象如圖乙所示。下列所示的圖象中，能正確反應

電梯在上升過程中拉力所做的功W與高度h關系的是（）

A．B．

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C．D．

[例題5]（2023?鹿城區(qū)三模）將制作好的水火箭豎直立于地面如圖甲所示。用打氣筒向瓶內(nèi)打氣，

瓶內(nèi)壓強足夠大時，瓶內(nèi)的水向下噴出，水火箭豎直向上飛起。

（1）瓶內(nèi)的水向下噴出而水火箭向上運動，這是因為。

（2）水火箭瓶體質量為0.5千克。當水火箭豎直上升至15米高時，瓶體克服自身重力做功。

（3）圖乙是水火箭發(fā)射后的速度隨時間變化的圖像，請選出水火箭發(fā)射后受到平衡力的時刻。

（選填“t1”、“2”或“tt3”）

[例題6]（2023?桐廬縣一模）科學課上，喜歡動手的小桐幫助老師搬運實驗器材，器材所受的重力

為150N，底面積為150cm2，距離講臺的水平距離OM＝1.2m，距離講臺面的豎直高度ON＝

0.8m，如圖所示。小桐先用30N的水平推力將器材勻速推到O點，再將器材勻速搬到桌面。

（1）在M點時，器材對地面的壓強為帕；

（2）在MO段，器材受到的摩擦力為牛；

（3）整個過程，小桐對器材做的功為焦。

知識點二、功率

定義：反映物體做功快慢的物理量

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定義單位時間里完成的功叫功率

計算公式功率=功/時間P=W/tP=Fv（v=S/t）

國際單位：瓦特；簡稱：瓦；符號：W常用單位還有：千瓦、兆瓦

單位

1千瓦=1000瓦1兆瓦=1000千瓦=106瓦

[例題7]（2023?西湖區(qū)模擬）甲、乙兩臺塔吊機器的功率分別為P甲＝25kW和P乙＝40kW。則下

列判斷正確的是（）

A．乙一定比甲做功快

B．乙一定比甲做功多

C．相同時間內(nèi)兩機器做功一樣多

D．做同樣多的功，甲所用時間更少

[例題8]（2023?寧波模擬）如甲圖所示，小明用彈簧測力計拉木塊，使它先后兩次沿水平木板勻速

滑動相同的距離，乙圖是他兩次拉動同一木塊得到的距離隨時間變化的圖像，下列說法不正確

（）

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A．兩次木塊運動的速度不相同

B．整個過程中克服摩擦力做功一樣多

C．相同時間內(nèi)兩次拉力對木塊做的功一樣多

D．兩次拉力對木塊做功的功率不相同

[例題9]（2023?柯橋區(qū)模擬）如圖1所示，水平路面由兩段長度相等粗糙程度不等的區(qū)域組成。

在2N水平拉力F的作用下，物塊（空氣阻力忽略不計）從區(qū)域①的最左端由靜止開始運動。

圖2為物塊在區(qū)域①和②上運動的v﹣t圖象，則下列分析正確的是（）

A．拉力F在區(qū)域①做的功大于在區(qū)域②做的功

B．物體在區(qū)域①的慣性比在區(qū)域②的慣性小

C．拉力F在區(qū)域①做功的功率小于在區(qū)域②做功的功率

D．區(qū)域①比區(qū)域②更粗糙

[例題10]（2023?紹興模擬）一定質量的貨物在吊車鋼索拉力的作用下，豎直向上運動，如圖是貨物

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重力，則下列判斷正確的是（）

A．2s時與8s時的拉力大小相等

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B．0﹣6s內(nèi)和6﹣12s內(nèi)通過的距離相等

C．整個上升過程速度一直不變

D．0至12s內(nèi)拉力做功的功率保持不變

[例題11]（2023?龍港市模擬）如圖所示是公園的一個健身器材，桿和繩距離地面均為4米，小龍的

體重為600牛。小龍第一次順著桿從桿頂勻速下滑到地面，速度為2米/秒，第二次沿著比桿粗

糙、豎直的繩從頂部勻速下滑到地面，所用時間為3秒。

（1）當小龍順著桿頂勻速下滑到地面時，需要的時間為秒。

（2）小龍兩次重力做的功率分別為P1、P2，則P1P2（選填“大于”“小于”“等于”）。

（3）運動時，人體產(chǎn)熱增加，散熱也加快，使體溫維持穩(wěn)定。寫出此時散熱的一種方式：。

[例題12]（2023?蕭山區(qū)模擬）如圖1，一物體放在水平地面上，已知物體所受水平拉力F隨時間t

的變化情況如圖2所示，物體相應的速度v隨時間t的變化關系如圖3所示。則下列說法正確

的是（）

A．物體在0﹣2s時，只受到一對平衡力的作用

B．物體在2﹣6s時，受到的摩擦力為3N

C．物體在6﹣8s內(nèi)，克服摩擦力所做的功是18J

D．t＝7s時，拉力F對物體做功的功率是6W

[例題13]（2022秋?上虞區(qū)期末）跳傘是一項極具挑戰(zhàn)的運動，現(xiàn)在越來越受到人們的喜愛，在某

次跳傘訓練過程中，一體重為500N的運動員從空中懸停的直升機上由靜止開始豎直跳下，其

速度與時間的關系如圖所示，經(jīng)15s下落210m后，開始做勻速直線運動直至落地，整個過程

用時30s，求在這個過程中：

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（1）運動員通過的總路程。

（2）重力做的功。

（3）勻速下降時重力做功的功率。

[例題14]（2022秋?衢江區(qū)校級期末）疫情期間推出的一款消毒機器人，可在無人控制的情況下，

對需要消毒場所進行智能消毒。消毒完畢后，關閉噴灑裝置并使機器人在水平地面上沿直線返

回。此過程中，牽引力F隨時間t的變化情況如圖甲所示，消毒機器人前進的速度v的大小隨

時間t的變化情況如圖乙所示。

（1）機器人在運動過程中受到的阻力大小為。

（2）求在3～5s內(nèi)，牽引力做的功。

（3）求該機器人在勻速直線運動時，牽引力的功率。

【鞏固提高】

1.（2023?蕭山區(qū)模擬）如圖有兩個完全相同的彈簧秤，分別用恒力F拉著彈簧秤使不同物體按照

甲、乙圖示位置做勻速直線運動。下列說法正確的是（）

A．甲、乙兩圖中彈簧秤示數(shù)一定相等

B．甲、乙兩圖中兩物體所受的摩擦力一定相等

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C．甲物體在運動過程中拉力F所做的功大于克服摩擦力所做的功

D．乙物體在運動過程中拉力F所做的功等于克服重力所做的功

2.（2023春?西湖區(qū)校級月考）完全相同的A和B兩物體，在相同的力F作用下分別沿粗糙地面

和不計摩擦的光滑冰面移動了相同的距離s。如圖，力F對A、B兩物體做的功分別為W1和

W2，功率分別為P1和P2。下列的大小比較一定正確的是（）

A．W1＜W2B．W1＝W2C．P1＝P2D．P1＞P2

3.（2022秋?鄞州區(qū)期末）一個中學生以最快的速度從一樓跑到教學樓三樓，測得的功率最接近

（）

A．3瓦B．30瓦C．300瓦D．3000瓦

4.（2022秋?溫嶺市校級期中）如圖所示，OQ是水平地面，物體在水平拉力作用下從O勻速直

線運動到Q，OP段拉力F1為300N，F(xiàn)1做的功為W1，功率為P1；PQ段拉力F2為200N，F(xiàn)2

做的功為W2，功率為P2，則（）

A．W1＞W(wǎng)2B．W1＜W2C．P1＞P2D．P1＜P2

5.（2022秋?余杭區(qū)校級月考）如圖，將同一物體分別沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度勻速

拉到頂點A，AB＞AC，拉力分別為F1、F2，拉力做的功為W1、W2，拉力做功的功率分別為

P1、P2，則（）

A．W1＝W2，P1＜P2B．W1＞W(wǎng)2，P1＞P2

C．W1＜W2，P1＜P2D．W1＝W2，Pl＞P2

6.（2022秋?上城區(qū)校級月考）如圖所示，把同一物體G分別沿著光滑的斜面AD、BD、CD從

底端勻速拉到頂端，拉力所做的功（）

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A．沿AD斜面拉時最多

B．沿BD斜面拉時最多

C．沿CD斜面拉時最多

D．沿AD、BD、CD斜面拉時一樣多

7.（2022秋?淳安縣期中）同一物體在力的作用下沿同一水平地面上做直線運動。當物體受到的

水平推力為F1時，運動的路程和時間圖像如圖甲；當物體受到的水平推力為F2時，運動的速

度和時間圖像如圖乙。兩次推力的功率分別為P1、P2。則下列關系正確的是（）

A．F1＝F2P1＞P2B．F1＝F2P1＜P2

C．F1＞F2P1＞P2D．F1＜F2P1＜P2

8.（2020秋?德清縣期末）2020年上半年，我國長江中下游許多省份因連續(xù)大雨發(fā)生洪澇災害。

某抗洪搶險小分隊在一次行動中需要幫老百姓把一個質量為240千克的重物搬到2米高的車上。

為了省力采用5米的長木板搭了一個斜面（如圖所示）。用1200牛的力經(jīng)1分鐘將重物勻速推

到車上。關于此過程，下列說法中正確的是（）

A．他們對重物做了480焦耳的功

B．他們對重物做了12000焦耳的功

C．他們做功的功率為100瓦特

D．他們做功的功率為80瓦特

9.（2022秋?浦江縣期中）如圖所示，用大小相等的拉力F分別沿斜面和水平面拉同一個木箱，

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拉力方向和運動方向始終一致。斜面AB粗糙，長度為sAB，水平面CD光滑，長度為sCD，運

動時間分別為tAB、tCD，運動速度分別為vAB、vCD．則（）

A．若sAB＝sCD，則拉力在AB段做功較多

B．若sAB＞sCD且tAB＝tCD，則拉力在AB段做功較快

C．若sAB＝sCD且tAB＞tCD，則拉力在AB段做功較快

D．若vAB＝vCD，則拉力在AB段和CD段做功一樣多

10.（2023?柯橋區(qū)模擬）某空降兵和降落傘總重800N，從直升機上由靜止開始豎直跳下，14s后

降落傘打開，整個過程速度與時間的關系如圖所示。在跳傘后10s至14s時間內(nèi)人和傘的重力

做功是J，此時人和傘受到的阻力f1＝N，若跳傘18s后，人和傘受到的阻力為

f2，則f2f1（選填“＞”、“＝”或“＜”）。

11.（2022?拱墅區(qū)校級二模）如圖所示，原長為l的輕質彈簧一端固定在豎直墻面上，另一端與水

平面上的木塊相連。推動木塊壓縮彈簧，當其左端至A點時，彈簧具有的彈性勢能為25J；松

手后，木塊在彈簧的作用下往復運動若干次后靜止，此時彈簧具有的彈性勢能為1J。則木塊最

終靜止的位置一定不可能位于（B/C/D）點，整個過程中木塊克服阻力做的功是J，整

個過程中木塊速度最大時其左端可能位于（B/C/D）點。

12.（2021秋?寧波期末）物體在水平地面上做直線運動，當物體運動的路程和時間圖像如圖甲時，

受到的水平推力為F1；當物體運動的速度和時間圖像如圖乙時，受到的水平推力為F2，兩次推

力的功率分別為P1、P2，則F1F2，P1P2（填“＞”、“＜”或“＝”）。

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13.（2022秋?樂清市校級期中）風車可以將風能轉化成其他形式的能。小宛制作了如圖所示的一

架小風車，想粗略測定風車在一定風速下做功的功率。

（1）觀察實驗裝置，小宛還需要準備的實驗儀器有刻度尺、托盤天平、。

（2）風車做功的過程中，回形針獲得了動能和能。

（3）實驗時，逐漸增加掛在細線下的回形針數(shù)量，直到細線恰好緩慢勻速提升回形針為止。若

測得回形針勻速上升的高度為h、所用的時間為t、回形針的總質量為m，