1、第十一章功和机械能单元讲、析与提高对本章知识点进行提炼、总结和详解知识点一：功及其计算1.功的定义：一个力作用在物体上，使物体在 力的方向上通过一段距离，这个力就对物体做了功。2.功的两个必要条件：有力作用在物体上； 物体在力的方向上通过了距离。3.不做功的三种情况：有力无距离（如图（1）静止在桌面上的茶杯，受到重力和桌面对它的支持力的作用）；有距离无力（如图（2），小球在光滑的桌面上运动，小球不受力的作用力）、力和距离垂直（如图（3）小球在光滑桌面上匀速运动，重力和支持力与运动方向垂直）。图（1）茶杯受到重力和支持力作用，但无运动图（2）在光滑的桌面上匀速运动的小球不受力的作用图（3）沿水桌
2、面运动的小球，它受到的重力和支持力与运动方向垂直4.功的公式：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：。5.功的单位：国际单位制中，功的单位是：焦耳，符号是J，1J=1Nm 。6.功的公式的应用：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应；功的单位“焦”（牛米 = 焦），不是力和力臂的乘积（牛米，力臂单位不能写成“焦”）。知识点二：功率及其计算1.定义：单位时间里完成的功；或说成：单位时间内力作做的功。2.功率的物理意义：功率是表示力做功快慢的物理量；即单位时间内完成的功。3.公式：。4.单位：在国际单位制中，功率单位是瓦特，符号是 W
3、。常用单位还有千瓦（kW）、马力。换算关系：。5.功率公式的解释：（1）物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积，即。（2）利用该公式时要注意：拉力F必须是恒力，且物体运动的速度应不变；v的单位必须用m/s，这样算出的功率单位才是W；速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。知识点三：动能和势能1.什么是动能：物体由于运动而具有的能。如图（1）所示，物体都具有动能。行驶的汽车飞翔的小鸟空中的客机自由下落的小球图（1）运动的物体2.影响动能的因素物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度
4、大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小；具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。3.动能是“由于运动”而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”，不运动的物体也具有能量，但不具有动能。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。4.重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。（1）重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。（2）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其
5、他形式能量。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。5.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。如图（2）所示，撑杆跳高时弯曲的杆、拉开的弓箭都具有弹性势能。弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；形变程度越大，其弹性势能越大。撑杆跳高拉开的弓箭图（2）物体的形变知识点四：机械能及其转化1.动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。2.动能与势能的相互转化（1）在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。（2）在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳
6、水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。（3）机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变，这个规律叫做机械能守恒。（4）水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。利用风能发电，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”联在一起供电。对本章常考热点、考查方式和考题类型进行剖析考点1：功及其计算功、功率和机械能是初中物理重点内容，也是分值高、考查形式多样、问题变化较多的内容，所
7、以做好本部分的专题复习尤为重要。从近几年的中考试题来看，对于“功”主要考查学生对概念的理解和掌握程度，主要内容有：功概念的认识以及简单计算，能解释生活中做功例子等。功在中考中出现概率较高，主要题型以填空题、选择题和计算题为主，常见题型是选择题和计算型填空题，均属于基础题型，试题难度以中等为主；难度较高主要集中判断物体（力）做功，通过对功的计算考查学生对功的理解程度。典例一：（2020北京）如图所示的情境中，人对物体做功的是（ ）。A. 用力搬石头没有搬动；B. 人将重物从地面拉到高处；C. 人推一块大石头没推动；D. 人使箱子沿水平方向做匀速直线运动【答案】B。【解析】A人用力搬石头但没有搬动
8、，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不符合题意；B人将重物从地面拉到高处，对物体有向上的拉力，物体在拉力的方向上通过了距离，所以拉力对物体做了功，符合题意；C人推一块大石头没推动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不符合题意；D人使箱子沿水平方向做匀速直线运动，人给箱子一个向上的力，箱子向上没有移动距离，人对箱子没有做功，不符合题意。故选B。典例二：(2019海南)用大小相同的力F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），F所做的功分别为W1和W2，则（ ）。A B C D【答案】B。【解析】根据功的计算公式，得，。可
9、见，故应选B。考点2：功率及其计算从近几年的中考试题来看，对于“功率”主要考查学生对功率概念的理解和掌握程度，主要内容有：功率概念的认识以及简单计算，能进行功率的计算并利用功率解释生活中例子等。功率在中考中出现概率较高并经常与功的概念结合出现。考题主要题型以填空题、选择题和计算题为主，常见题型是选择题和计算型填空题，均属于基础题型，试题难度以中等为主；难度较高主要集中在判断物体（力）做功功率并与效率结合在一起的题目，通过对功率的计算考查学生对功率概念的理解程度。典例三：（2019邵阳）参加今年邵阳市初中毕业学业考试的王小鹏同学听到考试预备铃响了，考室还在四楼呀!一口气从一楼跑到四楼考室，所用时
10、间为30秒。他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（ ）。A1.5W B15W C150W D1500W【答案】C。【解析】王小鹏同学的体重约为500N，一层楼高约为3m，从一楼跑到四楼上升了三层楼的高度约9m，所用时间为30s；则克服自己重力做功的功率约为：P=150W。故选C。典例四：（2020衡阳）近期我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上。为了省力采用5m的长木板搭了一个斜面（如图所示）。用1200N的力用了5min将重物匀速推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（）。A他对重物
11、做了4800J的功；B他做功的功率为16W；C此次简易斜面装置的机械效率为50%；D斜面是一种省力杠杆【答案】AD。【解析】A、重物的重力：Gmg240kg10N/kg2400N，李军对重物做的有用功：W有用Gh2400N2m4800J，故A正确；B、做的总功：W总Fs1200N5m6000J做功的功率为：P20W，故B错误；C、简易斜面装置的机械效率：100%80%，故C错误；D、据课本知识可知，斜面本质上是一种省力杠杆，故D正确。故选：AD。考点3：动能和势能动能和势能都是机械能，是本章的重要内容，在中考试卷中属于常考热点。从近几年的中考试题来看，“动能”主要考查物体是否具有动能、动能大小
12、比较以及影响物体动能大小的因素；“势能”主要考查物体是否具有势能，势能大小比较以及影响势能大小的因素（势能分为重力势能和弹性势能）。动能和势能考题中，注意联系生活实际，把所学知识与生活相结合。中考考题中，有关动能和势能问题形式基本上固定，常见于选择题、填空题，涉及动能实验探究题出现概率也较高，至于势能的实验探究题也曾出现过，但概率不高。填空题、选择题均属于基础题型，试题难度以中等偏下为主，只要能很好地掌握动能和势能的基本概念，一般情况下都可以很好地解答；难度较高主要集中在动能和势能的实验探究问题中，要想很好解答实验探究类试题，大家应正确理解动能和势能的基本概念以及影响它们大小的因素，另一方面利
13、用物理分析方法结合所探究的问题，就可以很好解答此类考题。典例五：（2020绥化）人造地球卫星绕地球从近地点向远地点运动时，下列说法正确的是（）。A势能变小B动能不变C动能转化为重力势能D机械能变小【答案】C。【解析】在从近地点向远地点运动的过程中，卫星的质量不变，速度减小，动能减小；卫星的质量不变、相对高度增加，势能增大，动能转化为重力势能；此时的机械能是守恒的，保持不变，故C正确、ABD错误。故选：C。典例六：（2020北京）如图所示为游乐园的过山车运行的情境，下列说法正确的是（ ）。A. 过山车从高处加速滑下的过程中，动能增加；B. 过山车从高处加速滑下是由于受到惯性的作用；C. 过山车从
14、低处上升的过程中，重力势能增加；D. 过山车从低处上升的过程中，重力势能转化为动能【答案】AC。【解析】A过山车从高处加速滑下的过程中，质量不变，速度增大，所以动能增加，故A正确；B过山车从高处加速滑下是因为受重力的作用，故B错误；C过山车从低处上升的过程中，质量不变，高度升高，所以重力势能增加，故C正确；D过山车从低处上升的过程中，动能减小，重力势能增大，且克服阻力做功，将动能转化为重力势能和内能，故D错误。故选AC。考点4：机械能及其转化机械能包含动能和势能，是本章的重要内容，同样也是中学物理重点内容，在中考试卷中属于常考热点。从近几年的中考试题来看，本节中主要涉及到动能和势能之间的转化以
15、及机械能守恒；当物体只受重力作用时，物体的动能和重力势能之和不变，这就是机械能守恒。在机械能转化和守恒考题中，注意把物体的实际运动与生活实际，把所学知识与生活相结合。中考考题中，有关机械能问题形式基本上固定，常见于选择题、填空题，有关机械能问题也是与动能和势能结合在一起进行考查，并且考查机械能之间的转化问题更为普遍。填空题、选择题均属于基础题型，试题难度以中等偏下为主，只要能很好地掌握机械能转化规律，一般情况下都可以很好地解答；难度较高主要集中在机械能守恒上，一般情况下试题会告诉考生物体的机械能是否守恒，只要机械能守恒动能与势能的总和就保持不变。典例七：（2020武汉）滑跃式起飞是一种航母舰载
16、机的起飞方式。飞机跑道的前一部分是水平的，跑道尾段向上翘起。如图所示，飞行员驾驶舰载机从图示位置由静止开始一直加速直至离舰的过程中，下列说法正确的是（）。A. 飞行员的动能先增加后减少B. 飞行员的机械能一直减少C. 飞行员的机械能一直增加D. 飞行员的机械能先不变后增加【答案】C。【解析】飞行员一直加速直至离舰的过程中，飞机跑道的前一部分是水平的，飞行员重力势能不变，速度增大，质量不变，动能增大，机械能增大。跑道尾段向上翘起，质量不变，速度增大，高度增高，所以飞行员的动能增大，重力势能增大，机械能增大。故选C。典例八：（2020四川乐山）2020年6月17日15时19分，我国在酒泉卫星发射中
17、心用长征二号丁运载火箭，成功将高分九号03星送入预定轨道，发射获得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（）。A. 动能增大，势能减小B. 动能不变，势能增大C. 动能增大，势能增大D. 动能减小，势能增大【答案】C。【解析】火箭加速升空时，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大。故选C。考点分类：本单元考点分类见下表考点分类考点内容考点分析与常见题型常考热点功的计算填空题较多，有时也存在于压轴计算题中，主要考查对功的计算与理解功率的计算填空题较多，有时也存在于压轴计算题中，主要考查对功率的计算与理解动能与势能大小判断、是否具有动能或势能填空题、选择题较多，主要考
18、查动能或势能的基本概念以及影响它们大小的因素动能与势能的转化填空题、选择题较多，主要考查动能或势能如何转化机械能守恒及应用主要是选择题、填空题，利用机械能守恒解决问题一般考点判断是否做功选择题或填空题较多，并与其他知识点结合功率大小分析选择题或填空题较多，并与其他知识点结合动能和势能的实验探究主要是填空题，结合物理方法探究影响它们大小的因素冷门考点涉及功的简答题利用所学功的知识解释现象，出现概率较低功率概念的理解利用所学知识解释现象，出现概率较低弹性势能选择题或填空题，考查影响弹性势能的因素或物体是否具有弹性势能以近三年各地中考真题为选材，对本章常考热点进行示例详解示例一：判断是否做功：（20
19、18贵阳）如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（）。A整个过程只有重力在对小球做功；B小球在A、B两点具有的动能相同；C小球在A、B、C三点的速度大小关系是ABC；D小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能【答案】C。【解答】解：A、小球受到竖直向下的重力的作用，下落中，移动了距离，小球的重力是做功的，因为是粗糙的弧形轨道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故A错误；B、在粗糙的弧形轨道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，所以小球下落过程中，机械能减小，故在A、B两点具有的动能不同，故B错误；
20、C、小球运动过程中，要克服摩擦力做功，机械能减小，小球质量不变，故小球在A、B、C三点的速度大小关系是ABC，故C正确；D、要克服摩擦力做功，机械能减小，故在A点具有的机械能大于它在C点具有的重力势能，故D错误。故选：C。示例二：功的计算：（2020河南）频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一，图 6所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置，不计空气阻力，在小球下落的过程中，下列说法正确的是（ ）。A.小球的重力势能逐渐增大；B.小球的机械能逐渐减小；C.小球的重力在 ab 段做功比在 cd 段多；D.小球的重力在 ab 段做功比在 cd 段多慢【答案】D。【解析】A 选项小球下落
21、重力势能减小，故错误；B 选项忽略空气阻力时，小球重力势能与动能互相转化，机械能守恒，大小不变，故错误；C 选项 ab 段长度小于 cd 段，重力相同，作用大小与下落距离成正比，ab 段做功小于 cd 段，故错误；D 选项，ab 段做功小于 cd 段做功，而用时相当，所以 ab 段功率小于 cd 段做功，D 正确。示例三：功率的计算：（2020南充）如图所示，重为2N的物体A放在水平桌面上，重为5N的物体B挂在动滑轮下，每个滑轮重为1N（不计绳重和摩擦），B恰好可以匀速下降。现对A施加水平向左的拉力使B上升，当B以0.3m/s的速度匀速上升时，拉力大小为F下列说法正确的是（）。AB匀速下降时，
22、物体A受到3N的摩檫力；B拉力F的大小为4N；C拉力F的功率为3.6W；DB匀速上升0.6m的过程中，拉力F做功2.4J【答案】BC。【解析】A、由图可知动滑轮上绳子的段数n3，不计绳重及摩擦时，则绳子自由端的拉力（即滑轮组对物体A的拉力）：FA（GB+G动）（5N+1N）2N，B匀速下降，物体A匀速向右运动时，受到向右的拉力FA和向左的摩擦力作用，则由二力平衡条件可得，物体A受到的摩檫力：fFA2N，故A错误；B、当使物体B以0.2m/s的速度上升时，物体A匀速向左运动，此时A受到向右的拉力FA、摩擦力和向左的拉力F作用，由于物体A对桌面的压力大小和接触面的粗糙程度都不变，则摩擦力大小不变，
23、所以，由力的平衡条件可得FFA+f2N+2N4N；故B正确；C、绳子自由端移动的速度（即物体A运动的速度）：vA3vB30.3m/s0.9m/s，则拉力F的功率为：PFvA4N0.9m/s3.6W；故C正确；D、B匀速上升0.6m，则绳子自由端移动的距离：sA3sB30.6m1.8m，该过程中拉力F做功：WFsA4N1.8m7.2J，故D错误；故选：BC。示例四：动能：（2020天津）2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射成功若某卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时速度增大了，由此可知其动能（）。A. 减小B. 增大C. 不变D. 消失【答案】B。【解析】卫星沿
24、椭圆轨道从远地点向近地点运动时，高度减小重力势能减小，速度增大，动能增大，总的机械能不变。故选B。示例五：重力势能：（2019绵阳）2019年1月3日，嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆。嫦娥四号探测器在距离月球表面100米高处悬停，对月球表面识别，并自主避障，选定相对平坦的区域后，开始缓慢地竖直下降，最后成功软着陆。从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中，嫦娥四号探测器的重力势能_，机械能_。（选填“增加”或“不变”或“减少”）【答案】减少；减少。【解析】嫦娥四号从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减少；该过程中其速度减小，动
25、能减少；探测器没有发生弹性形变，不具有弹性势能，则机械能等于重力势能与动能的总和，所以其机械能减少。故答案为：减少；减少。示例六：弹性势能：（2020江苏泰州）在水平地面上铺一张纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从高处下落，在纸上留下黑色圆斑A、B。如图所示。关于皮球两次下落形成圆斑的过程，下列说法正确的是（）。A. 皮球对纸的最大压力相等； B. 皮球刚到达纸面时的速度相等；C. 皮球刚到达纸面时的动能相等；D. 皮球获得的最大弹性势能不等【答案】D。【解析】A由图可知，黑色圆斑B比较大，而力的大小影响力的作用效果，力越大作用效果越明显形变量越大，可知从B处落下的皮球对纸的最大压力较大，故A错
26、误；BCD皮球从不同的高度落下时，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能；在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了弹性形变，此过程是动能转化为弹性势能，由图中两个圆斑大小可看出，圆斑大的（B）皮球转化的弹性势能较大，说明它原来所具有的重力势能大，即B所处的高度较高；可知从B处落下的皮球刚到达纸面时的速度较大，此时动能也较大，故BC错误；D正确。故选D。示例七：动能与势能实验探究：（2019湖州）打网球已成为我国青少年喜欢的体育运动项目，如图甲为快速飞行的网球遇到迎面而来的球拍时的三个瞬间，图乙为用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片。（1）网球遇到球拍时，球和
27、球拍都变形了，这说明_（写两点）。（2）球遇到球拍后的某一瞬间，网球的速度刚好变为零，则该瞬间网球所受的力是否平衡？_（3）网球表面比较粗糙，在空中飞行时所受空气阻力不可忽略。图乙中，网球从A点经过最高点B飞行到C点的过程中，下列说法正确的是_（选填序号）。在A、B、C三点，网球在A点机械能最大位于最高点B时，网球的动能为零在该飞行过程中，网球的势能先增大后减小【答案】力使物体发生形变；力的作用是相互的；否；。【解析】（1）球撞到球拍上，球拍发生了形变；说明：力能改变物体的运动状态；同时球的运动方向也发生了变化，说明球也受到了球拍的力；说明：力的作用是相互的；（2）物体受力平衡时运动状态不发生
28、改变；物体速度某个瞬间为零并能说明物体就受力平衡，小球速度为零下一瞬间将反向运动，说明小球不是出于平衡状态。所以该瞬间小球受力不平衡。（3）网球飞行过程中高度先增大再减少，所以小球的重力势能先增大再减小，而过小球离开球拍后它的弹性势能是不变的，所以势能先增大后减小。故答案是：（1）力使物体发生形变，力的作用是相互的；（2）否；（3）。示例八：机械能转化：（2020新疆）羽毛球比赛中，空中飞行的羽毛球先后经过A、B两点时的动能相等，相比A点，羽毛球在B点时（）。A. 机械能较小，重力势能较大B. 机械能较大，重力势能较大C. 机械能较小，重力势能较小D. 机械能较大，重力势能较小【答案】C。【解
29、析】羽毛球在空中从A到B飞行的过程中，由于空气阻力的存在，机械能不守恒，故机械能减小。又因为羽毛球先后经过A、B两点时的动能相等，故重力势能减小，故ABD不符合题意；C符合题意。故选C。示例九：机械能守恒：（2020安徽）一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的 一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么（ ）。A. 卫星在远地点的势能最大，动能为零；B. 卫星在近地点的动能最大，势能为零；C. 卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大，动能减小；D. 卫星从近地点向远地点运动过程中，动能增大，势能减小【答案】C。【解析】卫星在
30、太空运行过程中，机械能守恒： A.卫星在远地点的势能最大，动能最小，但是速度不为零，所以动能不为零，故 A 选项错误；B.卫星在近地点的动能最大，势能最小，但是势能不为零，故 B 选项错误；C、D.根据上述分析可知，卫星从远地点向近地点运动的过程中，势能减小、动能增大；卫星从近地点向远地点运动的过程中，势能增大、动能减小，故 C 正确、D 错误。 综上所述，故选 C。以近三年各地中考试题和模拟题为选材，以常考热点为突破点进行提升训练一、选择题1.（2020山东滨州）如图所示，重的物体在水平拉力F的作用下，以的速度沿水平地面向左匀速直线运动了，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中，下列说法正确的
31、是（）。A. 拉力F做的功为；B. 物体与地面间的滑动摩擦力为；C. 额外功的功率为；D. 若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低【答案】BC。【解析】A物体移动距离：s物=v物t=0.1m/s20s=2m由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s=3s物=32m=6m拉力F做的功：W总=Fs=100N6m=600J，故A错误；B有用功：W有=物体与地面间的滑动摩擦力：f=180N，故B正确；C额外功：W额=W总-W有=600J-360J=240J额外功的功率：P=12W；故C正确；D若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，故增大了有用功，
32、所以在额外功不变的情况下，滑轮组的机械效率变大，故D错误。故选BC。2（2020衡阳）2020年6月23日，最后一颗北斗卫星在西昌顺利发射升空，标志我国自主研发、组建的北斗卫星定位系统成功组网。下列说法中错误的是（）。A其中的地球“同步”卫星相对于地球是静止的；B其中沿椭圆轨道绕地球运行的卫星在远地点时，重力势能最大，动能为0；C卫星与地面设备之间是利用电磁波传递信息；D卫星的太阳能电池板工作时将太阳能转化成电能【答案】B。【解析】A、因为同步卫星的转动和地球的转动是同步的，它相对地球的位置没有发生变化，所以地球同步通讯卫星相对于地球是静止的，故A正确；B、卫星运行到远地点时，速度最小，距离地
33、球的高度最大，此时卫星的重力势能最大，动能最小，故B错误；C、电磁波传播不需要介质，卫星与地面设备之间是利用电磁波传递信息，故C正确；D、卫星上的太阳能电池板工作时，将太阳能转化成电能，故D正确。故选：B。3（2020衡阳）将不同质量的钢球从如图所示光滑轨道ABCD上的A点释放，通过水平面BC，运动到斜面CD上的过程中，下列相关解释中正确的有（）。A从A运动到B的过程中重力势能转化为动能；B钢球在水平面BC上由于受到惯性，所以能继续向前运动；C钢球在斜面CD上受到的重力和支持力不是一对平衡力；D钢球的质量越大，到达B点时的速度越大【答案】AC。【解析】A、从A运动到B的过程中，高度减小，速度变
34、大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能，故A正确；B、钢球在水平面BC上由于具有惯性，所以能继续向前运动，惯性是一种性质，不能说受到惯性，故B错误；C、钢球在斜面CD上受到的重力和支持力没有在同一条直线上，不是一对平衡力，故C正确；D、从A点滑下，到达B点时，由于下降的高度相同，则速度相同，速度大小与质量无关，故D错误。故选：AC。4.（2020山东滨州）以下四图节选自我国古代科技著作天工开物，其中说法正确的是（）。A. 图甲“没水采珠”中，水面下采珠人下潜的越深受到水的压力越小；B. 图乙“竹笆沉底”中，船上装载的竹笆越多，船受到的浮力保持不变；C. 图丙“河池山锡”中，水由高处流下
35、，水的重力势能转化为动能；D. 图丁“六桨客船”中，划水的船桨属于省力杠杆【答案】C。【解析】A同种液体，深度越深，压强越大，水面下采珠人下潜的越深受到水的压强越大，由F=pS可知受到水的压力越大，故A错误；B船上装载的竹笆越多，船的总重力越大，船处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，所以船受到的浮力变大，故B错误；C水由高处流下，水的高度降低，速度增大，重力势能减小，动能增大，水的重力势能转化为动能，故C正确；D划水船桨的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D错误。故选C。5.（2019潍坊）无人机已被应用于诸多领域，如图所示是一款四翼无人机。在无人机匀速上升过程中，对其分析正确的是（ ）。A质量
36、增加B动能增加C重力势能增加D机械能不变【答案】C。【解析】无人机匀速上升过程中，无人机的质量不变，高度增大，重力势能增大；速度不变，质量不变，其动能不变；无人机上升过程中，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，所以机械能等于重力势能与动能的总和，重力势能增大，动能不变，其机械能增大。故选C。6（2018淄博）如图所示，ACBC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，在不考虑摩擦的情况下（）。AF1F2，P1=P2BF1F2，P1P2CF1=F2，P1=P2DF1F2，P1P2【答案】A。【解析】（1）不计摩擦，斜面AC倾斜角度小于BC
37、，则ACBC，所以物体沿AB运动时拉力较小，即F1F2；（2）不计摩擦，使用光滑的斜面没有额外功，拉力在两斜面上做功相同（等于克服物体重力所做的功），即W1=W2；拉力做功相同，所用时间相同，根据P=可知，拉力做功的功率相同，即P1=P2。故选：A。7（2018烟台）如图所描述的情景中，没有发生动能转化为势能的是（）。【答案】A。【解答】解：A、滑滑梯时，人的高度降低，速度变大，是重力势能转化为动能，没有发生动能转化为势能，故A符合题意；B、荡秋千时，在从低处向高处运动时，人与秋千的速度减小，高度增加，是动能转化为重力势能，故B不合题意；C、在跳水比赛中，人向上弹起的过程中，高度增大，速度减小
38、，是动能转化为重力势能，故C不合题意；D、在单杠上翻转时，若人由下向上运动，人的速度减小，高度增加，是动能转化为重力势能，故D不合题意。故选：A。8（2018临沂）如图所示，单摆中的小球在ABC间不停地往复运动，如果不考虑阻力的影响，以下说法错误的是（）。A小球在A、C处的势能最大；B小球在B处只受重力作用；C小球由A到B过程中，重力势能转化为动能；D小球运动到C处时，如果受到的外力全部消失，将保持静止【答案】B。【解析】A、小球的质量不变，在A、C处的高度最高，重力势能最大，故A正确；B、小球在B处受到重力和绳子的拉力的共同作用，故B错误；C、小球由A到B过程中，不计阻力，机械能守恒，高度减
39、小，速度增加，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能，故C正确；D、小球运动到C处时，处于静止状态，如果受到的外力全部消失，小球仍然会静止，故D正确。故选：B。二、填空题9.（2020安徽）如图所示，工人沿斜面用一定大小的力 F 把一重为 600N 的物体从斜面底部匀速推到顶端（不考虑物体的大小）。已知斜面长 L=3m，高 h =1.5m.若该过程中斜面的效率为 60%，则力 F 所做的功为_J。【答案】1500。【解析】有用功：W 有=Gh=600N1.5m=900J；根据：得 。10.（2020天津）小明在超市购物时，用10N的力沿水平方向推着购物车在水平地面上前进10m，用时10s，
40、则推力做的功等于_J，推力的功率等于_W【答案】（1）100；（2）10。【解析】推力做的功：W=Fs=10N10m=100J；推力的功率：。11.（2020贵州黔南）2020年5月5日 18时00分，长征五号B运载火箭，搭载新一代载人飞船试验船，在我国文昌航天发射场点火升空，然后进入预定轨道。5月8日13时49分，载人飞船试验船的返回舱成功着陆在东风着陆场预定区域。新飞船试验船飞行试验任务取得圆满成功。在火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的载人飞船试验船的动能_（ 选填“不变”“增大”“减少”）。在返回舱返回地面的过程中会与大气摩擦，返回舱的部分机械能转化为_能。【答案】（1）增大；（2）内。
41、【解析】在火箭加速升空过程中，载人飞船试验船质量不变，速度增大，因此动能增大。在返回舱返回地面的过程中会与大气摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能。12.（2020湖南常德）抗疫防控期间，常德市防疫部门利用雾炮车对城区街道喷洒消毒剂进行消毒和除尘，雾炮车在水平路面匀速前进喷洒消毒液的过程中，雾炮车的动能_（选填“变大”、“不变”或“变小”），喷洒时离得较远的环卫工人也能闻到消毒液的气味，这是_现象。【答案】（1）变小；（2）扩散。【解析】雾炮车在匀速喷洒消毒液的过程中，车的速度不变，但随着消毒液的减小，车的总质量减小，所以车的动能变小。喷洒消毒液时，能闻到其气味，是其分子在不停地作无规则的运动
42、，即为扩散现象。13.（2020黑龙江龙东）炎热的夏天，一辆正在喷洒消毒液的汽车匀速行驶在水平公路上，汽车的动能；惯性（变大、变小或不变）。【答案】变小；变小。【解析】物体动能大小与物体的质量和速度有关；惯性的大小只与物体的质量有关；正在喷洒消毒液匀速行驶的汽车质量不断减小，惯性减小，速度不变，故动能减小。14.（2020江苏连云港）在水平地面上铺一张纸将两个弹性相同。质量分别为mA和mB的皮球A和B表面涂黑，让它们从相同高度由静止下落，在纸上留下黑色圆斑如图所示，分析图中两个圆斑大小，可推断mA_mB（选填“大于”、“小于”或“等于”）。皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，由此判断，皮球的
43、机械能总量_（选填“不变”、“减少”或“增大”）。【答案】（1）小于；（2）减少。【解析】从图中A、B的印迹看出，B球的形变大，说明它原有的重力势能大，由于高度相同，所以质量为mB的皮球的质量较大，即mAmB皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，皮球的一部分机械能转化为了内能，所以在整个运动过程中的机械能减少。15.（2020自贡）如图所示，小朋友在玩荡秋千时，当从最高位置向下荡的过程中，小朋友的_能转化为_能。【答案】（1）重力势；（2）动。【解析】当从最高位置向下荡的过程中，高度减小，质量不变，重力势能减少；质量不变、速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。16.（2019遂宁）如图是老师
44、设计的探究机械能转化的实验装置，将一弹簧下端固定于带槽的斜面底端，弹簧上端处于斜面A点处；将一小球从斜面顶端释放，小球经过斜面A点后压缩弹簧，在斜面C点停止；然后在弹力的作用下小球再向上运动到斜面的D点，接看再向下运动；如此往复几次后小球在斜面的B点静止，那么小球第一次下降经过斜面的_（选填“A“B“C”“D”“O”）点时动能最大；小球上升时不能再回到O点的原因主要是小球克服摩擦做功，将部分机械能转化成了_。【答案】B；内能。【解析】（1）从O到A的过程中，小球沿斜面向下重力的分力大于沿斜面向上的摩擦力，合力沿斜面向下，小球做匀加速直线运动；由题意可知，小球最后在斜面的B点静止，小球在该点受到
45、的合力为零，则从A到B的过程中，小球沿斜面向下重力的分力大于沿斜面向上的摩擦力与弹力之和，合力沿斜面向下，小球做变加速直线运动；从B到C的过程中，小球沿斜面向下重力的分力小于沿斜面向上的摩擦力与弹力之和，合力沿斜面向上，小球做变减速直线运动，直至在C点瞬时静止，综上可知，小球第一次下降经过斜面的B点时速度最大，动能最大；（2）小球上升时不能再回到O点的原因主要是小球克服摩擦做功，将部分机械能转化成内能。故答案为：B；内能。17（2018南京）2018年5月21日凌晨，“鹊桥”号中继星在我国西昌卫星发射中心成功发射升空（如图所示）。“鹊桥”号中继星在随火箭加速上升过程中，重力势能 （选填“变大”
46、、“变小”或“不变”，下同），动能 。【答案】变大；变大。【解析】卫星加速上升过程中，质量不变、速度增大，动能变大；同时，质量不变、高度增加，所以重力势能变大；由于火箭对卫星做功，故使得其机械能不断增加。故答案为：变大；变大。18. （2018德阳）如图所示的铁块重力G=4N，被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,当他在竖直方向上拉力F=6N的作用下向上运动, 则铁块受到的摩擦力为_N。铁块此时速度v与时间t的关系图象如图乙所示, 4s内拉力F做的功是_J。【答案】2；4.8。【解析】（1）由乙图可见，铁块在竖直方向上运动时，速度保持不变，因此铁块做匀速直线运动，铁块受到平衡力的作用。在竖直方
47、向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F，根据平衡力的特点，故铁块受到摩擦力大小f=F-G=6N-4N=2N。（2） 铁块在4s内升高的距离s=vt=0.2m/s4s=0.8m，（3） 因此拉力F做的功W=Fs=6N0.8m=4.8J。故答案为：2；4.8。三、计算题19.（2020四川雅安）一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如图所示，在第10s时速度达到15m/s，通过的路程为80m。求(1)在010s内汽车的平均速度；(2)设汽车在匀速行驶过程中所受阻力不变，大小为f=4000N，则汽车匀速行驶时的功率；(3)在010s内汽车发动机产生的牵引力
48、所做的功。【答案】(1)8m/s；(2)；(3)。【解析】(1)由题知，在010s内汽车通过的路程s=80m，则在010s内汽车的平均速度：(2)由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度v=15m/s，此时汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，则牵引力：F=f=4000N汽车行驶时的功率为：(3)因为汽车的功率不变，所以在010s内汽车发动机产生的牵引力所做的功答：(1)在010s内汽车的平均速度为8m/s；(2)汽车行驶时的功率为；(3)在010s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是。20.（2020广东）某轿车在平直公路上行驶的45s内，其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图像分
49、别如图甲、乙所示。已知前10s轿车运动的路程为100m。求：(1)前10s轿车运动的平均速度；(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程；(3)动力F做的总功。【答案】(1)10m/s；(2)700m；(3)1.1106J。【解析】(1)前10s轿车运动的平均速度：(2)根据可知，轿车在匀速直线运动阶段通过的路程：(3)动力F做的总功：答：(1)前10s轿车运动的平均速度是10m/s；(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程是700m；(3)动力F做的总功为1.1106J。21.（2020贵州黔东南）为减少新型冠状病毒的滋生蔓延，武汉市城管部门在夜间对城区道路集中开展了雾炮车喷洒消毒作业（如图所示）
50、。某型号雾炮车空载时的质量为10t，它配备了一个体积为10m3的水箱。为了方便清洗，水箱底部有一个排水孔，排水孔盖子面积约为100cm2：(1)雾炮车匀速前进喷洒过程中，在2.4km的路段上用时20min，则雾炮车的速度是多少？(2)消毒液喷洒完后空载匀速返回时，若雾炮车在水平地面上匀速行驶时受到的阻力为车重的0.05倍，则行驶2.4km的水平路面上，牵引力所做的功为多大？（g取10N/kg）(3)当水箱中消毒液的深度为1m时，排水孔盖子受到消毒液的压力约为多大？（消毒液的密度为0.8103kg/m3）【答案】(1)2m/s；(2)；(3)80N。【解析】(1)在2.4km的路段上用时20mi
51、n，则雾炮车的速度：(2)雾炮车空载时在水平地面上匀速行驶时受到的阻力与牵引力是一对大小相等的平衡力，且受到的阻力为车重的0.05倍，则牵引力：则牵引力所做的功：(3)当水箱中消毒液的深度为1m时，排水孔盖子受到消毒液的压强：排水孔盖子面积约为100cm2，根据可得排水孔盖子受到消毒液的压力：答：(1)雾炮车的速度是2m/s；(2)牵引力所做的功是；(3)当水箱中消毒液的深度为1m时，排水孔盖子受到消毒液的压力是80N。22.（2020贵州黔南）小聪的体重是500N，家住19楼（楼的层高为3m），家里用燃气灶烧水、做饭。如果他从1楼步行上楼到家里（走了18层楼），用时3 min。已知天然气的热
52、值3.0107J/m3，水的比热容是4.2103J/（kg）。问：(1)他上楼克服重力做的功是多少？做功的功率是多少？(2)完全燃烧多少立方米天然气放出的热量与小聪做的功相等？如果这些热量有35%被水吸收，能使0.5 kg水的温度升高多少？【答案】(1)2.7104J；150W；(2)0.0009m3；4.5。【解析】(1)上楼的高度为：上楼克服重力做的功是：做功的功率是：。(2)由题可知，Q放=W=2.7104J根据Q放=Vq，水吸收热量：根据，。答：(1)他上楼克服重力做的功是2.7104J。做功的功率是150W。(2)完全燃烧0.0009m3天然气放出的热量与小聪做的功相等。如果这些热量
53、有35%被水吸收，能使0.5 kg水的温度升高4.5。23.（2020四川成都）据光明日报客户端报道，“东方电机有限公司研制的世界首台百万千瓦水电机组核心部件完工交付”入选2019年中国十大科技进展新闻。首台百万千瓦转轮由多个叶片组成，每个叶片重达11吨。叶片由钢质材料制成，一个叶片的质量为11吨，钢的密度为=7.90103kg/m3，常数g取10N/kg。求：(1)一个叶片的体积；(2)将一个叶片整体匀速提升4m需要做的功。【答案】(1)1.39m3；(2)4.4105J。【解析】(1)一个叶片的体积：(2)将一个叶片整体匀速提升4m需要做的功：答：(1)一个叶片的体积为1.39m3。(2)
54、将一个叶片整体匀速提升4m需要做的功为4.4105J。24.（2020四川乐山）如图所示，一款新型无人驾驶电动汽车，总质量为1.5103kg，在性能测试中，沿平直的公路匀速行驶，行驶过程中汽车受到的阻力为总重力的0.1倍，（g取10N/kg）求：(1)汽车匀速行驶的速度；(2)汽车受到的牵引力；(3)此过程中汽车牵引力所做的功和做功功率。【答案】(1)10m/s (2)1.5103N (3)2.7106J，1.5104W。【解析】(1)汽车行驶的路程：汽车行驶的时间：汽车匀速行驶的速度：(2)由于汽车匀速行驶，所以汽车受到的牵引力等于阻力：(3)此过程中汽车牵引力做功：汽车牵引力做功的功率：
55、。答：(1)汽车匀速行驶的速度为10m/s；(2)汽车受到的牵引力为1.5103N；(3)此过程中汽车牵引力所做的功为2.7106J，做功的功率为1.5104W。25（2020安徽）在车站广场上，常常看见人们将旅行包 B 平放在拉杆箱 A 上，如图甲所示。假设作用在箱子上的水平推力 F 推20N，A、B 一起做匀速直线运动。（1）将旅行包 B 看成一个有质量的点，如图乙所示。请在图乙中画出运动过程中 B 的受力示意图；（2）若 10s 内箱子运动的距离为 8m，求力 F 推做功的功率。【解析】（1）如下图所示（2）W=F推 s=20N8m=160J；。26.（2020黑龙江龙东）根据电动自行车
56、安全技术规范，交管部门规定自2019年5月1日起未申领临时标识的“非标”电动自行车不得上路行驶。如图是小明家新购买的电动自行车，整车质量为40kg。小明爸爸以18km/h的速度匀速骑行9km的过程中，电动机两端的电压恒为48V,通过的电流是6.25A，车轮与地面的总接触面积为200cm2，小明爸爸的质量是60kg。求本次骑车过程中：(1)骑车所用的时间；(2)骑车时车对地面的压强；(3)电动机的功率。【答案】(1) 0.5h (2) 5X104Pa (3) 300W【解析】（1）骑车所用的时间：t=0.5h(2) 骑车时对地面的压力：FG总(m车m人)g(40 kg 60 kg) 10 N/k
57、g 1000 N电动车对水平地面的压强：p5104 Pa（3）电动机的功率：P=UI=48V6.25A=300W。27.（2020山东济宁）塔吊是一种常见的起重设备，如图是塔吊的示意图。电动起重机在2min内将质量为3t的物体匀速提升30m高，又用1min使物体在水平方向平移15m。（g取10N/kg）求：(1)吊物体的钢丝绳3min内对物体所做的功；(2)吊物体的钢丝绳3min内对物体所做功的功率；(3)若电动机提升物体时的效率为90%，平移物体时的功率为2kW，求电动机3min内消耗的电能。【答案】(1)；(2)；(3)。【解析】(1)由题意可知，吊物体的钢丝绳3min内对物体所做的功(2)根据可知，吊物体的钢丝绳3min内对物体所做功的功率：(3)电动机提升物体时消耗的电能：平移物体时消耗的电能：电动机3min内消耗的电能：。答：(1)吊物体的钢丝绳3min内对物体所做的功是；(2)吊物体的钢丝绳3min内对物体所做功的功率是；(3)若电动机提升物体时的效率为90%，平移物体时的功率为2kW，电动机3min内消耗的电能是。
