1、专题16 功和机械能考点一：功与计算1.以下物理量的单位中，不是功的国际单位的是（）A.牛/米B.牛米C.焦耳D.焦2.小亮同学从地面走上10m高的四楼教室，估计他克服重力做的功为（）A.500WB.500JC.5000WD.5000J3.两个光滑斜面，其长度之比是3:4，顶端高度之比是2:3，将同一物体分别从斜面底端匀速拉至顶端，拉力所做的功之比是（）A.1:1B.2:3C.9:4D.4:94.在国际单位制中，功的单位是_，符号是_ 5.龙舟比赛是中国传统运动项目之一。如图，某队龙舟和运动员总质量为2.5103kg，在一次龙舟赛上，该队以1min40s的成绩夺得500m比赛冠军。已知该龙舟在
2、运动过程中受到的阻力是龙舟和运动员的总重力的0.12倍。 （1）该队的龙舟比赛在500m比赛过程中的平均速度是多少米/秒？ （2）如果把在比赛过程中该队龙舟的运动看作匀速直线运动，求运动员在比赛过程中划船时所做的总功？（g=10N/kg) 考点二：功率与计算1.如图所示，在拉力 F 作用下，物体 A 在水平桌面上以速度向右匀速运动，绳子自由端 5s 内移动了6m 已知A的重力为 200N ，桌面对 A 的摩擦力为 600N ，机械效率为80 （滑轮及绳重不计）求：（1）使用滑轮组做的有用功和总功分别为多少 （2）拉力的功率为多少 2.“千百年梦想成真，十五年玉汝于成”，上天入地，腾云驾雾，曾是
3、巫文化中神仙大咖才有的旷世绝技，承载这世人对对飞天梦的原始想象。2019年8月16日，巫山神女机场正式通航，回想艰苦奋斗的激情岁月：立项选址、建设、试飞、验收，三峡人民的“飞天梦”一步一步变成现实，实践证明，只要路走对了，就不怕遥远；只要有梦想，就一定能实现。已知图中的汽车在装载完成后重力为105N，当汽车在水平路面匀速运动，所受阻力为重力的五分之一，汽车牵引力功率为92kW，请你运算汽车运动100s以内时： （1）汽车所受的阻力有多大？ （2）牵引力做了多少功？ （3）汽车通过的距离多长？ 3.阅读以下材料，回答问题： 混合动力型汽车 利用两种或两种以上能源的汽车称为混合动力型汽车，通常指的
4、是利用汽油和电池发动的车该类型汽车，一般有一台质量较小且较为经济的汽油发动机与电动机，汽油发动机可以满足大多数情况下行驶的需要，当需要更多的动力时，可以再由电动机提供，电动机由能重复充电的蓄电池供电 有一种类型的混合动力型汽车，称为“并联混合动力型汽车”（如图），该车的汽车发动机和电动机通过同一个变速器与车轮相连，何时使用汽油发动机、何时使用电动机、何时两者同时使用，均由内置电脑控制这类汽车除了油箱里的汽油之外，不再需要外界其他能源，与电动汽车不同，你不需要将混合动力型汽车的蓄电池接到电源插座上去充电普通汽车在制动时，汽车的动能全部转化为内能，混合动力型汽车在制动时，电动机作为发动机使用，把汽
5、车的一部分动能转化为电能，实现了对电池的充电（1）混合动力型汽车与普通汽车相比，具有哪些优点（写出两点）_ （2）并联混合动力型汽车在水平面上制动时，汽车的动能转化为_和_ （3）并联混合动力型汽车以速度v行驶，若汽油发动机与电动机同时提供动力，其功率分别为P1、P2 ， 此时该车的牵引力F=_ 考点三：动能与势能1.“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示将蹦极过程近似为在竖直方向的运动据图可知运动员 （ ）A.重力大小为F0 B.t0时刻重力势能最小C.t0时刻动能最大 D.所受拉
6、力F对其始终不做功2.用电器是将电能转化为其他形式能的器件，在下列用电器中，利用电能转化为机械能的是A.电饭锅B.电灯泡C.电风扇D.电视机3.下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是 A.跳伞运动员在空中匀速下落的过程B.热气球上升的过程C.汽车在水平路面上匀速行驶的过程D.铅球自由下落的过程4.体积相同的铜块和铁块，从同一高度沿光滑的斜面滑下，下列说法正确的是( ) A.在顶端势能一样多，底端铜块的动能大于铁块的动能B.与铁块相比铜块在顶端势能少，到底端动能也少C.与铜块相比铁块在顶端势能少，到底端动能也少D.两金属块在顶端势能不一样，到底端动能一样5.假设质量为m的冰雹从高h处下落，在下
7、落的过程中，所受阻力大小与冰雹下落速度的平方成正比，比例系数为k，则该冰雹降落可能达到的最大速度是_（可以认为冰雹下落过程中质量不变）。 6.压缩的弹簧具有_能，举高的重锤具有_能。 7.小孩从滑梯上坐着滑下时，速度越来越快，是因为他的重力势能转化为_能；他感到臀部发烫，是因为他的部分机械能转化为_能。 8.蹦极是一项极限体育运动，如图所示，A点最高点、B点为弹性绳自然伸长的位置，蹦极人在C点受弹性绳的弹力与自身重力相等，D点是能下落到的最低点在蹦极人从A点下落到D点的过程中，_（填“B”、“C”或“D”）点动能最大，在这个过程中，减小的重力势能都转化为_能（不计空气阻力） 9.高空抛物现象被
8、称为“悬在城市上空的痛”据报道：一个30g的鸡蛋从25楼抛下可使人当场死亡是因为：鸡蛋的_，重力势能与高度有关，下落过程_，动能大，所以危险性大10.一单摆小球，从A点放手后，经最低点B荡至另一侧的C点，若不考虑能量损失，请在图上画出C点所在位置。 11.火车进站时仍具有较大的动能，要使火车停下来需要刹车，造成能量的损失。小红想：怎么样才能让火车到车站时把动量转化为其它形式的能量先储存起来，这样火车就可以不刹车而停下来；当火车开动时，再将这些能量转化加以利用，从而避免能量的浪费。请你根据小红的思路，在下面的框中简单画出你设计的火车站台（用于停靠火车的平台）12.利用如图所示的装置探究“物体的动
9、能大小与哪些因素有关”.将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块就会在水平面上滑行一定距离后停止.图中的摆长L都相同，1 2 ， 球A、B的质量分别为mA 、mB (mAf，冰雹加速下落。随着冰雹速度的增大，它受到的阻力也在不断增大，而当阻力增大到与重力相等时，即当Gf时，冰雹开始做匀速向下运动，冰雹的速度不再增大，此时的速度就是冰雹的最大速度；由题意可知： k,由此得出：fkv2,所以v .6.压缩的弹簧具有_能，举高的重锤具有_能。 【答案】弹性势能；重力势能 【解析】判断物体是否具有弹性势能，要看物
10、体是否发生弹性形变，压缩的弹簧发生了弹性形变，所以具有弹性势能；判断物体是否具有重力势能，要看物体是否被举高重锤因为被举高，所以具有重力势能；故答案为：弹性势能；重力势能.7.小孩从滑梯上坐着滑下时，速度越来越快，是因为他的重力势能转化为_能；他感到臀部发烫，是因为他的部分机械能转化为_能。 【答案】动；内 【解析】动能和势能的可以相互转化，在只有动能和势能的相互转化过程中机械能的总量保持不变，这就是机械能守恒，若还有其他能量的转化，则总的能量守恒。小孩从滑梯上坐着滑下时，速度越来越快，是因为他的重力势能转化为动能；他感到臀部发烫，是因为滑梯表面不光滑有摩擦，他的臀部和滑梯相互摩擦，部分机械能
11、转化为内能。故答案为：动，内。8.蹦极是一项极限体育运动，如图所示，A点最高点、B点为弹性绳自然伸长的位置，蹦极人在C点受弹性绳的弹力与自身重力相等，D点是能下落到的最低点在蹦极人从A点下落到D点的过程中，_（填“B”、“C”或“D”）点动能最大，在这个过程中，减小的重力势能都转化为_能（不计空气阻力） 【答案】 C；弹性势 【解析】弹性绳绷紧后，开始阶段，拉力小于重力，人向下做加速运动，当拉力大于重力后，人做减速运动，即速度先增大后减小 当拉力等于重力时，速度最大，动能最大即人到达C点时动能最大人到达D点时，弹性绳伸长最长，弹性绳的弹性势能最大，开始的重力势能全部转化成弹性势能故答案为：C；
12、弹性势9.高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”据报道：一个30g的鸡蛋从25楼抛下可使人当场死亡是因为：鸡蛋的_，重力势能与高度有关，下落过程_，动能大，所以危险性大【答案】 高度大；重力势能转化为动能【解析】根据鸡蛋从楼上抛下来就可以砸破行人的头骨，可知高度越高，造成的后果越严重，说明高度越高鸡蛋具有的重力势能就越大，从而得出重力势能与高度有关；鸡蛋下落过程中，质量不变，高度减小，因此重力势能减小，同时速度增大，因此动能增加，增加的动能是由重力势能转化来的，即鸡蛋下落过程是将重力势能转化为动能；10.一单摆小球，从A点放手后，经最低点B荡至另一侧的C点，若不考虑能量损失，请在图上画出C点所
13、在位置。 【答案】 解：如图所示： 【解析】小球从A到B的过程中，重力势能转化为动能；从B到C的过程中，动能转化为重力势能不计能量损失，小球在C点和在A点具有的重力势能相同，所以C点与A点在同一水平线画出小球在A位置时的悬挂点关于竖直线的对称位置，这一位置就是C的位置，如图所示： 11.火车进站时仍具有较大的动能，要使火车停下来需要刹车，造成能量的损失。小红想：怎么样才能让火车到车站时把动量转化为其它形式的能量先储存起来，这样火车就可以不刹车而停下来；当火车开动时，再将这些能量转化加以利用，从而避免能量的浪费。请你根据小红的思路，在下面的框中简单画出你设计的火车站台（用于停靠火车的平台）【答案
14、】【解析】火车进站时速度要降低，如果直接靠刹车时速度降低，车的动能转化为内能而被消耗掉；为了避免浪费，我们可以使车的动能转化为重力势能，出站时，重力势能转化为动能，这样就可节约一部分能量。要满足上述要求可将站台设计成两个斜坡，如图所示： 12.利用如图所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”.将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块就会在水平面上滑行一定距离后停止.图中的摆长L都相同，1 2 ， 球A、B的质量分别为mA 、mB (mAmB ). （1）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排
15、摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的_无关. （2）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论:_. （3）图乙中小球B到达竖直位置时的速度_ (选填“大于”“小于”或“等于”)图丙中小球B到达竖直位置时的速度。 （4）本实验中判断小球动能大小的研究方法是_法。 【答案】 （1）质量（2）速度相同时,物体质量越大,它的动能就越大（3）小于（4）转换法 【解析】(1)甲乙两图中，小球的质量不同，根据题意知，摆角相同，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关;(2) mAmB ， 两球的速度相同，B球能将木块C
16、撞得更远，说明B球的动能更大，因此可得速度相同时，物体质量越大，动能越大;(3)乙丙两图，小球的质量相同， 1 2 ， 所以丙图小球的速度更大;(4) 小球将木块C推动的距离大小判断其动能大小，采用了转换法的思想。13.小明骑自行车上学途中，要经过一段上坡路他思考：物体冲上斜坡的最大距离可能与哪些因素有关呢？按要求完成下面各题：（1）他发现车子的初始速度越大，冲上斜坡的最大距离就越长这是因为车子的初始速度越大，它的初始动能也越大，上坡过程中增加的_就越大（2）他进而又提出两个猜想：猜想一：物体冲上斜坡的最大距离可能与物体的质量大小有关；猜想二：物体冲上斜坡的最大距离可能与斜坡的倾角大小有关为了
17、验以相同的初始速度滑上长证猜想一，他将与水平面平滑连接的长木板以一定的倾角固定，如图甲所示实验时为了让不同质量的小球木板，请你在甲图中的虚线框内为小明设计一实验装置，并说明使用该装置进行实验时的操作要点：_小明发现当不同质量的小球以相同初始速度滑上长木板时，向上滑行的最大距离均相同这说明猜想一是_（选填“正确”或“错误”）的在验证猜想二的实验中，小明让一小球以相同的初始速度分别滑上不同倾角的长木板，测得的数据记录如表：根据表中数据，请在图乙中描点作出s图象_根据图象得出的结论是_【答案】（1）重力势能（2）让小球在轨道同一高度由静止释放；错误；随倾角的增大，小球上滑的最大距离S先减小后增大【解
18、析】（1）车子上坡的过程是一个将动能转化为重力势能的过程，转化出的重力势能的多少决定于物体具有动能的多少（2）由于物体上升的高度已经知道了与物体的速度大小有关，新的猜想有两个，根据控制变量法的思想，探究与物体质量的关系时，只控制质量不同，其它因素都相同由此去考虑设计思路猜想的正确与否，要通过实验现象来判定，因此，根据不同质量的木块以相同初始速度滑上长木板时，向上滑行的最大距离是否相同即可知道猜想是否正确利用表中给出的实验数据，即可确定物体上升的最大距离与倾斜角度的关系14.小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈
19、直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：（1）弹簧弹性势能的大小是通过_来衡量的。 （2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用_（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变_之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。 （3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和_两种物理思想方法。 【答案】（1）物体M被弹出
20、的距离 （2）相同；AP （3）控制变量法 【解析】（1）实验中弹性势能的大小时通过物体M被弹出的距离来间接的反应，这用到了转换法；（2）探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系，根据控制变量的思想，必须使用相同的弹簧，改变弹簧长度变化量，即AP（OP）间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出OQ间的距离；为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即AP间的距离，多测几组数据；（3）通过以上分析可以看出，本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小，用到了转换法；同时，探究与多个量的关系时，还用到了控制变量法。15.根据题意填
21、空 （1）如图所示，用质量不同的钢球A、B，从同一斜面的同一高度由静止滑下，撞击同一块木块C，_可以反映动能的大小 （2）让钢球A、B从同一斜面的同一高度由静止滚下，是为了使钢球滚到斜面底端时具有相同的_； （3）本实验研究的是钢球具有动能大小根_的关系； （4）实验可得结论：_ （5）若让钢球A从同一斜面的不同高度由静止滚下，目的是研究钢球具有的动能大小跟_的关系 【答案】 （1）木块移动的距离 （2）速度 （3）质量 （4）速度相同时，质量越大动能越大（5）速度 【解析】（1）实验中通过观察木块被撞击后移动的距离的大小来间接判断物体动能的大小（2）让钢球A、B从同一斜面的同一高度由静止滚下，是为了使钢球滚到斜面底端时具有相同的速度；（3）本实验研究的是钢球具有动能大小跟质量的关系；（4）观察图可以发现：小车的质量越大，木块移动的距离越大，因此此实验的结论是：在速度一定时，运动物体的质量越大，动能越大（5）实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下碰到同一木块上，保持了质量不变，改变了滚下后的速度，所以是探究钢球动能的大小与速度的关系故答案为：（1）木块移动的距离；（2）速度；（3）质量；（4）速度相同时，质量越大动能越大；（5）速度