1、1追寻守恒量能量2功记一记追寻守恒量能量、功知识体系1个定律能量转化与守恒定律4个概念动能、势能、能量、功1个表达式WFlcos 辨一辨1.如果没有摩擦和空气阻力,游乐园中的海盗船在摇摆过程中的动能与势能的总和保持不变()2只要物体受力的同时又发生了位移,则一定有力对物体做功()3凡是发生了位移的物体,一定有力对物体做功()4力是矢量,位移是矢量,所以功也是矢量()5功有正、负之分,若某个力对物体做负功,表明这个力对该物体的运动起阻碍作用()6若某一个力对物体不做功,说明该物体一定没有位移()7合力的功等于各分力做的功的矢量和()8一人乘电梯从1楼到20楼,在此过程中经历了先加速,后匀速,再减
2、速的运动过程,则电梯对人的支持力始终做正功()想一想1.骑自行车下坡时高度越来越低,速度越来越大,这时人与自行车的重力势能和动能怎么变化?什么能向什么能转化?提示:人与自行车的重力势能减小,动能增大重力势能转化为动能2在冰壶比赛中,推出的冰壶总要停下来,能说能量在不断减少吗?提示:不能冰壶逐渐停下来,只能说明冰壶的机械能在减少,但由于冰壶与冰面间存在摩擦力作用,产生了一定的内能,且产生的内能和冰壶减少的机械能相等,所以能量并未减少3同一个力拉同一个物体分别沿光滑平面和粗糙平面运动相同的位移,做功一样多吗?提示:做功一样多由WFlcos 知,一个力对物体做功的多少,仅决定于F、l和F、l间夹角,
3、与物体的运动状态、受不受其他力作用均无关4用WFlcos 能计算各种力在任何情况下做功的多少吗?提示:不能公式WFlcos 只适用于恒力做功的计算思考感悟:练一练1.2019内蒙古自治区普通高中测试如图所示,一物体沿着粗糙斜面加速下滑,对于其下述几种能的变化情况,下列说法正确的是()A重力势能减小,动能不变,机械能减小B重力势能减小,动能增大,机械能减小C重力势能减小,动能增大,机械能增大D重力势能减小,动能增大,机械能不变答案:B22019山东省普通高中测试一个质量为150 kg的雪橇,受到大小为500 N,方向与水平方向成37角的拉力F的作用,在水平地面上沿直线移动了5 m,如图所示已知雪
4、橇与地面间的滑动摩擦力为100 N,则雪橇克服摩擦力做的功为()A500 J B1 500 JC2 000 J D2 500 J答案:A32019浙江省普通中学测试风是一种潜力很大的新能源,国内外都很重视利用风力来发电地球上可开发的风能大约是可开发水能的10倍,风能与水能、生物能一样,实际上都是间接地来自太阳能已知太阳照射到地球上的能量,大约有1%转化为风能,而地球上可开发利用的风能只占全部风能的约1%,已知太阳每秒钟释放出的能量约为2.861026 J,这些能量中,约有二十二亿分之一到达地球,则每年地球上拥有可开发利用的风能约为()A1.31013 J B1.11018 JC4.11020
5、J D2.11020 J答案:C42019福建省会考如图所示,一个可以看做质点的物体以一定的初速度沿水平面由A点滑到B点,摩擦力做功为W1;若该物体从C点以一定的初速度沿两个斜面(两斜面用光滑小圆弧连接)滑到D点,摩擦力做功为W2.已知该物体与各接触面之间的动摩擦因数均相同,则()AW1W2 BW1W2CW1m)分别在同样大小的恒力作用下,沿水平面由静止开始做直线运动,两力与水平面的夹角相同,两物块经过的位移相同设此过程中F1对A做的功为W1,F2对B做的功为W2,则()A无论水平面光滑与否,都有W1W2B若水平面光滑,则W1W2C若水平面粗糙,则W1W2D若水平面粗糙,则W1W2解析:由题意
6、可知:设两物块的位移均为L,则F1做功为W1F1Lcos ,F2做功为W2F2Lcos ,因F1F2,则W1W2,故B、C、D三项错误,A项正确答案:A62019福建师大附中期末考试某人在一定高度的塔顶上,将一物体无初速度释放,假设物体在运动过程中所受的阻力可以忽略重力对该物体在第1 s内所做的功为W1、第3 s内所做的功为W2.则()AW1:W21:1 BW1:W21:3CW1:W21:5 DW1:W21:8解析:物体在第1 s内和第3 s内下降的高度分别为x1g(1 s)2g,x2g(3 s)2(2 s)2g,第1 s内和第3 s内重力做的功分别为W1mgx1mg2,W2mgx2mg2,所
7、以W1:W21:5,C正确答案:C72019江西师大附中期末考试如图所示的装置在外力F的作用下沿水平方向向左匀速直线运动,已知甲、乙两物体的质量分别为m、M,斜面的倾角为,重力加速度为g,当整个装置向左一起运动x时,乙对甲所做的功为()A. B.C0 D.mgsin 2解析:物体甲受三个力的作用,分别为重力、弹力和摩擦力,重力的方向竖直向下,与位移方向垂直不做功,由于物体做匀速运动,合外力为零,故弹力、摩擦力的合力方向竖直向上,也不做功,C项正确答案:C8下列说法错误的是()A10 J的功大于5 J的功B功是标量,正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功C一个力对物体做了负功,则说明这个力
8、一定阻碍物体的运动D功是矢量,正、负表示方向解析:功是标量,功的正、负既不表示方向也不表示功的大小,而是表示力对物体起动力作用(即力对物体做功),还是力对物体起阻力作用(即物体克服外力做功),所以A、B、C三项正确,D项错误答案:D9关于摩擦力做功,下列说法正确的是()A静摩擦力总是做正功,滑动摩擦力总是做负功B静摩擦力对物体不一定做功,滑动摩擦力对物体一定做功C静摩擦力对物体一定做功,滑动摩擦力对物体可能不做功D静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功解析:不论是静摩擦力还是滑动摩擦力,都可以做正功、负功或不做功,例如,推一木块在桌面上滑动,滑动摩擦力对木块做负功,但对桌面不做功故A、B、C三
9、项错误,D项正确答案:D10(多选)一水平面上的物体在一外力作用下沿水平方向做直线运动,如图所示为通过速度传感器将物体运动的速度随时间的变化规律描绘的图象已知物体受到的合外力为F,则()AF在第1 s内对物体做正功BF在前2 s内对物体做负功CF在第2 s内对物体做负功DF在前3 s内对物体做正功解析:由题中图象可知,物体在01 s内做匀加速运动,力的方向与位移的方向相同,F对物体做正功,A项正确;F在前2 s内对物体做功之和为正,B项错误;物体在1 s2 s内做匀减速运动,力的方向与位移的方向相反,F对物体做负功,C项正确;F在前3 s内对物体做功之和为零,D项错误答案:AC112019北京
10、市第五中学期末考试(多选)某物体同时受到三个力作用而做匀减速直线运动,其中F1与加速度a的方向相同,F2与速度v的方向相同,F3与速度v的方向相反,则()AF1对物体做正功 BF2对物体做正功CF3对物体做负功 D合外力对物体做负功解析:物体做匀减速直线运动,F1与加速度a的方向相同,则与速度的方向相反,则F1做负功,F2与速度v的方向相同,则F2做正功,F3与速度v的方向相反,则F3做负功因为物体做匀减速直线运动,合力的方向与速度方向相反,则合力做负功故A项错误,B、C、D三项正确答案:BCD122019上海市南洋模范中学期末考试(多选)质量为2 kg的物体位于水平面上,在运动方向上受拉力F
11、作用沿水平面做匀变速运动,物体运动的速度图象如图所示,若物体受摩擦力为10 N,则下列说法正确的是()A拉力做功150 JB拉力做功100 JC摩擦力做功250 JD物体克服摩擦力做功250 J解析:由题给图象可知,物体的加速度大小为2 m/s2,运动的位移为25 m,故物体克服摩擦力做功250 J,C项错误;D项正确;由FfFma可得拉力F6 N,所以拉力做功150 J,A项正确,B项错误答案:AD能力达标132019天津一中期末考试如图所示的水平传送装置,A、B间距为l,传送带以v匀速运转把一质量为m的零件无初速度地放在传送带的A处,已知零件与传送带之间的动摩擦因数为,试求从A到B的过程中
12、,摩擦力对零件所做的功解析:零件与传送带之间摩擦力的大小为Ffmg.分两种情况进行讨论:(1)零件在到达B处时的速度小于或刚好等于传送带的速度v,零件在从A到B的过程中一直受摩擦力作用,则摩擦力对零件所做的功WFflmgl(2)零件在到达B处之前已经达到传送带的速度v,零件只是在达到速度v之前的一段时间内受摩擦力的作用,此后零件与传送带以相同的速度v运动,零件就不受摩擦力的作用零件加速时的加速度大小为ag零件加速运动的位移为l则摩擦力对零件所做的功WFflmgmv2.答案:零件在到达B处时的速度小于或刚好等于传送带的速度v时,摩擦力对零件所做的功为mgl;零件在到达B处之前已经达到传送带的速度
13、v时,摩擦力对零件所做的功为mv2.14如图所示,摆球质量为m,悬线的长为l,把悬线拉到水平位置后放手,设在摆球运动过程中空气阻力Ff的大小不变,求摆球从A运动到竖直位置B时,重力mg、绳的拉力FT、空气阻力Ff各做了多少功?解析:因为拉力FT在运动过程中,始终与运动方向垂直,故不做功,即WFT0.重力在整个运动过程中始终不变,小球在重力方向上的位移为AB在竖直方向上的投影OB,且OBl,所以WGmgl.空气阻力虽然大小不变,但方向不断改变,且任意时刻都与运动方向相反,即沿圆弧的切线方向,因此属于变力做功问题,如果将分成许多小弧段,使每一小段弧小到可以看成直线,在每一小段弧上Ff的大小、方向可以认为不变(即为恒力),如图所示因此Ff所做的总功等于每一小段弧上Ff所做功的代数和即WFf(Ffl1Ffl2)Ffl.故重力mg做的功为mgl,绳子拉力FT做的功为零,空气阻力Ff做的功为Ffl.答案:mgl0Ffl