100功和能.docx
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100功和能
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10.功和能
学生姓名:
上课时间:
考试内容
知识点
分项细目
考试目标
了解
理解
功和能
功
1.做功的两个必要因素
√
2.功的单位
√
3.运用功公式解决有关简单问题
√
功率
1.功率的概念
√
2.功率的单位及单位换算
√
3.运用功率公式解决有关问题
√
机械能
1.动能、重力势能、弹性势能
√
2.机械能
√
3.动能、势能的相互转化
√
知识点1.功
(1)功:
如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向移动了一段距离,我们就说力对物体做了功.做功的两个必要因素:
作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离.
(2)计算公式:
,功的单位:
(焦耳)
(3)不做功的几种情况:
①物体受到力的作用,但物体没有移动,这个力对物体不做功.如小孩搬大石头搬不动.
②由于惯性保持物体的运动,虽有通过的距离,但没有力对物体做功.
③当物体受到的力的方向与物体运动方向垂直时,这个力对物体不做功.如提着重物在水平地面上行走.
甲、乙图是力做功的实例,丙、丁图是力不做功的实例
提着小桶在水平路上匀速前进
丁
搬石头没有搬动
丙
静止的小车在拉力的作用下向前运动
乙
物体在绳子拉力的作用下升高
甲
(4)功的原理:
使用任何机械都不省功.这个结论叫做功的原理
知识点2.功率
(1)概念:
单位时间里完成的功叫功率.功率是描述做功快慢的物理量.功率只反映做功的快慢,不能表示做功的多少.
(2)功率的公式:
,功率的单位:
瓦特,简称“瓦”,用“W”表示,常用的单位还有“kW”.其中1W=1J/s,1kW=1000W
(3)当物体在F的作用下,以速度
匀速运动时,有
,由此可知,当功率一定时,力和速度成反比.
(4)比较功率大小的三种方法:
①在相同时间内,比较做功的多少,做功越多的物体,功率越大;②在完成相同功的条件下,比较所用时间长短,所用时间越短的物体,功率越大;③做功的多少和所用时间都不相同的情况下,通过计算
,进行比较.
知识点3.能
(1)能量的概念:
一个物体能够做功,我们就说它具有能量.一个物体能够做的功越多,它具有的能量就越大.
(2)能量的单位:
能量的单位是焦耳(J),常用的单位还有千焦(kJ),1kJ=1000J
知识点4.机械能
(1)动能:
一切运动的物体都具有动能.在以后的问题中,如无特别指明,物体的动能都是相对于地面(地球)而言的.决定动能大小的两个因素是物体的质量和运动速度.
(2)重力势能:
物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能.决定重力势能大小的因素是物体的质量和被举的高度.
(3)弹性势能:
发生弹性形变的物体能够对外做功,所以也具有能量.我们把发生弹性形变的物体具有的能量叫做弹性势能.决定弹性势能大小的因素是物体弹性形变的大小和它本身的性质
(4)机械能:
动能和势能统称为机械能.一个物体可以具有动能,又可以具有势能,动能和势能之和称为机械能.
(5)动能和势能可以相互转化,若没有除重力和弹簧弹力以外的力做功,那么机械能的总量保持不变.动能和重力势能之间可以相互转化,主要有三个常见例子,考查时也常以这三个例子的形式见于试卷.
①滚摆,在下降过程中,越转越快,它的重力势能越来越小,动能越来越大,重力势能转化为动能;滚摆上升过程中,越转越慢,重力势能越来越大,动能越来越小,动能转化为重力势能.
②单摆,小球从A点摆向最低点B时,位置越来越低,重力势能减小,动能增大,重力势能转化为动能;从B点摆向C点时,小球上升,位置升高,动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能.
③木球与弹簧片碰撞过程,(下图甲→乙),木球速度从大逐渐减小至零,弹簧片形变从零逐渐增大,弹性势能增大,木球的动能转化成弹簧片的弹性势能.在弹簧片恢复原状的过程中(上图乙→丙)木球的速度又从零逐渐增大,动能增大,而弹簧片弹性形变从大逐渐减小到零,弹性势能减小,弹簧片的弹性势能转化为木球的动能.
知识点5.功和能的关系
做功的过程,一定伴随着能量的转移或转化.做了多少功,就有多少能量的改变,功是能量转化的量度.
知识点6.能量守恒
能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量不变.这就是能量守恒定律.
专题分类
专题一:
功
专题二:
功率
专题三:
功和功率的计算
专题四:
能量守恒
专题五:
实验与探究
专题一:
功
【题1】功的单位是( )
A.瓦/WB.焦/JC.牛/ND.安/A
【题2】下列机械中,能省功的机械是( )
A.扳手B.天平C.剪刀D.以上三个均不省功
【题3】以下实例,力对物体做功的是( )
A.举重运动员举着杠铃不动
B.小明将水桶从地面上提起
C.吊车吊着货物在空中水平匀速移动
D.用力搬桌子而未搬起
【题4】下列几种现象中,没有对物体做功的是( )
A.物体在绳子拉力作用下升高B.静止的小车在拉力作用下运动起来
C.汽车在刹车阻力的作用下速度降低D.人用力搬石头,石头不动
【题5】如图所示,以下实例所例举的几个力中,没有对物体做功的力是( )
A.船在水的作用下前进一段距离B.静止的小车在拉力的作用下向前运动
C.汽车在刹车阻力的作用下滑行了一段距离D.当杠铃静止后,举重运动员对杠铃的支持力
【题6】如图所示的四种情景中,人对物体做了功,并且使物体的重力势能增大的是( )
【题7】水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下,沿拉力的方向移动一段距离.则下列判断正确的是( )
A.文具盒所受重力做了功B.文具盒所受支持力做了功
C.文具盒所受拉力做了功D.没有力对文具盒做功
【题8】北京奥运会运动项目图标如图所示,形象表现出运动项目的特征,依据图标所做出的判断中,错误的是( )
A.箭被射出的过程中,弹性势能转化为动能
B.游泳的人用力划水时,受到水的推力而前进
C.人举起杠铃在空中停留的几秒钟时间里,人对杠铃做了功
D.曲棍球的运动状态改变,是力作用的结果
【题9】(多选)下列关于机械使用的说法中正确的是( )
A.使用机械的目的是为了省功
B.使用机械有时是为了省力,但不能省功
C.使用机械有时是为了省距离,并可省功
D.使用机械有时是不仅是为了改变力的作用方向,而且还能省力
【题10】对功的理解,下列说法中正确的是( )
A.作用在物体上的力越大,力对物体做的功越多
B.物体通过的路程越多,作用在物体上的力对物体做的功越多
C.有力作用在物体上,此力对物体一定做功
D.有力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动一定距离,这个力才对物体做了功
【题11】下列对雨滴在空中匀速下落过程的分析(不考虑雨滴质量的变化和雨滴受到的浮力),正确的是( )
A.雨滴受到平衡力的作用
B.雨滴下落过程中机械能保持不变
C.雨滴受到的重力大于它受到的阻力
D.雨滴的重力势能转化为动能
【题12】
如图所示,在水平路面上一辆匀速行驶的洒水车正在洒水作业.关于该洒水车,下列说法正确的是( )
A.机械能不变、动能不变
B.机械能不变、动能变小
C.机械能变小、动能变小
D.机械能变小.动能不变
【题13】如图所示,甲和乙是叠放在水平桌面上的物块,它们在钩码丙的作用下向右做匀速直线运动.以下说法不正确的是( )
A.物块乙不受摩擦力
B.物块甲所受摩擦力方向向左
C.甲和丙所受的重力都不做功
D.将乙拿掉后,甲的运动状态发生改变
【题14】
如图,甲、乙两物体质量相同,在拉力F1、F2作用下分别沿光滑斜面匀速拉到顶端,则下列说法正确的是( )
A.拉力F1做的功比F2做功多
B.拉力F2做的功比F1做功多
C.两者所做的功一样多
D.条件不足,无法判断
【题15】
如图,AB、AC、AD为三个光滑斜面,其中AD为曲面,小球M从A点分别沿三个面自由滑下,撞击放在B、C、D三点完全相同的物块上,物块在撞击力的作用下移动相同的距离停下,则( )
A.小球M对三物块做功一样多
B.小球M对B点物块做功多
C.小球M对C点物块做功多
D.小球M对D点物块做功多
【题16】
体育课上两位同学进行爬杆比赛,假如他们先后从同一根杆的底端匀速爬到顶端.如果要粗略比较一下两人做功的大小,需要知道的物理量是( )
A.爬杆的速度B.爬杆的时间
C.两人的体重D.杆的具体高度
【题17】已知力F所做的功是15焦,则力F与物体在力的方向上通过的距离s的图象大致是( )
A.
B.
C.
D.
【题18】
如图,是小球从某高度处由静止下落h过程的路程与时间关系图,在下面的四个选项中,描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是( )
ABCD
专题二:
功率
【题1】上体育课时,甲、乙同学进行匀速爬杆比赛,已知甲、乙同学身高相同,他们的质量分别是m甲=50kg,m乙=60kg,爬到同一杆顶时,甲同学用5s,乙同学用6s,他们所做的功分别是W甲和W乙,功率分别是P甲和P乙,则下面关系式中正确是( )
A.W甲>W乙,P甲<P乙
B.W甲<W乙,P甲>P乙
C.W甲>W乙,P甲=P乙
D.W甲<W乙,P甲=P乙
【题2】
一个物体由A点自由下落时,相继经过B、C两点,如图所示,已知AB=BC,物体在AB段重力做功W1,功率P1;在BC段重力做功W2,功率P2,则下列关系正确的是( )
A.W1=W2,P1>P2
B.W1=W2,P1=P2
C.W1=W2,P1<P2
D.W1≠W2,P1≠P2
【题3】如图所示,用弹簧测力计拉着木块,沿水平方向匀速运动.两次拉动同一木块得到距离随时间变化的图线A、B.下列说法正确的是( )
A.拉力对木块两次做功相同
B.图线A的拉力较大
C.两次对木块拉力、摩擦力均相等
D.木块两次获得的动能相同
【题4】小明用相同的水平推力,分别使较重的A物体沿较光滑的平面移动,较轻的B物体沿较粗糙的平面移动,若在相同的时间内移动相同的距离.则下列说法正确的是( )
A.小明对A物体做的功多B.小明对B物体做的功多C.小明推A物体时的功率小D.小明推A、B两物体时的功率相同
【题5】
用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体,两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离s的关系图象如图,由图可知,甲、乙两个力的大小关系是( )
A.F甲>F乙B.F甲<F乙
C.F甲=F乙D.条件不足,无法判断
专题三:
功和功率的计算
【题1】一个瀑布每分钟有490m3的水从50m高处落下,利用这个瀑布对水轮机做功的功率是____W.
【题2】在深l00m的矿井巷道里,每分钟渗水9m3,为保证安全不能让水积存在巷道内,应该用功率至少为_________kW的水泵抽水.(g=10N/kg)
【题3】
如图所示,重40N的物体在水平拉力F的作用下,在水平桌面上做匀速直线运动,物体所受的滑动摩擦阻力是物重的0.2倍,物体在2s内前进了0.2m.若不计滑轮重、绳重及轴摩擦,拉力F的功率等于____W.
【题4】
如图所示装置中,长木板甲重20N,物体乙重10N.甲、乙之间用一根轻绳通过定滑轮相连,当水平方向的拉力F的大小为6N时,长木板甲恰能在光滑的水平桌面上以v甲=2m/s,向左做匀速直线运动.不计滑轮处摩擦,绳子拉物体乙的功率是_________W.
【题5】
如图所示,用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动.若推力对物体做了60J的功,则在这一过程中( )
A.物体一定受到10N的摩擦力
B.重力做的功一定为360J
C.物体一定运动了lm
D.物体一定运动了6m
【题6】(多选)重200N的木箱,在40N水平拉力的作用下,恰能沿水平地面做匀速直线运动.当木箱在50N的水平拉力的作用下,沿同一水平地面前进l0m的过程中( )
A.拉力做功500J
B.重力做功2000J
C.木箱受到的摩擦力为40N
D.木箱受到的重力和支持力的合力为零
【题7】
如图所示,放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40cm,质量为2kg,它的右端与桌面相齐,与桌面间的摩擦力为物重的0.2倍,g=10N/kg.若在木板左端用一水平推力F将其匀速推下桌子,水平推力至少要做功( )
A.1.6JB.0.8JC.0.6JD.0.4J
【题8】
(多选)重为40N的物体A放在水平桌面上,利用如图所示的装置,使物体A以2m/s的速度做匀速直线运动,拉力F的大小是2N并保持水平方向,绳子的伸长及滑轮的摩擦不计.则( )
A.拉力F移动的速度是4m/s
B.A受到桌面的滑动摩擦力是4N
C.1s内拉力F做的功是4J
D.拉力F做功的功率是4W
【题9】
(多选)如图所示,滑轮组在拉力F1的作用下,拉着重300N的物体A以1m/s的速度在水平面上匀速移动,物体A匀速运动时受的阻力为70N,拉力F1的功率为P1=80W,在l0s内拉力F1做的功为W1.若将滑轮组绳端的拉力换为F2,则在拉力F2的作用下物体A以2m/s的速度做匀速直线运动,拉力F2的功率为P2,在l0s内拉力F2做的功为W2.忽略滑轮摩擦和绳重,下列说法正确的是( )
A.F1=40N;W1=800JB.F2=35N;W2=140J
C.P2=160W;W2=1600JD.W1=700J;W2=700J
【题10】(多选)如图所示,用力F拉着滑轮,使重200N的物体A以0.2m/s的速度,在水平地面上做匀速运动.弹簧测力计的示数为5N.不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦,则下列叙述正确的是( )
A.水平拉力F的功率是1W
B.以滑轮为参照物,物体A是运动的
C.物体A前进1m,重力做功200J
D.物体A受到的摩擦力为5N
【题11】(多选)如图甲所示,重为80N的物体在大小为30N、水平向左的拉力F1作用下,在水平面上以0.4m/s的速度做匀速运动,滑轮与绳子质量及滑轮轴处摩擦均不计.改用如图乙所示滑轮组后,该物体在水平向右的拉力F2作用下,在相同的水平面上向右匀速运动0.5m,下列说法正确的是( )
A.物体与地面之间的摩擦力为15N
B.拉力F1的功率为24W
C.拉力F2的大小为90N
D.拉力F2做的功是30J
专题四:
能量守恒
【题1】下列各种情况中,属于动能转化为势能的是( )
A.“无边落叶萧萧下,不尽长江滚滚来”
B.空中匀速下降的跳伞运动员
C.拧紧的钟表发条带动指针走动
D.正在上升的滚摆
【题2】
(多选)如图所示是我国射箭运动员进行射箭比赛的情形,下面说法正确的是( )
A.手对弓的拉力大于弓对手的拉力
B.被拉弯的弓具有弹性势能
C.手拉弓弯,说明力能改变物体的运动状态
D.运动员松手时弓的弹性势能将转化为箭的动能
【题3】2011年6月法国网球公开赛中,我国选手李娜力战群雄,获得冠军.以下说法正确的是( )
A.网球下落时,动能减小,重力势能增大
B.网球在上升过程中,动能不变,重力势能增大
C.网球落下撞在地面时,动能转化为弹性势能
D.网球飞来撞击李娜的球拍时,弹性势能转化为动能
【题4】
玩“过山车”是一项非常惊险刺激的娱乐活动.如图所示,过山车时而从轨道的最低点D上升到最高点A,时而从最高点A飞驰而下.过山车在运动过程中,若不计能量损失,只有动能和势能的相互转化.下列说法正确的是( )
A.A点机械能小于B点机械能B.D点动能最大,A点势能最大C.D点动能最大,A点机械能最大D.A点势能最大,机械能最大
【题5】受高空落物伤人的启示,美军正在研制一种名为“上帝之杖”的太空武器.“上帝之杖”实质就是高密度、耐高温的金属棒,它要依托太空平台的搭载,借助小型火箭助推和高空下落产生的巨大动能,对地球战略目标实施打击,破坏力巨大.它攻击目标的巨大能量主要来源于( )
A.小型火箭助推动能B.与大气摩擦产生的能量
C.“上帝之杖”本身的内能D.下落过程重力势能转化的动能
【题6】
如图所示是一个左右对称的凹形槽,将小球从A点由静止释放,若小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做的功用W表示,忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.小球从A点运动到B点的过程中,势能的减少量与动能的增加量之差等于W
B.小球能够从A点运动到D点
C.小球从A点运动到B点的过程中,势能的减少量等于动能的增加量
D.小球从A点运动到C点的过程中,机械能的减少量等于动能的增加量
专题五:
实验与探究
【题1】小鹭想探究弹性势能的大小与哪些因素有关.她利用一段弹簧、光滑轨道、物块A和B等器材进行实验.如图所示,用物块将弹簧压缩到一定程度后释放,物块沿轨道向左滑行,最高可冲到光滑斜面虚框处.
(1)实验时可通过观察同一滑块________________来判断弹性势能的大小.
(2)比较如图(a)、(b)两个实验可以初步得出,弹簧的弹性形变越大,具有的弹性势能就________.
(3)若物块冲上斜面的最大高度ha=hc<hb,弹性形变的大小la<lb=lc,则物块达到最高处所具有的重力势能Ea、Eb、Ec的大小关系是_________.
【题2】小宇看到南平到武夷山高速公路旁的限速牌如图1,小宇猜想限速的原因可能是:
车辆的动能越大,发生交通事故后果越严重.
(1)探究小宇的猜想,如图2所示让铁球从斜面上撞击木块,记录的实验数据如下表:
序号
铁球质量m/g
铁球起始高度h/cm
木块撞击后的距离s/cm
1
100
10
15
2
100
20
26
3
200
20
41
①为了使铁球到达斜面底端时速度相同,小宇将质量不等的铁球从斜面的_______高度释放;
②物理学中将不易直接测量的量转化为可感知、可量度的量,这种研究方法叫转化法.实验时铁球从斜面上释放,通过改变铁球的质量、速度,比较_________来反映铁球动能的大小.
③探究动能与速度、质量的关系,综合表中实验数据可得出的结论是_____________.
(2)下列实例中与此实验研究方法相同的是_____
A.推导密度公式
B.认识电流时,用水流进行类比
C.用吸引大头针数目来判定电磁铁磁性的强弱
(3)小宇通过互联网找到一幅车的质量与限制车速关系的坐标图象.如图3所示,请你判断车辆的_____越大,限制车速_______.(填“越大”或“越小”)
【题3】小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与什么因素有关?
”的实验步骤如下:
(1)将质量为m的小球从光滑斜面上的A处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图甲所示.
(2)将质量为m的小球从光滑斜面上的B处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图乙所示.
(3)将质量为2m的小球从光滑斜面上的B处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图丙所示.
根据上述三次实验,回答下列问题:
①实验中小球动能的大小是通过观察比较________反映出来的,这里用到了物理学研究问题的一种______方法(选填“直接测量”、“放大”或“转换”);
②为了探究动能的大小与物体运动速度的关系,应选用________两个图来分析,并由此得出的实验结论是_______;
③分析乙、丙两图,得到的实验结论是________;其中小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中,小球的____能转化为______能.
【题4】如图是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置.实验中让同一辆小车从同一个斜面上不同的高度由静止开始运动,在平面上碰到同一个木块M上.请回答以下问题:
(1)上述实验的目的是研究小车动能的大小跟__________的关系.
(2)上述实验是通过比较木块M被小车推动距离的大小,来比较小车对木块做功的多少,进而比较小车原有__________的大小.
(3)在上述实验的基础上,若想继续研究物体的动能跟质量的关系,请写出必须添加的实验器材:
__________________________.
【题5】在实验室里,小明和同学们做如图所示的实验.他们使同一辆小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,接着在不同材料的水平表面上继续运动.实验完毕后,同学们讨论时提出了一些问题,请你帮助他们回答下面问题.
(1)为什么要让同一辆小车从同一个斜面的同一高度滑下?
_____________________.
(2)小车在运动过程中受力是否平衡?
____________.
(3)小车在水平表面上运动的全过程中,三次克服阻力做的功是否相等?
____.(选填“相等”、“不等”或“无法判断”)
【题6】在学习势能知识时,小宇同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下三个因素有关:
①物体的高度,②物体的质量大小,③物体所处的地理位置.为了证明自己的猜想,首先对因素①进行验证.他把橡皮泥平铺在水平面上,让同一个小球从不同高度自由下落,记录结果如下表所示.
(1)小宇判断重力势能大小的依据是_________________________.
(2)实验的结论是____________________________.
(3)若想对因素②进行验证,你认为实验中应保持不变的物理量是___________
【题7】甲、乙、丙三位同学分别用重为1N的动滑轮竖直向上匀速提升不同的钩码,并记录了如下表所示的实验数据.
根据表中的数据可以知道,有一位同学做功最多,他做的功为____J;做功最快的是_______同学.(不计绳重和滑轮摩擦)
【题8】
(1)两只外形相同的网球表面潮湿,其中一只球内填充了砂粒.让它们从相同高度无初速释放
落至同一地面,留下的印迹如图所示.由此可知____.
A.落在a处的网球开始下落时的重力势能大
B.落在b处的网球开始下落时的重力势能大
C.两个网球开始下落时的重力势能一样大
D.无法比较两个网球开始下落时的重力势能大小
(2)物理研究中常常用到“控制变量法”、“筹效替代法”、“模型法”、“类比法”等方法.下面是初中物理中的几个研究实例:
①研究一个物体受几个力的作用时,引入合力的概念;②用光线表示光的传播方向;③水压使水管中形成水流,类似地,电压使电路中形成电流;④利用磁感线来描述磁场.上述几个实例中,采用了相同研究方法的是_________.
【题9】
在某次探究活动中,小明对老师给出的“小球在光滑斜面由静止释放时,所处高度越高,到达斜面底端的速度越大,而与小球质量无关”这一结论产生了质疑.他猜想小球从同一光滑斜面上自由滚到底端时的速度:
猜想一:
可能与小球在光滑斜面上的高度无关;
猜想二:
可能与小球的质量有关.
他选择了一些实验器材,进行了如下实验(如图中A、B、C分别表