2023年初中物理功和机械能复习知识点及同步练习

第十一章《功和机械能》知识总结一、功1、做功的两个必要因素：（１）作用在物体上的力；（２)物体在力的方向上通过的距离。2、不做功的三种情况:（1)有力无距离：“劳而无功”之一，如搬石头未搬动;(２）有力,也有距离，但力的方向和距离垂直:“劳而无功”之二，如手提水桶在水平面上走动。(3）有距离无力：（“不劳无功”)，如物体在光滑平面上自由滑动,足球踢一脚后运动；３、功的计算:物体上的力与力的方向上通过距离的乘积。公式W＝FS=Pｔ各物理量单位—Ｗ：J(焦耳)F:N（牛顿）S:m(米）Ｐ：Ｗ（瓦特）t：s(秒）4、国际单位：将N·m称为焦耳简称焦,符号(J)１Ｊ=1N·m把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0.５J。５、公式应用注意:①分清哪个力对物体做功,计算时Ｆ就是这个力；②公式中的Ｓ一定是在力的方向上通过的距离,且与力相应。③功的单位“焦”（１牛·米=1焦）。６、常见的功：克服重力做功：Ｗ＝Gh;克服阻力（摩擦力）做功:Ｗ＝fs二、功的原理:使用任何机械都不省功１、内容：使用机械时,人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功。2、说明：①功的原理对于任何机械都合用。②使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是由于使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。④对于抱负机械(忽略摩擦和机械自身的重力）:人做的功（FＳ)=直接用手对重物所做的功(Gh）3、应用:斜面①抱负斜面:斜面光滑（不计摩擦）②抱负斜面遵从功的原理③抱负斜面公式:FL=Gh其中—F:沿斜面方向的推力；L：斜面长；G：物重;ｈ:斜面高度④实际斜面：斜面粗糙(考虑摩擦）若斜面与物体间的摩擦为f,则：ＦＬ=ｆL+Gh;这样F做功FL就大于直接对物体做功Gh。三、功率:功与做功所用时间之比—P(单位:W)1、公式:2、单位：瓦特,简称瓦,符号W，常用单位ｋW,MW，马力换算:1ｋＷ=１03W1MW=106Ｗ1马力＝735W３、物理意义：表达做功快慢的物理量(与机械效率无关）。某小轿车功率66kW,它表达：小轿车1s内做功６6００0Ｊ4、机械中的功率5、功率和机械效率是两个不同的概念。他们之间没有可比性。(1)功率表达做功的快慢，即单位时间内完毕的功；（2）机械效率表达机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。四、机械能能量:一个物体可以做功，我们就说这个物体具有能①能量表达物体做功本领大小的物理量；能量可以用可以做功的多少来衡量。②一个物体“可以做功”,并不是一定“要做功”,也不是“正在做功”或“已经做功”。机械机械能势能重力势能定义：物体由于被举高而具有的能量决定其大小的因素：物体质量越大、举得越高（高度），重力势能就越大弹性势能定义：发生弹性形变的物体具有的能量决定其大小的因素：物体弹性形变越大、弹性势能就越大动能定义：物体由于运动而具有的能量决定其大小的因素：物体速度越大、质量越大，动能就越大1、机械能：动能和势能统称为机械能。（1)理解①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能;③同时具有动能和势能的物体具有机械能。（２)探究决定动能大小的因素ａ、猜想:动能大小与物体质量和速度有关;b、实验研究—研究对象：小钢球方法：控制变量法c、如何判断动能大小?看小钢球能推动木快做功的多少;如何控制速度不变?使钢球从同一高度滚下,则到达斜面底端时速度大小相同;如何改变钢球速度？使钢球从不同同高度滚下;ｄ、分析归纳:保持钢球质量不变时结论:运动物体质量相同时；速度越大动能越大;保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时;质量越大动能越大;得出结论：物体动能与质量和速度有关;速度越大动能越大,质量越大动能也越大。动能转化动能转化转化势能弹性势能重力势能（1)动能和重力势能间的转化规律:①质量一定的物体，假如加速下降，则动能增大，重力势能减小,重力势能转化为动能；②质量一定的物体,假如减速上升,则动能减小，重力势能增大,动能转化为重力势能;（2）动能与弹性势能间的转化规律：①假如一个物体的动能减小,而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；②假如一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小,则弹性势能转化为动能。3、动能与势能转化问题的分析①一方面分析决定动能大小、重力势能（或弹性势能)大小的因素——看动能和重力势能(或弹性势能）如何变化——质量，速度，高度,弹性形变②机械能守恒：假如除重力和弹力外没有其他外力做功(即:没有其他形式能量补充或没有能量损失)，则动能势能转化过程中机械能不变。③人造地球卫星的运动，近地点动能(速度）最大，势能最小；远地点势能最大,动能(速度）最小，近地点向远地点运动时,动能转化为势能，远地点向近地点运动，势能转化为动能,整个过程机械能守恒。④滚摆上升下落过程中,假如不计空气阻力，机械能守恒。上升动能转化为重力势能,下降重力势能转化为动能,最低点速度最大，动能最大，最高点重力势能最大，动能最小,下降过程反之。考虑空气阻力，滚摆每次上升高度减小,机械能转化为内能。⑤题目中假如有“在光滑斜面上滑动”，“光滑”表达不计摩擦，没有能量损失,此时机械能守恒。4、水能和风能的运用机械能的天然资源机械能的天然资源风能水能拦河筑坝海水潮汐直接做功发电5、水电站的工作原理:运用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机,运用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。6、水电站修筑拦河大坝的目的是什么?水电站修筑拦河大坝是为了提高水位，增大水的重力势能，水下落时能转化为更多的动能,通过发电机就能转化为更多的电能。7、大坝为什么要设计成上窄下宽?由水压p=ρgｈ在其他条件不变的情况下，液体的压强随深度的增长而增长，因此相比于大坝上部而言，下部就会受到更大的压力，因此下部比上部要宽。第１节功【基础达标训练】1、图1１．1-1所示的几种情况中,人对物体做了功的是（)Ａ、静止的小车在拉力的作用下向前运动B、搬而未起C、提着小桶在水平路上前进D、运动员将杠铃举起后停留的3秒２、下列过程,哪个情况小明对桶做了功（)A、小明提着桶站立不动B、小明提着桶水平移动C、小明提着桶站在匀速水平运动的车厢内D、小明提着桶站在匀速向上运动的电梯内３、小强同学沿教学楼的楼梯从一楼匀速上到三楼，该同学上楼做的功最接近（）A．３０000JＢ．3０00ＪＣ．300JD．3０J4、一个足球运动员用100N的力踢一个重为5N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了30m。在球滚动的过程中,运动员对足球做的功为()A、３000JﻩＢ、500J C、１50JﻩD、０J5、如图11.1-２,装卸工人用沿斜面向上大小为2００Ｎ的推力，匀速将Ｇ＝80０N的货品从斜面底端推上1m高的货车，下列分析对的的是(）A、此过程中，斜面对货品支持力做功0JＢ、此过程中,推力做功8００JＣ、货柜受到的重力和斜面对货品的支持力二力平衡Ｄ、货柜受到的重力和货品对斜面的压力二力平衡6、如图1１.1-3所示，两个滑梯高度相等，假如小玲分别从①号直梯和②号旋转滑梯上端滑到地面,小玲所受重力做功分别为W１和Ｗ2，则下列说法对的的是（）Ａ、Ｗ１＞W２ B、Ｗ1<Ｗ2ﻩC、W1＝W2 Ｄ、无法比较7、用水平拉力Ｆ拉物体A在光滑水平面上沿力的方向移动距离s,拉力F做功为W1；用同样的力F拉物体A在粗糙水平面上沿力的方向移动相同的距离ｓ,拉力F做功为W2，则(）A、W1=Ｗ2ﻩB、W1＞W2C、Ｗ1＜W2 D、条件局限性,无法比较第2节功率【基础达标训练】1、（不定项选择）关于功率的说法对的的是（)Ａ.做功快的机器,它的功率一定大B．做功多的机器，它的功率一定大C．做功多并且用的时间长的机器,它的功率一定大D．做功相同,所用时间短的机器功率一定大２、速度是用路程和时间的比值来定义的（v=s/ｔ）,物理学常用这种方法来定义物理量。下列物理量中所采用的定义方法与速度不同的是(）A．密度ﻩB．压强ﻩC.功 D．功率3、四个同学在石峰公园进行登山比赛。假如规定功率最大者获胜,那么最后胜出者一定是（)A.体重最大的一个ﻩB．时间最短的一个C．速度最大的一个ﻩD．做功最快的一个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。则下列说法对的的是（）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5、功率相等的两汽车,在相同的时间内匀速通过的路程之比为2:１，下列说法中错误的是(）A.两车所做的功之比为2：1B.两车所做的功之比为1：1Ｃ．两车所受牵引力之比为1:2D．两车的速度之比为２：16、一辆小汽车在平直公路上匀速行驶,发动机的牵引力为20２3Ｎ,速度为1０8km/h。(1)求小汽车匀速行驶时受到的阻力大小;（２)求牵引力在1０min内所做的功；(3)若发动机的牵引力用F表达,小汽车的速度用v表达，请推导出牵引力的功率Ｐ=Ｆv，并求出该小汽车牵引力的功率。第3节动能和势能【基础达标训练】1、关于能,下列说法中对的的是（)A.静止的物体不具有能B.没有做功的物体不具有能C.具有能的物体一定在做功D．可以做功的物体一定具有能2、下列关于动能的说法,对的的是（)Ａ.运动的物体具有的能，叫动能B．物体由于运动具有的能,叫动能C.物体甲的速度比物体乙的大，甲的动能一定比乙的大D．运动物体质量越大，所具有的动能一定越多３、如图1１.3-1所示，为我国某地的等高线图,若把同一个物体分别放在a点和ｂ点,则物体的重力势能(）A．在a点时大ﻩB．在b点时大Ｃ．在两点同样大ﻩＤ.条件局限性,无法判断4、下列物体中不具有弹性势能的是（)A．被压紧的弹簧B.被撑杆跳运动员压弯的撑杆C．从拉弯的弓中射出的箭D.形变的蹦床5、如图11.3－2所示,运动员被弯曲的撑竿弹向高空，这说明弯曲的撑竿具有能,运动员因被弹高而具有能。６、小安站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上,小稳站在0.7m／s匀速下行的自动扶梯上。小安和小稳两人质量相等，小安上行中动能(选填“增长”、“不变”或“减少”)。某时刻她们的位置如图所示，此时刻小安的重力势能小稳的重力势能。（选填“大于”、“等于”、“小于”）。7、如图１１.3-４所示是小明探究“物体的重力势能大小与物体的质量和被举起的高度是否有关”所做三次实验的情景．（1)实验时通过观测来判断物体重力势能的大小.ﻫ（2)为探究“重力势能大小与物体被举起的高度是否有关”,应选两组实验,比较这两组实验，得到的结论是．(3）小明为了探究“重力势能大小与物体的质量是否有关”,选择了乙和丙两组实验，你认为他的选择是(选填“对的”或“错误”）的,你的理由是.第4节机械能及其转化【基础达标训练】1、如图11.４－1是“天宫一号”飞行器运营轨道的示意图；若“天宫一号”飞行器沿椭圆轨道绕地球运营的过程中机械能守恒,则它从远地点向近地点运营的过程中（）Ａ．引力势能增长、动能减小B．引力势能减小、动能增长C.引力势能增长、动能增长D．引力势能不变、动能不变2、如图所示，运动员射箭时用力将弓拉开,在放开箭的瞬间，弓的①转化为箭的②，箭在空中向上飞行的过程中，箭的③增大.以下说法对的的是(）A．①弹性势能②动能③重力势能B．①重力势能②动能③弹性势能C．①弹性势能②动能③动能D．①动能②弹性势能③重力势能3、小明去商场购物,自动扶梯把他从一楼匀速送到二楼的过程中,他的（）A.动能减小ﻩＢ．势能不变ﻩC.机械能增大ﻩD．机械能不变4、下列自然灾害导致的破坏中，重要与机械能有关的是()A.大水淹死了庄稼Ｂ.大火烧毁了楼房Ｃ.瘟疫导致的死亡ﻩD.海啸带来的劫难5、如图所示的四个过程中，物体的机械能逐渐增大的是()A.竖直向上抛出的小球B.加速起飞的歼击机C.自由下落的小球Ｄ．水平路面上匀速行驶的汽车全章测试题时间：９0分钟满分:1０0分一、选择题:（3分×1４=４2分)１、某中学进行大扫除,同学们都忙得热火朝天,满头大汗,其中并没有对物体做功的是(

）

Ａ.小玉用力把水桶提起

B.小园端着水盆走进教室Ｃ.小浩用抹布擦玻璃

Ｄ．小华把凳子倒放在课桌上2、下列单位中不是能的单位的是（)A.W•ｓ B.J C.J/s Ｄ.Ｎ•ｍ3、一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S（如图1所示），该力在这三个过程中所做的功分别为Ｗ1、Ｗ2、W３，关于它们之间的大小关系说法对的的是（）A.W1<Ｗ2＜W３ B.W１<Ｗ２=W3ﻩC.W1=Ｗ2=W3 Ｄ．W1＝W2＜W34、如图2所示，要粗测小明同学做“引体向上”时的功率．下面所列的物理量中，不需要测量的是()A．他的质量ﻩB.单杠的高度C．每次身体上升的高度 D.做“引体向上”的时间5、汽车上坡时，驾驶员要换成低档，以减小汽车的行驶速度,这样做的目的是(）A．安全Ｂ．减小汽车的功率C.省油D．增长爬坡的牵引力6、根据能的概念，下面哪个说法是对的的(）A．一个弹簧的质量越大，它的势能就越多Ｂ.一个物体可以做功,这个物体就具有能C．由于子弹的速度大于火车的速度，所以子弹的动能大于火车的动能D.由于天空中一滴雨的高度比被举高的夯要高，所以这滴雨的势能大于夯的势能7、关于能量的概念,下列说法对的的是()A.悬挂着的物体,由于没有做功,所以没有能量B．速度相同的物体，其动能一定相同Ｃ．同一高度的物体，其重力势能一定相同D．绷紧的弓能射出去箭,所以具有能８、、体积相等的实心铜球和铅球,放在同一高度,则（）A．铜球具有的重力势能大B.铅球具有的重力势能大C.铅球和铜球的重力势能相等D.条件局限性,无法判断９、如图３所示，小明在玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是(）A．重力势能减小,弹性势能增大B.重力势能增大，弹性势能增大C.重力势能减小，弹性势能减小Ｄ．重力势能增大,弹性势能减小１0、一辆汽车做直线运动，t1s末关闭发动机，t2s末静止，其v-t图像如图4所示。图中α＜β,若汽车牵引力做功为W，平均功率为P,汽车加速过程和减速过程中克服摩擦力做功分别为W１和Ｗ２、平均功率分别为P1、P2,则下列判断错误的是()A.W=W1＋W２ﻩB．W1>W2 Ｃ．P＝P１ﻩＤ．P1=P２11、如图5所示为小球在地面弹跳的频闪照片。根据此图，以下分析对的的是(）A.小球在下落时,它的重力势能减小，动能不变Ｂ．小球在上升时，它的重力势能减小,动能减小C.小球在弹跳过程中,它的高度下降，机械能减小Ｄ．小球在弹跳过程中,它的高度下降，机械能不变12、如图6所示，小球由静止开始沿光滑的斜面下滑，通过B、Ｃ两位置时具有相同的（）A.速度 B．动能 C.重力势能ﻩD．机械能１3、物块从光滑曲面上P点自由滑下,通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的Q点。若传送带的皮带轮沿逆时针方向匀速转动，使传送带随之运动,如图7所示,物块仍从P点自由滑下，则()A.物块有也许落不到地面上B．物块将仍落在Ｑ点Ｃ.物块将会落在Q点的左边D.物块将会落在Ｑ点的右边１4、（不定项选择）粗糙斜面高度为ｈ，长为Ｌ，用沿斜面向上的力把重为G的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端的过程中,拉力做的功为W，则（）Ａ.拉力大小为Gｈ/LB．拉力大小为W/LC.物体所受摩擦力大小为(W-Ｇh）/LD.物体所受摩擦力大小为(W-GL）／ｈ二、填空题：(每空2分,共2０分)15、人们经常运用物体具有各种形式的机械能来做功，如:机械手表里拧紧的发条具有能，可以带动小齿轮和指针转动；风具有能,可以推动帆船航行；打桩机举高的重锤具有能，可以完毕打桩工作。16、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18楼抛下来就可以砸破行人的头骨,从25楼抛下可使人当场死亡。由此可知，鸡蛋的重力势能与＿_＿__＿＿__有关,下落过程是将重力势能转化为_＿___＿__＿_。1７、如图８所示，a、ｂ为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力）,其中

是动能——高度关系图线，小石块上升的最大高度为

m,小石块在最高点时的机械能为

Ｊ。18、下表给出了一头牛慢行和一名中学生百米赛跑时的一些数据：物体质量ｍ/kｇ速度v/m·ｓ-1动能Ｅ/J牛约60０约0.5约75中学生约5０约6约900分析以上数据，可以看出,对物体的动能大小影响较大的因素是。你这样判断的依据是。三、综合应用题:（6分+6分＋４分+6分+１０分+10分=38分）19、小红通过下面的实验,如图9所示研究“重力势能的大小跟哪些因素有关”的问题。(1)实验1:让一个铁球从不同高处落到沙坑中(如图甲),观测到铁球下落的高度越高,沙面下陷得越深。通过实验可初步推测:质量相同，越高,重力势能越。(2）实验2：让体积相同、质量不同的两个球从相同高度落到沙坑中(如图乙）,观测到质量越大的球使沙面下陷得越深。通过实验可初步推测：高度相同,越大，重力势能越。(３）由上述实验结果,你能归纳出重力势能的大小跟哪些因素有关吗?20、运用如图装置探究“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θ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，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图１0中的摆长L都相同,θ１＜θ2，球Ａ、B的质量分别为mA、mB,(ｍA<mB）。（ｌ）如图甲、乙所示,同时释放Ａ、Ｂ，观测到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。这表白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,观测到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(填“大于”、“小于”或“等于”）题图丙中小球B到达竖直位置时的速度。如题图乙、丙所示，图丙中木块Ｃ滑行得更远些，由此可得出结论：。2１、如图11是某轻轨车站的设计方案示意图,该图表白与站台前后连接的轨道都有一个小坡度，请你说明这种设计可以节能的理由。22、用６0N的水平推力推着某物体在水平地面上做匀速直线运动，４s内通过的路程是8m。则在这段时间内：(１)物体运动的速度是多大?(2)推力做了多少功?(3)推力做功的功率是多大？23、如图12所示是××型汽车，下表列出的是有关它的部分数据：求:（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强多大？(2)假设该汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶,速度为9０kｍ/h。请计算该车１0min内牵引力所做的功和汽车受到的阻力。（g＝10Ｎ/kｇ）第一节功【参考答案】基础达标训练：1、Ａ2、D3、B4、D5、A6、Ｃ7、A第二节功率【参考答案】基础达标训练:１、ＡＤ2、C３、Ｄ４、Ｄ5、Ａ6、(1)由于轿车匀速行驶时,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,所以受到的阻力f=F＝2023N；

(2)汽车行驶的距离：ﻫs=vt＝m/s×60０s＝18000m,ﻫ牵引力在10min内所做的功:W=Fs＝202