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文档简介
第十一章功和机械能
一、考点知识梳理
(-)功
1、力学上的功
(1)如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对
物体做了功。
(2)做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。判断一
个力是否做了功,必须同时满足功的两个必要的条件,缺一不可,否则就没有做功。
注意:在下列三种情况下,力对物体没有做功:
(D物体没有受到力的作用,但因为惯性通过一段距离,也就没有力做功;
(2)物体受到力的作用,但没有移动距离,也就不可能在力的方向上通过距离,力对物
体不做功:
(3)物体受到了力的作用,同时也运动了一段路程,但在力的方向上没有通过距离,这
个力也就没有对物体做功。
2、功的计算
(1)力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
(2)功的计算公式为也,其中W表示功,单位是焦耳;F表示力,单位牛顿;s表示
沿力的方向移动的距离,单位是米。
注意:应用功的计算公式W=Fs进行计算时,必须注意以下几点:
(1)要明确是哪个力对哪个物体做功,或者是哪个施力物体对哪个受力物体做功。
(2)公式中的F是作用在物体上的力,公式中的s是物体在力的作用下“在力的方向上
通过的距离”,即注意“F”和“s”的同体性和同向性,否则在计算功时容易出现错误。
(3)W=Fs中的F是使物体沿着F方向移动s距离过程中始终作用在物体上的力,其大小
和方向是不变的。
练习:用70N的力踢一只重10N的皮球,皮球向前沿水平地面滚动20m,则脚对皮球做
的功是
注意:判断力是否对物体做功时,关键是看力是否对物体产生了“效果”,如物体的一
定状态是否在力的作用下改变的,物体的形状是否由于此力发生了改变,如用力使弹簧片发
生了弯折等。只要力对物体产生了效果,则此力便对物体做了功。
(二)功率
1、功率的概念
(1)要比较物体做功的快慢,必须考虑的两个因素是做功的多少和时间。
(2)功率是表示物体做功的快慢的物理量,把物体单位时间内所做的功叫做功率。
注意:在物理学中,这种给功率下定义的方法叫做比值法。在我们物理学中很多物理量
的定义是采用了这种方法,如我们已经学过的速度、密度、压强等的定义,这种定义方法直
观、明了,很容易写出其数学表达式。
2、功率的计算
(1)功率的计算公式为P=巴W,其他P表示功率,单位是瓦技;w表示做功的多少,单
位是焦耳;t表示时间,单位是救。
w
注意:由公式可t知,做功的快慢与做功的多少是不同的。做的功多,做功不一
定快,即功率不一定大,因为这个功可能在较长的时间内完成。要比较功率的大小,必须同
时考虑两个因素:做功的多少和完成这些功所用的时间。做功相同时,所用时间少的功率大;
相同的时间内,做功多的其功率大。
w
当物体在力的作用下,以速度v匀速运动时,公式P可变形为
wFsFvt
P=-=—=—=Fv,即功率等于力与力的方向上运动速度的乘积。当物体的功率一
ttt
定时,其一定速度的大小与其牵引力的大小成反比。利用这知识可以知道:汽车在上坡时,
当功率一定时,减慢速度是为了增大牵引力,这有利于上坡。
(2)功率的主单位是瓦特,简称瓦(W),常用的单位还有kW、MW。在车辆中,常用“马
力”来表示汽车的发动机功率的大小。
单位之间的换算关系是:1皿=10比1取=10加,1马力=735W。
(3)功率与机械效率的区别
功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;机
械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功。
练习:小明用200N的水平推力推动重为300N的箱子,是箱子在水平地面上10s内匀速
前进了0.5m,在这个过程中,小明对箱子做的功是迦J,功率是"W。
注意:有关功和功率的计算时,要明确作用在物体上的力与物体在力的方向上移动的距
离,既要选对力,又要找正确距离,不能张冠李戴。
2
(三)动能和势能
1、动能
(1)物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量,简称能,单位为焦耳,用字母』
表示。一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大。
注意:要注意对“物体能够做功就是具有能量”这句话的理解,能够做功并非一定正在
做功,由于所处的环境不同,它可能正在做功,也可能目前没有做功。
(2)物体由于运动而具有的能叫做动能,其大小因素与质量和速度有关。
注意:凡是运动的物体都具有动能,物体的动能与物体的质量和速度有关,质量越大,
速度越大,物体具有的动能就越大。在比较动能大小时,必须同时考虑到物体的质量和速度
的大小。
练习:质量较大的飞机与质量较小的远程导弹,若它们的动能相等,那么速度大的是导
理。
注意:物体动能山质量和速度共同决定,所以比较动能时.,对于不同的物体来说,要同
时比较它们的速度和质量,如果速度相同,质量大的物体动能大;若质量相同,速度大的物
体动能大。而时于同物体,只须要比较其速度即可。
2、势能
(1)物体由于被举高或发生弹性形变时具有的能叫势能。前者叫重力势能,后者叫弹性
势能。
(2)重力势能的大小与高度、质量有关,质量相同的物体,高度越大,重力势能越大;
高度相同的物体,质量越大,它的重力势能也越大。
弹性势能的大小与形变的大小有关,物体的弹性形变越大,弹性势能越大。
注意:通过木桩打入沙中的深度,直观地将高处所具有的重力势能的大小显现出来。木
桩被打入沙中的深度越深,说明重物对木桩做功越多,重物的重力势能越大。这是利用了转
换法。
练习:飞行的子弹能击穿靶子是因为子弹具有动能;流水能推动竹排是山于流水就有动
能;滑雪运动员能从高处滑下来是由于运动员具有重力势能;拉弯的弓箭能将箭射出是由于
拉弯的弓具有弹性势能。
(四)机械能及其转化
1、机械能及其转化
(1)机械能是动能和势能的统称。势能包括重力势能和弹性势能。
3
(2)物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。
(3)动能和势能可以相互转化。如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和保持不变,
或者说,机械能是守恒的。
注意: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。近地点向远地点一定时,动能转化为势能,远地点向近地点一定,势能转化
为动能,整个过程机械能守恒。
滚摆上升和下落过程中,如果不计空气阻力,机械能守恒。上升时动能转化为重力势能,
下降时重力势能转化为动能。最低点速度最大,动能最大,重力势能最小;最高点重力势能
最大,动能最小。若考虑空气阻力,滚摆每次上升的高度减小,机械能转化为内能,机械能
减小。
练习:跳水运动员腾空跳起向上运动后再向下落入水中,若不计空气阻力,则运动员的
重力势能先增大,后减小,运动员的机械能不变。(填“增大”、“减小”或“不变”)
注意:物体的动能和重力势能的大小分别山两个因素决定,在质量一定时,其动能大小
由速度决定,重力势能大小由高度决定,抓住不变的量,分析另•个量的变化情况。
2、水能和风能的利用
(1)空气在流动过程中具有的机械能叫做风能;流动的水具有动能,高处的水具有势能,
水所具有的机械能统称水能。
(2)水力发电站和风力发电站可以将机械能转化为电能。
(3)水电站的工作原理:
利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,利用水轮
机带动发电机把机械能转化为电能。
(4)水电站修筑拦河大坝的目的:
为了提高水位,增大水的重力势能,那么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。
二、重点难点解读
例1.(2014•毕节市)用弹簧测力计水平拉着重8N的木块,在水平长木板上2秒钟内
匀速移动了0.5m,如图所示,木块受到的摩擦力是—N,木块所受重力做功—J,弹簧秤
拉力拉木块所做功的功率是—W.
4
答案:2.4;0;0.6
解析:(1)由图可知,拉力12M丁才次;做勺速1线运动,,f=P=2.4N;
(2)由于木块水平移动,在重力的一,向上没有移‘二,」吗,所以重力做功为0;
(3)拉力做功:W=Fs=2.4NX0.5m「二八|]故功功率・,==工2匕0.6口.
2S
考点:弹簧测力计的使用与读数;一的计算;己率的计算.
例2:(2014•兰州)下列有关力学知识的说法中正确的是()
A.用浆向后划水,船就会向前运动,利用了力的作用是相互的
B.做匀速直线运动的物体,速度越大,受到的力也就越大
C.电梯匀速上升的过程中,电梯对人的支持力不做功
D.踢出去的足球,能继续向前滚动,是因为足球受到了惯性的作用
答案:A
解析:A、用桨向后划船,由于物体间力的住用是相尸的,水前二施加向前的反作用力,于是船就会向前运
动,故A正确;
B、因为匀速直线运动的定义就是方向不文谑度大小不变的运动,速度为一定值,与所受到的力无关,
故B错误;
C、电梯对人有向上的力,并且向上移动了距一.二C错误;
D、踢出去的足球,由于惯性,仍保持原来公运动状态向前运动而不是受到惯性,故D错误.
故选:A.
考点:力作用的相互性;句速直线运或;惯性现笈;力是否做功的判断.
例3:(2014•泉州)如图所示为我国首辆“玉兔号”月球车.登月前,在水平地面上进行了
测试,月球车匀速直线行驶180m用时60min,若车的质量为140kg,受到地面的摩擦阻力为
500N,网状轮子与地面接触的总面积为0.02m2.求:
(1)月球车受到的重力;
5
(2)月球车对水平地面的压强;
(3)月球车在测试过程中的功率.
答案:(1)月球车受到的重力是1372N;
(2)月球车对水平地面的压弓虽为6.86X::ra;
(3)月球车在测试过程中的功率为25W.
解析:已知:时间t=60min=3600s,距离s=18「•.:上运m=140kg-H力f=500N,接触面积S=0.02m;.
求:(1)月球车受到的重力G=?;(2)月球车叶水平地面的周虽p=?•(3)月球车在测试过程中的功率P=?
解:⑴月球车受到的重力G=mg=140kgX9.8N/kg=1372N:
(2)月球车对地面的兀刀XG=1〃2N,
月球车对水平地面的压强>_=W77、6.86\10'Pa;
0.02m2
(3)克服摩瘵力做的功”-ts=5OONXl:..『gxioj,
月球车在测试过程中的功率;…二出425时
3600s
考点:压强的大小及其+再;重力妁不售;功汽的计算
例4:(2014•黔东南州)如图所示,已知人造地球卫星绕地球运行的轨道是椭圆形的,有
一近地点和远地点,下面关于卫星的说法正确的是()
A.当卫星从远地点向近地点运动时,速度变大
B.当卫星从近地点向远地点运动时,速度变大
C.当卫星在远地点时,动能最大,重力势能最小
D.当卫星在近地点时,动能最小,重力势能最大
6
答案:A
解析:物体由于运动而具有的能叫做动能,动能大小与质量和速度有关;物体由于被举高而具有的能叫敝
重力势能,重力势能与物体的质量和高度有天.
卫星在太空中飞行时,在近地点,速度最大・小能达到最气亡刀势能达到最小;在远地点时,速度最小,
动能最小,重力势能最大.
故选A.
考点:动能和势能的大小变化
三、巩固练习热身:
1.(2014•玉林)一个大人和一个小孩分别将5块完全相同的砖运到二楼,如图所示,这个
过程中,下列说法正确的是()
京乂我淞我!红3袋
Ah•一
八.
A.大人对砖做的功比小孩对砖做的功多
B.大人对石专做的功比小孩对砖做的功少
C.大人对砖做功的功率一定比小孩对质做功的功率大
D.大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率小
答案:C
解析:根据题意可知大人和小孩运法时的刀相同,贷时的高度相同,根据公式归Fs可知,大人和一个小孩
对债所做的功相同;
大人运徒用时10s,小孩运能用时35s,根褥<式尸=匕尸.;穴人对传做功的功率一定比小孩对钱做功的
功率大.
故选C.
考点:功的大小比较;功率大小的比较
2.(2014•宜昌)下列关于功率的说法正确的是()
A.功率大的机器做的功一定多B.功率大的机器做功时间一定短
C.功率大的机器做功一定快D.功率大的机器机械效率一定高
7
答案:c
解析:物体在单位时间完成的功叫功率,功堂是学科即描述物体化功快慢的物理量,等于功和敝功时间的
比值;功率和机械效率没有必然的联系.
A、功率等于功和做功时间的比值,做功时间彳确定,功率大小不确定.此选项错误;
B、功率等于功和做功时间的比值,时间短功多少不通…,功率大小不确定.此选项错误;
C、功率是比较物体做功快慢的物理量,做功产MW功率大.产五项正确;
D、功率和机械效率之间没有关系.此选项镂、吴.
故选C.
考点:功率的概念
3.(2014•常德)下列物体在运动过程中,动能转化为势能的是()
A.汽车沿斜坡向下运动B.汽车在水平公路上匀速行驶
C.投篮时,篮球向下运动过程中D.荡秋千时,秋千上升过程中
答案:D
解析:A、汽车沿斜坡向下运动时,高度降低,重力势能减少:二度加快,动能噌大;所以是重力势能转化
为动能.
B、汽车在水平路面上勺速行驶的过程,速度不动能不变;高度不变,重力势能不变;
C、投篮时,篮球向下运动过程中,速度噌大,动能噌大;高度减小加,重力势能够小,重力势能转化成动
能;
D、荡秋千时,秋千上升过程中,速度减小・功能减小,此:•名度噌大,重力势能增大;动能转化为重力势
能;
故选D.
考点:机械能及其转化
4.(2014•郴州)从飞机空投的救灾物资在下落过程中,逐渐减小的物理量是()
A.重力势能B.动能C.重力D.质量
8
答案:A
解析:重力势能大小的葡响因素:质量和高度.质运越大,高度越高,重力势能越大.动能大小的影响因
素:质量和速度.质量越大,速度越大,乃工越大.巴圭是物仁寿身的一种属性,不随位置、.形状、状态
的变化而变化.重力跟质量成正比.
A、救灾物资下落过程中,质量不变,高度减小,重力势能滥〃符合题意.
B、救灾物资下落过程中,质量不变,速度噌大,动第二不符合题意.
C、重力跟质量成正比,质量不变,重力不变.高合题意.
D、质量是物体本身的一种属性,位置变化,质量不变,不符合胪
故选A.
考点:势能的影响因素
5.(2014•怀化)下列物体具有弹性势能的是()
A.在水平公路上行驶的小轿车B.悬挂在天花板上的电灯
C.被拉开的弹弓D.在空中飞行的飞机
答案:C
解析:物体由于发生弹性形变而同汇的能,口”卜弹性势危.
A、在水平公路上行驶的小轿车,只具有力能,'"百发生岬上形变,因此没有弹性势能;
B、悬挂在天花板上的电灯,具有一定高度,具有重力时上,没有弹性势能;
C、被拉开的弹弓,发生了弹性形变,具有弹妙.:匕
D、在空中飞行的飞机具有动能和重力势j.,没有弹性势能.
故选C.
考点:能;动能和势能的概念
6.(2014•广西)下列图形是体育运动的瞬间,其中运用物理知识分析正确的是()
9
A.
体操运动员在手上涂防滑粉是为了诚少摩擦
举重运动员举着杠部原她不动,他对杠铃做了功
拉弯的弓将箭射出,工弓的弹性势能转化千篇的动能
跳高运动员将竿压弯,说明力可以改变物体的运动状态
答案:C
解析:A、体操运动员在手上涂防滑粉是为了在压力一审时,噌大二触面的粗糙程度、噌大摩瘵力,所以该
选项不正确;
B、举重运动员举着杠铃原地不动,在力的句上没有移动距离,所以他对杠铃没有做功,故该选项不正确;
C、当运动员将弓拉开时,弓发生了弹性形力,噌加了松片丁.当人松手后,弦对箭做功消耗弹性势能,箭
的速度增加,即噌加了动能,故该选项正确;
D、跳高运动员将竿压弯,说明力改变了物体与形状,而入是运动状有,所以该选项错误.
故选C.
考点:噌大或减小摩爆的方法;力的作用,叔果;力二否做功的切断;动能和势能的转化与守恒.
7.(2014•邵阳)如图,跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中,下列说法正确的是()
10
A.人和伞的总重力大于空气的阻力B.人和伞的总重力等于空气的阻力
C.人和伞的重力势能在增大D.人和伞的动能在减小
答案:B
解析:因为跳伞运动员做匀速直线运动,卑重力死阻力作用,并且受力平衡,即受到的重力与阻力是一
对平衡力,所以重力等于阻力,故选项A错误,选项B正玲
跳伞运动员在空中匀速下落时,质量不受,高度豺小•;」、,重力势能越来越小,故选项C错误;
跳伞运动员在空中勺速下落时,质量不变,立生不变,动能不变,故选项C错误.
考点:力与运动的关系;动能和势能的六小变化
8.(2014•娄底)如图所示,小球从距离地面定高度的。点沿x轴竖直落下,不计空气阻
力,图象表示小球某种形式的能量E随下落高度x的变化情况.E可能表示小球的()
A.动能B.内能C.机械能D.重力势能
答案:A
解析:动能大小的影响因素:质量、速度.质量越速度越大,动能越大.重力势能大小的葡响因素:
质量、被举得高度.质量越大,高度越高堇力势静」大.机〃能=动能+势能.物体没有发生弹性形变时,
不考虑弹性势能.
如图,横坐标代表的是能量,纵坐标代表的学科砥物体下降的二鹿.据图能看出随着高度的减小,能量的
形式是增加的,
A、物体下落时质量保持不变,速度变快,故不小攵大,故符合题意;
B、由于不计空气的阻力,所以在小球下降辽程中,沪二内机械能匕以失,故内能不变,故不符合题意;
C、由于不计空气的阻力,所以在小球下降过?中,没有力械能的洋大,机械能不变,故不符合题意;
D、物体下落时质量保持不变,高度变小,故重力势能变小,故不符合题意;
故选A.
11
考点:动能和势能的大小变化
9.(2014•佛山)如图所示,小宇从公园里的滑梯上滑下,在滑下的过程中,卜列说法正确
的是()
A.人与滑梯接触部位感到好烫,是因为太阳把滑梯晒热了
B.由于惯性,当他滑到滑梯底部时难以立即停下来
C.人受到的重力与摩擦力是一对平衡力
D.人的重力势能变小,但总的机械能不变
答案:B
解析:A、小宇从滑梯上滑下,臀部和滑梯之间存在摩除.克服摩咚做功,机械能转化为内能,臀部内能噌
加,温度升高,有灼热的感觉,不是因为太阳把滑梯晒热了,故A错误.
B、小宇原来是运动的,当他滑到滑梯底,H,由于惯性仍保持原来的运动状态,所以难以立即停下
来,故B正确.
C、人受到的重力与滑梯对他的支持力是一对甲七,「次C错误.
D、小孩从滑梯上自由滑下的过程中,克服摩嚓成功,部分机械能转化成了内能,机械能变小,故D错误.
故选B.
考点:惯性;平衡力的辨别;动能和势樊力转化与、恒.
10.(2014•梅州)如图所示是投掷铅球的场景.下列说法中不正确的是()
C~、、.
'.a.a
A.铅球离开手后能继续运动是因为具有惯性
B.铅球在空中下落过程中重力势能不断增大
C.铅球在空中运动时.运动状态不断改变
D.铅球在地上越滚越慢.是因为受到了摩擦阻力的作用
答案:B
12
解析:铅球被投掷出去,由于推力的作田不静止/3/一个、度,开始运动,当铅球离开人手后就不再受
力的作用,但由于铅球具有惯性,要保持原力;的运小,晨态不变所以铅球在空中会继续运动.
铅球下落的过程中,质量不变,高度减小、速度噌大,故将声力势能不断减小,动能常大.
铅球在空中运动时.运动状态不断改变,落在地上广/为受到了摩擦阻力的作用越滚越慢,最终停下来.
综上分析,ACD正确,E错误.
考点:惯性;物体运动状态变化的原因动能和势端的大小变,二
11.(2014•兰州)如图所示,在键子被踢出后竖直.上升的过程中,它的动能—,重力势能
(选填“增大”、“减小”或“不变”).
答案:减小,噌大
解析:物体由于运动而具有的能叫做动能,影响动能大小的因素是质量和速度;物体由于被举高而具有的
能叫做重力势能,影响重力势能大小的因工是质量和声工.
健子被蹋出后竖直上升的过程中,质量不变,,左.小,因此k工减小;高度增大,因此重力势能噌大.
考点:动能和势能的大小变化
12.(2014•柳州)在自行车和汽车这两种交通工具中,山热机提供动力的是.骑自行
车溜坡,速度会越来越快,是因为其势能在减小,动能在.
答案:汽车;噌大
解析:(1)热机的工作原理:将燃料的内产入化为枷鼠造.
燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机印।做内燃机,汽车的,力机械就是内燃机中的汽油机;
(2)动能的决定因素有两个:质量和速度.质量越大,速度越物体的动能越大.重力势能的决定因素
有两个:质量和举高的高度.质量越大,工度越高,物<"全力势能越大.
自行车在下坡过程中,质量不变,高度减小,a,其重力势能够,、;质量不变,速度变大,所以其动能变
大.
考点:热机;动能和势能的大小变化
13.(2014•兰州)如图所示是“探究物体动能的大小与如此因素有关”的实验装置.
13
(1)该实验利用了转换法,通过观察—来判断(选填“小球”或“木块”)动能的
大小;
(2)让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下,推动木块做功.目的是为了探究动能的大
小与—的关系;
(3)换用质量不同的小球,使它们从斜面的—(选填“相同”或“不同”)高度由静止
滚下,推动木块做功,目的是为了探究动能的大小与的关系.
答案:(1)木块移动的距离;小球;(2)速度;(3)相同;质量
解析:(1)实验中,通过小球推动木块运动距离的大小来反映小球动能的大小;
(2)实验表明动能的大小与物体的速度和学科随质量有关;若探究速度对动能的登响,应使小球的质量相
同,速度不同,所以需使同一小球的小车从灯面的不同高号止滑下;
(3)若探究质量对动能的影响,应使小球的诬仁乙匚质量不同所以需使质量不相同的小球从斜面的同
高度由静止滑下.
考点:探究随响物体动能大小的因素
14.(2014•漳州)在探究“动能大小跟哪些因素有关”的实验中,课本“加油站”指出,“小
球在光滑斜面上由静止开始下滑,到达斜面底端的速度只与起点的高度有关,起点越高,到
达底端的速度越大.”请你从能量转化的角度解释其中的道理.
答案:同一小球,高度越高,重力势能拈八,小球屋斜面上门I。,重力势能转化为动能,重力势能越大,
到达斜面底端的动能就越大;动能与速度和里量有芳质量不E>J,当动能越大,速度就越大.
解析:整个过程中重力势能转化为动能,机械能守恒.同一"速,高度越高,重力势能越大;小球从斜面
上滑下,重力势能转化为动能,重力势能越大,到"」':工底端的动能就越大;动能与速度和质量有关,质
里不变时,当动能越大,速度就越大.
考点:探究影响物体动能大小的因素
15.(2014•厦门)如图1所示,水平地面上有一块密度O.SXIO'kg/m)高1.2m的长方体木
块.小林用水平推力F把木块向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时
间t的变化情况分别如图2
甲、乙所示.求:
14
至1至2
(1)木块静止时对地面的压强;
(2)在3-5s内,推力对木块所做的功;
(3)请在图2丙中,画出0-6s内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线.
答案:(1)木块静止时对地面的压强为6000Pa;
(2)在3-5s内,推力对木块所做的功为400J,
(3)如图所示:
解析:(1)••.木块是长方体,放在水平地面时・
..・由p=£=£=娱回丝pgh可知:
5sss
::
对水平地面的压强p=Pgh=O.5X10kg/mX1.2mx10N/kg=6n00Pas
(2)由图冢可知在3-5s内的运动速度V:=1A/S.推力F:=200N,
由v=可得,在3-5s内移动的距离为:s:=v:,.-lm/sX2s=c
推力做功:W=F:s:=200NX2m=400J;
(3)由图丙可知,用200N的水平推力能庾木年习速前进电•我此时木笆所受的摩爆力和推力是水平方向上
的一对平衡力,摩爆力等于推力等于200N.
木箱在1〜3s内做加速运动,受到的摩瘵力内滑动摩擦力,滑动摩瘵力与推力大小无关,物体间接触面与
物体间压力不变,物体受到的滑动摩爆力不变,则1s〜3s木箱受到的摩瘵力大小为200N.
在0〜1s内物体没有移动,处于静止状态,摩瘵力与推力相平衡,即此时摩擦力为100N,图冢如下图:
考点:压强的大小及其计算;力与图冢的结合;功的计算.
四、中考预测展望:
15
L校车安全备受社会关注,国家出台了《校车安全管理条例》.每位同学上车后都要养成系
扎安全带的习惯,这是为了防止在校车行驶的过程中突然刹车时山于—造成的伤害;当校
车在刹车过程中,其动能(选填“增大”、“减小”或“不变”);每辆校车上都配备
有紧急逃生锤,遇到突发紧急情况时,学生可用逃生锤打破玻璃安全逃生,为了更容易打破
玻璃,应选择图中—(选填字母).
答案:惯性;诚小;C
解析:(1)系安全带是为了防止在校车行映的过程中X然刹在'由于惯性造成的伤害;
(2)当校车在刹车过程中,质量不变,速度变小,则动能够‘:
(3)当压力一定时,力的作用面积越小;其作用学工、覆果越明显,因此,从图上看,C图的作用面积是
最小的,故只有C符合题意.
考点:惯性;动能;噌大压强的方法及工也用
2.(2014•咸宁)在自由下落过程中物体运动速度会越来越快.一个物体由A点自由下落,
相继经过B、C两点,已知AB=BC,如图所示,物体在AB段重力做功W”做功功率R;在BC
段重力做功生,做功功率臭,则下列关系正确的是()
。*
I
QC
A.W】WW2Pi^P2B.WFW2PFP2C.WFW2PI>P2D.WFW2Pi<P2
16
答案:D
解析:,/AB=BC.
二根据W=Gh可知,物体在AB段和BC段做的功相等,即”丁见;
.二小球在自由下落时做加速运动,
根据t=宜可知,小球在BC段运力的时间短
V
,根据公式P=¥可知,物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率,即P:<P;.
t
故选D.
考点:功的大小比较;功率大小匕比较.
3.如图所示,用弹簧测力计水平匀速拉动重为5N的木块,使它沿水平方向在10s内移动了
1m,则在这个过程中木块受到的摩擦力是—N,水平拉力的功率是W.
答案:1.8;0.18
解析:木块做匀速直线运动,拉力等于摩部:J,木块之盗直声匕上静止,水平木板对木块的支持力等于木
块的重力.
弹簧测力计分度值为O.2N;示数为1.8N,拉力等于摩煤力为,8N;
拉力做功W=Fs=l.8NXlm=l.8J.
拉力的功率p==LJJ=o.18W.
10s
考点:二力平衡条件的应用;功率的计算
4.起重机把一个质量为0.5t的工件在15s内匀速的向上提升了6m,则起重机提升工
件的拉力为N,起重机提升工件的功率W.(g取10N/kg)
答案:5000;2000
解析:二力平衡的条件是:大小相等方向相及、作用在一条直线上、作用在一个物体上.
由题意知,拉力与工件的重力是一对平津力,所以,-r^^SOOkgX10N/kg=5000N;
起重机提升工件的功率:P=至能皿50叱:."/kgX6m
-2000W.
ttt15s
考点:二力平衡条件的应用;功率的计售
5.如图所示,篮球撞击到地面时发生弹性形变,产生—(选填“弹力”、“重力”或“摩
擦力”),这个过程中,篮球的动能转化为—能.(不考虑机械能的损失)
17
答案:弹力;弹性势
解析:物体发生弹性形变时,会产生弹力,同时会具有弹性旷能.弹性势能与动能之间可以相互转化.
如图,篮球撞击到地面时发生弹忆形变,会>,吃力;这个过程中,篮球的动能转化为弹性势能.
考点:弹力,动能和势能的转化与守恒
6.如图是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置.
(1)实验中为了保证不变,应始终使用同•个小球;
(2)让小球A从不同的高度山静止开始滚下,是为了研究小球到达水平面时动能的大小是
否与有关;
(3)实验中通过比较物块B在同一水平面上被撞击的来比较小球A到达水平面时动能
的大小;
(4)实验表明,质量相同时,小球的速度越大,动能越.
\
答案:(1)质量;(2)速度;(3)距离;(4)大.
解析:(1)使用同一个小球,是为了保证物体的质量不变;
(2)让小球A从不同的高度由静止开始滑下,小球到达水平面时的速度不同,是为了研究小球动能的大小
是否与速度有关;
(3)实验中通过比较物块B在同一水平面上祉,:一电离来比较•:球A到达水平面时动能的大小;
(4)质量相同时,小球的速度越大,动能越
考点:探究置响物体动能大小的因素
7.电梯的简化模型如图甲所示,考虑安全、舒适、省时等因素,电梯速度要经过增大、不变
和减小的过程.这一过程是通过改变拉力大小来实现的.某次上升过程中电梯所受拉力F
随上升高度h变化的图象如图乙所示.这个过程用时1分钟,求这个过程中:
18
4拉力F▲FQO4、)
(1)电梯上升的平均速度;
(2)拉力做的功;
(3)拉力做功的功率.
答案:(1)电梯上升的平%速度为
(2)拉力做的功是9.6X10T
(3)拉力做功的功率是1.6X10W.
解析:(1)电梯上升的涵度h=48m、.二。:词t=60s,
电梯上升的平均速度:v=--i=i^0.8m/s;
tt60s
(2)拉力在0-4m做的以I:W;=F;h.-2.5X10T:\4m=l.OX10;J,
拉力在4-44m做的功,W;=F;h:=2.z、1CTNX”“I=8.0XZJ
拉力在44-48m做的功:W:=F:h:=l.5X10NXd-0.6X1^,
所以,上升过程拉力做的功:W=W;+W;+W:=1.0X107+6:<10=J-K).6X107=9.6X107;
(3)拉力做功的功率:尸=竺=2@51?•;;L6X10'w
tIJ
考点:变速运动与平均速度;功匕才算;功率不计算
8.某质量为0.05g的雨滴匀速下落,速度为7m/s,匀速下落距离为700m,g=9.8N/kg,
假设雨滴在下落过程中质量保持不变.
(1)求这段匀速下落过程中重力对雨滴所做的功;
(2)求这段匀速下落过程中重力的功率;
(3)已知c加=4.2X10」/(kg・C),匀速下落过程中雨滴克服阻力所做的功42%转化为雨滴
的内能,求这部分内能使雨滴温度升高多少?
19
答案:(1)这段匀速下落过程中重力对汽酒所做”力为0.35,
(2)这段匀速下落过程中重力的功率为0.CJ5W;
(3)这部分内能使雨滴温度升高0.7c.
解析:(1)重力做功:W=Gh=mgh=0.05X10':kgX10N/kgXTO!"=0.35J;
(2)这段匀速下落过程中重力的J率:p=&£卜;jngv=0.05X10''kgX10N/kgX
7m/s=0.0035W;
,/
(3)由题知,Q-=WX42%=0.35JX42%=O.147J,
:
•/Q-=cmAt,即:0.147J=4.2X10J/(kg•T3)X0.u5X10kiAAt,解
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