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文档简介
第23讲能量转化的量度是否做功判断做功多少的计算做功快慢的计算一.功1.定义:物体受到力的作用,并且在这个力的方向上通过一段距离,我们就说这个力对物体做了功。2.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一段距离。3.力对物体不做功的三种情况①有距离无力:物体没有受到力的作用,但由于惯性通过一段距离;②有力无距离:有力作用在物体上,但物体没动,即物体没有通过一段距离;③力与运动距离垂直:物体受到了力的作用,也通过了一段距离,但通过的距离与力的方向垂直。二.功与功率的计算1.功(1)定义:力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。即功=力x距离。(2)计算公式为W=Fs,W表示功,F表示力,S表示沿力方向的距离(3)单位:在国际单位制中,力的单位是牛(N),距离的单位是米(m),功的单位是牛.米(N.m),在国际单位制中,用专门的名称“焦耳”来表示,简称为焦,符号是J。1焦=1牛.米。(4)做功的实质:能量转化的量度2.功率(1)定义:单位时间内做功的多少(2)意义:表示物体做功快慢的物理量(3)计算公式为P=W/tP表示功率,W表示功,t表示做功时间推导可得:P=FVF表示力,V表示沿力方向的运动速度(4)功率的单位:在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号为W。1瓦=1焦/秒。在实际应用中还常用千瓦(kW)、兆瓦(MW)作为功率的单位。1千瓦=1000瓦,1兆瓦=106瓦。考点一:是否做功判断【例1】如图所示的生活实例中,下列判断中正确的:(
)①甲图小车在推力的作用下前进了一段距离推力做了功;②乙图人提着滑板在水平路面上前行,人提滑板的力做了功;③丙图物体在绳子拉力作用下升高,拉力做了功;④丁图用尽全力搬石头搬而未起,人对石头的作用力不做功。A.只有①③正确 B.只有②③正确 C.只有①③④正确 D.只有②③④正确【例2】如图所示是挺举连续动作的几个状态图,下列说法正确的是()
A.从准备状态发力到上拉状态过程中对杠铃不做功B.从上挺状态发力到站立状态过程中对杠铃做了功C.站立时人受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力D.站立时,因为杠铃静止所以没有惯性考点二:做功多少的计算【例1】如图所示,木板可绕固定的水平轴O转动。木板从水平位置OA缓慢地转到OB位置,木板上的物块始终相对于木板静止。在这一过程中,物块的机械能增加了2J。用F1表示物块受到的支持力,用F2表示物块受到的摩擦力,在这一过程中,下列说法中正确的是()
①F1对物块不做功,F2对物块做功为2J;②F1对物块做功为2J,F2对物块不做功;③F1和F2对物块所做的总功为2J;④该物体机械能守恒。A.①④ B.①③ C.②③ D.②④【例2】电动叉车托着质量为100kg的货物,在5s内沿着水平方向行驶10m,如图甲所示;接着在10s内把货物匀速竖直提升1m,如图乙所示。下列说法正确的是()
A.叉车水平行驶过程中,货物的重力做功为1×104JB.叉车提升货物过程中,克服货物的重力做功为1×103JC.叉车水平行驶过程中,叉车的重力势能转化为货物的动能D.叉车提升货物过程中,货物的动能转化为货物的重力势能考点三:做功快慢的计算【例1】一辆汽车在平直的公路上做直线运动,其v﹣t图像如图所示,汽车在第10s时已行驶了150m,速度达到了20m/s,随后匀速前进,若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N,以下说法正确的是()A.在0﹣10s内汽车的牵引力大小恒为2000NB.在10﹣20s内汽车牵引力做的功为4×105JC.在0﹣10s汽车牵引力做的功为3×105JD.在10﹣20s内汽车牵引力做功的功率为4×105W【例2】如下图所示,重为5N的铁块吸附在竖直放置足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示,若铁块受到的摩擦力为2N,下列说法正确的是()A.向上运动中,吸引力对铁块做了功 B.在02s内拉力F等于5NC.在2~6s内拉力F大于7N D.在2~6s内,拉力做的功为84J1.如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱,在力的作用下移动的距离sAB=sCD,比较两种情况下拉力F所做的功,下列判断正确的是()A.拉力F在AB段做功较多 B.拉力F在AB段与CD段做的功一样多C.拉力F在CD段做功较多 D.无法判断2.一个物体受力作用并在力的方向上移动,其作用力F与移动的距离s关系如图所示,则()A.施力3N时做功最多B.施力5N时做功最多C.施力8N时做功最多D.全程共做功50J3.如图所示,将木块放在压缩了的弹簧旁,释放弹簧,木块沿水平地面向右运动,离开弹簧后,木块运动一段距离后停下来。下列说法中正确的是()A.木块运动时,木块所受的重力对木块做了功B.木块最终停止运动是由于失去弹簧的弹力作用C.弹簧对木块的弹力使木块由静止变为运动D.此实验中机械能是守恒的4.一个篮球不小心被水打湿,小明继续使用该篮球进行训练,球离手后,发现篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中,地面上留下了一个个“印迹”,以下判断正确的是(不考虑篮球质量的变化)()A.球离手后,手仍对球做功 B.D点时篮球的动能不为0C.B点时的动能等于C点时的动能 D.1、2、3三个“印迹”大小相同5.如图所示,体重不同的甲、乙两小孩沿着两条长度不同的光滑轨道下滑。若不计空气阻力,两人从A处自由滑到B处,则下列说法错误的是()A.甲、乙所受的重力做功不同 B.甲、乙下滑过程中机械能守恒C.甲、乙的重力势能转化为动能 D.甲、乙到达B点时的动能相同6.如图,大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼,在这个过程中,下列说法正确的是()A.小孩对砖做功更多 B.小孩对砖做功更快C.大人对砖做功更多 D.大人对砖做功更快7.如图所示,甲、乙两物体在拉力F的作用下,沿竖直向上方向做匀速直线运动,不计空气阻力,则()
A.甲的速度一定大于乙的速度B.甲的重力一定大于乙的重力C.拉力F甲做的功一定大于拉力F乙做的功D.拉力F甲的功率一定大于拉力F乙的功率8.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面运动,物体运动的路程(s)-时间(t)图像如图所示,根据图像,下列判断正确的是()
A.物体16s时的速度大于4s时的速度B.0-12s拉力对物体所做的功大于12s-24s拉力对物体所做的功C.0-12s拉力对物体做功的功率小于12s-24s拉力对物体做功的功率D.0-12s物体所受的拉力大于12s-24s物体所受的拉力9.如图所示,质量不等的甲、乙两球(m甲>m乙)从顶端分别沿固定光滑斜面体的a、b两侧滚到各自的底部,则在它们整个运动过程中有()
A.甲球的重力所做的功少些B.两球的重力所做的功一样多C.它们运动到斜面底部时,乙的速度大些D.它们运动到斜面底部时,两球速度一样大10.一个重为10N的木块放在粗糙程度相同的水平地面上,受到水平向左的拉力F的作用,如图甲所示。拉力F的大小与时间t的关系如图乙,木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法正确的是()A.t=3s时木块受到的合力为0B.t=3s时木块受到的摩擦力为5NC.4~6s内木块的重力做功40JD.4~6s内拉力F的功率为9W11.一个篮球从A点由静止下落,下落的速度与时间图象如图甲所示。篮球相继经过B、C两个位置,且AB=BC,如图乙所示。在篮球从A下落到C过程中,考虑空气阻力的影响,下列说法正确的是()A.重力在BC段做功比在AB段做功快B.重力在BC段做功比在AB段做功多C.篮球在A点的重力势能小于在B点的重力势能D.在运动过程中,篮球的机械能不变12.如图所示,用10N的水平拉力F拉着物体A沿水平方向以的速度匀速运动了50cm,不计空气阻力,则下列判断正确的是()①物体A不受摩擦力②物体A受到摩擦力的大小是10N③力F对物体A做了1J的功④力F对物体A做功的功率是1WA.只有①③B.只有②④C.只有②③ D.只有①④13.两个一样的小铁块A和B,分别从高度相同的都是光滑的斜面和圆弧面的顶点滑向底部,如图所示。如果它们的初速度都为0,则下列说法不正确的是()A.它们到达底部时动能相等B.它们到达底部时速度大小相等C.下滑过程中重力所做的功相等D.它们在最高点时的机械能和它们到达最低点时的机械能大小各自不相等14.投出的铅球在空中飞行,它在整个运动过程中的动能Ek与距离地面的高度h的关系如图所示。已知铅球出手高度h为2m,铅球落到地面时重力势能为零,不计空气阻力,由图可知,铅球出手时其重力势能为()
A.80J B.100J C.180J D.280J15.如图所示,用大小相同的力F,使质量不同的两物体沿力的方向移动相同的距离s,所用的时间相同,则两次所用的力对物体所做的功和功率()A.图甲做的功较多B.图乙做的功较多C.甲、乙的功率一样大D.图甲的功率一定比图乙大16.如图,小山提着重200N的物体,在水平路面匀速前进10m,然后以相同的速度走完长10m、高5m的斜坡,则下列说法正确的是()A.水平面上,人对物体做功2000JB.水平面上,人对物体不做功C.斜坡上,人对物体做功2000JD.斜坡上,人对物体不做功17.如图所示,质量为m的物体Q从高度为h、长度为L的斜面上以v1的速度匀速下滑,如图乙,在斜面的顶端固定滑轮将物体Q与物体P用轻绳连结,物体Q以速度v2(v1小于v2)匀速沿斜面上升。以下说法正确的是()A.图甲中,物体Q受到的重力GQ等于物体Q对斜面的压力FB.图甲中物体Q所受摩擦力f甲大于图乙中物体Q受到的摩擦力fC.当图乙中物体Q从斜面底部上升到顶端时,物体P的重力做功为2mghD.图甲中,物体Q在下滑的过程中重力势能转化为动能18.根据如图所示的几个情景,下列说法正确的是()A.运动员举着杠铃静止不动,但运动员对杠铃做了功B.女孩从地面上搬起一个箱子,女孩对箱子做了功C.司机费了很大的力也未能推动汽车,但司机对汽车做了功D.足球被踢出后在草地上滚动的过程中,运动员对足球做了功19.在上周的自主复习中物理课代表建议大家“回归课本”,如图是课本上的原图,针对图中情境增加条件拓展科学思维:小强用100N的力斜向上拉着总重为500N的小车使小车在水平路面上匀速前进了10m用了10s。下列说法中正确的是()
A.这一过程中地面对小车的摩擦力一定是100NB.这一过程中100N的拉力对小车做的功一定是1000JC.这一过程中小车的速度为1m/sD.这一过程中小车对地面的压力一定等于500N20.如图甲所示,货物A在吊车钢索的拉力F1作用下,沿竖直方向,向上做匀速直线运动;如图乙所示,货物B在吊车钢索的拉力F2作用下,沿竖直方向,向上做匀速直线运动。货物A的质量与货物B的质量相等(不考虑空气的阻力和钢索重力),在计时的0~20s过程中,拉动货物A、B的吊车所作的功(W)-时间(t)图像如图丙所示。在0~20s过程中,下列说法中正确的是()A.拉力F1与拉力F2的大小相等B.拉力F1做的功与拉力F2做的功相等C.拉力F1做功的功率与拉力F2做功的功率相等D.货物A运动的速度与货物B运动的速度相等21.如图所示,不计空气阻力,用弹簧测力计两次水平拉同一木块,使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图象,下列说法正确的是()A.木块第一次和第二次速度之比为1∶2B.木块两次受到滑动摩擦力之比为2∶1C.对木块第一次和第二次的拉力功率之比为2∶1D.在相同时间内拉力两次对木块做功之比为1∶122.如图所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下,从O匀速直线运动到Q,OP段拉力为300N,做的功为,功率为,PQ段拉力为200牛,做的功为,功率为,则()A.
B.
C.
D.
23.如图所示,木块在恒定不变的拉力F作用下沿斜面做匀速直线运动,下列物理量随时间变化的图像正确的是()A.F做功W随时间t变化图像 B.木块动能E动随时间t变化图像C.F的功率P随时间t变化图像 D.木块机械能E随时间t变化图像24.如图所示,叠放在一起的物体A和B,在F=15N的恒力作用下,10s内沿水平方向匀速直线运动1m,下列相关结论中正确的是()
A.甲图中,10s内力F做功7.5JB.乙图中,力F做功的功率为150WC.甲、乙两图中物体B所受摩擦力大小均为15ND.甲、乙两图中物体A受到地面对它的摩擦力大小均为15N
第23讲能量转化的量度是否做功判断做功多少的计算做功快慢的计算一.功1.定义:物体受到力的作用,并且在这个力的方向上通过一段距离,我们就说这个力对物体做了功。2.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一段距离。3.力对物体不做功的三种情况①有距离无力:物体没有受到力的作用,但由于惯性通过一段距离;②有力无距离:有力作用在物体上,但物体没动,即物体没有通过一段距离;③力与运动距离垂直:物体受到了力的作用,也通过了一段距离,但通过的距离与力的方向垂直。二.功与功率的计算1.功(1)定义:力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。即功=力x距离。(2)计算公式为W=Fs,W表示功,F表示力,S表示沿力方向的距离(3)单位:在国际单位制中,力的单位是牛(N),距离的单位是米(m),功的单位是牛.米(N.m),在国际单位制中,用专门的名称“焦耳”来表示,简称为焦,符号是J。1焦=1牛.米。(4)做功的实质:能量转化的量度2.功率(1)定义:单位时间内做功的多少(2)意义:表示物体做功快慢的物理量(3)计算公式为P=W/tP表示功率,W表示功,t表示做功时间推导可得:P=FVF表示力,V表示沿力方向的运动速度(4)功率的单位:在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号为W。1瓦=1焦/秒。在实际应用中还常用千瓦(kW)、兆瓦(MW)作为功率的单位。1千瓦=1000瓦,1兆瓦=106瓦。考点一:是否做功判断【例1】如图所示的生活实例中,下列判断中正确的:(
)①甲图小车在推力的作用下前进了一段距离推力做了功;②乙图人提着滑板在水平路面上前行,人提滑板的力做了功;③丙图物体在绳子拉力作用下升高,拉力做了功;④丁图用尽全力搬石头搬而未起,人对石头的作用力不做功。A.只有①③正确 B.只有②③正确 C.只有①③④正确 D.只有②③④正确【答案】C【解析】①甲图小车在推力的作用下前进了一段距离,推力水平向前,小车中推力的方向上通过一段距离,故推力做功,故①正确;②乙图人提着滑板在水平路面上前行,提力竖直向上,距离水平向前,方向不一致,故人提滑板的力没有做功,故②错误;③丙图物体在绳子拉力作用下升高,拉力方向向上,物体中拉力的方向上通过一段的距离,故拉力做功,故③正确;④丁图用尽全力搬石头搬而未起,只有力,没有距离,故人对石头的作用力没有做功,故④正确;故ABD错误,C正确。【例2】如图所示是挺举连续动作的几个状态图,下列说法正确的是()
A.从准备状态发力到上拉状态过程中对杠铃不做功B.从上挺状态发力到站立状态过程中对杠铃做了功C.站立时人受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力D.站立时,因为杠铃静止所以没有惯性【答案】B【解析】A.从准备状态发力到上拉状态过程中,杠铃在拉力的作用下沿拉力方向上升,拉力对杠铃做功,故A错误;B.从上挺状态发力到站立状态过程中,杠铃在举力方向上上升,举力对杠铃做了功,故B正确;C.站立时人受到重力、杠铃压力、地面支持力作用处于平衡状态,受到的重力小于地面对人的支持力,不是一对平衡力,故C错误;D.一切物体都有惯性,故D错误。考点二:做功多少的计算【例1】如图所示,木板可绕固定的水平轴O转动。木板从水平位置OA缓慢地转到OB位置,木板上的物块始终相对于木板静止。在这一过程中,物块的机械能增加了2J。用F1表示物块受到的支持力,用F2表示物块受到的摩擦力,在这一过程中,下列说法中正确的是()
①F1对物块不做功,F2对物块做功为2J;②F1对物块做功为2J,F2对物块不做功;③F1和F2对物块所做的总功为2J;④该物体机械能守恒。A.①④ B.①③ C.②③ D.②④【答案】C【解析】由受力分析知,支持力F1的方向是垂直于木板向上的,物体运动方向也是向上的,所以支持力F1对物体做功;摩擦力F2方向是沿斜面向上的,摩擦力的方向始终和速度方向垂直,所以摩擦力不做功。机械能增加2J,即支持力F1对物块做功2J,机械能不守恒,所以②③正确,故C正确,ABD错误。故选C。【例2】电动叉车托着质量为100kg的货物,在5s内沿着水平方向行驶10m,如图甲所示;接着在10s内把货物匀速竖直提升1m,如图乙所示。下列说法正确的是()
A.叉车水平行驶过程中,货物的重力做功为1×104JB.叉车提升货物过程中,克服货物的重力做功为1×103JC.叉车水平行驶过程中,叉车的重力势能转化为货物的动能D.叉车提升货物过程中,货物的动能转化为货物的重力势能【答案】B【解析】A.功是力和力的方向上移动的距离的乘积,叉车水平行驶过程中,货物在重力方向没有移动距离,因此货物重力对货物做功为零,故A错误;B.叉车提升货物的过程中,克服货物重力做功为故B正确;C.叉车水平行驶过程中,货物的质量不变,高度不变,故重力势能不变,所以货物的重力势能没有转化为它的动能,故C错误;D.叉车提升货物匀速上升的过程中,货物的质量不变,高度升高,速度不变,故重力势能增大,动能不变,所以货物的动能没有转化为它的重力势能,故D错误。考点三:做功快慢的计算【例1】一辆汽车在平直的公路上做直线运动,其v﹣t图像如图所示,汽车在第10s时已行驶了150m,速度达到了20m/s,随后匀速前进,若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N,以下说法正确的是()A.在0﹣10s内汽车的牵引力大小恒为2000NB.在10﹣20s内汽车牵引力做的功为4×105JC.在0﹣10s汽车牵引力做的功为3×105JD.在10﹣20s内汽车牵引力做功的功率为4×105W【答案】B【解析】A.在0﹣10s内汽车做加速运动,汽车的牵引力大于所受的阻力,大于2000N,故A错误;B.由图可知,汽车在10﹣20s做匀速直线运动,牵引力与阻力是一对平衡力F=f=2000N汽车的速度为20m/s,汽车行驶的距离为s=vt=20m/s×10s=200m牵引力做的功W=Fs=2000N×200m=4×105J故B正确;C.在0﹣10s,牵引力大于2000N,所以做的功Wˊ>2000N×150m=3×105J故C错误;D.在10﹣20s内汽车牵引力做功的功率为故D错误。【例2】如下图所示,重为5N的铁块吸附在竖直放置足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示,若铁块受到的摩擦力为2N,下列说法正确的是()A.向上运动中,吸引力对铁块做了功 B.在02s内拉力F等于5NC.在2~6s内拉力F大于7N D.在2~6s内,拉力做的功为84J【答案】D【解析】A.由甲图知,磁性平板对铁块的吸引力是沿水平方向的,而铁块沿竖直方向运动,所以,吸引力对铁块不做功,故A错误;B.由乙图可知,在0~2s内,铁块处于加速运动状态,即此时的拉力F大于重力与摩擦力大小之和,但无法确定拉力F的大小,故B错误;C.由乙图可知,在2~6s内,铁块在竖直方向上,做匀速直线运动,铁块受到平衡力的作用,在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F,根据力的平衡条件可得f+G=F所以,此时的拉力F=G+f=5N+2N=7N故C错误;D.在2~6s内,物体以3m/s的速度做匀速直线运动,则s=vt=3m/s×(6s-2s)=12m在2~6s内拉力F做的功W=Fs=7N×12m=84J故D正确。1.如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱,在力的作用下移动的距离sAB=sCD,比较两种情况下拉力F所做的功,下列判断正确的是()A.拉力F在AB段做功较多 B.拉力F在AB段与CD段做的功一样多C.拉力F在CD段做功较多 D.无法判断【答案】B【解析】由题知,两次的拉力F大小相等,且sAB=sCD,所以,由W=Fs可知,拉力F在AB段与CD段做的功一样多,故B正确,ACD错误。故选B。2.一个物体受力作用并在力的方向上移动,其作用力F与移动的距离s关系如图所示,则()A.施力3N时做功最多B.施力5N时做功最多C.施力8N时做功最多D.全程共做功50J【答案】C【解析】ABC.由图象可知力F1=3N时,移动的距离s1=10m-5m=5m力做的功W1=F1s1=3N×5m=15J力F2=5N时,移动的距离s2=2m,力做的功W2=F2s2=5N×2m=10J力F3=8N时,移动的距离s3=5m-2m=3m力做的功W3=F3s3=8N×3m=24J故C符合题意,AB不符合题意;D.全程做的总功W=W1+W2+W3=15J+10J+24J=49J故D不符合题意。3.如图所示,将木块放在压缩了的弹簧旁,释放弹簧,木块沿水平地面向右运动,离开弹簧后,木块运动一段距离后停下来。下列说法中正确的是()A.木块运动时,木块所受的重力对木块做了功B.木块最终停止运动是由于失去弹簧的弹力作用C.弹簧对木块的弹力使木块由静止变为运动D.此实验中机械能是守恒的【答案】C【解析】A.木块受到的重力方向竖直向下,木块向下没有移动距离,重力对木块没有做功。故A错误;B.木块最终停止运动是木块受到的摩擦力改变了木块的运动状态。故B错误;C.力可以改变物体的运动状态,弹簧对木块的弹力使木块由静止变为运动。故C正确;D.此实验中由于克服摩擦做功,机械能转化为内能,机械能变小。故D错误。故选C。4.一个篮球不小心被水打湿,小明继续使用该篮球进行训练,球离手后,发现篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中,地面上留下了一个个“印迹”,以下判断正确的是(不考虑篮球质量的变化)()A.球离手后,手仍对球做功 B.D点时篮球的动能不为0C.B点时的动能等于C点时的动能 D.1、2、3三个“印迹”大小相同【答案】B【解析】A.球离手后,手对球没有力的作用,所以手不对球做功,故A不正确;B.篮球在D点时在水平方向有一定的速度,所以动能不为零,故B正确;C.从图可知,篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中,弹跳的高度会越来越低,所以篮球的机械能越来越小,B点时的机械能大于C点时的机械能,而B点和C点高度相同,重力势能相等,所以B时点的动能大于C点时的动能,故C不正确;D.小球在运动过程中机械能逐渐变小,篮球落到地面转成的弹性势能逐渐变小,由于篮球弹性势能大小与篮球的形变程度有关,故1、2、3三个“印迹”越来越小,故D不正确。故选B。5.如图所示,体重不同的甲、乙两小孩沿着两条长度不同的光滑轨道下滑。若不计空气阻力,两人从A处自由滑到B处,则下列说法错误的是()A.甲、乙所受的重力做功不同 B.甲、乙下滑过程中机械能守恒C.甲、乙的重力势能转化为动能 D.甲、乙到达B点时的动能相同【答案】D【解析】A.由于甲、乙体重不同,所受到的重力不同,而下降的高度相同,故重力做的功不同,故A正确,A不符合题意;B.由于在光滑的轨道上滑行,不计空气阻力,机械能守恒,故B正确,B不符合题意;C.体重不同的甲、乙两小孩沿着两条长度不同的光滑轨道下滑,高度降低,速度变大,故是重力势能转化为动能,故C正确,C不符合题意;D.由于甲、乙的体重不同,重力势能不同,下滑时,重力势能转化为动能,故动能的大小不同,故D错误,D符合题意。故选D。6.如图,大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼,在这个过程中,下列说法正确的是()A.小孩对砖做功更多 B.小孩对砖做功更快C.大人对砖做功更多 D.大人对砖做功更快【答案】D【解析】AC.大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼,根据W=Fs=Gh可知,做功一样多,故AC错误;BD.两人做功一样多,大人用时较短,根据可知,大人对砖做功更快,故B错误,D正确。7.如图所示,甲、乙两物体在拉力F的作用下,沿竖直向上方向做匀速直线运动,不计空气阻力,则()
A.甲的速度一定大于乙的速度B.甲的重力一定大于乙的重力C.拉力F甲做的功一定大于拉力F乙做的功D.拉力F甲的功率一定大于拉力F乙的功率【答案】B【解析】A.由题意可知,甲、乙两物体在拉力F的作用下,沿竖直向上方向做匀速直线运动,不计空气阻力,只知道拉力的大小,还有匀速直线运动,是不能判断两物体的速度大小,故A不符合题意;B.从图中可以看到,甲物体受到竖直向上的拉力为20N,甲物体在做匀速直线运动,处于平衡状态,根据二力平衡的特点,其重力大小等于拉力的大小,重力为20N,同理,乙的重力为15N,可知,甲的重力一定大于乙的重力,故B符合题意;C.比较拉力做功的大小,需要知道拉力和所走的路程大小,只知道甲的拉力大于乙的,而不知道所走的路程大小,是不能比较拉力做功的大小,即不能判断拉力F甲做的功和拉力F乙做的功的大小,故C不符合题意;D.甲、乙两物体匀速直线运动,拉力的功率大小可以用公式去判断,甲的拉力大于乙的,但是甲、乙运动速度大小不能知道,则不能判断拉力F甲、F乙的功率大小,故D不符合题意。故选B。8.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面运动,物体运动的路程(s)-时间(t)图像如图所示,根据图像,下列判断正确的是()
A.物体16s时的速度大于4s时的速度B.0-12s拉力对物体所做的功大于12s-24s拉力对物体所做的功C.0-12s拉力对物体做功的功率小于12s-24s拉力对物体做功的功率D.0-12s物体所受的拉力大于12s-24s物体所受的拉力【答案】B【解析】A.物体0-12s内的速度是物体12-24s内的速度是物体16s时的速度小于4s时的速度,故A错误;B.0-12s物体运动了6m,12s-24s物体运动了2m,由图可知物体在每段时间内都是匀速直线运动,则拉力等于摩擦力,摩擦力没变则拉力不变,根据公式可知,0-12s拉力对物体所做的功大于12s-24s拉力对物体所做的功,故B正确;C.在相同的时间里,0-12s拉力对物体所做的功较大,则功率也较大,故C错误;D.由图可知物体前12s内和后12s内都是匀速直线运动,则拉力等于摩擦力,因为压力和接触面的粗糙程度没变,摩擦力不变,则拉力不变,故D错误。9.如图所示,质量不等的甲、乙两球(m甲>m乙)从顶端分别沿固定光滑斜面体的a、b两侧滚到各自的底部,则在它们整个运动过程中有()
A.甲球的重力所做的功少些B.两球的重力所做的功一样多C.它们运动到斜面底部时,乙的速度大些D.它们运动到斜面底部时,两球速度一样大【答案】D【解析】AB.物体下滑过程中只有重力做功,即W=Gh=mgh因为m甲˃m乙,高度相同,所以W甲˃W乙,故AB错误;CD.因为斜面光滑,小球在下滑过程中重力势能全部转化为动能,则解得,即物体滑到斜面底端时的速度只有物体在斜面上的高度有关,因为两球都是从斜面顶端下滑到斜面底端,即两球的初始高度相同,所以滑至底端时的速度相同,故C错误,D正确。10.一个重为10N的木块放在粗糙程度相同的水平地面上,受到水平向左的拉力F的作用,如图甲所示。拉力F的大小与时间t的关系如图乙,木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法正确的是()A.t=3s时木块受到的合力为0B.t=3s时木块受到的摩擦力为5NC.4~6s内木块的重力做功40JD.4~6s内拉力F的功率为9W【答案】D【解析】A.由图像可知,2~4s内,木块做加速运动,未处于平衡状态,所以t=3s时木块受到的合力不为0,故A错误;B.由图像可知,4~6s内,木块做匀速直线运动,处于平衡状态,木块所受滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,则木块所受的摩擦力2~4s内,木块做加速运动,但木块对地面的压力和接触面的粗糙程度均不变,所以,t=3s时木块受到滑动摩擦力的大小仍然为3N,故B错误;C.木块沿水平方向运动,木块没有在重力方向上(竖直向下)移动距离,则4~6s内木块的重力做功为0J,故C错误;D.4~6s内木块匀速运动的速度为3m/s,则4~6s内拉力F的功率故D正确。11.一个篮球从A点由静止下落,下落的速度与时间图象如图甲所示。篮球相继经过B、C两个位置,且AB=BC,如图乙所示。在篮球从A下落到C过程中,考虑空气阻力的影响,下列说法正确的是()A.重力在BC段做功比在AB段做功快B.重力在BC段做功比在AB段做功多C.篮球在A点的重力势能小于在B点的重力势能D.在运动过程中,篮球的机械能不变【答案】A【解析】AB.由可得,重力在BC段和AB段的高度相等,因此做功一样多;由于小球做加速运动,通过BC段的时间较小,根据得,重力在BC段比在AB段的功率大,做功快;故A正确,B错误;C.重力势能大小与物体的质量和物体所处的高度有关,A点的高度大于B点,因此篮球在A点的重力势能大于在B点的重力势能,故C错误;D.由于空气阻力不能忽略,则篮球由A到C的过程中,由于受到空气摩擦,有一部分机械能转化为内能,机械能减少,故D错误;故选A。12.如图所示,用10N的水平拉力F拉着物体A沿水平方向以的速度匀速运动了50cm,不计空气阻力,则下列判断正确的是()①物体A不受摩擦力②物体A受到摩擦力的大小是10N③力F对物体A做了1J的功④力F对物体A做功的功率是1WA.只有①③B.只有②④C.只有②③ D.只有①④【答案】B【解析】①用10N的水平拉力F拉着物体A沿水平方向以的速度匀速运动了50cm,物体和地面之间发生相对运动,物体和地面之间存在摩擦力,故①错误;②物体受到拉力作用,进行匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件得:物体A受到的摩擦力故②正确;③力F对物体A做的功故③错误;④力F对物体A做功的功率故④正确;综上分析及计算,只有②④正确,故B正确,ACD错误。13.两个一样的小铁块A和B,分别从高度相同的都是光滑的斜面和圆弧面的顶点滑向底部,如图所示。如果它们的初速度都为0,则下列说法不正确的是()A.它们到达底部时动能相等B.它们到达底部时速度大小相等C.下滑过程中重力所做的功相等D.它们在最高点时的机械能和它们到达最低点时的机械能大小各自不相等【答案】D【解析】D.因为斜面和圆弧面是光滑的,并且小球都是从静止开始下滑忽略各种阻力,所以两小球在运动的过程中机械能是守恒的,机械能总量不变,故D错误,符合题意;AB.因为两球质量相等,从相同高度静止滑下,所以两球所具有的机械能相等,到达底部时,两球速度相等,动能相等,故AB正确,不符合题意;C.两球的重力相等,所下落的高度相等,所以下滑过程中重力对两球做的功相等,故C正确,不符合题意。故选D。14.投出的铅球在空中飞行,它在整个运动过程中的动能Ek与距离地面的高度h的关系如图所示。已知铅球出手高度h为2m,铅球落到地面时重力势能为零,不计空气阻力,由图可知,铅球出手时其重力势能为()
A.80J B.100J C.180J D.280J【答案】A【解析】由题可知,因为不计空气阻力,机械能守恒,铅球运动过程中只有重力势能和动能的相互转化,若铅球落到地面时重力势能为零,则动能为最大值280J。由图可知,当铅球到最高点时,即距离地面2.5米时,动能为180J,则重力势能最大值为100J;已知铅球出手高度为2m,所以其重力势能小于100J。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。15.如图所示,用大小相同的力F,使质量不同的两物体沿力的方向移动相同的距离s,所用的时间相同,则两次所用的力对物体所做的功和功率()A.图甲做的功较多B.图乙做的功较多C.甲、乙的功率一样大D.图甲的功率一定比图乙大【答案】C【解析】AB.因为对两个物体的作用力都是大小相等的力F,两个物体在力F的方向上移动的距离都是s,根据功的计算公式W=Fs可知,两次所用的力对物体所做的功一样多,故AB不符合题意;CD.两次所用的力对物体所做的功一样多,且所用的时间相同,根据知,功率的大小相同,故C符合题意,D不符合题意。故选C。16.如图,小山提着重200N的物体,在水平路面匀速前进10m,然后以相同的速度走完长10m、高5m的斜坡,则下列说法正确的是()A.水平面上,人对物体做功2000JB.水平面上,人对物体不做功C.斜坡上,人对物体做功2000JD.斜坡上,人对物体不做功【答案】B【解析】AB.小山对物体的提力是竖直向上的,在水平路面匀速前进时,提力方向跟物体通过的距离方向互相垂直,因此该段路程对物体不做功,故A错误,B正确;CD.走上斜坡的过程中,物体在竖直方向上升的距离等于斜坡的高度,则把物体从水平面提上斜坡做的功为故CD错误。17.如图所示,质量为m的物体Q从高度为h、长度为L的斜面上以v1的速度匀速下滑,如图乙,在斜面的顶端固定滑轮将物体Q与物体P用轻绳连结,物体Q以速度v2(v1小于v2)匀速沿斜面上升。以下说法正确的是()A.图甲中,物体Q受到的重力GQ等于物体Q对斜面的压力FB.图甲中物体Q所受摩擦力f甲大于图乙中物体Q受到的摩擦力fC.当图乙中物体Q从斜面底部上升到顶端时,物体P的重力做功为2mghD.图甲中,物体Q在下滑的过程中重力势能转化为动能【答案】C【解析】A.甲图中物体Q受竖直向下的重力GQ、垂直斜面向上的支持力、沿斜面向上的滑动摩擦力,物体Q在这三个力作用下保持平衡状态,支持力与重力不相等,斜面对物体Q的支持力与物体Q对斜面的压力F是一对相互作用力,大小相等,故物体Q的重力不等于物体Q对斜面的压力,故A错误;B.甲、乙两图中,物体Q所受的都是滑动摩擦力,物体Q对斜面的压力和接触面粗糙程度都相同,所以物体Q所受的滑动摩擦力大小也相同,故B错误;C.在图甲中,克服斜面摩擦力做功等于物体Q重力做功,即为mgh,在图乙中,物体P的重力做功等于绳子对物体Q做功,而绳子对物体Q做功等于克服物体Q重力做功和克服斜面摩擦力做功之和,即为mgh+mgh=2mgh,故C正确;D.物体Q要克服摩擦力做功,会将物体Q的重力势能转化为内能,故D错误。18.根据如图所示的几个情景,下列说法正确的是()A.运动员举着杠铃静止不动,但运动员对杠铃做了功B.女孩从地面上搬起一个箱子,女孩对箱子做了功C.司机费了很大的力也未能推动汽车,但司机对汽车做了功D.足球被踢出后在草地上滚动的过程中,运动员对足球做了功【答案】B【解析】A.运动员举着杠铃静止不动,运动员给杠铃一个向上的力,杠铃向上没有移动距离,运动员对杠铃没有做功,故A错误;B.女孩从地面上搬起一个箱子,女孩给箱子施加了力的作用,箱子也在该力的方向上通过了距离,所以对箱子做了功,故B正确;C.司机费了很大的力也未能推动汽车,司机虽然给汽车施加了力的作用,但汽车没有在该力的方向上通过距离,所司机没有对汽车做功,故C错误;D.足球被踢出后在草地上能继续滚动是由于惯性,此过程中运动员对足球没有力的作用不再做功,故D错误。故选B。19.在上周的自主复习中物理课代表建议大家“回归课本”,如图是课本上的原图,针对图中情境增加条件拓展科学思维:小强用100N的力斜向上拉着总重为500N的小车使小车在水平路面上匀速前进了10m用了10s。下列说法中正确的是()
A.这一过程中地面对小车的摩擦力一定是100NB.这一过程中100N的拉力对小车做的功一定是1000JC.这一过程中小车的速度为1m/sD.这一过程中小车对地面的压力一定等于500N【答案】C【解析】AD.小车在拉力的作用下,匀速直线运动,小车受到的斜向上的拉力、竖直向下的重力、竖直向上的支持力及沿水平方向的摩擦力的作用,这几个力是平衡力。因为拉力是斜向上的,所以摩擦力的大小不等于拉力,不等于100N,支持力与重力也不等,不等于500N,故AD错误;B.拉力的方向斜向上,在拉力的方向移动10m的距离时,拉力所做的功为但移动的距离10m不是在力的方向上,所以拉力所做的功不等于1000J,故B错误;C.小车的速度故C正确。20.如图甲所示,货物A在吊车钢索的拉力F1作用下,沿竖直方向,向上做匀速直线运动;如图乙所示,货物B在吊车钢索的拉力F2作用下,沿竖直方向,向上做匀速直线运动。货物A的质量与货物B的质量相等(不考虑空气的阻力和钢索重力),在计时的0~20s过程中,拉动货物A、B的吊车所作的功(W)-时间(t)图像如图丙所示。在0~20s过程中,下列说法中正确的是()A.拉力F1与拉力F2的大小相等B.拉力F1做的功与拉力F2做的功相等C.拉力F1做功的功率与拉力F2做功的功率相等D.货物A运动的速度与货物B运动的速度相等【答案】A【解析】A.货物A的质量与货物B的质量相等,则GA=GB又因为它们竖直向上做匀速直线运动,故A、B受平衡力作用,拉力等于重力,因此拉力F1=F2故A正确;BC.由图丙知,0~20s内,拉力F1做的功与拉力F2做的功W1>W2又F1与F2的大小相等,由W=Fs知,A、B的路程关系sA>sB由可知,因为时间相同,故拉力F1做功的功率与拉力F2做功的功率P1>P2由知vA>
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