习题 功与能量 -2024年初高中物理衔接练（新人教版全国用）(原卷版)

第=page11页，共=sectionpages1313页衔接点05功与能量初中知识点高中功：功的概念、功的单位、力做功的两个因素、比较功的大小、功的计算、功的原理功：功的概念（初中只要求计算力与物体运动方向相同时所做的功，高中拓展到物体受到的力与物体运动的位移互成角度时功的计算）、做功的判断及功的正负、多力做功。功率：功率的概念、功率的单位、比较功率的大小、功率的计算、功率在实际生活中的应用功率：功率的概念（在初中功率计算基础上引出功率另一个公式，并提出瞬时功率的概念）、平均功率、瞬时功率机械能：动能和势能、动能和势能在生活中的应用、动能和势能的转化、机械能守恒重力势能（高中加深对重力势能的量化计算）：重力做功与重力势能的关系、重力势能的概念和表达式弹性势能（高中加深理解弹力做功与弹性势能的关系）：弹性势能的概念、弹力做功与弹性势能的关系动能和动能定理（高中需要利用动能及动能定理进行量化计算和解题）：动能的概念和表达式、动能定理的基本应用：机械能守恒定律及其应用（初中只要求知道哪些情况下机械能守恒，高中在这个基础上利用机械能守恒进行解题）：机械能的概念、机械能守恒的判断、机械能守恒定律的应用能量守恒定律、功能关系能量、能源和能量耗散、能量守恒定律、功能关系的应用一、旧知识回顾功和能1．功①功的两个必要因素：一是________________________________；二是______________________________.②三种不做功的情况：Ⅰ、有力没距离，Ⅱ、有距离没力Ⅲ、________________。③功的计算：功(W）等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离（s)的乘积。(功=力×距离）④功的公式：________________；单位：W→焦；F→牛顿；s→米。________________。⑤功的原理：使用任何机械都不省功。2．功率①功率(P）：物理意义：________________。定义：单位时间（t）里完成的功（W)，叫功率。②计算公式：________________。单位：P→瓦特；W→焦；t→秒。（________________)3．机械效率①定义：________________跟________________的比值叫机械效率。②计算公式：η=W有/W总机械能1．一个物体能够做功，这个物体就具有能(能量)。2．动能：物体由于________________而具有的能叫动能。3．________________________________________________________________。4．势能分为________________________________________________________________。5．重力势能：物体由于被举高而具有的能。6．物体________________越大，________________,重力势能就越大。7．弹性势能:物体由于发生________________而具的能。8．物体的弹性形变越大，它的弹性势能就越大。9．机械能：________________.（________________)单位是：________________10.________________。方式有：动能重力势能；动能弹性势能.11．自然界中可供人类大量利用的机械能有风能和水能。二、热身练手Ⅰ、单选题：本大题共10小题。1.如图的几种情景中，人做了功的是(

)A. B.C. D.2.(2024·广东省湛江市·其他类型)如图所示，小丽和叔叔一起从一楼爬到五楼(二者均克服自身的重力做功)，小丽先于叔叔到达五楼，已知叔叔的体重大于小丽的体重。下列说法中正确的是(

)A.小丽做的功可能等于叔叔做的功 B.小丽的功率可能等于叔叔的功率C.小丽做的功一定大于叔叔做的功 D.小丽的功率一定大于叔叔的功率3.(2024·四川省·期中考试)甲、乙两台机器，他们的功率分别为300瓦和350瓦，则下列选项中正确的是(

)A.甲做功一定比乙做功多 B.甲做功时间一定比乙少C.甲做功可能比乙做功多 D.甲做功可能比乙做功慢4.(2023·北京市市辖区·期中考试)下列情景中，属于重力势能转化为动能的是(

)A.用弓箭将箭射出 B.滚摆减速上升 C.石块加速下落 D.热气球匀速下降5.对于如图所示滚摆运动的现象，下列解释中不正确的是(

)A.动能与势能可以相互转化B.下降时重力势能减小、动能增大C.上升的最大高度逐次降低，说明能量不守恒D.有部分机械能转化为内能，但总能量不变6.(2024·安徽省马鞍山市·期中考试)2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员状态良好，发射取得圆满成功。火箭搭载卫星在加速升空的过程中，下列说法正确的是(

)A.火箭的动能增加，重力势能增加，机械能增加B.火箭的动能不变，重力势能不变，机械能不变C.火箭的动能不变，重力势能增加，机械能增加D.火箭的动能减小，重力势能增加，机械能不变7.(2024·全国·同步练习)苏翊鸣在2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛中夺得金牌，如图所示为运动员在空中运动的轨迹，图中a、c两处等高，若不计空气阻力，下列说法正确的是

(

)A.运动员从a处到b处重力势能转化为动能 B.运动员在a处和c处的重力势能相等C.运动员在b处时的机械能最大 D.运动员从b处到d处速度逐渐减小8.(2024·全国·同步练习)汽车爬坡时，驾驶员的操作是：加大油门，同时将变速器换成低速档。加大油门是使发动机发挥最大的功率，换用低速档是为了减速。那么，在爬坡时，减少汽车的速度是为了(

)A.保证安全 B.获取更大的动力 C.省油 D.增大惯性9.(2023·湖北省鄂州市·期末考试)如图所示，甲、乙是两个完全相同的网球。在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是(

)A.甲球在空中下落时，重力势能增大，动能减小B.乙球上升过程中，重力势能转化为动能C.抛出时，甲、乙两球的机械能相等D.抛出时，甲球的动能小于乙球的动能10.(2024·澳门特别行政区·期中考试)小明把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，如图所示.下列说法中正确的是(

)A.铁锁摆回时会打到小明的鼻子B.铁锁在摆动过程中动能与重力势能可以相互转化C.铁锁由高处摆到低处的过程中动能转化为重力势能D.铁锁上升的最大高度逐次降低，是由于受到重力作用Ⅱ、计算题：本大题共3小题。11.(2023·全国·单元测试)小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图1所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是______A.皮球由a到b时，动能逐渐增大B.皮球由c到d时，机械能一直减小C.皮球在b点时的机械能最大D.皮球在a、c两点时动能相等总结：(1)比较动能大小要看______、______；若动能相同(不变)则要______；(2)比较重力势能大小要看______、______；若重力势能相同(不变)则要______；(3)本题的机械能是否守恒______；依据是：______。12.(2024·辽宁省沈阳市·期中考试)随着科技发展，有些餐厅利用机器人送餐。某次送餐时，机器人与食物的总质量为40kg，机器人受到的阻力为车重的0.1倍，机器人水平匀速直线运动了9m，用时18s。(g取10N/kg)请计算：(1)机器人在本次送餐时做的功是多少？(2)机器人在本次送餐时做功的功率是多少？13.(2024·湖北省襄阳市·其他类型)质量为1.5t的汽车，在水平公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.02倍，汽车由小明家行驶到学校距离为3km．(g=10N/kg)求：(1)汽车受到的支持力大小为多少？(2)汽车匀速行驶时，发动机对汽车的牵引力是多大？(3)小明上学过程中，汽车牵引力做功是多少？一、新知识梳理机械能1.功（1）功的定义:________________和作用在________________的乘积.是描述力对空间积累效应的物理量，是过程量.定义式:W=F·s·cosθ，其中F是力，s是力的作用点位移（对地），θ是力与位移间的夹角.（2）功的大小的计算方法:①恒力的功可根据W=F·S·cosθ进行计算，本公式只适用于恒力做功.②根据W=P·t，计算一段时间内平均做功.2.功率（1）功率的概念:功率是表示________________的物理量，是标量.求功率时一定要分清是求哪个力的功率，还要分清是求平均功率还是瞬时功率.（2）功率的计算①平均功率:________________（定义式）表示时间t内的平均功率，不管是恒力做功，还是变力做功，都适用.②瞬时功率:________________，式中P和v分别表示t时刻的功率和速度，α为两者间的夹角.（3）额定功率与实际功率：①额定功率:发动机正常工作时的最大功率.②实际功率:发动机实际输出的功率，它可以小于额定功率，但不能长时间超过额定功率.3.动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能.表达式:________________4.动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化.表达式________________（1）动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的.但它也适用于变力及物体作曲线运动的情况.（2）功和动能都是标量，不能利用矢量法则分解，故动能定理无分量式.（3）应用动能定理只考虑初、末状态，没有守恒条件的限制，也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用时间的动力学问题，都可以用动能定理分析和解答，而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷.（4）当物体的运动是由几个物理过程所组成，又不需要研究过程的中间状态时，可以把这几个物理过程看作一个整体进行研究，从而避开每个运动过程的具体细节，具有过程简明、方法巧妙、运算量小等优点.5.重力势能（1）定义:地球上的物体具有跟________________的能量，叫做重力势能，.①重力势能是地球和物体组成的系统共有的，而不是物体单独具有的.②重力势能的大小和零势能面的选取有关.③重力势能是标量，但有“+”、“-”之分.（2）重力做功的特点:重力做功________________________________________________.WG=mgh.（3）做功跟重力势能改变的关系:重力做功等于重力势能增量的负值.即WG=-.6.弹性势能:物体由于发生________________而具有的能量.7.机械能守恒定律（1）________________统称为机械能，E=Ek+Ep.（2）机械能守恒定律的内容:在只有重力（和弹簧弹力）做功的情形下，物体动能和重力势能（及弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变.（3）机械能守恒定律的表达式（4）系统机械能守恒的三种表示方式:①系统初态的总机械能E1等于末态的总机械能E2，即E1=E2

②系统减少的总重力势能ΔEP减等于系统增加的总动能ΔEK增，即ΔEP减=ΔEK增

③若系统只有A、B两物体，则A物体减少的机械能等于B物体增加的机械能，即ΔEA减=ΔEB增

［注意］解题时究竟选取哪一种表达形式，应根据题意灵活选取;需注意的是:选用①式时，必须规定零势能参考面，而选用②式和③式时，可以不规定零势能参考面，但必须分清能量的减少量和增加量.

（5）判断机械能是否守恒的方法

①用做功来判断:分析物体或物体受力情况（包括内力和外力），明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹簧弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则机械能守恒.

②用能量转化来判定:若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒.

③对一些绳子突然绷紧，物体间非弹性碰撞等问题，除非题目特别说明，机械能必定不守恒，完全非弹性碰撞过程机械能也不守恒.8.功能关系

（1）当只有重力（或弹簧弹力）做功时，物体的机械能守恒.

（2）重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:WG=Ep1-Ep2.

（3）合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W合=Ek2-Ek1（动能定理）

（4）除了重力（或弹簧弹力）之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:WF=E2-E1

二、小试牛刀Ⅰ、单选题：本大题共15小题。1.如图所示的人，没有对物体做功的是(

)A.运动员把足球踢出 B.人拉着箱子前进C.工人通过滑轮提高重物

D.人推墙没推动2.(2023·江苏省南通市·月考试卷)如图所示，无人机送货的情景．下列情况中无人机对吊着的货物不做功的是(

)A.

悬停在空中 B.

竖直加速上升 C.

竖直匀速上升 D.

竖直匀速下降3.(2024·福建省·期中考试)人推着木箱在水平地面上向右移动一段距离，木箱受力情况如图，四个力中做功的是A.重力G和支持力N B.推力F和摩擦力f C.推力F和支持力N D.摩擦力f和重力G4.(2024·福建省·期中考试)如图所示，若用轻绳拴一物体，使物体以恒定加速度向上做减速运动，则下列说法正确的是(

)A.重力做负功，拉力做正功，合外力做负功 B.重力做正功，拉力做负功，合外力做负功C.重力做正功，拉力做正功，合外力做正功 D.重力做负功，拉力做负功，合外力做负功5.(2024·江苏省扬州市·月考试卷)物体在两个相互垂直的力F1、F2作用下运动，力F1对物体做功6J，力F2对物体做功8J，则F1、A.14J B.10J C.2J D.-6.(2024·江苏省徐州市·月考试卷)如图所示，一位老爷爷在一片平坦的草地上遛狗，拉狗的绳子与地面的夹角为30°，设绳的拉力始终是20 N，在向前移动2A.40 J B.-203

J C.-407.(2024·福建省·期中考试)如图所示，在水平雪面上雪橇受与水平方向成α角的拉力F作用，沿直线匀速前进了s的距离。下列说法正确的是A.

拉力做功为Fs B.

地面对雪橇的支持力做正功C.重力对雪橇做负功 D.外力对雪橇做的总功是零8.(2024·江苏省无锡市·期中考试)引体向上是《国家学生体质健康标准》中规定的高中男生测试项目之一。若一男生在测试中1分钟内完成了20次引体向上，则测试过程中该男生克服重力做功的平均功率约为(

)A.50W B.120W C.350W D.800W9.(2024·广东省·单元测试)如图所示，用大小为12N，沿水平方向的恒力F作用在质量为2kg的木箱上，使木箱在水平地面上沿直线运动，已知木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.50，g取10m/s2，当木箱从静止开始运动了12m时A.力F做的功W1= 120JC.克服摩擦力做的功W3=120J D.10.(2024·海南省海口市·期中考试)如图所示，重为20N的物体，沿固定的斜面由静止开始下滑，经过1s下降了1m的高度，在此过程中重力做功的平均功率是(

)A.40W B.30W C.20W D.10W11.(2024·福建省三明市·期中考试)如图，质量为0.5kg的小球，从A点下落到地面上的B点，下落过程受到恒定阻力f=1N，若A点距桌面h1为1.2m，桌面高h2为0.8m，g取10 A.6J B.8JC.10J D.参考平面未定，结果未知12.(2024·福建省·月考试卷)如图所示，小朋友站在“蹦蹦跳”上随踏板跳跃，从状态1到状态2是着地后杆外的弹簧向上弹起并恢复原长的过程。在此过程中关于小朋友的重力势能Ep重和弹簧的弹