专题10功和机械能（原卷版）

专题10功和机械能考点一：功1．做功的两个必要因素：一是作用在__________________；二是物体在力的方向上________________。不做功的三种情况：①有力________距，如一位同学推车未动；②有距________力，如足球离开脚后水平移动；③力距________，如提着水桶水平移动。2．做功公式是________________，在国际单位制中功的单位是________，符号是________。公式W＝Fs中F和s的同体性、同向性和同时性。3．功的原理：使用任何机械都不________。考点二：功率1．功率：物体做的功与所用时间的________叫做功率，它是表示做功________的物理量。2．公式________，其单位有________、________。还可以推导出公式P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝eq\f(F·v·t,t)＝________，由公式可知：当功率一定时，减小速度，可以增大牵引力，如汽车上坡要换低速挡等。3．测功率原理是：________，需测物理量有________、上升________、所用________。考点三：机械能1．功和能的关系(1)一个物体具有能量，可以用来做功，反过来，一个物体能够做功，它就具有________。可用做功的多少来衡量物体具有能量的大小。(2)功是能量转化的量度，做功过程一定伴随能量转化，做了多少功，就有多少能量发生了转化。(3)具有能的物体只表示物体可以做功，但不一定“正在做功”或“已经做功”。2．能：一个物体能够做功，就说这个物体具有________，它是表示物体________________大小的物理量，其单位与功的单位相同，也是________)。3．动能：物体由于________而具有的能叫动能，其大小与________和________________有关，一切运动的物体都具有________能。4．重力势能：物体由于被________而具有的能叫重力势能，其大小与________和被举的________有关。5．弹性势能：物体发生________________而具有的能叫弹性势能，同一物体发生弹性形变越大，具有的弹性势能________。6．机械能：________能和________能统称为机械能。7．机械能的转化：动能和势能在一定条件下可以相互转化，若只有动能和势能之间的转化(不计各种阻力)，机械能的总量________，或者说机械能是守恒的。如考虑阻力的影响，机械能的总量________。总机械能守恒(不计能量损失，物体质量不变）【同步练习】（2022·四川乐山）下列四幅图中，力有对物体做功的是（）A.推车未推动；B.提着滑板水平前行；C.搬石未搬起；D.用绳子提升物体（2022·四川自贡）小明同学用15N的水平推力推动重为100N的超市购物车。购物车自静止开始在10s内沿水平方向前进了10m。在整个过程中推力做功为___________J，重力做功为___________J。（2022·四川南充）如图所示，某工人师傅用平行于斜面向上、大小为500N的推力，把木箱从长4m的斜面底端推到顶端用时10s，整个过程木箱的平均速度为________m/s，推力的平均功率为_________W。2022·湖南郴州）用40N水平拉力拉着重为100N的物体，在10s内由静止开始沿水平直线移动了5m。此过程中，重力对物体做的功为______J，水平拉力对物体做功的功率为______W。（2022·四川德阳）如图所示，有一斜面长L=4m，高h=2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F=150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为___________J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为___________N。（2022·四川自贡）在2022年北京冬奥会自由式滑雪比赛中，我国运动员谷爱凌获得冠军，她在雪道上自由下滑的过程中，如果不计雪道阻力和空气阻力，下列说法中正确的是（）。A.动能不变，重力势能不变，机械能不变；B.动能增大，重力势能增大，机械能不变；C.动能增大，重力势能减少，机械能不变；D.动能减少，重力势能减少，机械能减少（2022·四川南充）掷实心球是南充中考体育项目之一，如图所示是某同学掷出的实心球的运动轨迹，O点是实心球刚离开手的位置，A点是实心球运动到最高点的位置，B点是实心球落地前瞬间的位置，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.实心球离开手后受到重力和惯性力的作用；B.实心球在最高点A时处于平衡状态；C.实心球从O运动到B的动能先减小后增大；D.实心球在O点的机械能大于在B点的机械能（2022·山东泰安）如图所示，物理项目化学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试时将重的物体固定在无人机上，并控制无人机完成以的速度匀速上升、在空中悬停、以的速度匀速下降三个阶段的测试项目，同时利用系统软件记录多次测量的相关信息，并做出测评报告。下列说法中（）。①匀速上升阶段，物体相对于地面是运动的；②匀速上升阶段，物体的机械能不变；③匀速下降阶段，物体的重力势能转化为动能；④物体匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能。A.只有①③正确 B.只有②④正确C.只有①④正确 D.只有①②③正确（2022·山东临沂）东京奥运会上，14岁的全红婵获得女子10米跳台跳水冠军。如图所示，正在比赛中的全红婵（）。A.起跳过程中运动状态保持不变 B.上升过程中重力势能转化为动能C.下落过程中动能保持不变 D.入水过程中所受水的浮力逐渐增大（2022·四川德阳）2022年2月，我国成功举办了第24届冬奥会。图甲是2022年北京冬奥会会徽：它以汉字冬为灵感来源，运用中国书法艺术形态来展现出滑雪运动员的英姿。图乙是中国滑雪运动员谷爱凌在U形场地比赛的图片，关于比赛过程中的能量变化，其中叙述正确的是（）。A.谷爱凌在U形场地滑行向上冲击到最高点时，动能将达到最大；B.谷爱凌从U形场地空中的高点开始下落过程中机械能逐渐增大；C.谷爱凌在U形场地出发点加速下滑的过程中动能越来越小；D.谷爱凌从U形场地出发点加速下滑的过程中重力势能越来越小（2022·四川凉山）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力，关于小球从A点到C点运动过程的说法，正确的是（）。A.小球从A点下落到B点的过程中，重力势能转化为动能；B.小球从A点下落到B点的过程中，受到重力和弹力的作用；C.小球从B点下落到C点的过程中，速度一直减小；D.小球在B点时受到平衡力作用（2022·四川眉山）同学们在体育课进行实心球投掷训练，如图所示A→B表示实心球离开手之前的运动轨迹，B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹，空气阻力忽略不计。下列分析正确的是（）。A.实心球从B→C过程中，动能逐渐减小；B.实心球到达最高点C时，它将处于静止状态；C.实心球从B→C→D过程中，没有力对它做功；D.实心球从A→B过程中，说明力可以改变物体的形状（2022·江苏苏州）具有录音和显示波形的功能。某乒乓球爱好者将一乒乓球从一定高度由静止释放，利用记录下乒乓球碰撞台面发出的声音，其波形随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（）。A.每次发声的时间间隔相等；B.整个过程中乒乓球的机械能不变；C.乒乓球每次弹起时的动能依次减小；D.乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度相同（2022·湖南邵阳）我国现代农业已进人信息化和数字化时代，农用机械已能通过北斗导航系统实行精准作业，它们是利用______（选填“超声波”或“电磁波”）来传递信息的。如图，水平匀速飞行的无人机正在喷洒农药，在此过程中，它具有的机械能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（2022·四川遂宁）某兴趣小组通过自主探究得知“在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比”。原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，再用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm（未超过弹性限度），然后由静止释放，在释放瞬间小球受到的合力大小为______N，小球从B处第一次回到A处过程中，小球的动能______（选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”）。（2022·湖北宜昌）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。（1）实验中探究的动能是指（）；A．钢球撞击木块时的动能B．钢球撞击木块后的动能C．木块被钢球撞击后的动能（2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA>mB，高度hA>hB，距离sA>sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法___________（选填“正确”或“错误”），理由是___________；（3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与___________的关系。（2022·重庆A）“共建卫生城市，构建美好家园”，如图所示是“雾炮车”喷洒水雾以减少扬尘的情段。某次喷酒完后，该车在的牵引力作用下，匀速通过200m的平直道路用时20s。求：（1）此过程中该车的速度；（2）此过程中该车牵引力的功率。（2022·安徽省）在一次跳伞表演中，运动员在的时间内竖直向下匀速降落了。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为，求这个整体在该过程中：（1）所受阻力的大小；（2）所受重力做功的功率。（2022·山东泰安）电动车是人们便捷出行的交通工具。某人骑着电动车在水平路面上沿直线行驶了，已知他和电动车的总重力为，轮胎和地面的总接触面积为。假定骑行过程中电动车的牵引力恒为，在此骑行过程中，求：（1）牵引力做的功；（2）电动车对水平路面压强。（2022·湖北十堰）小明携带质量为10kg的行李箱乘坐高速列车从十堰到汉口。列车经过的部分站点时刻表如下：站次站名到达时间开车时间运行时间运行里程1十堰东——12∶27——02襄阳东13∶2713∶3160min180km3汉口15∶11——100min460km请你根据以上信息，解决下列问题：（g取10N/kg）（1）行李箱底部与水平行李架的接触面积约为0.2m2，求行李箱对行李架的压强；（2）从十堰东站到襄阳东站运行的速度为多少km/h？（3）若列车在襄阳东站至汉口站区间内匀速直线行驶，牵引力恒为3×105N，电能转化成机械能的效率为70%，求列车在此区间运行过程中消耗的总功率。（2022·贵州黔东南）据新华社报道，5月31日上午，贵阳至黄平高速公路全线通车。贵黄高速的通车，将极大地方便沿线群众出行，提升贵阳市、黔南州、黔东南州至长江三角洲、长株潭城市群通道运输