中小学教育资源及组卷应用平台
第十一章 功和机械能单元总结(原卷版)
1.了解:功与功率的单位;机械能概念。
2.会:计算功的大小;计算功率;解释生活中利用动能或势能的现象。
3.理解:功的概念;功与速度的关系;动能和势能的概念。
4.掌握:功率的概念;影响物体动能和势能大小的因素;机械能守恒定律。
知识点一:功
1.功的定义:一个力作用在物体上,使物体在 力的方向上通过一段 距离 ,这个力就对物体做了功。
2.功的公式:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式:。
3.功的单位:国际单位制中,功的单位是:焦耳,符号是J,1J= 1N·m 。
4.功的公式的应用:①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;②公式中S一定是在力的方向上通过的距离,强调对应;③功的单位“焦”(牛·米 = 焦),不是力和力臂的乘积(牛·米,力臂单位不能写成“焦”)。
要点诠释:
(1)理解判断的依据:
依据:做功的两个必要因素。
重点:抓住力作用在物体上是否有“成效”。
(2)明白不做功的三种情况:
A. 物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离,此情况叫“劳而无功”。
B. 物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动),此情况叫“不劳无功”。
C. 物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动),此情况叫“垂直无功”。
(3)在分析做功情况时还应注意以下几点:
A. 当物体的受力方向与运动方向不垂直时,这个力就要做功。
B. 一个物体同时受几个力的作用时,有一些力做了功,有些力没有做功,因此讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功。
C. 什么叫物体克服阻力做功:若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用,我们通常说物体克服阻力F做了功。
比如:在竖直向上,物体克服重力做功,功的大小为W=Gh;在水平方向上,物体克服摩擦力做功,功的大小为W=fs。
(4)有力才有可能做功,没有力根本不做功。
(5)F与s的方向应在同一直线上(初中要求)(比如一个人提着一重物G,从山脚顺着一之字形的山路爬到山顶,此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的长,而是从山脚到山顶的高。)
(6)做功的多少,由W=Fs决定,而与物体的运动形式无关。
知识点二:功率
1.定义:单位时间里完成的功;或说成:单位时间内力作做的功。
2.功率的物理意义:功率是表示力做功快慢的物理量;即单位时间内完成的功。
3.公式:。
4.单位:在国际单位制中,功率单位是瓦特,符号是 W 。常用单位还有千瓦(kW)、马力。
换算关系:。
5.功率公式的解释:
(1)物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积,即。
(2)利用该公式时要注意:拉力F必须是恒力,且物体运动的速度应不变;v的单位必须用m/s,这样算出的功率单位才是W;速度v跟拉力F必须对应,即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。
要点诠释:
(1) 注意区别功与功率:功率与功是两个不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率”则表示做功的“快慢”,“多少”与“快慢”的意义不一样,只有在做功时间相同时,做功多的就做功快;否则,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大,也就是说:功率与功和时间两个因素有关。
(2)由P=W/t变形为P=F·v可知:功率一定时,力F与速度v成反比。
(3)将上述归纳:
功(W) 功率(P)
概念 当一个力作用在物体上,物体在这个力作用下通过一段距离。这个力对物体做了功 功与做功所用时间之比
单位 功的单位是力的单位与距离的单位的乘积牛·米,也叫焦耳。1J=1N·m。 功率的单位也是复合单位,焦/秒,叫做瓦特。1W=1J/S
计算 W=Fs
其它 以下三种情况力对物体不做功: (1)“不劳无功”,物体通过了距离,但没有力作用在物体上; (2)“不动无功”有力作用在物体上,物体静止不动,没有通过距离; (3)“劳而无功”,有力作用在物体上,物体也通过了距离,但力的方向和通过的距离方向互相垂直,沿力方向上物体没有通过距离。 比较做功快慢的方法有: (1)比较相同时间内做的功,做功多的做功快; (2)比较做相同的功所用时间,所用时间少的做功快; (3)比较功和时间的比值,比值大的做功快。
知识点三:动能
1.什么是动能:物体由于运动而具有的能。如图所示,物体都具有动能。
行驶的汽车 飞翔的小鸟 空中的客机 自由下落的小球
2.影响动能的因素
物体动能的大小与两个因素有关:一是物体的质量,二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时,物体运动的速度越大其动能越大,物体的速度越小其动能越小;具有相同运动速度的物体,质量越大动能越大,质量越小动能越小。
3.动能是“由于运动”而产生的,一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”,不运动的物体也具有能量,但不具有动能。例如在空中飞行的飞机,不但有动能而且还具有其它形式的能量。
要点诠释:
(1)一切运动的物体都有动能。
(2)动能是“由于运动”这个原因而产生的,一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”。例如在空中飞行的飞机,不但有动能而且还具有其它形式的能量。
知识点四:势能
1.重力势能:物体由于被举高而具有的能量,叫做重力势能。
(1)重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大,被举得越高,则它的重力势能越大。
(2)重力势能是“被举高”这个原因而产生的,一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”,被举高的物体具有重力势能,同时也具有其他形式能量。例如在空中飞行的飞机,不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。
2.弹性势能:物体由于发生弹性形变,而具有的能叫做弹性势能。如图所示,撑杆跳高时弯曲的杆、拉开的弓箭都具有弹性势能。
弹性势能的大小与弹性形变的程度有关;形变程度越大,其弹性势能越大。
撑杆跳高 拉开的弓箭
要点诠释:
(1)一切被举高的物体都有重力势能。
(2)重力势能是“被举高”这个原因而产生的,一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”。例如在空中飞行的飞机,不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。
(3)一切发生弹性形变的物体都有弹性势能。
(4)弹性势能是“由于发生弹性形变”这个原因而产生的,一定不要把它理解成“发生弹性形变的物体具有的能量叫弹性势能”。
知识点五:机械能及其转化
1.动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
2.动能与势能的相互转化
(1)在一定的条件下,动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块,从低处抛向高处,再从高下落的过程中,先是动能转化为重力势能,后又是重力势转化为动能。
(2)在一定的条件下,动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员,在起跳的过程中,压跳板是动能转化为弹性势能,跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。
(3)机械能守恒:如果一个过程中,只有动能和势能相互转化,机械能的总和就保持不变,这个规律叫做机械能守恒。
(4)水能和风能的利用:自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电,一定量的水,上、下水位差越大,水的重力势能越大,能发出的电就越多。利用风能发电,在风力资源丰富的地区,可以同时安装几十台到几百台风力发电机,组成“风车田”联在一起供电。
(
考向:
功的概念,功的计算。
)
(
考点一:
功及其计算
)
(
备考:
深刻理解功的概念、了解力做功的条件;进行功的计算时,注意做功条件和单位统一。
)
(
考向:
功率概念,功率的计算。
)
(
备考:
理解
功率的概念,了解功率一定时,物体运动速度、力与功率的关系。
) (
考点二:
功率及其计算
)
(
功与机械能
)
(
考向:
动能的概念,影响动能大小的因素,会判断的变化,动能的应用。
)
(
备考:
理解动能的概念、了解一下动能大小的因素,认识电能的应用。
) (
考点三:
动能及其应用
)
(
考向:
重力势能、弹性势能及其应用
。
)
(
备考:
理解势能的概念,知道影响重力势能大小的因素,理解弹性势能的概念。
) (
考点四:
势能
)
(
考向:
机械能、动能和势能之间的转化,机械能守恒
。
)
(
考点五:
机械能及其转化
) (
备考:
理解机械能之间的转化,并会分析机械能转化的规律,理解机械能守恒的条件。
)
考点一:功及其计算
★典例一:(2021·贵州贵州·中考真题)一辆汽车在平直公路上,以54km/h的速度匀速行驶23km,完全燃烧了3kg汽油;若该汽车发动机的效率为25%,则牵引力为______N,牵引力做功的功率是______W。(q汽油=4.6×107J/kg)
★典例二:(2021·内蒙古通辽·中考真题)抗击新冠肺炎疫情期间,某市救护车转运患者集中隔离治疗,该车配置了负压装置,负压仓内气压小于外界气压,将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理,有效避免了病毒的传播。某次转运病人时,救护车以的恒定功率在平直公路上匀速行驶,用时。
请解答下列问题:
(1)救护车匀速行驶牵引力做的功;
(2)救护车所受的阻力;
(3)按照卫生标准,负压仓内外气压差应为之间。经测量发现,该负压仓的面积上内外气体压力差为18N,通过计算判断负压仓内外气压差是否符合标准。
考点二:功率及其计算
★典例三:(2021·吉林·中考真题)一辆汽车在平直的公路上匀速行驶,内通过的路程是,它的速度为______,汽车受到的牵引力为,牵引力做功的功率为______。
★典例四:(2021·辽宁辽宁·中考真题)如图是我国第一款纯电动疫苗接种车。疫苗车空车质量为4t,车轮与水平地面接触的总面积为0.2m2,发动机的输出功率为60kW不变。(g取10N/kg,汽油热值取4.0×107J/kg)求
(1)疫苗车空车静止在水平地面时,对地面的压强。
(2)疫苗车在水平路面匀速直线行驶时,受到的阻力为3000N,疫苗车的速度。
(3)疫苗车以(2)中的速度在平直路面行驶50km,若换用效率为30%的汽油机提供动力,需要消耗汽油的质量。
考点三:动能及其应用
★典例五:(2021·湖南张家界·中考真题)张家界大峡谷玻璃桥高空蹦极体验项目正式对公众开放,不考虑空气阻力,关于人在蹦极下降过程中的能量分析,下列选项中正确的是( )。
A.弹性绳绷直前,人的重力势能减小,动能增大,机械能增大;
B.弹性绳刚好绷直时,人的重力势能最小,动能最大;
C.下降到最低点的过程中人的机械能守恒;
D.下降到最低点时,人的重力势能最小,弹性绳的弹性势能最大
★典例六:(2021·四川凉山彝族自治州·中考真题)如图所示,将同一小球按照不同方向从离地面相同高度的相同位置分两次抛出,初速度相等,小球第一次落地速度为v1,小球第二次落地速度为v2,不计空气阻力,比较v1和v2的大小,正确的是( )。
A.v1=v2 B.v1<v2 C.v1>v2 D.无法比较
考点四:探究影响动能大小的因素
★典例七:(2021·内蒙古赤峰·中考真题)学完动能知识后,小亦同学用如图所示装置模拟汽车超速带来的安全隐患,甲、乙两图中的小车、斜面、木板、木块均完全相同。
(1)实验中,通过比较小车推动木块距离的远近来判断小车动能的大小,这种研究方法叫______法。
(2)由图中实验现象得到的结论是______。
★典例八:(2021·天津中考真题)兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
(提出问题)汽车的动能大小跟什么因素有关?
(猜想假设)由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟______有关;
由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟______有关。
(进行实验)他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。
物块被撞得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越______;
(分析论证)分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是:______;
(实践应用)用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车______(选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。
考点五:势能及其应用
★典例九:(2021·山东烟台·中考真题)如图所示,跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中,关于运动员(不包含降落伞和绳)下列说法正确的是( )。
A.动能不变,重力势能不变,机械能不变;B.动能变大,重力势能变小,机械能不变;
C.动能不变,重力势能交小,机械能变小;D.动能变小,重力势能变小,机械能变小
★典例十:(2021·甘肃甘肃·中考真题)如图所示,小球从左侧斜面的P点由静止释放,在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点,M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点,下列关于该过程的说法中正确的是( )。
A.小球在左侧斜面向下运动的过程中,重力势能全部转化为动能;
B.小球从P点向Q点运动的过程中,机械能保持不变;
C.小球从P点向Q点运动的过程中,所受支持力不做功;
D.小球通过M、N两点时的速度大小相等
考点六:机械能及其转化
★典例十一:(2021·甘肃兰州·中考真题)飞机在林场上空某一高度喷洒农药时,水平匀速飞行,关于飞机的动能和势能变化下列说法中正确的是( )。
A.动能减少,势能减少 B.动能减少,势能增加
C.动能增加,势能减少 D.动能不变,势能不变
★典例十二:(2021·贵州贵州·中考真题)有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是( )。
A.装置所具有的机械能始终不变;
B.如果没有能量补充,装置最终会停下来;
C.根据能量守恒定律,装置可以一直转动下去;
D.装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
一、选择题
1.对功的理解,下列说法中正确的是( )。
A.作用在物体上的力越大,力做的功就越多;
B.物体通过的路程越长,作用力做功越多;
C.有力作用在物体上,并且物体移动了一段距离,则力一定对物体做了功;
D.物体在力的作用下,并沿力的方向移动了距离,则力做了功
2.水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下,沿拉力的方向移动一段距离,则下列判断正确的是( )。
A.文具盒所受拉力做了功;
B.文具盒所受支持力做了功;
C.文具盒所受重力做了功;
D.没有力对文具盒做功
3.城市的高层建筑越来越多,但高空抛物却存在巨大的安全隐患,因为高处的物体具有较大的( )。
A.弹性势能;B.重力势能;C.体积;D.阻力
4.(多选题)为了更好的推进习总书记提出的“一带一路”发展战略,我国计划发射十八颗通信卫星,为沿线国家提供服务。下列关于人造卫星说法中,正确的是( )。
A.卫星运动到近地点时,动能最大,重力势能最小;
B.卫星运动到远地点时,动能最大,重力势能最小;
C.卫星由近地点向远地点运动,重力势能转化为动能;
D.卫星由远地点向近地点运动,重力势能转化为动能
5.电梯匀速上升过程中,电梯的( )。
A.动能保持不变;B.机械能保持不变;C.重力势能保持不变;D.动能转化为重力势能
6.4月27日,我国的“天舟一号”飞船圆满完成飞行任务返回地球,飞船受空气阻力匀速下降过程中,它的( )。
A.动能增加,势能减少,内能不变;B.动能减少,势能不变,内能增加;
C.动能不变,势能增加,内能减少;D.动能不变,势能减少,内能增加
7.如图是水上乐园飞行表演,表演者双脚站在向下喷水的踏板上,水柱将人向上顶起,人在空中时而加速上升,时而急速翻滚,时而加速下降,还能在空中竖直悬停。下列说法错误的是( )。
A.踏板向下喷水,人向上升起,利用了物体间力的作用是相互的原理;
B.加速上升过程中,人的重力势能增大,机械能不变;
C.人急速翻滚,说明力可以改变物体的运动状态;
D.人在空中竖直悬停时,人受到的重力和踏板对人的支持力是一对平衡力
8.如图,我国空气加油机正在给歼10战斗机加油.加油过程中,若战斗机的高度和速度不变,则战斗机的( )。
A.动能增加,势能减小,机械能不变;B.动能不变,势能不变,机械能不变;
C.动能减小,势能不变,机械能减小;D.动能增加,势能增加,机械能增加
二、填空题
9.火箭加速升空过程中,对于火箭搭载的卫星来说,动能 ,重力势能 ,卫星的机械能是由火箭燃料的 能转化而来的。
10.“六 一”儿童节期间,小朋友在锦江山公园里荡秋千,当秋千从高处落下时,重力势能 (选填“变大”、“变小”或“不变”),不再用力推时,秋千最后会停下来,在此过程中机械能转化为 能。
10.用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放,若忽略空气阻力,那么小球在最高点的势能 下降至最低点的动能;实际上,小球在摆动过程中,会与空气摩擦产生热,摆幅逐渐减小,最终停下来,那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能 小球在最高点所具有的势能。(填“大于“、”等于“或”小于“)
11.如图所示,不计空气阻力,将排球竖直向上击出后,其运动速度越来越小,原因是排球受到的重力方向与运动方向 。而将排球向斜上方击出后,其运动速度的大小和方向都会发生变化,原因是 ;排球在上升过程中动能将 (选填“增大”或“减小”)。
12.如图为撑杆跳的过程示意图,在这项运动中,根据能量以及能量转化的物理知识,可知:运动员助跑的目的是为了在起跳前获得较大的 。撑杆起跳时, 能转化为重力势能,越过横杆在最高点时重力势能最大,此时动能 (大于/等于/小于)0。
三、实验题
13.如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。
(1)该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体 的关系(物体A、B质量不变);
(2)该实验中所探究物体的动能是指物体 (选填“A”或“B”)的动能;
(3)该实验物体动能的大小是通过 来反映的;
(4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度,它是通过 (选填“高度”或“质量”)来改变的;
(5)实验表明,同一物体A从斜面高处滚下,高度越大,物体B被撞得越远,可得结论;
(6)若要研究物体动能与质量的关系,则需不同质量的物体从斜面 高度由静止滚下,并观察记录。
四、综合计算题
14.一辆卡车匀速行驶时发动机的功率为200kW,速度为72km/h,汽车行驶2h,求在这个过程中:
(1)发动机做的功为多少?
(2)卡车的牵引力为多少?
15.质量为40kg的小明同学骑着一辆质量为10kg自行车在平直公路上匀速行驶,在5min内行驶了1500m的路程。求:
(1)小明骑自行车行驶的速度为多少 m/s?
(2)若小明骑车时受到的阻力为50N,该同学骑车行驶5min克服阻力做了多少焦耳的功?
(3)小明骑自行车与地面总的接触面积为20cm2,则该同学骑车行驶时对地面的压强为多少?(取g=10N/kg)中小学教育资源及组卷应用平台
第十一章 功和机械能单元总结(解析版)
1.了解:功与功率的单位;机械能概念。
2.会:计算功的大小;计算功率;解释生活中利用动能或势能的现象。
3.理解:功的概念;功与速度的关系;动能和势能的概念。
4.掌握:功率的概念;影响物体动能和势能大小的因素;机械能守恒定律。
知识点一:功
1.功的定义:一个力作用在物体上,使物体在 力的方向上通过一段 距离 ,这个力就对物体做了功。
2.功的公式:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式:。
3.功的单位:国际单位制中,功的单位是:焦耳,符号是J,1J= 1N·m 。
4.功的公式的应用:①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;②公式中S一定是在力的方向上通过的距离,强调对应;③功的单位“焦”(牛·米 = 焦),不是力和力臂的乘积(牛·米,力臂单位不能写成“焦”)。
要点诠释:
(1)理解判断的依据:
依据:做功的两个必要因素。
重点:抓住力作用在物体上是否有“成效”。
(2)明白不做功的三种情况:
A. 物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离,此情况叫“劳而无功”。
B. 物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动),此情况叫“不劳无功”。
C. 物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动),此情况叫“垂直无功”。
(3)在分析做功情况时还应注意以下几点:
A. 当物体的受力方向与运动方向不垂直时,这个力就要做功。
B. 一个物体同时受几个力的作用时,有一些力做了功,有些力没有做功,因此讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功。
C. 什么叫物体克服阻力做功:若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用,我们通常说物体克服阻力F做了功。
比如:在竖直向上,物体克服重力做功,功的大小为W=Gh;在水平方向上,物体克服摩擦力做功,功的大小为W=fs。
(4)有力才有可能做功,没有力根本不做功。
(5)F与s的方向应在同一直线上(初中要求)(比如一个人提着一重物G,从山脚顺着一之字形的山路爬到山顶,此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的长,而是从山脚到山顶的高。)
(6)做功的多少,由W=Fs决定,而与物体的运动形式无关。
知识点二:功率
1.定义:单位时间里完成的功;或说成:单位时间内力作做的功。
2.功率的物理意义:功率是表示力做功快慢的物理量;即单位时间内完成的功。
3.公式:。
4.单位:在国际单位制中,功率单位是瓦特,符号是 W 。常用单位还有千瓦(kW)、马力。
换算关系:。
5.功率公式的解释:
(1)物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积,即。
(2)利用该公式时要注意:拉力F必须是恒力,且物体运动的速度应不变;v的单位必须用m/s,这样算出的功率单位才是W;速度v跟拉力F必须对应,即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。
要点诠释:
(1) 注意区别功与功率:功率与功是两个不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率”则表示做功的“快慢”,“多少”与“快慢”的意义不一样,只有在做功时间相同时,做功多的就做功快;否则,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大,也就是说:功率与功和时间两个因素有关。
(2)由P=W/t变形为P=F·v可知:功率一定时,力F与速度v成反比。
(3)将上述归纳:
功(W) 功率(P)
概念 当一个力作用在物体上,物体在这个力作用下通过一段距离。这个力对物体做了功 功与做功所用时间之比
单位 功的单位是力的单位与距离的单位的乘积牛·米,也叫焦耳。1J=1N·m。 功率的单位也是复合单位,焦/秒,叫做瓦特。1W=1J/S
计算 W=Fs
其它 以下三种情况力对物体不做功: (1)“不劳无功”,物体通过了距离,但没有力作用在物体上; (2)“不动无功”有力作用在物体上,物体静止不动,没有通过距离; (3)“劳而无功”,有力作用在物体上,物体也通过了距离,但力的方向和通过的距离方向互相垂直,沿力方向上物体没有通过距离。 比较做功快慢的方法有: (1)比较相同时间内做的功,做功多的做功快; (2)比较做相同的功所用时间,所用时间少的做功快; (3)比较功和时间的比值,比值大的做功快。
知识点三:动能
1.什么是动能:物体由于运动而具有的能。如图所示,物体都具有动能。
行驶的汽车 飞翔的小鸟 空中的客机 自由下落的小球
2.影响动能的因素
物体动能的大小与两个因素有关:一是物体的质量,二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时,物体运动的速度越大其动能越大,物体的速度越小其动能越小;具有相同运动速度的物体,质量越大动能越大,质量越小动能越小。
3.动能是“由于运动”而产生的,一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”,不运动的物体也具有能量,但不具有动能。例如在空中飞行的飞机,不但有动能而且还具有其它形式的能量。
要点诠释:
(1)一切运动的物体都有动能。
(2)动能是“由于运动”这个原因而产生的,一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”。例如在空中飞行的飞机,不但有动能而且还具有其它形式的能量。
知识点四:势能
1.重力势能:物体由于被举高而具有的能量,叫做重力势能。
(1)重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大,被举得越高,则它的重力势能越大。
(2)重力势能是“被举高”这个原因而产生的,一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”,被举高的物体具有重力势能,同时也具有其他形式能量。例如在空中飞行的飞机,不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。
2.弹性势能:物体由于发生弹性形变,而具有的能叫做弹性势能。如图所示,撑杆跳高时弯曲的杆、拉开的弓箭都具有弹性势能。
弹性势能的大小与弹性形变的程度有关;形变程度越大,其弹性势能越大。
撑杆跳高 拉开的弓箭
要点诠释:
(1)一切被举高的物体都有重力势能。
(2)重力势能是“被举高”这个原因而产生的,一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”。例如在空中飞行的飞机,不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。
(3)一切发生弹性形变的物体都有弹性势能。
(4)弹性势能是“由于发生弹性形变”这个原因而产生的,一定不要把它理解成“发生弹性形变的物体具有的能量叫弹性势能”。
知识点五:机械能及其转化
1.动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
2.动能与势能的相互转化
(1)在一定的条件下,动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块,从低处抛向高处,再从高下落的过程中,先是动能转化为重力势能,后又是重力势转化为动能。
(2)在一定的条件下,动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员,在起跳的过程中,压跳板是动能转化为弹性势能,跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。
(3)机械能守恒:如果一个过程中,只有动能和势能相互转化,机械能的总和就保持不变,这个规律叫做机械能守恒。
(4)水能和风能的利用:自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电,一定量的水,上、下水位差越大,水的重力势能越大,能发出的电就越多。利用风能发电,在风力资源丰富的地区,可以同时安装几十台到几百台风力发电机,组成“风车田”联在一起供电。
(
考向:
功的概念,功的计算。
)
(
考点一:
功及其计算
)
(
备考:
深刻理解功的概念、了解力做功的条件;进行功的计算时,注意做功条件和单位统一。
)
(
考向:
功率概念,功率的计算。
)
(
备考:
理解
功率的概念,了解功率一定时,物体运动速度、力与功率的关系。
) (
考点二:
功率及其计算
)
(
功与机械能
)
(
考向:
动能的概念,影响动能大小的因素,会判断的变化,动能的应用。
)
(
备考:
理解动能的概念、了解一下动能大小的因素,认识电能的应用。
) (
考点三:
动能及其应用
)
(
考向:
重力势能、弹性势能及其应用
。
)
(
备考:
理解势能的概念,知道影响重力势能大小的因素,理解弹性势能的概念。
) (
考点四:
势能
)
(
考向:
机械能、动能和势能之间的转化,机械能守恒
。
)
(
考点五:
机械能及其转化
) (
备考:
理解机械能之间的转化,并会分析机械能转化的规律,理解机械能守恒的条件。
)
考点一:功及其计算
★典例一:(2021·贵州贵州·中考真题)一辆汽车在平直公路上,以54km/h的速度匀速行驶23km,完全燃烧了3kg汽油;若该汽车发动机的效率为25%,则牵引力为______N,牵引力做功的功率是______W。(q汽油=4.6×107J/kg)
【答案】1500;。
【解析】[1]汽车发动机的效率为
发动机的牵引力为
[2]汽车的速度v=54km/h=15m/s
牵引力做功的功率是。
★典例二:(2021·内蒙古通辽·中考真题)抗击新冠肺炎疫情期间,某市救护车转运患者集中隔离治疗,该车配置了负压装置,负压仓内气压小于外界气压,将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理,有效避免了病毒的传播。某次转运病人时,救护车以的恒定功率在平直公路上匀速行驶,用时。
请解答下列问题:
(1)救护车匀速行驶牵引力做的功;
(2)救护车所受的阻力;
(3)按照卫生标准,负压仓内外气压差应为之间。经测量发现,该负压仓的面积上内外气体压力差为18N,通过计算判断负压仓内外气压差是否符合标准。
【答案】(1)1.08×108J;(2)3×103N;(3)符合标准。
【解析】(1)救护车匀速行驶牵引力做的功
(2)汽车匀速行驶,救护车所受的阻力
(3)负压仓内外气压差为
故负压仓内外气压差符合标准。
答:(1)救护车匀速行驶牵引力做的功为1.08×108J;(2)救护车所受的阻力为3×103N; (3)负压仓内外气压差符合标准。
考点二:功率及其计算
★典例三:(2021·吉林·中考真题)一辆汽车在平直的公路上匀速行驶,内通过的路程是,它的速度为______,汽车受到的牵引力为,牵引力做功的功率为______。
【答案】20;6×104。
【解析】[1]汽车的运动速度
[2]牵引力做功的功率。
★典例四:(2021·辽宁辽宁·中考真题)如图是我国第一款纯电动疫苗接种车。疫苗车空车质量为4t,车轮与水平地面接触的总面积为0.2m2,发动机的输出功率为60kW不变。(g取10N/kg,汽油热值取4.0×107J/kg)求
(1)疫苗车空车静止在水平地面时,对地面的压强。
(2)疫苗车在水平路面匀速直线行驶时,受到的阻力为3000N,疫苗车的速度。
(3)疫苗车以(2)中的速度在平直路面行驶50km,若换用效率为30%的汽油机提供动力,需要消耗汽油的质量。
【答案】(1)2×104Pa;(2)20m/s;(3)12.5kg。
【解析】(1)疫苗车空车静止在水平地面时,对地面的压力
F=G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N
疫苗车空车静止在水平地面时,对地面的压强
(2)由于匀速直线运动,牵引力和阻力是平衡力,牵引力F=f=3000N
牵引力的功率
疫苗车的速度
(3)牵引力做的功W=Fs=3000N×5×104m=1.5×108J
汽油燃烧放出的热量
消耗汽油的质量。
答:(1)对地面的压强2×104Pa;(2)汽车行驶的速度20m/s;(3)消耗汽油的质量是12.5kg。
考点三:动能及其应用
★典例五:(2021·湖南张家界·中考真题)张家界大峡谷玻璃桥高空蹦极体验项目正式对公众开放,不考虑空气阻力,关于人在蹦极下降过程中的能量分析,下列选项中正确的是( )。
A.弹性绳绷直前,人的重力势能减小,动能增大,机械能增大;
B.弹性绳刚好绷直时,人的重力势能最小,动能最大;
C.下降到最低点的过程中人的机械能守恒;
D.下降到最低点时,人的重力势能最小,弹性绳的弹性势能最大
【答案】D。
【解析】A.弹性绳绷直前,人在重力的作用下向下做加速运动,人的质量不变,高度变小,人的重力势能减小,人的质量不变,速度变大,动能增大,不计空气阻力,人的机械能是守恒的,保持不变,故A错误;
B.弹性绳刚好绷直时,人继续向下运动,人的重力大于弹性绳的弹力,向下做加速运动当弹力等于人的重力时,速度最大,动能最大,故B错误;
C.下降到最低点的过程中,人的机械能转化为弹性绳的弹性势能,所以人的机械能不守恒,故C错误;
D.下降到最低点时,高度最小,所以人的重力势能最小,此时弹性绳发生的形变程度最大,弹性绳的弹性势能最大,故D正确。故选D。
★典例六:(2021·四川凉山彝族自治州·中考真题)如图所示,将同一小球按照不同方向从离地面相同高度的相同位置分两次抛出,初速度相等,小球第一次落地速度为v1,小球第二次落地速度为v2,不计空气阻力,比较v1和v2的大小,正确的是( )。
A.v1=v2 B.v1<v2 C.v1>v2 D.无法比较
【答案】A。
【解析】两次小球的初速度相同,离地面高度相同,由机械能守恒可知,落地速度大小相同。
故选A。
考点四:探究影响动能大小的因素
★典例七:(2021·内蒙古赤峰·中考真题)学完动能知识后,小亦同学用如图所示装置模拟汽车超速带来的安全隐患,甲、乙两图中的小车、斜面、木板、木块均完全相同。
(1)实验中,通过比较小车推动木块距离的远近来判断小车动能的大小,这种研究方法叫______法。
(2)由图中实验现象得到的结论是______。
【答案】转换;在质量一定时,物体的速度越大,动能越大,安全隐患越大。
【解析】[1]研究物体的动能大小与哪些因素有关,动能大小不易直接体现,所以通过小车对木块做功的多少来体现小车的动能大小,即通过比较小车推动木块距离的远近来判断小车动能的大小,这种研究方法叫转换法。
[2]两小车质量相同,乙图中小车由静止下滑的高度较大,运动到水平面时的速度也较大,乙图中小车推动木块通过的距离较远,所以乙图中小车的动能也较大,故由图中实验现象得到的结论是:在质量一定时,物体的速度越大,动能越大,安全隐患越大。
★典例八:(2021·天津中考真题)兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
(提出问题)汽车的动能大小跟什么因素有关?
(猜想假设)由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟______有关;
由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟______有关。
(进行实验)他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。
物块被撞得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越______;
(分析论证)分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是:______;
(实践应用)用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车______(选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。
【答案】速度;质量;大;质量相同时,汽车(物体)的速度越大,动能越大;超载。
【解析】[1]“十次车祸九次快”是速度快容易车祸,所以汽车的动能可能跟速度有关。
[2]“安全驾驶莫超载”是超载质量大容易车祸,所以汽车的动能可能跟质量有关。
[3]物块被撞得越远,球对物块做功越多,金属球到达水平面时的动能就越大。
[4]分析甲、丙两图的实验现象,质量一样,球位置越高,到水平面速度越大,物块运动越远,结论是质量相同时,物体的速度越大,动能越大。
[5]甲、乙两图的实验现象,高度一样,球质量大,物块运动远,说明速度一样时,质量越大,物体动能越大,故可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。
考点五:势能及其应用
★典例九:(2021·山东烟台·中考真题)如图所示,跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中,关于运动员(不包含降落伞和绳)下列说法正确的是( )。
A.动能不变,重力势能不变,机械能不变;B.动能变大,重力势能变小,机械能不变;
C.动能不变,重力势能交小,机械能变小;D.动能变小,重力势能变小,机械能变小
【答案】C。
【解析】跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中,质量不变,速度不变,则动能不变;高度降低,则重力势能变小;机械能等于动能与势能之和,则机械能变小。故选C。
★典例十:(2021·甘肃甘肃·中考真题)如图所示,小球从左侧斜面的P点由静止释放,在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点,M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点,下列关于该过程的说法中正确的是( )。
A.小球在左侧斜面向下运动的过程中,重力势能全部转化为动能;
B.小球从P点向Q点运动的过程中,机械能保持不变;
C.小球从P点向Q点运动的过程中,所受支持力不做功;
D.小球通过M、N两点时的速度大小相等
【答案】C。
【解析】A.由于最高点P和Q不等高,故机械能不守恒,存在摩擦力,故小球在左侧斜面向下运动的过程中,重力势能一部分转化为动能和内能,故A错误;
B.小球从P点向Q点运动的过程中,存在阻力,机械能减小,故B错误;
C.小球从P点向Q点运动的过程中,支持力与运动的距离是垂直的,故所受支持力不做功是正确的,故C正确;
D.由于机械能减小,M、N两点时重力势能相同,故小球通过M、N两点时的速度大小不相等,故D错误。故选C。
考点六:机械能及其转化
★典例十一:(2021·甘肃兰州·中考真题)飞机在林场上空某一高度喷洒农药时,水平匀速飞行,关于飞机的动能和势能变化下列说法中正确的是( )。
A.动能减少,势能减少 B.动能减少,势能增加
C.动能增加,势能减少 D.动能不变,势能不变
【答案】A。
【解析】当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时,其质量在不断减小,高度和速度不变,因此,由动能和重力势能的影响因素可知,其动能和重力势能均减小。故选A。
★典例十二:(2021·贵州贵州·中考真题)有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是( )。
A.装置所具有的机械能始终不变;
B.如果没有能量补充,装置最终会停下来;
C.根据能量守恒定律,装置可以一直转动下去;
D.装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
【答案】B。
【解析】ABC.由于装置运转过程中需要克服摩擦做功,装置所具有的机械能会不断减小,如果没有能量补充,装置最终会停下来,故AC错误,B正确;
D.装置中小球的动能和重力势能不断地发生相互转化,故D错误。故选B。
一、选择题
1.对功的理解,下列说法中正确的是( )。
A.作用在物体上的力越大,力做的功就越多;
B.物体通过的路程越长,作用力做功越多;
C.有力作用在物体上,并且物体移动了一段距离,则力一定对物体做了功;
D.物体在力的作用下,并沿力的方向移动了距离,则力做了功
【答案】D。
【解析】A、作用在物体上力越大,但是不知道物体在力的作用下通过的距离,不能确定力做功多少。故A错;
B、只知道物体在力的作用下移动的距离,但不知道力的大小也不能确定做功多少。故B错;
C、若力的方向跟物体移动距离的方向垂直,物体通过的距离不是在力的作用下进行的,力对物体没有做功。故C错;
D、物体在力的作用下,并沿力的方向移动了距离,则力做了功,正确。故选:D。
2.水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下,沿拉力的方向移动一段距离,则下列判断正确的是( )。
A.文具盒所受拉力做了功;
B.文具盒所受支持力做了功;
C.文具盒所受重力做了功;
D.没有力对文具盒做功
【答案】A。
【解析】由题知,文具盒在水平桌面上运动,
在拉力的方向上移动了距离,所以拉力做功,选项A正确,选项D错误。
在支持力的方向上没有移动距离,所以支持力不做功,选项B错误;
在重力的方向上没有移动距离,所以重力不做功,选项C错误。故选:A。
3.城市的高层建筑越来越多,但高空抛物却存在巨大的安全隐患,因为高处的物体具有较大的( )。
A.弹性势能;B.重力势能;C.体积;D.阻力
【答案】B。
【解析】物体的重力势能与物体的高度有关,物体的质量越大、高度越高,重力势能越大,所以高处的物体具有较大重力势能,故B正确为答案。
4.(多选题)为了更好的推进习总书记提出的“一带一路”发展战略,我国计划发射十八颗通信卫星,为沿线国家提供服务。下列关于人造卫星说法中,正确的是( )。
A.卫星运动到近地点时,动能最大,重力势能最小;
B.卫星运动到远地点时,动能最大,重力势能最小;
C.卫星由近地点向远地点运动,重力势能转化为动能;
D.卫星由远地点向近地点运动,重力势能转化为动能
【答案】AD。
【解析】卫星运动到近地点时,速度最大,距离最近,所以动能最大,重力势能最小,故A正确。
卫星运动到远地点时,速度最小,距离最远,所以动能最小,重力势能最大,故B错误。
卫星由近地点向远地点运动,速度越来越小,动能越来越小,同时距离地球越来越远,重力势能越来越大,动能转化为重力势能,故C错误。
卫星由远地点向近地点运动,速度越来越大,动能越来越大,同时距离地球越来越近,重力势能越来越小,重力势能转化为动能,故D正确。故应选AD。
5.电梯匀速上升过程中,电梯的( )。
A.动能保持不变;B.机械能保持不变;C.重力势能保持不变;D.动能转化为重力势能
【答案】A。
【解析】动能与质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大;重力势能与质量和高度有关,质量厚度越大,重力势能越大。因为电梯匀速,因此动能不变;又因为上升,所以重力势能增大,机械能是重力势能和动能之和。因此机械能增大。故选A。
6.4月27日,我国的“天舟一号”飞船圆满完成飞行任务返回地球,飞船受空气阻力匀速下降过程中,它的( )。
A.动能增加,势能减少,内能不变;B.动能减少,势能不变,内能增加;
C.动能不变,势能增加,内能减少;D.动能不变,势能减少,内能增加
【答案】D。
【解析】A.动能增加,势能减少,内能不变;此说法错误。匀速下降,动能不变,势能减小。
B.动能减少,势能不变,内能增加;此说法错误。匀速下降,动能不变,势能减小。
C.动能不变,势能增加,内能减少;此说法错误。匀速下降,动能不变,势能减小。
D.动能不变,势能减少,内能增加;此说法正确。匀速下降,动能不变,势能减小。内能增加。
正确答案是D。
7.如图是水上乐园飞行表演,表演者双脚站在向下喷水的踏板上,水柱将人向上顶起,人在空中时而加速上升,时而急速翻滚,时而加速下降,还能在空中竖直悬停。下列说法错误的是( )。
A.踏板向下喷水,人向上升起,利用了物体间力的作用是相互的原理;
B.加速上升过程中,人的重力势能增大,机械能不变;
C.人急速翻滚,说明力可以改变物体的运动状态;
D.人在空中竖直悬停时,人受到的重力和踏板对人的支持力是一对平衡力
【答案】B。
【解析】踏板向下喷水,踏板对水有向下的作用力,同时水对踏板产生向上的作用力,支撑人在空中,这是利用作用力反作用力的原理,故A正确。
加速上升过程中,人的质量不变,速度增大;高度增大,人的重力势能增大,机械能增大,故B错误。
人急速翻滚时,人运动的速度和方向都发生变化,说明力可以改变物体的运动状态,故C正确。
人在空中竖直悬停时,处于平衡状态,人受到重力和踏板对人的支持力是一对平衡力,故D正确。此题答案是B。
8.如图,我国空气加油机正在给歼10战斗机加油.加油过程中,若战斗机的高度和速度不变,则战斗机的( )。
A.动能增加,势能减小,机械能不变;B.动能不变,势能不变,机械能不变;
C.动能减小,势能不变,机械能减小;D.动能增加,势能增加,机械能增加
【答案】D。
【解析】战斗机的速度不变,质量不断增大,动能增大高度不变,质量不断增大,重力势能增大。机械能=动能+势能,动能增大,势能增大,所以机械能增大。故选D。
二、填空题
9.火箭加速升空过程中,对于火箭搭载的卫星来说,动能 ,重力势能 ,卫星的机械能是由火箭燃料的 能转化而来的。
【答案】增加、增加、化学。
【解析】在火箭升空过程中,速度越来越大,高度越来越高,卫星的动能和势能都在增加,卫星机械能的增加是火箭燃料化学能转化而来。
故,答案是:增加、增加、化学。
10.“六 一”儿童节期间,小朋友在锦江山公园里荡秋千,当秋千从高处落下时,重力势能 (选填“变大”、“变小”或“不变”),不再用力推时,秋千最后会停下来,在此过程中机械能转化为 能。
【答案】变小、内。
【解析】秋千在下降过程中质量不变,随高度的降低,重力势能变小;不再用力推时,秋千最后会停下来,在此过程中机械能会克服摩擦与空气阻力,逐渐转化为内能。
故,答案是:变小、内。
10.用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放,若忽略空气阻力,那么小球在最高点的势能 下降至最低点的动能;实际上,小球在摆动过程中,会与空气摩擦产生热,摆幅逐渐减小,最终停下来,那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能 小球在最高点所具有的势能。(填“大于“、”等于“或”小于“)
【答案】等于、等于。
【解析】由图可知,小球从图中所示位置静止释放,若忽略空气阻力,机械能守恒,所以小球在最高点的重力势能等于在最低点的动能;小球在摆动过程中,除了重力做功外还有空气阻力做功,所以机械能不守恒,有一部分机械能转化为内能,但仍然遵守能量守恒定律,所以在摆动过程中由于摩擦力而转化的内能等于小球在最高点所具有的势能。
故,答案是:等于、等于。
11.如图所示,不计空气阻力,将排球竖直向上击出后,其运动速度越来越小,原因是排球受到的重力方向与运动方向 。而将排球向斜上方击出后,其运动速度的大小和方向都会发生变化,原因是 ;排球在上升过程中动能将 (选填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)相反;(2)排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上;(3)减小。
【解析】(1)将排球竖直向上击出后,其运动速度越来越小,原因是排球受到的重力方向与运动方向相反;(2)斜上方击出后,速度方向斜向上,重力方向竖直向下,由于排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上(或“成一夹角”),排球的运动速度的大小和方向都会发生变化;(3)球在上升过程中,重力势能不断增加,由于该系统中只受到重力,因此机械能守恒,势能增大,动能减小。
故,答案是:(1)相反;(2)排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上;(3)减小。
12.如图为撑杆跳的过程示意图,在这项运动中,根据能量以及能量转化的物理知识,可知:运动员助跑的目的是为了在起跳前获得较大的 。撑杆起跳时, 能转化为重力势能,越过横杆在最高点时重力势能最大,此时动能 (大于/等于/小于)0。
【答案】动能、动、等于。
【解析】撑杆运动员加速助跑是为了获得更大的动能,并在撑杆起跳过程中将动能转化为重力势能,此过程动能逐渐减小,重力势能逐渐增大,当运动员到底最高点时动能为零,重力势能最大。
故,答案是:动能、动、等于。
三、实验题
13.如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。
(1)该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体 的关系(物体A、B质量不变);
(2)该实验中所探究物体的动能是指物体 (选填“A”或“B”)的动能;
(3)该实验物体动能的大小是通过 来反映的;
(4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度,它是通过 (选填“高度”或“质量”)来改变的;
(5)实验表明,同一物体A从斜面高处滚下,高度越大,物体B被撞得越远,可得结论;
(6)若要研究物体动能与质量的关系,则需不同质量的物体从斜面 高度由静止滚下,并观察记录。
【答案】(1)速度;(2)A; (3)B被撞的距离大小; (4)高度;(5)当物体质量相同时,物体的速度越大,动能越大;(6)相同。
【解析】(1)动能的大小与物体的质量和速度都有关系,因此探究“物体动能的大小与什么因素有关?”的实验中,要探究的是物体动能的大小与物体质量和速度的关系;
(2)该实验研究的主体是小球A,研究的是小球A动能的大小与速度和质量的关系;
(3)该实验中小球动能的大小是通过B被撞距离的远近体现的,B被撞的越远,说明小球的动能越大,被撞的越近,说明小球的动能越小,这里采用了转换法的思想;
(4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时碰撞前A的速度,这个速度的大小是通过控制小球A在斜面上的高度改变的;
(5)同一物体A从斜面高处滚下,高度越大,物体B被撞得越远,说明动能越大,可得结论为:当物体质量相同时,物体的速度越大,动能越大;
(6)为了研究物体动能与物体质量的关系,实验中多次让不同质量的物体从斜面同一高度上静止滚下时,控制了小球的速度相同,应改变物体A的质量。
故,答案是:(1)速度;(2)A; (3)B被撞的距离大小; (4)高度;(5)当物体质量相同时,物体的速度越大,动能越大;(6)相同。
四、综合计算题
14.一辆卡车匀速行驶时发动机的功率为200kW,速度为72km/h,汽车行驶2h,求在这个过程中:
(1)发动机做的功为多少?
(2)卡车的牵引力为多少?
【解析】(1)由P=可得,发动机做的功:W=Pt=200×103W×2×3600s=1.44×109J;
(2)由v=可得,汽车行驶的路程:s=vt=72km/h×2h=144km=1.44×105m,
由W=Fs可得,牵引力的大小:F===1×104N。
答:(1)发动机做的功为1.44×109J;(2)卡车的牵引力为1×104N。
15.质量为40kg的小明同学骑着一辆质量为10kg自行车在平直公路上匀速行驶,在5min内行驶了1500m的路程。求:
(1)小明骑自行车行驶的速度为多少 m/s?
(2)若小明骑车时受到的阻力为50N,该同学骑车行驶5min克服阻力做了多少焦耳的功?
(3)小明骑自行车与地面总的接触面积为20cm2,则该同学骑车行驶时对地面的压强为多少?(取g=10N/kg)
【解析】(1)t=5min=300s,小明骑自行车行驶的速度:;
(2)小明骑车行驶5min克服阻力所做的功:W=FS=50N×1500m=7.5×104J;
(3)小明骑车行驶时对地面的压力:F=G=mg=(40kg+10kg)×10N/kg=500N,地面受力面积:s=20cm2=20×10﹣4m2。
小明骑车行驶时对地面的压强:。
答:(1)小明骑自行车行驶的速度为5m/s;(2)该同学骑车行驶5min克服阻力做了7.5×104J的功;(3)该同学骑车行驶时对地面的压强为2.5×105Pa。