第3节 能量转化的量度(第1课时)
功
1．做功的两个必要因素：
(1)______________上的力。
(2)物体在________上通过了一段________。
2．定义：功等于力跟物体在________的方向上通过的________的________。
3．公式：W＝________(功＝力×距离)
F：作用在物体上的力；
s：物体在F方向上通过的距离。
4．单位：焦耳，简称“________”，符号为“________”，1焦耳＝1牛·米。
A组 基础训练
1．(自贡中考)下列说法中正确的是( )
A．用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功
B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功
C．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了功
D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功
2．如图所示情况中，力没做功的是( )
3．运动员用50牛的力把重6牛的足球踢出20米，运动员对球做的功为( )
A．1000J B．880J C．1120J D．缺少条件，无法计算
4．起重机的钢绳将500牛的物体匀速提高6米后，又水平匀速移动4米，则钢绳对物体所做的功为( )
A．3000J B．5000J C．2000J D．1000J
5．非洲旱季，常用Hippo roller(中间有转轴的塑料桶)运水。如图所示，小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水，在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，她对满桶水做功最多的是( )
6．(湖州中考)以下四幅图中，克服物体重力做功的是( )
第7题图
7．在排球运动中，跳发球(如图所示)是最具威力的发球方式。现用100N的力击打重为5N的排球，排球离手后飞行落到15m远的地面上。排球飞行过程中，运动员对排球做功( )
A．1500J B．75J C．500J D．0J
8.如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是( )
第8题图
A．整个过程只有重力在对小球做功
B．小球在A、B两点具有的动能相同
C．小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＝vB＞vC
D．小球在A点具有的机械能大于它在C点具有的机械能
9．某物体在力F的作用下分别在光滑水平面、粗糙水平面和斜面上沿力的方向移动了距离s(如图)，做功分别是W1、W2、W3，则它们之间的关系是( )
第9题图
A．W1＝W2＝W3 B．W1＞W2＞W3 C．W1＜W3＜W2 D．W1＜W2＜W3
第10题图
10．水平桌面上有一个质量为1kg的物体，在水平拉力F的作用下沿直线运动，拉力F与物体通过的路程s的图像如图所示，此过程中物体受到的摩擦力始终为1N。则下列说法中正确的是( )
A．0～0.5m内拉力F做功为0.5J
B．0～1m内拉力F做功为1.5J
C．1～1.5m内物体在做加速运动
D．0～1.5m内拉力F做的功全部转化为物体的机械能
第11题图
11．在平地上，一个小朋友用50牛的水平推力推动重100牛的箱子，前进了10米(如图)，推箱子的小朋友做了________焦耳的功；这个过程中他消耗了________焦耳的能量。
12.某空降兵和降落伞总重800N，从直升机上由静止开始竖直跳下，14s后降落伞打开，整个过程速度与时间的关系如图所示。在跳伞后10s至14s时间内人和伞的重力做功是______J，此时人和伞受到的阻力f1＝______N，若跳伞18s后，人和伞受到的阻力为f2，则f2________f1(填“＞”、“＝”或“＜”)。
第12题图
13．如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力F的作用，其F－t和v－t的图像分别如图乙、丙所示。由图像可知，0～3s内，推力对物体做功________J；t＝5s时，物体受到的摩擦力是________N。
第13题图
B组 自主提高
第14题图
14.(绍兴中考)如图，是小球从某高度处由静止下落h过程的路程与时间关系图，在下面的四个选项中，描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是( )
15．如图，一顾客用一水平恒力F将购物车从粗糙斜坡的底端匀速推上顶端，斜坡长s，高h，购物车(含车上物品)重G，在这过程中，水平推力做的功为( )
第15题图
A．0 B．Fs C．Gh D．F
16.(邵阳中考)随着人们生活水平的逐渐提高，小汽车陆续走进千家万户。好奇的小刚找出小汽车的有关数据如下表：(g＝10N/kg)
汽车的质量：1．4×103kg 额定功率：100kW
轮胎与地面接触的总面积：0.2m2 100km耗油量：10L
汽油的密度：0.71×103kg/m3 汽油的价格：7．71元/L
第16题图
求：(1)小汽车在水平地面上静止时，对地面的压强是多少？
(2)小汽车行驶200km，需耗油多少千克？(1L＝1dm3)
(3)在保养过程中，小汽车被竖直向上匀速提升1.5m后，再沿水平方向向左平移0.5m，在此过程中，拉力做功多少焦？
17．步行是一种简易的健身运动，请根据下列给出的条件进行计算。
第17题图
(1)小华步行时保持步距为0.5m。他从教学楼的一端走到另一端，共走了84步，如果这个过程用时35s，则他的步行速度是多少？
(2)小华根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。如果小华的质量为50kg，请根据图中小华测量的有关数据，计算他每走一步克服重力所做的功。(g取10N/kg)
参考答案
【课堂笔记】
1．(1)作用在物体 (2)力的方向 距离
2．力 距离 乘积 3.F·s 4.焦 J
【课时训练】
1—5.ABDAC 6—10.CDDAC
11．500 500 12.1.6×105 800 ＝ 13.0 6
14—15.CD
16．(1)7×104Pa (2)14.2kg (3)2.1×104J
17．(1)1.2m/s (2)25J
第3节 能量转化的量度(第2课时)
功率
1．定义：物体在________里完成的功叫功率。
2．意义：表示物体________的量。
3．公式：P＝________＝Fv。
4．单位：瓦特，简称“________”，符号“________”。
5．功率为30瓦的含义：表示____________________，或者说物体在一秒内有30焦耳的能量发生转化或者转移。
6．运动物体功率公式推导：
P＝＝＝Fv
A组 基础训练
1．关于功与功率，下列说法中正确的是( )
A．机器做功少，功率一定小
B．功率小的机器做功不一定慢
C．功率大的机器做功一定快
D．功率大的机器一定比功率小的机器做的功多
2．某机器的功率为1000瓦特，这句话的正确含义是( )
A．机器能做1000焦的功
B．机器每分钟做1000瓦特的功
C．机器每秒钟做1000焦的功
D．机器每做1焦的功，所需时间为1000秒
3．如图(a)、(b)所示，在你登上同一楼层时，走上楼和跑上楼的感觉完全不同。针对这两次上楼过程，以下说法中正确的是( )
第3题图
A．走上楼时做功较少
B．跑上楼时做功较少
C．走上楼时功率较大
D．跑上楼时功率较大
4．妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，若妈妈克服重力做功为W1、功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是( )
A．W1∶W2＝1∶1 B．W1∶W2＝2∶3
C．P1∶P2＝1∶1 D．P1∶P2＝2∶3
5．如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿粗糙的竖直表面和光滑的水平面拉同一木箱，在力F的作用下移动的距离sab＝scd，所用时间tab＞tcd，拉力方向与运动方向始终一致，比较两种情况下拉力F所做的功和功率( )
第5题图
A．ab段做功较多 B．cd段做功较多
C．ab段功率较大 D．cd段功率较大
第6题图
6．一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0～20s内汽车的平均速度为15m/s
B．在0～10s内汽车的牵引力大小恒为2000N
C．在10～20s内汽车牵引力做的功为4×105J
D．在10～20s内汽车牵引力做功的功率为4×105W
7．学习了功率的知识后，小科和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动，以下是他们设计的三套方案，其中可行的是①控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬上楼的高度，算出功率进行比较。②控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼用的时间，算出功率进行比较。③测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，算出功率进行比较。( )
A．只有①
B．只有①②
C．只有②③
D．①②③
8．甲、乙两位同学体重之比是4∶5，都从一楼走到三楼，甲和乙所用时间之比为7∶8，那么甲、乙做功之比为______，功率之比为______。
9．有人用50牛的拉力，在4秒内使重200牛的物体沿力的方向匀速运动了2米。此人所做的功为__________焦，功率为______瓦。此时阻力的大小是__________牛，方向是____________。
第10题图
10．(攀枝花中考)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W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则W1________W2，P1________P2(两空均填“＞”、“＜”或“＝”)。
11．(德惠中考)一位体重为500N的同学在跳绳测试中，1min跳了150次，如果该同学每次腾空的高度为5cm，他在跳绳过程中，每跳一次克服重力做的功是________J；整个过程他克服重力做功的功率是________W。
第12题图
12．(株洲中考)工人用力F水平推重为200N的物体，在4s内水平推力F与物体沿力的方向移动距离s之间的关系如图所示。在这过程中，水平推力做的功为______J，推力做功的功率为________W。
13．某型号汽车发动机的额定功率为60000W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N。额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：
(1)发动机所提供的牵引力大小。
(2)行驶速度的大小。
(3)行驶5min牵引力所做的功。
B组 自主提高
14.在中国科技馆的展厅里，摆着一个如图所示，叫做“最速降线”的展品：两个并排轨道的起点高度一样，终点高度也一样；一个是倾斜的直轨道，另一个是向下弯曲的弧形轨道。将甲、乙两个完全相同的小球同时分别从直轨道和弧形轨道的起点释放，弧形轨道上的乙球先到达终点。若不计一切摩擦阻力，则关于两小球从起点至终点的运动过程中，下列说法正确的是( )
第14题图
A．乙球的重力势能先变小后变大
B．甲球的机械能大于乙球的机械能
C．重力对甲球做的功大于重力对乙球做的功
D．重力对甲球做功的功率小于重力对乙球做功的功率
第15题图
15.(湖北中考)王波同学帮父母搬家，现有30捆书籍。每捆书籍的质量都为5kg。王波想尽快将它们搬上10m高处的新家。如图是王波可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像。由图可知，为了尽可能快地将这批书籍搬上新家，他每次应搬________捆。若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地，所用的总时间为__________s(g＝10N/kg)。
第16题图
16．跳绳是一种简便易行的锻炼方式。如图所示描绘了小明同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像。按图像中的规律跳绳，小明1min能完成的跳绳个数为______，若他质量为50kg，则在此过程中，他克服重力做功的功率为________W。(g取10N/kg)
第17题图
17.风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车，他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，实验装置如图所示。
(1)观察实验装置，小明是通过测量细线对__________做功的功率来测定风车做功功率的。
(2)实验时，逐渐增加挂在细线下的回形针数量，直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。需要测量的物理量有：回形针匀速上升的高度h、________、________，则风车做功的功率P＝________。
(3)小明测量的风车做功的功率________风车的实际功率(填“大于”、“等于”或“小于”)。
18.图中所示为修建高层建筑常用的塔式起重机，起重机将长4米，质量m＝1×104kg的圆柱体重物竖直吊起，重物由平放在水平地面上匀速吊起(图1到图2，吊绳方向始终竖直)，起重机吊绳收起速度v＝1.2m/s，做匀速直线运动。(取g＝10N/kg，重物质量均匀)
求：(1)重物从平放吊到图2位置时，重物下端离地3米，此时吊绳对重物做功多少？
(2)重物从下端离地到如图2过程中，吊绳对重物做功的功率多大？
第18题图
参考答案
【课堂笔记】
1．单位时间 2.做功快慢 3. 4.瓦 W
5．物体在一秒内完成30焦耳的功
【课时训练】
1—5.CCDDD 6—7.CD
8．4∶5 32∶35
9．100 25 50 与拉力方向相反
10．＝ ＜
11．25 62.5
12．120 30
13．(1)1800N (2)33.3m/s (3)1.8×107J
14．D
15．3 450 16.150 75
17．(1)回形针 (2)重力G 时间t (3)小于
18．(1)重物由平放在水平地面上匀速吊起，吊绳对重物拉力：F＝G＝mg＝1×104kg×10N/kg＝1×105N，重物在拉力的方向上移动的距离为s＝×4m＋3m＝5m，吊绳对重物做的功：W＝Fs＝1×105N×5m＝5×105J；
(2)由v＝得，重物移动的时间：t＝＝＝2.5s，此过程吊绳对重物做的功：W′＝Fs′＝1×105N×3m＝3×105J；吊绳对重物做功的功率：P＝＝＝1.2×105W。
