2020版广东省普通高中学业水平考试物理专题复习课件专题六 机械能和能源52张PPT
文档属性
| 名称 | 2020版广东省普通高中学业水平考试物理专题复习课件专题六 机械能和能源52张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 664.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-12-10 21:16:21 | ||
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文档简介
课件52张PPT。专题六 机械能和能源基础梳理题组例练基础梳理考纲回扣一、功和功率
1.功
(1)概念:物体受到力的作用,并在 上发生了一段位移,这个力就对物体做了功.
(2)做功的两个必要因素: 和 .
(3)功是标量,单位: .
(4)公式:W= ,l为位移,α为力与位移的夹角.
2.功率
(1)定义:功W与完成这些功所用时间t的 .?力的方向力力的方向上的位移JFlcos α比值(2)定义式:P= .瓦特(3)单位:在国际单位制中,功率的单位是 ,简称瓦,用W表示.
(4)意义:表示物体做功 的物理量,是标量.
二、动能、动能定理
1.动能
(1)定义:物体由于 而具有的能.
(2)表达式:Ek= ,式中v为运动物体的瞬时速度.快慢运动(3)单位:与功的单位相同,国际单位为 ,符号为 .1 J=1 =
1 kg·m2/s2.
(4)标矢性:动能是 ,只有大小,并且是状态量.焦耳JN·m标量2.动能定理
(1)内容:力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中_______
________.
(2)表达式:W=Ek2-Ek1= ,Ek2表示一个过程的 ,Ek1表示这个过程的 ,W表示 ,或者说是物体所受所有外力对物体做功的代数和.动能 (3)适用范围:动能定理既适用于 做功,也适用于 做功;既适用于 运动,也适用于 运动.末动能初动能的变化合力做的功恒力变力直线曲线三、重力做功与重力势能
1.重力做功
(1)表达式:WG= =mg(h1-h2)=mgh1-mgh2,式中h1,h2分别表示物体起点和终点的高度.
(2)功的正、负:物体被举高时,重力做 ;物体下降时,重力做 .
(3)特点:物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的 无关.
2.重力势能
(1)定义:物体由于被举高而具有的能量.
(2)大小:物体的重力势能等于它所受 与所处 的乘积,表达式为 .单位:焦耳,符号J.是标量.mgh负功正功路径重力高度Ep=mgh(3)相对性:h是相对于重力势能零点的高度,所以重力势能是 的.
(4)重力做功与重力势能变化的关系
①表达式: .
②两种情况WG=Ep1-Ep2=mgh1-mgh2相对四、机械能与机械能守恒定律
1.机械能
(1) 、弹性势能和 统称为机械能,通过重力或弹力做功,机械能可以从一种形式转化成另一种形式.
(2)若物体的动能为Ek,系统的势能为Ep,则机械能的表达式为E= .重力势能动能Ek+Ep2.机械能守恒定律
(1)内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持 .
(2)条件:只有 做功.
(3)公式:
①Ek2-Ek1= ,即ΔEk增=ΔEp减.
②Ek2+Ep2= .
③E2= .
五、能量守恒定律与能源
1.能量守恒定律
(1)内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的 保持不变.不变重力或弹力Ep1-Ep2Ek1+Ep1E1总量(2)意义:能量虽然可以转化和转移,但转化和转移是有方向性的.
2.能源和能量耗散
(1)能源利用的三个时期:即 、煤炭时期、 .
(2)能量耗散:燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去,就不会再次自动聚集起来供人类重新利用.如电池中的化学能转化为电能,电能又通过灯泡转化成 ,热和光被其他物质吸收之后变成周围环境 ,我们无法把这些内能收集起来重新利用.这种现象叫做能量的耗散.
(3)能量转化的方向性:能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的 .柴薪时期石油时期内能和光能内能方向性考点一:功的理解与计算
1.关于人对物体做功,下列说法中错误的是( )
A.人用手拎着水桶在水平地面上匀速行走,人对水桶做了功
B.人用手拎着水桶从3楼匀速下至1楼,人对水桶做了功
C.人用手拎着水桶从1楼上至3楼,人对水桶做了功
D.人用手拎着水桶站在原地不动,虽然站立时间很久,但人对水桶没有做功题组例练对点突破A 解析:人用手拎着水桶在水平地面上匀速行走,在力的方向上没有移动距离,没有做功,故A错误;水桶在竖直方向有位移,人对水桶的力沿竖直方向,所以人对水桶做了功,故B正确;水桶在竖直方向向上运动,人对桶的力的方向向上,所以人对水桶做功,故C正确;人用手拎着水桶站在原地不动,在力的方向上没有移动距离,没有做功,故D正确.2.如图所示,斜面体和小物块一起沿水平面向右做匀速直线运动,并通过一段位移,则斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况分别是( )
A.摩擦力做正功,支持力做负功
B.摩擦力做负功,支持力不做功
C.摩擦力做负功,支持力做正功
D.摩擦力做负功,支持力做负功A 解析:斜面与物块一起沿水平面向右匀速运动,为平衡状态.小物块受力如图所示.小物块运动过程中,摩擦力f与小物块运动方向夹角小于90°,故摩擦力对小物块做正功,支持力FN与小物块运动方向
夹角大于90°,故支持力对小物块做负功,故A正确.3.一物体在两个力F1,F2的共同作用下发生了一段位移,做功分别为W1=6 J, W2=-6 J,下列说法正确的是( )
A.这两个力一定大小相等、方向相反
B.F1是动力,F2是阻力
C.这两个力做的总功为12 J
D.F1比F2做的功多B 解析:根据恒力做功公式W=Flcos α可知,做功一正一负,不能说明两个力的大小相等、方向相反,故A错误;功是标量,功的正负表示是动力做功还是阻力做功,所以F1是动力,F2是阻力,故B正确;W合=W1+W2=6 J- 6 J=0,故C错误;F1与F2做的功一样多,故D错误.4.如图所示,两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上,使物体运动,发生一段位移后,力F1对物体做功为6 J,力F2对物体做功为8 J,则力F1与F2的合力对物体做功为( )
A.2 J B.7 J
C.10 J D.14 JD 解析:当有多个力对物体做功的时候,总功的大小就等于各个力对物体做功的总和,因为力F1对物体做功6 J,F2对物体做功8 J.所以F1与F2的合力对物体做的总功就为6 J+8 J=14 J,故D项正确.5.放在水平面上的一只木箱重400 N,木箱与地面间滑动摩擦因数μ=0.2,在水平推力作用下匀速移动10 m,则推力对木箱做功W1,地面对木箱的支持力做功W2,木箱克服摩擦力做功W3,则( )
A.W1=800 J W2=0 W3=800 J
B.W1=800 J W2=0 W3=-800 J
C.W1=800 J W2=4 000 J W3=800 J
D.W1=4 000 J W2=800 J W3=-800 JA 解析:物体做匀速直线运动,处于平衡状态,推力F等于滑动摩擦力f:F =f=μFN=μG=0.2×400 N=80 N;则推力F做功W1=Fs=800 J;滑动摩擦力做功为W=fscos 180°=-800 J,故克服摩擦力做功W3=800 J;支持力做功W2=0 J.名师点评考点二:功率的理解与计算
6.关于功率概念的理解,下列说法中正确的是( )
A.功率大的机械做的功多
B.功率大的机械做功所用的时间少
C.单位时间内完成的功越多,则功率越大
D.省力多的机械功率大C D 名师点评平均功率和瞬时功率的理解
平均功率对应的是一段时间或一个过程,并且同一物体在不同的时间段的平均功率一般不等,讲平均功率必须讲清是做功的物体在哪一段时间内或哪一个过程中的平均功率;瞬时功率对应的是某一时刻或某一位置,讲瞬时功率必须讲清是做功的物体在哪个时刻或哪个位置的瞬时功率.8.起重机用4 s的时间将2×104 N的重物匀速提升10 m,在此过程中起重机的输出功率为( )
A.2×105 W B.5×105 W
C.5×104 W D.8×104 WC 9.物体从某一高处自由落下,在下落过程中重力做功的功率( )
A.恒定不变 B.越来越小
C.越来越大 D.先变小,后变大C解析:物体做自由落体运动,由v=gt和P=mgv得P=mg2t,即重力做功功率与时间成正比,则重力做功的功率越来越大.10.如图所示,倾角θ=37°,斜面长L=1 m 的斜面体放在水平面上.将一质量m=2 kg的小物块从斜面顶部由静止释放,经时间t=1 s后到达底端,斜面体始终保持静止.重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)小物块沿斜面下滑的加速度;
(2)小物块沿斜面下滑过程中重力做功的平均功率;
(3)小物块与斜面之间的动摩擦因数.考点三:动能、动能定理的理解与应用
11.关于动能,下列说法不正确的是( )
A.动能是能的一种表现形式,凡是运动的物体都具有动能
B.动能总为正值,但对不同的参考系,同一物体的动能大小是不同的
C.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化;但速度变化时,动能不一定变化
D.动能不变的物体,一定处于平衡状态D12.关于动能定理,下列说法中正确的是( )
A.在某过程中,外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和
B.只要有力对物体做功,物体的动能就一定改变
C.动能定理只适用于直线运动,不适用于曲线运动
D.动能定理既适用于恒力做功的情况,又适用于变力做功的情况D解析:外力做的总功等于各个力做功的代数和,A错误;根据动能定理可知,决定动能是否改变的是总功,而不是某一个力做的功,B错误;动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动;既适用于恒力做功,又适用于变力做功,故C错误,D正确.13.如图所示,电梯质量为M,在它的水平地板上放置一质量为m的物体.电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动,当电梯的速度由v1增加到v2时,上升高度为H,则在这个过程中,下列说法或表达式正确的是( )C14.甲、乙两个质量相同的物体,用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s.如图所示,甲在光滑面上,乙在粗糙面上,则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是( )
A.力F对甲物体做功多
B.力F对乙物体做功多
C.甲物体获得的动能比乙大
D.甲、乙两个物体获得的动能相同C解析:由W=Fs知,拉力的大小相同,物体的位移也相同,所以拉力对两物体做的功一样多,故A,B错误;由动能定理可以知道,在光滑水平面上的物体,拉力对物体做的功等于物体的动能变化,在粗糙水平面上的物体,拉力对物体做正功的同时,摩擦力对物体做了负功,所以在光滑水平面上的物体获得的动能要大于在粗糙水平面上物体获得的动能,故C正确,D错误.15.一个质量为1 kg的物体被人用手由静止开始向上提升了1 m,这时物体的速度为2 m/s,g取10 N/kg,则下列结论中错误的是( )
A.手对物体做功12 J B.合力对物体做功12 J
C.合力对物体做功2 J D.物体克服重力做功10 JB16.如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一小球向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面.设小球在斜面最低点A的速度为v,压缩弹簧至C点时弹簧最短,C点距地面高度为h,则小球从A到C的过程中弹簧弹力做功是( )A17.人通过滑轮将质量为m的物体沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉到顶端,物体上升的高度为h,到达斜面顶端的速度为v,如图所示.则在此过程中( )B18.质量为10 g的子弹离开枪口时的速度为500 m/s,该枪枪管长0.5 m.设子弹在枪管中始终受到火药爆炸所产生的作用力.求:
(1)子弹离开枪口时的动能;
(2)忽略子弹在枪管中受到的阻力,求火药爆炸产生的作用力对子弹所做的功;
(3)若将火药爆炸产生的作用力当作恒力,求此作用力的大小.(2)根据功能关系,火药爆炸产生的作用力对子弹所做的功等于子弹获得的动能,即W=Ek=1 250 J.答案:(1)1 250 J (2)1 250 J (3)2 500 N名师点评利用动能定理求解的基本思路
(1)弄清物体的运动由哪些过程组成.
(2)分析每个过程中物体的受力情况.
(3)各个力做功有何特点,对动能的变化有无影响.
(4)从总体上把握全过程,表达出总功,找出初、末状态的动能.
(5)对所研究的全过程运用动能定理列方程.考点四:重力做功与重力势能
19.关于重力势能,以下说法中正确的是( )
A.某个物体处于某个确定的位置,重力势能的大小是唯一确定的
B.重力势能为0的物体,不可能对别的物体做功
C.物体做匀速直线运动时,重力势能一定不变
D.只要重力做功,重力势能就一定变化D解析:重力势能具有相对性,在选择不同的参考平面时,重力势能的大小是不同的,选项A错误;重力势能为0的物体是指物体处于零势能参考平面上,并不能表明物体不具备做功的本领,B错误;物体的重力势能是由物体的重力和物体所处的高度共同决定的,只要物体的高度发生变化,物体的重力势能一定发生变化, C错误;重力做功时,物体的高度肯定发生变化;重力势能也一定发生变化,D正确.20.下列说法中正确的是( )
A.物体克服重力做功,物体的重力势能增加
B.物体克服重力做功,物体的重力势能减少
C.重力对物体做正功,物体的重力势能增加
D.重力对物体做负功,物体的重力势能减少A解析:物体克服重力做功,物体的重力势能增加,重力对物体做正功,物体的重力势能减少.21.物体沿不同的路径从A运动到B,其中按不同的路径:①有摩擦作用;②无摩擦作用;③无摩擦,但有其他外力拉它.比较这三种情况下重力做的功W1,W2,W3,重力势能的变化量ΔEp1,ΔEp2,ΔEp3的关系,有以下几种说法:
(1)W1>W2>W3
(2)W1=W2=W3
(3)ΔEp1=ΔEp2=ΔEp3
(4)ΔEp1<ΔEp2<ΔEp3
你认为其中正确的组合是( )
A.(1)(3) B.(1)(4)
C.(2)(3) D.(2)(4)C解析:物体沿不同的路径从A运动到B,但A,B间的高度差一定,根据重力做功公式W=mgΔh,可知,重力做功相等,即有W1=W2=W3;根据功能关系可知,物体克服重力做功多少,重力势能就增加多少,两者数值相等,所以就有ΔEp1=ΔEp2=ΔEp3;故C正确.名师点评重力做功与重力势能变化的关系
重力做了多少正功,物体的重力势能就减小多少;重力做多少负功,物体的重力势能就增加多少;重力做功的过程,就是物体的重力势能和其他形式的能量相互转化的过程,在这一过程中,重力做的功量度了重力势能的变化,重力势能的变化与有无其他的力做功无关.考点五:机械能守恒定律的理解与应用
22.下列关于机械能守恒的说法中正确的是( )
A.做匀速运动的物体,其机械能一定守恒
B.物体只受重力,机械能才守恒
C.做匀速圆周运动的物体,其机械能一定守恒
D.除重力做功外,其他力不做功,物体的机械能一定守恒D解析:匀速运动所受合外力为零,但除重力外可能有其他力做功,如物体在阻力作用下匀速向下运动,其机械能减少了,A错误.物体除受重力或弹力也可受其他力,只要其他力不做功或做功的代数和为零,机械能也守恒,B错误.匀速圆周运动物体的动能不变,但势能可能变化,故C错误.由机械能守恒条件知,选项D正确.23.下列所述的实例中(均不计空气阻力),机械能守恒的是( )
A.小石块被水平抛出后在空中运动的过程
B.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程
C.人乘电梯加速上升的过程
D.子弹射穿木块的过程A解析:小石块被水平抛出后在空中运动的过程中,石块只受重力,机械能守恒,选项A正确;木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程中,重力势能减小,而动能不变,则其机械能必定减小,选项B错误;人乘电梯加速上升的过程中,重力势能增加,动能也增加,则其机械能必定增加,选项C错误;子弹射穿木块的过程,由于阻力做功,子弹和木块的机械能都不守恒,选项D错误.名师点评机械能守恒条件的判断
(1)系统只受重力或弹簧弹力的作用,不受其他外力.
(2)系统除受重力或弹簧弹力作用外,还受其他内力和外力,但这些力对系统不做功.
(3)系统内除重力或弹簧弹力做功外,还有其他内力和外力做功,但这些力做功的代数和为零.
(4)系统跟外界没有发生机械能的传递,系统内外也没有机械能与其他形式的能发生转化.24.质量为m的小球从与桌面等高处竖直上抛,桌面离地面的高度为h,小球能达到的最大高度离地面为H.若以桌面为零势能参考平面,不计空气阻力,则小球落地时的机械能为( )
A.mgH B.mgh
C.mg(H+h) D.mg(H-h)D解析:整个过程中,只有重力做功,小球机械能守恒.以桌面为零势能面,那么小球在最高点只有重力势能,大小为mg(H-h),由于机械能守恒,可知,小球落地时机械能仍为mg(H-h),故D项正确.C 26.如图所示,两质量相同的小球A,B分别用线悬在等高的O1,O2点,A球的悬线比B球的长.把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速释放,则经最低点时(以悬点为零势能点)下列说法不正确的是( )
A.A球的速度大于B球的速度
B.A球的动能大于B球的动能
C.A球的机械能大于B球的机械能
D.A球的机械能等于B球的机械能C 27.如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R.一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动.
(1)要使物块恰好通过圆形轨道最高点,求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h1;
(2)要使物块在该最高点与轨道间的压力为5mg(g为重力加速度),求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h2.答案:(1)2.5R (2)5R考点六:能量守恒定律的理解与应用 能源
28.关于能量和能源,下列说法中正确的是( )
A.能量在转化和转移的过程中,其总量有可能增加
B.能量在转化和转移的过程中,其总量会不断减少
C.能量在转化和转移的过程中总量保持不变,故节约能源没有必要
D.能量的转化和转移具有方向性,且现有可利用的能源有限,故应节约能源D解析:根据能量守恒定律可知,能量在转化和转移过程中总量既不会增加,也不会减少,选项A,B错误;能量在转化和转移过程中,其总量保持不变,但品质越来越差,即可利用率越来越低,故必须节约能源,选项C错误;能量的转化和转移具有方向性即朝可利用率低的能量方向转化,且现有可利用的能源有限,故必须节约能源,选项D正确.29.下列过程中,哪个是电能转化为机械能( )
A.太阳能电池充电 B.电灯照明
C.电风扇工作 D.风力发电C解析:太阳能电池充电是将太阳能转化为电能,故A错误;电灯照明是电能转化为热能和光能,故B错误;电风扇工作时将电能转化为电风扇的机械能,C正确;风力发电是将风的动能转化为电能,D错误.30.运动员把原来静止的足球踢出去,使足球获得100 J的动能.则在运动员踢球的过程中,运动员消耗的体能( )
A.等于100 J B.大于100 J
C.小于100 J D.无法确定B解析:原来静止的足球获得了100 J的动能,说明在踢球过程中运动员对足球做了100 J的功,有100 J的体能(即体内的化学能)转化成了动能;同时运动员在踢球的过程中,由于自身的剧烈运动,也要消耗一部分体能.所以,运动员消耗的体能大于100 J.名师点评能量之间的转化
(1)重力(弹力)做功的过程一定伴随着重力(弹性)势能的变化,重力(弹力)做多少正功,重力(弹性)势能就会减少多少,即WG=-ΔEp.
(2)合外力做功的过程一定是物体的动能与其他形式的能相互转化,合外力做了多少功物体的动能就会改变多少,即W合=ΔEk.
(3)重力和弹力以外的力做功,一定是系统的机械能和其他形式能相互转化.
1.功
(1)概念:物体受到力的作用,并在 上发生了一段位移,这个力就对物体做了功.
(2)做功的两个必要因素: 和 .
(3)功是标量,单位: .
(4)公式:W= ,l为位移,α为力与位移的夹角.
2.功率
(1)定义:功W与完成这些功所用时间t的 .?力的方向力力的方向上的位移JFlcos α比值(2)定义式:P= .瓦特(3)单位:在国际单位制中,功率的单位是 ,简称瓦,用W表示.
(4)意义:表示物体做功 的物理量,是标量.
二、动能、动能定理
1.动能
(1)定义:物体由于 而具有的能.
(2)表达式:Ek= ,式中v为运动物体的瞬时速度.快慢运动(3)单位:与功的单位相同,国际单位为 ,符号为 .1 J=1 =
1 kg·m2/s2.
(4)标矢性:动能是 ,只有大小,并且是状态量.焦耳JN·m标量2.动能定理
(1)内容:力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中_______
________.
(2)表达式:W=Ek2-Ek1= ,Ek2表示一个过程的 ,Ek1表示这个过程的 ,W表示 ,或者说是物体所受所有外力对物体做功的代数和.动能 (3)适用范围:动能定理既适用于 做功,也适用于 做功;既适用于 运动,也适用于 运动.末动能初动能的变化合力做的功恒力变力直线曲线三、重力做功与重力势能
1.重力做功
(1)表达式:WG= =mg(h1-h2)=mgh1-mgh2,式中h1,h2分别表示物体起点和终点的高度.
(2)功的正、负:物体被举高时,重力做 ;物体下降时,重力做 .
(3)特点:物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的 无关.
2.重力势能
(1)定义:物体由于被举高而具有的能量.
(2)大小:物体的重力势能等于它所受 与所处 的乘积,表达式为 .单位:焦耳,符号J.是标量.mgh负功正功路径重力高度Ep=mgh(3)相对性:h是相对于重力势能零点的高度,所以重力势能是 的.
(4)重力做功与重力势能变化的关系
①表达式: .
②两种情况WG=Ep1-Ep2=mgh1-mgh2相对四、机械能与机械能守恒定律
1.机械能
(1) 、弹性势能和 统称为机械能,通过重力或弹力做功,机械能可以从一种形式转化成另一种形式.
(2)若物体的动能为Ek,系统的势能为Ep,则机械能的表达式为E= .重力势能动能Ek+Ep2.机械能守恒定律
(1)内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持 .
(2)条件:只有 做功.
(3)公式:
①Ek2-Ek1= ,即ΔEk增=ΔEp减.
②Ek2+Ep2= .
③E2= .
五、能量守恒定律与能源
1.能量守恒定律
(1)内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的 保持不变.不变重力或弹力Ep1-Ep2Ek1+Ep1E1总量(2)意义:能量虽然可以转化和转移,但转化和转移是有方向性的.
2.能源和能量耗散
(1)能源利用的三个时期:即 、煤炭时期、 .
(2)能量耗散:燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去,就不会再次自动聚集起来供人类重新利用.如电池中的化学能转化为电能,电能又通过灯泡转化成 ,热和光被其他物质吸收之后变成周围环境 ,我们无法把这些内能收集起来重新利用.这种现象叫做能量的耗散.
(3)能量转化的方向性:能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的 .柴薪时期石油时期内能和光能内能方向性考点一:功的理解与计算
1.关于人对物体做功,下列说法中错误的是( )
A.人用手拎着水桶在水平地面上匀速行走,人对水桶做了功
B.人用手拎着水桶从3楼匀速下至1楼,人对水桶做了功
C.人用手拎着水桶从1楼上至3楼,人对水桶做了功
D.人用手拎着水桶站在原地不动,虽然站立时间很久,但人对水桶没有做功题组例练对点突破A 解析:人用手拎着水桶在水平地面上匀速行走,在力的方向上没有移动距离,没有做功,故A错误;水桶在竖直方向有位移,人对水桶的力沿竖直方向,所以人对水桶做了功,故B正确;水桶在竖直方向向上运动,人对桶的力的方向向上,所以人对水桶做功,故C正确;人用手拎着水桶站在原地不动,在力的方向上没有移动距离,没有做功,故D正确.2.如图所示,斜面体和小物块一起沿水平面向右做匀速直线运动,并通过一段位移,则斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况分别是( )
A.摩擦力做正功,支持力做负功
B.摩擦力做负功,支持力不做功
C.摩擦力做负功,支持力做正功
D.摩擦力做负功,支持力做负功A 解析:斜面与物块一起沿水平面向右匀速运动,为平衡状态.小物块受力如图所示.小物块运动过程中,摩擦力f与小物块运动方向夹角小于90°,故摩擦力对小物块做正功,支持力FN与小物块运动方向
夹角大于90°,故支持力对小物块做负功,故A正确.3.一物体在两个力F1,F2的共同作用下发生了一段位移,做功分别为W1=6 J, W2=-6 J,下列说法正确的是( )
A.这两个力一定大小相等、方向相反
B.F1是动力,F2是阻力
C.这两个力做的总功为12 J
D.F1比F2做的功多B 解析:根据恒力做功公式W=Flcos α可知,做功一正一负,不能说明两个力的大小相等、方向相反,故A错误;功是标量,功的正负表示是动力做功还是阻力做功,所以F1是动力,F2是阻力,故B正确;W合=W1+W2=6 J- 6 J=0,故C错误;F1与F2做的功一样多,故D错误.4.如图所示,两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上,使物体运动,发生一段位移后,力F1对物体做功为6 J,力F2对物体做功为8 J,则力F1与F2的合力对物体做功为( )
A.2 J B.7 J
C.10 J D.14 JD 解析:当有多个力对物体做功的时候,总功的大小就等于各个力对物体做功的总和,因为力F1对物体做功6 J,F2对物体做功8 J.所以F1与F2的合力对物体做的总功就为6 J+8 J=14 J,故D项正确.5.放在水平面上的一只木箱重400 N,木箱与地面间滑动摩擦因数μ=0.2,在水平推力作用下匀速移动10 m,则推力对木箱做功W1,地面对木箱的支持力做功W2,木箱克服摩擦力做功W3,则( )
A.W1=800 J W2=0 W3=800 J
B.W1=800 J W2=0 W3=-800 J
C.W1=800 J W2=4 000 J W3=800 J
D.W1=4 000 J W2=800 J W3=-800 JA 解析:物体做匀速直线运动,处于平衡状态,推力F等于滑动摩擦力f:F =f=μFN=μG=0.2×400 N=80 N;则推力F做功W1=Fs=800 J;滑动摩擦力做功为W=fscos 180°=-800 J,故克服摩擦力做功W3=800 J;支持力做功W2=0 J.名师点评考点二:功率的理解与计算
6.关于功率概念的理解,下列说法中正确的是( )
A.功率大的机械做的功多
B.功率大的机械做功所用的时间少
C.单位时间内完成的功越多,则功率越大
D.省力多的机械功率大C D 名师点评平均功率和瞬时功率的理解
平均功率对应的是一段时间或一个过程,并且同一物体在不同的时间段的平均功率一般不等,讲平均功率必须讲清是做功的物体在哪一段时间内或哪一个过程中的平均功率;瞬时功率对应的是某一时刻或某一位置,讲瞬时功率必须讲清是做功的物体在哪个时刻或哪个位置的瞬时功率.8.起重机用4 s的时间将2×104 N的重物匀速提升10 m,在此过程中起重机的输出功率为( )
A.2×105 W B.5×105 W
C.5×104 W D.8×104 WC 9.物体从某一高处自由落下,在下落过程中重力做功的功率( )
A.恒定不变 B.越来越小
C.越来越大 D.先变小,后变大C解析:物体做自由落体运动,由v=gt和P=mgv得P=mg2t,即重力做功功率与时间成正比,则重力做功的功率越来越大.10.如图所示,倾角θ=37°,斜面长L=1 m 的斜面体放在水平面上.将一质量m=2 kg的小物块从斜面顶部由静止释放,经时间t=1 s后到达底端,斜面体始终保持静止.重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)小物块沿斜面下滑的加速度;
(2)小物块沿斜面下滑过程中重力做功的平均功率;
(3)小物块与斜面之间的动摩擦因数.考点三:动能、动能定理的理解与应用
11.关于动能,下列说法不正确的是( )
A.动能是能的一种表现形式,凡是运动的物体都具有动能
B.动能总为正值,但对不同的参考系,同一物体的动能大小是不同的
C.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化;但速度变化时,动能不一定变化
D.动能不变的物体,一定处于平衡状态D12.关于动能定理,下列说法中正确的是( )
A.在某过程中,外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和
B.只要有力对物体做功,物体的动能就一定改变
C.动能定理只适用于直线运动,不适用于曲线运动
D.动能定理既适用于恒力做功的情况,又适用于变力做功的情况D解析:外力做的总功等于各个力做功的代数和,A错误;根据动能定理可知,决定动能是否改变的是总功,而不是某一个力做的功,B错误;动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动;既适用于恒力做功,又适用于变力做功,故C错误,D正确.13.如图所示,电梯质量为M,在它的水平地板上放置一质量为m的物体.电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动,当电梯的速度由v1增加到v2时,上升高度为H,则在这个过程中,下列说法或表达式正确的是( )C14.甲、乙两个质量相同的物体,用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s.如图所示,甲在光滑面上,乙在粗糙面上,则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是( )
A.力F对甲物体做功多
B.力F对乙物体做功多
C.甲物体获得的动能比乙大
D.甲、乙两个物体获得的动能相同C解析:由W=Fs知,拉力的大小相同,物体的位移也相同,所以拉力对两物体做的功一样多,故A,B错误;由动能定理可以知道,在光滑水平面上的物体,拉力对物体做的功等于物体的动能变化,在粗糙水平面上的物体,拉力对物体做正功的同时,摩擦力对物体做了负功,所以在光滑水平面上的物体获得的动能要大于在粗糙水平面上物体获得的动能,故C正确,D错误.15.一个质量为1 kg的物体被人用手由静止开始向上提升了1 m,这时物体的速度为2 m/s,g取10 N/kg,则下列结论中错误的是( )
A.手对物体做功12 J B.合力对物体做功12 J
C.合力对物体做功2 J D.物体克服重力做功10 JB16.如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一小球向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面.设小球在斜面最低点A的速度为v,压缩弹簧至C点时弹簧最短,C点距地面高度为h,则小球从A到C的过程中弹簧弹力做功是( )A17.人通过滑轮将质量为m的物体沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉到顶端,物体上升的高度为h,到达斜面顶端的速度为v,如图所示.则在此过程中( )B18.质量为10 g的子弹离开枪口时的速度为500 m/s,该枪枪管长0.5 m.设子弹在枪管中始终受到火药爆炸所产生的作用力.求:
(1)子弹离开枪口时的动能;
(2)忽略子弹在枪管中受到的阻力,求火药爆炸产生的作用力对子弹所做的功;
(3)若将火药爆炸产生的作用力当作恒力,求此作用力的大小.(2)根据功能关系,火药爆炸产生的作用力对子弹所做的功等于子弹获得的动能,即W=Ek=1 250 J.答案:(1)1 250 J (2)1 250 J (3)2 500 N名师点评利用动能定理求解的基本思路
(1)弄清物体的运动由哪些过程组成.
(2)分析每个过程中物体的受力情况.
(3)各个力做功有何特点,对动能的变化有无影响.
(4)从总体上把握全过程,表达出总功,找出初、末状态的动能.
(5)对所研究的全过程运用动能定理列方程.考点四:重力做功与重力势能
19.关于重力势能,以下说法中正确的是( )
A.某个物体处于某个确定的位置,重力势能的大小是唯一确定的
B.重力势能为0的物体,不可能对别的物体做功
C.物体做匀速直线运动时,重力势能一定不变
D.只要重力做功,重力势能就一定变化D解析:重力势能具有相对性,在选择不同的参考平面时,重力势能的大小是不同的,选项A错误;重力势能为0的物体是指物体处于零势能参考平面上,并不能表明物体不具备做功的本领,B错误;物体的重力势能是由物体的重力和物体所处的高度共同决定的,只要物体的高度发生变化,物体的重力势能一定发生变化, C错误;重力做功时,物体的高度肯定发生变化;重力势能也一定发生变化,D正确.20.下列说法中正确的是( )
A.物体克服重力做功,物体的重力势能增加
B.物体克服重力做功,物体的重力势能减少
C.重力对物体做正功,物体的重力势能增加
D.重力对物体做负功,物体的重力势能减少A解析:物体克服重力做功,物体的重力势能增加,重力对物体做正功,物体的重力势能减少.21.物体沿不同的路径从A运动到B,其中按不同的路径:①有摩擦作用;②无摩擦作用;③无摩擦,但有其他外力拉它.比较这三种情况下重力做的功W1,W2,W3,重力势能的变化量ΔEp1,ΔEp2,ΔEp3的关系,有以下几种说法:
(1)W1>W2>W3
(2)W1=W2=W3
(3)ΔEp1=ΔEp2=ΔEp3
(4)ΔEp1<ΔEp2<ΔEp3
你认为其中正确的组合是( )
A.(1)(3) B.(1)(4)
C.(2)(3) D.(2)(4)C解析:物体沿不同的路径从A运动到B,但A,B间的高度差一定,根据重力做功公式W=mgΔh,可知,重力做功相等,即有W1=W2=W3;根据功能关系可知,物体克服重力做功多少,重力势能就增加多少,两者数值相等,所以就有ΔEp1=ΔEp2=ΔEp3;故C正确.名师点评重力做功与重力势能变化的关系
重力做了多少正功,物体的重力势能就减小多少;重力做多少负功,物体的重力势能就增加多少;重力做功的过程,就是物体的重力势能和其他形式的能量相互转化的过程,在这一过程中,重力做的功量度了重力势能的变化,重力势能的变化与有无其他的力做功无关.考点五:机械能守恒定律的理解与应用
22.下列关于机械能守恒的说法中正确的是( )
A.做匀速运动的物体,其机械能一定守恒
B.物体只受重力,机械能才守恒
C.做匀速圆周运动的物体,其机械能一定守恒
D.除重力做功外,其他力不做功,物体的机械能一定守恒D解析:匀速运动所受合外力为零,但除重力外可能有其他力做功,如物体在阻力作用下匀速向下运动,其机械能减少了,A错误.物体除受重力或弹力也可受其他力,只要其他力不做功或做功的代数和为零,机械能也守恒,B错误.匀速圆周运动物体的动能不变,但势能可能变化,故C错误.由机械能守恒条件知,选项D正确.23.下列所述的实例中(均不计空气阻力),机械能守恒的是( )
A.小石块被水平抛出后在空中运动的过程
B.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程
C.人乘电梯加速上升的过程
D.子弹射穿木块的过程A解析:小石块被水平抛出后在空中运动的过程中,石块只受重力,机械能守恒,选项A正确;木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程中,重力势能减小,而动能不变,则其机械能必定减小,选项B错误;人乘电梯加速上升的过程中,重力势能增加,动能也增加,则其机械能必定增加,选项C错误;子弹射穿木块的过程,由于阻力做功,子弹和木块的机械能都不守恒,选项D错误.名师点评机械能守恒条件的判断
(1)系统只受重力或弹簧弹力的作用,不受其他外力.
(2)系统除受重力或弹簧弹力作用外,还受其他内力和外力,但这些力对系统不做功.
(3)系统内除重力或弹簧弹力做功外,还有其他内力和外力做功,但这些力做功的代数和为零.
(4)系统跟外界没有发生机械能的传递,系统内外也没有机械能与其他形式的能发生转化.24.质量为m的小球从与桌面等高处竖直上抛,桌面离地面的高度为h,小球能达到的最大高度离地面为H.若以桌面为零势能参考平面,不计空气阻力,则小球落地时的机械能为( )
A.mgH B.mgh
C.mg(H+h) D.mg(H-h)D解析:整个过程中,只有重力做功,小球机械能守恒.以桌面为零势能面,那么小球在最高点只有重力势能,大小为mg(H-h),由于机械能守恒,可知,小球落地时机械能仍为mg(H-h),故D项正确.C 26.如图所示,两质量相同的小球A,B分别用线悬在等高的O1,O2点,A球的悬线比B球的长.把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速释放,则经最低点时(以悬点为零势能点)下列说法不正确的是( )
A.A球的速度大于B球的速度
B.A球的动能大于B球的动能
C.A球的机械能大于B球的机械能
D.A球的机械能等于B球的机械能C 27.如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R.一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动.
(1)要使物块恰好通过圆形轨道最高点,求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h1;
(2)要使物块在该最高点与轨道间的压力为5mg(g为重力加速度),求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h2.答案:(1)2.5R (2)5R考点六:能量守恒定律的理解与应用 能源
28.关于能量和能源,下列说法中正确的是( )
A.能量在转化和转移的过程中,其总量有可能增加
B.能量在转化和转移的过程中,其总量会不断减少
C.能量在转化和转移的过程中总量保持不变,故节约能源没有必要
D.能量的转化和转移具有方向性,且现有可利用的能源有限,故应节约能源D解析:根据能量守恒定律可知,能量在转化和转移过程中总量既不会增加,也不会减少,选项A,B错误;能量在转化和转移过程中,其总量保持不变,但品质越来越差,即可利用率越来越低,故必须节约能源,选项C错误;能量的转化和转移具有方向性即朝可利用率低的能量方向转化,且现有可利用的能源有限,故必须节约能源,选项D正确.29.下列过程中,哪个是电能转化为机械能( )
A.太阳能电池充电 B.电灯照明
C.电风扇工作 D.风力发电C解析:太阳能电池充电是将太阳能转化为电能,故A错误;电灯照明是电能转化为热能和光能,故B错误;电风扇工作时将电能转化为电风扇的机械能,C正确;风力发电是将风的动能转化为电能,D错误.30.运动员把原来静止的足球踢出去,使足球获得100 J的动能.则在运动员踢球的过程中,运动员消耗的体能( )
A.等于100 J B.大于100 J
C.小于100 J D.无法确定B解析:原来静止的足球获得了100 J的动能,说明在踢球过程中运动员对足球做了100 J的功,有100 J的体能(即体内的化学能)转化成了动能;同时运动员在踢球的过程中,由于自身的剧烈运动,也要消耗一部分体能.所以,运动员消耗的体能大于100 J.名师点评能量之间的转化
(1)重力(弹力)做功的过程一定伴随着重力(弹性)势能的变化,重力(弹力)做多少正功,重力(弹性)势能就会减少多少,即WG=-ΔEp.
(2)合外力做功的过程一定是物体的动能与其他形式的能相互转化,合外力做了多少功物体的动能就会改变多少,即W合=ΔEk.
(3)重力和弹力以外的力做功,一定是系统的机械能和其他形式能相互转化.
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