第十一章 功和机械能 复习学案

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第十一章
功和机械能
复习学案
一、知识网络
（一）功
1、定义：一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上____________________?,就说这个力做了功。
2、做功的两个必要因素:
作用在物体上的__________?、物体在这个力的方向上?移动的__________???。?
3计算公式________________
4功的单位是___________
（二）功率
1、定义：把做功的多少与所用时间的_________叫做功率。
2、物理意义：表示______________________的物理量
3、公式:________________
4、国际制单位：____________________
（三）机械能
1、动能、势能
（1）动能：定义：物体由于____________而具有的能量
决定其大小的因素：__________________
___________________
（2）重力势能:
定义：物体由于____________而具有的能量
决定其大小的因素：__________________
___________________
（3）弹性势能:
定义：物体由于____________而具有的能量
决定其大小的因素：__________________
___________________
2、动能和势能可以相互转化
二、精讲精练
（一）功
知识点1：对功的概念的理解
例1：小李同学先后用同样大小的力F使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离，该力F在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，关于做功的大小，下列说法正确的是(
)
A．W甲＜W乙＜W丙
　　B．W甲＞W乙＞W丙
C．W甲＝W乙＝W丙
　　D．W甲＝W乙＜W丙
例2：(2019?北京)如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图．下列说法中正确的是(
)
A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功
B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功
C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功
D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功
知识点2：功的计算
例3：某步枪的枪膛长0.5
m，火药对子弹的平均推力是500
N，用此步枪击中前方100
m的靶，则推力对子弹做的功为_________
J.
例4：(2019?连云港)小明同学用20
N的水平推力，将重为280
N的购物车沿水平地面向前推动了10
m，在此过程中，推力对购物车做功__________J，购物车的重力做功__________J.
（二）功率
知识点1：对功率概念的理解
例1．下列说法正确的是(
)
A．做功越快，功率越大
B．做功越多，功率越大
C．做功所用的时间越少，功率越大
D．做功越少，功率越大
例2：(2019·连云港)物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为
F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为
P1和P2。则下列关系正确的是（
）
A、F1=F2
P1>P2
B．F1=F2
P1C.
F1>
F2
P1>P2
D.
F1P1>P2
例3：（2019·随州）一只木箱放在水平地面上，地面上各处粗糙程度相同。对木箱施加一个方向不变的水平推力F（如图甲）；F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。以下说法正确的是（　　）
A．在第一个2s内木箱所受摩擦力为2N
B．在第二个2s内木箱所受摩擦力为3N
C．在第一个2s内推力F对木箱所做的功为2J
D．在第三个2s内推力F对木箱做功的功率为8W
知识点2：功率的计算和测量
例4：．(2018?朔州期末)学校新购了一箱物理器材，小明同学将它从一楼搬到三楼，小彬同学想测定小明搬运器材过程中对箱子做功的功率．
(1)实验所需的测量工具有__________、___________、___________；
(2)小彬同学设计的实验步骤如下，其中多余的是___________；
A．测出箱子的质量m
B．测出楼梯的总长度L
C．测出一楼到三楼的竖直高度h
D．测出小明上楼所用的时间t
E．算出小明搬运箱子的功率P
(3)请你帮小彬设计一个记录实验数据的表格．
例5：中学生小华在一次跳绳的体能测试中，1min内跳了120次，每次跳离地面的高度约为5cm，则他跳绳时的功率最接近（
）
A.5W
B.50W
C.500W
D.5000W
例6：(2019南充)将物体A放在水平面上，在水平拉力F1作用下，以v1＝4
m/s的速度向右匀速运动，在同一水平面上，物体A受到水平拉力F2作用时，以v2＝6
m/s的速度向右匀速运动，两次移动的距离相同，则两次拉力做功W1________W2(选填“＞”“＜”或“＝”)，两次拉力的功率P1______P2(选填“＞”“＜”或“＝”)．
例7：(2019长沙)如图所示为洋湖湿地公园的“河道保洁船”清理水面垃圾时的情景，保洁船的质量为2.5
t，收集宽度为3.4
m．它某次工作时以1
m/s的速度做匀速直线运动，其牵引力为5×104
N，保洁船工作50
s，求这段时间内：
(1)保洁船行驶的路程；
(2)牵引力做的功；
(3)牵引力的功率．
（三）机械能
知识点1：
例1：(2019长春)2019年6月5日，我国航天完成首次海上发射，用长征十一号运载火箭将七颗卫星送入太空．火箭加速升空过程中，这七颗卫星的动能(　　)
A.
变小　
B.
不变　
C.
变大　
D.
无法判断
例2：(2019深圳)如图，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球从a点经最低点b运动至c点．下列分析正确的是(　　)
A.
从a到b的过程中，小球动能转化为重力势能
B.
经过b点时，小球动能最大
C.
从b到c的过程中，小球动能增大
D.
从a到c的过程中，小球机械能守恒
例3：(2019武汉)如图所示，网球拍击中飞过来的网球，网球发生了明显的形变．下列说法错误的是(　　)
A.
球拍击中网球，球拍和网球都发生了弹性形变
B.
球拍能将网球弹开，说明球拍对网球的弹力大于网球对球拍的弹力
C.
网球离开球拍后能在空中飞行一段距离，是由于网球具有惯性
D.
网球和球拍接触的过程中，弹性势能和动能相互转化
知识点2：探究动能大小和重力势能大小与那些因素有关的实验
例4：(2018?宿迁)如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C.球A、C离沙地高度相同．现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线所示．
(1)根据__________________________可以判断出____________________球释放前的重力势能最大．
(2)比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是______________．
(3)球在空中下落时减小的重力势能主要转化为____________能．
知识点3：简答题
例5：某地铁工程设计中的地铁站台方案如图所示，仔细观察发现，进站和出站的轨道都与站台构成一个较长的缓坡．请你从能量利用的角度看，这种设计的优点是什么？
三、巩固提高
1、(2019黄石)专业蹦床运动逐渐进入大众生活，下列对蹦床运动的表述错误的是(　　)
A.
下落到蹦床前运动员的重力势能转化为动能
B.
运动员下降到最低点时，蹦床的弹性势能最大
C.
运动员想弹得更高，就要在蹦床上发力，消耗体能
D.
若运动员不发力，会一直运动下去，因为能量是守恒的
2、(2019泰安)如图所示，粗糙程度相同的斜面与水平面在a点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧处于自由状态时右端在b点，小物块从斜面的c点由静止自由滑下，与弹簧碰撞后又返回到斜面上，最高到达d点．下列说法正确的是(　　)
A.
弹簧被压缩到最短时，弹性势能最小
B.
小物块从c向a运动的过程中，重力势能减小
C.
小物块从b向a运动的过程中，动能增加
D.
小物块在整个运动过程中，机械能守恒
3、(2018常州)现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效，如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药．此过程中，喷药无人机的(　　)
A.
动能减小、重力势能减小
B.
动能减小、重力势能不变
C.
动能不变、重力势能减小
D.
动能不变、重力势能不变甲
4．如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做直线运动，在相同水平面上两次拉动木块得到的s－t关系图象如图乙所示．第1、2两次弹簧测力计示数分别为F1、F2；速度分别为v1、v2；如果运动时间相同，拉力所做的功分别为W1、W2.下列判断正确的是(
)
A．F1＝F2　v1＜v2　W1＜W2
B．F1＜F2　v1＜v2　W1＜W2
C．F1>F2　v1>v2　W1>W2
D．F1＝F2　v1>v2　W1>W2
5、(2019无锡)如图所示，将钢锯条固定在桌面边缘，将棋子放在钢锯条的端部，然后用手将锯条的端部压下一段距离，松手后，棋子会被弹起一定的高度，此过程中，钢锯条的弹性势能转化为棋子的________势能，增加钢锯条被下压的距离，发现棋子被弹起的高度增加，实验表明，物体的________越大，它的弹性势能越大．
6、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段重力做功为W1，做功功率为P1；在BC段重力做功为W2，做功功率为P2，则W1_________W2，P1________P2.(填“＞”“＜”或“＝”)
7、(2019眉山)如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，其F－t和v－t图像分别如图乙和图丙所示．由图像可知，9～12
s内，推力对物体做功________J；t＝2
s时，物体受到的摩擦力是________N.
8、(2019南充)将物体A放在水平面上，在水平拉力F1作用下，以v1＝4
m/s的速度向右匀速运动，在同一水平面上，物体A受到水平拉力F2作用时，以v2＝6
m/s的速度向右匀速运动，两次移动的距离相同，则两次拉力做功W1________W2(选填“＞”“＜”或“＝”)，两次拉力的功率P1______P2(选填“＞”“＜”或“＝”)．
9、小强在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m)，分别从不同的高度h和H
(H>h)由静止开始滚下撞击木块B，实验过程如图所示．
(1)小强通过观察__________________________来判断小球动能的大小．
(2)甲、乙实验中分别让小球从斜面的不同高度由静止开始滚下，目的是使小球__________________；由甲、乙两图实验现象可得结论：_______________________________________________．
(3)分析_____________和____________________两图实验现象可得结论：物体的动能与质量有关．
(4)实验中若使用的木块质量较大，为确保实验仍有较明显的现象，有很多种方法，请你写出一种：___________________________________________________________．
(5)若水平面绝对光滑，本实验将______________________(填“能”或“不能”)达到探究目的，理由是小球和木块将___________________________________________．
10、(2019江西)如图所示，悬挂着两个静止的易拉罐，一个装满湿沙子，另一个是空的．
(1)用相同的力分别推这两个处于静止状态的易拉罐，哪个更难被推动？为什么？
(2)用一个较大的力推装满湿沙子的易拉罐，使它来回摆动起来．假如易拉罐摆动到最高位置的瞬间，绳子突然断了，此刻，易拉罐具有哪种形式的机械能？
11、阅读以下材料，回答问题．
过山车
过山车是一项富有刺激性的娱乐工具．人们在设计过山车时巧妙地运用了许多物理学原理．在刚刚开始时，过山车的小列车是依靠一个机械装置的推力推上最高点的，但在第一次下行后，就再也没有任何装置为它提供动力了．从这时起，带动它沿轨道行驶的唯一的“发动机”将是重力势能．当过山车开始下降时，它的重力势能逐渐转化成了动能，不过，在能量的转化过程中，由于过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量，从而损耗了少量的机械能．
(1)过山车在上升阶段，其________能转化为_________能．
(2)过山车在轨道的最低处，运动最快，动能最大，说明物体的动能与__________有关．
(3)设计师所设计的过山车轨道中，过山车依次通过的竖直回环的高度一次比一次低的原因是__________________________________________________．
12、外卖小哥的忙碌也体现了现代生活的节奏．若电动车自身质量为150
kg，静止时总着地面积约为240
cm2，电动车牵引力的功率为21
kW，某次订单外卖小哥要把外卖从万达广场送到6
km远的某大学附属小学，若电动车始终以18
km/h的速度匀速行驶，求：
(1)在这个过程中电动车牵引力的大小；
(2)在这个过程中电动车的牵引力做的功．
答
案
1、
知识网络
（一）功
1、定义：移动了一段距离
2力
距离
3W=Fs
4焦耳
（二）功率
1比值
2做功快慢
3
4瓦特
（三）动能、势能
1、运动
质量、
速度
2被举高
质量
、
高度
3发生弹性形变
形变大小和弹性强弱
2、
精讲精练
（1）
功
1、
C
2、
D
3、
250
4、
200
0
（二）功率
1、A
2、B
3、D
4、（1）秒表
卷尺
磅秤
（2）B
（3）
5、B
6、＝　<
7、(1)50
m　
(2)2.5×106
J　
(3)5×104
W
（三）机械能
1、C
2、B
3、B
4、（1）球陷入沙中的深度
A
（2）质量
（3）动
5、答：车进站时的部分动能转化为重力势能，减少因刹车损耗的机械能；车出站时储存的重力势能又转化为动能，起到节能作用．
三、巩固提高
1、
B
2、
D
3、
C
4、
A
5、
动能
形变
6、＝
＜
7、18　3　
8、＝　<
9、　
（1）木块移动距离的远近
（2）到达水平面时速度不同
质量一定时，物体的速度越大，动能越大
（3）乙
丙
（4）提高小球的高度
（5）不能
做匀速直线运动
10、(1)装满湿沙子的易拉罐更难被推动，因为装满湿沙子的易拉罐质量大，惯性大，保持其原来状态不变的能力强，故用相同的力去推这两个处于静止状态的易拉罐，装满湿沙子的易拉罐更难被推动；
(2)假如易拉罐摆到最高点位置瞬间，绳子突然断了，此刻易拉罐只具有重力势能．
11、（1）动
重力势
（2）速度
（3）过山车的机械能逐渐减小
12、解：(1)电动车的速度：v＝18
km/h＝5
m/s
电动车牵引力的功率：P＝21
kW＝2.1×104
W
由P＝＝＝Fv得
在这个过程中电动车牵引力的大小：
F＝＝＝4
200
N
(2)电动车的牵引力做的功：
W＝Fs＝4
200
N×6×103
m＝2.52×107
J
2题
7题
2题
3题
4题
5题
1题
2题
3题
甲
乙
4题
5题
6题
10题
11题
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