中考物理二轮复习方法指导《功和能》典例点拨 (含答案)

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知识梳理
1．力学里所说的功包括两个必要因素，一是有力作用在物体上；二是物体沿力的方向通过了一段距离。
2.功的计算式是W=Fs,式中F表示作用在物体上的力，s表示物体在力的方向上通过的距离，W表示力对物体做的功。功的国际单位是焦,用符号J表示，1 J=1N·m。
3．功率是表示做功快慢的物理量，单位时间里完成的功叫功率，用P表示，计算公式是P=。
4.功率的国际单位是瓦,家庭小轿车的功率是66 kW＝66 000W。
5.物体能对外做功,我们就说这个物体具有能,单位是焦。物体能够做的功越多，它具有的能就越大。
6.物体由于运动而具有的能叫动能，它的大小跟质量和速度有关。被举高的物体所具有的能叫重力势能，它的大小跟质量和高度有关。具有弹性的物体发生弹性形变后具有的能叫弹性势能。动能和势能称为机械能。
考点典例
考点1 运用功、功率的公式解决有关问题(高频考点)
【例1】 (2015·朝阳二模)用大小为F的水平力，拉物体M由静止开始在粗糙的水平地面上运动一段距离，所用的时间为，F做功为，功率为；若仍用水平力F拉物体M由静止开始在光滑的水平地面上运动相同的距离，所用的时间为，F做功为，功率为。那么( )
A．＜ ＝B．＝
C．＞ D．＝ ＝
【思路分析】用大小相同的力拉物体运动相同的距离，所以做功相同，所用的时间不同，则功率不同，答案是B。
【答案】B
【例2】 (2014·北京中考)起重机将建筑材料由地面提升到楼顶，第一次用15 000 N的竖直拉力将材料甲匀速提升15 m；第二次用10 000 N的竖直拉力将材料乙匀速提升15 m。对于上述两个过程，下列说法中正确的是( )
A.甲的速度一定等于乙的速度
B.甲的质量一定大于乙的质量
C.拉力做的功一定大于拉力做的功
D.甲运动的时间一定小于乙运动的时间
【思路分析】匀速提升物体时，拉力等于重力。所以甲的重力等于15 000 N，乙的重力等于10 000 N，则B正确。根据公式W=Fs可知，拉力做的功大于拉力做的功，则C正确。
【答案】BC
【例3】 (2015·顺义二模)甲、乙两个完全相同的物体分别在水平拉力和的作用下，在同一水平面上做匀速直线运动，且＞，不计空气阻力，相同时间内甲、乙两物体运动的距离分别为和，拉力和在此过程中所做的功分别为和，则下列说法中正确的是( )
A．相同时间内，由＞可知＞
B．由＞可以判断出＞、＞
C．若两物体运动相同的距离，拉力的功率大于的功率
D．若两物体运动相同的距离，则拉力和所做的功相同
【思路分析】完全相同的物体在同一水平面上运动，说明物体对桌面的压力和接触面的粗糙程度、材料性质相同，则物体所受的摩擦力相同；又因为做的是匀速直线运动，拉力等于摩擦力，所以拉力和相同。若两物体运动相同的距离，则拉力和所做的功相同。正确答案是A、D。
【答案】AD
考点2 动能 重力势能
【例4】 (2016·北京中考)一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图5.1-1所示，若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，则下列说法正确的是( )
图5.1-1
A.小球在下落过程中动能不变
B.小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能
C.小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功
D.小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率
【思路分析】考查的知识点：功、功率、动能和重力势能。
小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，则动能增大；小球在C点的高度小于在B点的高度，则小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能；因A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，所以小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功；根据速度越来越大可知，小球经过A、B两点间的时间大于经过B、C两点间的时间，由P=可知，小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率。
【答案】BCD
基础训练
一、单项选择题
1．(2016·东城一模)在国际单位制中，功率的单位是( )
A．瓦特B．焦耳C．牛顿D．安培
答案：A
2.(2016·平谷一模)图5.1-2所示的四种情景中，人对物体做功的是( )
A.举着杠铃不动B.将货物从地面搬到车上
C.大力士支撑着大轮胎静止不动D.小静背着书包在等车
图5.1-2
答案：B
3．(2016·怀柔二模)关于力对物体做功，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
答案：A
4.(2015·平谷二模)下列说法正确的是( )
A．起重机吊着水泥板水平匀速移动一段距离，起重机对水泥板做了功
B．运动员将篮球投出，篮球在空中运动过程中，运动员对篮球做了功
C．小刚从地上捡起篮球的过程中，小刚对篮球做了功
D．小磊背着书包站在路边等车，小磊对书包做了功
答案：C
5．(2016·石景山二模)如图5.1-3所示，用50 N的水平拉力F将物体在水平地面上拉动4 m，用时2 s，则( )
图5.1-3
A．拉力和支持力都不做功
B．拉力的功率为零
C．拉力做功为100 J
D．拉力的功率为100 W
答案：D
6.(2015·海淀一模)下列有关力做功的说法中正确的是 ( )
A．把水桶从地面上提起来的过程中，提水桶的力没有做功
B．举重运动员把杠铃举在空中停三秒，运动员对杠铃的支持力做功
C．苹果在下落过程中，苹果受到的重力做功
D．推车在水平方向运动，车受到的重力做功
答案：C
7．(2015·海淀二模)日常生活中处处可见物体动能和重力势能变化的实例，下列说法中正确的是 ( )
A．从树上落下的苹果，在下落的过程中动能变大，重力势能也变大
B．匀速上升的电梯动能变小，重力势能变大
C．小孩从滑梯匀速滑下的过程中重力势能变小，动能不变
D．跳伞运动员在空中匀速下落过程中动能和势能都不变
答案：C
8．(2016·北京中考)水平地面上的购物车在水平推力的作用下，沿推力的方向运动一段距离，则下列判断中正确的是( )
A.重力对购物车做了功
B.支持力对购物车做了功
C.推力对购物车做了功
D.没有力对购物车做功
答案：C
9.(2016·通州一模)蹦床运动员离开蹦床弹向空中的过程中，运动员的( )
A．动能减小，重力势能增加
B．动能增加，重力势能增加
C．动能减小，重力势能减小
D．动能增加，重力势能减小
答案：A
10．(2015·顺义二模)图5.1-4所示是探究“动能的大小与什么因素有关”实验的示意图。小球从a处滚下，到达c处后与小木块碰撞，并与小木块一起沿水平方向运动到d处停下。下列判断中正确的是( )
图5.1-4
A．从a到b，小球的动能增大，机械能增大
B．从b到c，小球的重力势能增大，动能增大
C．到达c处时，小球的重力势能最小，动能最大
D．到达d处时，小球的动能为零，小木块的动能最大
答案：C
二 、多项选择题
11．(2016·西城一模)2015年7月31日，中国北京成功获得2022年第24届冬奥会主办权。如图5.1-5所示，是我国运动员在往届冬奥会上参加不同比赛项目时顽强拼搏的英姿。下列说法中正确的是( )
甲乙丙丁
图5.1-5
A．甲图中：速度滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中，其机械能增加
B．乙图中：自由滑雪空中技巧运动员从空中下落的过程中，重力做功越来越慢
C．丙图中：运动员将冰壶推出后，人不再对冰壶做功，冰壶的机械能会逐渐减小
D．丁图中：花样滑冰运动员在冰面上沿曲线滑行，是由于人具有惯性且所受合力为零
答案：AC
12.(2015·北京中考)下列说法正确的是( )
A．做功快的机器,功率一定大
B．做功多的机械, 机械效率一定高
C．有力对物体做功时，机械能可以保持不变
D．运动员将篮球投出，篮球在空中运动过程中，运动员对篮球做了功
答案：AC
13．(2014·西城一模)如图5.1-6所示，一个小皮球以初速度v沿着粗糙的路面从a点向d点运动，其中b和d两点在同一水平高度。则下列说法中正确的是( )
图5.1-6
A．小皮球加速下滑，是由于它具有惯性
B．小皮球减速上坡，是由于它受到路面的阻力
C．小皮球从c到d重力势能增加，机械能减少
D．小皮球在b和d重力势能相等，动能不相等
答案：CD
14.(2016·顺义一模)关于能量的转化，下列说法中正确的是( )
A．小铁球从空中由静止自由下落，它的动能逐渐增加
B．冰壶从离开手到停下来的过程中，它的机械能转化为内能
C．沿水平方向将箭射出，在这个过程中，箭的动能转化为势能
D．起重机将水泥构件匀速提升，在提升的过程中，水泥构件的动能增加
答案：AB
15．(2015·怀柔一模)质量相等的甲、乙两只降落伞，分别载着质量相等的救灾物资在空中从同一高度匀速下降，甲的速度是5 m/s，乙的速度是3 m/s，下列说法正确的是( )
A．它们所受阻力、之比是5∶3
B．它们所受阻力、之比是1∶1
C．甲降落伞落地的时间一定小于乙降落伞落地的时间
D．重力对甲降落伞做的功一定大于对乙降落伞做的功
答案：BC
16.(2015·北京中考)如图5.1-7所示，水平台面由同种材料制成、粗糙程度均匀，在它上面放着质量为的木块，将木块用轻绳跨过定滑轮与质量为的钩码相连。木块在平行于台面的轻绳的拉力作用下做匀速直线运动，运动一段时间，钩码触地后立即静止，木块继续滑动一段距离停在台面上。绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计，下列说法中正确的是( )
图5.1-7
A.木块匀速运动的过程中，木块的机械能越来越大
B.木块匀速运动的过程中，木块和钩码所受的重力都不做功
C.钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的动能越来越小
D.钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块所受摩擦力大小为
答案：CD
17．(2016·房山一模)下列说法中正确的是( )
A．氢气球下方悬吊着小石块，在空中匀速上升的过程中，小石块的机械能增大
B．由于匀速下落的物体重力势能不断减少，所以动能不断增加
C．物体在空中下落的越来越快，是因为力改变了物体的运动状态
D．踢出去的足球还能在水平地面上向前滚动一段距离，是因为足球有惯性
答案：ACD
三、实验探究题
18．(2015·顺义二模)科学实践课上，老师教小明做“神奇的滚筒”，如图5.1-8所示。在滚筒沿水平方向向前滚动的过程中，滚筒的动能转化成___________。
图5.1-8
答案：弹性势能
19．如图5.1-9所示，让钢球从斜面上由静止滚下，打到一个小木块上，能将木块撞出一段距离。现在用质量不同的钢球从同一高度滚下，看哪次木块被推得远。回答以下问题：
图5.1-9
(1)设计本实验的目的是研究__________；
(2)让质量不同的钢球从同一高度滚下是为了___________；
(3)小木块被推得越远，说明钢球的________越大。
答案：(1)动能与质量的关系 (2)获得相同的初速度 (3)动能
20．(2016·西城一模)小萱利用一个输出功率一定的电动玩具车，研究运动速度跟牵引力的关系。她根据实验数据绘制出如图5.1-10所示的图像。请根据图像判断，当牵引力为10 N时，电动玩具车的运动速度为___________m/s。
图5.1-10
答案：0.06
21.(2016·怀柔一模)质量相同的甲、乙两辆电动玩具车同时在水平地面上做匀速直线运动，其路程s随时间t变化的图像如图5.1-11所示。则甲玩具车_________。(选填选项前的字母)
图5.1-11
A．具有的惯性大B．所受的合力大
C．具有的动能大D．具有的势能大
答案：C
22．(2016·石景山二模)为了模拟汽车超载和超速带来的安全隐患，小明选用小车、斜面、木板、钩码、木块等器材进行了如图5.1-12所示的实验探究，请回答下列问题：
甲乙丙
图5.1-12
(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，这种常用的实验方法是___________(选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)为了研究汽车的超速问题，实验中应选择图中___________进行比较，得到的结论是：小车的质量一定时，速度越大，则动能越大，安全隐患越大。
(3)为了研究汽车的超载问题，实验中应选择图中乙、丙进行比较，得到的结论是：______
_________________________________ 。
答案：(1)转换法(2)甲、乙(3)小车的速度一定时，质量越大，则动能越大，安全隐患越大。
四、计算题
23.(2016·朝阳二模)用图5.1-13所示的装置提升重为900 N的物体，加在绳自由端的拉力大小为400 N时恰好可以使物体以0.1 m/s的速度匀速上升，若不计绳重和轮与轴间的摩擦。求：
图5.1-13
(1)动滑轮的重力；
(2)拉力的功率。
答案：＝3F-G ＝3×400 N-900 N＝300 N
(2)P＝F ＝400 N×3×0.1 m/s＝120 W
24．(2016·房山一模)某同学参加跳绳测试时，1 min内连续跳了150次。已知该同学的质量为45 kg，每只鞋底与地面的接触面积为150 时，跳起时重心升高的平均高度为4 cm，g取10 N/kg。求该同学
(1)站在操场上时对地面的压强；
(2)跳绳一次所做的功；
(3)跳绳时的平均功率。
答案：(1)p== Pa
(2)W=Fs=Gh=18 J
(3)P===45 W
25.(2016·怀柔二模改编)用如图5.1-14甲所示的滑轮组提升物体A，在匀速竖直提升物体A的过程中，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为600 N，拉力F做功W随时间t变化的图像如图乙所示，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求：
甲乙
图5.1-14
(1)拉力F做功的功率P；
(2)物体A上升的速度。
答案：(1)P===120 W
===0.1 m/s
拓展提高
1．(2016·丰台二模)每当新春佳节到来之际，北京市公安局警务航空总队按照市公安局任务部署，再次启动警用直升机升空，与地面警力形成空地一体化防控体系，全力以赴为首都新春佳节保驾护航，确保全市人民在欢乐和谐的氛围中度过除夕。如图5.1-15所示，直升机悬停在空中。下列对直升机的状态，分析正确的是( )
图5.1-15
A．悬停的直升机具有重力势能
B．相对于地面建筑物而言，悬停的直升机是运动的
C．悬停的直升机的动能不断转化为重力势能
D．悬停的直升机只受重力的作用
答案：A
2．(2014·朝阳一模)我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将“北斗八号”导航卫星发射到预定椭圆轨道，该椭圆轨道近地点约200 km，远地点约3 599 km。已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则关于该卫星从远地点向近地点运行过程中势能、动能、速度的变化是( )
A．势能增加、动能减小
B．势能减小、动能增大
C．势能减小、动能减小
D．势能不变、动能减小
答案：B
3．(2015·怀柔二模)如图5.1-16所示，运动员进行蹦床比赛。下列说法中正确的是( )
图5.1-16
A．运动员离开蹦床后上升过程中，蹦床对运动员做功
B．运动员上升到最高点时，速度为零，所受合力也为零
C．在下落过程中，运动员由于具有惯性，所以速度越来越大
D．运动员落到蹦床上继续向下运动的过程中，动能先增大后减小
答案：CD
4.(2016·怀柔二模)如图5.1-17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石块，另一端固定在A点。B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小石块从A点到C点的运动过程，下列说法中正确的是( )
图5.1-17
A．小石块在B点时的动能最大
B．从A点下落到B点的过程中，小石块的动能逐渐增加
C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小
D．小石块在C点时，橡皮筋的弹性势能最小
答案：BC
5.(2016·丰台一模)如图5.1-18是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成，连接轿厢的两根缆绳非常靠近，轿厢空载时的质量是310 kg，配重的质量是300 kg，某次电梯载货量为100 kg，当电梯匀速上升15 m，所用的时间为10 s，(不计缆绳重力和轮与轴之间的摩擦，g取10 N/kg)在此运动过程中，求：
图5.1-18
(1)轿厢的速度大小；
(2)配重重力对配重做的功；
(3)电动机的功率。
解：(1)轿厢的速度v===1.5 m/s
(2)配重重力做功W=mgh=300 kg×10 N/kg×15 J
(3)将物体与轿厢作为研究对象，其受力情况如图5.1-19所示
图5.1-19
=
=
=100 kg×10 N/kg+310 kg×10 N/kg-300 kg×10 N/kg=1 100 N
电动机的功率=1 100 N×1.5 m/s=1 650 W
实战演练
1．(2015·房山二模)图5.1-20所示的四种情境中，人对物体做功的是( )
A.推着小车前进B.提着水桶在水平地面上匀速前进
C.举着杠铃原地不动D.用力搬石头但没有搬动
图5.1-20
答案：A
2.(2015·怀柔一模)下列情景中，人对物体做功的是( )
A．举重运动员举着杠铃不动
B．人提着书包在水平路面上匀速直线前进
C．大力士用力推一块大石头但没有推动
D．顾客在超市里推着购物车沿水平方向运动
答案：D
3．(2016·西城二模)下列实例中，关于做功的说法正确的是( )
A．人用力把气球压瘪，压力对气球做了功
B．人用力推汽车没推动，推力对汽车做了功
C．起重机竖直吊着重物水平移动，拉力对重物做了功
D．在水平地面滚动的足球，足球所受重力对它做了功
答案：A
4.(2016·顺义二模)在图5.1-21所示的四个过程中，物体的机械能逐渐增大的是( )
A.神奇的滚筒来回滚动B.歼击机加速起飞
C.小球自由下落D.汽车在水平路面上匀速行驶
图5.1-21
答案：B
5．(2015·通州一模)跳水运动员跳板跳水时，运动员腾空跳起脱离跳板向上运动，然后再向下运动落入水中，若不计空气阻力，则( )
A．运动员向上运动过程中，动能保持不变
B．运动员向上运动过程中，重力势能转化为动能
C．运动员向上运动过程中，动能转化为重力势能
D．运动员向下运动至入水前的过程中，机械能减小
答案：C
6．(2016·朝阳二模)如图5.1-22所示，甲、乙两物体分别在拉力、作用下沿竖直方向做匀速直线运动，不计空气阻力，则( )
图5.1-22
A．甲的动能一定大于乙的动能
B．甲的重力一定大于乙的重力
C．拉力做的功一定大于拉力做的功
D．拉力的功率一定大于拉力的功率
答案：B
7．(2016·东城二模)体育比赛中的射箭项目，是借助弓的弹力将箭射出，在一定的距离内比赛准确性的体育运动项目。由于一般箭在射出后速度很大，所以空气阻力必须考虑。在一次体育比赛中运动员拉开弓把箭射向了箭靶，则在该过程中( )
A．弓拉得越满，弓所储存的弹性势能就越大
B．弓把箭射出的过程对应的能量转化为弹性势能转化为动能
C．箭在空中飞行的时候，箭的机械能守恒
D．箭在射中箭靶后停下来，箭的动能全部转化成了箭靶的内能
答案：AB
8．(2015·朝阳一模)图5.1-23是排球落地后弹跳过程每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。A、B是同一高度的两点，则下列说法正确的是( )
图5.1-23
A．排球从开始下落到静止的过程中，小球的机械能先变大后变小
B．排球在A点时的重力势能等于在B点时的重力势能
C．排球在A点时的动能等于在B点时的动能
D．排球在上升过程中，它的动能减少，重力势能增加
答案：BD
9．(2016·门头沟一模)以下说法中正确的是( )
A．运动的物体一定具有动能，但不一定具有机械能
B．机械效率高的机械比机械效率低的机械做的有用功一定多
C．跳伞运动员在空中降落时，他所受的重力一定对他做了功
D．一个物体动能增加，其机械能可能减小
答案：CD
10.如图5.1-24所示，直升机悬停在空中。下列说法正确的是( )
图5.1-24
A．直升机受到的升力竖直向上
B．直升机重力不做功
C．直升机的动能和重力势能之间不断转化
D．直升机的机械能不断增加
答案：AB