功与机械能典型例题
初二物理 功和机械能知识点及练习题含答案
初二物理功和机械能知识点及练习题含答案一、选择题1.已知ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3,如图所示,A端挂的实心铁块,B端挂的实心铝块,两金属块均浸没在水中,等臂杠杆平衡,若将两个盛水杯撤去,则()A.A端向下,B端向上B.A端向上,B端向下C.A端向下,B端向下D.A端向上,B端向上2.如图所示,形状规则、密度均匀的木板AB放在水平桌面上,OA=2OB.当B端挂30 N 的重物G时,木板A端刚刚开始翘起,木板重为A.10 N B.15 N C.30 N D.60 N3.如图所示,不计绳子的质量和一切摩擦作用,整个系统处于静止平衡状态。
重物G1=100N,每一个滑轮重力均为20N,则下列说法正确的是()A.b处绳子的拉力为50NB.G2=280NC.e处绳子的拉力为140ND.G2=200NG=,拉力大4.用如图所示的滑轮牵引小车沿水平地面匀速前进,已知小车的重力10N F=,该装置的机械效率是60%,则小车与地面之间摩擦力为()小15NA.27N B.36N C.18N D.270N5.初中物理中我们用斜面做过多次探究实验,如图所示,以下分析正确的是A.图甲是利用斜面“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关;B.图乙是利用斜面”测定斜面的机械效率;C.图丙是探究动能大小与哪些因素有关;D.如图乙木块B中,B木块的重力和木板对B的支持力是一对平衡力6.如图所示,用24N的水平拉力F拉滑轮,可以使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动.物体B重10N,弹簧测力计的示数为5N且不变.若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦,则下列说法中正确是A.地面受到的摩擦力为12N B.滑轮移动的速度为0.4m/sC.水平拉力F的功率为4.8W D.在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J 7.质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼.已知工人在1min内将货物匀速提高6m,作用在钢绳的拉力为400N,滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示(机械中摩擦和绳重均不计).下列说法正确的是A.作用在钢绳上的拉力的功率为400WB.动滑轮的重力为200NC.人对绳子的最大拉力为1000ND.该滑轮组的最大机械效率为83.3%8.下列有关甲、乙、丙、丁四幅图的说法正确的是A.撞击锤柄,锤柄停止运动后,锤头由于惯性作用继续向下运动便紧套在柄上B.近视眼原来成像在视网膜之后,佩戴凹透镜以后得到了矫正C.竖直挂在小车顶部的小球与车厢壁刚好接触,小球随小车一起向右做匀速直线运动,此时小球只受到绳子的拉力和重力2个力的作用D.每个滑轮重3牛,物体重6牛,不计绳力和摩擦,物体静止时拉力F为3牛9.用图甲所示的滑轮组装置将放置在水平地面上,重为100N的物体提升一定高度.当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示.(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)下列计算结果不正确的是A.1s~2s内,拉力F做的功是15J B.2s~3s内,拉力F的功率是24WC.1s时,物体对地面的压力是30N D.动滑轮重50N10.如图自行车是人们最常见的交通工具,从自行车的结构和使用来看,它应用了许多物理知识。
2020-2021中考物理功和机械能问题-经典压轴题附详细答案
一、初中物理功和机械能问题1.如图是滑雪运动员收起雪杖后从高处滑下的情景,对此过程A.运动员下滑过程中动能增大,重力势能也增大B.运动员下滑过程中,动能的增加量等于重力势能的减小量C.运动员的动能是由重力势能转化来的D.运动员弓着腰,是为了通过降低重心来增大惯性【答案】C【解析】【详解】A.运动员下滑过程中,质量不变,速度越来越大,高度不断变小,所以动能增大,重力势能减小,故A错误;B.运动员下滑过程中,由于要克服摩擦做功,有一部分动能转化为内能,所以动能的增加量小于重力势能的减小量,故B错误;C.运动员下滑过程中,动能增大,重力势能减小,所以,运动员的动能是由重力势能转化来的,故C正确;D.运动员弓着腰,是通过降低重心来增加稳度,不能改变惯性的大小,故D错误。
故选C。
2.在2020年央视春晚杂技“绽放”的表演中,当其中一名杂技演员被抛出后,其仍可在空中继续向上运动,如图所示,则下列说法中正确的是()A.被抛出的杂技演员在向上运动的过程中,仍受到惯性的作用B.被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中,其惯性不断减小C.被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中,其机械能不断减小D.被抛出的杂技演员在向上运动的过程中,其受到向上的抛力大于其重力【答案】C【解析】【分析】【详解】A.惯性是物体固有的属性,它不是力,所以把惯性说成“受惯性作用”是错误的,被抛出的杂技演员能够向上运动,是因为物体具有惯性。
故A错误;B.惯性是物体固有的属性,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的运动状态、所处位置、形状、受力情况等无关。
被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中,因为质量不变,所以惯性大小不变。
故B错误;C.被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中,杂技演员除了受重力外,还受到空气阻力,质量一定,高度增加,重力势能增加,速度减小,动能减小,此过程中,演员减小的动能转化为演员的重力势能和用于演员克服空气摩擦阻力做功,所以,此过程机械能不守恒,机械能总量减小,故C正确;D.被抛出的杂技演员在向上运动的过程中,演员只受到重力和空气阻力,这两个力都是阻碍演员向上运动的,演员不受向上的抛力,演员是由于惯性向上运动的,惯性不是力,所以演员所受合力方向向下,所受合力方向与运动速度方向相反,演员向上做减速运动。
初中物理做功与机械能典型例题
(每日一练)初中物理做功与机械能典型例题单选题1、开学返校途中,好学的小强对路上看到的现象进行思考,其中分析正确的是()A.货车匀速上坡时,车辆机械能不守恒B.小汽车在公路上匀速转弯时,车子受力平衡C.大货车安装很多轮了,可以增大受力面积从而增加地面之间的摩擦D.高速公路上车辆不能超速,是因为车辆超速后惯性变大不易停下答案:A解析:A.货车匀速上坡时,速度、质量不变,高度增加,所以动能不变,重力势能变大,车辆机械能变大,故A正确;B.小汽车在公路上匀速转弯时,运动的方向发生了变化,运动状态发生了改变,受非平衡力作用,故B错误;C.摩擦力的大小与接触面积大小无关,增加轮胎数目是为了增大受力面积,在压力一定时,减小对路面的压强,故C错误;D.高速公路上车辆不能超速,是因为质量一定时,速度越快,动能越大,停下来越困难,惯性大小只与质量有关,与速度无关,故D错误。
故选A。
2、如图所示为冬奥会的一些运动项目,关于这些项目中的情景,下列说法中正确的是()A.跳台滑雪运动员在空中下落的过程中,重力势能不变B.短道速滑运动员在转弯滑行的过程中,运动状态不变C.冰球在水平冰面滑动过程中,机械能保持不变D.冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动,是由于冰壶具有惯性答案:D解析:A.滑雪运动员在空中下落的过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,故A错误;B.短道速滑运动员在转弯时,其运动方向是改变的,则运动状态是变化的,故B错误;C.冰球在水平冰面滑动时,受到冰面的阻力,速度逐渐变小,质量保持不变,高度不变,那么动能变小,重力势能不变,所以机械能变小。
故C错误;D.掷出去的冰壶能继续向前运动,是由于冰壶具有惯性,要保持原来的运动状态向前运动,故D正确。
故选D。
3、下列关于功率和机械效率的说法中,正确的是()A.功率大的机械,做功一定多B.做功快的机械,功率一定大C.机械效率高的机械,功率一定大D.做功多的机械,机械效率一定高解析:A.功率是功与时间的比值,即P=W,功率大的机械,做功不一定多,因为做功的多少还要看做功时间的长短,t故A错误;B.功率是表示做功快慢的物理量,因此做功快的机械,功率一定大,故B正确;C.机械效率高的机械,说明有用功占总功的比值大,但功率不一定大,功率与效率无关,故C错误;D.机械效率是指有用功占总功的比值,与做功多少没有直接关系,故做功多的机械,机械效率不一定高,故D错误。
功与机械能的试题及答案
功与机械能的试题及答案一、选择题1. 以下哪项是关于功的描述?()A. 动力永远等于速度与质量的乘积B. 动力等于速度与加速度的乘积C. 动力等于质量与加速度的乘积D. 动力永远等于速度与加速度的乘积答案:D2. 做功的物体和受到的功的物体是同一物体时,功的大小为()A. 正值B. 负值C. 零D. 无法确定答案:C3. 将物体从地面抬升到一定高度,重力做的功为负值。
这是因为()A. 力与位移方向相反B. 位移与力的方向相反C. 动力负向做功D. 动力与速度方向相反答案:B4. 一个质量为2kg的物体以20m/s的速度移动,动能为()A. 40 JB. 200 JC. 400 JD. 800 J答案:C5. 如图所示,质量为m的物体以速度v沿水平方向运动,与其平行于地面方向的力F水平向右。
从A点移动到B点的过程中,物体受到的非保守力是()(图略)A. 重力B. 弹力C. 摩擦力D. 动力答案:C二、填空题1. 将质量为2kg的物体由地面抬升1m的高度,重力所做的功为______ .答案:-19.6 J2. 一个质量为0.5kg的物体以10m/s的速度运动,其动能为 ______ .答案:25 J3. 一台机械以100N的力将一个重物移动了4m的距离,机械所做的功为 ______ .答案:400 J4. 力为20N的弹簧被拉伸了0.1m,弹簧所储存的弹性势能为______ .答案:1 J5. 在无空气阻力的情况下,一个高度为10m的自行车小女孩下坡时,她拥有的机械能为 ______ .答案:200 J三、解答题1. 一个质量为2kg的物体在水平地面上受到一个恒力10N,方向与运动方向相反,物体起始速度为0。
问物体移动12m后的动能。
解答:物体所受到的恒力10N的功为 W = -F * d = -10 * 12 = -120 J。
根据动能定理,动能的增量等于功,因此物体移动12m后的动能为-120J。
中考物理压轴题专题功和机械能问题的经典综合题含答案精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版一、初中物理功和机械能问题1.如甲图所示,小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落,从a 处开始接触弹簧,压缩至c 处时弹簧最短.从a 至c 处的过程中,小球在b 处速度最大.小球的速度v 和弹簧被压缩的长度△L 之间的关系如乙图所示.不计空气阻力,则从a 至c 处的过程中,下列说法中正确的是( )A .小球所受重力始终大于弹簧的弹力B .小球的重力势能先减小后增大C .小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能D .小球的动能一直减小 【答案】C 【解析】 【详解】在小球向下压缩弹簧的过程中,小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力;在ab 段,重力大于弹力,合力向下,小球速度越来越大;随着弹簧压缩量的增大,弹力逐渐增大,在b 处弹力与重力相等,小球的速度达到最大;小球再向下运动(bc 段),弹力大于重力,合力向上,小球速度减小;故A 错误;小球从a 至c 的过程中,高度一直减小,小球的重力势能一直在减小,故B 错误;小球下落压缩弹簧的过程中,不计空气阻力,机械能守恒,则小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能,故C 正确;由图乙可知,小球的速度先增大后减小,则小球的动能先增大后减小,故D 错误;故应选C .2.如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上,小球由A 点以速度v 沿轨道滚下,经过另一侧高点B 后到达最高点C .下列分析不正确的是( )A .小球在A 、B 、C 三点的速度大小关系是C B A v v v <<B .小球在A 、B 两点的动能之差等于小球从A 点到B 点克服摩擦力做的功C .小球在A 、B 两点具有的重力势能相同D .整个过程只有重力对小球做功 【答案】D【解析】 【分析】 【详解】A .小球运动过程中会克服摩擦力做功,且质量不变,故从A 运动到C 的过程中,机械能减小,小球在A 与B 点的势能相同,故在A 点的动能大于B 点的动能,C 点最高,故小球在C 点的势能最大,动能最小,所以C B A v v v <<,故A 正确,不符合题意;BC .A 、B 两点高度相同,小球的质量不变,故小球的重力势能相同,小球从A 点运动到B 点,会克服摩擦力做功,动能减小,动能之差等于克服摩擦力所做的功,故B 、C 正确,不符合题意;D .整个过程中,摩擦力也会对小球做功,故D 错误,符合题意。
(物理)九年级物理功和机械能及其解题技巧及练习题(含答案)含解析
(物理)九年级物理功和机械能及其解题技巧及练习题 ( 含答案 ) 含分析一、功和机械能选择题1. 2016 年 8 月 16 日,我国用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星(简称“量子卫星”)“墨子号”发射升空,如下图,火箭在加快上涨的过程中()A.动能不变,重力势能增添,机械能增添B.动能增添,重力势能不变,机械能增添C.动能增添,重力势能增添,机械能增添D.动能不变,重力势能不变,机械能不变【答案】 C【分析】【详解】火箭在加快上涨的过程中,速度变快,动能变大;高度增添,重力势能变大;动能和势能统称为机械能,所以机械能变大。
2.为了将搁置在水平川面上重为100N 的物体提高必定高度,设置了如图甲所示的滑轮组装置。
当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力 F 拉绳时,物体的速度v 和物体上涨的高度 h 随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。
(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)。
下列计算结果不正确的是...A.0s~1s 内,地面对物体的支持力大于10NB. 1s~ 2s 内,物体在做加快运动C. 2s~ 3s 内,拉力 F 的功率是100WD. 2s~ 3s 内,滑轮组的机械效率是83.33%【答案】 C【分析】【详解】(1)由图乙可知,在 0~1s 内,拉力 F= 30N.取动滑轮和重物为研究对象,遇到向下的重力G和 G 动,向上的支持力 F 支 ,及三根绳索向上的拉力F′作用,处于静止状态;地面对重物的支持力 F 支= G-F′= G-3F 拉 +G 动= 100N-3×30N+G 动= G 动+10N10N,故 A 正确;( 2)由图丙可知, 1s~2s 内,物体在做加快运动,故 B 正确;( 3)由图可知在2~3s 内 ,重物做匀速运动 ,v3= 2.50m/s,拉力 F3= 40N ,因为从动滑轮上直接引出的绳索股数(肩负物重的绳索股数) n= 3,所以拉力 F 的作用点降落的速度v′3= 3v3= 3×2.50m/s= 7.5m/s,拉力做功功率(总功率) :P 总= F3v′3= 40N×7.5m/s= 300W ,故 C 错误;滑轮组的机械效率:η=×100% =×100%=×100%83.33% ,故 D 正确。
八年级物理功和机械能经典题型
简单机械、功和能综合练习综合练习例1:在图1中画出力F1、F2对支点O的力臂,并分别用字母L1、L2表示.分析和画力臂的步骤如下:(1)在杠杆的示意图上确定支点.将力的作用线用虚线延长.如图2所示.得到动力作用线和阻力作用线.(2)再从支点O向力的作用线做垂线,画出垂足.则支点列垂足的距离就是力臂.力臂用虚线表示,支点到垂足用大括号勾出,并用字母L1、L2分别表示动力臂和阻力臂.注意:(1)力臂是从支点到力的作用线的垂直距离.不要错误地理解为从支点到力的作用点的距离.(2)画力臂,要规范.力的延长线、力臂要用虚线表示,力臂要用大括号括出,且在力臂旁边用字母L表示出来.例2:如图3所示,在距杠杆右端20厘米的B处挂有600牛的重物.要使杠杆平衡,需要在距B处60厘米的A处至少加牛的力,且方向为 . 分析和运用杠杆的平衡条件解题注意:(1)在杠杆的示意图上标明支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂. (2)再根据杠杆平衡条件列出方程,代入数据,求出结果.挂在B处的重物,对杠杆的力为阻力用F2表示,阻力臂l2 = 20厘米,作用在A点的力用F1表示,当竖直向上用力时,所用动力F1最小,此时,动力臂为l1 = 20厘米+ 60厘米= 80厘米,如图4所示.利用杠杆平衡条件,求解.应在A处加150牛的力.判断力的方向的方法:作用在B点的F2×l2的作用效果是使杠杆绕支点沿顺时针的方向转动.要使杠杆平衡,作用在A点的F1×l1的作用效果应使杠杆沿逆时针方向转动,因而动力F1的方向应是竖直向上.说明:(1)杠杆平衡条件的另一种表达方式为:即动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一.所以×600牛= 150牛(2)使用杠杆平衡条件解题时,等号两边力臂的单位可约去,所以只要动力臂和阻力臂单位相同就可以了.例3:如图5所示,O为杠杆的支点,杠杆的重物G和力F1的作用下处于水平位置并且平衡.如果用力F2代替力F1使杠杆在图中位置保持平衡,下面关系中正确的是A.B.C.D.分析和杠杆在重物和力F1作用下处于平衡.设杠杆平衡时,物体用在杠杆上的力为F,其力臂为l,作用力F1的力臂为l1,则Fl = F1l1.当力F1改为F2时,F2的力臂为l2,如图6所示,杠杆仍然平衡,所以,从图中也可看出,所以,即.分析结果,本题的正确答案,应选A、D.例4:一学生用100牛的力将重为50牛的足球沿水平方向踢出20米远,则该学生对球做的功是:A.3000焦B.1000焦C.2000焦D.无法确定分析与在物理学中,做功是指两个因素同时存在的物理过程.这两个因素是,物体受到力的作用和物体沿力的方向通过了一段距离.我们把它们叫做做功的两个必要因素.本题最容易出的错误是选择C,认为W = FS = 100牛×20米= 2000焦.错误原因在于没有从根本上理解做功两必要因素同时存在.足球从被踢到落地停止,经历了两个过程.第一个过程从学生的脚与球接触开始到脚离开球为止.在这一过程中,球受到学生的踢力,足球并在此力方向上移动,但移动的距离是不知道的,不是20米,因此这一过程中,学生对球做了功,W = FS = 100牛×S,此功大小不能确定.第二个过程是球由于惯性而运动,在这一过程中,球虽然移动一段距离,但球不受学生踢力,因此,在此过程中,学生不对球做功.所以,学生将球踢出20米远,而对球做功是不能确定的.因此选项D是正确的.例5:如图7所示,在水平拉力F的作用下,物体A以0.1米/ 秒的速度沿水平面匀速运动了5秒钟,已知物体A重100牛,物体A所受摩擦力,当物重的0.2倍,不计滑轮重及滑轮的摩擦,拉力F的功率是瓦.分析与物体A与水平面摩擦力f = 0.2G = 0.2×100牛= 20牛,物体A在F作用下匀速运动,则F = = 10牛,物体A移动的距离为SA = vAt = 0.1米/ 秒×5秒= 0.5米,则自由端移动的S = 2SA = 1米,拉力的功W = F·S = 10牛×1米= 10焦,拉力功率= 2瓦.还可以先求出绳子自由端的速度,v = 0.2米/ 秒,再根据P = Fv,求出功率的大小.P = F·v = 10牛×0.2米/ 秒= 2瓦.例6:用图8所示的滑轮组,将重为600牛的物体匀速上拉2米,所用拉力为200牛.求滑轮组的机械效率.分析与通过审题,应分析出物重G = 600牛,重物被提高h = 2米,拉力F = 200牛.通过审图,应能分析出有5段绳子承担动滑轮和物体的重力.所以绳子的自由端移动的距离S = 5h = 5×2米= 10米.滑轮组的目的是提升重物,所以提升重物所做的功就是有用功,拉力对滑轮组所做的功为总功,进而可以求出机械效率.计算过程如下:W有用= Gh = 600牛×2米= 1200焦=200牛×10米=2000焦答:滑轮组的机械效率为60%说明:在简单机械中,动力作用点移动的距离S与物体移动距离h的关系是由机械自身结构决定的,在滑轮组中,有n段绳子承担午重物,则S = nh.它跟物体受到的重力、动力的大小以及机械效率的高低无关.例7:下面哪种情况动能、重力势能都是增加的:A.跳伞员张开伞后,匀速下降B.汽车沿斜坡匀速向下行驶C.电梯从楼下加速上升D.列车在平直轨道上匀速行驶分析与动能和势能统称为机械能.动能的大小决定于它的质量和速度,重力势能的大小决定于它的质量和高度.A选项中,跳伞员张开伞匀速下降的过程中,它的质量不变,高度减小,所以他的重力势能减小.而下降过程中速度没有变化,所以他的动能不变. B选项中,汽车匀速下坡,也是势能减少,而动能不变.C选项中,电梯上升,质量不变,而高度变大.电梯重力势能增加,加速上升时,质量不变,而速度变大,则动能增加,动能、势能都变大.D选项中,列车在平直轨道上匀速行驶.列车的质量、高度,速度都没有变化,既动能、重力势能都没有变化.本题的正确答案,应选C说明:(1)物体匀速下降时,它的势能减少,有的同学就认为势能转化为动能,动能就一定增加.这种分析是错误的.当物体匀速下降时,它一定受到了摩擦力, 这时一部分机械能转化为物体的内能,机械能减少. (2)在研究动能或热能大小时,要注意它们各自是由两个因素决定的. 例8:铜块和铁块的质量不相等,将它们分别放在轻质杠杆的两端,杠杆保持水平平衡状态.若将它们分别浸没在水中,见图9所示,结果是:A.杠杆仍能保持平衡B.杠杆不能保持平衡,挂铜块的一端下降C.杠杆不能保持平衡,挂铁块的一端下降D.条件不足,无法判断分析:设杠杆的右端受到动力FB,左端受到阻力FA,则图9中分别为动力臂和阻力臂,在没入水中之前如(甲)图,即.将铜块、铁块浸没在水中,杠杆能否平衡,要看它是否符合杠杆平衡条件.在这种情况下,杠杆受到动力,则,同理,杠杆受到的阻力.当铜块、铁块未浸入水中水,杠杆处于平衡状态.根据杠杆平衡条件,因此只要比较的大小即可,具体的解法如下:当铁块、铜块浸没在水中时,由此得出铜块、铁块浸没在水中,杠杆不再平衡,并且挂铜块一端下降,B是正确答案.综合练习1.如图10所示,要使杠杆平衡,在A点所用的力分别为,其中用力最小的是A.沿竖直方向的力F1最小B.沿垂直于杠杆OA方向的力F2最小C.沿水平方向力F3最小D.无论什么方向,用力一样大2.如图11所示的杠杆处于平衡,若使弹簧秤的示数变为原来的1/2,杠杆仍然平衡,可以:A.减少二个钩码B.减少三个钩码C.把钩码向左移一个小格D.把勾码向右移一个小格3.水平路面上有一个小车,车重200牛,人用50牛的水平力,在推小车匀速前进5米的过程中,下列判断正确的是:A.重力不做功B.人做功250焦C.车受到的阻力是250牛D.车受到的阻力是50牛4.用动滑轮提升一个重物,若用的力是100牛,重物在0.5秒内匀速上升0.6米,不计滑轮重,则拉力做功的功率为:A.300瓦B.240瓦C.120瓦D.100瓦5.有甲、乙两台机器,甲机器的机械效率是80%,乙机器的机械效率是60%,那么下列说法正确的是:A.甲机器一定比乙机器省力B.甲机器的功率一定比乙机器的功率大C.甲机器工作时的有用功一定比乙机器多D.以上说法均不正确6.自行车沿斜坡匀速下滑的过程中,它具有的:A.重力势能减少,动能增加B.动能不变,重力势能减少C.动能不变,机械能减少D.重力热能减少,机械能减少7.1米长的杠杆左端挂GA = 80牛的物体,右端挂GB = 20牛的物体,要使杠杆平衡,支点应在距左端厘米处,如果两端重物各增重10牛,要使杠杆重新平衡,则支点应向端移动厘米.8.功率相同的两辆汽车,在相等的时间内匀速通过的路程之比为1∶2 ,则两辆汽车的牵引力之比为,两辆汽车做功之比为 .9.马用300牛的水平拉力,拉着重为5000牛的车,在2分钟内沿水平路面前进了100米,则拉力做功焦耳,地面对车的支持力做功焦耳,马拉车的功率是瓦.10.某工人用一个动滑轮将重500牛的物体沿竖直方向匀速提升了3米,拉力做功的功率为50瓦,若不计摩擦和动滑轮重,则绳子自由端移动的速度是米/ 秒.11.在相同的时间内,用同一滑轮组可以分别把质量不同的物件匀速地提升相同的高度,若在提升过程中的额外相等,则:A.绳子自由端移动的距离相等B.所用的总功相等C.滑轮组的功率相等D.滑轮组的机械效率相等12.杠杆两端各挂有重力不相等的实心铁块GA、GB,如图12所示,且GA > GB,此时杠杆恰好平衡.如果把GA、GB都浸没在水中,则杠杆将:A.失去平衡,杠杆左端下沉B.失去平衡,杠杆右端下沉C.保持平衡状态D.条件不足,无法判断13.如图13所示OA∶OB = 1∶2,用细绳把金属块悬挂于A点,用弹簧秤施加一个竖直向上的力,当OB杠杆水平静止时,弹簧秤读数为1.8牛,当向容器中加水,金属块浸没于水中后,弹簧秤读数为1.13牛,(g = 10牛/ 千克,保留1位小数)求:(1)金属块的质量多大?(2)金属块的密度多大?答案1.B 2.A、D 3.A、B、D 4.B 5.D6.B、D 7.20,右,5 8.2∶1, 1∶19.3×104,0,250 10.0.211.A 12.C分析和A、B浸没水中之前,杠杆水平平衡,杠杆左端受力FA,右端受力为FB,杠杆平衡,因为,所以,代入公式展开,所以.A、B同时浸没水中,杠杆左端受的力,右端受力,则左端右端因为相同所以本题的正确答案,应选C.13.(1)m = 0.54千克(2)2.7×103千克/ 米3。
物理 功和机械能知识点-+典型题附解析
一、选择题1.如图所示,利用动滑轮将重力为100N的物体在5s内匀速竖直提升,拉力F为60N,绳子自由端移动的距离为2m,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )A.物体移动的速度为0.4m/sB.所做的有用功为200JC.动滑轮的机械效率为60%D.拉力F的功率为24W2.如图所示,A物体受到的重力是 100N,在拉力F 的作用下,能以 0.2m/s 的速度在水平地面上向左匀速直线运动。
已知拉力F=5N,滑轮组的机械效率为 80%,则下列说法正确的是()A.拉力F 的功率是 1W B.2s 内绳子自由端移动的距离是 1.2m C.5s 内拉力所做功的大小是 15J D.物体 A受到水平地面的摩擦力大小是 8N 3.如图所示,不计绳子的质量和一切摩擦作用,整个系统处于静止平衡状态。
重物G1=100N,每一个滑轮重力均为20N,则下列说法正确的是()A.b处绳子的拉力为50NB.G2=280NC.e处绳子的拉力为140ND.G2=200N4.如图,拉力F将重 120N 的物体沿水平方向移动 1m,用时 1s。
运动时,物体与地面之间的摩擦力为 30N,此时滑轮组的机械效率为 80%。
下列说法正确的是()A.拉力F=10N B.克服动滑轮重力做额外功 7.5JC.动滑轮重 7.5N D.拉力的功率是 37.5W5.如图在水平力F的作用下,使重为G的木棒绕固定点沿逆时针方向转动,在棒与竖直方向的夹角 逐渐增大的过程中,下列说法中正确的是()A.拉力F不变,F的力臂变大B.拉力F变大,F的力臂变小C.重力G不变,G的力臂变小D.重力G变小,G的力臂变大6.用图所示装置提升重为350 N的箱子,动滑轮重50N,不计绳重和一切摩擦,下列说法正确的是A.该装置不仅省力,还省距离B.箱子匀速上升时,人对绳子的拉力为200 NC.箱子上升的速度等于绳子自由端伸长的速度D.此过程装置的机械效率约为58.3%7.如图所示,用弹簧测力计竖直向上拉杠杆,当杠杆静止时,弹簧测力计示数为10N;若将弹簧测力计改为斜向上拉,使弹簧测力计的轴线与杠杆垂直,当杠杆静止时,弹簧测力计的示数A.大于10N B.小于10N C.等于10N D.无法判断8.下列有关甲、乙、丙、丁四幅图的说法正确的是A.撞击锤柄,锤柄停止运动后,锤头由于惯性作用继续向下运动便紧套在柄上B.近视眼原来成像在视网膜之后,佩戴凹透镜以后得到了矫正C.竖直挂在小车顶部的小球与车厢壁刚好接触,小球随小车一起向右做匀速直线运动,此时小球只受到绳子的拉力和重力2个力的作用D.每个滑轮重3牛,物体重6牛,不计绳力和摩擦,物体静止时拉力F为3牛9.如图所示,粗细均匀的直尺AB,将中点O支起来,在B端放一支蜡烛,在AO的中点C放两支与B端完全相同的蜡烛,此时直尺AB恰好在水平位置平衡,如果将三支蜡烛同时点燃,且它们的燃烧速度相同,那么在蜡烛的燃烧过程中,直尺AB将()A.A端将逐渐上升B.始终保持平衡C.B端将逐渐上升D.不能保持平衡,待两边蜡烛燃烧完了以后,才能恢复平衡10.小华分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组,分别在相同时间内将同一重物匀速提升了不同的高度h1和h2(h1<h2),每个滑轮的重均相等,不计绳重及摩擦.针对这一现象,小明得出了以下4个结论:①F1做的功等于F2做的功;②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率;③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力;④F1做功的功率大于F2做功的功率,其中正确的结论有A.1个B.2个C.3个D.4个二、填空题11.用如图甲所示的装置将实心物体A从深井中吊出来,拉力的功率随时间的变化如图乙所示,已知动滑轮的重力为60N,物体匀速上升的速度始终为1m/s(不计绳重、摩擦及阻力,ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg),则物体浸没在水中时受到的浮力为_________N;物体浸没在水中时滑轮组的机械效率为___________。
中考物理功和机械能问题-经典压轴题及详细答案精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版一、初中物理功和机械能问题1.为了将放置在水平地面上重为100N 的物体提升一定高度,设置了如图所示的滑轮组装置。
当用图甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F 拉绳时,物体的速度v 和物体上升的高度h 随时间变化的关系分别如图乙和丙所示(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)。
下列计算结果正确的是( )A .0s~1s 内,地面对物体的支持力是10NB .1s~2s 内,拉力F 做的功是62.5JC .2s~3s 内,拉力F 的功率是300WD .2s~3s 内,滑轮组的机械效率是62.5%【答案】C【解析】【分析】【详解】A .从图乙可以看到,时间从第2s 到第3s 时,速度大小是不变的,这时处于平衡状态,物体受到的拉力大小等于重物和动滑轮的总重,即340N 120N F G G =+=⨯=拉动由题意可知,0s~1s 内,地面对物体的支持力符合关系式'3120N F F G G +=+=支拉动从图甲可以看到,'30N F =拉,解得30N F =支,A 错误;B .从图甲可以看到,1s~2s 内,拉力F 的大小是50N ,物体上升的高度是1.25m ,三条绳子托着动滑轮,绳端移动的距离是33 1.25m 3.75m s h ==⨯=拉力F 做的功是50N 3.75m 187.5J W Fs ==⨯=拉力F 做的功是187.5J ,B 错误;C .2s~3s 内,物体匀速运动,绳端也是匀速运动,拉力F 的大小是40N ,绳端移动的速度3 2.5m/s 7.5m/s v =⨯=绳根据P Fv =可知,拉力F 的功率40N 7.5m/s 300W P Fv ==⨯=绳拉力F 的功率是300W ,C 正确;D .2s~3s 内,物体上升的高度3.75m-1.25m 2.5m h ==拉力F 的大小是40N ,则滑轮组的机械效率 100N 2.5m 100%100%100%83.3%40N 3 2.5mW Gh W Fs η⨯=⨯=⨯=⨯≈⨯⨯有用功总功 滑轮组的机械效率约是83.3%,D 错误。
初中物理功和机械能常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析
初中物理功和机械能常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析一、功和机械能选择题1.一高尔夫球以二百公里的时速水平撞击钢板,图为球撞击过程中的三个状态,其中甲是刚要撞击的时刻,乙是球的形变最大的时刻,丙是刚撞击完的时刻,已知撞击时间非常短,若忽略球的机械能损失,则()A.球在甲、丙两个时刻的动能相等B.球在甲时刻的动能较丙时刻的大C.球在甲时刻的动能较丙时刻的小D.条件不足,无法比较球在甲、丙两个时刻的动能大小【答案】B【解析】【详解】由题意可知,忽略球的机械能损失,高尔夫球的机械能守恒;甲是刚要撞击的时刻,此时的甲具有动能,不具有弹性势能;丙是刚撞击完的时刻,此时高尔夫球发生了形变,高尔夫球的弹性势能转化动能,弹性势能减小,动能增加,故球在甲、丙两个时刻的动能不相等,球在甲时刻的动能较丙时刻的大,故B正确,ACD错误.2.如图,在同样的水平面上,两人分别去推静止在水平面上重100N的同一课桌.小芳用10N的水平推力,课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动;小明用20N的水平推力,课桌在水平面上也做直线运动.则下列说法正确的是A.小芳推课桌时,推力做功的功率为20WB.小明推课桌时,课桌所受的摩擦力大小为20NC.小芳推课桌时,课桌受到的摩擦力大小为100ND.小明推课桌时,课桌沿水平面也以2m/s做匀速直线运动【答案】A【解析】小芳用10N的水平推力,课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动,则小芳推课桌时,推力做功的功率P=Fv=10N×2m/s=20W,故A正确.根据小芳用10N的水平推力,课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动可知,课桌处于平衡状态,受平衡力的作用,课桌所受摩擦力的大小和推力相等,即f=F=10N;小明推课桌时,课桌对地面的压力和接触面粗糙程度不变,摩擦力大小不变,仍为10N,故B错误.小芳推课桌时,课桌受到的摩擦力大小与推力是一对平衡力,大小相等,摩擦力为10N,故C错误.小明推课桌时,推力大于摩擦力,课桌做加速运动,故D错误.答案为A.3.下列事例中,有力对物体做功的是A.小明背着书包在水平路面上前进B.跳水运动员从跳台跳下C.举重运动员举起杠铃停在空中不动D.足球被踢出后在草地上滚动【答案】B【解析】A、背着书包在水平路面上前进,移动的方向和受力方向垂直,在力的方向上没有移动距离,不做功,不符合题意;B、跳水运动员从跳台跳下,受重力的作用,并且在重力的方向移动了距离,重力对人做功,符合题意.C、举重运动员举起杠铃停在空中,有力作用在物体上,但是没有移动距离,没有力做功,不符合题意.D、足球在光滑水平面上,依靠的是足球的惯性,水平方向上虽然移动了距离,但是没有力的作用,不做功,不符合题意.故选B.4.跳板跳水运动有起跳、腾空、落水三个阶段,如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景,若不计空气阻力,下列说法不正确...的是A.运动员即将起跳时,跳板的弹性势能最大B.腾空的过程,运动员的动能转化为重力势能C.落水的过程,运动员的重力势能始终在增大D.从腾空到落水的过程,运动员的动能先减小后增大【答案】C【解析】【分析】动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;弹性势能和物体发生弹性形变的程度有关;动能和势能统称为机械能.其在不计空气阻力时,机械能是守恒的.【详解】A、运动员在跳板上即将起跳时,跳板的形变最大,故此时的弹性势能最大,即弹性势能转化成了人的动能,故A正确;B、运动员腾空时,质量不变,速度变小,则动能减小,但高度增加,所以重力势能增大,故是将动能转化为重力势能的过程,故B正确;CD、运动员从腾空到落水的过程,速度先变小后变大,所以动能先减小后增大;高度先增加,后减小,所以重力势能先变大,后变小,故C错误,D正确.故选C.5.下列关于力做功的说法,正确的是A.人向上提箱子提不动,手的拉力对箱子没有做功B.人把箱子从二楼提到三楼,手的拉力对箱子没有做功C.汽车在水平公路上匀速行驶,汽车所受重力对汽车有做功D.过山车向下运动过程中,车上乘客所受重力对乘客没有做功【答案】A【解析】【详解】A、人向上提箱子提不动,箱子受到向上的拉力,但箱子在力的方向上没有移动距离,所以手的拉力对箱子没有做功;故A正确;B、人把箱子从二楼提到三楼,拉力方向向上,箱子也向上移动了距离,所以手的拉力对箱子做了功;故B错误;C、汽车在水平公路上匀速行驶,汽车在所受重力的方向上没有通过距离,所以重力对汽车没有做功,故C错误;D、过山车向下运动过程中,车上乘客所受重力向下,乘客也向下移动了距离,所以重力对乘客做了功;故D错误;故选:A。
初二物理 功和机械能练习题及解析
初二物理功和机械能练习题及解析一、选择题1.用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系,改变G物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G物关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是()A.此滑轮组动滑轮的重力为 2NB.当G物=6N 时,机械效率约为η=66.7%C.同一滑轮组η随G物的增大而增大,最终将超过 100%D.G物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组机械效率将改变2.关于功、功率和机效率,下列说法中正确的是()A.做功多的机械,功率一定大B.功率大的机械,做功一定快C.做功快的机械,机械效率一定高D.精密的机械,机械效率能达到100%3.如图所示,重为12N的物体A放在足够长的水平桌面上,通过轻质细绳与滑轮相连,不计绳重与滑轮间的摩擦,动滑轮重为2N,重为6N的物体B通过滑轮拉动物体A向右做匀速直线运动的速度为0.2m/s,2min后,物体B着地,以下说法正确的是()A.物体A受到的摩擦力为3NB.1min内拉力对物体A做功为36JC.2min内B物体的重力做功为144JD.若用一个向左的拉力F使 A向左匀速运动,则F=8N4.利用四个相同的滑轮,组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,用同样的时间,把质量相等的重物G 提升了相同的高度,所用的拉力分别为F 甲、F 乙,拉力做的功分别为W 甲、W 乙,拉力的功率分别为P 甲、P 乙,机械效率分别是η甲、η乙,(忽略绳重与摩擦),下列关系式正确的是( )A .W 甲=W 乙,P 甲=P 乙B .F 甲>F 乙,η甲>η乙C .W 甲=W 乙,P 甲>P 乙D .F 甲=F 乙,η甲=η乙5.如图人们用木棒撬石块,在 C 点沿不同方向施加作用力 F 1 或 F 2 或 F 3 ,这三个力的大小关( )A .123F F F ==B .123F F F >>C .123F F F <<D .无 法 判断6.如图所示,一块厚度很薄、质量分布均匀的长方体水泥板放在水平地面上,若分别用一竖直向上的动力F 1、F 2作用在水泥板一端的中间,欲使其一端抬离地面,则( )A .F 1>F 2,因为甲中的动力臂长B .F 1<F 2,因为乙中的阻力臂长C .F 1>F 2,因为乙中的阻力臂短D .F 1=F 2,因为动力臂都是阻力臂的2倍7.初中物理中我们用斜面做过多次探究实验,如图所示,以下分析正确的是A.图甲是利用斜面“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关;B.图乙是利用斜面”测定斜面的机械效率;C.图丙是探究动能大小与哪些因素有关;D.如图乙木块B中,B木块的重力和木板对B的支持力是一对平衡力8.某同学自制了一架天平,由于制作粗糙,天平两侧长度不同.当将一物体放在天平的左盘时,右侧砝码的质量为m1,恰好平衡;当将该物体放在天平的右盘时,左侧砝码的质量为m2,天平才平衡.则该物体的质量应为:()A.B.C.D.无法确定9.如图所示杠杆,力F方向始终竖直向上,当此杠杆在动力F作用下,将一个由细绳系的物体由图中位置逆时针匀速转动到水平位置时,则A.F大小始终不变B.F先变大后变小C.F先变小后变大D.无法判断F大小的变化10.通过测量滑轮组机械效率的实验,可得出下列各措施中能提高机械效率的是( ) A.增加动滑轮,减小拉力 B.改用质量小的定滑轮C.减少提升高度,减少做功 D.增加提升重物重力,增大有用功二、填空题11.如图所示,放在水平地面上边长为5cm的正方体,所受重力为200N,系着它的一根竖直轻绳绕过光滑滑轮,绳子另一端施加的拉力F为180N,该物体静止,则该物体此时受到的合力为________N,物体对地面的压强为__________Pa。
中考物理《功和机械能问题计算题》专题训练(附含答案)
中考物理《功和机械能问题计算题》专题训练(附含答案)4.永浩家新买了一辆汽车,他通过说明书了解到下列信息:汽车自重1800kg,以72km/h的速度匀速行驶(1)机器人对水平地面的压强;(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力;(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s,求此过程中牵引力做的功和功率。
6.一辆油电混动轿车,仅凭汽油动力在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶,输出功率为50kW;驾驶员看到前方55m处有超速违章拍照装置(限速70km/h)时,在保持输出功率不变的情况下,立即启动充电装置给电池充电,达到使轿车减速的目的,轿车行驶2s后,速度减为70km/h。
求:(1)轿车受到的摩擦力。
(2)轿车被拍照时是否超速。
(3)减速行驶2s的过程中,牵引力做的功。
7.2022年夏天,重庆山火,“摩托骑士”向山火逆行,凡人善举凝聚向上力量!如图所示是“摩托骑士”上山的情景,该车在的875N牵引力作用下,匀速通过120m的平直山路用时15s,求:(1)此过程中该摩托车的速度;(2)此过程中该摩托车牵引力的功率。
8.一天,小明的妈妈驾驶电瓶车送小明上学。
假如小明的妈妈驾驶电动车匀速行驶,电瓶车(包含人)的质量为100kg,电瓶车行驶过程中所受阻力为车重的0.05倍。
从家到学校的路程是3000m,用时5min。
(g 取10N/kg)求:(1)电瓶车行驶的速度是多少?(2)若小明的妈妈骑行的电瓶车轮胎与水平地面的总接触面积为50cm2,那么电瓶车在行驶过程中对地面的压强是多少?(3)电瓶车牵引力做的功。
(4)电瓶车牵引力的功率。
9.如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。
已知井深20m,物体重2500N,汽车质量为2.5t,匀速行驶时汽车对绳子的拉力为1000N,汽车受到的阻力为车重的0.1倍。
(g=10N/kg)求:(1)汽车将重物提升20m牵引力做的功是多少?(2)如汽车发动机的效率为25%,当汽车将物体匀速直线拉到井口时,消耗的汽油为多少g ?(q 汽=4.2×107J/kg )10.苏州金龙汽车有限公司是一家大型客车生产基地。
高中物理 机械能守恒定律 典型例题(含答案)【经典】
第五章:机械能守恒定律第一讲:功和功率考点一:恒力功的分析与计算1.(单选)起重机以1 m/s2的加速度将质量为1 000 kg的货物由静止开始匀加速向上提升,g取10 m/s2,则在1 s内起重机对货物做的功是().答案DA.500 J B.4 500 J C.5 000 J D.5 500 J2.(单选)如图所示,三个固定的斜面底边长度相等,斜面倾角分别为30°、45°、60°,斜面的表面情况都一样。
完全相同的三物体(可视为质点)A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部,在此过程中() 选D A.物体A克服摩擦力做的功最多B.物体B克服摩擦力做的功最多C.物体C克服摩擦力做的功最多D.三物体克服摩擦力做的功一样多3、(多选)在水平面上运动的物体,从t=0时刻起受到一个水平力F的作用,力F和此后物体的速度v随时间t的变化图象如图所示,则().答案ADA.在t=0时刻之前物体所受的合外力一定做负功B.从t=0时刻开始的前3 s内,力F做的功为零C.除力F外,其他外力在第1 s内做正功D.力F在第3 s内做的功是第2 s内做功的3倍4.(单选)质量分别为2m和m的A、B两种物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动,撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止,其v-t图象如图所示,则下列说法正确的是().答案CA.F1、F2大小相等B.F1、F2对A、B做功之比为2∶1C.A、B受到的摩擦力大小相等D.全过程中摩擦力对A、B做功之比为1∶25.(单选)一物体静止在粗糙水平地面上.现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v.若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v.对于上述两个过程,用W F1、W F2分别表示拉力F1、F2所做的功,W f1、W f2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则() A.W F2>4W F1,W f2>2W f1B.W F2>4W F1,W f2=2W f1C.W F2<4W F1,W f2=2W f1D.W F2<4W F1,W f2<2W f1 答案C6.如所示,建筑工人通过滑轮装置将一质量是100 kg的料车沿30°的斜面由底端匀速地拉到顶端,斜面长L是4 m,若不计滑轮的质量和各处的摩擦力,g取10 N/kg,求这一过程中:(1)人拉绳子的力做的功;(2)物体的重力做的功;(3)物体受到的各力对物体做的总功。
初中物理功和机械能典型例题 豆丁
初中物理功和机械能典型例题豆丁
以下是一份初中物理功和机械能的典型例题,供您参考:
例题:
1. 某同学体重500N,他用40N的力沿水平方向推木箱。
木箱重200N,木箱与地面间滑动摩擦力为20N,在水平地面上推动木箱后,他又在木箱下加一质量为10kg的物体,则该同学对地面的压强是多少?
2. 甲、乙两同学的质量之比是10:9,甲同学重600N,乙同学重多少N?
3. 小明用100N的力竖直向上提起一个重40N的水桶,水桶所处的状态是()
A. 静止
B. 匀速直线运动
C. 加速向下运动
D. 加速向上运动
4. 下列说法正确的是( )
A. 机械效率越高,机械做功一定越快
B. 机械效率高的机械,做功一定多
C. 功率越大的机械做功一定多
D. 功率越大的机械,做功一定快
5. 小明在体育毕业考试中,50m跑的成绩是8s,他的平均速度是 _______ m/s;在4 × 100m接力赛中,为了保证交接棒的顺利进行,小明在交接棒时应对棒的同学说:“ _______ ”。
初中物理 功和机械能知识点及练习题及答案(1)
初中物理功和机械能知识点及练习题及答案(1)一、选择题1.已知ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3,如图所示,A端挂的实心铁块,B端挂的实心铝块,两金属块均浸没在水中,等臂杠杆平衡,若将两个盛水杯撤去,则()A.A端向下,B端向上B.A端向上,B端向下C.A端向下,B端向下D.A端向上,B端向上2.轻质硬杆AB长50cm。
用长短不同的线把边长为10cm的立方体甲和体积是1dm3的球乙分别拴在杆的两端。
在距A点20cm处的O点支起AB时,甲静止在桌面上,乙悬空,杆AB处于水平平衡。
将乙浸没在水中后,杆AB仍平衡,如图所示。
下列说法中正确的是(取g=10N/kg)()A.杆A端受力增加了15NB.杆A端受力减小了10NC.甲对水平桌面的压强增加了1500PaD.甲对水平桌面的压强减小了1500Pa3.在建筑工地,用如图所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。
当电动机用800N的力拉钢丝绳,使建筑材料在10s内匀速上升1m的过程中,滑轮组的机械效率为90%,g取10N/kg。
则下列说法中正确的是()A.建筑材料的质量为2160kgB.电动机对钢丝绳做的功为1600JC.钢丝绳自由端移动的速度为0.1m/sD .电动机对钢丝绳做功的功率为240W4.如图,在竖直向上的力F 的作用下,重为10N 物体A 沿竖直方向匀速上升。
已知重物上升速度为0.4m/s ,不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重,则拉力F 的大小和滑轮上升的速度分别为( )A .5N 0.8m/sB .20N 0.8m/sC .5N 0.2m/sD .20N 0.2m/s5.如图甲所示,重为160N 的物体在大小为20N ,水平向左的拉力F 1作用下,沿水平地面以3m/s 的速度做匀速直线运动。
如图乙所示,保持拉力F 1不变,用水平向右的拉力F 2,拉物体匀速向右运动了1m ,若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦,则( )A .物体向左运动时,拉力F 1的功率P 1=60WB .物体与地面之间的摩擦力f =20NC .物体向右运动时,拉力F 2=40ND .物体向右运动时,拉力F 2所做的功W 2=80J6.如图所示,某人用扁担担起两筐质量为m 1、m 2的货物,当他的肩处于O 点时,扁担水平平衡,已知l 1>l 2,扁担和筐的重力不计.若将两筐的悬挂点向O 点移近相同的距离△l ,则A .扁担仍能水平平衡B .扁担右端向下倾斜C .要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,其质量为(m 2-m 1)21l l l -D .要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,其质量为(m 2-m 1)2l l l- 7.工人师傅用拉力F 1将重物匀速搬运到h 高处,对重物做的功是W 1;若工人改用动滑轮将该重物匀速提升到h 高处,拉力为F 2,对重物做的功是W 2(滑轮、绳的重力及摩擦力可忽略不计),则下列说法正确的是A .F 1=F 2B .F 1<F 2C .W 2>W 1D .W 2=W 18.关于功率和机械效率,下列说法正确的是A.机械效率高的机械,功率一定大B.做功时间长的机械,功率一定小C.所有机械的机械效率都小于1D.功率大的机械,做功一定多9.如图所示,物体A所受重力为G A,在水平向左的拉力F的作用下沿水平面向左做匀速直线运动.物体A所受的支持力为N,物体A与水平面间的摩擦力为f ,绳子对物体A水平向右的拉力为F1.物体B所受重力为G B,绳子对物体B竖直向上的拉力为F2,忽略绳子质量及滑轮轴处摩擦,下列说法正确的是A.F与f是一对平衡力B.F1、f之和与F大小相等C.G B与F2是一对相互作用力D.G A与N是一对相互作用力10.如图,杠杆水平位置静止,若将两边的钩码数都增加一个,则杠杆()A.左端降低,右端升高 B.右端降低,左端升高C.保持水平不动 D.无法确定二、填空题11.如图所示,小超同学用滑轮组匀速提升重200N的物体,若每个滑轮均重10N,绳重和摩擦忽略不计,则他对绳子的拉力是_____N。
2020-2021中考物理压轴题专题复习——功和机械能问题的综合含答案解析
一、初中物理功和机械能问题1.如图是某山地的等高线图,数字表示海拔高度,其单位是米。
质量是60kg 的小凯早上8:00从A 点出发,8:50到达B 点的观景台;质量是50kg 的小旋早上7:40从C 点出发,8:50到达D 点的半山亭。
下列说法中正确的是( )A .他们对自己做的功一样多B .小凯的平均功率较小C .8:50分时,小旋的动能一定小于小凯的动能D .8:50分时,小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .60kg 的小凯从A 点到达B 点做的功为51111=60kg 10N/kg (600m 400m) 1.210J W G h m gh ==⨯⨯-=⨯凯;质量是50kg 的小旋从C 点到达D 点做的功为52222=50kg 10N/kg (400m 200m)110J W G h m gh ==⨯⨯-=⨯旋;小凯做的功多,故A 错误; B .小凯的运动时间为185080050min 3000s t =-==::;平均功率为511 1.210J 40W 3000sW P t ⨯===凯, 小旋的运动时间为285074070min 4200s t -===::,平均功率为522110J 23.8W 4200sW P t ⨯==≈旋,小凯的平均功率较大,故B错误;C.动能的大小与质量和速度有关,由于不知道8:50分时的他们的速度,所以无法比较动能的大小,故C错误;D.重力势能的大小与质量和所处的高度有关,小凯的质量和所处的高度都比小旋的大,所以小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能,故D正确。
2.跳绳是大家喜爱的体育运动之一,小明的质量为 50 kg,每次跳起高度约为 6 cm(人整体上升,如图所示),一分钟跳 100 次,下列说法正确的是()A.向上起跳过程中小明的动能持续增大B.下落过程中小明的重力势能保持不变C.小明跳一次克服重力做功约 3J D.小明在这一分钟内跳绳的功率约为 50W 【答案】D【解析】【详解】A. 向上起跳过程中,质量不变,速度减小,小明的动能减小,故A错误;B. 下落过程中小明的高度减小,质量不变,重力势能减小,故B错误;C. 小明的重力为:G=mg=50kg×10N/kg=500N,小明跳一次克服重力做功:W=Gh=500N×0.06m=30J,故C错误;D. 小明在这一分钟内跳绳的功率:P=Wt总=30J10060s=50W,故D正确。
中考物理压轴题专题功和机械能问题的经典综合题含详细答案
一、初中物理功和机械能问题1.用水平拉力先后两次拉着重为20N的同一物体,沿同一水平面做直线运动.第一次拉力为10N,物体恰好做匀速直线运动,拉力对物体做了20J的功;第二次拉力增大为20N,拉力对物体做了48J的功.分析两次做功过程,以下判断正确的是A.第一次物体受到的摩擦力是10N,物体运动了1mB.第一次物体受到的摩擦力是20N,物体运动了2mC.第二次物体受到的摩擦力是10N,物体运动了2.4mD.第二次物体受到的摩擦力是20N,物体运动了4.8m【答案】C【解析】【分析】【详解】AB.物体在水平面上做匀速直线运动时,在水平方向受拉力和摩擦力作用,并且二力是一对平衡力,故物体受到的拉力:F=f=10N;根据W=Fs可知,第一次物体通过的距离1 1120J2m 10NWSF===,故AB错误;CD.若增大拉力,而压力大小和接触面的粗糙程度都没有改变,因此,物体受到的摩擦力不变,仍为10N;根据W=Fs可知,第二次物体通过的距离:2 2248J2.4m 20NWSF===,故C正确,D错误.2.关于能的概念,以下说法正确的是()A.在空中飞行的子弹,因为它能够做功,所以子弹具有能B.悬吊着的小球,从竖直方向拉开一个角度后,因为小球不能做功,所以小球不具有能C.甲物体比乙物体的速度大,则甲物体的动能一定比乙物体的动能大D.甲物体的位置比乙物体的位置高,则甲物体的势能一定比乙物体的势能大【答案】A【解析】【分析】【详解】A.在空中飞行的子弹,因为它能够做功,所以具有能,A正确;B.悬吊着的小球,从竖直方向拉开一个角度后,尽管小球不能做功,但是它具有一定高度,具有重力势能,B错误;C .甲物体比乙物体的速度大,但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小很多,那么甲物体的动能将会比乙物体的动能小,C 错误;D .甲物体的位置比乙物体的位置高,但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小,那么甲物体的势能可能比乙物体的势能小,D 错误。
【物理】九年级物理功和机械能常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析
【物理】九年级物理功和机械能常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析一、功和机械能选择题1.下列实例中,有力对物体做功的是A.跳水运动员从跳台跳下B.小球在光滑水平面上滚动C.背着书包在水平路面上前进D.举重运动员举起杠铃停在空中【答案】A【解析】【分析】做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离,二者缺一不可,据此分析判断.【详解】A.跳水运动员从跳台跳下,受重力的作用,并且在重力的方向移动了距离,重力对人做功,故A符合题意.B.小球在光滑水平面上滚动,依靠的是小球的惯性,小球水平方向上虽然移动了距离,但是水平方向上没有力的作用,没有力做功,故B不符合题意.C.背着书包在水平路面上前进,人给书包一个向上的力,书包向上没有移动距离,该力对书包没有做功,故C不符合题意.D.举重运动员举起杠铃停在空中,有力作用在物体上,但是没有移动距离,该力对杠铃没有做功,故D不符合题意.故选A.2.如图,小聪用力将水平地面上的箱子拉走了;小明用力推箱子,但没有推动.下面关于做功的分析,正确的是A.小明、小聪都没有对箱子做功B.小明对箱子做了功,小聪对箱子没有做功C.小聪对箱子做了功,小明对箱子没有做功D.小聪在拉箱子的过程中,箱子的重力做了功,小明在推箱子时,箱子的重力没有做功【答案】C【解析】【详解】根据做功的两个要素分析解答:(1)小明用力推箱子,但箱子没有运动,只有力的作用,没有在力的方向上通过距离,所以他对箱子没有做功;(2)小聪用力将箱子拉走了,在力的方向上通过了距离,因此她对箱子做了功,故AB错误,C正确;(3)重力的方向是竖直向下的,箱子无论沿水平方向是否运动,箱子的重力都没有做功,故D错误.故选C.【点睛】重点是做功的判断,要根据做功的两个要素进行判断,一要有力作用在物体上,二是物体在力的方向上通过一段距离,当力与物体运动方向垂直时,此力不做功.3.班里组织一次“比一比上楼时的功率”活动,从一楼登上五楼,比谁的功率最大。
(物理)初中必备物理功和机械能技巧全解及练习题(含答案)及解析
(物理)初中必备物理功和机械能技巧全解及练习题(含答案)及解析一、功和机械能选择题1.如图所示,分析小球从A点自由摆动到C点的过程,不考虑空气阻力,以下说法正确的是()A.小球从A点自由摆动到B点的过程中,动能转化为重力势能B.小球摆动到最低点B时,动能为零C.小球摆动到最高点C时,重力势能最小D.小球在整个过程中的机械能守恒【答案】D【解析】试题分析:小球从A点自由摆动到B点的过程中,速度增大,高度减小,所以动能增大,重力势能减小,重力势能转化为动能,故A错;小球摆动到最低点B时,速度最大,动能最大,故B错;小球摆动到最高点C时,重力势能与在A点时相同都为零,故C错;由于不计空气阻力,只有重力做功,故机械能是守恒的,D正确;应选D.【考点定位】机械能转化和守恒2.如图是一个光滑的轨道.某小球从轨道的O点出发,由静止开始下滑,小球始终没有离开轨道,你认为小球最远可以运动到A.a点B.b点C.c点D.d点【答案】C【解析】【详解】本实验中,由于轨道是光滑的,没有摩擦力,所以小球的机械能守恒。
故小球从O点由静止释放,始终没有离开轨道,最远可以滚到与O点等高的c点,故选C。
3.跳远运动的几个阶段(不计空气阻力)如图所示,关于运动员的下列说法正确的是()A .在助跑阶段动能不变B .在起跳时动能最大C .在最高点时势能最小D .落地时势能最大【答案】B【解析】A. 助跑阶段,运动员的质量不变,速度逐渐增大,因此动能增大;运动员的高度不变,因此重力势能不变。
机械能等于动能和势能的和,动能增大,重力势能不变,因此机械能增大,故A 错误。
B. 起跳时,运动员的速度达到最大值,动能达到最大值,故B 正确。
C. 最高点时,高度达到最大值,因此重力势能也达到最大值,故C 错误。
D. 落地时势能最小,故D 错误。
点睛:动能与物体的质量和速度有关,质量越大,速度越大,物体的动能也就越大;重力势能与物体的质量和高度有关,质量越大,高度越大,物体的重力势能越大。
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第六章功与机械能第一单元功和功率·动能定理●教学建议1.备考目标(1(2)能力目标①通过功的计算及功的概念的辨析,培养理解能力.②通过机车起动问题的分析,培养推理能力及用数学知识解决物理问题的能力.③通过利用动能定理解题的训练,培养用能量观点处理问题的能力.④通过功、功率及动能定理求解力学综合问题,培养分析综合能力及对全过程进行整体分析的能力.2.总体思路与教学建议(1)本单元的核心是功的概念,在总体设计上自始至终围绕功的概念的理解,功的计算等问题进行深入剖析.动能定理提示了合外力做功(或外力做功的代数和)与物体动能变化之间的关系,体现了一种过程量和状态量之间的关系,它尽管是由牛顿定律导出,但其适用范围更广,解题更简捷方便,在高考中常做为重点考查.因此,本单元大多求解的题目是针对动能定理的应用设计的.(2)功率以及机车的两种方式起动问题,虽不是本章主干知识,但在实际问题中必涉及功率,因此教师不能掉以轻心,应作为一个重点的概念让学生深入体会.机车的起动问题涉及动力学的动态分析,对训练学生加深对运动和力关系的认识和理解很有帮助,应让学生掌握.●问题磁场使用指导一、使用指导本栏目针对“功”这一概念的理解,动能定理的导出及应用动能定理求变力做功,功率问题,提出了3个方面的问题.“问题1”中的第④、⑤、⑦、⑧是学生不易理解的问题,教师应结合具体实例重点帮助学生分析说明.“问题2”,一般学生在复习时不太注意,教师应布置学生阅读教材,自己建立模型予以推导,并体会动能定理的实质和研究对象、适用范围等.“问题3”中的问题也是学生在解题中常常混淆的问题,如常把发动机的功率(额定功率或实际功率)当作合外力的功率,把额定功率当作实际功率来处理问题等,教师应及时帮助学生澄清模糊认识,正确理解其含义.二、答案要点【答案要点】 ①力和力的方向上发生的位移 ②力是恒力 ③标量 ④正功是动力对物体做功,表示有能量传输给物体;负功是阻力对物体做功,表示物体把能量传输给外界 ⑤无关 ⑥不是 ⑦不是 ⑧不是2.不仅恒力能对物体做功,更多的情况是变力做功,如何求变力做功?请你解答下面的题目后说出一种方法.(1)试在下列简化情况下从牛顿定律出发,导出动能定理的表达式:物体为质点,作用力是恒力,运动轨迹为直线.要求写出每个符号以及所得结果中每项的意义.(2)如图6—1—1所示,一弹簧振子,物块的质量为m ,它与水平桌面间的动摩擦因素为μ.起初用手按住物块,物块的速度为零,弹簧的伸长量为x .然后放手,当弹簧的长度回到原长时,物块速度为v 0.试用动能定理求此过程中弹力所做的功.图6—1—1【答案要点】 (1)设物体的质量为m ,初速度为v 1,在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移s ,速度增加到v 2,在这一过程中,力F 所做的功W =Fs .根据牛顿第二定律有F =ma ,根据匀加速运动的公式v 22-v 12=2as ,有s =av v 22122- 由此可得W =Fs =ma av v 22122-, 即W =21mv 22-21mv 12 式中W 是恒力F 做的功,21mv 22为末动能,21mv 12为初动能.可见,合外力所做的功等于物体动能的增量.(2)物块由弹簧伸长量为x 滑至弹簧恢复原长的过程中,弹力随伸长量的变化而变化是一变力,其功无法用公式法W =Fs cos θ正面求解,而用动能定理则较为简单,由W 弹-μmgx = 21mv 02-0,可直接得出W 弹=21mv 02+μmgx 的结论. 3.在生产实践中,不仅要知道机械做了多少功,而且要知道它做功的快慢.做功的快慢用功率表示.请回答:(1)动力机械的功率是指哪个力的功率?(2)动力机械的额定功率的含义是什么?(3)额定功率与实际功率有何不同?(4)以额定功率起动的机车,在起动过程中做什么样的运动?它的最大行驶速度取决于哪些因素?【答案要点】 (1)牵引力(2)发动机正常工作时的最大功率(3)实际功率小于或等于额定功率(4)加速度越来越小的加速运动;额定功率的大小和所受阻力的大小(v m =f F P ).●案例探究使用指导一、使用指导本栏目以功、功率、机车起动问题、动能定理等概念和规律的理解为重点设置了6个案例.“案例1”突出了如何理解和计算功;“案例2”侧重于如何根据运动状态的变化,判断功的正负以及是否做功;“案例3”突出了用动能定理求变力的功;“案例4”突出了构建物理模型求解平均功率问题;“案例5”侧重于全程应用动能定理,体现动能定理解题的优越性;“案例6”是机车起动问题的分析,其中涉及W牵=Pt以及动能定理的应用.教师在指导学生解题时,应提醒学生注意分析物理过程,突出方法应用.二、案例探究[案例1]质量为m的物块始终固定在倾角为θ的斜面上(如图6—1—2),下列说法中正确的是图6—1—2A.若斜面向右匀速移动距离s,斜面对物块没有做功B.若斜面向上匀速移动距离s,斜面对物块做功mgsC.若斜面向左以加速度a移动距离s,斜面对物块做功masD.若斜面向下以加速度a移动距离s,斜面对物块做功m(g+a)s【解题思路】要明确斜面对物块做的功是指斜面对物块的作用力的功.若斜面和物块匀速运动,则斜面对物块的作用力必与重力大小相等、方向相反.因此,若斜面匀速向右运动时,力与位移垂直不做功;匀速向上移动s,斜面对物块做功为mgs.若斜面向左以加速度a运动时,斜面对物块作用力与重力的合力为ma,方向水平向左,因此该合力做功为mas,但重力不做功,故斜面对物块做功为mas.若斜面向下以加速度a运动时,物体受合外力大小为ma,方向竖直向下,故合力做功为mas,又因重力做功为mgs,故斜面做功W=mas-mgs=m(a-g)s.[或据牛顿第二定律求出斜面对物块的作用力F,∵mg-F=ma∴F=m(g-a),W=-Fs=m(a-g)s].【正确答案】ABC【评点与探究】(1)功的计算要明确是什么力在哪段位移过程中的功,功的大小只取决于该力和力方向上的位移,与其他因素无关.(2)一个物体对另一个物体做功是指一个物体对另一个物体的作用力(可能是几个力的合力)做的功.[案例2]一物体在滑动摩擦力作用下,正在水平面上做匀减速直线运动,从某时刻起,对物体再施加一水平恒力F,那么,在此后的一段时间内A.如果物体改做匀速运动,力F一定对物体做正功B.如果物体改做匀加速运动,力F一定对物体做正功C.如果物体改做匀减速运动,力F一定对物体做负功D.如果物体改做曲线运动,力F可能对物体不做功【解题思路】物体受滑动摩擦力而减速,若改为匀速或加速运动,施加的恒力一定与物体运动方向相同,A、B正确.如果物体仍做减速运动,F有可能与物体运动方向相同,但也可能是F小于滑动摩擦力,使物体仍减速运动,则F可能做正功,C错.如果物体改做曲线运动,恒力F不可能时刻与运动方向垂直,F一定对物体做功,D错.【正确答案】 AB【评点与探究】 C 、D 选项具有一定的迷惑性.C 选项中物体仍做匀减速运动,物体受的合力一定与速度反向,但并未说明加速度的值变大了还是变小了,不能判定F 的方向与速度是反向还是同向.D 选项中,易让人联想到圆周运动的向心力不做功而错选.但向心力的方向时刻改变,不可能是恒力,此恒力一定对物体做了功.[案例3]一质量为m 的小球,用长为L 的轻绳悬挂于O 点.小球在水平拉力F 作用下,从平衡位置P 点很缓慢地移动到Q 点,如图6—1—3,则力F 所做的功为图6—1—3A.mgL cos θB.mgL (1-cos θ)C.FL cos θD.FL θ【解题思路】 “对缓慢地移动”的理解要抓住两层意思;其一:物体的动能不发生变化,且总趋近于零;其二,物体的每一个状态都是平衡状态,因此不同位置力F 不同,则F 为变力.求F 的功,由于F 为变力,所以不能直接用W =Fs cos α计算.但根据动能定理也可研究力的功.对球从P 到Q 的过程,有重力做功,且重力做负功.重力为恒力,恒力的功可直接用W =Fs cos α,所以W G =mgL (1-cos θ);还有F 做功,且F 做正功,用W F 表示.物体的动能没发生变化,由动能定理W =ΔE k 有W F -mgL (1-cos θ)=0,则W F =mgL (1-cos θ).【正确答案】 B【评点与探究】 (1)本题属求解变力做功问题.把握题目的隐含条件,区分F 是恒力还是变力是解决该题的关键.(2)若将该题改为“在水平恒力F 作用下由P 点移动到Q 点,求力F 做的功是多少”?你应如何求解?(答案:FL sin θ)(3)若改为F 大小不变,方向始终沿小球运动的轨迹(圆弧)的切线方向呢?(答案:FL θ)[案例4]跳绳是一种健身运动.设某运动员的质量是50 kg ,他在1 min 内跳绳180次.假定在每次跳跃中,脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的52,则运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是__________ W ?(g 取10 m/s 2)【解题思路】 由于跳绳呈周期性运动,因此我们只需分析一个周期内的情况,找出在一个周期内运动员克服重力做了多少功,即可求解.跳跃的周期T =18060 s=31 s 每个周期内运动员在空中运动的时间t 1=53T =51 s 运动员在空中可视为做竖直上抛运动,则起跳的初速度v 0=g ·21t =21×10×51 m/s=1 m/s 每次跳跃时运动员上升的最大高度h =g v 220=201 m 所以每次跳跃时,运动员克服重力做的功为W =mgh =50×10×201 J=25 J 故克服重力做功的平均功率为3125==tW P W=75 W 【正确答案】 75【评点与探究】 对较复杂的现象和问题进行定性或半定量的分析和合理的估算,从而对事物具有粗略的、总体的把握和认识,是一种很重要的科学素养.估算不仅是一个计算问题,而且还是一个物理问题,要先从物理上寻找估算的依据,除去次要因素,突出主要因素,构建出一个简化了的物理模型(如本题将运动员在空中的运动视为竖直上抛运动),然后选用合适的物理规律解题.[案例5]人从一定高度落地容易造成骨折.一般人胫骨的极限抗压强度约为1.5× 108 N/m 2,胫骨最小横截面积大多为3.2 cm 2.假若一质量为50 kg 的人从某一高度直膝双足落地,落地时其重心又下降约1 cm.试计算一下这个高度超过多少时,就会导致胫骨骨折.(g 取10 m/s 2)【解题思路】 由题意胫骨最小处所受冲击力超过F =δ·S =1.5×108×2×3.2× 10-4 N=9.6×104 N 时会造成骨折.设下落安全高度为h 1,触地时重心又下降高度为h 2,落地者质量为m ,落地速度为v ,与地碰撞时间为Δt由动能定理:mg (h 1+h 2)-Fh 2=0所以h 1=m gF h 2-h 2 代入数据得h 1=1050106.94⨯⨯×0.01 m-0.01 m=1.91 m 【正确答案】 1.91 m【评点与探究】 应用动能定理解题时,要选取一个过程,确定两个状态,即初状态和末状态,以及与过程对应的所有外力的代数和.由于动能定理中所涉及的功和动能是标量,无需考虑方向.因此,无论物体是沿直线还是曲线运动,无论是单一运动过程还是复杂的运动过程,都可以求解.[案例6]质量为m 的汽车,沿平直公路加速行驶,当汽车的速度为v 1时,汽车立即以不变的功率P 继续行驶,经过距离s ,速度达到最大值v 2,设汽车行驶过程中受到的阻力始终不变,求汽车的速度从v 1增至v 2的过程中,牵引力所做的功以及所经历的时间.【解题思路】 汽车是以恒定的功率从v 1增至v 2,在此过程中汽车的牵引力一直在减小,可见牵引力做功不能根据做功公式直接求出,所经历的时间也不能根据牛顿运动定律得到,均需从动能定理入手,结合公式P =Fv 得出结果.【规范解答】设汽车行驶过程中受到的阻力大小为F f ,则有P =Fv 2=F f v 2① 由动能定理,得W 牵-F f s =21mv 22-21mv 12②由①、②式得W 牵=21mv 22-21mv 12+2v Ps ③由于汽车是以恒定的功率P 行驶,所以有W 牵=Pt④解③、④式,得 t =2212222v s P mv P mv +- ⑤③式、⑤式即为所求.【评点与探究】 本题考查了以恒定功率行驶的汽车做功的计算.该类问题一般涉及两种情况:一是以额定功率起动的汽车运动问题,再是以恒定牵引力起动的汽车运动问题.这两类问题均需通过受力分析,运用牛顿第二定律分析求解.●知识归纳使用指导本栏目内容体现了本单元的知识要点,并在教材基础上,对恒力做功的计算,平均功率、即时功率、额定功率、实际功率的概念,机车起动的两种方式的分析以及动能定理的实质等问题作了进一步的拓展.这部分内容是求解相关物理问题的基础,需要深刻理解.1.功的公式W =Fs cos α中,s 为质点的位移,α是力与位移间的夹角,不论质点做直线还是曲线运动,恒力对质点做功都可以用上式计算.计算时,经常用二种不同的处理方法:一是先求出位移在力的方向上的分量s 1=s cos α,再求功W =Fs ;二是先求出力在位移方向上的分量F 1=F cos α,再求功W =F 1s .2.功率反映做功的快慢.定义式为P =t W .平均功率可用P =tW 或P =F v cos α(式中v 为平均速度)表示.瞬时功率是时间趋于无限小时平均功率的极限值,计算式P =Fv cos α,式中α是力F 与瞬时速度v 的夹角,此式对恒力、变力做功情况都适用.功率问题常跟一些实际问题,比如发动机、心脏搏动等有关.额定功率是机械正常工作时输出的最大功率.机械在额定功率下工作,F 与v 是互相制约的.实际功率P 实=Fv ,式中力F 和速度v 都是同一时刻的瞬时值.实际功率应小于或等于额定功率.3.机车起动的两种方式(1)机车以恒定功率起动的情况:(2)机车以匀加速起动到获得最大速度的情况(设阻力恒定):4.动能和动能定理(1)动能的表达式:E k =21mv 2.动能是标量.动能是状态量,具有瞬时性,与平均速度对应的21mv 2是无意义的. (2)动能定理:动能定理公式W =ΔE k =21mv 22-21mv 12,式中的“W ”表示合外力做的功,也可以是各外力做功的代数和.它既可以是几个力同时做的功的代数和,也可以是各外力在不同时间内做的功的积累;既可以是恒力做的功,也可以是变力做的功.动能定理揭示了外力对物体做的总功与物体动能变化之间的关系.物体动能的变化由合外力的功来度量.合外力做正功,物体动能增加;合外力做负功,物体动能减少.●思维拓展使用指导本栏目就如何理解功的概念,动能定理可求解哪些问题,以及如何求变力做功问题进行了归纳整理.教师在指导学生复习时,可结合相关的案例给予说明;布置相关的习题,让学生体会概念、运用方法、拓宽思路、提高思维能力和解题能力.1.对“功”的理解(1)功是过程量:功是表示力对空间的积累作用的物理量,说到功,必须明确是哪个力对哪个物体、在哪一个过程中做的功.(2)功是标量:功的正、负含义不表示功的大小,只表示力对物体做功的性质或力对物体做功引起的物体能量变化的情况.(3)功是相对量:由于位移大小s 与参考系选择有关,因而功的大小也与参考系选择有关,通常选地面为参考系,s 是相对于地面的位移.(4)功的大小只取决于力和力的方向上的位移,与其他因素无关.2.动能定理的应用动能定理是从功和能的定义出发,直接由牛顿定律导出的.应用动能定理来求解某些物理问题往往比应用牛顿定律简便得多.比如,只要算出物体在运动过程中各外力对物体做的功的代数和,就可以从物体的初始(或终末)状态,确定它们的最终(或初始)状态,而不需要分析物体在整个运动过程中的运动情况;或只要知道物体的初始动能和终末动能,就可以计算合力对物体所做的功.对于一些物体受的力不是恒力,运动轨迹不是直线,运动过程较为复杂的题目,用动能定理解答往往比较方便.3.变力做功的求法对于变力做功一般不能依定义式W=Fs cosα直接求解,但可依物理规律通过技巧的转化间接求解.(1)平均力法:如果参与做功的变力方向不变,而大小随位移线性变化,则可求出平均力等效代入公式W=F s cosα求解.(2)图象法:如果参与做功的变力方向与位移方向始终一致而大小随时间变化,我们可作出该力随位移变化的图象.如图6—1—4,那么图线下方所围成的面积,即为变力做的功.图6—1—4(3)动能定理法:在某些问题中,由于力F大小或方向的变化,导致无法直接由W=Fs cosα求变力F做功的值.此时,我们可由其做功的结果——动能的变化来求变力F的功:W=ΔE k.(4)功能关系法:能是物体做功的本领,功是能量转化的量度.由此,对于大小、方向都随时变化的变力F 所做的功,可以通过对物理过程的分析,从能量转化多少的角度来求解.●备考创新训练解析一、设置意图本栏目以对概念、规律的理解和体现能力考查为目标,分三大块单独命题.(一)双基过关类题目突出了对功、功率概念、动能定理内涵的理解的考查及基本解题方法的考查.(二)能力提高类题目突出了动能定理的灵活运用及抽象思维能力的考查.11题、12题突出了整体运用动能定理的观点,10题突出了动能定理与图象的综合.(三)应用创新类题目突出了功、功率、动能定理在日常生活中的应用,考查学以致用,联系实际的能力.复习中要通过做题训练基本的解题方法,体会用动能定理解题的优越性.二、参考解答(一)双基过关类1.以恒力推物体使它在粗糙水平面上移动一段距离,力所做的功为W1,平均功率为P1,在末位置瞬时功率为P1′; 以相同的恒力推该物体使它在光滑水平面移动相同的距离,力所做的功为W2,平均功率为P2,在末位置的瞬时功率为P2′,则下列结论中正确的是A.W1>W2B.W1=W2C.P 1=P 2D.P 1′>P 2′ 【命题意图】 本题考查功和功率的计算,平均功率公式及瞬时功率公式的应用.【解题思路】 本题是恒力对物体做功问题,由于移动相同的距离,由W =Fs ,知W 1=W 2;在粗糙水平面上运动时的加速度小于在光滑水平面上运动时的加速度,故运动时间前者比后者长,末速度前者比后者小,由P =tW 及瞬时功率公式P =Fv cos α知P 1<P 2,P 1′<P 2′ 【正确答案】 B2.在图6—1—5中,A 、B 两物体叠放在一起,A 被不可伸长的水平细绳系于左墙上,B 在拉力F 作用下向右匀速运动,在此过程中,A 、B 间的摩擦力的做功情况是图6—1—5A.对A 、B 都做负功B.对A 不做功,对B 做负功C.对A 做正功,对B 做负功D.对A 、B 都不做功【命题意图】 根据力的方向进而判断其做功情况.【解题思路】 A 、B 受到的滑动摩擦力分别与F 相同和相反,但A 的位移为零,故知摩擦力对A 不做功,对B 做负功.【正确答案】 B3.水平地面上放一个重4 N 的足球,一个小孩用10 N 的力踢球,使球向前运动2 m ,关于小孩对球做功的下列说法中正确的是A.小孩对球做功20 JB.小孩对球做功8 JC.小孩对球做功28 JD.题中条件不足,无法算出小孩对球做功多少【命题意图】 本题考查对瞬时作用力做功的理解.【解题思路】 小孩对球做的功可用动能定理求出,但因未知小球获得的速度(不知球与地面间的动摩擦因数,因而也求不出初速度),故条件不足,无法计算.【正确答案】 D4.如图6—1—6所示,质量为m 的物体P 放在光滑的倾角为θ的直角劈上,同时用力F 向右推劈,使P 与劈保持相对静止,当前进的水平位移为s 时,劈对P 做的功为图6—1—6 A.FsB.mg sin θ·s /2C.mg cos θ·sD.mg tan θ·s【命题意图】 利用牛顿定律求作用力,利用功的公式计算功的大小.【解题思路】 由于P 与劈保持相对静止,故P 必做匀加速运动,如图所示.可知F N =cos mg ,故此过程中劈对P 做的功即弹力F N 做的功W =F N ·s ·sin θ=mg tan θ·s .【正确答案】 D5.如图6—1—7所示,质量为m 的物体,由h 高处无初速滑下,至平面上A 点静止,不考虑B 点处能量转化,若施加平行路径的外力使物体由A 点沿原路径返回C 点,则外力至少做功为图6—1—7A.mgB.2mghC.3mghD.无法计算【命题意图】 利用动能定理求变力的功.【解题思路】 设物体由C 至A 过程中摩擦力对m 做的功为W f ,由动能定理得:mgh -W f =0.由A 返回C 的过程中,W -W f -mgh =0.故有:W =W f +mgh =2mgh【正确答案】 B6.在距地面10 m 高处,一人以50 m/s 的速度水平抛出一个质量为4 kg 的物体,物体落地时速度大小仍然是50 m/s ,则人抛出物体的过程中对物体所做的功为__________,飞行过程中的物体克服空气阻力所做的功为__________.(g 取10 m/s 2)【命题意图】 动能定理的应用,注重对物理过程分析能力的考查.【解题思路】 设抛出过程人对物体做功为W 1,由动能定理:W 1=21mv 02=21×4×502 J=5×103 J.由抛出到落地的过程中,由动能定理mgh -W f =0.知克服阻力做的功的大小W f =mgh =4×10×10 J=400 J.【正确答案】 5×103 J ;4×102 J7.质量为2×103 kg 的汽车,发动机输出功率为30×103 W ,在水平公路上能达到的最大速度为15 m/s ,当汽车的速度为10 m/s 时,其加速度为__________m/s 2.【命题意图】 用功率公式P =Fv 分析机车运动过程,注重考查物理过程的分析能力.【解题思路】 汽车达到最大速度时,牵引力等于阻力,再求出速度为10 m/s 时的牵引力就可以求出加速度.设汽车受到的阻力为F μ,则P =F μ·v m故F μ=mv P =1510303⨯ N=2×103 N 当速度为10 m/s 时,汽车的牵引力F =v P = 1010303⨯ N=3×103 N 加速度a =333102102103⨯⨯-⨯=-m F F μm/s 2 =0.5 m/s 2【正确答案】 0.5(二)能力提高类8.竖直上抛一球,球又落回原处,已知空气阻力的大小正比于球的速度①上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功②上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功③上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率④上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率以上叙述正确的是A.①③B.②④C.②③D.①④【命题意图】 本题不仅考查功、功率知识的理解,更重要的是考查解题的处理方法和创新思维能力.【解题思路】 小球上升和下降的位移大小相等,上升过程克服重力做功和下降过程重力做功均为mgh .上升过程合外力为mg +F f ,下降过程中是mg -F f ,上升过程中的加速度a 1大于下降过程中的加速度a 2,在位移大小相等的情况下,上升时间t 1比下降时间t 2小,因此上升过程中克服重力做功的平均功率P 1=1t m gh 大于下隆过程中重力做功的平均功率P 2=2t m gh .本题也可以运用能量关系来解,考虑空气阻力,小球落到原速度v 2小于抛出时速度v 1,可用类比方法得出t 1<t 2,推出P 1>P 2的结论.【正确答案】 C9.如图6—1—8所示,质量为M 的木块放在光滑的水平面上,质量为m 的子弹以速度v 0沿水平方向射中木块,并最终留在木块中与木块一起以速度v 运动.已知当子弹相对木块静止时,木块前进距离L ,子弹进入木块的深度为s ,若木块对子弹的阻力F 视为恒定,则下列关系式中正确的是图6—1—8①FL =21Mv 2 ②Fs =21mv 2 ③Fs =21mv 02-21v 2 ④F (L +s )= 21mv 02-21mv 2 A.①②③ B.①③④ C.②③④D.①②③④ 【命题意图】 动能定理的应用,注重培养物理过程的分析能力.【解题思路】 根据动能定理,对子弹:-F (L +s )= 21mv 2-21mv 02知选项④正确;对木块:FL =21Mv 2,故①正确.由以上二式整理可得Fs =21mv 02-21(M +m )v 2,③正确. 【正确答案】 B10.水平面上的甲、乙两物体,在某时刻动能相同,它们仅在摩擦力作用下逐渐停下来,图6—1—9中,a 、b 分别表示甲、乙的动能E 和位移s 的图象,下列说法正确的是图6—1—9①若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同,则甲的质量一定比乙大②若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同,则甲的质量一定比乙小③若甲和乙的质量相等,则甲和地面的动摩擦因数一定比乙大④若甲和乙的质量相等,则甲和地面的动摩擦因数一定比乙小A.①③B.②④C.②③D.①④【命题意图】 本题考查动能定理的应用和物理图象的识别能力.【解题思路】 由动能定理可得μmgs =E ,可见,图线的斜率的大小表示μmg .【正确答案】 A11.质量为5×103 kg 的汽车,由静止开始沿平直公路行驶,当速度达到一定值后,关闭发动机滑行,速度图象如图6—1—10所示,则在汽车行驶的整个过程中,发动机做功为__________;汽车克服摩擦力做功为__________.图6—1—10。