专项5--功和机械能.doc

专项5--功和机械能

专项五　功和机械能

考点一 功
1．力学里所说的功包含两个必要因素：一是作用在物体上的____，另一个是物体在____________上移动的__________。
2．在物理学中，把_____与在_______方向上移动的________的乘积叫做功，公式：W＝_______，单位：_______。
3．功的原理：使用机械时人们所做的功都__________不用机械时所做的功，即使用任何机械都________。
考点二 功　率
4．物体在____________内做的功，叫做功率，它是表示物体做功__________的物理量，公式：P＝________，单位：_________。
5．P＝ ＝______，由该公式可知，在功率P一定时，力F与速度v成反比。
考点三　　机械效率
6．__________与________的比值叫做机械效率，公式：η＝_______。有用功总是小于总功，所以机械效率总_________，通常用____________表示。
7．机械效率的计算：
用滑轮组提升物体时：
η＝＝＝＝_________。
影响滑轮组机械效率的因素(不考虑绳重和摩擦)：同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越高；提升同一物体，动滑轮越重，机械效率越____。
滑轮组水平拉动物体时：η＝＝＝＝_________
考点四　　机械能
8．物体_______对外做功，表示这个物体具有能量。一个物体能够做功，并不一定正在做功。挂在树上的苹果，没有做功，但只要掉下来就能做功，所以它具有能。
9．物体由于______而具有的能叫动能。物体的动能与________和_________有关。质量相同，速度越大，动能________；速度相同，质量越大，动能_________。
10．物体由于_________而具有的能叫重力势能。重力势能的大小与__________和____________有关，质量相同，高度越大，重力势能_______；高度相同，质量越大，重力势能_________。
11．物体由于发生了____________而具有的能叫弹性势能，物体发生_____________________越大，弹性势能越大。重力势能和弹性势能统称为____________。
考点五 机械能及其转化
12．________和_______统称为机械能，动能和势能可以相互转化，在只有_________和________相互转化时，机械能的总量______。
13．能量既不会消灭， 也不会创生，它只会从一种形式________为另一种形式，或者从一个物体________到另一个物体，而在_________和_________过程中，能量的总量___________，这就是能量守恒定律。

例1 （2011·义乌）掷实心球是我市初中生体育测试项目之一。某同学将质量为2千克的实心球从地上拿起，用双手举高2米后用力抛出，球恰好落在9分线上。在举高过程中该同学克服实心球的重力做功________焦(g取10牛/千克)。
变式训练1 一足球运动员用100 N的力踢一个重为5 N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了30 m，在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为( )
A．3 000 J　 　　　　　B．500 J　 　
C．150 J　 　 D．0 J
例2 （2011·杭州）如图所示，小王用两个相同的滑轮组(摩擦不计)，分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中G1＞G2，则所用的拉力F1________F2(填“＞”“＜”或“＝”)，其机械效率η1________η2。(填“＞”“＜”或“＝”)

变式训练2 利用右图所示装置将重为100 N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5 m，高是2 m，拉力为F＝50 N，则该装置的机械效率是( )
A．40%　　　B．50%　　　C．80%　　　D．100%

例3 （2011·绍兴）如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上，压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器(压力不超过最大值)，压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一电路。压力传感器不受力时电流表示数是I0。t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。整个过程中，不计能量损失，电流表示数I随时间t变化的图像如图乙所示，则(　　)
A．t1时刻，小球动能最小
B．t2时刻，弹簧的弹性势能最小
C．t2～t3这段时间内，弹簧的弹性势能先增加后减少
D．t2～t3这段时间内，小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能

变式训练3 如图所示，“套圈”出手后，从a点到c点过程中(不计空气阻力)，下列说法正确的是( )
A．“套圈”由a到b的过程中，动能逐渐增大
B．“套圈”在b点的机械能大于a点的机械能
C．“套圈”在b到c过程中，机械能逐渐变小
D．“套圈”由a到b再到c过程中，重力势能先变大后变小

例4．（2011·天津）滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，他的（ ）
A、重力势能增加，动能增加 B、重力势能减少，动能减少
C、重力势能增加，动能减少 D、重力势能减少，动能增加

例5．（2011·沈阳）举重是我国的优势体育项目。一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间把同样重的杠钤举起，如果他们对杠钤所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式正确的是 ( )
A．W1=W2 P 1=P2 B．W1> W2 P 1>P2
C．W1> W2 P 1=P2 D．W1< W2 P 1<P2
例6．（2011·广西）在如图的四种情境中，人对物体做功的是（ 　）

A．提着水桶在水平地面上匀速前进 B．扛着米袋慢慢爬上楼梯
C．用力推汽车，汽车没动 D．举着杠铃原地不动
例7. （2010·深圳)．一壶水加热至沸腾，并顶起壶盖，下列说法正确的是 ( )
A 壶盖被顶起，水蒸气对壶盖做功，内能转化为机械能
B 壶嘴冒出的“白气”是水蒸气
C 壶嘴冒出的“白气”，是水的蒸发现象
D 旁边玻璃上布满了水珠是水蒸气的凝华现象
例8. （2011·深圳)．图8是研究滚摆运动的实验，在滚摆向上运动的过程中，若不计阻力，下列说法中正确的是( )
A．动能转化为重力势能，机械能不变 B．动能转化为重力势能，机械能增加
C．重力势能转化为动能，机械能不变 D．重力势能转化为动能，机械能减少

(时间：50分钟 分值：100分）
一、选择题(每小题4分，共44分)
1．(2011·株洲)用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体，两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离s的关系图像如图所示，由图可知，甲、乙两个力的大小关系是(　　)
A．F甲>F乙 B．F甲<F乙
C．F甲＝F乙 D．条件不足，无法判断
2．(2011·广州)跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员(　　)
A．助跑阶段机械能不变
B．起跳时机械能为零
C．经过最高点时动能最大
D．经过最高点时重力势能最大
3．(2011·桂林)如图是小明在体育考试中测试“引体向上”时的示意图。关于“引体向上”，下列说法中正确的是(　　)
A．身体悬挂不动时，势能为零
B．身体上升时，重力做功，势能减少
C．身体下降时，重力做功，势能增加
D．身体上升时，克服重力做功，势能增加
4．(2011·广安)在一次参观中，外地游客丁先生从渠江公园乘电梯到思源广场，在电梯匀速上升的过程中，丁先生的(　　)
A．重力势能不断增大 B．动能不断增大
C．机械能保持不变 D．动能转化为重力势能
5． (2012中考预测题)如右图所示，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，在c处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到d处停下。下面的一些判断正确的是(　　)
A．从a到b，小球的势能不变，动能增大
B．从b到c，小球的势能增大，动能增大
C．到达c处，小球的势能最小，动能最大
D．到达d处，小球的动能为零，小木块的动能最大
6．(2012中考预测题)下列简单机械中，能省功的是(　　)
A．扳手 B．天平
C．理发剪刀 D．以上三个均不省功
7．(2011·威海)图中是一个两面光滑的斜面，∠β大于∠α，同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点，所需拉力分别为FA、FB，所做功分别为WA、WB，则(　　)
A．FA＝FB　WA＝WB
B．FA<FB　 WA＝WB
C．FA<FB　 WA<WB
D．FA>FB 　WA>WB
8．(2011·重庆)如图所示，用拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是(　　)
A．对物体做的功是额外功
B．拉力F做的功是有用功
C．拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍
D．增加物体重力可以增加滑轮组的机械效率
9．(2012中考预测题)载人飞船完成各项任务后，在返回的过程中，返回舱进入大气层将通过一段黑障区，这一段时间飞船将“烧成”一个大火球，如图所示，而飞船内的宇航员和设备则安然无恙。下列说法正确的是(　　)
A．飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦内能转化为机械能
B．飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦机械能转化为内能
C．飞船“燃烧”是航天员为了消除太空细菌采取的高温消毒措施
D．飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，从而放出了大量的热保护了飞船
10．(2011·北京) 小阳打排球，排球离开手后向上运动到一定高度又落回地面。不计空气阻力。关于排球离开手后的运动过程，下列说法中不正确的是(　　)
A．排球在上升过程中，小阳对排球做功
B．排球在下落过程中，排球的重力势能变小
C．排球在上升过程中，排球受到的力的方向竖直向下
D．排球在下降过程中，排球所受的重力做功越来越快
11．(2012中考预测题)将一支有弹力后盖的圆珠笔按在桌面上，松开手，发现圆珠笔将竖直向上跳起。下列是圆珠笔从松手到上升至最高点的过程中有关能量转化的分析，正确的是(　　)
A．动能→重力势能→弹性势能 B．内能→动能→重力势能
C．弹性势能→动能→重力势能 D．动能→重力势能→内能
二、填空题(每空3分，共30分)
12．(2011·嘉兴)请分析以下两个有关能量的问题。
(1)“强弩之末势不能穿鲁缟者也”。强弩之末不能穿透薄薄的丝绸，说明物体的动能大小与它的________有关。
(2)旋转图中的吸管后，将可乐罐放在桌面上，罐就会运动起来，这是因为罐中的橡皮筋积蓄了____________能。
13．(2011·衢州)2010年10月1日，“嫦娥二号”由长征三号丙运载火箭发射升空。火箭在加速上升过程中，燃料燃烧时把化学能转化为________能，使火箭的机械能增大；火箭利用向后喷出气流而使自身受力前进。这是运用了力的作用是________的原理。

14．(2012中考预测题)如图，长为3米的匀质平板的中点能绕固定的支点转动，平板与水平地面的夹角为30°，在板上站两个小孩。已知20千克的甲小孩位于板的中点，30千克的乙小孩位于板的左端。现两个小孩均以0.1米/秒的速度同时向右慢慢移动，________秒时间后平板开始转动；乙同学在这一过程中克服自身重力做功的功率为________瓦。(g＝10牛/千克)
15．(2011·宁波)2011年5月15日，在国际田联钻石联赛上海站男子110 m栏比赛中，刘翔首次采用七步上栏技术，并以13.07 s获得冠军，创造了该项目今年世界最好成绩！
(1)在这次比赛中，刘翔跑完110 m的平均速度是________ m/s；(保留两位小数)
(2)若体重为87 kg的刘翔在跨栏时重心上升了0.32 m，则他每跨过一个栏需要克服重力做功________ J。(g取10 N/kg)
16．(2012中考预测题)洒水车在工作时做匀速直线运动。一辆洒水车从街道的一头工作到街的另一头，它的动能将__________，车轮所受路面的摩擦力将________。(填“增大”“减小”或“不变”)
三、实验探究题(12分)
17．(2011·绍兴)学校新近买了30套总质量为300千克的实验器材，每套一箱。实验员需要把这批实验器材搬运到15米高的实验室。
(1)该实验员在搬运中，对实验器材总共做功________焦；
(2)假设他身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如图所示，每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的时间t与所搬运物体的质量m关系如表所示，那么他搬
完全部箱子，且回到开始搬运处，所用最短时间为________秒(计算结果精确到0.1)。
搬运质量m/kg
10
20
30
时间t/s
40
60
70

四、计算题(14分)
18．(2012中考预测题) 今年是泰坦尼克号下沉100周年纪念, Titanic是一艘奥林匹克级邮轮，是当时最大的客运轮船,于1912年4月处女航时撞上冰山后沉没.泰坦尼克号海难为和平时期死伤人数最惨重的海难之一，同时也是最为人所知的海上事故之一,
问:
(1)在和冰山撞击过程中,油轮的动能 机械能 (填不变,变大或变小)
(2) ,在自救过程中,将一艘重力为3×l04 N的救生艇,在2分钟内竖直下降到10m。 重力做的功和功率分别是多少？
（3）该船的外观设计成流线型，这样做的好处是什么？

参考答案
一、知识梳理
1．力 力的方向 距离
2．力 力的 距离 Fs 焦耳
3．不少于 不省功
4．单位时间 快慢 瓦特
5．Fv
6．有用功 总功 小于1 百分数
7．(1) (2) 高 低 (3)善
8．能够
9．运动 质量 速度 越大越大
10．被举高 质量 高度 越大 越大
11．弹性形变 弹性形变程度 势能
12．动能 势能 动能 势能 不变
13．转化 转移 转化 转移 保持不变

专题训练
功和机械能
（时间：50分钟 分值：100分）
一、选择题(每小题4分，共44分)
1． A　
2． D　
3． D　
4． A　
5． C　
6． D　
7． B　
8． D
9． B　
10．A　
11． C　
二、填空题(每空3分，共30分)
12．(1)速度　(2)势(弹性势)
13．内(或热)　相互
14．9　5
15． 8.42 m/s 278.4 J
16．减小　减小
三、实验探究题(12分)
17．(1) 4.5×104焦 (2) 1518.2 s。
四、计算题(14分)
18．
16