資源簡介

一、功和功率
水平方向上的拉力、牽引力(克服摩擦力)做功： 如圖所示，拉力做功W＝Fs(s單位為 m)，功率p=W/t=Fv
(注：物體做勻速直線運動，t單位為s，v單位為m/s)。
注：①P＝Fv適用于做勻速直線運動的物體；
②物體做勻速直線運動時，根據二力平衡知牽引力大小等于阻力大小，即F＝f。
豎直方向上克服重力做功： 如圖所示，克服重力做功W＝Gh＝mgh(h單位為m)，功率
(注：物體做勻速直線運動t單位為s，v單位為m/s)
二、能量的存在形式
機械能：做機械運動的物體具有機械能。
化學能：儲存在食物和燃料中的能量屬于化學能。
電能：電具有的能量。
聲能：聲音具有的能量，這種能量稱為聲能。
電磁能：電磁輻射具有能量，這種能量叫做電磁能；光能就是電磁能的一種，太陽能是光能的一種。
能量的符號：E；能量的單位：焦耳；簡稱：焦（J）
三、機械能
機械能：物體具有動能和勢能的總和。
動能和勢能之間能夠相互轉化，勢能能夠轉化為動能，動能能夠轉化為勢能。
機械能守恒：物體具有的動能和勢能發生相互轉化，但是動能和勢能的總和保持不變，我們稱這
個物體的機械能守恒。
機械能守恒的判斷：
①對于一個物體而言，只受到重力的作用時機械能一定守恒（只有重力對物體做功）
②對于多個物體組成系統而言，只有重力和系統內的彈力做功，系統機械能守恒
四、能量守恒
宇宙能量的總和是保持不變的，即能量不可以被創造，也不可以被消滅；只能發生轉化或轉移。
能量利用的本質：能量轉移或轉化。
永動機問題：第一類永動機違背了能量守恒定律（熱力學第一定律），故不可能創造出來；第二類永動機違背了熱力學第二定律，也無法制造出來。
例1.?(2018杭州)跳繩是大家喜愛的體育運動之一，小金的質量為50千克，每次跳起高度約為6厘米（人整體上升，如圖所示），一分鐘跳100次，下列說法正確的是（??? ）
? A.?向上起跳過程中小金的動能持續增大
? B.?在整個跳繩過程中小金的機械能守恒
? C.?小金跳一次克服重力做功約3焦
D.?小金在這一分鐘內跳繩的功率約為50瓦
例2.?(杭州)如圖所示，木塊沿斜面從頂端勻速下滑的過程中，木塊的（??? ）
? A.?重力勢能減小，動能增加
B.?重力勢能減小，機械能減小
? C.?動能不變，機械能不變
? D.?重力勢能不變，機械能減小
例3.?(2019杭州)木塊在兩端開口且足夠長的豎直筒中自由釋放可向下作勻速直線運動；若木塊在其右側質量為5千克的物體牽引下則可向上作勻速直線運動（繩子質量及滑輪與轉軸、繩子間的摩擦均忽略不計），如圖所示。問:（g取10牛/千克）
(1)當右側物體剛落地時木塊所受到的摩擦力的方向為__________。
(2)木塊的質量為__________千克。
(3)若右側物體下落20厘米時其重力做的功為__________焦。
例4.?(2018杭州)甲、乙兩位同學對“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有關”持有不同的意見，于是他們對此展開研究。他們從網上查到，雨滴在下落過程中接近地面時受到的空氣阻力與雨滴的橫截面積S成正比，與雨滴下落速度v的平方成正比，即f=kSv2（其中k為比例系數，是個定值），雨滴接近地面時可看做勻速直線運動。把雨滴看做球形，其半徑為r，密度為ρ，比熱為c，球的體積為V=4/3r3。（注：所有結果均用字母表示）
（1）半徑為r的雨滴重力為____________。
（2）在接近地面時，大雨滴的下落速度______的下落速度（選填“大雨”“等于”“小于”），寫出推理過程。
（3）假設半徑為r的雨滴在近地面下落h高度的過程中，重力對它所做的功全部轉化為雨滴的內能，則雨滴的溫度升高了多少？
1.下列關于能量的說法正確的是（?? ）
? A.?小孩從滑梯上滑下，機械能不變
B.?太陽的巨大能量是由內部核聚變產生的
? C.?人在劇烈運動時消耗大量能量，在平靜時不消耗能量
? D.?一個物體具有能，就一定在做功
2.如圖所示，物塊從A點沿斜面勻速下滑到B點的過程中，物塊的（?? ）
A.?動能不變，機械能減小
? B.?動能減小，機械能減小
? C.?重力勢能減小，機械能不變
? D.?重力勢能減小，動能增大
3.在“研究物體的動能跟哪些因素有關”的實驗中，下列說法正確的是（?? ）
? A.?不同小球從斜面上同一高度處釋放，到達斜面底部時的動能大小都相同
B.?水平面上物體A被撞擊后移動的距離越大，說明撞擊時小球具有的動能越大
? C.?小球從斜面上越高處釋放，物體A就被推得越遠，說明動能大小與所處高度有關
? D.?小球從斜面上釋放到與物體A共同靜止的過程中機械能守恒
4.為了研究擺錘的擺動，小樂用細繩把擺錘懸掛起來，將擺錘從A點靜止釋放，利用頻閃照相技術，拍攝擺錘在相同時間間隔的位置，如圖所示。若不計空氣阻力，下列說法正確的是（?? ）
? A.?從A到O的過程中，擺錘重力做功，所以機械能逐漸增大
? B.?從A到O的過程中，擺錘重力勢能減小，動能不變
C.?從O到B的過程中，擺錘克服重力做功，重力勢能增大
? D.?擺錘在B位置時只受重力和拉力，并且是這一對平衡力
5.如圖所示，用不可伸長的輕質細線和輕質彈簧分別吊質量相同的小球A和B，將兩球拉開使細線與彈簧都在水平方向上，且高度相同，此時彈簧處于原長狀態，而后由靜止放開A、B兩球，兩球在運動中空氣阻力不計，到最低點時兩球在同一水平面上，關于兩球在最低點時速度的大小正確的是（?? ）
A.?A球的速度大
? B.?B球的速度大
? C.?A、B球的速度大小相等
? D.?無法判定
6.如圖甲，水平地面上的物體，受到始終保持水平的推力F的作用，其F-t和v-t的圖像分別如圖乙、丙所示。由圖可知，9～12s內，物體克服摩擦力做的功是__________J；t=4s時，推力對物體做功的功率是__________W。
7.有兩個完全相同的彈簧測力計（不計自重）。用大小相等的恒力F分別拉著彈簧測力計使不同物體按照甲、乙圖示位置做勻速直線運動，試分析：
（1）甲圖中彈簧測力計示數________乙圖中彈簧測力計示數。（選填“大于”“等于”或“小于”）
（2）乙圖中物體在運動過程中，機械能將________。（選填“增大”“減小”或“不變”）
8.如圖甲，質量m的貨物在拉力作用下，沿粗糙斜面向上運動（不考慮空氣的阻力），斜面長L、高H。貨物上升高度h與時間f關系圖象如圖乙所示，0至t1時間內的拉力為F1，t1至t2時間內拉力為F2。已知H>4h0，t2=2t1，不計速度變化時的時間，斜面粗糙程度不變。
（1）O至t1時間內物體是否做勻速直線運動。________（選填：“是”或“不是”）
（2）F1時斜面效率η1___________（選填：“大于”、“小于”或“等于”）F2時斜面效率η2。
（3）通過推導比較得出F1和F2的大小關系。
9.一塊質量分布均勻的光滑薄平板AB可以繞水平轉軸自由轉動（截面圖中以O點表示），平板與水平地面的夾角為30°，AO長0.6米，OB長0.4米，平板質量為2千克。小球在離地高為H=0.5米處由靜止開始釋放，沿光滑軌道到達AB上。（所有運動過程中均無機械能轉化為其他能量）
（1）要使平板會繞水平轉軸轉動起來，小球的質量m至少要多少？
（2）如果一個質量為4m的小球從離地高度為0.2米的地方由靜止開始釋放，能否使平板翻轉？請判斷并說明理由。
1.如圖所示是某乘客隨傾斜角是20°的超市自動扶梯勻速上升的情景。下列有關說法正確的是（??? ）
? A.?支持力對乘客做了功
? B.?乘客的機械能保持不變
C.?乘客的動能保持不變
? D.?乘客的重力勢能保持不變
2.如圖所示，光滑硬木板BC的兩端分別固定在水平地面與車廂邊緣。推力F將一個小長方體M沿A→B→C→D推至車廂上的D點，整個過程中，F的大小不變，方向始終與M運動方向一致，A B=BC=CD，AB段比CD段更粗糙。推力在AB、BC、CD段對M做功大小分別為W1、W2、W3。下列說法正確的是（??? ）
A.?W1=W2=W3 ? B.?W1>W3>W2 C.?W2>W1>W3? ? D.?W1=W3>W2
3.下列現象中關于能量的轉化說法正確的是（??? ）
A.?圖甲：厚玻璃容器內空氣被壓縮，該過程中空氣的內能減少
B.?圖乙：加熱后試管內的空氣推動管口活塞噴出，該過程中管內空氣的內能增大
C.?圖丙：小孩從滑梯高處由靜止開始滑下，該過程中小孩的重力勢能轉化為動能和內能 D.?圖丁：在煤氣爐上鍋子里炒肉片，該過程中肉片內能增加主要是通過做功實現的
4.在慶祝建軍90周年閱兵式上，我國自主研發的殲－20隱形戰斗機亮相。如圖是空中加油機正在給殲－20隱形戰斗機加油，此過程中，殲－20隱形戰斗機的高度和速度不變，則殲－20隱形戰斗機的(　 　)
? A.?動能增加，勢能減小，機械能不變
? B.?動能不變，勢能不變，機械能不變
? C.?動能減小，勢能減小，機械能減小
?D.?動能增加，勢能增加，機械能增加
5.某運動員在撐桿跳運動過程中，經歷了如圖所示的幾個狀態。下列敘述正確的是（??? ）
? A.?從甲到丁的過程中，桿的彈性勢能始終保持不變
? B.?從甲到乙的過程中，運動員的機械能始終保持不變
? C.?從乙到丙的過程中，桿的彈性勢能全部轉化為運動員的動能
D.?從丙到丁的過程中，運動員的動能與重力勢能之和增加
6.如圖甲所示，王大叔正吃力地把一重物送往高臺，放學回家的小鵬看見后急忙前去幫忙。他找來一塊木板，搭成圖乙所示的斜面，結果非常輕松地把重物推到了高臺上。關于這兩種方法，下列說法中正確的是（　　）
A.?兩人克服重力做功一樣多
? B.?王大叔做功多些
? C.?小鵬做功的功率要大些
? D.?甲、乙兩種情況下的機械效率一樣
7.小球從高處下落到豎直放置的輕質彈簧上（如圖所示），在小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的整個過程中（彈簧始終保持豎直，不計空氣阻力），小球的動能和重力勢能的變化是（　　）
? A.?動能減小，重力勢能增大
B.?動能先增大后減小，重力勢能減小
? C.?動能和重力勢能的總和保持不變
? D.?動能先減小后增大，重力勢能增大
8.用手將一重為G的鐵球緩慢放在一彈簧上，放手后，鐵球從甲位置開始向下運動，到達乙位置速度達到最大，到達丙位置小球的速度變為零。已知甲丙間的高度差為L，則從甲位置到丙位置的過程中彈簧的彈性勢能增加量為__________。乙位置到丙位置的過程中鐵球所受的重力__________（選填“大于”、“小于”、“等于”）彈簧所施加的彈力。（整個過程中不計能量損耗）
9.在探究“動能大小的影響因素”時，科學小組設計了如圖所示的實驗。靜止在相同斜面上的兩個小球A和B，質量均為m，從不同高度自由滾下，到斜面底端時推動靜止的兩個完全相同的紙盒一起前進，最終靜止在如圖的水平位置。根據實驗現象，回答問題：
(1)小球A從長為?，高為h的斜面滾到水平面時，重力做功為__________。（用字母表示）
(2)由圖可知，對紙盒做功較大的為__________球（選填“A”和“B”）。
(3)分析現象可知，當小球的質量相同時，小球動能的大小與__________有關。
10.近年來我市的汽車數量持續增加，為了有效的控制霧霾，防治大氣污染和方便市民安全出行，我市出臺了多項新舉措。
(1)在市區繁華路段設置如右圖甲所示的LED指示牌，這種指示牌可以根據車流量改變通行信號，有效緩解交通擁堵現狀。若一個LED指示牌的額定功率為10瓦，正常發光90秒消耗的電能是__________焦。
(2)加大交通安全宣傳，引導市民關注交通法規和汽車性能。圖乙是汽車的兩種保險杠在模擬碰撞實驗中內能增加的變化曲線圖，結合圖中信息分析，汽車安裝A保險杠比B保險杠更安全的原因是：__________。
參考答案
例1.D 例2.B
例3.（1）沿容器壁向下或豎直向下 （2）2.5kg （3）10J
例4.（1）G=mg=Vg=4/3r3g=4/3r3g；（2）大于；（3）mgh=cmΔt；Δt=gh/c
1.B 2.A 3.B 4.C 5.A 6.54；27 7.（1）等于（2）增大
8.
9.（1）根據機械能守恒，小球能到木板上的高度為0.5m，而B點離地高度h=AB×sin30°=0.5m，小球運動到木板B點時剛好能翻轉的小球質量為最小質量；根據杠桿平衡條件F1l1= F2l2可知：m木g×（AO/2－OB/2）×cos30°=mg×OB× cos30° ? m木×（AO/2－OB/2）=m×OB??2kg×（0.3m－0.2m）=m×0.4m ?m=0.5kg （2）不能， 根據機械能守恒定律，小球能到達平板上的最大高度為0.2m，設為D點，則AD=0.4米＜AO，小球不可能到達或超過O點，故不能使平板翻轉。（或者O點離地高為0.3米，高于小球開始下落時高度，根據機械能守恒定律，不可能到達或超過O點，故不能使平板翻轉。）
1.C 2.A 3.C 4.D 5.D 6.A 7.B
8.Gh；小于
9.（1）mgh （2）A （3）速度
10.900J；發生碰撞時，A保險杠可以將更多的機械能轉化為內能，剩余機械能較少。

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