第6講機械能功和功率TOC\o"13"\h\z\u考點一、能量的相互轉化 1考點二、機械能 2考點三、物體做功 3考點四、物體做功的快慢——功率 3TOC\o"44"\h\z\u題型1動能勢能的大小的影響因素 4題型2機械能守恒定律 7題型3恒力做功和功率的計算 10題型4利用“功是能量轉化量度”解決非恒力做功問題 13題型5功率的計算 17題型6汽車勻速運動時功率問題 20考點一、能量的相互轉化1．各種形式的能量有：電能、熱能、化學能、生物能，機械能（包括動能和勢能）、光能、太陽能、水能、風能、原子核能、地熱能、潮汐能等。2．能量的相互轉化實質上是能量的轉化和轉移過程，包括“消耗能量”、“利用能量”和“獲得能量”。能量的轉化普遍存在，如動能轉化為勢能，化學能轉化為電能，生物能轉化為勢能，電能轉化為光能和熱能等。3．能量：一個物體能夠做功，這個物體就具有能量，能量的單位是焦耳。4．能量的轉化和守恒定律①地球上大部分物質的能量直接或間接來源于太陽能，原子核能、地熱能、潮汐能等的最終來源不是太陽。②能量守恒定律：能既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體上，在轉移和轉化過程中，能的總量保持不變，這就是能量轉化和守恒定律。5.能量轉移和轉化的方向性①能量只能從高能量的物體傳向低能量的物體，而不能自發(fā)的逆向傳遞，這就是能量轉移和轉化的方向性；②能量守恒定律告訴我們能量總量是不變的，但方向性告訴我們有些有用能量會越來越少的。根據能量守恒定律，永動機不能制造成功。注意：自然界的事物的運動和變化都必須遵循能的轉化和守恒定律，但符合能量和守恒定律的事件卻不一定能夠發(fā)生。考點二、機械能1．機械能：動能和勢能的總和，叫機械能。2．動能：物體由于運動而具有的能。動能的大小與物體的質量和速度有關，物體質量越大．運動速度越快，其動能也就越大。3．勢能可分為重力勢能和彈性勢能。（1）重力勢能是指物體由于被舉高而具有的勢能．它與物體的質量和物體被舉高的高度有關，質量越大．被舉得越高，勢發(fā)生形變能越大。（2）彈性勢能：物體由于而具有的勢能，彈性形變越大，物體的勢能就越大。重要提示：1）.一切運動的物體都具有動能。2）.物體只要被舉高，就具有重力勢能；物體發(fā)生彈性形變，就具有彈性勢能。4．機械能守恒定律：動能和重力勢能可以相互轉化，而且在轉化過程中，如果不受阻力。機械能的總量保持不變。5．物體的動能和彈性勢能也可以相互轉化?？键c三、物體做功(1)功：一個力作用在物體上，并且物體在力的方向上通過了一段距離，則這個力有了“成效”，就說這個力對物體做了功。(2)做功的兩個必要因素做功包含兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的路程。這兩個因素缺一不可。特別提醒：不做功有三種情況：①物體受到了力，但保持靜止；②物體由于慣性運動了距離，但不受力，③物體受力的方向與運動的方向相互垂直，這個力不做功。(3)功的計算①計算公式力學中規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積，即W＝Fs。②功的單位功的單位是焦，符號為J,1J＝1N·m。③計算時的注意事項a．分清是哪個力對物體做功，即明確公式中的F；b．公式中的“s”是在力F的方向上通過的距離，必須與“F”對應；c．F、s的單位分別是N、m，得出功的單位才是J?？键c四、物體做功的快慢——功率(1)定義單位時間內所做的功叫做功率，用符號“P”表示；功率是表示物體做功快慢的物理量。(2)公式：P＝eq\f(W,t)(其中W是物體所做的功，單位是J；t是做功所用的時間，單位是s)(3)單位功率P的國際單位是瓦特，符號是W,1W＝1J/s；常用單位還有kW,1kW＝103W。(4)變形P=w題型1動能勢能的大小的影響因素（2024秋?南潯區(qū)期中）如圖所示，在一個罐子的蓋和底各開兩個小洞。將小鐵塊用細繩綁在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋兩端穿過小洞用竹簽固定。做好后將它從不太陡的斜面滾到水平面。下列說法正確的是（）A．罐子從斜面滾下，重力勢能只轉化為動能 B．罐子從斜面滾下的過程中，只有動能和彈性勢能的相互轉化 C．因為能量之間可以相互轉化，所以罐子滾下后可能再次滾上斜面 D．如果水平面是光滑的，則罐子會一直滾動下去【解答】解：AB、罐子從不太陡的斜面上滾下，罐子的高度減小，重力勢能減小，速度變大，動能變大，同時橡皮筋發(fā)生彈性形變，彈性勢能變大，在運動過程中，由于存在摩擦力，一部分機械能會轉化為內能，即重力勢能轉化為動能、彈性勢能、內能，故AB錯誤；C、罐子滾下后，由于橡皮筋具有彈性勢能，橡皮筋的彈性勢能會轉化為罐子的動能，使的罐子沿斜面向上運動，所以可以能滾上斜面，故C正確；D、水平面光滑，罐子在水平面上滾動時，罐子的動能會轉化為橡皮筋的彈性勢能，所以不會一直滾下去，故D錯誤。故選：C。（2024秋?婺城區(qū)校級期中）如圖，同一小球在同一高度以相同速度向三個不同方向拋出（不計空氣阻力和摩擦），設小球剛落地時的速度分別為v1、v2、v3，則（）A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v2＜v3 C．v1＝v2＝v3 D．v1＜v3＜v2【解答】解：小球從拋出到落地，發(fā)生了重力勢能和動能的轉化；在不計空氣阻力和摩擦的條件下，轉化過程中，機械能守恒，即機械能的總和不變。小球拋出時的機械能與小球落地時的機械能相等；而小球落地時的勢能為零，故機械能大小等于動能大小，即動能相等，所以速度相同，v1＝v2＝v3。故選：C。（2024秋?杭州校級期中）如圖所示是蹦床運動員表演的情景。運動員從最高點A到達最低點C的過程中，下列說法中正確的是（）A．A—B，運動員的動能減小 B．B—C，運動員的重力勢能增大 C．B處時，運動員的動能最大 D．A—C，運動員的動能先增大后減小，重力勢能一直減小【解答】解：運動員從最高點A到最低點C的過程中，質量不變，高度不斷下降，所以重力勢能一直減??；接觸蹦床前，從A—B，運動員自由下落，速度越來越大，質量不變，動能不斷增大；接觸蹦床后，從B—C，運動員受到向下的重力和向上的彈力，彈力先小于重力，后大于重力，則運動員先向下加速后向下減速，所以運動員的動能先增大后減小。故選：D。（2024秋?湖州期末）如圖為羽毛球運動常見的基本球路，線段表示羽毛球的運動軌跡，箭頭表示運動的方向。請分析殺球、挑球、高遠球和放小球的四種球路，羽毛球重力勢能變化和其他三種球路不同的是（）A．殺球 B．挑球 C．高遠球 D．放小球【解答】解：羽毛球的質量不變，由圖可知，羽毛球在殺球階段，高度一直變小，重力勢能一直變小；在挑球、高遠球、放小球階段，高度先變大后變小，重力勢能先變大后變小。所以羽毛球重力勢能變化和其他三種球路不同的是殺球。故選：A。（2024秋?上城區(qū)期末）嫦娥六號返回器返回過程采用了半彈道跳躍式返回，俗稱“打水漂”。如圖所示，實曲線是返回器“打水漂”的軌跡示意圖，實圓弧線是地面，虛弧線是大氣層界面。返回器從A點首次進入大氣層后，在降至B點前關閉發(fā)動機；之后，返回器在大氣阻力的作用下，會像“打水漂”一樣被彈起，從C點離開大氣層，達到最高點D，之后再次從E點進入大氣層；返回器在適當位置打開“降落傘”，降落到接近地面的F點附近，返回器豎直勻速下落一段時間，最后落到地面。從B點到C點，返回器重力勢能會（選填“.增大”“減小”或“不變”），C點的速度E點的速度（選填“大于”“小于”或“等于”），豎直勻速下落過程中，返回器的能量轉化是。【解答】解：（1）從B點到C點，返回器的質量不變，高度增加，重力勢能會增大；C至E過程中，返回器與空氣摩擦，會將機械能轉化為內能，因此返回器機械能會減?。籆點時和E點時返回器的高度相同，重力勢能相同，C到E的過程中，機械能守恒，根據機械能＝重力勢能+動能可知，C點時的動能等于E點時的動能，所以到達C點時的速度等于E點速度；（2）豎直勻速下落過程中，返回器的質量不變，速度不變，高度降低，重力勢能減小，克服空氣阻力做功，內能增加，能量轉化是機械能轉化為內能。故答案為：增大；等于；機械能轉化為內能。題型2機械能守恒定律（2024秋?金華期末）將一只乒乓球從O點由靜止釋放，豎直下落撞擊到升降臺上，彈起的最高點為M；若只將升降臺升高至圖乙位置，乒乓球下落彈起后到達的最高點為N，不計碰撞過程中的能量損失。則N點（）A．在M點的下方 B．與M點重合 C．在M點和O點之間 D．與O點重合【解答】解：由圖甲、乙可知，剛開始的位置相同，故機械能相同，但是兩圖對比可知，乙圖中小球與升降臺的距離小，故在上升下降過程，克服摩擦阻力做功比甲圖中的小球做功少，故比甲圖中的小球上升的高，由于要克服摩擦消耗機械能，故不可能回到原來的位置，故N點在M點和O點之間，故ABD錯誤，C正確。故選：C。（2024秋?余杭區(qū)期末）如圖所示，將彈簧和光滑桿一端均豎直固定在桌面上，光滑桿居于彈簧的中心位置，光滑桿上再套一塊中間有孔的木塊后，木塊靜止在距桌面H1的高度。用手將該木塊從H1高度按壓至H2處（如圖過程甲），松手后，木塊從H2處上升到最大高度H3處（如圖過程乙）。所有摩擦均忽略不計。下列說法正確的是（）A．過程甲中，木塊和彈簧的總機械能保持不變 B．過程乙中，木塊和彈簧的總機械能保持不變 C．過程甲中，木塊的動能全部轉化為木塊的勢能 D．過程乙中，彈簧的彈性勢能先增大后不變【解答】解：AC、過程甲中，彈簧被壓縮，具有彈性勢能，此時木塊沒有動能，故木塊和彈簧的總機械能變大，故AC錯誤；B、過程乙中，只有彈性勢能和動能和重力勢能的相互轉化，木塊和彈簧的總機械能保持不變，故B正確；D、過程乙中，在彈簧恢復原來形狀的過程中，彈性勢能轉化為木塊的機械能，故彈簧的彈性勢能逐漸變小，最后當彈簧恢復原來長度后，彈性勢能不變，故D錯誤。故選：B。（2023秋?鄞州區(qū)期末）2023年5月30日，搭載“神舟十六號”載人飛船的運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，如圖所示。下列說法正確的是（）A．發(fā)射前，飛船重力勢能為零 B．火箭加速上升過程中，燃料化學能全部轉化成重力勢能 C．火箭加速上升過程中，飛船動能增大 D．在整個發(fā)射過程中，火箭機械能守恒【解答】解：A、發(fā)射前，飛船有一定的高度，重力勢能不為零，故A錯誤；B、火箭加速上升過程中，利用內能做功，燃料化學能轉化內能，內能轉化為火箭的動能和重力勢能，沒有全部轉化為重力勢能，故B錯誤；C、火箭加速上升過程中，飛船質量不變，速度增大，動能增大，故C正確；D、在整個發(fā)射過程中，火箭動能和重力勢能都在增大，機械能不守恒，故D錯誤。故選：C。（2024秋?杭州校級期中）如圖所示是一個乒乓球拋出后的部分運動軌跡，其中a、b、c為軌跡中的三個位置，a、b在同一高度，則下列說法中正確的是（）A．乒乓球在b點時的動能為零 B．乒乓球在b、c兩點時的重力勢能相等 C．乒乓球在a點的機械能一定大于在b點的機械能 D．在整個運動過程中，由于機械能守恒，所以a、b、c三點的機械能都相等【解答】解：A、乒乓球在b點時的速度不為零，動能不為零，故A錯誤；B、乒乓球在b、c兩點時的高度不同，重力勢能不相等，故B錯誤；CD、在整個運動過程中，乒乓球克服空氣阻力做功，與地面碰撞做功，機械能逐漸減小，乒乓球在a點的機械能一定大于在b點的機械能，a、b、c三點的機械能不相等，故C正確，D錯誤。故選：C。（2024秋?南湖區(qū)校級期中）如圖是雜技演員演出時的過程示意圖。男演員從甲處用力向上起跳，落下后踩在翹翹板的a端，能把站在b端的女演員彈上乙處。由于存在阻力，故（）A．男演員離開跳臺時的機械能一定大于乙處女演員的勢能 B．甲處男演員的勢能一定要大于乙處女演員的勢能 C．男演員的質量必須要大于女演員的質量 D．女演員彈起時的動能與她站在乙處時的機械能相等【解答】解：A、由于存在阻力，克服阻力做功，機械能轉化為內能，機械能不斷減小，所以男演員離開跳臺時的機械能一定大于乙處女演員的勢能。符合題意。B、男演員向上跳起，同時具有動能和重力勢能，女演員到達乙處靜止不動，只具有重力勢能，男演員的重力勢能不一定大于女演員的重力勢能。如果男演員自由下落時，男演員的重力勢能一定大于女演員重力勢能。不符合題意。C、甲處的男演員要想把女演員彈起到乙處，由于乙處高于甲處，男演員的機械能一定大于女演員的機械能，男演員向上跳起，同時具有動能和重力勢能，女演員到達乙處靜止不動，只具有重力勢能，所以男演員的質量不一定大于女演員質量。如果男演員自由下落時，男演員的質量一定大于女演員質量。不符合題意。D、女演員彈起時動能轉化為重力勢能，由于存在阻力，克服阻力做功，動能沒有完全轉化為重力勢能，所以女演員彈起時的動能大于她站在乙處時的機械能。不符合題意。故選：A。題型3恒力做功和功率的計算（2024秋?浙江期中）如圖所示，用F＝20N的水平推力推著重為40N的物體沿水平方向做直線運動，若推力F對物體做了40J的功，則在這一過程中（）A．克服摩擦力做功一定為40J B．克服重力做功一定為80J C．物體一定運動了2m D．物體一定受到了兩對平衡力作用【解答】解：A、用F＝20N的水平推力推著重為40N的物體沿水平方向做直線運動，沒有說是勻速直線運動，無法確定摩擦力大小，故克服摩擦力做功不一定是40J，故A錯誤；B、物體在重力的方向沒有移動距離，故重力做的功為0，故B錯誤；C、根據W＝Fs可知，物體沿水平方向運動的距離s=WF=D、物體的運動狀態(tài)未知，故無法判斷物體是否受平衡力作用，故D錯誤。故選：C。（2024秋?鎮(zhèn)海區(qū)校級期中）如圖所示，光滑的水平面上有一足夠長的木板，在木板的右端固定著一個滑輪（不計滑輪重，繩與滑輪間的摩擦），木板上面放置一個小木塊，小木塊一端連接著彈簧測力計。當拉力F為5N時，木板向右勻速運動了0.4米，拉力F做功為J；當把拉力增大到8N時，彈簧秤的示數是N。【解答】解：當拉力F為5N時，木板向右勻速運動了0.4米，拉力移動的距離s＝2s'＝2×0.4m＝0.8m；拉力F做功W＝Fs＝5N×0.8m＝4J；光滑的水平面上有一足夠長的木板，木板水平方向只受到物體的摩擦力，f＝2F＝2×5N＝10N；當把拉力增大到8N時，木板加速運動，而壓力和接觸面的粗糙程度不變，摩擦力不變，故彈簧秤的示數不變，仍為10N。故答案為：4；10。（2025春?淳安縣期中）如圖是一種免打孔墻體引體向上器，安裝時要讓單杠保持水平，調節(jié)螺母，單杠兩端就能緊緊貼在墻上。（1）做引體向上時，單杠可能會向下彎曲，這說明力可以。（2）小金靜止懸掛在單杠中間時，墻體對單杠的摩擦力為f，當小金拉動單杠使自己勻速上升時，墻體對單杠的摩擦力為f，則f1f2。（填“＞”、“＜”或“＝”）（3）小金的質量為50kg，連續(xù)完成了10次引體向上，每次身體重心（身體重力的集中點）升高0.4m。在這個過程中，他一共克服重力做功為焦?！窘獯稹拷猓海?）做引體向上時，單杠可能會向下彎曲，這說明力可以使物體發(fā)生形變；（2）小金靜止懸掛在單杠中間時，墻體對單杠的摩擦力等于單杠和人的總重力，當小金拉動單杠使自己勻速上升時，墻體對單杠的摩擦力等于單杠和人的總重力，則f1＝f2；（3）小金的質量為50kg，小金的重力G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，他一共克服重力做功W＝Gh＝500N×0.4m×10＝＝2000J。故答案為：（1）使物體發(fā)生形變；（2）＝；（3）2000。（2023秋?溫州期末）杭州亞運會以其熱情周到的志愿服務、精彩高超的賽事水平收獲來自世界的關注和好評。下列小題為運動員參賽情景，請回答相應問題。質量為m的跳高運動員先后用背越式和跨越式兩種跳高方式（如圖），跳過相同高度，該高度比他起跳時的重心高出h，則他在跳高過程中克服重力做功為（）A．都必須大于mgh B．都不一定大于mgh C．用背越式必須大于mgh，用跨越式不一定大于mgh D．用背越式不一定大于mgh，用跨越式必須大于mgh【解答】解：如圖所示，質量為m的跳高運動員先后用背越式和跨越式兩種跳高方式跳過某一高度，采用跨越式時的重心高度一定大于h，但采用背越式時，由于運動員的手、頭、軀干和四肢不是同時通過橫桿，運動員的重心高度有可能比橫桿的高度h低，所以運動員用背越式克服重力所做的功不一定大于mgh，用跨越式克服重力所做的功必須大于mgh；所以，D正確，ABC錯誤。故選：D。（2023秋?杭州期末）隨著生活水平的提高，人們越來越注重健身運動。健腹輪是一種常見的健身器材，使用時可將膝蓋跪在墊上，雙手緊握健腹輪手柄，向前推動健腹輪至身體水平于地面，然后回收歸位，反復操作，如圖所示。（1）圖甲所示，身重為600牛的人身體從狀態(tài)1到狀態(tài)2的過程中，身體重心平均下降30厘米，重力所做的功為焦。（2）在身體從狀態(tài)1到狀態(tài)2的過程中，輪內的彈性鋼圈因形變而繞緊，在從狀態(tài)2恢復到狀態(tài)1時，繞緊的鋼圈會自動恢復到原來的狀態(tài)，讓人體自動回彈。圖乙是兩種彈性鋼圈使用過程中彈性勢能的變化圖，結合圖中信息進行分析，體重較大的人更適合安裝（填“A”或“B”）型鋼圈?！窘獯稹拷猓海?）身重為600牛的人身體從狀態(tài)1到狀態(tài)2的過程中重力所做的功：W＝Gh＝600N×0.3m＝180J；（2）彈性勢能的變化圖可知，A型鋼圈彈性勢能大，人歸位時體重越大，需要克服重力做功越多，所以在健腹輪中安裝A型鋼圈將使產品具有更強的自動回彈功能。故答案為：（1）180；（2）A。題型4利用“功是能量轉化量度”解決非恒力做功問題（2024秋?拱墅區(qū)期末）如圖所示，小球A、B用細繩相連，其中小球A沿斜面勻速上行，小球B勻速下降。若小球A的質量為mA，小球B的質量為mB一段時間內小球A在豎直方向上升的高度為hA小球B下降的高度為hB不考慮摩擦和繩重，則下列分析正確的是（）A．mA＞mB，hA＜hB B．mA＜mB，hA＜hB C．mA＞mB，hA＞hB D．mA＜mB，hA＞hB【解答】解：不考慮摩擦和繩重，定滑輪即不省力又不省距離，則繩子對A的拉力等于B的重力，當B下降時，B下降的高度hB等于A沿斜面上升的距離LA大于A豎直上升的高度hA，根據功的原理可知，重力對B做的功等于繩子的拉力對A做的功，也等于克服A的重力做的功，即mAghA＝mBghB，因hA＜hB，所以mA＞mB，故A正確，BCD錯誤。故選：A。（2024秋?杭州期末）如圖所示，為兩個光滑的圓弧槽和一段粗糙的水平面相連接的裝置。將質量為m的物體從左側圓弧槽A點由靜止釋放，最高到達右側圓弧槽B點處，然后再次滑下，最高到達左側圓弧槽C點處，其中A、B兩點距離水平面的高度分別為H、h（忽略空氣阻力）。（1）小球從A點滑到B點的過程中，機械能。（填“增大”、“不變”或“減?。?）小球從A點滑到水平面上，小球重力做功為。（3）從A點到B點又回到C點過程中，克服水平面上摩擦力做功為。【解答】解：（1）物體從A點滑到B點的過程中，水平面相連接的裝置是粗糙的，物體克服摩擦力做功，機械能減?。唬?）質量為m的物體的重力為：G＝mg，物體從A點滑到水平面時，重力所做的功：W＝GH＝mgH；即物體在A處具有的重力勢能為：EpA＝mgH，（3）物體在A、B兩點的高度分別為H、h，從A點滑到B點的過程中，設機械能損失量為ΔE，即克服摩擦力做的功，由能量守恒定律得：ΔE＝G?Δh＝mg（H﹣h）。從A點到B點又回到C點過程中，克服水平面上摩擦力做功為2mg（H﹣h）；故答案為：（1）減小；（2）mgH；（3）2mg（H﹣h）。（2024秋?海曙區(qū)期末）2024年4月，兩輛氫能源汽車實現了從北京到上海1500公里長距離運輸測試，這是中國氫能源車輛首次大范圍、長距離、跨區(qū)域的實際運輸測試。如圖所示是某款氫能源汽車，該款氫能源汽車在公路上行駛30km，用時0.4h，消耗氫氣0.8kg。（1）汽車行駛過程中實現了氫氣的能轉化為汽車的機械能。（2）求此過程中汽車行駛的平均速度為米/秒?！窘獯稹拷猓海?）氫能源汽車行駛過程中首先將氫氣的化學能轉化為內能，再將內能轉化為汽車的機械能。（2）此過程中汽車行駛的平均速度：v=st故答案為：（1）化學；（2）20.83。（2024秋?上城區(qū)校級期末）能量轉化和守恒定律是許多科學家經長期探索建立起來的，是科學史上的重大發(fā)現。材料一：十七至十八世紀，多位科學家對能量的量度提出了不同的觀點。1644年，笛卡爾用物體的質量和其速度的乘積來量度；1686年，萊布尼茲用物體的質量和其速度平方的乘積來量度；1743年，達朗貝爾用“活力”（即物體受力作用而通過一定距離）來量度。材料二：溫度計的不斷改進給熱與功研究的精確化準備了必要條件。焦耳通過400多次的實驗，于1849年精確地測定了熱功當量關系的數值，這一數值與現代公認值非常接近，為能量守恒定律的確立奠定了定量的實驗基礎。材料三：焦耳通過400多次的實驗，于1849年精確地測定了熱功當量關系的數值（相當于單位熱量的功的數量即1卡（熱化學卡）＝4.1840焦耳），這一數值與現代公認值非常接近，為能量守恒定律的確立奠定了定量的實驗基礎。如圖所示是焦耳研究熱功當量關系的一個實驗裝置，通過重物的上下運動，帶動葉片轉動，通過做功使水的內能增大。實驗中焦耳測得的數據如下：小配重重力G小＝100牛，大配重重力G大＝520牛，每升降一次配重各自移動的距離h＝1米，熱量計中水的質量m＝500克（c水＝4.2×103焦耳/千克）。升降次數與水溫變化的關系如表：升降次數123456溫度變化/℃0.20.390.590.780.981.18（1）材料一中，哪位科學家的觀點與“功”概念相符合；A．笛卡爾B．萊布尼茲C．達朗貝爾（2）分析材料三中數據可以得到能量轉化過程中能量是（選填“守恒”或“不守恒”）的；（3）如圖所示是焦耳研究熱功當量關系的實驗裝置，通過重物的上下運動，帶動葉片轉動，通過做功使水的內能（選填“增大”或“減小”）；（4）結合材料分析，以下觀點正確的是。（可多選）A．面對前人的觀點要敢質疑B．時間久遠的理論是沒有科學價值的C．測量工具的發(fā)展有助于科學理論研究D．對科學的認識是不斷修正完善的過程【解答】解：（1）由于功為作用在物體上的力，使物體沿力的方向移動一段距離，所以和達朗貝爾的概念相符，故C符合題意，AB不符合題意。故選：C。（2）小配重重力G小＝100N，大配重重力G大＝520N，合力為420N，每升降一次配重各自移動的距離h＝1m，即繩子一端移動的距離是1m。所以動葉輪對水做的功為W＝Gh＝420N×1m＝420J，由表格知，升降一次水溫升高0.2℃，所以水吸收的熱量是Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×0.5kg×0.2℃＝420J，所以W＝Q，故能量轉化過程中能量是守恒的。（3）重物的上下運動，帶動葉片轉動，將葉片的機械能轉化為水的內能，所以通過做功使水的內能增大。（4）A．真理成立的前提是先要大膽的猜想，所以面對前人的觀點要敢于質疑，故A正確；B．時間久遠不能說明科學價值小，若是亙古不變的真理不會隨著時間的推移而淡忘故B錯誤；C．真理成立的前提是實驗，所以測量工具的發(fā)展有助于科學理論的研究，故C正確；D．隨著技術的發(fā)展，知識的加深，對科學的認識是一個不斷修正完善的過程，故D正確。故選：ACD。故答案為：（1）C；（2）守恒；（3）增大；（4）ACD。（2019秋?江干區(qū)校級期末）如圖所示，固定在地面上的半圓形軌道，直徑ab水平，小球P從a點正上方高H處自由下落，經過軌道后從b點沖出豎直上拋，上升的最大高度為23H，空氣阻力不計。當小球下落到b點再經過軌道a點沖出時，能上升的最大高度hA．h=2H3 B．h=H3 C．h＜H3【解答】解：根據動能定理研究第一次質點在槽中滾動得：mg（H-23H）﹣Wf＝0，W解得：Wf=13mgH．即第一次小球在槽中滾動損失的機械能為1由于第二次小球在槽中滾動時，對應位置處速度變小，則對應的向心力減小，因在圓槽中運動時是彈力提供向心力，因此槽給小球的彈力變小，摩擦力變小，摩擦力做功小于13mgH，機械能損失小于13小球再次達到最高點時的機械能大于13mgH，因此小球再次沖出a點時，能上升的高度為：13H＜h＜23故選：D。題型5功率的計算（2024秋?衢州期末）跳繩是我市體育中考的選考項目之一，滿分為180次/分。九年級男生小科跳了210次，每次騰空的高度約5cm。則他跳繩的功率最接近（）A．1W B．10W C．100W D．1000W【解答】解：由生活常識可知，九年級男生的重力大約為G＝500N，在1min內跳了210次，每次跳離地面的高度為h＝5cm＝0.05m，所以他跳繩的功率為：P=Wt=Gh故選：C。（2023秋?杭州期末）媽媽與小明進行爬山比賽，他們選擇的起點、路徑和終點都相同，全程設為勻速運動，媽媽的體重是小明的2倍，媽媽所用的時間是小明的3倍，若媽媽克服重力做功為W1、功率為P1，小明克服自身重力做功為W2、功率為P2，則下列關系正確的是（）A．W1：W2＝1：1 B．W1：W2＝2：3 C．P1：P2＝1：1 D．P1：P2＝2：3【解答】解：由題可知，媽媽與小明爬山的高度相同，媽媽的體重是小明的2倍，媽媽所用的時間是小明的3倍，AB、由W＝Gh可得，媽媽和小明克服重力做功之比：W1W2CD、由P=WP1P2=W故選：D。如圖所示是健身用的“跑步機”示意圖，質量為m的運動員踩在與水平面成α角的靜止皮帶上，運動員用力向后蹬皮帶，皮帶運動過程中受到的阻力恒為f，使皮帶以速度v勻速向后運動，則在運動過程中，下列說法正確的是（）A．人腳對皮帶的摩擦力是皮帶運動的動力 B．人對皮帶不做功 C．人對皮帶做功的功率為mgv D．人對皮帶做功的功率大于fv【解答】解：A、人腳對皮帶的摩擦力方向沿傳送帶向下，與皮帶的運動方向相同，為動力，故A正確。B、皮人對皮帶的摩擦力使皮帶移動了距離，人對皮帶做了功，故B錯誤。CD、人對皮帶的力為摩擦力，故人對皮帶做功的功率P＝fv，故CD錯誤。故選：A。（2023秋?拱墅區(qū)校級期末）2023年1月1日起正式實施電動自行車新國家標準，小金買了一輛按新國標生產的電動自行車（如圖），部分參數如表所示。已知小金質量為60千克，假定電動自行車在水平騎行過程中受到的阻力始終為總重的0.08倍。項目參數最高車速（千米/小時）25整車質量（千克）40電動自行車最大功率（瓦）400（1）車輪上刻花紋的目的是；（2）小金在水平公路上騎電動自行車，勻速行駛10千米過程中克服阻力做了多少功？（3）若小金騎行過程中電動車以最大功率輸出，勻速行駛時的車速為多少？【解答】解：（1）車輪上刻花紋，其目的是通過增大接觸面的粗糙度來增大摩擦；（2）人和車的總重力：G總＝（m車+m人）g＝（40kg+60kg）×10N/kg＝1000N，車受到的阻力：f＝0.08G＝0.08×1000N＝80N，勻速行駛10千米過程中克服阻力做的功：W＝fs＝80N×10×103m＝8×105J；（3）因為電動車在水平的路面上勻速直線行駛時，處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，所以電動車受到的牽引力：F＝f＝80N，根據P=Wt=Fst=答：（1）通過增增加接觸面的粗糙程度來增大摩擦力；（2）小金在水平公路上騎電動自行車，勻速行駛10千米過程中克服阻力做了8×105J的功；（3）若小金騎行過程中電動車以最大功率輸出，勻速行駛時的車速為5m/s。（2024秋?寧波期末）純電動汽車對降低碳排放有突出貢獻，我國制定多項政策大力發(fā)展電動汽車。已知某品牌的一款電動汽車（圖甲）的參數如表：電動機額定功率20千瓦最高時速120千米/時能耗12千瓦時/百公里磷酸鐵鋰電池總電量40千瓦時（1）為延長電池使用壽命，通常剩余電量為20%時充電較為合適。則該車充滿電后，最佳續(xù)航里程是多少百公里？（結果保留整數）（2）在額定功率下，該車以最高時速行駛時產生的牽引力為多少？（3）在未來，電動汽車可在光伏路面移動充電（圖乙），充電墊發(fā)出高頻電磁波，被汽車底盤上的裝置接收，為電池充電。如圖丙所示，一輛電量不足的汽車以速度v勻速通過充電區(qū)域，其長s1為100米，接收裝置轉化電磁波能量為電能的功率P0為1000千瓦，忽略汽車在充電過程中損耗的能量。兩段充電區(qū)域的間距S2為10千米，電池消耗的電能全部用于維持汽車行駛，所受阻力為1000牛。為使汽車能順利到達下一充電區(qū)域，求其在充電時速度的最大值?！窘獯稹拷猓海?）由表中信息和題意可知，磷酸鐵鋰電池總電量為40kW?h，百公里能耗為12kW?h，為延長電池使用壽命，通常剩余電量為20%時充電較為合適，則該車充滿電后，最多消耗的電能：W0＝（1﹣20%）×40kW?h＝32kW?h，最佳續(xù)航里程：s=32kW?h12kW?h/百公里≈266km（若?。?）根據P＝Fv可知在額定功率下，該車以最高時速行駛時產生的牽引力F=Pv（3）由題知，兩段充電區(qū)域的間距s2為10km，電池消耗的電能全部用于維持汽車行駛，所受阻力為1000N，則電動汽車勻速行駛距離s2，所消耗的電能：W＝fs2＝1000N×10000m＝1×107J；則充電過程中獲得的電能：W′＝W＝1×107J；由公式W′＝P0t＝P0s1v=P0s1答：（1）為延長電池使用壽命，通常剩余電量為20%時充電較為合適。則該車充滿電后，最佳續(xù)航里程是266km；（2）在額定功率下，該車以最高時速行駛時產生的牽引力為600N；（3）其在充電時速度的最大值為10m/s。題型6汽車勻速運動時功率問題（2023秋?義烏市校級期末）2024年2月義烏市地下環(huán)路工程完工。全長約2公里，主要布置地下2層。環(huán)路采用單向三車道規(guī)模，通過“五進五出”的出入口匝道銜接市政道路和機場快速路，設計時速60千米/小時。最大特色便是進入地下后，全程單向快速行駛，無紅綠燈，節(jié)省時間的同時，也能規(guī)避高峰時間段路面的擁堵。（1）該地下環(huán)路限速60千米/小時，其實質是控制汽車的不至于過大。A．慣性B．勢能C．動能D．摩擦力（2）若小華爸爸開著轎車以60千瓦的恒定功率運行，運動的速度v與時間t的關系如圖所示。①在0﹣5秒時間內，轎車發(fā)動機做了多少功？②轎車在勻速直線運動過程中受到的阻力是多少？【解答】解：（1）在校車質量一定時，速度越大，其動能越大，控制汽車的速度，實際是控制汽車的動能不能太大，故選C；（2）①在0﹣5秒時間內，轎車發(fā)動機做功：W＝Pt＝60000W×5s＝3×105J；②牽引力：F=Pv由圖像可知，轎車在后段做勻速直線運動，且運動過程中受到的阻力不變，所以阻力f＝F＝3600N。故答案為：（1）C；（2）①在0﹣5秒時間內，轎車發(fā)動機做功是3×105J；②轎車在勻速直線運動過程中受到的阻力是3600N。（2023秋?義烏市校級期末）塔吊是修建高層建筑常見的起重設備，又名“塔式起重機”。某塔吊以24kW的恒定功率將質量為2t的重物從靜止開始豎直向上提升45s，重物上升過程中的速度v和時間t的關系圖像如圖所示。（g取10N/kg，忽略空氣阻力和摩擦）（1）求t＝30s時重物所受的拉力。（2）求整個過程中重物的最大速度。（3）若重物上升的總高度為60m，則最后12s拉力的平均功率為多大？【解答】解：（1）由圖像可知，在15s﹣45s階段重物豎直向上做勻速直線運動，根據二力平衡條件可知，拉力與重力是一對平衡力，其大小相等，所以，t＝30s時，重物所受的拉力：F＝G＝mg＝2×103kg×10N/kg＝2×104N；（2）由題意可知，0﹣45s內，拉力的功率恒定不變，P＝24kW＝2.4×104W，由圖像可知重物做勻速直線運動時速度最大，則根據P=Wtvm=PF（3）由題知，整個過程中重物上升的總高度為60m，忽略空氣阻力和摩擦，則全過程塔吊對重物做功（等于克服物體重力做的功）：W＝Gh＝2×104N×60m＝1.2×106J，因0﹣45s內拉力的功率恒定不變，則前45s塔吊對重物做的功：W1＝Pt1＝2.4×104W×45s＝1.08×106J，則最后12s拉力做的功：W2＝W﹣W1＝1.2×106J﹣1.08×106J＝1.2×105J，最后12s拉力的平均功率：P′=W2t2答：（1）t＝30s時重物所受的拉力為2×104N；（2）整個過程重物的最大速度為1.2m/s；（3）最后12s拉力的平均功率為1×104W。（2024秋?杭州校級期中）某沙灘卡丁車滿載時的質量為500kg。該卡丁車滿載時在水平沙灘上做勻速直線運動，行駛了10min，共消耗了1.2kg的汽油，其發(fā)動機將汽油完全燃燒釋放的熱量轉化為機械能的效率是25%。行駛過程中卡丁車所受阻力為其總重力的0.2倍。（q汽油=4.6×107J/kg（