第十一章《功和機(jī)械能》知識(shí)點(diǎn)專項(xiàng)復(fù)習(xí)（解析版）知識(shí)點(diǎn)直擊知識(shí)點(diǎn)直擊知識(shí)點(diǎn)回顧知識(shí)點(diǎn)1：功1、功的概念和判定：（1）功的定義：一個(gè)力作用在物體上，使物體在力的方向上通過(guò)一段距離，這個(gè)力就對(duì)物體做了功；（2）功的單位：國(guó)際單位制中，功的單位是：焦耳，符號(hào)是J，1J=1N·m；（3）判斷力是否做功包括兩個(gè)必要因素：一是力作用在物體上；二是物體在力的方向上通過(guò)的距離；

（4）力學(xué)里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積；

（5）不做功的三種情況：有力無(wú)距離也叫“勞而無(wú)功”、有距離無(wú)力也叫“不勞無(wú)功”、力和距離垂直也叫“垂直無(wú)功”。（6）功的原理：使用任何機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會(huì)少于（大于或等于）不用機(jī)械時(shí)所做的功，也就是使用任何機(jī)械都不省功，這個(gè)結(jié)論叫做功的原理。2、功的計(jì)算：（1）功的計(jì)算公式：W=FS，其中各量單位功W：J（焦耳），力F：N（牛頓）；移動(dòng)距離S：m（米）；或者W=Pt；※注意：①分清哪個(gè)力對(duì)物體做功，計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力；

②公式中的S一定是在力的方向上通過(guò)的距離，且與力對(duì)應(yīng)；

③功的單位“焦”（1牛?米=1焦）。知識(shí)點(diǎn)2：功率1、功率的概念：（1）功率定義：物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫功率，在物理學(xué)中用字母P表示；（2）功率意義：物理學(xué)中，用功率來(lái)表示物體做功的快慢；（3）功率公式：功率=功/時(shí)間，即；

（4）功率單位：國(guó)際單位：瓦（W），1W=1J/s；常用單位：千瓦（kW），1kW=103W；（5）功率的種類：①平均功率：物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，力在不同的時(shí)間段內(nèi)做功快慢不同，平均功率可表示力在某段時(shí)間內(nèi)做功的平均快慢程度。

②瞬時(shí)功率：物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，力在某時(shí)刻做功的快慢。

2、功率大小比較：功率是表示物體做功快慢的物理量，一般采用下列三種辦法比較大?。?/p>

（1）在相同時(shí)間內(nèi)，比較做功的多少，做功越多的物體，功率越大。

（2）在完成相同功的條件下，比較所用時(shí)間的長(zhǎng)短，所用時(shí)間越短的物體，功率越大。

（3）做功多少和所用時(shí)間都不同的情況下，通過(guò)公式計(jì)算，然后進(jìn)行比較。3、功率的應(yīng)用：1）功率的公式：（其中P表示功率，W表示功，t表示時(shí)間）

（2）計(jì)算功率的另一個(gè)公式：P=Fv，即物體在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則拉力F所做的功的功率可表示為Fv．（其中F表示物體所受的拉力，v表示物體運(yùn)動(dòng)的速度）

a．推導(dǎo)：由，聯(lián)立W=Fs，得==Fv。

由該公式可知：在功率P一定時(shí)，力F與速度v成反比。

b．應(yīng)用：當(dāng)汽車上坡時(shí)，司機(jī)采取換擋的辦法，減小速度，以獲得較大的牽引力。知識(shí)點(diǎn)3：動(dòng)能和勢(shì)能1、動(dòng)能和勢(shì)能的概念：動(dòng)能：

（1）概念：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，叫做動(dòng)能。一切物體都具有動(dòng)能。

（2）影響動(dòng)能大小的因素：物體的質(zhì)量和速度。物體的質(zhì)量越大，速度越大，物體具有的動(dòng)能就越大。

（3）單位：焦耳（J）。

勢(shì)能：彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能統(tǒng)稱為勢(shì)能。

（1）重力勢(shì)能

①概念：物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢(shì)能。

②影響重力勢(shì)能大小的因素：物體的質(zhì)量和物體所處的高度。物體的質(zhì)量越大，所處的高度越高，物體的重力勢(shì)能就越大。

③單位：焦耳（J），重為1N的物體（質(zhì)量約為0.1kg），被舉高1m時(shí)所獲得的能量，就是1J。

（2）彈性勢(shì)能

①概念：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢(shì)能。

②影響彈性勢(shì)能大小的因素：彈性形變程度。同一物體在彈性形變范圍內(nèi)的彈性形變程度越大，彈性勢(shì)能就越大。③單位：焦耳（J）。2、影響動(dòng)能和勢(shì)能的大小因素：（1）動(dòng)能的大小與兩個(gè)因素有關(guān)：一是物體的質(zhì)量，二是物體運(yùn)動(dòng)的速度大小；當(dāng)物體的質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的速度越大其動(dòng)能越大，物體的速度越小其動(dòng)能越小．具有相同運(yùn)動(dòng)速度的物體，質(zhì)量越大動(dòng)能越大，質(zhì)量越小動(dòng)能越??；（2）重力勢(shì)能的大小與兩個(gè)因素有關(guān)：一個(gè)是物體的質(zhì)量，另一個(gè)是物體距零勢(shì)能面的高度。當(dāng)物體的質(zhì)量一定時(shí)，物體距零勢(shì)能面的高度越大，其重力勢(shì)能越大，物體距零勢(shì)能面的高度越小，其重力勢(shì)能越??；當(dāng)物體距零勢(shì)能面的高度一定時(shí)，物體質(zhì)量越大其重力勢(shì)能越大，物體質(zhì)量越小其重力勢(shì)能越?。矬w的質(zhì)量越大，舉得越高，其重力勢(shì)能就越大；（3）彈性勢(shì)能的大小與兩個(gè)因素有關(guān)：一個(gè)是彈簧本身的性質(zhì)，另一個(gè)是彈性形變的大小。當(dāng)彈簧本身的性質(zhì)相同時(shí)，形變?cè)酱?，它具有的彈性?shì)能就越大，形變?cè)叫?，具有的彈性?shì)能就越?。划?dāng)彈簧形變相同時(shí)，性質(zhì)不同的彈簧彈性勢(shì)能不同。知識(shí)點(diǎn)4：\o"11.4機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化"機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1、機(jī)械能的概念：（1）動(dòng)能和勢(shì)能之和稱為機(jī)械能。動(dòng)能和勢(shì)能都屬于機(jī)械能，動(dòng)能是物體運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的能量，勢(shì)能是存儲(chǔ)著的能量，動(dòng)能和勢(shì)能是機(jī)械能的兩種表現(xiàn)形式。

（2）機(jī)械能大?。旱扔趧?dòng)能和勢(shì)能的總和。考點(diǎn)2動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化與機(jī)械能守恒（1）在一定的條件下，動(dòng)能和重力勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如將一塊小石塊，從低處拋向高處，再?gòu)母呦侣涞倪^(guò)程中，先是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，后又是重力勢(shì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。（2）在一定的條件下，動(dòng)能和彈性勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如跳水運(yùn)動(dòng)員，在起跳的過(guò)程中，壓跳板是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，跳板將運(yùn)動(dòng)員反彈起來(lái)是彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。（3）機(jī)械能守恒：如果一個(gè)過(guò)程中，只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和就保持不變，這個(gè)規(guī)律叫做機(jī)械能守恒。（4）水能和風(fēng)能的利用：自然界的流水和風(fēng)能都是具有大量機(jī)械能的天然資源。利用水能發(fā)電，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢(shì)能越大，能發(fā)出的電就越多。利用風(fēng)能發(fā)電，在風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，可以同時(shí)安裝幾十臺(tái)到幾百臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，組成“風(fēng)車田”聯(lián)在一起供電。典例分析知識(shí)點(diǎn)1：功【典例1】（2022?南山區(qū)校級(jí)模擬）下列生活實(shí)例中，人對(duì)物體施加的力做功的有（）A．甲和乙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．丙和丁【答案】B。【解答】解：甲、箱子在推力的作用下向前運(yùn)動(dòng)了一段距離，有力作用在箱子上，箱子在力的方向上通過(guò)了距離，所以做了功；乙、提著小桶在水平路上前行，人給小桶一個(gè)向上的力，小桶向上沒(méi)有移動(dòng)距離，人對(duì)小桶沒(méi)有做功；丙、用盡全力搬石頭，但未搬動(dòng)，有力作用在物體上，但沒(méi)有移動(dòng)距離，所以不做功；丁、物體在繩子的作用下沿力的方向升高一段距離，力對(duì)物體做了功；綜上分析，甲和丁實(shí)例中，人對(duì)物體施加的力做了功。故選：B?！镜淅?】（2021秋?襄都區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，將同一物體G分別沿光滑斜面由B、C勻速提升到A時(shí)，如若沿斜面的拉力分別為FB、FC，各個(gè)過(guò)程拉力做功為WB、WC，則它們的大小關(guān)系正確的是（）A．WB＞W(wǎng)C，F(xiàn)B＜FC B．WB＝WC，F(xiàn)B＜FC C．WB＞W(wǎng)C，F(xiàn)B＝FC D．WB＝WC，F(xiàn)B＝FC【答案】B。【解答】解：（1）斜面BA的傾斜角度小于CA，所以物體沿BA運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力較小，即FB＜FC；（2）斜面光滑說(shuō)明摩擦力為0，沒(méi)有做額外功，則兩次做的功都等于克服物體重力做的功；兩次分別把同一物體提升到相同的高度，克服物體重力做的功相同，所以拉力做功也相同，即WB＝WC。綜上分析可知，選項(xiàng)ACD錯(cuò)誤，B正確。故選：B?！镜淅?】（2021春?睢縣期末）如圖，甲圖中的婦女推著購(gòu)物車走了幾步，乙圖中的男子用很大的水平力推汽車，但汽車沒(méi)被推動(dòng)，這兩個(gè)人做功較多的是婦女（選填“婦女”或“男子”）。乙圖中男子的水平推力等于（選填“大于”、“小于”或“等于”）摩擦力。【答案】婦女；等于。【解答】解：甲圖中婦女推著購(gòu)物車走了幾步，有作用在物體上的力，購(gòu)物車也在力的方向上通過(guò)了一定距離，推力對(duì)購(gòu)物車做了功；乙圖中的男人用很大的力推汽車，但汽車沒(méi)被推動(dòng)，男人對(duì)汽車施加了較大的力，但汽車沒(méi)有在力的方向上通過(guò)距離，推力沒(méi)有對(duì)汽車做功；所以婦女做功較多。乙圖中汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)，屬于平衡狀態(tài)，故推力與摩擦力是一對(duì)平衡力，二者大小相等。故答案為：婦女；等于?！镜淅?】（2021春?九龍坡區(qū)期末）如圖甲所示，足夠高的圓柱形容器內(nèi)裝有適量的水放在磅秤上，已知容器底面積為200cm2，現(xiàn)有一密度為2.5g/cm3。邊長(zhǎng)為10cm的正方體物體，則物體的質(zhì)量為2.5×103g。用一細(xì)繩將它提起沒(méi)入水中，使物體的一部分露出水面且保持靜止，如圖甲所示。接下來(lái)將物體再下降一定高度，如圖乙所示，與甲圖相比磅秤的示數(shù)變化了80g，此過(guò)程中物體的重力做功為0.1J?！敬鸢浮?.5×103；0.1?！窘獯稹拷猓海?）由ρ＝可得，正方形物體的質(zhì)量：m＝ρV＝2.5g/cm3×（10cm）3＝2.5×103g；（2）物體受到容器中水豎直向上的浮力，由于力的作用是相互的，物體對(duì)容器中水有豎直向下的壓力，且容器為圓柱形，所以容器對(duì)磅秤的壓力：F＝G容+G水+F浮＝m示g??????①物體再下降一定高度，物體仍有部分露出水面，容器對(duì)磅秤的壓力：F′＝G容+G水+F浮′＝m示′g??????②②﹣①可得：△F?。紽浮′﹣F?。絤示′g﹣m示g＝△mg，由阿基米德原理F?。溅岩篻V排有：ρ水gS物△h＝△mg，物體浸入水中深度增加△h＝＝＝0.8cm＝0.008m，物體下降水面會(huì)上升，設(shè)水面上升的高度為△h1，設(shè)物體下降高度為△h2，且△V排1＝△V排2，S容﹣S物＝200cm2﹣（10cm）2＝100cm2，S物＝（10cm）2＝100cm2，所以△h1＝△h2，△h1+△h2＝△h＝0.008m，所以物體下降的高度：△h2＝△h＝×0.008m＝0.004cm，物體的重力：G＝mg＝2.5×103×10﹣3kg×10N/kg＝25N，物體的重力做功：W＝G△h＝25N×0.004m＝0.1J。故答案為：2.5×103；0.1。【典例5】平直高速公路上一輛汽車以30m/s的速度行駛，汽車的質(zhì)量為1t，正常行駛時(shí)受到的阻力為重力的0.3倍。求：（1）1分鐘內(nèi)，汽車運(yùn)動(dòng)的路程為多少m。（2）汽車在1分鐘內(nèi)牽引力做的功?！窘獯稹拷猓海?）1分鐘內(nèi)，汽車運(yùn)動(dòng)的路程為：s＝vt＝30m/s×60s＝1800m；（2）汽車的質(zhì)量為1t即1000kg，則汽車的重力為：G＝mg＝1000kg×10N/kg＝10000N；汽車正常行駛時(shí)受到的阻力為重力的0.3倍，則阻力的大小為：f＝0.3G＝0.3×10000N＝3000N；汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，牽引力等于摩擦力，即：F＝f＝3000N，則汽車在1分鐘內(nèi)牽引力做的功：W＝Fs＝3000N×1800m＝5.4×106J。答：（1）1分鐘內(nèi)，汽車運(yùn)動(dòng)的路程為1800m；（2）汽車在1分鐘內(nèi)牽引力做的功為5.4×106J。知識(shí)點(diǎn)2：功率【典例1】（2021秋?大化縣期末）下列說(shuō)法中正確的是（）A．做功越多的機(jī)械，功率一定越大 B．功率越大的機(jī)械，做功一定越快 C．功率越大的機(jī)械，所用時(shí)間越少 D．做功越多的機(jī)械，所用時(shí)間越多【答案】B?！窘獯稹拷猓篈，根據(jù)W＝Pt知，在相同時(shí)間內(nèi)，做功越多的機(jī)械，功率一定越大，由于該選項(xiàng)沒(méi)有說(shuō)明時(shí)間的關(guān)系，故A錯(cuò)誤；B、物體單位時(shí)間內(nèi)做的功叫功率，它是反映做功快慢的物理量，功率越大的機(jī)械，做功一定越快，故B正確；C、根據(jù)W＝Pt知，做相同的功，功率越大的機(jī)械，所用時(shí)間越少，由于該選項(xiàng)沒(méi)有說(shuō)明做功的大小關(guān)系，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)W＝Pt知，若功率相同，做功越多的機(jī)械，所用時(shí)間越多，由于該選項(xiàng)沒(méi)有說(shuō)明功率的大小關(guān)系，故D錯(cuò)誤。故選：B?！镜淅?】（2022?杭州模擬）兩次水平拉動(dòng)同一物體在同一水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，兩次物體運(yùn)動(dòng)的路程隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖所示。根據(jù)圖像，下列判斷正確的是（）A．兩次物體運(yùn)動(dòng)的速度：v1＜v2 B．0～6s兩次拉力對(duì)物體所做的功：W1＝W2 C．兩次物體所受的拉力：F1＞F2 D．0～6s兩次拉力對(duì)物體做功的功率：P1＞P2【答案】D?！窘獯稹拷猓篈．由圖像可知，在相同時(shí)間內(nèi)，物體第①次通過(guò)的路程大于第②次通過(guò)的路程，由v＝可知，v1＞v2，故A錯(cuò)誤；BCD．兩次水平拉動(dòng)同一物體在同一水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體對(duì)水平面的壓力和接觸面的粗糙程度相同，受到的滑動(dòng)摩擦力不變，因此時(shí)物體受到的滑動(dòng)摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力，所以兩次物體所受的拉力F1＝F2，故C錯(cuò)誤；由圖像可知，0～6s內(nèi)物體第①次通過(guò)的路程大于第②次通過(guò)的路程，由W＝Fs可知，W1＞W(wǎng)2，故B錯(cuò)誤；由P＝可知，0～6s內(nèi)兩次拉力對(duì)物體做功的功率：P1＞P2，故D正確。故選：D。【典例3】（2021春?渠縣期末）如圖，小濤和大壯參加學(xué)校舉行的舉重比賽，如果他們舉起相同質(zhì)量的杠鈴所用的時(shí)間相等，則小濤做功較多，小濤功率較大?！敬鸢浮啃?；小濤?！窘獯稹拷猓簝扇伺e起杠鈴的質(zhì)量相同，則舉起杠鈴的重力相同，小濤比大壯高，故舉起的高度：h小濤＞h大壯，因?yàn)榕e起杠鈴做的功W＝Gh，所以，舉起杠鈴做的功：W小濤＞W(wǎng)大壯，即小濤做功較多；又因?yàn)镻＝，舉起杠鈴用的時(shí)間相同，所以，做功的功率：P小濤＞P大壯，即小濤的功率較大。故答案為：小濤；小濤?！镜淅?】（2021春?中原區(qū)期末）如圖（a）所示，木塊放在水平面上，用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉木塊使其做直線運(yùn)動(dòng)，兩次拉動(dòng)木塊得到的s﹣t圖象分別是圖（b）中的圖線甲、乙，則兩次拉動(dòng)過(guò)程中，拉力F甲＝F乙，拉力做功的功率P甲＞P乙。（均選填“＞”、“＜”或“＝”）【答案】＝；＞?！窘獯稹拷猓阂荒緣K兩次在同一地面上運(yùn)動(dòng)，壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，滑動(dòng)摩擦力不變；由圖中可知，路程與時(shí)間成正比，即木塊兩次都做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡，拉力等于滑動(dòng)摩擦力，滑動(dòng)摩擦力不變，則兩次拉力相等，即F甲＝F乙；從圖象中可以判斷出，在相同時(shí)間內(nèi)，甲這次運(yùn)動(dòng)通過(guò)的路程大，即速度v甲＞v乙，根據(jù)公式P＝＝＝Fv可知，當(dāng)拉力相等時(shí)，速度越大，拉力的功率越大，即P甲＞P乙。故答案為：＝；＞?！镜淅?】（2022?根河市校級(jí)模擬）某校學(xué)生乘校車到校外參加活動(dòng)，校車在平直公路上勻速行駛6km，用時(shí)10min。已知發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為60kW，求：（1）此過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力所做的功；（2）發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的大小?！窘獯稹拷猓海?）功率P＝60kW＝60000W，時(shí)間t＝10min＝600s，發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力所做的功為：W＝Pt＝60000W×600s＝3.6×107J；（2）路程s＝6km＝6000m，由W＝Fs得，牽引力為：F＝＝＝6000N。答：（1）此過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力所做的功為3.6×107J；（2）發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的大小為6000N。知識(shí)點(diǎn)3：動(dòng)能和勢(shì)能【典例1】（2022?福建模擬）如圖，無(wú)人機(jī)在農(nóng)田上方沿水平方向勻速飛行噴灑農(nóng)藥。此過(guò)程無(wú)人機(jī)的（）A．動(dòng)能不變、重力勢(shì)能不變 B．動(dòng)能不變、重力勢(shì)能減小 C．動(dòng)能減小、重力勢(shì)能減小 D．動(dòng)能減小、重力勢(shì)能不變【答案】C?！窘獯稹拷猓簢娝師o(wú)人機(jī)在農(nóng)田上方沿水平方向勻速飛行，同時(shí)均勻噴灑農(nóng)藥，飛機(jī)的速度和高度均不變，但質(zhì)量變小，所以無(wú)人機(jī)的動(dòng)能減小，重力勢(shì)能減小，故C正確。故選：C。【典例2】（2022?青羊區(qū)校級(jí)模擬）掉在地上的彈性小球會(huì)跳起，但是越跳越低。如圖所示是小球彈跳的閃頻照片，小球在A、B位置的高度一樣，下列說(shuō)法正確的是（）A．小球在A位置的動(dòng)能大于在B位置時(shí)的動(dòng)能 B．小球在A→C，D→B兩個(gè)過(guò)程時(shí)動(dòng)能均增大 C．小球在C位置的機(jī)械能等于D位置的機(jī)械能 D．小球分別在A、B兩個(gè)位置時(shí)的動(dòng)能與勢(shì)能之和相等【答案】A。【解答】解：A、掉在地上的彈性小球會(huì)跳起，但是越跳越低，說(shuō)明小球的機(jī)械能不斷減少，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不具有彈性勢(shì)能，A位置的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和大于B位置的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和，小球的質(zhì)量不變，A位置和B位置小球的高度相同，重力勢(shì)能相同，所以A位置動(dòng)能大于B位置動(dòng)能，故選項(xiàng)正確。B、小球在A→C，小球處于上升階段，小球速度不斷減小，小球質(zhì)量不變，動(dòng)能不斷減??；小球在D→B，小球不斷下降，小球速度不斷增大，小球質(zhì)量保持不變，動(dòng)能不斷增大，故選項(xiàng)錯(cuò)誤。C、掉在地上的彈性小球會(huì)跳起，但是越跳越低，說(shuō)明小球的機(jī)械能不斷減小，并且每一個(gè)時(shí)刻都比上一個(gè)時(shí)刻機(jī)械能小，所以C位置的機(jī)械能大于D位置的機(jī)械能，故選項(xiàng)錯(cuò)誤。D、掉在地上的彈性小球會(huì)跳起，但是越跳越低，說(shuō)明小球的機(jī)械能不斷減少，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不具有彈性勢(shì)能，A位置的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和大于B位置的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和，即A位置的動(dòng)能和勢(shì)能之和大于B位置的動(dòng)能和勢(shì)能之和，故選項(xiàng)錯(cuò)誤。故選：A。【典例3】（2022?開(kāi)福區(qū)校級(jí)模擬）在探究“物體動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，小欣同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲、乙、丙所示的三次實(shí)驗(yàn)，讓鐵球從同一斜面上某處由靜止開(kāi)的向下運(yùn)動(dòng)，然后與放在水平面上的紙盒相碰，鐵球與紙盒在水平面上共同移動(dòng)一段距離后靜止。（1）要探究動(dòng)能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保證鐵球達(dá)到水平面的速度相同，為了達(dá)到這一目的所采取的具體操作方法是使小球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下；（2）選用甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是：物體質(zhì)量相同時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；（3）三次實(shí)驗(yàn)中，碰推前動(dòng)能最小的是圖丙（填“甲”“乙”或“丙”）中的小球，判斷依據(jù)是紙盒被推動(dòng)的距離最小?！敬鸢浮浚?）速度；從斜面的同一高度由靜止?jié)L下；（2）速度越大，動(dòng)能越大；（3）丙；紙盒被推動(dòng)的距離最小?！窘獯稹拷猓海?）要探究動(dòng)能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保持小球的速度相同，質(zhì)量不同，所以應(yīng)使質(zhì)量不同的小球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下，保證鐵球達(dá)到水平面的速度相同；（2）由圖示實(shí)驗(yàn)可知，甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)，球的質(zhì)量相同，甲滾下的高度大于丙滾下的高度，甲到達(dá)斜面底端時(shí)的速度較大，甲將紙盒推動(dòng)得更遠(yuǎn)，說(shuō)明甲的動(dòng)能更大，由此可得：質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)速度越大，它具有的動(dòng)能就越大；（3）三次實(shí)驗(yàn)中，是通過(guò)觀察紙盒被撞擊后移動(dòng)的距離來(lái)比較鐵球動(dòng)能的大小的，這種方法是轉(zhuǎn)換法，丙圖中紙盒被推動(dòng)的距離最小，故碰撞前動(dòng)能最小。故答案為：（1）速度；從斜面的同一高度由靜止?jié)L下；（2）速度越大，動(dòng)能越大；（3）丙；紙盒被推動(dòng)的距離最小?！镜淅?】（2021春?唐縣期末）如圖所示，貨架上A、B、C、D四個(gè)體積相同的實(shí)心球，已知ρA＝ρB＞ρC＝ρD。則A與B相比，A重力勢(shì)能大，B與C相比，B重力勢(shì)能大?！敬鸢浮緼；B?！窘獯稹拷猓篈、B、C、D四個(gè)體積相同的實(shí)心球，A、B密度相同，質(zhì)量相同。C、D密度相同，質(zhì)量相同。B比C的密度大，相同體積時(shí)，B球的質(zhì)量大于C球的質(zhì)量。（1）A和B是質(zhì)量相同，A比B的位置高，A的重力勢(shì)能大。（2）B和C高度相同，B的質(zhì)量大于C的質(zhì)量，B的重力勢(shì)能大。故答案為：A；B?！镜淅?】（2022?深圳模擬）王瑞利用實(shí)驗(yàn)小桌、箱體透明的沙箱、質(zhì)量不同的重物A和B（mA＜mB），讓重物從高處落下，撞擊小桌，觀察桌腿陷入沙子的深度，探究重力勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)，請(qǐng)觀察甲、乙、丙所示的實(shí)驗(yàn)操作，按要求回答下列問(wèn)題：（1）比較甲、乙可知，物體的重力勢(shì)能與物體被舉高的高度有關(guān)；（2）比較甲、丙可知，物體的重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量有關(guān)；高度相同的物體，質(zhì)量越大，它的重力勢(shì)能越大；（3）在實(shí)驗(yàn)操作中通過(guò)觀察桌腿陷入沙子的深度來(lái)比較物體重力勢(shì)能大小，以下實(shí)驗(yàn)探究采用的方法與此相同的是D。A.在探究壓力對(duì)滑動(dòng)摩擦力的影響時(shí)，保持接觸面粗糙程度不變，改變壓力B.在探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響時(shí)，推理出物體不受阻力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)C.在“探究杠桿的平衡條件”時(shí)，改變動(dòng)力（臂）和阻力（臂），多次測(cè)量D.在探究影響動(dòng)能大小的因素時(shí)，通過(guò)小車推動(dòng)物體的遠(yuǎn)近比較小車動(dòng)能大?。?）設(shè)乙實(shí)驗(yàn)操作中物體A的重力勢(shì)能是WA，丙實(shí)驗(yàn)操作中物體B的重力勢(shì)能是WB，則WA和WB的大小關(guān)系是B。A.WA＞W(wǎng)BB.WA＜WBC.WA＝WBD.無(wú)法判斷【答案】（1）高度；（2）甲、丙：高度；（3）D；（4）B?！窘獯稹拷猓海?）甲、乙兩物體質(zhì)量相同，被舉的高度不同，是探究重力勢(shì)能與物體被舉的高度之間的關(guān)系；（2）要探究物體的重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量有關(guān)，必須控制物體被舉的高度相同質(zhì)量不同，所以應(yīng)該選擇比較甲和丙；（3）在實(shí)驗(yàn)操作中通過(guò)觀察桌腿陷入沙子的深度來(lái)比較物體重力勢(shì)能大小用的是轉(zhuǎn)換法，轉(zhuǎn)換法是中學(xué)物理中把直接測(cè)量有困難的量轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量來(lái)研究的一種重要的研究方法，也就是借助某些物體的特性來(lái)研究看不到或不易觀察到物質(zhì)，形象直觀。A、在探究壓力對(duì)滑動(dòng)摩擦力的影響時(shí)，保持接觸面粗糙程度不變，改變壓力，是控制變量法，故A不符合題意；B、在探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響時(shí)，推理出物體不受阻力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，是實(shí)驗(yàn)推理法，故B不符合題意；C、在“探究杠桿的平衡條件”時(shí)，改變動(dòng)力（臂）和阻力（臂），多次測(cè)量，是實(shí)驗(yàn)歸納法，故C不符合題意；D、在探究影響動(dòng)能大小的因素時(shí)，通過(guò)小車推動(dòng)物體的遠(yuǎn)近比較小車動(dòng)能大小，是轉(zhuǎn)換法，故D符合題意。故選：D；（4）物體做功本領(lǐng)越強(qiáng)，具有的能就越大，比較乙圖和丙圖，丙圖中桌腿陷入沙子的深度更深，即丙實(shí)驗(yàn)操作中物體B落下時(shí)做功本領(lǐng)更大，勢(shì)能更大，故選：B。故答案為：（1）高度；（2）甲、丙：高度；（3）D；（4）B。知識(shí)點(diǎn)4：\o"11.4機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化"機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化【典例1】（2022?武穴市模擬）如圖所示，鉛球從出手到將要落地的過(guò)程中（不計(jì)空氣阻力），下列說(shuō)法正確的是（）A．鉛球由a→b時(shí)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 B．鉛球由b→c時(shí)，機(jī)械能逐漸減小 C．鉛球到達(dá)c點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大 D．鉛球在b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為零【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、鉛球由a→b時(shí)，質(zhì)量不變，高度增大，所以重力勢(shì)能增大；速度減小，動(dòng)能減小，動(dòng)能逐漸轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，故A錯(cuò)誤；B、鉛球由b→c時(shí)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，不考慮空氣阻力，所以機(jī)械能總量保持不變，故B錯(cuò)誤；C、鉛球由b→c時(shí)，質(zhì)量不變，高度變小，重力勢(shì)能變小，速度變大，動(dòng)能變大，到達(dá)c點(diǎn)時(shí)高度最小，重力勢(shì)能最小，速度最大，動(dòng)能最大，故C正確；D、鉛球在b點(diǎn)時(shí)，在水平方向上有一定的速度，動(dòng)能不為零，故D錯(cuò)誤。故選：C?！镜淅?】（2021春?郫都區(qū)期末）在動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，機(jī)械能總量保持不變的是（）A．勻速上升的熱氣球 B．自行車勻速上坡 C．石塊從手中下落（不計(jì)空氣阻力） D．火箭發(fā)射升空【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、勻速上升的熱氣球，速度不變，動(dòng)能不變，高度變大，重力勢(shì)能變大，機(jī)械能變大，故A錯(cuò)誤；B、自行車勻速上坡，速度不變，動(dòng)能不變；高度增大，重力勢(shì)能增大，機(jī)械能增大，故B錯(cuò)誤。C、石塊從手中落下，不計(jì)空氣阻力時(shí)，高度減小，重力勢(shì)能減小，速度變大，動(dòng)能變大，重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，機(jī)械能守恒，故C正確。D、火箭發(fā)射加速升空時(shí)，速度變大，動(dòng)能變大，高度增加，重力勢(shì)能增加，機(jī)械能變大，故D錯(cuò)誤。故選：C?！镜淅?】（2021春?平昌縣期末）如圖所示為多米諾骨牌。多米諾骨牌是一種用木制、骨制或塑料制成的長(zhǎng)方體骨牌。玩時(shí)將骨牌按一定間距排列成行，輕輕碰倒第一枚骨牌，其余的骨牌就會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，依次倒下。多米諾骨牌需要一張張擺下去，它不僅考驗(yàn)參與者的體力、耐力和意志力，而且還培養(yǎng)參與者的智力、想象力和創(chuàng)造力。多米諾骨牌豎著時(shí)，重心較高，倒下時(shí)重心下降，倒下過(guò)程中，將其重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，它倒在第二張牌上，這個(gè)能量就轉(zhuǎn)移到第二張牌上，將第二張牌推倒，如此傳遞下去?！敬鸢浮恐亓?shì)；動(dòng)?！窘獯稹拷猓汗桥频瓜聲r(shí)質(zhì)量不變，重心會(huì)降低，所以其重力勢(shì)能會(huì)減小；重力勢(shì)能減小后會(huì)使得骨牌倒下速度增大，其重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為了動(dòng)能；第二張骨牌由于機(jī)械能不斷的增加，其轉(zhuǎn)化的動(dòng)能也會(huì)不斷的大于前一張牌，速度就會(huì)不斷增大。故答案為：重力勢(shì)；動(dòng)?！镜淅?】（2021春?來(lái)賓期末）迄今為止，我國(guó)已成功發(fā)射了54顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。如圖所示是一衛(wèi)星正沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行，則衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)行的過(guò)程中，其重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能（均填能量名稱）?！敬鸢浮恐亓?shì)能；動(dòng)能?！窘獯稹拷猓盒l(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)行的過(guò)程中，由于不受阻力，其機(jī)械能是守恒的；衛(wèi)星質(zhì)量不變，相對(duì)高度降低，則重力勢(shì)能減小；由于機(jī)械能不變，則動(dòng)能變大，是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。故答案為：重力勢(shì)能；動(dòng)能。鞏固提升訓(xùn)練鞏固提升訓(xùn)練一、選擇題。1．（2022?桂林一模）水平地面上的課桌在水平方向的拉力作用下，沿拉力的方向移動(dòng)一段距離，則下列判斷正確的是（）A．課桌所受重力做了功 B．課桌所受拉力做了功 C．課桌所受支持力做了功 D．沒(méi)有力對(duì)課桌做功【答案】B?！窘獯稹拷猓河深}知，水平地面上的課桌在水平方向的拉力作用下，沿拉力的方向移動(dòng)一段距離，所以拉力對(duì)課桌做了功，故B正確，D錯(cuò)誤；因課桌在重力和支持力的方向上都沒(méi)有移動(dòng)距離，所以重力和支持力都不做功，故AC錯(cuò)誤。故選：B。2．（2021秋?柳州期末）下列物理量中，表示做功快慢的是（）A．機(jī)械效率 B．功率 C．機(jī)械能 D．壓強(qiáng)【答案】B。【解答】解：功率是表示做功快慢的物理量；A、機(jī)械效率是有用功和總功的比值，故A不符合題意；B、功率是描述做功快慢的物理量，故B符合題意；C、動(dòng)能和重力勢(shì)能統(tǒng)稱機(jī)械能，故C不符合題意；D、壓強(qiáng)是描述壓力作用效果的物理量，故D不符合題意。故選：B。3．（2022?江西模擬）如圖為冬奧會(huì)的一些運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，關(guān)于這些項(xiàng)目中的情景，下列說(shuō)法中正確的是（）A．跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員在空中下落的過(guò)程中，重力勢(shì)能不變 B．短道速滑運(yùn)動(dòng)員在轉(zhuǎn)彎滑行的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變 C．冰壺運(yùn)動(dòng)員擲出去的冰壺能繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，是由于冰壺具有慣性力 D．運(yùn)動(dòng)員用球桿推著冰球使其水平滑動(dòng)的過(guò)程中，冰球所受重力沒(méi)有做功【答案】D?！窘獯稹拷猓篈、跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員在空中下落的過(guò)程中，質(zhì)量不變、高度減小，其重力勢(shì)能減小，故A錯(cuò)誤；B、短道速滑運(yùn)動(dòng)員在轉(zhuǎn)彎滑行的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變，所以其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，故B錯(cuò)誤；C、冰壺運(yùn)動(dòng)員擲出去的冰壺能繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，是由于冰壺具有慣性要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，慣性是一種性質(zhì)，不是力，故C錯(cuò)誤；D、用球桿推著冰球使其水平滑動(dòng)的過(guò)程中，冰球所受重力方向豎直向下，距離的方向沿水平方向；力和距離的方向不一致，故重力沒(méi)有做功，故D正確。故選：D。4．（2021秋?武侯區(qū)期末）能量的形式多種多樣，下列實(shí)例屬于機(jī)械能的是（）A．閃電發(fā)出耀眼的光芒 B．運(yùn)動(dòng)員由于奔跑而具有的能量 C．高溫水蒸氣具有的能量 D．煤炭在爐灶中燃燒具有的能量【答案】B?！窘獯稹拷猓篈、閃電發(fā)出耀眼的光芒，屬于光能，故A不合題意；B、運(yùn)動(dòng)員由于奔跑而具有的能量是動(dòng)能，動(dòng)能屬于機(jī)械能，故B符合題意；C、高溫水蒸氣具有的能量是內(nèi)能，故C不合題意；D、煤炭在爐灶中燃燒的過(guò)程中，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D不合題意。故選：B。5．（2021秋?玉林期末）如圖所示，光滑斜面AB＞AC，沿斜面AB和AC分別將同一重物從它們的底部拉到頂部所用時(shí)間相同，所需拉力分別為F1和F2，所做的功的功率分別為P1和P2．則（）A．F1＜F2，P1＜P2 B．F1＞F2，P1＞P2 C．F1＞F2，P1＝P2 D．F1＜F2，P1＝P2【答案】D?！窘獯稹拷猓海?）斜面光滑說(shuō)明摩擦力為0，即使用光滑的斜面沒(méi)有額外功，則拉力做的功等于克服物體重力做的功；把同一物體沿斜面BA和CA分別拉到頂端A時(shí)，G、h均相同，由W＝Gh可知兩次克服物體重力做的功相同，則兩次拉力做的功也相同，即W1＝W2；（2）根據(jù)圖示可知，LBA＞LCA，而W1＝W2，由W＝FL可知，F(xiàn)BA＜FCA，即F1＜F2；（3）拉力做的功相同，時(shí)間相同，根據(jù)P＝可知，P1＝P2。綜上所述，ABC錯(cuò)誤，D正確。故選：D。6．（2022?鎮(zhèn)平縣一模）功率，下列說(shuō)法正確的是（）A．力對(duì)物體做的功越多，功率就越大 B．做功時(shí)間短的機(jī)械功率大 C．完成相同的功，用的時(shí)間越長(zhǎng)，功率越大 D．功率大的機(jī)械在單位時(shí)間里做的功多【答案】D?！窘獯稹拷猓篈、功率越大，只能說(shuō)是做功越快，并不一定做功多的就做功快。故此項(xiàng)不符合題意。B、做功時(shí)間短，做了多少功未知，故不一定做功就快。故此項(xiàng)不符合題意。C、完成相同的功，用的時(shí)間長(zhǎng)，說(shuō)明做功慢，功率小。故此項(xiàng)不符合題意。D、功率是指單位時(shí)間內(nèi)做的功，故功率大，在單位時(shí)間內(nèi)做的功就多。此項(xiàng)符合題意。故選：D。7．（2021?江油市模擬）如圖所示，金屬小球從光滑軌道中的A點(diǎn)處由靜止滑下，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，到達(dá)最低點(diǎn)C后，再沿軌道向上運(yùn)動(dòng)，若不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．小球能沿軌道向上運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)處 B．小球從A點(diǎn)加速下滑到C點(diǎn)時(shí)，重力沒(méi)有對(duì)小球做功 C．小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，它的動(dòng)能最大，重力勢(shì)能最小 D．小球到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能大于它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能【答案】C?！窘獯稹拷猓篈D、因?yàn)槭枪饣能壍溃挥?jì)空氣阻力，小球在軌道上運(yùn)動(dòng)沒(méi)有機(jī)械能的損耗，則小球的機(jī)械能守恒，所以小球能到達(dá)的最高點(diǎn)應(yīng)與A點(diǎn)在同一水平直線上，不能沿軌道向上運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)；因小球的機(jī)械能守恒，所以小球到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能等于它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能，故AD錯(cuò)誤；B、小球從A點(diǎn)加速下滑到C點(diǎn)時(shí)，小球受豎直向下的重力，小球向下移動(dòng)了距離，所以重力對(duì)小球做了功，故B錯(cuò)誤；C、小球到達(dá)C點(diǎn)（最低點(diǎn)）時(shí)，質(zhì)量不變，此時(shí)速度最大，高度最小，所以它的動(dòng)能最大，重力勢(shì)能最小，故C正確；故選：C。二、填空題。8．（2021春?江永縣期末）力對(duì)物體做功的兩個(gè)因素，一是要有力作用在物體上，二是物體要在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了距離?！敬鸢浮苛Γ痪嚯x?！窘獯稹拷猓鹤龉τ袃蓚€(gè)必要因素：一是要有力作用在物體上，二是物體要在這個(gè)力的方向上移動(dòng)距離。故答案為：力；距離。9．（2022?昭化區(qū)模擬）一個(gè)物體由A點(diǎn)自由下落時(shí)，相繼經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn)，如圖所示，已知AB＝BC，物體在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，則W1＝W2，P1＜P2（選填“大于”、“小于”或“等于”）?！敬鸢浮浚?；＜?！窘獯稹拷猓骸逜B＝BC，∴根據(jù)W＝Gh可知，物體在AB段和BC段重力做的功相等，即W1＝W2；∵小球在自由下落時(shí)做加速運(yùn)動(dòng)，即在BC段的運(yùn)動(dòng)速度大于AB段的運(yùn)動(dòng)速度，∴根據(jù)t＝可知，小球在BC段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間短，∴根據(jù)公式P＝可知，物體在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，P1＜P2。故答案為：＝；＜。10．（2022?平房區(qū)一模）小明去商場(chǎng)購(gòu)物，自動(dòng)扶梯將他從一樓勻速送上二樓，在這個(gè)過(guò)程中，小明的動(dòng)能不變，機(jī)械能增大。（選填“增大”“減小”或“不變”）【答案】不變；增大?！窘獯稹拷猓盒∶髟诜鎏輨蛩偕仙倪^(guò)程中，質(zhì)量不變，速度不變，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增大、機(jī)械能增大。故答案為：不變；增大。11．（2021秋?贛州期末）