2013学业水平考试复习《功、功率、能量及能量转化》专题训练

2013年11月高中物理学业水平考试 专题训练----功和能 第43中学 王利军

2013会考专题讲练-功和能

考点一、功

（1）功的定义：力和作用在力的方向上通过位移的乘积，是描述力对空间积累效应的物理量，过程量。

定义式：W=F·s·cosθ，其中F是力，s是力的作用点位移（对地），θ是力与位移间的夹角. 本公式只适用于恒力做功.

①重力做功的特点:重力对物体做的功只跟起点和终点的位置有关,而跟物体的运动的路径无关. 物体向下运动WG=mgh； 物体向上运动WG=-mgh 。

②摩擦力、空气阻力做功的计算：公式:Wf=-f×路程 特点:可以做正功、负功或不做功 1、关于功的概念，以下说法正确的是（ ）

A．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量 B．功有正、负之分，所以功可能有方向性 C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移 D．一个恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积

2、一个物体在相互垂直的两个力F1、F2的作用下运动，运动过程中F1对物体做功3J，F2对物体做功4J，则F1和F2的合力做功为（ ）

A、1J B、5J C、7J D、无法计算

3、在光滑水平面上推物块和在粗糙水平面上推物块相比较，如果所用的水平推力相同，物块在推力作用下通过的位移相同，则推力对物块所做的功（ ）

A．一样大 B．在光滑水平面上推力所做的功较多 C．由物块通过这段位移的时间决定 D．由于物块的质量未知，故无法比较

4、 如图3所示，一个物块在与水平方向成α角的恒力F作用下，沿水平面向右运动一段距离x，在此过程中，恒力F对物块所做的功为（ ）

FxFxA. B.

sin?cos?

5、某人从4m深的水井中，将50N的水桶匀速提至地面，又提着水桶在水平地面上匀速行走了12m，在整个过程中，人对水桶所做的功为（ ）

A．800J B．600J C．200J D．－200J

6、起重机的吊钩下挂着质量为m的物体，如果物体以加速度a匀加速上升了高度h，则吊钩对物体做的功等于( )

8、质量为0.5kg的物体从高处自由落下，在下落的前2s内重力对物体所做的功是 。

9、用起重机把重为2×104N的货物匀速提升5m，钢绳的拉力做功 J，重力做功 __ J，钢绳克服重力做功 J。

10、用水平恒力拉一质量为m的物体，沿水平面匀速前进s米。已知物体与地面间动摩擦因数为μ，则重力做功为 ，力F做的功为 。摩擦力做功为 。

11、一个质量m＝10kg的静止物体与水平地面间滑动摩擦系数μ＝0.2，受到一个大小为100N与水平方向成θ＝37°的斜向上拉力作用而运动.若作用时间为t＝2s，则拉力对物体做功为 ，物体克服摩擦力做的功为 。

12、用恒力F拉一质量为m的物体，沿倾角为α粗糙斜面匀速向上前进s米。已知恒力F方向沿斜面，物体与斜面间动摩擦因数为μ，则重力做功为 _ ，此力做的功为 。摩擦力做功为 。

13、如图1所示：质量为m的小滑块从粗糙的斜面滑下，斜面置一粗糙的水平面上，当物体从斜面顶端滑向底端的过程中，斜面体保持不动，求小滑块所受各力做功情况：（已知斜面倾角为α，斜面高度为H，物体与斜面间动摩擦因数为μ）

14如图2所示，质量为m的小滑块与倾角为α的粗糙斜面体始终保持相对静止，现让斜面体匀速向右运动s，则在此过程中小滑块所受各力做功情况：

15、质量为m的物块自1/4半径为R的圆周的顶端下滑，受到的摩擦力大小恒为f，在下滑到最低点的过程中，摩擦力和重力对物块做的功各多少？

1

A、mgh B、m(g+a)h C 、m(a-g)h D 、m(g-a)h

7．把一个物体竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h，若物体的质量为m，所受的空气阻力恒为f, 则在从物体被抛出到落回地面的全过程中[ ] A．重力所做的功为零 B．重力所做的功为2mgh C．空气阻力做的功为零 D．空气阻力做的功为-2fh

2013年11月高中物理学业水平考试 专题训练----功和能 第43中学 王利军

16、一2Kg的物体以10m/s的速度竖直上抛， 1s内、2s内、3s内、重力所做的功分别为多少？

2、如图2所示，原来质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置.用水平拉力F将小球缓慢地拉到细线与竖直方向成θ角的位置的过程中，拉力F做功为（） A. FLcos? B. FLsin? C. FL?1?cos?? D. mgL?1?cos??

m 3、 跳水运动员从离水平高H的跳台上以速率V1跳起，落水是速率为V2，运动员质量为m，则运动员跳起时所做的功为 ，运动员在跳下的过程中克服空气阻力所做的功是 。

4、质量为5000Kg的汽车，在平直公路上以60kW的恒定功率从静止开始启动，速度达到24m/s的最大速度后，立即关闭发动机，汽车从启动到最后停下通过的总位移为1200m.运动过程中汽车所受的阻力不变.求汽车运动的时间.

17、如图所示，一个大小为5N，与水平方向夹角是37°的拉力F作用在小

车上。小车沿水平面向右运动。运动过程中小车受到的阻力大小为3N，方向水平向左。小车向右运动的距离S为2m的过程中，小车受到的各个力都没有发生变化。求：在此过程中

（1）拉力F对小车做的功(取sin37°=0．6；cos37°=0．8)； （2）小车克服阻力做的功。

18、如图所示，水平传送带正以v＝2m／s的速度运行，两端的距离为l＝10m.把一质量为m＝1kg的物体轻轻放到传送带上，物体在传送带的带动下向右运动.如物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，则把这个物体从传送带左端传送到右端的过程中，摩擦力对其做了多少功?摩擦力对皮带做功为多少?

（2）变力做功的计算方法：

①运用功的公式求变力做功（通过等效法把変力做功转换成恒力的功）

②利用动能定理。

③如果P一定，可以根据W=P·t，计算一段时间内平均做功. 等 1、人在A点拉着绳通过一定滑轮吊起质量m=50Kg的物体，如图1所示，开始绳与水平方向夹角为60?，当人匀速提起重物由A点沿水平方向运动s?2m而到达B点，此时绳与水平方向成30?角，求人对绳的拉力做了多少功？

考点二、功率

（1）功率的概念及计算:表示力做功快慢的物理量，标量。求功率时一定要分清是求哪个力的功率，还要分清是求平均功率还是瞬时功率。

①平均功率：P=W/t（定义式） 表示时间t内的平均功率，不管是恒力做功，还是变力做功，

都适用。 或P=F·V平均·cosα

②瞬时功率：P=F·V瞬时·cosα，α为两者间的夹角。v若为平均速度，则求的是平均功率；

v若为瞬时速度，则求的是瞬时功率。

1、国际单位制中，功率的单位是瓦特，它与下述的哪一个单位相一致（ ） A、 kg×m/s2 B、 kg×m2/s2 C 、kg×m/s3 D 、kg×m2/s3

2、.功率，下列认识正确的是 （ ） A．由 P=W / t ，可知功率越大的机器做的功越多

B．由 P =Fv 可知汽车发动机功率越大，汽车的速率越大 C．由 P=W / t 可知单位时间内做功越多则功率越大 D．由 P=Fv 可知做功的力越大其功率越大 3、.质量为2kg的小铁球从某一高度由静止释放，经3s到达地面，不计空气阻力，g取10m/s2．则（ ） A．2s末重力的瞬时功率为200W B．2s末重力的瞬时功率为400W C．2s内重力的平均功率为100W D．2s内重力的平均功率为400W 4、如图5所示，一个物块在与水平方向成α角的拉力F作用下，沿水平面向右运动一段距离x，所用时间为t. 在此过程中，拉力F对物块

G60?30?ABα F α F 图1

做功的平均功率为( )

Fxsin?A．Fxcos? B．Fxt C．

ttcos?

2

D．Fx tx 图5

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5．一艘轮船以速度15m/s匀速运动，它所受到的阻力为1．2×10N，发动机的实际功率是（ ）

5443

A．1．8×10kW B．9．0×10Kw C．8．0×10kW D．8．0×10kW

2

6、质量为2.0kg的小球从某一高度由静止释放，经3.0s到达地面。若不计空气阻力，取g=10m/s，则到达地面时小球所具有的动能大小为 J，下落2.0s末重力做功的瞬时功率为 W。

7、质量为1千克的物体从倾角为30°的光滑斜面上，从静止开始下滑，重力在前3秒内的平均功率为________瓦,重力在3秒末的即时功率为__________瓦,重力在第3秒内的平均功率为__________瓦，(斜面足够长，g=10m/s2 )

（2）额定功率与实际功率 ：额定功率:发动机正常工作时的最大功率。实际功率:发动机实际输出的功率。应用于机车启动问题：

①以恒定功率P启动：机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动，后以最大速度vm=P/f 作匀速直线运动。

②以恒定牵引力F启动：机车先作匀加速运动，当功率增大到额定功率时速度为v1=P/F，而后开始作加速度减小的加速运动，最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。

1、静止的列车在平直的轨道上以恒定的功率起动，在开始的一小段时间内，列车的运动状态是( ) A.做匀加速直线运动 B.列车的速度和加速度均不断增加 C.列车的速度增大，加速度减小 D.列车做匀速运动。

2、汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动的一段时间内保持匀加速直线运动，则：( ) A不断增大牵引力功率 B不断减小牵引力功率 C保持牵引力功率不变 D无法确定牵引力功率的变化

3、起重机以10kW的恒定功率将地面上质量为50kg的物体由静止向上吊起，则物体可以达到的最大速度是（不计空气阻力，g= 10m/s2）（ ）

A．200 m/s B．30 m/s C．25 m/s D．20m/s

4．某汽车的质量为5000kg，发动机的额定功率为36kW，在水平公路上匀速行驶时所受阻力为2400N，则汽车行驶中能达到的最大速度为 m/s；此汽车以额定功率启动，速度达到v=10m/s时的加速度大小为 m/s。

5．汽车发动机的额定功率为80kw，它在平直公路上行驶的最大速度可达20m/s。那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力是 N，如果汽车在行驶过程中所受阻力不变，当汽车以10m/s匀速行驶时的实际功率为 kw。

6．在一次测试中，质量为1．6×10kg的汽车沿平直公路行驶，其发动机的输出功率恒为l00kW。汽车的速度由l0m/s增大到16m/s，用时1．7s，行驶距离22．6m,若在这个过程中汽车所受的阻力恒定，则汽车的速度为l0m/s时，牵引力的大小为 N，此时汽车加速度的大小为 m/s。

3

2

32

7

7．某兴趣小组的同学们对一电动机的性能进行了研究。他们利用这台电动机通过一根水平的轻细绳牵引一辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并利用速度传感器将小车运动过程的速度测量出来，据此所绘制出的v-t图像如图9所示。图像中除2.0s~5.0s这段时间内的图像为曲线外，其余时间段图像均为直线。已知在小车运动的过程中，2.0s~ 6.0s时间段内绳的牵引功率保持不变，小车的质量为1.0kg，若在整个运动过程中小车所受到的阻力大小可认为不变，则小车运动过程中所受的阻力大小为 N，小车在加速运动过程中位移的大小为 m。

0 1 2 3 4 5 6 7 2 1 v/m?s-1 t/s 图9

考点三、动能、重力势能和弹性势能

（1），动能和动能定理：

①动能：物体由于运动而具有的能量叫做动能，标量。公式表示：Ek?1mv2 2②动能定理：公式表示： W=EK2—EK1 ； 1、“嫦娥二号”探月卫星的质量为m，当它的速度为v时，它的动能为（ ）

112

A．mv B．mv C．mv D．mv2

222．改变物体的质量和速度，可以改变物体的动能。在下列情况中，使一个物体的动能变为原来2倍的是（ ）

A．质量不变，速度增大到原来的2倍 B．速度不变，质量增大到原来的2倍 C．质量不变，速度增大到原来的4倍 D．速度不变，质量增大到原来的4倍 3．一个物体从O处自由下落，途经A、B两点，如图所示。已知OA：AB=1：2，物体经过A点时的动能是40J，那么，物体经过B点时的动能是 J。 （2），重力势能和弹性势能：

①重力势能定义：地球上的物体具有跟它的高度有关的能量，叫做重力势能，EP=mgh. 标量，重力

势能实际是属于物体和地球组成的系统.

②重力做功的特点:重力对物体做的功只跟起点和终点的位置有关,而跟物体的运动的路径无关. ③重力势能与重力做功的联系：重力做的功等于物体的重力势能的减小，即WG=mgh1—mgh2；如

重力做负功，即mgh1

④弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量.

1.关于重力势能，下列说法中正确的是 （ ） A．重力势能为零的物体，不可能对别的物体做功 B．物体做匀速直线运动时，其重力势能一定不变 C．重力对物体做正功，物体的重力势能一定增加 D．重力对物体做正功，物体的重力势能一定减少

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2.将弹簧从原长逐渐压缩的过程中，关于弹性势能的变化，下列说法正确的（ ）

A．增加 B．减少 C．不变 D．无法确定

3.质量为m的小物块，从离桌面高H处由静止下落，桌面离地面高为h，如图所示。如果以桌面为参考平面，那么小物块落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是（ ）

A．mgh，减少mg(H?h) B．mgh，增力mg(H?h) C．?mgh，增加mg(H?h) D．?mgh，减少mg(H?h)

4．物体在运动过程中，重力做功40Ｊ，则（ ）

A．重力势能减小了40Ｊ B．重力势能增加了40ＪC．动能减小了40ＪD．动能增加了40Ｊ 5．关于弹性势能，下列说法正确的是( )

A．弹性势能与物体的形变量有关 B．弹性势能与物体的形变量无关

C．物体运动的速度越大，弹性势能越大 D．物体运动的速度越大，弹性势能越小 6．蹦床运动是运动员从蹦床弹向空中表演技巧动作的一项体育活动．当运动员离开蹦床后上升的过程中，运动员具有的 （ ）

A．动能增加，重力势能减少 B．动能增加，重力势能增加 C．动能减少，重力势能减少 D．动能减少，重力势能增加 7．若物体m沿不同的路径Ⅰ和Ⅱ从A滑到B，如图1所示，则重力所做的功为（ ） A．沿路径Ⅰ重力做功最大 B．沿路径Ⅱ重力做功最大

C．沿路径Ⅰ和Ⅱ重力做功一样大 D．条件不足不能判断

A．只有助跑阶段 B．只有撑杆起跳阶段C．只有越横杆阶段助跑D．撑杆起跳阶段与越横杆阶段 4、跳水运动员从10 m高的跳台上跳下，在运动员下落的过程中（ ）

A．运动员的动能增加，重力势能增加 B．运动员的动能减少，重力势能减少 C．运动员的动能减少，重力势能增加 D．运动员的动能增加，重力势能减少

5．如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是（ ） A．重力势能和动能之和总保持不变 B．重力势能和弹性势能之和总保持不变 C．动能和弹性势能之和总保持不变

D．重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变

（2）机械能守恒条件：系统只有重力或弹簧弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则机械能守恒。

1、关于机械能是否守恒的叙述，正确的是（ ） A．作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒 B．作匀速直线运动的物体机械能可能守恒 C．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒 D．只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒

2．在下列过程中，若不计空气阻力，机械能守恒的是（ ） A．石块自由下落的过程 B．铅球被抛出后在空中运动的过程 C．电梯加速上升的过程 D．木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程

E、小石块被竖直向上抛出后在空中运动的过程 F、子弹射穿木块的过程

G．物体做平抛运动 H．重物被起重机悬吊着匀速上升

I．汽车关闭发动机后在水平路面上减速滑行

3、下列所述的实例中，遵循机械能守恒的是（ ）

A．宇宙飞船发射升空的过程 B．飞机在竖直平面内作匀速圆周运动的过程 C．标枪在空中飞行的过程（空气阻力均不计）D．小孩沿滑梯匀速滑下的过程

4

考点四、机械能守恒定律

（1）了解概念①动能和势能（重力势能、弹性势能）统称为机械能，E=Ek +E p

②机械能守恒定律的内容：在只有重力（或弹簧弹力）做功的情形下，物体动能和重力

势能（及弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变.

1．一个石块从楼顶自由落下，不计空气阻力，石块在下落的过程中（ ）

A．动能减少，重力势能增加 B．动能增加，重力势能减少

C．克服重力做功 D．机械能增加

2一物体仅受重力作用，由 A 处运动到 B 处，物体的动能由12J 减少到 8J，重力势能由 8J增加到 12J，在此过程中 （ ）

A．物体的速度减小 B．物体的机械能增加C．物体的机械能减少 D．物体的位置降低

3．如图所示表示撑杆跳运动的三个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆，其中发生了弹性势能与重力势能转化的阶段是 （ ）