資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
12 探究能量轉化的度量
一、功：
功的含義
物體受到力的作用，并且在這個力的方向上通過一段距離，我們就說這個力對物體做了功
2、做功的兩個必要因素
（1）作用在物體上的力（2）物體在力的方向上通過一段距離
3、功的定義：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。
4、計算公式：W= FS F：作用在物體上的力 S：物體在力的方向上通過的距離
5、單位：焦耳，簡稱 焦，符號J ，1焦=1
二、功率
定義：物體在單位時間內完成的功叫做功率，是一個反映物體做功快慢的物理量。
計算公式：
單位：瓦特，簡稱“瓦”，符號“W”
功率為30瓦的含義：表示物體在每秒內做功30J，或者物體每秒有30J的能量發生轉化或者轉移
公式推導：，若是表示重力的功率則
注：汽車從工廠制造出來，額定功率是固定的，故汽車在斜坡的時候，掛抵擋可以產生更大的牽引力
三、典型例題
【例1】 如圖，小虎用水平向右的力推放在水平地面上的箱子，但沒有推動，則此時（　　）
A. 小虎的推力小于箱子受到的阻力 B. 小虎的推力大于箱子受到的阻力
C. 小虎對箱子做了功 D. 小虎對箱子沒有做功
【例2】科技改變生活，某餐館用智能送菜機器人(如圖)替代人工送菜。
（1）該機器人以1米/秒的速度運行30米將菜送到客人桌前，用時________秒 ；
（2）若機器人工作時牽引力恒為50牛，完成本次送菜，牽引力做功________焦。
【例3】如圖為四旋翼無人機，質量為1.2千克，下方懸掛著一個質量為0.1千克的攝像機。在10秒內無人機從地面豎直上升了20米，然后邊攝像邊斜向上飛行了30秒，儀表盤上顯示離地面高度為36米。無人機前10秒對攝像機做功________焦，整個過程中，無人機對攝像機做功的功率為________瓦。
【例4】三位同學準備進行爬樓梯比賽，并比較功率的大小。為此，他們開展了如下的討論。
甲：只有測出各自的體重，爬樓用的時間和爬樓的高度，才能進行比較；
乙：控制爬樓的時間相同時，只要測出各自的體重、爬樓的高度，就可以進行比較；
丙：控制爬樓的高度相同時，只要測出各自的體重、爬樓的時間，就可以進行比較。
正確的是( )。
A.甲、乙和丙 B.甲和乙 C.甲和丙 D.乙和丙
A組 基礎訓練
1.某人用豎直向上的力將2只雞蛋勻速提高1米，此人對雞蛋做的功約為( )。
A.1焦 B.10焦 C.100焦 D.1000焦
2.一則題為“20秒60級臺階他抱著暈倒的女士沖向醫院"的新聞報道，讓救人兵哥哥、東部戰區海軍戰士朱墨巖刷屏全國。在這20秒內，朱墨巖登臺階的平均功率接近( )。
A.5.5瓦 B.55瓦 C.550瓦 D.5500瓦
3.在體育課上，某同學練習爬桿。他第一次勾速爬到桿頂用時8秒，第二次勻速爬到桿頂用時10秒，則他兩次爬桿功率之比為( )。
A.5：4 B.4：5 C.25：16 D.16：25
4.用彈簧測力計沿水平方向兩次拉著同一物體在同一水平面上運動，兩次運動的s-t圖像如圖所示。其對應的彈簧測力計示數分別為F1、F2，相同時間內所做的功分別為W1、W2，則它們的關系正確的是( )。
A.F1>F2，W1>W2 B.F1=F2，W1>W2 C.F1=F2，W15.舉重運動員在比賽時，第一階段把100千克的杠鈴很快地舉過頭頂，第二階段使杠鈴在空中穩穩地停留了3秒鐘。下列關于舉 重時運動員對杠鈴做功的說法，正確的是( ) 。
A.第一階段沒有做功 B.第二階段沒有做功 C.兩個階段都在做功 D.兩個階段都沒有做功
6.在某次跳傘訓練過程中，一體重為500N的運動員從空中懸停的直升機上由靜止開始豎直跳下，其速度與時間的關系如圖，經15s下落210m后，開始做勻速直線運動直至落地，整個過程用時30s。在這個過程中運動員（ ）
A.受到的重力小于阻力
B.下落的平均速度20m/s
C.機械能先增加再減小最后保持不變
D.重力做功的平均功率為5×103W
7.放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F的大小與時間t的關系如圖甲所示，物塊速度v與時間t的關系如圖乙所示，下列說法正確的是( )
A.0~2s內物塊沒有推動，推力小于摩擦力
B.2~4s內物塊受到的摩擦力與水平推力是對平衡力
C.t=3s時，物塊受到的摩擦力為f=3N
D.物塊在4s- 6s時間內水平推力做功為16J
8.重為80Ｎ的物體在大小為20Ｎ，方向水平向右的拉力F1作用下，在水平面上以2m/s速度做勻速直線運動。當撤去拉力F1，物體靜止后，改用方向水平向左，大小為30N的拉力F2使物體向左運動10m，在力F 2作用的過程中 ( )
A.物體與地面之間的摩擦力大小為30Ｎ B.拉力F2做功為200Ｊ
C.物體克服摩擦做功200J D.物體運動的速度大小仍為2m/s
9.如圖甲所示，木塊放在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊使其做直線運動，兩次拉動木塊得到的s－t關系圖像如圖乙所示。兩次對應的彈簧測力計示數分別為F1、F2，兩次拉力的功率分別為P1、P2，下列判斷正確的是（ ）
A.F1＞F2、P1＞P2 B.F1＝F2、P1＞P2 C.F1＞F2、P1＝P2 D.F1＜F2、P1＜P2
B組 自主提高
1.某興趣小組制作了一枚火箭，重為8牛(不包含燃料)，發射后獲取火箭的飛行高度與時間的關系如圖所示。
（1）.在圖中標注的A，B，C三個位置中，火箭的重力勢能最小的是 。
（2）.火箭從最高點B下落到地面過程中，重力做功的功率是 瓦。
2.甲、乙兩位同學參加爬山活動。甲同學的體重為450牛，乙同學的體重為500牛。當他們爬到離地面100米的高度時，甲同學克服自身的重力做功 焦。如果該過程甲同學用了5分鐘的時間，乙同學用了6分鐘的時間，那么 同學的功率大。
3.最新一款無人駕駛汽車以一定的速度勻速直線行駛8km消耗汽油1.2千克（汽油熱值為4.5×107J/kg），假設汽油完全燃燒，放出熱量________J；若其中30%的能量為推動汽車前進的機械能，則為________J，受到的阻力是________N。
4.圖甲所示的鐵塊重力G=4N，被吸附在豎直放置且足夠長的磁性平板上，當它在豎直方向上拉力F=6N的作用下向上運動時，鐵塊受到的摩擦力為________N；鐵塊此時速度v與時間t的關系圖象如圖乙所示，則4s內拉力F做功是________J。
5.如圖所示，引體向上是同學們經常做的一項健身運動。某同學能連續做16次標準的引體向上動作，若要測出該同學16次引體向上克服重力所做的功，則：
（1）下列科學量中 ：①該同學的質量m；②該同學的身高h；③該同學懸垂時離開地面的高度H1；④該同學過杠后離開地面的高度H2 ；⑤該同學連續做完16次動作所用的時間t，應測量的量有 (填序號)。
（2）該同學完成一次動作拉力通過的距離為 ，完成16次標準動作克服重力所做的功為 。
參考答案
三、典型例題
【例1】 如圖，小虎用水平向右的力推放在水平地面上的箱子，但沒有推動，則此時（　　）
A. 小虎的推力小于箱子受到的阻力 B. 小虎的推力大于箱子受到的阻力
C. 小虎對箱子做了功 D. 小虎對箱子沒有做功
【答案】D
【例2】科技改變生活，某餐館用智能送菜機器人(如圖)替代人工送菜。
（1）該機器人以1米/秒的速度運行30米將菜送到客人桌前，用時________秒 ；
（2）若機器人工作時牽引力恒為50牛，完成本次送菜，牽引力做功________焦。
【答案】（1）30 （2）1500
【例3】如圖為四旋翼無人機，質量為1.2千克，下方懸掛著一個質量為0.1千克的攝像機。在10秒內無人機從地面豎直上升了20米，然后邊攝像邊斜向上飛行了30秒，儀表盤上顯示離地面高度為36米。無人機前10秒對攝像機做功________焦，整個過程中，無人機對攝像機做功的功率為________瓦。
【答案】20；0.9
【例4】三位同學準備進行爬樓梯比賽，并比較功率的大小。為此，他們開展了如下的討論。
甲：只有測出各自的體重，爬樓用的時間和爬樓的高度，才能進行比較；
乙：控制爬樓的時間相同時，只要測出各自的體重、爬樓的高度，就可以進行比較；
丙：控制爬樓的高度相同時，只要測出各自的體重、爬樓的時間，就可以進行比較。
正確的是( )。
A.甲、乙和丙 B.甲和乙 C.甲和丙 D.乙和丙
【答案】D
A組 基礎訓練
1.某人用豎直向上的力將2只雞蛋勻速提高1米，此人對雞蛋做的功約為( )。
A.1焦 B.10焦 C.100焦 D.1000焦
【答案】 A
2.一則題為“20秒60級臺階他抱著暈倒的女士沖向醫院"的新聞報道，讓救人兵哥哥、東部戰區海軍戰士朱墨巖刷屏全國。在這20秒內，朱墨巖登臺階的平均功率接近( )。
A.5.5瓦 B.55瓦 C.550瓦 D.5500瓦
【答案】 C
3.在體育課上，某同學練習爬桿。他第一次勾速爬到桿頂用時8秒，第二次勻速爬到桿頂用時10秒，則他兩次爬桿功率之比為( )。
A.5：4 B.4：5 C.25：16 D.16：25
【答案】 A
4.用彈簧測力計沿水平方向兩次拉著同一物體在同一水平面上運動，兩次運動的s-t圖像如圖所示。其對應的彈簧測力計示數分別為F1、F2，相同時間內所做的功分別為W1、W2，則它們的關系正確的是( )。
A.F1>F2，W1>W2 B.F1=F2，W1>W2 C.F1=F2，W1【答案】 B
5.舉重運動員在比賽時，第一階段把100千克的杠鈴很快地舉過頭頂，第二階段使杠鈴在空中穩穩地停留了3秒鐘。下列關于舉 重時運動員對杠鈴做功的說法，正確的是( ) 。
A.第一階段沒有做功 B.第二階段沒有做功 C.兩個階段都在做功 D.兩個階段都沒有做功
【答案】 B
6.在某次跳傘訓練過程中，一體重為500N的運動員從空中懸停的直升機上由靜止開始豎直跳下，其速度與時間的關系如圖，經15s下落210m后，開始做勻速直線運動直至落地，整個過程用時30s。在這個過程中運動員（ ）
A.受到的重力小于阻力
B.下落的平均速度20m/s
C.機械能先增加再減小最后保持不變
D.重力做功的平均功率為5×103W
【答案】 D
7.放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F的大小與時間t的關系如圖甲所示，物塊速度v與時間t的關系如圖乙所示，下列說法正確的是( )
A.0~2s內物塊沒有推動，推力小于摩擦力
B.2~4s內物塊受到的摩擦力與水平推力是對平衡力
C.t=3s時，物塊受到的摩擦力為f=3N
D.物塊在4s- 6s時間內水平推力做功為16J
【答案】 D
8.重為80Ｎ的物體在大小為20Ｎ，方向水平向右的拉力F1作用下，在水平面上以2m/s速度做勻速直線運動。當撤去拉力F1，物體靜止后，改用方向水平向左，大小為30N的拉力F2使物體向左運動10m，在力F 2作用的過程中 ( )
A.物體與地面之間的摩擦力大小為30Ｎ B.拉力F2做功為200Ｊ
C.物體克服摩擦做功200J D.物體運動的速度大小仍為2m/s
【答案】 C
9.如圖甲所示，木塊放在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊使其做直線運動，兩次拉動木塊得到的s－t關系圖像如圖乙所示。兩次對應的彈簧測力計示數分別為F1、F2，兩次拉力的功率分別為P1、P2，下列判斷正確的是（ ）
A.F1＞F2、P1＞P2 B.F1＝F2、P1＞P2 C.F1＞F2、P1＝P2 D.F1＜F2、P1＜P2
【答案】 B
B組 自主提高
1.某興趣小組制作了一枚火箭，重為8牛(不包含燃料)，發射后獲取火箭的飛行高度與時間的關系如圖所示。
（1）.在圖中標注的A，B，C三個位置中，火箭的重力勢能最小的是 。
（2）.火箭從最高點B下落到地面過程中，重力做功的功率是 瓦。
【答案】 C 70
2.甲、乙兩位同學參加爬山活動。甲同學的體重為450牛，乙同學的體重為500牛。當他們爬到離地面100米的高度時，甲同學克服自身的重力做功 焦。如果該過程甲同學用了5分鐘的時間，乙同學用了6分鐘的時間，那么 同學的功率大。
【答案】 D 45000 甲
3.最新一款無人駕駛汽車以一定的速度勻速直線行駛8km消耗汽油1.2千克（汽油熱值為4.5×107J/kg），假設汽油完全燃燒，放出熱量________J；若其中30%的能量為推動汽車前進的機械能，則為________J，受到的阻力是________N。
【答案】 5.4 ×107J 1.62 ×107J 2025N
4.圖甲所示的鐵塊重力G=4N，被吸附在豎直放置且足夠長的磁性平板上，當它在豎直方向上拉力F=6N的作用下向上運動時，鐵塊受到的摩擦力為________N；鐵塊此時速度v與時間t的關系圖象如圖乙所示，則4s內拉力F做功是________J。
【答案】 2 4.8
5.如圖所示，引體向上是同學們經常做的一項健身運動。某同學能連續做16次標準的引體向上動作，若要測出該同學16次引體向上克服重力所做的功，則：
（1）下列科學量中 ：①該同學的質量m；②該同學的身高h；③該同學懸垂時離開地面的高度H1；④該同學過杠后離開地面的高度H2 ；⑤該同學連續做完16次動作所用的時間t，應測量的量有 (填序號)。
（2）該同學完成一次動作拉力通過的距離為 ，完成16次標準動作克服重力所做的功為 。
【答案】 ①③④ H2-H1 16mg(H2-H1 )
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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